特許 7135297 検査装置、検査システム、および検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-05

(45)【発行日】2022-09-13

(54)【発明の名称】検査装置、検査システム、および検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20220906BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2017208362

(22)【出願日】2017-10-27

(65)【公開番号】P2019082333

(43)【公開日】2019-05-30

【審査請求日】2020-09-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100092897

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 正悟

(74)【代理人】

【識別番号】100097984

【弁理士】

【氏名又は名称】川野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100157417

【弁理士】

【氏名又は名称】並木 敏章

(72)【発明者】

【氏名】坂田 泰啓

(72)【発明者】

【氏名】井上 真嘉

(72)【発明者】

【氏名】徳永 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】柳屋 成孝

【審査官】平田 佳規

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５２７９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９７３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９１０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３１１５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２５３９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３２１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００２７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４８０４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００ － １１／３０

Ｇ０３Ｂ １５／００ － １５／０２

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－ ５／２５７

Ｈ０４Ｎ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の明暗のパターンを有する照明光で第１の方向から被検物を照明する照明部と、
前記照明部に照明された前記被検物の表面で前記照明光が鏡面反射して形成される前記明暗のパターンの鏡像を撮像する撮像部とを備え、
前記撮像部は、前記被検物の表面に対して前記第１の方向から入射して鏡面反射した前記照明光が向かう方向と異なる第２の方向に延びる光軸を有し、前記被検物の表面に対して合焦して、前記明暗のパターンの鏡像を撮像する検査装置。

【請求項2】

前記所定の明暗のパターンは、相対的に明るい明部と、前記明部よりも暗い暗部とを有し、前記明部が前記暗部を挟んで並ぶ明暗のパターンであり、
前記明部と前記暗部との境界部分の明るさが連続的に変化する請求項１に記載の検査装置。

【請求項3】

前記暗部を挟んで並ぶ前記明部の配列は、千鳥配列である請求項２に記載の検査装置。

【請求項4】

前記明部は、円形状に形成される請求項３に記載の検査装置。

【請求項5】

前記撮像部が前記被検物の表面に対して合焦するように調整を行うフォーカス調整部を有する請求項１～４のいずれかに記載の検査装置。

【請求項6】

被検物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置に搬送される前記被検物の表面を検査する検査装置と、前記検査装置を前記被検物に対して相対移動可能に保持する保持装置とを備え、
前記検査装置が請求項１～５のいずれかに記載の検査装置である検査システム。

【請求項7】

所定の明暗のパターンを有する照明光で第１の方向から被検物を照明することと、
前記被検物の表面で前記照明光が鏡面反射して形成される前記明暗のパターンの鏡像を撮像することと、
撮像された前記明暗のパターンの鏡像に基づいて前記被検物の表面の異常を検査することと、を含み、
前記被検物の表面に対して前記第１の方向から入射して鏡面反射した前記照明光が向かう方向と異なる第２の方向に延びる光軸を有し、前記被検物の表面に対して合焦した撮像部を用いて、前記明暗のパターンの鏡像を撮像する検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査装置、検査システム、および検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

被検物の表面の検査を行う方法には、所定のパターンが投影された被検物をカメラで撮影し、画像解析からパターンの明暗度（輝度もしくはパターンの映り込み）の変化を捉えて、被検物の表面の異常を検出する方法がある（例えば、特許文献１を参照）。このような表面検査が可能な被検物として、例えば、コンパクトデジタルカメラや、スマートフォン、自動車のボディ等がある。しかしながら、被検物の表面の異常を検出した際に、異常の詳細を判別することが困難な場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－１４８１９５号公報

【発明の概要】

【0004】

第１の態様に係る検査装置は、所定の明暗のパターンを有する照明光で第１の方向から被検物を照明する照明部と、前記照明部に照明された前記被検物の表面で前記照明光が鏡面反射して形成される前記明暗のパターンの鏡像を撮像する撮像部とを備え、前記撮像部は、前記被検物の表面に対して前記第１の方向から入射して鏡面反射した前記照明光が向かう方向と異なる第２の方向に延びる光軸を有し、前記被検物の表面に対して合焦して、前記明暗のパターンの鏡像を撮像する。

【0005】

第２の態様に係る検査システムは、被検物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置に搬送される前記被検物の表面を検査する検査装置と、前記検査装置を前記被検物に対して相対移動可能に保持する保持装置とを備え、前記検査装置が上述した検査装置である。

【0006】

第３の態様に係る検査方法は、所定の明暗のパターンを有する照明光で第１の方向から被検物を照明することと、前記被検物の表面で前記照明光が鏡面反射して形成される前記明暗のパターンの鏡像を撮像することと、撮像された前記明暗のパターンの鏡像に基づいて前記被検物の表面の異常を検査することと、を含み、前記被検物の表面に対して前記第１の方向から入射して鏡面反射した前記照明光が向かう方向と異なる第２の方向に延びる光軸を有し、前記被検物の表面に対して合焦した撮像部を用いて、前記明暗のパターンの鏡像を撮像する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係る検査装置を示す概要構成図である。

【図2】（Ａ）は検査システムを示す模式図であり、（Ｂ）は検査システムの変形例を示す模式図である。

【図3】検査装置のヘッド部の動きの一例を（Ａ）～（Ｂ）の順に示す模式図である。

【図4】検査装置における照明部と撮像部との位置関係を示す模式図である。

【図5】照明部を示す概略構成図である。

【図6】ドットパターンを示す模式図である。

【図7】（Ａ）は面状に拡がる照明光を用いた場合の異常の検知可能領域を示す模式図であり、（Ｂ）はドットパターンを有する照明光を用いた場合の異常の検知可能領域を示す模式図である。

【図8】（Ａ）は正常な被検物の表面を照明した場合におけるドットパターンの輝度分布および平均化輝度を示す模式図であり、（Ｂ）はドットパターンの明部で異常がある場合の輝度分布および平均化輝度を示す模式図であり、（Ｃ）はドットパターンの暗部で異常がある場合の輝度分布および平均化輝度を示す模式図である。

【図9】ドットパターンの位置と輝度分布との関係を（Ａ）～（Ｃ）の順に示す模式図である。

【図10】第２実施形態に係る検査装置を示す概要構成図である。

【図11】第３実施形態に係る検査装置を示す概要構成図である。

【図12】第３実施形態の検査装置における照明部と、撮像部と、補助照明部との位置関係を示す模式図である。

【図13】（Ａ）は第１変形例の照明部を示す概略構成図であり、（Ｂ）は第２変形例の照明部を示す概略構成図である。

【図14】（Ａ）はチェッカーパターンを示す模式図であり、（Ｂ）は縞パターンを示す模式図である。

【図15】被検物の表面における異常の有無を判定する処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本願の好ましい実施形態について説明する。照明部のパターンの鏡像を精度よく撮像するために、照明部のパターンにピントを合わせる（合焦させる）と、被検物の表面ではピントがずれる場合がある。例えば、被検物の表面が塗装面である場合、カメラで撮像取得した画像において輝度変化が生じても、被検物の表面に対するピントのずれにより、ゴミによる輝度変化なのか、ブツ（塗装の不具合で生じる凹凸等）による輝度変化なのか、画像による判別が困難であった。そこで、異常の判別精度を高めた検査装置、およびこれを備えた検査システムについて、以下に説明する。

【0009】

本実施形態に係る検査システム１は、図２（Ａ）に示すように、被検物Ｗｋを搬送する搬送装置２と、被検物Ｗｋを検査する検査装置１０と、検査装置１０を保持する保持装置４と、検査のための画像処理等を行う処理装置５とを備えて構成される。本実施形態に係る検査システム１（検査装置１０）により検査が行われる被検物Ｗｋとして、例えば、コンパクトデジタルカメラや、スマートフォン、自動車のボディ等がある。より具体的には、自動車のボディにクリア塗料が塗装されて形成されるクリア塗装面等、光沢を有する被検物Ｗｋの表面の検査が行われる。

【0010】

搬送装置２は、例えば、ベルトコンベア等を用いて構成され、被検物Ｗｋを前の工程ラインから所定の搬送位置（検査装置１０の設置位置）まで搬送する。検査装置１０は、前述したように、光沢を有する被検物Ｗｋの表面の検査を行うための装置である。検査装置１０は、被検物Ｗｋの表面の検査を行うための画像を取得し、取得した画像データを処理装置５に送信する。保持装置４は、例えば、垂直多関節ロボット（ロボットアーム）等を用いて構成され、保持装置４の先端部に検査装置１０が取り付けられる。これにより、保持装置４は、検査装置１０を被検物Ｗｋに対して（３次元方向に）相対移動可能に保持する。なお、検査装置１０および保持装置４は、被検物Ｗｋの大きさや形状等に応じて、被検物Ｗｋ（搬送装置２）の周辺部に複数（もしくは単数）設けられる。

【0011】

処理装置５は、例えば、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等を用いて構成され、検査装置１０等と電気的に接続される。処理装置５は、検査装置１０から送信された画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行う。処理装置５は、検査装置１０から送信された画像等を表示可能なモニタ６を有している。なお、処理装置５は、検査装置１０の内部に組み込まれてもよい。この場合、検査装置１０とモニタ６とが電気的に接続されてもよい。

【0012】

このような検査システム１を用いた検査方法について述べる。搬送装置２により被検物Ｗｋが所定の搬送位置に搬送されると、各検査装置１０はそれぞれ、保持装置４の作動により被検物Ｗｋの表面に沿って相対移動しつつ、被検物Ｗｋの表面における（各検査装置
１０ごとに設定された）所定の検査範囲について、被検物Ｗｋの表面の検査を行うための画像を取得し、取得した画像データを処理装置５に送信する。処理装置５は、各検査装置１０から送信された画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行う。なお、異常が無いと判定された被検物Ｗｋは、搬送装置２により所定の搬送位置から後の工程ラインに向けて搬送される。

【0013】

なお、上述の検査システム１において、保持装置４は、垂直多関節ロボット（ロボットアーム）等を用いて構成されているが、これに限られるものではない。例えば、図２（Ｂ）に示す検査装置１０１のように、保持装置１０４は、門型に配置された可動式のフレーム部材等を用いて構成されてもよい。この場合、各検査装置１０は、門型の保持装置１０４における（上辺、左辺および右辺の）各辺に複数並んで取り付けられる。これにより、保持装置１０４は、検査装置１０を被検物Ｗｋに対して（前後方向、左右方向または上下方向に）相対移動可能に保持する。

【0014】

次に、検査装置の第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る検査装置１０は、図１に示すように、被検物Ｗｋを照明する照明ユニット２０と、照明光のパターンを撮像する撮像部３０と、被検物Ｗｋに対する距離および角度を検出する距離・角度検出部４０と、これらを保持するヘッド部５０と、ヘッド部５０の向きを一定に保つための姿勢制御ユニット６０とを備えて構成される。

【0015】

照明ユニット２０は、照明部２１と、照明移動部２６とを有して構成される。照明部２１は、ドットパターンＰ１（図６を参照）を有する照明光で被検物Ｗｋの一部を照明する。照明部２１は、例えば図５に示すように、ランプ基板２２と、拡散板２４とを有して構成される。ランプ基板２２の表面には、複数の砲弾型ＬＥＤ２３が実装される。砲弾型ＬＥＤ２３は、ドットパターンＰ１の明部Ｑ１を構成する指向性の高い光を発光させる。ランプ基板２２の表面における砲弾型ＬＥＤ２３の実装部以外の部分には、黒色の艶消し部２２ａが形成される。艶消し部２２ａによって、砲弾型ＬＥＤ２３からの余分な迷光を低減させ、ドットパターンＰ１の輝度のコントラストを低下させる要因を排除することができる。拡散板２４は、各砲弾型ＬＥＤ２３から発光した光を拡散させる。このような構成により、照明部２１は、指向性の高い照明光Ｌｔを発光させることが可能である。なお、図４および図５において、照明光Ｌｔの指向性の向きを太い矢印で示す。

【0016】

図６に示すように、照明光のドットパターンＰ１は、相対的に明るい円形状の明部Ｑ１と、明部Ｑ１よりも暗い暗部Ｒ１とを有し、明部Ｑ１が暗部Ｒ１を挟んで２次元的に並ぶ明暗のパターンである。暗部Ｒ１を挟んで並ぶ明部Ｑ１の配列は、千鳥配列となっている。図９に、ドットパターンＰ１の（図９の紙面の左右方向に沿った）輝度分布の一例を示す。このように、ドットパターンＰ１の輝度分布を示す関数は、ガウス分布（正規分布）の繰り返しを示す関数であることが望ましい。また、ドットパターンＰ１の輝度分布を示す関数は、正弦関数や余弦関数等の連続関数であってもよい。このように、ドットパターンＰ１において、少なくとも明部Ｑ１と暗部Ｒ１との境界部分の明るさ（輝度）が連続的に変化するようになっている。

【0017】

なお、照明部２１は、被検物Ｗｋの反射率が５０％以上の場合、複数の砲弾型ＬＥＤ２３の一部を消灯させることで、ドットパターンＰ１の明部Ｑ１の数を通常よりも減少させるようになっている。これにより、照明部２１に照明される被検物Ｗｋの表面の照度を、反射率が５０％未満の場合と同様の照度に抑えることができる。このように、被検物Ｗｋの反射率に応じて明部Ｑ１の数を変更することで、撮像部３０で撮像取得されるドットパターンＰ１の画像において、ドットパターンＰ１の暗部Ｒ１の輝度が高くなるのを防止することができ、ドットパターンＰ１の画像のＳＮ比を向上させることが可能になる。

【0018】

照明移動部２６は、図１に示すように、照明部２１（砲弾型ＬＥＤ２３）の光軸と垂直な方向に照明部２１を移動させることで、照明部２１により被検物Ｗｋを照明する位置を移動させる。照明移動部２６の作動によって、例えば図９（Ａ）～（Ｃ）に示すように、被検物Ｗｋの表面で鏡面反射する照明光のドットパターンＰ１が被検物Ｗｋの表面に沿って移動する。

【0019】

照明部２１により被検物Ｗｋを照明すると、光沢を有する被検物Ｗｋの表面で照明光が鏡面反射するため、図４に示すように、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍが形成される。本実施形態において、撮像部３０は、被検物Ｗｋの表面に対して合焦して、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像する。このように、ドットパターンＰ１を有する照明光で被検物Ｗｋの表面が照明され、撮像部３０が被検物Ｗｋの表面に対して合焦することで、被検物Ｗｋの表面に関するデータを包含した、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍの画像データに基づく画像解析が可能になる。撮像部３０は、前述の処理装置５と電気的に接続され、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像すると、撮像したドットパターンＰ１の画像データを処理装置５に送信する。

【0020】

距離・角度検出部４０は、被検物Ｗｋの表面からの距離を計測可能な３つの測距センサ（図示せず）を有して構成される。３つの測距センサは、ヘッド部５０の中央部の所定のセンサ取付位置に並んで取り付けられる。距離・角度検出部４０は、３つの測距センサにより計測された３種類の距離情報に基づいて、被検物Ｗｋの表面において照明部２１および撮像部３０が対向する検査位置からヘッド部５０までの距離と、当該検査位置に対するヘッド部５０の対向角度を検出する。本実施形態において、ヘッド部５０の対向角度とは、被検物Ｗｋの表面の検査位置での法線と、ヘッド部５０の中心線とのなす角度とする。この対向角度は、上述に限られるものではなく、被検物Ｗｋの表面に対するヘッド部５０（照明部２１および撮像部３０）の相対角度を示すものであればよい。

【0021】

ヘッド部５０は、照明ユニット２０、撮像部３０、および距離・角度検出部４０等を、互いの相対位置関係が一定となるように保持する。ヘッド部５０において、照明ユニット２０の照明部２１と撮像部３０とは、ヘッド部５０の中心線に対して略線対称に配置される。これにより、撮像部３０は、被検物Ｗｋの表面の検査位置に対するヘッド部５０の対向角度が零度のとき（すなわち、被検物Ｗｋの表面の検査位置での法線と、ヘッド部５０の中心線とのなす角度が零度のとき）、当該検査位置で照明光が鏡面反射して形成されるドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像することができる。

【0022】

本実施形態においては、図４に示すように、照明部２１から被検物Ｗｋの表面までの距離（ライト・ワーキング・ディスタンス）が、当該表面から撮像部３０までの距離（ワーキング・ディスタンス）よりも短くなるように、照明部２１と撮像部３０とが配置される。また、被検物Ｗｋの表面で鏡面反射した照明光の主光線の向き（照明部２１の光軸の向き）が、撮像部３０の光軸の向きと異なるように、照明部２１の向きが調整される。

【0023】

姿勢制御ユニット６０は、ヘッド移動部６１と、フォーカス調整部６６とを有して構成される。ヘッド移動部６１は、被検物Ｗｋの表面の検査位置に対するヘッド部５０の対向角度が零度となるように、被検物Ｗｋの表面の形状に応じて（照明部２１および撮像部３０を保持する）ヘッド部５０を回動させる。ヘッド移動部６１の作動制御は、例えば、被検物Ｗｋの設計データに基づいた概略的なヘッド部５０の回動制御が行われ、その後、距離・角度検出部４０で検出されるヘッド部５０の対向角度のデータに基づいて、実際の被検物Ｗｋの表面の形状に応じた詳細なヘッド部５０の回動制御が行われる。

【0024】

フォーカス調整部６６は、（距離・角度検出部４０で検出される）被検物Ｗｋの表面の検査位置からヘッド部５０までの距離が所定の合焦距離となるように、ヘッド部５０を直
線移動させる。所定の合焦距離とは、撮像部３０が被検物Ｗｋの表面の検査位置に対して合焦状態となる（検査位置からヘッド部５０までの）距離である。このように、フォーカス調整部６６は、撮像部３０が被検物Ｗｋの表面の検査位置に対して合焦するように調整を行う。

【0025】

第１実施形態の検査装置１０において、照明部２１は、ドットパターンＰ１を有する照明光で被検物Ｗｋの表面の検査位置を照明する。撮像部３０は、被検物Ｗｋの表面の検査位置に対して合焦して、当該検査位置で照明光が鏡面反射して形成されるドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像する。このとき、撮像部３０は、照明移動部２６によって照明部２１により（被検物Ｗｋの表面の検査位置に対して）照明する位置を移動させた複数のドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像する。撮像部３０は、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像すると、撮像したドットパターンＰ１の画像データを処理装置５に送信する。

【0026】

前述したように、検査装置１０は、保持装置４の作動により被検物Ｗｋの表面に沿って相対移動しつつ、被検物Ｗｋの表面における所定の検査範囲について、照明ユニット２０による照明および、撮像部３０による撮像を繰り返し行う。保持装置４の作動により検査装置１０（ヘッド部５０）が被検物Ｗｋの表面に沿って相対移動すると、被検物Ｗｋの表面の検査位置が変位する。このとき、ヘッド移動部６１は、保持装置４の作動により変位した検査位置に対するヘッド部５０の対向角度が零度となるように、被検物Ｗｋの表面の形状に応じてヘッド部５０を回動させる。フォーカス調整部６６は、保持装置４の作動により変位した検査位置からヘッド部５０までの距離が所定の合焦距離となるように、ヘッド部５０を直線移動させる。保持装置４の作動により変位した検査位置からヘッド部５０までの距離および、当該検査位置に対するヘッド部５０の対向角度は、距離・角度検出部４０により検出される。

【0027】

また、照明移動部２６は、被検物Ｗｋの表面の検査位置が変位しても、照明部２１により照明する位置を常に一定の方向に移動させる。これに限らず、照明移動部２６は、被検物Ｗｋの表面の検査位置が変位するごとに、照明部２１により照明する位置を一方向と（これとは逆の）他方向とに切り替えて移動させるようにしてもよい。

【0028】

処理装置５は、検査装置１０の撮像部３０から送信された画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行う。被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定するための画像処理の方法として、いわゆる動的閾値法を用いる方法がある。動的閾値法は、画像の二値化処理の一つの手段で、緩やかな輝度変化を平均化する方法である。例えば、被検物Ｗｋの表面が正常の場合には、図８（Ａ）の左側に示すようにドットパターンＰ１の輝度変化が一様に（連続的に）なるため、動的閾値法による平均化輝度が図８（Ａ）の右側に示すように一定となる。

【0029】

ドットパターンＰ１の明部Ｑ１で異常（例えば、被検物Ｗｋの表面が自動車のクリア塗装面である場合、ブツ、ゴミ、ゆず肌等）が存在する場合には、光テコの原理による照明光の反射方向の変化により、図８（Ｂ）の左側に示すように不連続な輝度変化が生じるため、動的閾値法による平均化輝度が図８（Ｂ）の右側に示すように変化する。このとき、異常が存在する位置での平均化輝度が所定の検出閾値より小さくなるため、平均化輝度が当該検出閾値より小さくなる位置を、被検物Ｗｋの表面における異常の存在する位置として判定および抽出することが可能である。

【0030】

ドットパターンＰ１の暗部Ｒ１で異常が存在する場合にも、光テコの原理による照明光の反射方向の変化により、図８（Ｃ）の左側に示すように不連続な輝度変化が生じるため、動的閾値法による平均化輝度が図８（Ｃ）の右側に示すように変化する。このとき、異常が存在する位置での平均化輝度が所定の検出閾値より小さくなるため、平均化輝度が当
該検出閾値より小さくなる位置を、被検物Ｗｋの表面における異常の存在する位置として判定および抽出することが可能である。このように、明るさ（輝度）が連続的に変化するドットパターンＰ１を用いることで、動的閾値法を用いた画像処理により、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定することができる。

【0031】

また、処理装置５は、検査装置１０の撮像部３０から送信された、照明移動部２６によって照明部２１により照明する位置（ドットパターンＰ１の明部Ｑ１の位置）を移動させた同じ検査位置での複数のドットパターンＰ１の画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行う。図９（Ａ）～（Ｃ）に示すように、ドットパターンＰ１の明部Ｑ１と暗部Ｒ１で（異常に対する）検出感度が変化するからである。

【0032】

被検物Ｗｋの表面において点在する異常（例えば、被検物Ｗｋの表面が自動車のクリア塗装面である場合、ブツ、ゴミ等）によって動的閾値法による平均化輝度が変化する場合、照明移動部２６により照明する位置を移動させても、画像処理において抽出される異常の存在する位置は変位しない。被検物Ｗｋの表面において連続的に存在する異常（例えば、被検物Ｗｋの表面が自動車のクリア塗装面である場合、ゆず肌等）によって動的閾値法による平均化輝度が変化する場合、照明移動部２６により照明する位置（ドットパターンＰ１の明部Ｑ１の位置）を移動させると、画像処理において抽出される異常の存在する位置も変位する。例えば、被検物Ｗｋの表面（自動車のクリア塗装面）に形成されるゆず肌は、連続して拡がる凹凸状に形成されるため、ドットパターンＰ１（明部Ｑ１）の変位による検出感度の変化によって、動的閾値法による平均化輝度が変化する位置も変位するからである。このように、同じ検査位置でドットパターンＰ１の輝度分布が異なる画像データを用いることで、被検物Ｗｋの表面において点在する異常（ブツ、ゴミ等）であるのか、被検物Ｗｋの表面において連続的に存在する異常（ゆず肌等）であるのかを判別することが可能であり、異常の誤検知を防止する効果を得ることも可能である。

【0033】

以上説明したように、第１実施形態によれば、撮像部３０は、被検物Ｗｋの表面に対して合焦して、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像するため、被検物Ｗｋの表面に関するデータを包含した、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍの画像データに基づく画像解析が可能になる。このように、被検物Ｗｋの表面に対して合焦した状態で撮像取得した画像において輝度変化が生じると、例えば、被検物Ｗｋの表面が自動車のクリア塗装面である場合、ゴミによる輝度変化なのか、ブツによる輝度変化なのかを判別することが可能になり、異常の判別精度を高めることができる。

【0034】

第１実施形態において、照明光のドットパターンＰ１は、相対的に明るい明部Ｑ１と、明部Ｑ１よりも暗い暗部Ｒ１とを有し、明部Ｑ１が暗部Ｒ１を挟んで２次元的に並ぶ明暗のパターンであり、明部Ｑ１と暗部Ｒ１との境界部分の明るさ（輝度）が連続的に変化するようになっている。明るさ（輝度）が二値的な明暗のパターンを用いる場合と比較して、少なくとも明部Ｑ１と暗部Ｒ１との境界部分の明るさが連続的に変化するドットパターンＰ１を用いることで、動的閾値法を用いた画像処理等により、明部Ｑ１および暗部Ｒ１の配列ピッチよりも小さな異常であっても異常の種類を判別することが可能である。そのため、ドットパターンＰ１を有する照明光で照明する範囲を広げることが容易になり、撮像部３０による一度の撮像で検査可能な範囲を広くすることができる。

【0035】

また、明部と暗部との境界部分が明瞭に映るパターンの画像を得る必要がないため、撮像部３０を、照明部２１のドットパターンＰ１に対して合焦させずに、被検物Ｗｋの表面に対して合焦させることが可能になる。そのため、被検物Ｗｋの表面に関するデータを包含した、データ量の豊富なドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍの画像データを得ることができる。例えば、画像処理において異なる種類の異常を判別して認識するために、ＡＩ（人工知能）による機械学習（ディープラーニング）を行う場合、データ量が豊富になるため、
効率的な学習を行うことが可能である。

【0036】

第１実施形態において、ドットパターンＰ１において暗部Ｒ１を挟んで並ぶ明部Ｑ１の配列は、千鳥配列となっている。これにより、ドットパターンＰ１の輝度分布が縦横の方向で一様となるため、ドットパターンＰ１の向きに拘わらず、異常の判別精度を高くすることができる。また、ドットパターンＰ１の明部Ｑ１が円形状に形成されることで、明部Ｑ１の形状が回転対称な形状になる。これにより、千鳥配列のドットパターンＰ１において、ドットパターンＰ１の輝度分布が縦横および斜めの方向で一様となるため、ドットパターンＰ１の向きに拘わらず、異常の判別精度を高くすることができる。

【0037】

第１実施形態において、照明部２１から被検物Ｗｋの表面までの距離（ライト・ワーキング・ディスタンス）が、当該表面から撮像部３０までの距離（ワーキング・ディスタンス）よりも短くなるように、照明部２１と撮像部３０とが配置される。照明部２１から被検物Ｗｋの表面までの距離が短くなると、照明光による被検物Ｗｋの表面の照度が高くなるため、簡便な構成で、ドットパターンＰ１の画像における明部Ｑ１の輝度を高くすることが可能である。

【0038】

第１実施形態において、被検物Ｗｋの表面で鏡面反射した照明光の主光線の向き（照明部２１の光軸の向き）が、撮像部３０の光軸の向きと異なるように、照明部２１と撮像部３０とが配置される。これにより、被検物Ｗｋの表面で鏡面反射した照明光の主光線が撮像部３０に直接入射しないため、照明部２１から発光した照明光の照度ムラの影響を抑えることができ、ドットパターンＰ１の画像における中央部と周辺部での輝度の均一性を高くすることができる。

【0039】

また例えば、被検物Ｗｋの表面が自動車のクリア塗装面である場合、ドットパターンＰ１を有する照明光で被検物Ｗｋ（自動車のボディ）を照明すると、クリア塗装面で鏡面反射した照明光に加え、クリア塗料の下層に塗装された上塗り塗料（例えば、メタリックカラーの塗料、パールカラーの塗料、ソリッドカラーの塗料等）の塗装面で鏡面反射した照明光も撮像部３０に入射する。この場合、照明部２１からクリア塗装面までの距離を短くする方法等によって、照明光によるクリア塗装面の輝度を高くしようとすると、ドットパターンＰ１の画像において、明部Ｑ１の輝度だけでなく、暗部Ｒ１の輝度も高くなる。そのため、ドットパターンＰ１の画像の明暗のコントラストが低くなり、異常の判別精度が低下する可能性がある。上述したように、被検物Ｗｋの表面で鏡面反射した照明光の主光線の向き（照明部２１の光軸の向き）が、撮像部３０の光軸の向きと異なるように照明部２１等を配置すれば、上塗り塗料の塗装面で鏡面反射した照明光が撮像部３０に入射するのを抑えることができるため、ドットパターンＰ１の画像において、明部Ｑ１の輝度を高くしつつ、暗部Ｒ１の輝度を低く抑えることができる。そのため、ドットパターンＰ１の画像の明暗のコントラストを高くすることができ、異常の判別精度を高くすることが可能になる。

【0040】

第１実施形態において、被検物Ｗｋの表面の検査位置（照明部２１および撮像部３０が対向する部分）に対する、ヘッド部５０（照明部２１および撮像部３０）の向きが一定となるように、被検物Ｗｋの表面の形状に応じてヘッド部５０（照明部２１および撮像部３０）を回動させるヘッド移動部６１が設けられる。これにより、検査装置１０を被検物Ｗｋの表面に沿って相対移動させた場合に、被検物Ｗｋの表面が曲面であっても、被検物Ｗｋの表面の検査位置に対する、ヘッド部５０（照明部２１および撮像部３０）の向きを一定に保つことができ、異常の判別精度を高く安定させることができる。

【0041】

第１実施形態において、撮像部３０が被検物Ｗｋの表面に対して合焦するように調整を行うフォーカス調整部が設けられる。これにより、検査装置１０を被検物Ｗｋの表面に沿
って相対移動させた場合に、被検物Ｗｋの表面が曲面であっても、撮像部３０が被検物Ｗｋの表面に対して合焦する状態を保つことができ、異常の判別精度を高く安定させることができる。

【0042】

次に、検査装置の第２実施形態について説明する。第２実施形態の検査装置１１０は、図１０に示すように、照明ユニット２０と、撮像部３０と、距離・角度検出部４０と、ブロア１７０と、イオナイザ１８０と、これらを保持するヘッド部５０と、姿勢制御ユニット６０とを備えて構成される。第２実施形態において、照明ユニット２０、撮像部３０、距離・角度検出部４０、ヘッド部５０、および姿勢制御ユニット６０は、第１実施形態と同様の構成であるため、第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0043】

ブロア１７０は、被検物Ｗｋの表面の検査位置に向けて、当該検査位置に付着したゴミ等を吹き飛ばすためのエアを噴出させる。イオナイザ１８０は、被検物Ｗｋの表面に付着したゴミ等に帯電した静電気を除電するための装置である。

【0044】

第２実施形態の検査装置１１０において、照明部２１は、ドットパターンＰ１を有する照明光で被検物Ｗｋの表面の検査位置を照明する。撮像部３０は、被検物Ｗｋの表面の検査位置に対して合焦して、当該検査位置で照明光が鏡面反射して形成されるドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像する。このとき、撮像部３０は、照明移動部２６によって照明部２１により（被検物Ｗｋの表面の検査位置に対して）照明する位置を移動させた複数のドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像する。撮像部３０は、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像すると、撮像したドットパターンＰ１の画像データを処理装置５に送信する。

【0045】

第１実施形態と同様に、検査装置１１０は、保持装置４の作動により被検物Ｗｋの表面に沿って相対移動しつつ、被検物Ｗｋの表面における所定の検査範囲について、照明ユニット２０による照明および、撮像部３０による撮像を繰り返し行う。処理装置５は、検査装置１１０の撮像部３０から送信された画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行う。また、処理装置５は、検査装置１１０の撮像部３０から送信された、照明移動部２６によって照明部２１により照明する位置（ドットパターンＰ１の明部Ｑ１の位置）を移動させた同じ検査位置での複数のドットパターンＰ１の画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行う。

【0046】

例えば、被検物Ｗｋの表面が自動車のクリア塗装面である場合、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ゴミによる輝度変化なのか、ブツによる輝度変化なのかを判別することが可能である。第２実施形態では、処理装置５による画像処理等により、被検物Ｗｋの表面にゴミがあると判定された場合、ブロア１７０およびイオナイザ１８０を用いて、被検物Ｗｋの表面の検査位置に付着したゴミを除去することが可能である。

【0047】

ここで、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理の一例について、図１５のフローチャートを参照して説明する。なお、処理装置５は、記憶部（図示せず）に記憶された所定の処理プログラムに基づいて、各処理を実行する。また、第２実施形態の検査装置１１０に限らず、第１実施形態の検査装置１０を用いても、同様の処理が可能であることはいうまでもない。

【0048】

まず、処理装置５は、画像入力処理（ステップＳＴ１０１）を実行する。画像入力処理（ステップＳＴ１０１）において、処理装置５は、検査装置１１０の撮像部３０から入力された画像データを記憶部（図示せず）に記憶させる。また、処理装置５は、照明移動部２６によって照明部２１により照明する位置を移動させて撮像取得した複数の画像データを記憶部に記憶させる。

【0049】

次に、処理装置５は、平均化処理（ステップＳＴ１０２）を実行する。平均化処理（ステップＳＴ１０２）において、処理装置５は、記憶部（図示せず）に記憶された画像データについて、動的閾値法によるドットパターンＰ１の平均化輝度を求める。

【0050】

次に、処理装置５は、ノイズ処理（ステップＳＴ１０３）を実行する。ノイズ処理（ステップＳＴ１０３）において、処理装置５は、動的閾値法によるドットパターンＰ１の平均化輝度を求める際に加わったノイズを除去する。

【0051】

次に、処理装置５は、面積／重心計算処理（ステップＳＴ１０４）を実行する。面積／重心計算処理（ステップＳＴ１０４）において、処理装置５は、動的閾値法によるドットパターンＰ１の平均化輝度が所定の検出閾値より小さくなる位置を求め、ドットパターンＰ１の画像において平均化輝度が所定の検出閾値より小さくなる部分の面積および重心を計算して求める。

【0052】

次に、処理装置５は、画像抽出処理（ステップＳＴ１０５）を実行する。画像抽出処理（ステップＳＴ１０５）において、処理装置５は、先のステップＳＴ１０４で求めた面積および重心に基づいて、ドットパターンＰ１の画像において平均化輝度が所定の検出閾値より小さくなる部分の画像を、異常候補画像として抽出する。例えば、ドットパターンＰ１の画像に対して関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）を設定することで、異常候補画像を抽出することができる。

【0053】

次に、処理装置５は、特徴量計算処理（ステップＳＴ１０６）を実行する。特徴量計算処理（ステップＳＴ１０６）において、処理装置５は、先のステップＳＴ１０５で抽出した異常候補画像の特徴量を計算する。異常候補画像の特徴量として、例えば、異常候補画像がゴミの画像であることを認識するための特徴量や、異常候補画像がブツの画像であることを認識するための特徴量がある。この特徴量は、ブロブ解析や、ＡＩ（人工知能）による機械学習（ディープラーニング）を利用して求めることが可能である。

【0054】

そして、処理装置５は、閾値処理（ステップＳＴ１０７）を実行する。閾値処理（ステップＳＴ１０７）において、処理装置５は、先のステップＳＴ１０６で求めた異常候補画像の特徴量を所定の判別閾値と比較し、比較結果に応じて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する。例えば、異常候補画像がゴミの画像であることを認識するための特徴量が（対応する）第１の判別閾値を超えた場合に、ドットパターンＰ１の画像に含まれるゴミの画像を認識して、被検物Ｗｋの表面にゴミが有ると判定することが可能である。また例えば、異常候補画像がブツの画像であることを認識するための特徴量が（対応する）第２の判別閾値を超えた場合に、ドットパターンＰ１の画像に含まれるブツの画像を認識して、被検物Ｗｋの表面にブツが有ると判定することが可能である。

【0055】

以上説明したように、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0056】

次に、検査装置の第３実施形態について説明する。第３実施形態の検査装置１１０は、図１１に示すように、照明ユニット２０と、撮像部３０と、補助照明ユニット２１５と、これらを保持するヘッド部５０と、姿勢制御ユニット６０とを備えて構成される。第３実施形態において、照明ユニット２０、撮像部３０、距離・角度検出部４０、ヘッド部５０、および姿勢制御ユニット６０は、第１実施形態と同様の構成であるため、第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0057】

補助照明ユニット２１５は、補助照明部２１６と、補助照明移動部２１７とを有して構成される。補助照明部２１６は、ドットパターンＰ１と同様に形成された補助パターンＰ
Ａ（図１２を参照）を有する補助照明光で被検物Ｗｋの一部を照明する。補助照明部２１６は、撮像部３０を囲む環状に形成されて、撮像部３０の周辺部に配置される。補助照明部２１６は、照明部２１と同様に、指向性の高い補助照明光を発光させることが可能で、補助照明光の指向性の向きは撮像部３０の光軸と略平行である。これにより、補助照明部２１６は、撮像部３０の光軸に沿った方向から被検物Ｗｋの一部を照明する。補助照明部２１６による補助照明光の照明範囲は、照明部２１による照明光の照明範囲より狭い範囲（被検物Ｗｋの表面における撮像部３０の光軸が通る部分の近傍の範囲）に設定される。

【0058】

補助照明部２１６は、照明部２１と同様に、ランプ基板（図示せず）と、拡散板（図示せず）とを有して構成される。補助照明部２１６のランプ基板および拡散板は、照明範囲を除いて、照明部２１のランプ基板２２および拡散板２４と同様の構成であるため、詳細な説明および図示を省略する。補助照明光の補助パターンＰＡは、ドットパターンＰ１と同様に、相対的に明るい円形状の明部（図示せず）と、明部よりも暗い暗部（図示せず）とを有し、明部が暗部を挟んで２次元的に並ぶ明暗のパターンである。補助照明光の補助パターンＰＡは、照明光のパターンに応じて（同様に）形成されるため、詳細な図示を省略する。補助照明移動部２１７は、撮像部３０の光軸と垂直な方向に補助照明部２１６を移動させることで、照明移動部２６が照明部２１により被検物Ｗｋを照明する位置を移動させるのに合わせて、補助照明部２１６により被検物Ｗｋを照明する位置を移動させる。

【0059】

第３実施形態の検査装置２１０において、照明部２１は、ドットパターンＰ１を有する照明光で被検物Ｗｋの表面の検査位置を照明する。撮像部３０は、被検物Ｗｋの表面の検査位置に対して合焦して、当該検査位置で照明光が鏡面反射して形成されるドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像する。このとき、撮像部３０は、照明移動部２６によって照明部２１により（被検物Ｗｋの表面の検査位置に対して）照明する位置を移動させた複数のドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像する。撮像部３０は、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像すると、撮像したドットパターンＰ１の画像データを処理装置５に送信する。

【0060】

第１実施形態と同様に、検査装置２１０は、保持装置４の作動により被検物Ｗｋの表面に沿って相対移動しつつ、被検物Ｗｋの表面における所定の検査範囲について、照明ユニット２０による照明および、撮像部３０による撮像を繰り返し行う。処理装置５は、検査装置２１０の撮像部３０から送信された画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行う。また、処理装置５は、検査装置２１０の撮像部３０から送信された、照明移動部２６によって照明部２１により照明する位置（ドットパターンＰ１の明部Ｑ１の位置）を移動させた同じ検査位置での複数のドットパターンＰ１の画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行う。

【0061】

第３実施形態では、補助照明部２１６が、補助パターンＰＡを有する補助照明光で、撮像部３０の光軸に沿った方向から被検物Ｗｋの表面の検査位置を照明する。撮像部３０と補助照明部２１６との距離に対して、被検物Ｗｋの表面から撮像部３０までの距離（ワーキング・ディスタンス）が十分に長いため、補助照明部２１６から発光した補助照明光は、撮像部３０の光軸と略平行に進んで検査位置に達するものとみなすことができる。通常の場合（例えば、被検物Ｗｋの表面における検査位置に対応する部分が平面もしくは緩やかな曲面の場合）、補助照明部２１６から発光した補助照明光は、被検物Ｗｋの表面の検査位置で正反射して照明部２１の方へ進むため、撮像部３０が補助パターンＰＡの鏡像を撮像することはない。

【0062】

ここで、図１２に示すように、被検物Ｗｋの表面における検査位置に対応する部分が折れ曲がっている場合について述べる。この場合、当該折れ曲がっている部分（以下、説明容易化のため、折れ曲がり曲面Ｗｋｓと称する）の法線が撮像部３０の光軸と一致していると、照明部２１から発光して折れ曲がり曲面Ｗｋｓで正反射した照明光は、撮像部３０
の光軸を跨いで撮像部３０の光軸に対して傾斜する方向へ進むため、撮像部３０に達することができない。そのため、撮像部３０は、折れ曲がり曲面Ｗｋｓで照明光が鏡面反射して形成されるドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍを撮像することができない。

【0063】

一方、補助照明部２１６から発光した補助照明光は、撮像部３０の光軸と略平行に進んで折れ曲がり曲面Ｗｋｓに達する。そして、補助照明部２１６から発光して折れ曲がり曲面Ｗｋｓで正反射した補助照明光は、撮像部３０の光軸に沿って進んで撮像部３０に達する。これにより、撮像部３０は、折れ曲がり曲面Ｗｋｓにおいては、ドットパターンＰ１の鏡像Ｉｍに代えて、折れ曲がり曲面Ｗｋｓで補助照明光が鏡面反射して形成される補助パターンＰＡの鏡像を撮像することができる。すなわち、撮像部３０は、ドットパターンＰ１の鏡像と補助パターンＰＡの鏡像を同時に撮像することができる。補助パターンＰＡがドットパターンＰ１と同様に形成されることで、撮像部３０は、撮像した補助パターンＰＡの画像データを、通常の場合の（ドットパターンＰ１の）画像データと同様の処理が可能な画像データとして、処理装置５に送信することが可能である。

【0064】

また、補助照明移動部２１７は、照明移動部２６が照明部２１により被検物Ｗｋを照明する位置を移動させるのに合わせて、補助照明部２１６により被検物Ｗｋを照明する位置を移動させる。これにより、撮像部３０は、ドットパターンＰ１の明部Ｑ１と同様に補助パターンＰＡの明部（図示せず）の位置を移動させた同じ検査位置（折れ曲がり曲面Ｗｋｓ）での複数の補助パターンＰＡの画像データを得ることができる。そのため、処理装置５は、被検物Ｗｋの表面における検査位置に対応する部分が折れ曲がっている場合であっても、通常の場合と同様に、補助照明移動部２１７によって補助照明部２１６により照明する位置（補助パターンＰＡの明部の位置）を移動させた同じ検査位置（折れ曲がり曲面Ｗｋｓ）での複数の補助パターンＰＡの画像データに基づいて、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行うことが可能である。

【0065】

以上説明したように、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第３実施形態によれば、撮像部３０の光軸に沿った方向から被検物Ｗｋを照明する補助照明部２１６が設けられるため、被検物Ｗｋの表面が途中で折れ曲がっている場合でも、被検物Ｗｋの表面の検査を確実に行うことができる。

【0066】

上述の第３実施形態において、補助照明部２１６は、撮像部３０を囲む環状に形成されて、撮像部３０の周辺部に配置されているが、これに限られるものではない。撮像部３０の光軸と略平行に進む補助照明光を発光させることが可能であれば、補助照明部は、例えば平板状に形成されて、撮像部３０の近傍に並んで配置されるようにしてもよい。

【0067】

上述の各実施形態において、照明光のパターン（および補助照明光の補助パターン）としてドットパターンＰ１を用いているが、これに限られるものではない。例えば、図１４（Ａ）に示すように、照明光のパターンとしてチェッカーパターンＰ２を用いるようにしてもよい。チェッカーパターンＰ２は、相対的に明るい矩形状の明部Ｑ２と、明部Ｑ２よりも暗い矩形状の暗部Ｒ２とを有し、明部Ｑ２が暗部Ｒ２を挟んで２次元的に並ぶ明暗のパターンである。暗部Ｒ２を挟んで並ぶ明部Ｑ２の配列は、千鳥配列である。チェッカーパターンＰ２の輝度分布は、ドットパターンＰ１の輝度分布と同様に（輝度が連続的に変化するように）設定される。

【0068】

また例えば、図１４（Ｂ）に示すように、照明光のパターンとして縞パターンＰ３を用いるようにしてもよい。縞パターンＰ３は、相対的に明るい縞状の明部Ｑ３と、明部Ｑ３よりも暗い縞状の暗部Ｒ３とを有し、明部Ｑ３が暗部Ｒ３を挟んで一列に並ぶ明暗のパターンである。縞パターンＰ３の輝度分布は、明部Ｑ３および暗部Ｒ３の配列方向において、ドットパターンＰ１の輝度分布と同様に（輝度が連続的に変化するように）設定される
。

【0069】

また例えば、上述した明暗のパターンを有する照明光に限らず、面状に拡がる照明光で被検物Ｗｋを照明するようにしてもよい。この場合、面状に拡がる照明光の外周部（明部と暗部との境界部分）の明るさ（輝度）が連続的に変化するようにしてもよい。この面状に拡がる照明光も、パターンを有する照明光の一形態である。なお、面状に拡がる照明光を用いた場合の異常の検知可能領域を図７（Ａ）に示し、ドットパターンＰ１を有する照明光を用いた場合の異常の検知可能領域を図７（Ｂ）示す。図７（Ａ）に示すように、面状に拡がる照明光を用いた場合の異常の検知可能領域は、照明光の外周部に沿った枠状の狭い領域に限定される。一方、図７（Ｂ）示すように、ドットパターンＰ１を有する照明光を用いた場合の異常の検知可能領域は、ドットパターンＰ１のほぼ全体に亘る広い領域となる。

【0070】

上述の各実施形態において、照明部２１は、複数の砲弾型ＬＥＤ２３を有して構成されているが、これに限られるものではない。例えば、図１３（Ａ）に示す照明部２２１のように、複数の非砲弾型ＬＥＤ２２３が実装されたランプ基板２２２と、指向性の高い拡散光が得られる拡散板２２４とを有して構成されてもよい。これにより、上述の照明部２１の場合と同様に、指向性の高い照明光を発光させることが可能である。非砲弾型ＬＥＤ２２３として、例えば、帽子型ＬＥＤや、チップＬＥＤ等がある。ランプ基板２２２の表面における非砲弾型ＬＥＤ２２３の実装部以外の部分には、上述のランプ基板２２と同様に、黒色の艶消し部２２２ａが形成される。

【0071】

また例えば、図１３（Ｂ）に示す照明部３２１のように、前述した明暗のパターン（ドットパターンＰ１、チェッカーパターンＰ２、縞パターンＰ３等）を有する照明光を発光させることが可能な面発光装置３２２を有して構成されてもよい。面発光装置３２２は、例えば液晶パネル等を用いて構成される。このようにしても、指向性の高い照明光を発光させることが可能である。なお、図１３（Ａ）～（Ｂ）において、照明光の指向性の向きを太い矢印で示す。

【0072】

上述の各実施形態において、照明部２１から被検物Ｗｋの表面までの距離が、当該表面から撮像部３０までの距離よりも短くなるように、照明部２１と撮像部３０とが配置されているが、これに限られるものではない。例えば、照明部２１から被検物Ｗｋの表面までの距離が、当該表面から撮像部３０までの距離よりも長くなるように、照明部２１と撮像部３０とが配置されてもよい。この場合、被検物Ｗｋの表面で鏡面反射した照明光の主光線の向き（照明部２１の光軸の向き）が、撮像部３０の光軸の向きと一致するように、照明部２１の向きを調整するようにしてよい。また、処理装置５が、照明部２１から被検物Ｗｋの表面までの距離が該表面から撮像部３０までの距離よりも短い場合は、照明部２１の光軸の向きを撮像部３０の光軸の向きと異ならせ、照明部２１から被検物Ｗｋの表面までの距離が該表面から撮像部３０までの距離よりも長い場合は、照明部２１の光軸の向きを撮像部３０の光軸の向きと一致させるように、姿勢制御ユニット６０を制御してもよい。

【0073】

各実施形態の検査装置１０，１１０，２１０は、ヘッド移動部６１およびフォーカス調整部６６（姿勢制御ユニット６０）を備えて構成されているが、これに限られるものではなく、ヘッド移動部６１およびフォーカス調整部６６を備えずに、垂直多関節ロボット（ロボットアーム）等を用いて構成された保持装置４に、ヘッド移動部６１およびフォーカス調整部６６の機能を代用させてもよい。

【0074】

上述の各実施形態において、処理装置５により、被検物Ｗｋの表面における異常の有無を判定する処理を行っているが、これに限られるものではなく、上述したような被検物Ｗ
ｋの表面における異常の有無を判定する処理部を、検査装置自体が備えるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１ 検査システム ２ 搬送装置
４ 保持装置 ５ 処理装置
１０ 検査装置（第１実施形態）
２０ 照明ユニット
２１ 照明部 ２６ 照明移動部
３０ 撮像部
４０ 距離・角度検出部 ５０ ヘッド部
６０ 姿勢制御ユニット
６１ ヘッド移動部 ６６ フォーカス調整部
１０１ 検査システム（変形例）
１０４ 保持装置（変形例）
１１０ 検査装置（第２実施形態）
２１０ 検査装置（第３実施形態）
２１５ 補助照明ユニット
２１６ 補助照明部
２２１ 照明部（第１変形例） ３２１ 照明部（第２変形例）
Ｗｋ 被検物
Ｌｔ 照明光 Ｉｍ 鏡像
Ｐ１ ドットパターン
Ｑ１ 明部 Ｒ１ 暗部
Ｐ２ チェッカーパターン
Ｑ２ 明部 Ｒ２ 暗部
Ｐ３ 縞パターン
Ｑ３ 明部 Ｒ３ 暗部

【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】

【図15】