JP2019128151A - 表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく、短時間で被検査領域の表面を検査できる表面検査装置を提供する。【解決手段】制御部３０は、最初に被検査領域ＣＰに投影される明部Ｂ１１が、被検査領域ＣＰの移動方向の前端にあるときに最初の撮影タイミングとし、各明部系統において以前の撮影タイミングで被検査領域ＣＰに明部が投影された部分以外の部分に明部が投影され且つ被検査領域ＣＰの全域に明部を隙間なく投影し、さらに、各明部系統の明部は、他の明部系統の明部に対して、明部の幅よりも小さい幅ずれた位置に投影されるように前記撮影部の撮影タイミングを制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、被検査領域に照明を照射するとともに撮影して、被検査領域を検査する表面検査装置に関する。

従来の被検査領域の欠陥を検査する検査装置を特許文献１に開示する。特許文献１に示す表面欠陥検査装置は、ストライプ模様形成手段によって、被検査面上に映っているストライプ模様をストライプ入力手段によって入力する。ストライプ模様形成手段は、複数の照明を一列に配列した照明手段を備えている。そして、照明手段の複数の照明は制御手段によって、列ごとに点灯及び消灯の制御がなされる。制御手段は、被検査面の移動速度に基づいて、ストライプ入力手段で入力されるストライプ模様のストライプの本数が一定になるように、照明手段の点灯及び消灯する照明を制御する。このように、制御手段で、照明の点灯及び消灯を制御することで、被検査面が平坦であろうが湾曲していようがストライプの本数が同じであり、安定した状態で欠陥の検出が可能である。

特開２０００−９４５４号公報

特開２０００−９４５４号公報に記載の表面欠陥検査装置では、ストライプ幅を一定として、被検査面の全ての測定点の測定が終了するまで、測定を繰り返し行う、つまり、１つの被検査面の全ての測定点を検査するために複数回の測定が必要になる。そのため、被検査面の測定に要する時間が長くなる。

そこで本発明は、精度よく、短時間で被検査領域の表面を検査できる表面検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の表面検査装置は、照明光を照射して被検査領域の表面に投影パターンを形成する照明部と、前記照明部に対して相対的に移動している被検査領域を撮影する撮影部と、前記被検査領域が一定距離移動するごとに前記被検査領域を撮影するように前記撮影部の撮影タイミングを制御する制御部と、を備え、前記投影パターンは、複数の明部と、前記明部よりも暗い複数の暗部とが前記被検査領域の移動方向に交互に配列されており、前記投影パターンには、１又は複数の明部を備えた明部系統を複数組含み、前記制御部は、最初に前記被検査領域に投影される明部が、前記被検査領域の前記移動方向の前端にあるときに最初の撮影タイミングとし、各明部系統において以前の撮影タイミングで前記被検査領域に前記明部が投影された部分以外の部分に前記明部が投影され且つ前記被検査領域の全ての面に前記明部を投影し、さらに、各明部系統の明部は、他の明部系統の明部に対して、明部の幅よりも小さい幅ずれた位置に投影されるように前記撮影部の撮影タイミングを制御する。

このように構成することで、被検査領域が照明部及び撮影部の前を１度通過するときに、光の照射による明部を被検査領域の全域に投影した撮影データを得ることができる。これにより、異なるタイミングで複数回検査する必要がなく、検査に要する時間を短くし、処理を少なくすることができる。

また、明部系統ごとの異なるタイミングで、異なる位置に明部を投影するため、１回の通過で、実質上、複数回の明部を敷き詰めて撮影した撮影データを得ることができる。これにより、検査の冗長性を高め、ロバスト性を高めることが可能である。

さらに、表面検査装置では、明部が投影されている部分の中央付近にある異常が検出されやすい。本発明にかかる表面検査装置では、明部系統ごとに明部の投影領域をずらすことで、異常が検出されやすい領域をずらしている。これにより、高い精度で被検査領域の表面の異常を検出することができる。

上記構成において、前記投影パターンの両端に配置される明部間の距離は、前記被検査領域の長さよりも短い。このように構成することで、被検査領域において、撮影時に明部が投影されない領域を無くすことが可能である。これにより、被検査領域の表面の異常を高い精度で検出することができる。

上記構成において、前記各明部系統には、複数の明部が含まれ、同一の明部系統に含まれる明部同士の間隔は、前記明部の幅のＭ倍（Ｍは１以上の整数)であり、異なる明部系統に含まれる明部同士の間隔は、前記明部の幅の（Ｎ＋Ｋ／Ｌ）倍（Ｎは０又は整数、Ｋ、Ｌは、Ｋ＜Ｌを満たす整数）である。このように構成することで、異なる明部系統の明部を被検査領域にずらして投影した撮影データを得ることが可能である。これにより、高い精度で被検査領域の表面の異常を検出することができる。

上記構成において、前記Ｌは、前記投影パターンに含まれる明部系統の数である。このように構成することで、明部系統の数に合わせて明部の投影領域を均等にずらすことが可能である。高い精度で被検査領域の表面の異常を検出することができる。

上記構成において、前記Ｋは１又は前記Ｌと１以外の正の公約数を持たない数である。このように構成することで、明部系統に含まれる複数の明部の投影領域の重複を抑制できる。これにより、検査の冗長性を高め、ロバスト性を高めることが可能である。

上記構成において、前記制御部は、前記被検査領域が明部の幅のＰ倍移動するごとに前記被検査領域を撮影するように前記撮影部の撮影タイミングを制御し、前記Ｐは、明部系統に含まれる明部の数である。このように構成することで、異なる明部系統の明部の投影領域の重複を抑制できる。これにより、検査の冗長性を高め、ロバスト性を高めることが可能である。

上記構成において、前記Ｍは、（Ｍ＋１）×（ｋ−１）＝Ｐ×ｎ（ｋはＰよりも小さい正の整数、ｎは正の整数）を満たさない。このように構成することで、明部の投影領域の重複を抑制できる。これにより、検査の冗長性を高め、ロバスト性を高めることが可能である。

上記構成において、前記照明部は、前記明部系統ごとに異なる色温度の光を照射した明部を投影する。このように構成することで、被検査領域の色や撮影部の光学特性等による、異常の検出精度のばらつきを抑制できる。これにより、検査のロバスト性を高めることが可能である。

上記構成において、前記被検査領域が移動していてもよいし、前記照明部が移動していてもよい。

本発明によると、精度よく、短時間で被検査領域の表面を検査できる表面検査装置を提供することが可能である。

本発明にかかる表面検査装置の一例を示す概略図である。 図１に示す表面検査装置の接続を示すブロック図である。 照明部の構成を示す断面図である。 本発明にかかる表面検査装置による表面検査を示す図である。 表面検査装置による被検査領域の検査を行う処理を示すフローチャートである。 本発明にかかる表面検査装置の他の例に用いられる照明部を示す図である。 本発明にかかる表面検査装置の他の例における表面検査を示す図である。 本発明にかかる表面検査装置の他の例に用いられる照明部を示す図である。 本発明にかかる表面検査装置の他の例における表面検査を示す図である。 本発明にかかる表面検査装置の他の例に用いられる照明部を示す図である。 本発明にかかる表面検査装置の他の例における表面検査を示す図である。 本発明にかかる表面検査装置の他の例に用いられる照明部を示す図である。 本発明にかかる表面検査装置の他の例における表面検査を示す図である。

本発明の構成について図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
＜表面検査装置の構成＞
図１は本発明にかかる表面検査装置の一例を示す概略図である。図２は、図１に示す表面検査装置の接続を示すブロック図である。図１、図２に示すように、表面検査装置Ａは、撮影部１０と、照明部２０と、制御部３０と、画像処理部４０と、を備える。表面検査装置Ａは、移動している検査対象体ＣＡの被検査領域ＣＰに、照明部２０から照明光を照射する。そして、照明光が照射されている被検査領域ＣＰの表面を、撮影部１０で撮影して、撮影データに基づいて、被検査領域ＣＰの傷、歪み、汚れ、異物等の表面の異常を検査する。

＜撮影部１０について＞
撮影部１０は、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ等の撮像素子を備えている。撮影部１０は、検査対象体ＣＡの移動方向に対して、交差する方向から被検査領域ＣＰを撮影する。撮影部１０は、制御部３０と接続されており、撮影部１０は制御部３０によって決められた撮影タイミングに合わせて、被検査領域ＣＰの撮影を行う。そして、撮影した被検査領域ＣＰの撮影データを、制御部３０に送信する。なお、撮影タイミングの詳細については、後述する。

＜照明部２０について＞
移動方向Ｄ１に移動している検査対象体ＣＡの被検査領域ＣＰに向けて照明光を照射する。照明光を照射することで、被検査領域ＣＰには、明部Ｂと暗部Ｇとが交互に配置された投影パターンＰＰが投影される。

照明部２０の詳細について、新たな図面を参照して説明する。図３は、照明部の構成を示す断面図である。図３に示すように、照明部２０は、光源２１と、拡散板２２と、マスク部材２３とを備える。光源２１は、被検査領域ＣＰに照射される光の発光源である。ここでは、平面上に複数個のＬＥＤを二次元配列したものとしている。しかしながらこれに限定されず、例えば、放電管等の放電発光体や、有機ＥＬ等の面状の光源を用いてもよい。

拡散板２２は、通過する光の強度（例えば、輝度）を面内において均一又は略均一にする光学素子である。拡散板２２は、光源２１の前面に配置される。なお、照明部２０において、前面とは、照明部２０の被検査領域ＣＰ側の面を指すものとする。すなわち、光源２１から出射された光は、拡散板２２を通過する。なお、光源２１からの光が面内で均一な強度を有する場合、拡散板２２を省略してもよい。

マスク部材２３は、拡散板２２の前面に配置される。マスク部材２３には、帯状の開口窓２３１を備えている。拡散板２２から前面に出射される光のうち、開口窓２３１に入射する光は、開口窓２３１を通過し、残りはマスク部材２３に遮断される。照明部２０において、光が開口窓２３１を通過している部分を光帯２４とし、マスク部材２３よって遮断されている部分を非照明帯２５とする。なお、図３に示す照明部２０では、光帯２４が２本であるが、これに限定されず、さらに多くの光帯２４を含んでいてもよい。また、マスク部材２３としては、黒色に着色した板部材を挙げることができるが、これに限定されない。例えば、液晶等を用いたシャッターをマスク部材とする場合、開口窓２３１、すなわち、光帯２４の個数及び幅を変更可能である。これにより、後述する冗長度、精細度、検査速度等の変更が可能となり表面検査装置Ａの汎用性が高くなる。

図３に示すように、光帯２４は、検査対象体ＣＡの移動方向Ｄ１に沿って一定の幅を備えるとともに、移動方向Ｄ１と直交する方向（図３において上下方向）に延びる長方形状である。また、非照明帯２５は、２個の光帯２４の間に設けられているとともに、２個の光帯２４の外側にも設けられる。すなわち、照明部２０において、光帯２４及び非照明帯２５は、移動方向Ｄ１に並んで交互に配置される。

照明部２０において、光源２１は常に点灯した状態になっている。そして、照明部２０からの照明光が被検査領域ＣＰに照射されることで、光帯２４は、明部Ｂとして被検査領域ＣＰに投影され、非照明帯２５は暗部Ｇとして投影される。すなわち、被検査領域ＣＰには、明部Ｂと暗部Ｇとが交互に配置された投影パターンＰＰが投影される。なお、明部Ｂ及び暗部Ｇを含む投影パターンＰＰの詳細については、後述する。

＜制御部３０について＞
制御部３０は、表面検査装置Ａの各部を制御する。制御部３０には、撮影部１０、照明部２０及び画像処理部４０が接続されている。また、制御部３０には、搬送部５０、表示部６０、記憶部７０等が接続されている。制御部３０には、演算を実行するための演算部３１が設けられている。演算部３１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算回路を含む回路である。演算部３１は、それ自体に組み込まれたプログラムを動作させる又は記憶部７０に記憶されたプログラムを読み込んで動作させることで、演算を行う。制御部３０は、演算部３１による演算結果に基づいて、撮影部１０、照明部２０及び画像処理部４０等に制御信号を送る。制御信号としては、例えば、撮影部１０に対して、撮影タイミングを通知する信号、照明部２０に対して非照明帯２５の幅を変更する信号等を挙げることができるが、これに限定されない。

また、制御部３０は、画像処理部４０で処理された撮影データに基づいて、被検査領域ＣＰの表面の異常の有無を検査する。撮影データには、明部Ｂと暗部Ｇとが撮影されており、制御部３０は、明部Ｂにおける、傷、歪み、汚れ、異物等の表面の異常の有無を検出する。また、表面の異常が検出された場合において、制御部３０は、被検査領域ＣＰにおける異常が形成されている部分を特定する。このとき、制御部３０は、撮影データを組み合わせて、被検査領域ＣＰ全体の画像を生成し、さらに、被検査領域ＣＰの異常がある部分を特定できる表示を行う。そして、その画像データと、異常が発生した場所の情報とを関連付けて、記憶部７０に記憶させるとともに、表示部６０に、被検査領域ＣＰの異常部分を示す表示を行う。

＜画像処理部４０について＞
画像処理部４０は、撮影部１０と接続される。画像処理部４０は、撮影部１０で撮影された撮影データを受け取り、撮影データに対して異常の検出に必要な画像処理を行う。そして、画像処理部４０は、処理後の撮影データを制御部３０に送る。なお、画像処理は、２値化処理、微分処理等、表面検査において既知の処理であり、詳細は省略する。また、撮影部１０で撮影された撮影データは、直接、画像処理部４０に送られてもよいし、一時的に、記憶部７０に記憶された後に画像処理部４０に送られるようにしてもよい。記憶部７０に送る構成の場合、処理前の撮影データと処理後の撮影データを関連付けて、データベースに保存するようにしてもよい。このようにすることで、画像処理部４０が行う画像処理とは異なる画像処理を実行することも可能である。

本発明にかかる表面検査装置Ａでは、制御部３０と、画像処理部４０とがそれぞれ別の構成要素（例えば、回路）としているが、制御部３０と画像処理部４０とを統合して処理装置としてもよい。例えば、処理装置に備えられた演算回路で動作するプログラムで制御部及び画像処理部を構成してもよい。

＜その他の構成について＞
搬送部５０は、検査対象体ＣＡを搬送する。検査対象体ＣＡは、被検査領域ＣＰが撮影部１０の撮影範囲を横切るように搬送される。搬送部５０は、制御部３０と接続されており、搬送部５０は、搬送している検査対象体ＣＡの移動速度を制御部３０に通知している。なお、制御部３０は、搬送部５０に替えて、被検査領域ＣＰの位置を検出するセンサー（不図示）から、被検査領域ＣＰの移動速度及び位置を取得するようにしてもよい。また、搬送部５０から移動速度、センサーから位置を取得してもよいし、両方から移動速度及び位置の情報を取得しつつ、互いに補完して、被検査領域ＣＰの移動速度及び位置の精度を高めるようにしてもよい。

表示部６０は、例えば、液晶パネル等の表示パネルを含む。表示部６０は、制御部３０と接続されており、表示部６０は、撮影部１０で撮影した撮影データ、画像処理部４０で処理した処理後の撮影データ、投影パターンの状態等の情報を表示する。また、表示部６０は、制御部３０によって被検査領域ＣＰに異常が検出されたときに、異常があることを作業者に警報する警報表示も可能である。なお、表示部６０には、タッチパネルが取り付けられていてもよい。タッチパネルが取り付けられていることで、タッチパネルを用いて作業者が表面検査装置Ａの操作や情報の入力等が可能である。また、数字キー等のハードキーを備えていてもよい。また、これら以外にも、音声によって通知を行う音声通知部（不図示）等を備えていてもよい。

本発明にかかる表面検査装置Ａは以上示した構成を備える。次に本発明にかかる表面検査装置Ａの動作について、説明する。

＜表面検査について＞
図４は、本発明にかかる表面検査装置による表面検査を示す図である。図４において、最も上の段は、被検査領域ＣＰに投影される投影パターンＰＰ１を示す。そして、投影パターンＰＰ１の下方には、移動している被検査領域ＣＰに投影されている投影パターンＰＰ１を示している。さらに、最も下の段には、撮影部１０で撮影した撮影データでカバーした、換言すると、複数の撮影データを組み合わせた被検査領域ＣＰを示す。

図４に示すように、被検査領域ＣＰに投影された投影パターンＰＰ１は、被検査領域ＣＰの移動方向に沿って、明部と暗部とが交互に配置されたパターンである。なお、本実施形態の投影パターンＰＰ１を第１投影パターンＰＰ１とする。第１投影パターンＰＰ１は、被検査領域ＣＰにずれて照射される第１明部系統ＢＲ１及び第２明部系統ＢＲ２を備える。第１投影パターンＰＰ１では、第１明部系統ＢＲ１は１個の明部Ｂ１を備え、第２明部系統ＢＲ２は１個の明部Ｂ２を備える。なお、図４において、明部Ｂ１は、左上がりの斜線を並べたハッチングを施し、明部Ｂ２は、右上がりの斜線を並べたハッチングを施している。第１投影パターンＰＰ１では、第１明部系統ＢＲ１の明部Ｂ１の移動方向Ｄ１の幅Ｗ１と、第２明部系統ＢＲ２の明部Ｂ２の移動方向Ｄ１の幅Ｗ１とは、同じ幅である。

第１投影パターンＰＰ１では、被検査領域ＣＰが移動する方向において、第１明部系統ＢＲ１が第２明部系統ＢＲ２よりも上流側に配置される。そして、第１明部系統ＢＲ１の明部Ｂ１と第２明部系統ＢＲ２の明部Ｂ２との間には、暗部Ｇ１が備えられる。また、第１投影パターンＰＰ１では、第１明部系統ＢＲ１の明部Ｂ１及び第２明部系統ＢＲ２の明部Ｂ２の外側に暗部Ｇ０が設けられている。暗部Ｇ０は、照明部２０において、非照明帯２５の影である。そのため、明部Ｂ１、Ｂ２を被検査領域ＣＰに正確に投影できる照明部２０であれば、外側の暗部Ｇ０は省略してもよい。

被検査領域ＣＰが撮影部１０及び照明部２０の前方を通過するとき、被検査領域ＣＰには、第１明部系統ＢＲ１の明部Ｂ１が投影される。そして、被検査領域ＣＰがさらに移動することで、被検査領域ＣＰには、第２明部系統ＢＲ２の明部Ｂ２も投影される。

表面検査装置Ａでは、撮影部１０で撮影した撮影データを画像処理部４０で画像処理した後、制御部３０で演算処理して、処理後の撮影データの明部Ｂ１、Ｂ２に相当する部分に存在する異常を検出する。すなわち、表面検査装置Ａでは、撮影データの明部Ｂ１、Ｂ２が投影されている部分の異常を検出する。

表面検査装置Ａでは、被検査領域ＣＰが撮影部１０及び照明部２０の前方を移動する間に、複数回撮影を行う。制御部３０は、各撮影データを組み合わせることで、明部Ｂ１が被検査領域ＣＰに隙間なく投影された撮影データとなるように、撮影のタイミングを調整して、撮影部１０を動作させている。また、第１投影パターンＰＰ１は、同じ撮影タイミングで撮影を行った時に、同様に、第２明部系統ＢＲ２の明部Ｂ２を被検査領域ＣＰに隙間なく投影した撮影データを得ることができるように構成される。

なお、詳細は後述するが、表面検査装置Ａでは、各撮影データを組み合わせたときに、第１明部系統ＢＲ１の明部Ｂ１の境界と、第２明部系統ＢＲ２の明部Ｂ２の境界とがずれるように、第１投影パターンＰＰ１の構成及び撮影タイミングを決定している。

第１投影パターンＰＰ１の構成について説明する。表面検査装置Ａによる異常検出では、異常検出方法の特性上、明部Ｂ１、Ｂ２が投影されている部分の中央部分に存在する異常が検出されやすい。さらに、表面検査装置Ａでは、撮影部１０の精度にもよるが、明部Ｂ１、Ｂ２の幅が狭く且つ明部と暗部との明るさの差が大きいとき、すなわち、明部Ｂ１、Ｂ２の幅が狭く且つ明部Ｂ１、Ｂ２が暗部Ｇ０、Ｇ１に比べて十分に明るいとき異常の検出精度が高くなる。これらのことを考慮して、表面検査装置Ａでは、明部の幅Ｗ１と、暗部の幅Ｗ２について、以下の数１に示すとおり設定する。

図４に示すように、Ｌは明部系統の数であり、表面検査装置Ａでは、Ｌ＝２である。そして、ＫはＬ未満の正の整数であるため、Ｋ＝１となる。さらに、Ｎは０又は正の整数である。例えば、Ｎ＝０とした場合、Ｗ２＝（Ｗ１）／２となる。明部Ｂ１と明部Ｂ２とが接近して暗部Ｇ１が狭くなりすぎると、暗部Ｇ１が、明部Ｂ１及び明部Ｂ２、すなわち、光帯２４からの光の影響を受けて明るくなり、明部と暗部との明るさの差が不十分になる場合がある。そのため、明部Ｂ１及び明部Ｂ２との間隔、すなわち、暗部の幅Ｗ２は、ある程度の長さ以上であることが好ましい。なお、照明部２０の光源２１、拡散板２２及びマスク部材２３の特性によって変化するが、暗部の幅Ｗ２の最小幅は予め設定される。表面検査装置Ａでは、暗部の幅Ｗ２の最小幅は、明部の幅Ｗ１の１／２倍よりも大きいとした。以下、各実施形態でも同様である。

また、暗部の幅Ｗ２が広すぎると、第１投影パターンＰＰ１の長さが長くなり、被検査領域ＣＰの検査の開始から終了までの被検査領域ＣＰの移動距離が増し、検査開始から終了までの撮影部１０による撮影枚数が増え、画像処理量が増える。移動距離が長くなるとともに画像処理する撮影データの数が増えると、検査処理の時間が長くなり、作業効率が低下する。そこで、表面検査装置Ａでは、暗部Ｇ１と明部Ｂ１及び明部Ｂ２との明るさの差を保ちつつ、暗部Ｇ１の幅Ｗ２が小さいことが好ましい。このことから、本実施形態では、Ｎ＝１とした。その結果、暗部の幅Ｗ２は、明部の幅Ｗ１の１．５（３／２）倍とした。

＜表面検査動作について＞
表面検査装置Ａでは移動している被検査領域ＣＰに第１投影パターンＰＰ１を投影し、予め決められた撮影タイミングで撮影部１０にて撮影を行う。そして、撮影データを画像処理部４０で画像処理し、制御部３０が画像処理された撮影データから異常を検出する。ここで、表面検査動作について説明する。

図４に示すように、表面検査装置Ａによる被検査領域ＣＰの表面検査の動作の理解を容易にするために、被検査領域ＣＰを分割して考える。まず、被検査領域ＣＰを幅Ｗ１毎に分割する。これにより、被検査領域ＣＰは１２個の領域に分割される。そして、被検査領域ＣＰは、図４において左から右に移動し、分割された領域のそれぞれに左から右に順に１から１２の番号を付与する。１２分割された部分をさらに２分割して、それぞれの分割された部分に＿ａ又は＿ｂの符号を付与する。例えば、被検査領域ＣＰの左端部を、左から領域１＿ａ、領域１＿ｂとする。そして、その右側を順に、領域２＿ａ、領域２＿ｂ、領域３＿ａとする。そして、被検査領域ＣＰの右端部側を、左から領域１２＿ａ、領域１２＿ｂとする。

表面検査装置Ａによる被検査領域ＣＰの検査動作について、新たな図面を参照して説明する。図５は、表面検査装置による被検査領域の検査を行う処理を示すフローチャートである。図５に示すように、制御部３０は、搬送部５０からの情報に基づいて被検査領域ＣＰの移動速度及び位置を取得する（ステップＳ１０１）。

制御部３０は、検査において最初の撮影タイミングでの撮影が実行済みか否か確認する（ステップＳ１０２）。最初の撮影タイミングでの撮影を行っていない（ステップＳ１０２でＮｏの場合）、制御部３０は、被検査領域ＣＰの移動方向Ｄ１における前端（ここでは、領域１２＿ｂ）が、明部Ｂ１の投影範囲に入ったか否か確認する（ステップＳ１０３）。被検査領域ＣＰの前端が明部Ｂ１の投影範囲にない場合（ステップＳ１０３でＮｏの場合）、制御部３０は、最初の撮影タイミングに到っていないと判断し、被検査領域ＣＰの移動速度及び位置の取得（ステップＳ１０１）に戻る。

被検査領域ＣＰの移動方向Ｄ１における前端（領域１２＿ｂ）が、明部Ｂ１が投影されている部分に入ったことを検知した場合（ステップＳ１０３でＹｅｓの場合）、制御部３０は、撮影タイミングと判断して、撮影部１０に指示を送り最初の撮影を行う（ステップＳ１０５）。なお、表面検査装置Ａでは、図４に示すように、領域１２＿ｂの全体に明部Ｂ１が投影されているタイミングを、最初の撮影タイミングとしている。詳細は後述するが、領域１２＿ｂの全体に明部Ｂ１が投影されているタイミングからずれていてもよいが、制御部３０は、少なくとも領域１２＿ｂの一部には、明部Ｂ１が投影されているタイミングを最初の撮影タイミングに決定する。

表面検査装置Ａでは、複数回の撮影で、被検査領域ＣＰに明部Ｂ１及び明部Ｂ２を隙間なく敷き詰めて投影した撮影データを取得して、異常を検出する。そのため、制御部３０は、最初の撮影タイミングで撮影が行われた後には、被検査領域ＣＰが明部Ｂ１及び明部Ｂ２の幅Ｗ１移動する毎に、撮影タイミングを設定して、撮影部１０で撮影した撮影データを取得する。そのため、被検査領域ＣＰの最初の撮影タイミングでの撮影が実行済みの場合（ステップＳ１０２でＹｅｓの場合）、制御部３０は、被検査領域ＣＰが前回の撮影タイミングから明部の幅Ｗ１移動したか否か確認する（ステップＳ１０４）。明部Ｂ１（Ｂ２）の幅Ｗ１移動していない場合（ステップＳ１０４でＮｏの場合）、制御部３０は、搬送部５０から被検査領域ＣＰの移動速度及び位置の取得を再開する（ステップＳ１０１に戻る）。

被検査領域ＣＰが明部Ｂ１（Ｂ２）の幅Ｗ１移動した場合（ステップＳ１０４でＹｅｓの場合）、制御部３０は、次の撮影タイミングになったとして撮影部１０に指示を送り、撮影部１０に被検査領域ＣＰの撮影を実行させる（ステップＳ１０５）。そして、撮影部１０は、撮影された撮影データを画像処理部４０に送信する（ステップＳ１０６）。なお、撮影部１０による撮影データの画像処理部４０への送信は、撮影完了後自動的に行われるようにしてもよいし、制御部３０からの指示に基づいて行われてもよい。

画像処理部４０は、送られてきた画像データに対して画像処理を実施する（ステップＳ１０７）。上述したように、画像処理を施された画像データでは、被検査領域ＣＰの明部Ｂ１及び（又は）Ｂ２が投影されている部分に備えられる異常を検出しやすくなるような画像処理を施す。そして、画像処理が施された画像データは、制御部３０に送られる。そして、制御部３０は、画像処理された画像データを参照して、被検査領域ＣＰの明部Ｂ１及び（又は）Ｂ２が投影されている部分の異常を検出する（ステップＳ１０８）。なお、本実施形態において、ステップＳ１０８では、異常検出としているが、ここでは、異常の有無についての検出も含まれる。なお、画像処理部４０による画像処理と、制御部３０による異常の検出とは、画像処理の後に異常の検出が順次行われてもよいし、並行して行われてもよい。

制御部３０は、元の撮影データと画像処理後の撮影データとを関連付けて記憶部７０に記録する（ステップＳ１０９）。また、異常が検出された場合、異常の情報（被検査領域ＣＰにおける位置、例えば、領域番号等、異常の種類、例えば、傷、変形、異物の付着等）を、元の撮影データ及び画像処理後の撮影データとともに記憶する。なお、記憶部７０への情報の記録は、異常が発見された場合にだけ、行うようにしてもよい。表面検査装置Ａでは、被検査領域ＣＰの後端が明部Ｂ２を通過したときに、被検査領域ＣＰの検査を終了する。そのため、制御部３０は、被検査領域ＣＰの後端が明部Ｂ２を通過したか確認する（ステップＳ１１０）。

被検査領域ＣＰの後端が明部Ｂ２を通過していない場合（ステップＳ１１０でＮｏの場合）、被検査領域ＣＰ全体の検査が終了していないとして、制御部３０は、搬送部５０から移動速度及び位置の情報の取得を再開する（ステップＳ１０１に戻る）。

被検査領域ＣＰの後端が明部Ｂ２を通過した場合（ステップＳ１１０でＹｅｓの場合）、制御部３０は、記憶部７０にアクセスして、検査を行った被検査領域ＣＰに異常がなかったか否か確認する（ステップＳ１１１）。異常がなかった場合（ステップＳ１１１でＹｅｓの場合）、制御部３０は、被検査領域ＣＰの画像と、異常がなかったことを示す情報（例えば、文字による「異常なし」の表記等）を表示部６０に出力する（ステップＳ１１２）。また、異常があった場合（ステップＳ１１１でＮｏの場合）、制御部３０は、被検査領域ＣＰの画像、異常個所を示す画像及び異常があったことを示す情報を表示部６０に出力する（ステップＳ１１３）。なお、異常があった場合には、異常を検出した時点で異常があった表示を行うようにしてもよい。さらに、異常があった場合において、異常を音や光で通知するようにしてもよい。

表面検査装置Ａでは、移動する被検査領域ＣＰに明部Ｂ１及び（又は）明部Ｂ２を投影させ、被検査領域ＣＰが明部の幅Ｗ１移動する毎に撮影を行うことで、図４に示すように、撮影データにおける明部Ｂ１及び（又は）明部Ｂ２が投影されている部分が順に移動する。これにより、表面検査装置Ａでは、明部Ｂ１が被検査領域ＣＰの異なる部分に順次投影され、明部Ｂ１が異なる部分に投影された状態で撮影が行われる。また、明部Ｂ２でも同様に、被検査領域ＣＰの異なる部分に順次投影され、明部Ｂ２が異なる部分に投影された状態で撮影が行われる。

照明部２０を、明部Ｂ１と明部Ｂ２の間を、明部Ｂ１、Ｂ２の幅Ｗ１の１．５倍となるように、マスク部材２３を形成している。そのため、被検査領域ＣＰにおいて、明部Ｂ１が９＿ｂ及び１０＿ａに投影されているとき、明部Ｂ２は１２＿ａ及び１２＿ｂに投影される（図４参照）。すなわち、図４に示すように、明部Ｂ１は、被検査領域ＣＰの領域ｒ＿ｂと領域（ｒ＋１）＿ａ（ｒは整数）とに投影される。また、明部Ｂ２は、被検査領域ＣＰの領域ｓ＿ａと領域ｓ＿ｂ（ｓは整数）とに投影される。

これらのことから、表面検査装置Ａにおいて、被検査領域ＣＰが、撮影部１０及び照明部２０の前を通過したときの撮影による検査によって、実質的に、異なる明部Ｂ１及びＢ２を被検査領域ＣＰの全域に投影させて検査が行われる。つまり、１回の検査で、実質上２回の検査が可能となっている。なお、このように、表面検査装置において２回の検査が行われることを、冗長度２と示す。冗長度が高いほど、検査回数が多いことと同意であり、検査漏れを抑制できる、すなわち、ロバスト性を高めることが可能である。

明部と暗部とを交互に並べた投影パターンを照射して、被検査領域ＣＰの表面の検査を行う場合、明部と暗部との明るさの差が大きいほど、異常の検出精度を高めることが可能である。そのため、明部の中央付近が、明部の縁部付近に比べて、異常を精度よく検出可能である。また、図４に示すように、明部Ｂ１と明部Ｂ２との間の暗部Ｇ１の幅Ｗ２を、明部の幅Ｗ１の１．５倍とし、被検査領域ＣＰが明部の幅Ｗ１移動する毎に、撮影する制御を行うことで、明部Ｂ１が投影される部分と、明部Ｂ２が投影される部分を明部の幅Ｗ１の半分ずれる。

これにより、明部Ｂ１の中央部は、明部Ｂ２の縁部となり、明部Ｂ２の中央部は、明部Ｂ１の縁部となる。上述したように、明部の中央部分で異常検出の精度が高く、縁部で低くなるため、明部Ｂ１と明部Ｂ２がずれることで、互いに他方の明部の投影で異常を検出しにくい部分の異常検出を補うことが可能である。このことから、表面検査装置Ａによると、冗長度２とするだけでなく、それぞれの明部では、検出しにくい部分の異常を検出可能となるため、被検査領域ＣＰの異常の検出精度をより高くできる。つまり、実質上、明部の幅Ｗ１の半分の幅の明部を備えた投影パターンを用いて検査を行った時と同等の精度で検査が行われる。なお、この精度を精細度とし、表面検査装置Ａでは、１つの明部を投影して冗長度１として検査した場合を精細度を１とすると、およそ２倍、すなわち、精細度２になっている。

＜第２実施形態＞
本発明にかかる表面検査装置の他の例について図面を参照して説明する。図６は、本発明にかかる表面検査装置の他の例に用いられる照明部を示す図である。図７は、本発明にかかる表面検査装置の他の例における表面検査を示す図である。図６に示すように、本実施形態にかかる表面検査装置Ａ１の照明部２０では、マスク部材２３ａの開口窓２３１が３個である点で、表面検査装置Ａの照明部２０と異なる。これ以外の部分については、第１実施形態と同じであり、実質的に同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図７に示すように、表面検査装置Ａ１では、被検査領域ＣＰに第２投影パターンＰＰ２を投影する。第２投影パターンＰＰ２は、第１明部系統ＢＲ１、第２明部系統ＢＲ２及び第３明部系統ＢＲ３を備える。また、第１明部系統ＢＲ１は１個の明部Ｂ１、第２明部系統ＢＲ２は１個の明部Ｂ２及び第３明部系統ＢＲ３は１個の明部Ｂ３をそれぞれ備える。第３投影パターンＰＰ３は、明部Ｂ１と明部Ｂ２の間及び明部Ｂ２と明部Ｂ３との間に配される暗部Ｇ１を備える。そして、明部Ｂ１の外側及び明部Ｂ３の外側に暗部Ｇ０が配される。そして、明部Ｂ１、Ｂ２及びＢ３は各々同じ幅Ｗ１であり、暗部Ｇ１も各々同じ幅Ｗ２である。なお、図７において、第３明部Ｂ３には、交差する斜線を並べたハッチングを施す。

第２投影パターンＰＰ２における、明部の幅Ｗ１と暗部の幅Ｗ２とについて詳しく説明する。本実施形態にかかる表面検査装置Ａ１の第２投影パターンＰＰ２でも、明部の幅Ｗ１と暗部の幅Ｗ２については、数１に基づいて決定される。図７に示すように、表面検査装置Ａ１では、Ｌ＝３である。このとき、Ｋの値は、Ｌよりも小さい正の整数であるため、Ｋ＝１、２とすることができる。ここで、Ｋの値について、さらに詳しく説明する。

上述のとおり、暗部の幅Ｗ２は明部の幅Ｗ１の１／２倍より大きいとしているので、Ｋ＝２、Ｎ＝０とできる。このことから、表面検査装置Ａ１の第２投影パターンＰＰ２において、暗部の幅は、数１より、Ｗ２＝（２／３）Ｗ１となる。

被検査領域ＣＰは、図７において左から右に移動するものとして、第１実施形態と同様、１２等分する。そして、被検査領域ＣＰの分割された領域のそれぞれに左から右に順に１から１２の番号を付与する。そして、１２分割された部分をさらに３等分して、それぞれの分割された部分に＿ａ、＿ｂ又は＿ｃの符号を付与する。例えば、左端部には、左から１＿ａ、１＿ｂ、１＿ｃが配置される。そして、右側に、２＿ａ、２＿ｂ、２＿ｃ、３＿ａと続く。そして、右端部側は、左から１２＿ａ、１２＿ｂ、１２＿ｃが配置されている。

表面検査装置Ａ１では、被検査領域ＣＰの移動方向Ｄ１の前端、すなわち、１２＿ｃが、明部Ｂ１にあるとき、制御部３０は、最初の撮影タイミングとして、撮影部１０を動作させて最初の撮影データを取得する。そして、制御部３０は、被検査領域ＣＰが、明部の幅Ｗ１移動する毎に、撮影タイミングとして撮影を行う。そして、制御部３０は、被検査領域ＣＰの移動方向の後端が、明部Ｂ３を通過したとき、検査終了する。

このように撮影を行うことで、明部Ｂ１は、領域ｒ＿ｃ、領域（ｒ＋１）＿ａ及び領域（ｒ＋１）＿ｂ（ｒは整数）に投影される。明部Ｂ２は、領域ｓ＿ｂ、領域ｓ＿ｃ及び領域（ｓ＋１）＿ａ（ｓは整数）に投影される。明部Ｂ３は、領域ｔ＿ａ、領域ｔ＿ｂ及び領域ｔ＿ｃ（ｔは整数）に投影される。撮影データにおける被検査領域ＣＰの明部Ｂ１、Ｂ２及びＢ３が投影された部分は、明部の幅Ｗ１の１／３ずつずれる。このように、表面検査装置Ａ１では、冗長度３であるとともに精細度３で検査が可能となる。検査装置Ａ１は、さらに高精細度で検査可能であり、ロバスト性をさらに高めることが可能である。

これ以外の特徴については、第１実施形態の特徴と同じである。

＜第３実施形態＞
本発明にかかる表面検査装置の他の例について図面を参照して説明する。図８は、本発明にかかる表面検査装置の他の例に用いられる照明部を示す図である。図９は、本発明にかかる表面検査装置の他の例における表面検査を示す図である。図８に示すように、本実施形態にかかる表面検査装置Ａ２の照明部２０では、マスク部材２３ｂの開口窓２３１が４個である点で、表面検査装置Ａの照明部２０と異なる。これ以外の部分については、第１実施形態と同じであり、実質的に同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図９に示すように、表面検査装置Ａ２では、被検査領域ＣＰに第３投影パターンＰＰ３を投影する。第３投影パターンＰＰ３は、第１明部系統ＢＲ１、第２明部系統ＢＲ２、第３明部系統ＢＲ３及び第４明部系統ＢＲ４を備える。また、第１明部系統ＢＲ１は１個の明部Ｂ１、第２明部系統ＢＲ２は１個の明部Ｂ２、第３明部系統ＢＲ３は１個の明部Ｂ３及び第４明部系統ＢＲ４は１個の明部Ｂ４をそれぞれ備える。第３投影パターンＰＰ３は、明部Ｂ１と明部Ｂ２の間、明部Ｂ２と明部Ｂ３との間及び明部Ｂ３と明部Ｂ４との間に配される暗部Ｇ１を備える。そして、明部Ｂ１の外側及び明部Ｂ４の外側に暗部Ｇ０が配される。そして、明部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４は各々同じ幅Ｗ１であり、暗部Ｇ１も各々同じ幅Ｗ２である。なお、図９において、第４明部Ｂ４には、水平線を並べたハッチングを施す。

第３投影パターンＰＰ３における、明部の幅Ｗ１と暗部の幅Ｗ２とについて詳しく説明する。本実施形態にかかる表面検査装置Ａ２の第３投影パターンＰＰ３でも、明部の幅Ｗ１と暗部の幅Ｗ２については、数１に基づいて決定される。図９に示すように、表面検査装置Ａ２では、Ｌ＝４である。このとき、Ｋの値は、Ｌよりも小さい正の整数であるため、Ｋ＝１、２、３とすることができる。ここで、Ｋの値について、さらに詳しく説明する。

例えば、Ｌ＝４、Ｋ＝２とした場合、数１のＫ／Ｌは、２／４＝１／２となる。この構成の第３投影パターンＰＰ３を被検査領域ＣＰに投影して検査を行う場合、各撮影データでは、隣り合う明部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４は、明部の幅Ｗ１の１／２倍ずれて投影される。すなわち、明部Ｂ１と明部Ｂ２との投影領域は、明部の幅Ｗ１の１／２倍ずれる。明部Ｂ１と明部Ｂ３との投影領域は、明部の幅Ｗ１の１倍ずれとなり、実質上、明部Ｂ１と明部Ｂ３とは重なる。同様に、明部Ｂ２と明部Ｂ４との投影領域は実質上重なる。そのため、Ｌ＝４、Ｌ＝２とした場合、冗長度４となるが、精細度２となる。

一方、Ｋ＝１又は３とした場合には、隣り合う明部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４は、明部の幅Ｗ１の１／４倍又は３／４倍ずれて投影される。Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４が投影される領域は、実質上、完全に重ならず、少なくとも一部がずれる。そのため、Ｋ＝１又は３とした場合には、冗長度４及び精細度４とすることができる。なお、Ｋ＝１の場合、Ｋ／Ｌ＝１／４となり、１／２よりも小さい。そのため、数１において、Ｎ＝１とする必要があり、Ｗ２＝（５／４）Ｗ１となる。一方、Ｋ＝３の場合、Ｋ／Ｌ＝３／４となり、１／２よりも大きい。そのため、数１において、Ｎ＝０とでき、Ｗ２＝（３／４）Ｗ３となる。第３投影パターンＰＰ３の幅を小さく抑えるため、ここでは、Ｌ＝４、Ｌ＝３、Ｎ＝０とし、数１より、暗部の幅Ｗ２は、明部の幅Ｗ１の３／４倍である。

被検査領域ＣＰは、図９において左から右に移動するものとして、第１実施形態と同様、１２等分する。そして、被検査領域ＣＰの分割された領域のそれぞれに左から右に順に１から１２の番号を付与する。そして、１２分割された部分をさらに４等分して、それぞれの分割された部分に＿ａ、＿ｂ、＿ｃ又は＿ｄの符号を付与する。例えば、左端部には、左から１＿ａ、１＿ｂ、１＿ｃ、１＿ｄが配置される。そして、右側に、２＿ａ、２＿ｂ、２＿ｃ、２＿ｄ、３＿ａと続く。そして、右端部側は、左から１２＿ａ、１２＿ｂ、１２＿ｃ、１２＿ｄが配置されている。

表面検査装置Ａ２では、被検査領域ＣＰの移動方向Ｄ１の前端、すなわち、１２＿ｄが、明部Ｂ１にあるとき、制御部３０は、最初の撮影タイミングとして、撮影部１０を動作させて最初の撮影データを取得する。そして、制御部３０は、被検査領域ＣＰが、明部の幅Ｗ１移動する毎に、撮影タイミングとして撮影を行う。そして、制御部３０は、被検査領域ＣＰの移動方向の後端が、明部Ｂ４を通過したとき、検査終了する。

このように撮影を行うことで、明部Ｂ１は、領域ｒ＿ｄ、領域（ｒ＋１）＿ａ、領域（ｒ＋１）＿ｂ及び領域（ｒ＋１）＿ｃ（ｒは整数）に投影される。明部Ｂ２は、領域ｓ＿ｃ、領域ｓ＿ｄ、領域（ｓ＋１）＿ａ及び領域（ｓ＋１）＿ｂ（ｓは整数）に投影される。明部Ｂ３は、領域ｔ＿ｂ、領域ｔ＿ｃ、領域ｔ＿ｄ及び領域（ｔ＋１）＿ａ（ｔは整数）に投影される。明部Ｂ４は、領域ｕ＿ａ、領域ｕ＿ｂ、領域ｕ＿ｃ及び領域ｕ＿ｄ（ｕは整数）に投影される。撮影データにおける被検査領域ＣＰの明部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４が投影された部分は、明部の幅Ｗ１の１／４ずつずれる。このように、表面検査装置Ａ２では、冗長度４であるとともに精細度４で検査が可能となる。表面検査装置Ａ２では、冗長度３のときに比べて、さらに高精細度で検査可能となる。すなわち、ロバスト性をさらに高めることが可能である。

以上のことをまとめると、表面検査装置Ａ２では、Ｋを、１又はＬよりも小さい正の整数でＬと１以外の正の公約数を持たない数として、投影パターンの明部と暗部の配列を決定する。そして、決定した投影パターンを被検査領域ＣＰに投影できる照明を用いることで、表面検査装置Ａ２では、冗長度及び精細度の高い表面検査を行うことが可能である。

なお、表面検査装置Ａ２では、冗長度及び精細度が高い検査を所望する場合、Ｋとして、１又はＬよりも小さい正の整数でＬと１以外の正の公約数を持たない数（上述の例では１、３）に設定する。また、冗長度は高めたいが、精細度は多少低くてもよい場合には、ＫとしてＬよりも小さい正の整数（上述の例では、２）に設定してもよい。なお、本実施形態では、Ｌ＝４のときを例に、Ｋについて説明したが、Ｌ＝４以外の場合でも、Ｋの選択については、同様である。すなわち、Ｋとしては、少なくともＬよりも小さい正の整数であり、好ましくは、１又はＬと１以外の正の公約数を持たない正の整数である。

これ以外の特徴については、第１実施形態の特徴と同じである。

＜第４実施形態＞
本発明にかかる表面検査装置の他の例について図面を参照して説明する。図１０は、本発明にかかる表面検査装置の他の例に用いられる照明部を示す図である。図１１は、本発明にかかる表面検査装置の他の例における表面検査を示す図である。図１０に示すように、本実施形態にかかる表面検査装置Ａ３の照明部２０では、マスク部材２３ｃの開口窓２３１が６個である点で、表面検査装置Ａの照明部２０と異なる。これ以外の部分については、第１実施形態と同じであり、実質的に同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図１１に示すように、表面検査装置Ａ３では、被検査領域ＣＰに第４投影パターンＰＰ４を投影する。第４投影パターンＰＰ４は、被検査領域ＣＰの移動方向Ｄ１において、最上流側に配置された第１明部系統ＢＲ１、その次に配置された第２明部系統ＢＲ２を備える。また、第１明部系統ＢＲ１は第１明部Ｂ１１、第２明部Ｂ１２及び第３明部Ｂ１３を、第２明部系統ＢＲ２は第１明部Ｂ２１、第２明部Ｂ２２及び第３明部Ｂ２３をそれぞれ備える。第１明部系統ＢＲ１の各明部には、左上がりの斜線を並べたハッチングを施す。なお、第１明部Ｂ１１、第２明部Ｂ１２及び第３明部Ｂ１３のハッチングは、斜線の幅が異なる。また、第２明部系統ＢＲ２の各明部には、右上がりの斜線を並べたハッチングを施す。なお、第１明部Ｂ２１、第２明部Ｂ２２及び第３明部Ｂ２３のハッチングは、斜線の幅が異なる。

第４投影パターンＰＰ４において、第１明部系統ＢＲ１と第２明部系統ＢＲ２との間には、暗部の幅Ｗ２１の暗部Ｇ１が配置される。また、第１明部系統ＢＲ１の各明部の間、第２明部系統ＢＲ２の各明部の間には、それぞれ、同じ暗部の幅Ｗ２２の暗部Ｇ２が配置される。

ここで、第１明部系統ＢＲ１に注目すると、複数の撮影データを組み合わせることで、第１明部Ｂ１１、第２明部Ｂ１２及び第３明部Ｂ１３が、被検査領域ＣＰに隙間なく交互に投影される。第２明部系統ＢＲ２についても同様である。

そして、第４投影パターンＰＰ４では、明部系統が２個あり、各明部系統の明部の投影領域は、明部の幅の１／２ずつずれるように、暗部Ｇ１の幅Ｗ２１及び暗部Ｇ２の幅Ｗ２２が設定されている。以下に、暗部の幅Ｗ２１及びＷ２２について説明する。

暗部の幅Ｗ２１は、異なる明部系統の明部に挟まれている部分の暗部Ｇ１の幅である。そのため、暗部の幅Ｗ２１は、数１に基づいて決定される。すなわち、第４投影パターンＰＰ４では、Ｌ＝２であり、Ｌ＝２、Ｎ＝１とすることができ、暗部の幅Ｗ２１は、数１より、Ｗ２１＝（３／２）×Ｗ１である。

また、暗部の幅Ｗ２２は、１つの明部系統の明部の投影領域を被検査領域ＣＰに敷き詰めるために決定される。例えば、第１明部系統ＢＲ１において、第１明部Ｂ１１が投影される領域、第２明部Ｂ１２が投影される領域及び第３明部Ｂ１３が投影される領域が重ならないように配置する。表面検査装置Ａ３において、撮影タイミングとしては、明部系統に含まれる明部の数で決定される。明部系統に含まれる明部の数をＰとすると、被検査領域ＣＰが明部の幅Ｗ１のＰ倍移動する毎に撮影タイミングとなる。なお、表面検査装置Ａ３では、Ｐ＝３、すなわち、被検査領域ＣＰが明部の幅Ｗ１の３倍移動する毎に撮影タイミングとなる。

被検査領域ＣＰの明部の幅Ｗ１の３倍移動毎に撮影タイミングとなるとき、被検査領域ＣＰに第１明部Ｂ１１、第２明部Ｂ１２及び第３明部Ｂ１３が順次投影されるようにする。そのため、第４投影パターンＰＰ４では、第１明部Ｂ１１が投影される領域、第２明部Ｂ１２が投影される領域Ｂ１２及び第３領域Ｂ１３が投影される領域が重ならないように、暗部Ｇ２の幅Ｗ２２が、決定される。

暗部Ｇ２の幅Ｗ２２は、明部系統に含まれる明部の数によって決定される。暗部Ｇ２の幅Ｗ２２を明部の幅Ｗ１のＭ倍とする。また、最初の撮影タイミングを被検査領域ＣＰの前端に最も上流側の明部が投影されたときとする。ｎ＋１回の投影タイミングで被検査領域ＣＰの前端部分の領域は、最初の撮影タイミングからＰ×Ｗ１×ｎだけ移動している。このとき、最も先端側の領域が明部と重なる構成であると、明部を被検査領域に隙間なく投影することができなくなる。その時の明部を、最初の明部から数えてｋ番目の明部とすると、１番目の明部からｋ番目の明部までの長さは、明部が（ｋ−１）個、及び、暗部Ｇ２が（ｋ−１）個あるので、（ｋ−１）×Ｗ１＋Ｍ×（ｋ−１）×Ｗ１＝（Ｍ＋１）×（ｋ−１）×Ｗ１となる。これらが等しくなるときに、隙間なく投影することができなくなる。このことを表す式が数２である。

数２を満たさないように、Ｍ、Ｐを設定することで、複数の明部を被検査領域に隙間なく投影することが可能である。

ここでは、明部系統に含まれる明部の数Ｐ＝３であり、ｋ＝２のとき、Ｍ＝３ｎ−１、ｋ＝３のとき２Ｍ＝３ｎ−２となる、ｎを変えたときに、これらの数式を満足しない正の整数をＭとすることが可能である。そして、第４投影パターンＰＰ４の幅をできる限り小さくするため、Ｍ＝１とする。すなわち、Ｗ２２＝Ｗ１である。

すなわち、第４投影パターンＰＰ４では、暗部Ｇ２の幅Ｗ２２は、明部の幅Ｗ１と同じである。そして、この関係は、第２明部系統ＢＲ２にも成り立つ。

被検査領域ＣＰは、図１１において左から右に移動するものとして、第１実施形態と同様、１２等分する。そして、被検査領域ＣＰの分割された領域のそれぞれに左から右に順に１から１２の番号を付与する。そして、１２分割された部分をさらに２等分して、それぞれの分割された部分に＿ａ又は＿ｂの符号を付与する。例えば、左端部には、左から１＿ａ、１＿ｂが配置される。そして、右側に、２＿ａ、２＿ｂ、３＿ａと続く。そして、右端部側は、左から１２＿ａ、１２＿ｂが配置される。

表面検査装置Ａ３では、被検査領域ＣＰの移動方向Ｄ１の前端、すなわち、１２＿ｂが、第１明部系統ＢＲ１の第１明部Ｂ１１にあるとき、制御部３０は、最初の撮影タイミングとして、撮影部１０を動作させて最初の撮影データを取得する。そして、制御部３０は、被検査領域ＣＰが、明部の幅Ｗ１の幅の３倍移動する毎に、撮影タイミングとして撮影を行う。そして、制御部３０は、被検査領域ＣＰの移動方向の後端が、第２明部系統ＢＲ２の第３明部Ｂ２３を通過したとき、検査終了する。

このように撮影を行うことで、第１明部系統ＢＲ１の第１明部Ｂ１１は、領域３ｒ＿ｂ、領域（３ｒ＋１）＿ｂ（ｒは正の整数）、第２明部Ｂ１２は、領域（３ｓ−１）＿ｂ、領域３ｓ＿ａ（ｓは正の整数）、第３明部Ｂ１３は、領域（３ｔ−２）＿ｂ、領域（３ｔ−１）＿ａ（ｔは正の整数）にそれぞれ投影される。また、第２明部系統ＢＲ２の第１明部Ｂ２１は、領域（３ｕ−２）＿ａ、領域（３ｕ−２）＿ｂ（ｕは正の整数）、第２明部Ｂ２２は、領域（３ｖ）＿ａ、領域（３ｖ）＿ｂ（ｖは正の整数）、第３明部Ｂ３３は、領域（３ｗ−１）＿ａ、領域（３ｗ−１）＿ｂ（ｗは正の整数）にそれぞれ投影される。撮影データにおける被検査領域ＣＰの明部系統ＢＲ１及びＢＲ２の各明部が投影された部分は、明部の幅Ｗ１の１／２ずつずれる。このように、表面検査装置Ａ３では、冗長度２であるとともに精細度２で検査が可能となる。

そして、表面検査装置Ａ３では、被検査領域ＣＰが明部の幅Ｗ１の３倍移動する毎に、撮影タイミングとなるため、撮影部１０が十分な性能を有する場合、被検査領域ＣＰの移動速度を３倍とすることができる。そのため、検査に要する時間をおよそ１／３に減らすことが可能である。また、被検査領域ＣＰの移動速が明部の幅Ｗ１移動する毎に撮影タイミングとする場合と同じであっても、撮影タイミングの数が減るため、画像処理及び異常の検査の回数が減る。これにより、検査に要する時間を減らすことができるとともに、制御部３０、画像処理部４０及び記憶部７０等の負担を減らすことが可能である。すなわち、検査に要する時間及び処理を削減できるとともに、ロバスト性をさらに高めることが可能である。

これ以外の特徴については、第１実施形態の特徴と同じである。

＜第５実施形態＞
本発明にかかる表面検査装置の他の例について図面を参照して説明する。図１２は、本発明にかかる表面検査装置の他の例に用いられる照明部を示す図である。図１３は、本発明にかかる表面検査装置の他の例における表面検査を示す図である。図１２に示すように、本実施形態にかかる表面検査装置Ａ３の照明部２０では、マスク部材２３ｄの開口窓２３１が６個である点で、表面検査装置Ａの照明部２０と異なる。これ以外の部分については、第１実施形態と同じであり、実質的に同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図１３に示すように、表面検査装置Ａ４では、被検査領域ＣＰに第５投影パターンＰＰ５を投影する。第５投影パターンＰＰ５は、被検査領域ＣＰの移動方向Ｄ１において、第１明部系統ＢＲ１、第２明部系統ＢＲ２及び第３明部系統ＢＲ３を備える。また、第１明部系統ＢＲ１は第１明部Ｂ１１及び第２明部Ｂ１２、第２明部系統ＢＲ２は第１明部Ｂ２１及び第２明部Ｂ２２、第３明部系統ＢＲ３は第１明部Ｂ３１及び第２明部Ｂ３２をそれぞれ備える。第１明部系統ＢＲ１の各明部には、左上がりの斜線を並べたハッチングを施す。第１明部Ｂ１１及び第２明部Ｂ１２のハッチングは、斜線の幅が異なる。第２明部系統ＢＲ２の各明部には、右上がりの斜線を並べたハッチングを施す。第１明部Ｂ２１及び第２明部Ｂ２２のハッチングは、斜線の幅が異なる。第３明部系統ＢＲ３の各明部には、交差する斜線を並べたハッチングを施す。第１明部Ｂ３１及び第２明部Ｂ３２のハッチングは、斜線の幅が異なる。

図１３に示すように、第５投影パターンＰＰ５は、第１明部Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ３１が被検査領域ＣＰの移動方向に順に並んでいる。また、第１明部Ｂ３１の下流側には、第２明部Ｂ１２、Ｂ２２、Ｂ３２が被検査領域ＣＰの移動方向に順に並んでいる。つまり、第５投影パターンＰＰ５は、第１明部系統ＢＲ１、第２明部系統ＢＲ２及び第３明部系統ＢＲ３それぞれの第１明部Ｂ１１、Ｂ２１及びＢ３１を順に配置する。そして、第３明部系統ＢＲ３の第１明部Ｂ３１の下流側に、第１明部系統ＢＲ１、第２明部系統ＢＲ２及び第３明部系統ＢＲ３それぞれの第２明部Ｂ１２、Ｂ２２及びＢ３２を順に配置する。

第５投影パターンＰＰ５において、第１明部Ｂ１１と第１明部Ｂ２１とは異なる明部系統である。同様に、第１明部Ｂ２１と第１明部Ｂ３１とも異なる明部系統である。さらに、第１明部Ｂ３１と第２明部Ｂ１２、第２明部Ｂ１２と第２明部Ｂ２２及び第２明部Ｂ２２と第２明部Ｂ３２ともそれぞれ、異なる明部系統に含まれる明部である。そのため、第５投影パターンＰＰ５において、全ての明部Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ３１、Ｂ１２、Ｂ２２及びＢ３２の各々の間には、暗部の幅Ｗ２の暗部Ｇ１が配置される。そして、暗部の幅Ｗ２と明部の幅Ｗ１との間には、数１の関係が成り立つ。また、第１明部系統ＢＲ１の第１明部Ｂ１１と第２明部Ｂ１２との間、第２明部系統ＢＲ２の第１明部Ｂ２１と第２明部Ｂ２２との間及び第３明部系統ＢＲ３の第１明部Ｂ３１と第２明部Ｂ３２との間の幅は、数２の関係が成り立つ。

つまり、数１と数２との関係が両方成り立つように、暗部の幅Ｗ２が設定される。例えば、第５投影パターンＰＰ５では、Ｌ＝３である。そのため、Ｋ＝２とし、Ｎ=０とすることで、暗部の幅Ｗ２は、明部の幅Ｗ１の２／３倍である。第５投影パターンＰＰ５では、６個の明部の各々の間には、明部の幅Ｗ１の２／３倍の暗部の幅Ｗ２の暗部Ｇ１が配される。このとき、第１明部Ｂ１１と第２明部Ｂ１２との間は、明部の幅Ｗ１の４倍であり、数２を満たす。

なお、表面検査装置Ａ４において、明部系統に含まれる明部の数をＰとすると、Ｐ＝２であり、被検査領域ＣＰが明部の幅の２倍移動する毎に撮影タイミングとなる。

被検査領域ＣＰは、図１３において左から右に移動するものとして、第１実施形態と同様、１２等分する。そして、被検査領域ＣＰの分割された領域のそれぞれに左から右に順に１から１２の番号を付与する。そして、１２分割された部分をさらに３等分して、それぞれの分割された部分に＿ａ、＿ｂ又は＿ｃの符号を付与する。例えば、左端部には、左から１＿ａ、１＿ｂ、１＿ｃが配置される。そして、右側に、２＿ａ、２＿ｂ、２＿ｃ、３＿ａと続く。そして、右端部側は、左から１２＿ａ、１２＿ｂ、１２＿ｃが配置されている。

表面検査装置Ａ４では、被検査領域ＣＰの移動方向Ｄ１の前端、すなわち、１２＿ｃが、第１明部Ｂ１１にあるとき、制御部３０は、最初の撮影タイミングとして、撮影部１０を動作させて最初の撮影データを取得する。そして、制御部３０は、被検査領域ＣＰが、明部の幅Ｗ１の幅の２倍移動する毎に、撮影タイミングとして撮影を行う。そして、制御部３０は、被検査領域ＣＰの移動方向の後端が、明部Ｂ３を通過したとき、検査終了する。

このように撮影を行うことで、第１明部系統ＢＲ１の第１明部Ｂ１１及び第２明部Ｂ１２は、領域ｒ＿ｃ、領域（ｒ＋１）＿ａ及び領域（ｒ＋１）＿ｂ（ｒは整数）に、交互に投影される。第２明部系統ＢＲ２の第１明部Ｂ２１及び第２明部Ｂ２２は、領域ｓ＿ｂ、領域ｓ＿ｃ及び領域（ｓ＋１）＿ａ（ｓは整数）に、交互に投影される。第３明部系統ＢＲ３の第１明部Ｂ３１及び第２明部Ｂ３２は、領域ｔ＿ａ、領域ｔ＿ｂ及び領域ｔ＿ｃ（ｑは整数）に交互に投影される。撮影データにおける被検査領域ＣＰの明部系統ＢＲ１、ＢＲ２及びＢＲ３の各明部が投影された部分は、明部の幅Ｗ１の１／３ずつずれる。このように、表面検査装置Ａ４では、冗長度３であるとともに精細度３で検査が可能となる。

そして、表面検査装置Ａ４では、被検査領域ＣＰが明部の幅Ｗ１の２倍移動する毎に、撮影タイミングとなるため、撮影部１０が十分な性能を有する場合、被検査領域ＣＰの移動速度を２倍とすることができる。そのため、検査に要する時間をおよそ半分に減らすことが可能である。また、被検査領域ＣＰの移動速が明部の幅Ｗ１移動する毎に撮影タイミングとなる場合と同じであっても、撮影タイミングの数が減るため、画像処理及び異常の検査の回数が減る。これにより、検査に要する時間を減らすことができるとともに、制御部３０、画像処理部４０及び記憶部７０等の負担を減らすことが可能である。

これ以外の特徴については、第１実施形態の特徴と同じである。

表面検査装置では、冗長度及び精細度を高めることが可能である。また、明部系統に複数の明部を備える構成とすることで、処理に要する時間を減らす又は処理自体を減らすことが可能となる。これにより、表面検査装置では、従来の表面検査装置に比べて、精度よく且つ確実に検査を行うことができる。

上述の各実施形態では、被検査領域ＣＰの前端が、明部の明部系統の数で分割した最上流の分割部分と重なったときを、最初の撮影タイミングとしているが、これに限定されず、前端が最上流の分割部分内にあるときであれば、完全に重なっていなくてもよい。

上述の各実施形態を総合すると、本発明にかかる表面検査装置は、実質上、明部系統の数と同じ回数被検査領域の全体に明部を照射することが可能である。また、明部の幅を明部系統に含まれる明部の数の分だけ分割した幅ずらして照射可能であり、それだけ、検査の精度を上げることが可能である。さらに、明部系統に含まれる明部の数をＰとすると、本発明にかかる表面検査装置では、明部の幅Ｗ１移動する毎に撮影を行う従来の表面検査装置に比べて、被検査領域の検査に要する時間又は情報処理量を１／Ｐとすることができる。

＜第６実施形態＞
本発明にかかる表面検査装置では、明部が投影されている被検査領域ＣＰを撮影し、画像処理を行うことで異常を検出する。被検査領域ＣＰによっては、塗装、表面処理等によって、表面の色が異なる部分を有する場合がある。被検査領域ＣＰの表面の色と、明部の色（すなわち、光源から発せられる光の色温度）の組み合わせによっては、異常の検出が困難な場合がある。そこで、本発明にかかる表面検査装置において、明部系統ごとに、明部の色が異なるように、色温度が異なる光を出射する光源を備えていてもよい。このようにすることで、異なる色温度の明部を被検査領域の全域に敷き詰めて投影することができ、異常を検出する精度を高めることが可能である。

上述した各実施形態では、説明を容易にするために、被検査領域ＣＰの長さが短く、被検査領域が照明部の前を通過するために要する時間が短い。そのため、検査開始から終了の期間に対して、検査開始直後及び検査終了間際の一部の明部が投影されていない期間の検査全期間に対する割合が多く、時間短縮の効果が出にくい。一方で、本発明の表面検査装置は、自動車や列車等を検査対象体とし、検査対象体の表面を被検査領域として、検査対象体の表面検査を行うのに用いられる。このような長い被検査領域の検査を行う場合、被検査領域が照明部の前を通過する時間が長くなる。検査開始直後及び検査終了間際の一部の明部が投影されていない期間は、被検査領域の長さに関係なく一定であり、被検査領域が長くなると、その割合が低くなる。結果として、時間短縮の効果が大きくなる。

また、以上示した表面検査装置は、いずれも、検査対象体が照明部に対して移動しているものを挙げているが、これに限定されない。停止している検査対象体に対して、照明部が相対的に移動する構成であってもよい。このとき、撮影部も照明部と連動して移動してもよい。また、本発明にかかる表面検査装置では、１個の撮影部を備えているが、これに限定されず、複数個の撮影部を備えていてもよい。なお、複数個の撮影部を備える場合、各撮影部が撮影した撮影データは、個別に処理して異常検出してもよいし、少なくとも２台以上の撮影部で撮影した画像を一旦合成した後に異常検出してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ 表面検査装置
１０ 撮影部
２０ 照明部
２１ 光源
２２ 拡散板
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ マスク部材
２３１ 開口窓
２４ 光帯
２５ 非照明帯
３０ 制御部
３１ 演算部
４０ 画像処理部
５０ 搬送部
６０ 表示部
７０ 記憶部
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４ 明部
Ｂ１１、Ｂ２１、Ｂ３１ 第１明部
Ｂ１２、Ｂ２２、Ｂ３２ 第２明部
ＢＲ１ 第１明部系統
ＢＲ２ 第２明部系統
ＢＲ３ 第３明部系統
ＢＲ４ 第４明部系統
ＣＡ 検査対象体
ＣＰ 被検査領域
Ｇ、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２ 暗部
ＰＰ 投影パターン
ＰＰ１ 第１投影パターン
ＰＰ２ 第２投影パターン
ＰＰ３ 第３投影パターン
ＰＰ４ 第４投影パターン
ＰＰ５ 第５投影パターン
Ｗ１ 明部の幅
Ｗ２、Ｗ２１、Ｗ２２ 暗部の幅
Ｄ１ 移動方向

Claims (10)

1. 照明光を照射して被検査領域の表面に投影パターンを形成する照明部と、
   前記照明部に対して相対的に移動している被検査領域を撮影する撮影部と、
   前記被検査領域が一定距離移動するごとに前記被検査領域を撮影するように前記撮影部の撮影タイミングを制御する制御部と、を備え、
   前記投影パターンは、複数の明部と、前記明部よりも暗い複数の暗部とが前記被検査領域の移動方向に交互に配列されており、
   前記投影パターンには、１又は複数の明部を備えた明部系統を複数組含み、
   前記制御部は、最初に前記被検査領域に投影される明部が、前記被検査領域の前記移動方向の前端にあるときに最初の撮影タイミングとし、各明部系統において以前の撮影タイミングで前記被検査領域に前記明部が投影された部分以外の部分に前記明部が投影され且つ前記被検査領域の全域に前記明部を隙間なく投影し、さらに、各明部系統の明部は、他の明部系統の明部に対して、明部の幅よりも小さい幅ずれた位置に投影されるように前記撮影部の撮影タイミングを制御する表面検査装置。
2. 前記投影パターンの両端に配置される明部間の距離は、前記被検査領域の長さよりも短い請求項１に記載の表面検査装置。
3. 前記各明部系統には、複数の明部が含まれ、
   同一の明部系統に含まれる明部同士の間隔は、前記明部の幅のＭ倍（Ｍは１以上の整数)であり、
   異なる明部系統に含まれる明部同士の間隔は、前記明部の幅の（Ｎ＋Ｋ／Ｌ）倍（Ｎは０又は整数、Ｋ、Ｌは、Ｋ＜Ｌを満たす整数）である請求項１又は請求項２に記載の表面検査装置。
4. 前記Ｌは、前記投影パターンに含まれる明部系統の数である請求項３に記載の表面検査装置。
5. 前記Ｋは１又は前記Ｌと１以外の正の公約数を持たない数である、請求項３又は請求項４に記載の表面検査装置。
6. 前記制御部は、前記被検査領域が明部の幅のＰ倍（Ｐは整数）移動するごとに前記被検査領域を撮影するように前記撮影部の撮影タイミングを制御し、
   前記Ｐは、明部系統に含まれる明部の数である請求項３から請求項５のいずれかに記載の表面検査装置。
7. 前記Ｍは、（Ｍ＋１）×（ｋ−１）＝Ｐ×ｎ（ｋはＰよりも小さい正の整数、ｎは正の整数）を満たさない請求項６に記載の表面検査装置。
8. 前記照明部は、前記明部系統ごとに異なる色温度の光を照射した明部を投影する請求項１から請求項７のいずれかに記載の表面検査装置。
9. 前記被検査領域が移動している請求項１から請求項８のいずれかに記載の表面検査装置。
10. 前記照明部が移動している請求項１から請求項９のいずれかに記載の表面検査装置。

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