JP2018179621A - 表面欠陥検査装置、表面欠陥検査用の情報処理装置、表面欠陥検査用のコンピュータプログラム、及び表面欠陥検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】白色の検査面についても、蛍光浸透探傷法を用いて欠陥を正しく検査できるようにすること。【解決手段】発光性浸透液による浸透処理が施された検査面Ｓ１に紫外光を照射してイメージセンサＩＳで撮像する際、発光性浸透液が浸透した領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超えないように撮像条件を設定した上で、検査面Ｓ１をカラーで撮像したイメージセンサＩＳの出力をＲＧＢデータにデジタル変換してパソコン１０１に送信し、パソコン１０１は、ＲＧＢデータから色相データを抽出し、色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知する。【選択図】図１

Description

本発明は、検査対象物の表面の欠陥を検査する表面欠陥検査装置、表面欠陥検査用の情報処理装置、表面欠陥検査用のコンピュータプログラム、及び表面欠陥検査方法に関する。

検査対象物の表面に発生している傷や割れ、ピンホールなどの欠陥を検査する手法として、従来から浸透探傷検査が広く知られている。

浸透探傷検査は、例えば特許文献１に記載されているように、検査面の欠陥部分に発光性浸透液を浸透させ、これに紫外光を照射して発光させることにより輝度レベルが異なる蛍光模様を描き出し、この蛍光模様に基づいて欠陥の有無を判定するという検査手法である。特許文献１でも紹介されているとおり、蛍光模様を撮像装置によって撮像し、画像処理によって欠陥を検査することも従来から知られている（特許文献１の段落［０００２］参照）。

特許文献２には、カラー画像を用いた浸透探傷検査のための装置及び方法が記載されている。検査面の欠陥部分に浸透させる浸透液としては、特許文献１に記載されているような発光性浸透液ばかりでなく、赤色などの染色浸透液を用いる場合もある。発光性浸透液を用いる検査を蛍光浸透探傷法と呼ぶのに対して、染色浸透液を用いる検査は染色浸透探傷法と呼ばれている。特許文献２が紹介するは、染色浸透探傷法による浸透探傷検査である。

特許文献２に記載されている浸透探傷検査では、ＣＣＤカメラを用いて検査面をカラーで撮像し、ＲＧＢデータとしてコンピュータに取り込む。コンピュータは、ＲＧＢデータを色度・輝度に変換し、この色度分布の中から欠陥部ではない正常な色を基準色として算出する。そして基準色に対する各位置での色相、色差を算出し、正常でない色領域、つまり欠陥候補となる領域を抽出する（特許文献２の段落［００１７］〜［００１８］、図２参照）。

特許文献２は、画像データが飽和した値とならぬよう、ＣＣＤカメラと照明装置の両方に偏光フィルタを取り付けるとしている（特許文献２の段落［００１９］参照）。検査面の検査で用いる画像データの飽和（白とび）の回避については、ＨＤＲ処理という手法も従来から知られている（特許文献３の段落［０００２］〜［０００３］参照）。

特開平０９−１１３４６７号公報 特開平１１−１０８７５９号公報 特開２０１３−１１０５１３号公報

特許文献１に記載されている浸透探傷検査は、輝度レベルが異なる蛍光模様に基づいて欠陥の有無を判定することから、モノクロ画像を用いて検査面の欠陥を検査しているものと理解される。この場合、白色の検査面に対しては、欠陥の検査が困難となる。欠陥領域に浸透している発光性浸透液の発光部分は白く映るのに対して、検査面自体も白く映るので、欠陥がある領域とない領域との間の照度差が小さくなり、これらの異なる領域が判別し難くなるからである。

この点、特許文献２に記載されている浸透探傷検査によれば、欠陥部分に浸透させた染色浸透液の色と検査面の色とが異なりさえすれば、検査面の欠陥検査が可能である。その反面、ＲＧＢデータに基づく複雑な計算処理が必要となる。

そこで複雑な計算処理を避けるのであれば、特許文献１に記載されているような発光浸透液を用いた蛍光浸透探傷法による検査の途を模索することになる。ただしこの場合には前述したとおり、検査面が白色の場合、発光性浸透液が浸透している欠陥がある領域とない領域とを明確に区別し難いため、その解決策が求められる。

本発明の課題は、白色の検査面についても、蛍光浸透探傷法を用いて欠陥を正しく検査できるようにすることである。

本発明の表面欠陥検査装置は、発光性浸透液による浸透処理が施された検査面に紫外光を照射する照明装置と、イメージセンサを用いて前記検査面の画像をカラーで撮像し、前記イメージセンサの出力をＲＧＢデータにデジタル変換して出力する撮像装置と、前記検査面に前記紫外光を照射して前記イメージセンサで撮像する際の撮像条件を、前記発光性浸透液の浸透領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した前記撮像素子については飽和露光量を超えないように設定する条件設定部と、前記撮像装置が出力するＲＧＢデータから色相データを抽出する抽出部と、前記色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知する報知部と、を備えることによって上記課題を解決する。

本発明の表面欠陥検査用の情報処理装置は、発光性浸透液による浸透処理が施された検査面に紫外光を照射し、前記発光性浸透液の浸透領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した前記撮像素子については飽和露光量を超えない撮像条件でカラー撮像して得られたイメージセンサのＲＧＢデータにデジタル変換された出力を受信する手段と、前記受信したＲＧＢデータから色相データを抽出する手段と、前記色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知部に報知させる手段と、を備えることによって上記課題を解決する。

本発明の表面欠陥検査用のコンピュータプログラムは、発光性浸透液による浸透処理が施された検査面に紫外光を照射し、前記発光性浸透液の浸透領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した前記撮像素子については飽和露光量を超えない撮像条件でカラー撮像して得られたイメージセンサのＲＧＢデータにデジタル変換された出力を受信するコンピュータにインストールされ、このコンピュータに、前記受信したＲＧＢデータから色相データを抽出する機能と、前記色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知部に報知させる機能と、を実行させることによって上記課題を解決する。

本発明の表面欠陥検査方法は、発光性浸透液による浸透処理が施された検査面に紫外光を照射してイメージセンサで撮像する際の撮像条件を、前記発光性浸透液の浸透領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した前記撮像素子については飽和露光量を超えないように設定する工程と、前記検査面に前記紫外光を照射してカラーで撮像する工程と、前記イメージセンサの出力をＲＧＢデータにデジタル変換して出力する工程と、出力されたＲＧＢデータから色相データを抽出する工程と、前記色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知する工程と、を備えることによって上記課題を解決する。

本発明によれば、検査面が白色であったとしても、発光性浸透液が浸透していない領域と浸透している領域とを明確に区別し、検査面の欠陥の有無を正しく報知することができる。

表面欠陥検査装置の実施の一形態を示す構成図。 発光性浸透液による浸透処理が施された検査対象物（試料）を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断側面図。 表面欠陥検査装置の機能ブロック図。 代表的な色の色相値を示すテーブル。 イメージセンサの構造を分解して示す模式図。 表面欠陥検査装置における各部の電気的接続のブロック図。 撮像装置における各部の電気的接続のブロック図。 情報処理装置における処理の流れを示すフローチャート。

実施の一形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態の表面欠陥検査装置１は、発光性浸透液による浸透処理が施された試料Ｓの検査面Ｓ１について、ＣＭＯＳ型のイメージセンサＩＳ（図１、図５〜図７参照）によってカラーで撮像した画像を用いて欠陥Ｂ（図２参照）を検査するようにした一例である。

１．表面欠陥検査装置の概要
図１に示すように、表面欠陥検査装置１は、検査対象物である試料Ｓを載置するための載置台１１の上方に、照明装置３１と撮像装置５１とを備え、情報処理装置としてのパソコン（パーソナルコンピュータ）１０１を撮像装置５１に接続している。

載置台１１は、水平に配置された載置面１２を備え、この載置面１２に試料Ｓを載置する。試料Ｓは、検査対象となる検査面Ｓ１を上に向けた状態で載置面１２に載置される。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、試料Ｓには発光性浸透液Ｐによる浸透処理が施されている。浸透処理は、試料Ｓの検査面Ｓ１に発生している傷や割れ、ピンホールなどの欠陥Ｂに発光性浸透液Ｐを浸透させる処理であり、「前処理」「浸透処理」「洗浄処理」の順に行われる。「前処理」では検査面Ｓ１に付着している粉塵や油脂などを除去し、表面の濡れ性を向上させて、欠陥Ｂの内部を空洞にする。「浸透処理」では検査面Ｓ１に発光性浸透液Ｐを塗布し、毛管現象を利用して欠陥Ｂの内部を発光性浸透液Ｐで満たす。「洗浄処理」では検査面Ｓ１を洗浄し、欠陥Ｂではない部分に付着している余剰浸透液を除去する。こうして試料Ｓの検査面Ｓ１は、図２（ｂ）に示すように、欠陥Ｂの部分にのみ発光性浸透液Ｐが浸透した状態となる。

撮像装置５１は、載置台１１に載置された試料Ｓの撮像が可能なように、光軸を鉛直方向に向けたレンズ５２を下向きにした状態で配置されている。このとき載置面１２に載置される試料Ｓは、撮像装置５１の光軸上に位置付けられる。

照明装置３１は、円環形状をした厚みのあるハウジング３２の下面に複数個のＬＥＤランプ３３を配列したいわゆるリング照明である。撮像装置５１の光軸と中心を一致させ、光軸を取り囲むようにして水平状態で配置されている。このとき照明装置３１は、載置面１２に載置された試料Ｓの検査面Ｓ１に万遍なくＬＥＤランプ３３の光を照射することができるように配置され、紫外光を検査面Ｓ１に照射する。

パソコン１０１にはキーボードやマウスなどの入力装置１０２と、例えばＬＣＤディスプレイである表示装置１０３とが接続されている。

２．表面欠陥検査装置の機能ブロック
（１）撮像装置の機能ブロック
図３に示すように、撮像装置５１には条件設定部２０１、データ変換部２１１、及びデータ送信部２２１が設けられている。これらの各部は、撮像装置５１が備えるシステム制御部６１、Ａ／ＤＣ（アナログデジタル変換器）６２、及びＩ／Ｏ６３などのハードウエア資源（図６、図７参照）が実行する機能をブロック化した機能ブロックである。

条件設定部２０１は、試料Ｓの検査面Ｓ１をイメージセンサＩＳで撮像する際の撮像条件を設定する。設定する撮像条件は、照明装置３１によって紫外光を照射して検査面Ｓ１を撮像する際、発光性浸透液Ｐが浸透している浸透領域ＰＡを撮像したイメージセンサＩＳの撮像素子ＩＳｅについては飽和露光量を超え、浸透領域ＰＡ以外の領域を撮像した撮像素子ＩＳｅについては飽和露光量を超えないように露光量を規定する条件である。

撮像条件の設定は、一例として、システム制御部６１によって露光時間を調節することによって実行可能であり、別の一例としては、システム制御部６１によって絞りを調節することによって実行可能である。あるいは露光時間と絞りとの組み合わせ調節によって撮像条件を設定するようにしてもよい。

データ変換部２１１は、イメージセンサＩＳが出力するカラーのアナログ信号をＡ／ＤＣ６２によってデジタル変換し、ＲＢＧデータを生成する。ＲＧＢデータはＲＡＷデータと呼ばれるデータ形式のもので、例えば１２〜１６ビットのデータとしてデジタル変換され、４０９６〜６５５３６の階調数を有している。

データ送信部２２１は、撮像装置５１がイメージセンサＩＳでの撮像によって得た画像データをＩ／Ｏ６３によって外部機器、つまりパソコン１０１に向けて送信出力する。

（２）パソコンの機能ブロック
図３に示すように、パソコン１０１にはデータ受信部２３１、抽出部２４１、及び報知部２５１が設けられている。これらの各部は、パソコン１０１が備えるＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、ＥＥＰＲＯＭ１１４、画像メモリ１１５、及びＩ／Ｏ１１６などのハードウエア資源（図６参照）が実行する機能をブロック化した機能ブロックである。

データ受信部２３１は、撮像装置５１のデータ送信部２２１から送信出力されたＲＧＢデータをＩ／Ｏ１１６によって受信し、画像メモリ１１５に格納する。

抽出部２４１は、例えばＲＡＭ１１３に駐留させたソフトウエアプログラムである表面欠陥検査用プログラムＰＭ（図６参照）に基づくＣＰＵ１１１の処理によって、データ受信部２３１が受信したＲＧＢデータから色相データを抽出し、画像メモリ１１５に格納する。ＲＧＢデータは前述したとおり、１２〜１６ビットのデータとしてデジタル変換されている。これに対して色相データは、例えば８ビットのデータに変換され、個々の色相値を２５６階調で表現する。

報知部２５１は、色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知する。色相値が０の領域は、欠陥Ｂの部分に発光性浸透液Ｐが浸透している浸透領域ＰＡである。したがって報知部２５１での報知によって、検査面Ｓ１における欠陥Ｂの有無を知ることができる。

（３）欠陥の検出原理
図４に示すように、紫、赤、黄、緑、青の順で色相値は小さくなっていく。例えば紫の色相値は２０８、赤は１６４、黄は１２３、緑は５６、青は１１である。そして白の色相値は０となる。もっともこれらの値はあくまでも参考値である。各種の条件次第では多少のずれが発生するため、各色は必ずしも正確にこの値をとるわけではない。

注意を要するのは、本実施の形態の場合、色相データに変換している基礎となるデータはＲＧＢデータ、つまりＲＡＷデータであるので、ホワイトバランスが未調整のままだということである。このため白色を撮像して得られたデータは、緑がかった色相になる。このような現象が発生する理由を詳しく説明する。

図５に示すように、ＣＭＯＳ型のイメージセンサＩＳは、二次元にマトリクス配列された撮像素子ＩＳｅの前面に、撮像素子ＩＳｅと一対一で対応させてマイクロレンズＬＳを配置している。本実施の形態の場合、検査面Ｓ１のカラー画像を取得する必要から、イメージセンサＩＳはカラーで検査面Ｓ１を撮像しなければならない。そこでイメージセンサＩＳは、撮像素子ＩＳｅとマイクロレンズＬＳとの間にカラーフィルタＦを介在させている。カラーフィルタＦは、撮像素子ＩＳｅのマトリクス配列に対応させて、赤、緑、青の三原色を二次元にマトリクス配列したフィルタである。一つの撮像素子ＩＳｅには一色分のマトリクス領域が対応している。図５では赤、緑、青の各色に対応する領域を、「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」の文字で表現している。

図５から明らかなように、イメージセンサＩＳは、四つのマトリクス領域でカラー化された一つの画素（pixel）を表現する。このとき一つの画素中、赤と青の領域は一つであるのに対して、緑の領域は２つ設けられている。これはベイヤー配列として従来から周知の色配列であり、人間の眼の反応感度は、赤と青よりも緑の方が高いという性質を上手く利用し、見かけ上の解像度を上げるための工夫である。

したがってカラー画像を撮像するイメージセンサＩＳの構造上、Ａ／ＤＣ６２によってデジタルデータに変換された直後のＲＡＷデータは、全体的に緑が強い色味となる。そこでＪＰＥＧやＴＩＦＦなどの汎用的なデータ形式に変換するに際して、ＲＡＷデータにはホワイトバランス調整が施され、強く出すぎている緑の要素を低減して自然な色味の画像を生成するわけである。

このような事情から、抽出部２４１によって、ホワイトバランスが未調整のＲＡＷデータ、つまりＲＧＢデータから色相データを抽出した場合、抽出された色相データでも全体的に緑の要素が強く出る。例えば白色の場合の色相値は０という本来の値ではなく、５０〜６０程度の緑の色相値となる。

本実施の形態の表面欠陥検査装置１は、このようなＲＧＢデータ（ＲＡＷデータ）の特性を上手く利用し、イメージセンサＩＳで取得した画像データ中、検査面Ｓ１の撮像画像領域と発光性浸透液Ｐの撮像画像領域との間のコントラストが強く出るように工夫している。

つまり条件設定部２０１は、照明装置３１によって紫外光を照射して検査面Ｓ１を撮像する際、発光性浸透液Ｐが浸透している浸透領域ＰＡを撮像したイメージセンサＩＳの撮像素子ＩＳｅについては飽和露光量を超え、浸透領域ＰＡ以外の領域を撮像した撮像素子ＩＳｅについては飽和露光量を超えないように撮像条件を設定する。このため浸透領域ＰＡを撮像すると、この部分を撮像したイメージセンサＩＳの撮像素子ＩＳｅでは電荷が飽和し、その出力画像は白とびする。これに対して浸透領域ＰＡ以外の領域を撮像した撮像素子ＩＳｅでは電荷は飽和せず、その出力画像に白とびは発生しない。

白とびしているＲＧＢデータ（ＲＡＷデータ）から色相データを抽出した場合、白とび部分の色相は白になり、その色相値は０になる。これに対してホワイトバランス調整が施されていないＲＧＢデータから色相データを抽出した場合、ベイヤー配列のカラーフィルタＦを採用している関係上、白とびしている領域以外の領域の色相値が０になることはない。前述したとおり、全体的に緑が強く出て、白色を撮像した画像であっても色相値は５０〜６０程度になるからである。したがって色相データ中、検査面Ｓ１の撮像画像領域と発光性浸透液Ｐの撮像画像領域との間のコントラストが強く出る。

３．表面欠陥検査装置のハードウエア構成
（１）照明装置
図６に示すように、照明装置３１は、ＬＥＤランプ３３を駆動するドライバ３４をハウジング３２（図１参照）に内蔵している。ドライバ３４は電源回路ＰＳに給電され、ＬＥＤランプ３３を点灯駆動させる。これによってＬＥＤランプ３３は、予め決められた輝度で点灯し、載置台１１の載置面１２に載置された試料Ｓの検査面Ｓ１に紫外光を照射する。

（２）撮像装置
図６、図７に示すように、撮像装置５１も電源回路ＰＳに給電されて動作する。撮像装置５１は、試料Ｓの検査面Ｓ１の画像を撮像するイメージセンサＩＳと、イメージセンサＩＳの出力をデジタル変換するＡ／ＤＣ６２とを内蔵し、これらをシステム制御部６１によって統括的に制御する。撮像装置５１はまた、Ａ／ＤＣ６２によってデジタル変換されたＲＡＷデータを処理する信号処理部６４も内蔵している。

図７に基づいて、撮像装置５１をより詳しく説明する。システム制御部６１は、例えば半導体集積回路によって構成され、各種演算処理を集中的に実行するプロセッサとして機能する。システム制御部６１にはＩ／Ｏ６３、信号処理部６４、メモリ６５、列選択回路６６、光学駆動部６７、操作部６８、及び表示部６９が接続されている。

列選択回路６６は、イメージセンサＩＳの個々の撮像素子ＩＳｅ（図５参照）からアナログ信号を転送させるための回路である。本実施の形態のイメージセンサＩＳはＣＭＯＳ型であるため、フォトセンサーである個々の撮像素子ＩＳｅに、制御回路（図示せず）が組み込まれている。そこで列選択回路６６は、例えばＣＣＤ型のイメージセンサのようなバケツリレー式のデータ転送をすることなく、個々の撮像素子ＩＳｅから独立してアナログ信号を転送させることが可能である。列選択回路６６は、個々の撮像素子ＩＳｅから転送させるアナログ信号の順序を決定する。

イメージセンサＩＳの個々の撮像素子ＩＳｅから出力されたアナログ信号は、増幅器７０で増幅された後、Ａ／ＤＣ６２に転送される。列選択回路６６は、イメージセンサＩＳ及び増幅器７０にタイミング信号を与える。

光学駆動部６７は、イメージセンサＩＳの個々の撮像素子ＩＳｅに対する露光時間と絞りとを調節するための回路である。撮像装置５１は、レンズ５２を光軸方向に駆動するマイクロモータ７１と、イメージセンサＩＳとレンズ５２との間に介在する絞り・シャッタ７２とを有している。絞り・シャッタ７２は、レンズ５２を介して個々の撮像素子ＩＳｅに入射する光の光量を変動させる絞り装置としての構造と、文字通りのシャッタとしての構造とを兼備している。光学駆動部６７は、マイクロモータ７１を駆動制御することでレンズ５２を光軸方向に変位させ、ピント調節を行う。また光学駆動部６７は、絞り・シャッタ７２を駆動制御し、個々の撮像素子ＩＳｅに対する露光時間と絞りとを調節する。

このような光学駆動部６７の動作を統括的に制御しているのは、システム制御部６１である。システム制御部６１は、メモリ６５に設定された撮像条件にしたがい光学駆動部６７を制御し、設定された撮像条件（露光時間、絞り）に応じた撮像状況を実現させる。メモリ６５に設定する撮像条件は、例えば操作部６８によって入力される。

信号処理部６４は、システム制御部６１と同様に、プロセッサとしての機能を実行し、Ａ／ＤＣ６２が出力するＲＡＷデータに対して、各種の処理を施す。例えばＲＡＷデータをＪＰＥＧやＴＩＦＦなどの汎用的なデータ形式に変換したり、Ｉ／Ｏ６３と協働し、ＲＡＷデータのまま、あるいはＪＰＥＧなどに変換された画像データを外部機器に送信出力したりする。その他にも信号処理部６４は、Ａ／ＤＣ６２が出力するＲＡＷデータに基づいてメモリ６５に画像を描画し、これを表示部６９に表示させたりもする。

（３）パソコン
パソコン１０１はＨＤＤ１１７を備え、オペレーティングシステムＯＳの他、前述した表面欠陥検査用プログラムＰＭを含むソフトウエアプログラムをＨＤＤ１１７に格納している。

ＣＰＵ１１１は、各種演算処理を実行して各部を集中的制御する。このときＣＰＵ１１１は、ＨＤＤ１１７に格納されたソフトウエアプログラム、例えば表面欠陥検査用プログラムＰＭをＲＡＭ１１３に一時的に駐留させ、その指示にしたがった処理を実行する。

表面欠陥検査用プログラムＰＭは、撮像装置５１から受信したＲＧＢデータから色相データを抽出する現像用プログラムとしての記述と、色相値が０の領域の有無を報知部としての表示装置１０３に表示させるための記述とを含み、これらの各機能をＣＰＵ１１１に実行させる。色相データの抽出は、図３に示す機能ブロック図中の抽出部２４１の処理に相当し、表示装置１０３への表示は、図３に示す機能ブロック図中の報知部２５１の処理に相当する。

４．表面欠陥検査の処理、機能、工程の流れ
検査面Ｓ１の表面欠陥検査の処理、機能、工程（以下「処理」の用語に代表させる）の流れを説明する。
（１）撮像装置で実行される処理
撮像装置５１では、次の三つの処理が実行される。

（ａ）撮像条件設定処理
発光性浸透液Ｐによる浸透処理が施された検査面Ｓ１に照明装置３１で紫外光を照射した状態で、検査面Ｓ１をイメージセンサＩＳで撮像する際の撮像条件を設定する処理である。この処理では、発光性浸透液Ｐの浸透領域ＰＡを撮像した撮像素子ＩＳｅについては飽和露光量を超え、浸透領域ＰＡ以外の領域を撮像した撮像素子ＩＳｅについては飽和露光量を超えないように、撮像条件を設定する。

撮像条件は、例えば欠陥Ｂがあり、発光性浸透液Ｐの浸透処理をしたサンプルとなる試料Ｓを用意しておき、その検査面Ｓ１のＲＡＷデータを実際に取得しながら決めていく。つまりＲＡＷデータをＲＧＢデータとしてパソコン１０１に送信し、パソコン１０１で色相データに変換したとき、色相データ中に、発光性浸透液Ｐに対応する色相値０となる領域が発生するかどうかを判定していく。もしも発生しないようであれば露光量が少なすぎると判断できるので、露光時間を長くしたり、絞りを開けたりして再度トライする。反対に色相データ中に、発光性浸透液Ｐに対応する領域を越えて色相値０となる領域が発生したとすると、露光量が多すぎると判断できるので、露光時間を短くしたり、絞りを絞ったりして再度トライする。こうして撮像条件が適正に設定される。

設定された撮像条件は、撮像装置５１のメモリ６５に保存され、同種の試料Ｓに対しては繰り返し使用可能となる。

（ｂ）撮像処理
検査面Ｓ１に照明装置３１による紫外光を照射し、イメージセンサＩＳによって検査面Ｓ１をカラーで撮像する処理である。

（ｃ）データ変換工程
イメージセンサＩＳのアナログ出力をＡ／ＤＣ６２によってデジタル変換する処理である。デジタル変換したＲＡＷデータについては、ホワイトバランス調整などの各種調整を施すことなく、ＲＧＢデータとして出力する。

（２）パソコンで実行される処理
パソコン１０１では、次の二つの処理が実行される。

（ａ）データ抽出処理
出力されたＲＧＢデータから色相データを抽出する処理である。この処理は、表面欠陥検査用プログラムＰＭにしたがったＣＰＵ１１１のデータ変換処理によって実行される。

（ｂ）報知処理
色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知する処理である。
この処理については一つの論点がある。イメージセンサＩＳの撮像素子ＩＳｅのうち、たった一つの撮像素子ＩＳｅの電荷が飽和した場合でも、撮像装置５１が送信出力するＲＧＢデータを変換した色相データには、色相値が０であることを示すデータ（１／４画素分のデータ）が含まれることになる。この場合、これを検査面Ｓ１の欠陥Ｂとして報知すべきなのかどうかという論点である。色相値が０であることを示すデータが極めて狭い領域、例えば１／４画素分の領域にしかない場合、果たしてそれは欠陥Ｂに浸透した発光性浸透液Ｐに基づくものであるのか怪しいとも考えられる。試料Ｓに浸透処理を施すに際して、「洗浄処理」で除去し残した発光性浸透液Ｐであるかもしれないし、他の何らかの原因で白とびが発生しているかもしれないからである。

そこで本実施の形態では、検査面Ｓ１の欠陥Ｂと判定すべき色相値が０の領域を、予め決められた範囲によって定義付ける。予め決められた範囲は、一例として、単純に面積の大小によって規定することができるし、別の一例としては、検査面Ｓ１に生じると推定される欠陥Ｂの形状であると推認させ得るような形状をもった範囲として規定することもできる。こうすることで、検査面Ｓ１の欠陥Ｂの有無の判定の精度を向上させることが可能となる。

色相値が０の領域の有無を報知する手法としては、表示装置１０３を利用して、色相画像をそのまま表示する、色相値が０の領域があることを表示する、あるいは検査面Ｓ１に欠陥Ｂがあることを表示するなど、各種の報知手法が実施可能である。このような視覚的手段によるばかりでなく、音声報知などの手法も実施可能である。

（３）パソコンで実行されるＣＰＵの処理手順
以上説明したパソコン１０１の処理、つまりＣＰＵ１１１によって実行される処理をフローチャートに基づいて説明する。

図８に示すように、ＣＰＵ１１１は、ＲＧＢデータの受信の有無の判定に待機している（ステップＳ１０１）。

ＲＧＢデータを受信したと判定した場合（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、ＣＰＵ１１１は、ＲＧＢデータを色相データに変換し、画像メモリ１１５に展開する（ステップＳ１０２）。このときＣＰＵ１１１は、画像メモリ１１５に展開した色相データを表示装置１０３に表示させる（ステップＳ１０３）。

次いでＣＰＵ１１１は、色相データ中に、色相値が０であるデータが含まれているかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。

色相値が０であるデータが含まれていないと判定した場合（ステップＳ１０４のＮＯ）、検査面Ｓ１には欠陥Ｂがないと推定されるので、ＣＰＵ１１１はステップＳ１０１の判定にリターンする。

これに対して色相値が０であるデータが含まれていると判定した場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、検査面Ｓ１には欠陥Ｂがあると推定される。そこで続く処理としてＣＰＵ１１１は、色相値が０である領域の広さを予め決められた範囲Ｌの広さと比較する（ステップＳ１０５）。予め決められた範囲Ｌの広さは、検査面Ｓ１の欠陥Ｂと推認し得る広さを定義している。

そこで色相値が０である領域が予め決められた範囲Ｌよりも小さい場合（ステップＳ１０５のＮＯ）、検査面Ｓ１には欠陥Ｂがないと推定されるので、ＣＰＵ１１１はステップＳ１０１の判定にリターンする。

これに対して色相値が０である領域が予め決められた範囲Ｌよりも大きい場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、検査面Ｓ１には欠陥Ｂがあると推定される。そこでＣＰＵ１１１は、その旨を表示装置１０３に表示し、検査面Ｓ１に欠陥Ｂがあることを報知する（ステップＳ１０６）。

５．作用効果
以上説明したように、本実施の形態の表面欠陥検査装置１によれば、検査面Ｓ１が白色であったとしても、発光性浸透液Ｐが浸透していない領域と浸透している領域とを明確に区別し、検査面Ｓ１の欠陥Ｂの有無を正しく報知することができる。

この場合、検査面Ｓ１の欠陥Ｂと判定すべき色相値が０の領域を、検査面Ｓ１の欠陥Ｂの形状であると推認させ得るような予め決められた範囲としたので、検査面Ｓ１の欠陥Ｂの有無をより高精度に判定し、報知することができる。

また本実施の形態では、検査面Ｓ１の欠陥Ｂの有無を視覚的手段、例えば表示装置１０３への表示をもって行うため、様々なバリエーションの表示を可能にする。

６．変形例
実施に際して、各種の変形や変更が可能である。

例えば色相データ中、一画素に対応する領域だけでも色相値が０の領域があった場合、これを検査面Ｓ１の欠陥Ｂと判定するようにしても良い。

また本実施の形態ではイメージセンサＩＳとしてＣＭＯＳ型のものを用いたが、ＣＣＤ型のものを用いるようにしてもよい。

ＣＣＤ型のイメージセンサは、個々の撮像素子に蓄えられた電荷を垂直方向に隣接する撮像素子に転送していくいわゆるバケツリレー方式でデータ転送を実行する。このため一つの撮像素子の電荷が飽和した場合、データ転送の過程で、電荷が飽和した撮像素子と垂直方向に並ぶ撮像素子でも電荷が飽和し、縦筋状に白とびが発生することがある。いわゆるスミアという現象である。

したがってイメージセンサＩＳとしてＣＣＤ型のものを用いた場合には、必ずしも発光性浸透液Ｐが浸透した欠陥Ｂの形状に忠実に白とびが発生するとは限らず、欠陥Ｂの領域を含む縦筋状のスミアが発生してしまうことがある。もっともこの場合であっても、スミアが発生すれば検査面Ｓ１に欠陥Ｂがあると推定することはできるので、欠陥Ｂの有無を判定するという目的は達成することができる。

その他、あらゆる変形や変更が可能である。

１・・・表面欠陥検査装置
１１・・・載置台
１２・・・載置面
３１・・・照明装置
３２・・・ハウジング
３３・・・ＬＥＤランプ
３４・・・ドライバ
５１・・・撮像装置
５２・・・レンズ
６１・・・システム制御部
６２・・・Ａ／ＤＣ
６３・・・Ｉ／Ｏ
６４・・・信号処理部
６５・・・メモリ
６６・・・列選択回路
６７・・・光学駆動部
６８・・・操作部
６９・・・表示部
７０・・・増幅器
７１・・・マイクロモータ
７２・・・絞り・シャッタ
１０１・・・パソコン
１１１・・・ＣＰＵ
１１２・・・ＲＯＭ
１１３・・・ＲＡＭ
１１４・・・ＥＥＰＲＯＭ
１１５・・・画像メモリ
１１６・・・Ｉ／Ｏ
１１７・・・ＨＤＤ
Ｂ ・・・欠陥
ＯＳ・・・オペレーティングシステム
Ｐ ・・・発光性浸透液
ＰＡ・・・浸透領域
ＰＭ・・・表面欠陥検査用プログラム
Ｓ ・・・試料
Ｓ１・・・検査面

Claims (8)

1. 発光性浸透液による浸透処理が施された検査面に紫外光を照射する照明装置と、
   イメージセンサを用いて前記検査面の画像をカラーで撮像し、前記イメージセンサの出力をＲＧＢデータにデジタル変換して出力する撮像装置と、
   前記検査面に前記紫外光を照射して前記イメージセンサで撮像する際の撮像条件を、前記発光性浸透液の浸透領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した前記撮像素子については飽和露光量を超えないように設定する条件設定部と、
   前記撮像装置が出力するＲＧＢデータから色相データを抽出する抽出部と、
   前記色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知する報知部と、
   を備えることを特徴とする表面欠陥検査装置。
2. 前記色相値が０の領域は、予め決められた範囲によって定義される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
3. 前記色相値が０の領域の有無の報知は、視覚的手段によって実行される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面欠陥検査装置。
4. 発光性浸透液による浸透処理が施された検査面に紫外光を照射し、前記発光性浸透液の浸透領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した前記撮像素子については飽和露光量を超えない撮像条件でカラー撮像して得られたイメージセンサのＲＧＢデータにデジタル変換された出力を受信する手段と、
   前記受信したＲＧＢデータから色相データを抽出する手段と、
   前記色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知部に報知させる手段と、
   を備えることを特徴とする表面欠陥検査用の情報処理装置。
5. 発光性浸透液による浸透処理が施された検査面に紫外光を照射し、前記発光性浸透液の浸透領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した前記撮像素子については飽和露光量を超えない撮像条件でカラー撮像して得られたイメージセンサのＲＧＢデータにデジタル変換された出力を受信するコンピュータにインストールされ、このコンピュータに、
   前記受信したＲＧＢデータから色相データを抽出する機能と、
   前記色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知部に報知させる機能と、
   を実行させる表面欠陥検査用のコンピュータプログラム。
6. 発光性浸透液による浸透処理が施された検査面に紫外光を照射してイメージセンサで撮像する際の撮像条件を、前記発光性浸透液の浸透領域を撮像した撮像素子については飽和露光量を超え、この浸透領域以外の領域を撮像した前記撮像素子については飽和露光量を超えないように設定する工程と、
   前記検査面に前記紫外光を照射してカラーで撮像する工程と、
   前記イメージセンサの出力をＲＧＢデータにデジタル変換して出力する工程と、
   出力されたＲＧＢデータから色相データを抽出する工程と、
   前記色相データ中、色相値が０の領域の有無を報知する工程と、
   を備えることを特徴とする表面欠陥検査方法。
7. 前記色相値が０の領域は、予め決められた範囲によって定義される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の表面欠陥検査方法。
8. 前記色相値が０の領域の有無の報知は、視覚的手段によって実行される、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の表面欠陥検査方法。

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