表面检查装置、存储介质及表面检查方法与流程

1.本发明涉及一种表面检查装置、存储介质及表面检查方法。


背景技术：

2.目前，在各种产品中，使用将合成树脂成型而成的组件(以下称为“成型品”)。另一方面，有时在成型品的表面显现视觉上能够观察的不良。这种不良包括无意形成的凹陷即“缩痕”、在熔融的树脂合流的部分形成的“焊缝”等。
3.专利文献1：日本特开2018-66712号公报
4.检查物体表面的品质的装置(以下也称为“表面检查装置”)主要拍摄被作为检查对象的物体表面镜面反射的光分量，通过分析所拍摄的图像来检查有无不良等。
5.然而，缩痕等不良基本上成为线状的图案。在线状的图案的情况下，反射的光分量的分布具有各向异性。例如，在与图案正交的方向上被镜面反射的光分量的强度较强，在与图案平行的方向上镜面反射的光分量的强度变弱。因此，要求表面检查装置相对于在作为检查对象的表面形成的图案的朝向正确地定位。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，与不考虑基于对检测灵敏度具有各向异性的表面检查装置的拍摄朝向而检查具有各向异性的图案的情况相比，提高检查的精度。
7.方案1所述的发明为表面检查装置，其具有：摄像器件，拍摄作为检查对象的物体表面；及处理器，处理由所述摄像器件拍摄的图像，计算表示所述表面的品质的数值，所述处理器向用户通知表示从所述图像中检测到的所述表面上的图案的第1朝向与赋予基于所述摄像器件的检测灵敏度变高的拍摄方向的第2朝向之间的关系的信息。
8.方案2所述的发明在方案1所述的表面检查装置中，所述检测灵敏度高的方向是与由照明系统的光轴和摄像系统的光轴限定的面正交的方向。
9.方案3所述的发明在方案2所述的表面检查装置中，所述图案是一维图案。
10.方案4所述的发明在方案1所述的表面检查装置中，所述处理器以复数个阶段通知所述第1朝向与所述第2朝向所成的角的大小。
11.方案5所述的发明在方案4所述的表面检查装置中，所述处理器显示所述所成角的大小与所述复数个阶段之间的关系。
12.方案6所述的发明在方案1所述的表面检查装置中，所述处理器通知所述第1朝向与所述第2朝向所成的角的大小。
13.方案7所述的发明在方案4至6中任一项所述的表面检查装置中，在所述所成角超过阈值的情况下，所述处理器通知相对于当前的位置应该移动装置主体的方向。
14.方案8所述的发明在方案1所述的表面检查装置中，所述处理器与拍摄所述表面的所述图像建立对应关联通知所述信息。
15.方案9所述的发明在方案8所述的表面检查装置中，所述处理器通过颜色的变化来
通知所述关系。
16.方案10所述的发明在方案8所述的表面检查装置中，所述处理器将表示从所述图像中检测到的所述图案的方向的图形合成到该图像并显示。
17.方案11所述的发明在方案10所述的表面检查装置中，所述处理器根据根据所述第1朝向与所述第2朝向所成的角的大小来变更所述图形的显示方式。
18.方案12所述的发明在方案8所述的表面检查装置中，所述处理器通过提取所述第2朝向的滤波器，将从所述图像中提取的部分图像合成到拍摄所述物体的该图像并显示。
19.方案13所述的发明在方案12所述的表面检查装置中，所述处理器从所述图像中提取满足预先设定的条件的频率分量，将通过所提取的频率分量的逆转换而生成的强调分量作为所述部分图像合成到拍摄所述物体的该图像并显示。
20.方案14所述的发明在方案13所述的表面检查装置中，合成所述强调分量的第2图像与拍摄所述物体的所述图像分开显示。
21.方案15所述的发明在方案1所述的表面检查装置中，在未检测到所述第1朝向的情况下，所述处理器通知所述表面上不存在所述图案。
22.方案16所述的发明在方案1所述的表面检查装置中，所述处理器在特定的模式下的动作中未检测到所述第1朝向时，通知拍摄所述表面的朝向不正确。
23.方案17所述的发明在方案1至16中任一项所述的表面检查装置中，其特征在于，装置主体能够携带。
24.方案18所述的发明为存储介质，其存储有用于使对由摄像器件拍摄的图像进行处理的计算机实现如下功能的程序：获取从拍摄作为检查对象的物体表面的所述图像中检测到的表面上的图案的第1朝向的功能；及向用户通知表示赋予基于所述摄像器件的检测灵敏度变高的拍摄方向的第2朝向与所述第1朝向之间的关系的信息的功能。
25.方案19所述的发明为表面检查方法，其包括如下步骤：获取从拍摄作为检查对象的物体表面的图像中检测到的表面上的图案的第1朝向；及向用户通知表示赋予基于摄像器件的检测灵敏度变高的拍摄方向的第2朝向与所述第1朝向之间的关系的信息。
26.发明效果
27.根据本发明的第1方案，与不考虑基于对检测灵敏度具有各向异性的表面检查装置的拍摄朝向而检查具有各向异性的图案的情况相比，能够提高检查的精度。
28.根据本发明的第2方案，也能够检查微细的图案。
29.根据本发明的第3方案，能够以高精度检查一维图案。
30.根据本发明的第4方案，能够简便地通知拍摄方向的优劣。
31.根据本发明的第5方案，能够简便地通知拍摄方向的优劣与实际的所成角之间的关系。
32.根据本发明的第6方案，能够通知具体的朝向的关系。
33.根据本发明的第7方案，能够通知提高检查的精度的拍摄方向。
34.根据本发明的第8方案，能够通过视觉传递拍摄方向的优劣。
35.根据本发明的第9方案，能够通过颜色传递拍摄方向的优劣。
36.根据本发明的第10方案，能够容易地确认所拍摄的图案的朝向。
37.根据本发明的第11方案，能够简便地通知拍摄方向的优劣与实际的所成角之间的
关系。
38.根据本发明的第12方案，能够容易地观察作为检查对象的部分的图案的方向。
39.根据本发明的第13方案，能够容易地观察作为检查对象的部分的图案的方向。
40.根据本发明的第14方案，能够容易地观察作为检查对象的部分的图案的方向。
41.根据本发明的第15方案，能够提醒没有正确地拍摄作为检查对象的部分。
42.根据本发明的第16方案，能够提醒没有正确地拍摄作为检查对象的部分。
43.根据本发明的第17方案，即使作为检查对象的物体表面和表面检查装置所拍摄的范围不确定，也能够提高表面的品质检查的精度。
44.根据本发明的第18方案，与不考虑基于对检测灵敏度具有各向异性的表面检查装置的拍摄朝向而检查具有各向异性的图案的情况相比，能够提高检查的精度。
45.根据本发明的第19方案，与不考虑基于对检测灵敏度具有各向异性的表面检查装置的拍摄朝向而检查具有各向异性的图案的情况相比，能够提高检查的精度。
附图说明
46.根据以下附图，对本发明的实施方式进行详细叙述。
47.图1是对在实施方式1中设想的表面检查装置的使用例进行说明的图；
48.图2是对在检查对象的表面显现的缺陷的例子进行说明的图，图2的(a)表示缩痕的例子，图2的(b)表示焊缝的例子；
49.图3是对在实施方式1中使用的表面检查装置的硬件结构的一例进行说明的图；
50.图4是对实施方式1的表面检查装置的光学系统的结构例进行说明的图，图4的(a)示意地表示表面检查装置的框体的内部结构，图4的(b)表示在检查时按压在检查对象的表面上的开口部的结构；
51.图5是对基于表面检查装置的拍摄方向和在检查对象上形成的缩痕的方向进行说明的图；
52.图6是对拍摄方向与根据所拍摄的图像生成的亮度分布之间的关系进行说明的图，图6的(a)表示在“方向a”上拍摄时的亮度分布，图6的(b)表示在“方向b”上拍摄时的亮度分布，图6的(c)表示在“方向c”上拍摄时的亮度分布；
53.图7是对基于在实施方式1中使用的表面检查装置的检查动作的一例进行说明的流程图；
54.图8是对显示在显示器上的操作画面的一例进行说明的图；
55.图9是对分数计算的原理进行说明的图；
56.图10是对使用表示位置关系的信息栏的拍摄方向的评价结果的通知例进行说明的图，图10的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图10的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图10的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例；
57.图11是对使用表示所检测到的边缘方向的辅助线的评价结果的通知例进行说明的图，图11的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图11的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图11的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例；
58.图12是对使用指示器通知评价结果的例子进行说明的图，图12的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图12的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图12的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例；
59.图13是对使用图形和文字等通知所推荐的拍摄方向的例子进行说明的图，图13的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图13的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图13的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例；
60.图14是对通过音效通知评价结果的例子进行说明的图，图14的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图14的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图14的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例；
61.图15是对通过语音通知评价结果的例子进行说明的图，图15的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图15的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图15的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例；
62.图16是对通过语音通知评价结果的另一例进行说明的图，图16的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图16的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图16的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例；
63.图17是对基于在实施方式3中使用的表面检查装置的检查动作的一例进行说明的流程图；
64.图18是对显示在显示器上的操作画面的一例进行说明的图；
65.图19是对包含强调图像栏的操作画面的显示例进行说明的图，图19的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图19的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图19的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例；
66.图20是对基于在实施方式4中使用的表面检查装置的检查动作的一例进行说明的流程图；
67.图21是对实施方式5的表面检查装置的光学系统的结构例进行说明的图；
68.图22是对使用具有视场角的线条相机时所要求的光学条件进行说明的图。
69.符号说明
70.1、1a-表面检查装置，10-检查对象，20-单轴工作台，101-处理器，102-rom，103-ram，104-辅助存储装置，105-显示器，106-操作接受装置，107-相机，108-光源，110-信号线，111-开口部，111a-开口，111b-凸缘部，120-操作画面，121a-基准线，122-分数栏，123-凡例，124、128-信息栏，125-辅助线，126-提醒消息，127-指示器，129-强调图像栏。
具体实施方式
71.以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
72.＜实施方式1＞
73.＜表面检查装置的使用例＞
74.图1是对在实施方式1中设想的表面检查装置1的使用例进行说明的图。
75.在实施方式1中使用的表面检查装置1的摄像部是所谓的区域相机，所拍摄的范围(以下称为“拍摄范围”)由面限定。未图示的照明构成为相对于整个拍摄范围包含作为镜面反射条件的分量。
76.在图1中，拍摄范围仅对作为检查对象的物体(以下也称为“检查对象”)10中关注的一部分进行拍摄。本实施方式中的检查对象10设想为成型品。
77.在利用区域相机进行检查的情况下，基于表面检查装置1和检查对象10的检查在静止的状态下执行。换言之，在表面检查装置1和检查对象10不相对移动的状态下，执行检查对象10的表面的检查。
78.在图1中，检查对象10为板状，但检查对象10的形状是任意形状。除了例如多面体以外，检查对象10也可以是球体或圆柱等具有曲面的形状。
79.在实际的检查对象10中，有时存在孔、切口、突起、台阶等。
80.并且，检查对象10的表面精加工的种类具有无处理、镜面精加工、准镜面精加工、纹理加工等。
81.表面检查装置1检查检查对象10的表面的缺陷或质感。
82.缺陷例如包括缩痕、焊缝。缩痕是在壁厚部分或肋部产生的表面的凹陷，焊缝是指熔融的树脂的前端在模具内合流的部分产生的条纹。另外，缺陷还包括由于物体碰撞产生的划痕或印痕。缩痕或焊缝是一维图案的一例。
83.质感是视觉或触觉的印象，受物体表面的颜色、光泽、凹凸的影响。表面的凹凸还包括切削模具时产生的条纹。这种条纹与缺陷不同。
84.图2是对在检查对象10的表面显现的缺陷的例子进行说明的图。图2的(a)表示缩痕的例子，图2的(b)表示焊缝的例子。在图2的(a)及图2的(b)中，用虚线包围显示缺陷的部位。图2的(a)中存在4个缩痕。
85.本实施方式中的表面检查装置1并不限于缺陷和质感的检查，也用于表面的污垢的检查。
86.表面检查装置1将对检查对象10的表面的缺陷或质感进行评价的结果定量化并输出。
87.这里的缺陷是在本来应该平坦的部分出现的凹凸或条纹，即缩痕或焊缝。质感通过数值(以下也称为“分数”)评价。分数是表示检查对象10的表面的品质的数值的一例。
88.分数的计算例如使用多变量分析。在多变量分析中，例如分析出现在亮度分布中的特征。特征的例子中例如具有沿着缩痕的方向延伸的条纹状的图案。
89.除此以外，分数的计算还有使用人工智能的方法。例如，通过将用相机拍摄的图像赋予到对拍摄缺陷的图像与分数之间的关系进行深层机器学习等的学习模型来计算检查范围内的部分区域的分数。
90.图1所示的检查对象10相对于由x轴和y轴限定的面平行地设置。此时，检查对象10的表面的法线与z轴平行。
91.另一方面，表面检查装置1配置在检查对象10的铅垂上方。换言之，表面检查装置1用于检查对象10的拍摄的光学系统的光轴被设定为相对于检查对象10的表面的法线大致平行。以下，将对该光轴要求的条件也称为“拍摄条件”。
92.此时，表面检查装置1设置在满足拍摄条件的位置。表面检查装置1的设置可以通过对特定的部件固定来进行，也可以相对于特定的部件可拆卸地进行。
93.然而，表面检查装置1也可以是便携式装置。在能够携带的情况下，工作人员通过例如用手把持表面检查装置1，使受光面朝向检查对象10，从而检查任意的表面。
94.在图1中，为了说明表面检查装置1与检查对象10的位置关系，简化表面检查装置1的外观而表示为大致长方体。
95.＜表面检查装置的结构＞
96.图3是对在实施方式1中使用的表面检查装置1的硬件结构的一例进行说明的图。
97.图3所示的表面检查装置1具有：处理器101，控制整个装置的动作；rom(＝read only memory：只读存储器)102，存储有bios(＝basic input output system：基本输入输出系统)等；ram(＝random access memory：随机存取存储器)103，用作处理器101的工作区域；辅助存储装置104，存储程序或图像数据；显示器105，显示与拍摄检查对象10的表面的图像或操作有关的信息；操作接受装置106，接受工作人员的操作；相机107，拍摄检查对象10的表面；光源108，照亮检查对象10的表面；及通信if(＝interface：接口)109，用于与外部的通信。另外，处理器101与各部通过总线等信号线110连接。
98.处理器101、rom102及ram103作为所谓的计算机发挥作用。
99.处理器101通过执行程序来实现各种功能。例如，处理器101通过执行程序来执行对所拍摄的检查对象10的表面的质感进行评价的分数的计算等。
100.拍摄检查对象10的表面的图像数据存储在辅助存储装置104中。辅助存储装置104例如使用半导体存储器、硬盘装置。辅助存储装置104还存储固件或应用程序。以下，将固件或应用程序统称为“程序”。
101.另外，实现在本实施方式及后述的其他实施方式等中说明的功能的程序不仅能够由通信单元提供，还能够存储在cdrom等记录介质中提供。
102.显示器105例如是液晶显示器或有机电致发光(el)显示器，显示整个检查对象10或检查对象10的特定的部位的图像等。显示器105也用于相对于检查对象10的拍摄范围的定位。
103.在本实施方式中，显示器105一体地设置在装置主体上，但可以是通过通信if109连接的外部装置，也可以是通过通信if109连接的其他装置的一部分。例如，显示器105也可以是通过通信if109连接的其他计算机的显示器。
104.操作接受装置106由配置在显示器105上的触摸传感器或配置在框体上的物理开关、按钮等构成。
105.在本实施方式中，设置电源按钮或拍摄按钮作为物理按钮的一例。当操作电源按钮时，例如光源108被点亮，开始基于相机107的拍摄。并且，当操作拍摄按钮时，获取操作时由相机107拍摄的特定的图像作为检查用图像。
106.将显示器105和操作接受装置106一体化的器件称为触摸面板。触摸面板用于接受用户对软件显示的按键(以下也称为“软键”)的操作。
107.在本实施方式中，相机107使用彩色相机。相机107的成像元件例如使用ccd(＝charge coupled device：电荷耦合器件)成像传感器元件或cmos(＝complementary metal oxide semiconductor：互补金属氧化物半导体)成像元件。
108.由于使用彩色相机作为相机107，因此不仅检查对象10的表面的亮度，原理上还能够进行色调的观察。相机107是摄像器件的一例。
109.在本实施方式中，光源108使用白色光源。白色光源产生均匀地混合了可见光频带的光的光。
110.在本实施方式中，光源108使用平行光源。并且，在相机107的光轴上配置远心透镜。
111.本实施方式中的光源108配置成在检查对象10的表面被镜面反射的光分量主要入射到相机107的角度。
112.通信if109由遵照有线或无线的通信标准的模块构成。通信if109例如使用以太网(注册商标)模块、usb(＝universal serial bus：通用串行总线)、无线lan等。
113.＜光学系统的结构＞
114.图4是对实施方式1的表面检查装置1的光学系统的结构例进行说明的图。图4的(a)示意地表示表面检查装置1的框体100的内部结构，图4的(b)表示在检查时按压在检查对象10的表面上的开口部111的结构。
115.在开口部111设置有：开口111a，输入输出照亮检查对象10的表面的照明光和被检查对象10的表面反射的反射光；及凸缘部111b，包围其外缘。
116.在图4中，开口111a和凸缘部111b均为圆形形状。然而，开口111a和凸缘部111b也可以是其他形状。例如，可以是矩形。
117.另外，开口111a和凸缘部111b不需要是相似形状，可以是开口111a为圆形形状，凸缘部111b为矩形。
118.凸缘部111b用于表面检查装置1相对于检查对象10的表面在拍摄方向上的定位。换言之，凸缘部111b用于相机107和光源108相对于作为检查对象的表面的定位。凸缘部111b还具有防止或减少向开口111a的外光或环境光的入射的作用。
119.图4的(a)所示的框体100具有连接大致筒状的两个部件的结构，在其中一个部件侧安装有光源108，在另一个部件侧安装有相机107或处理器101。
120.并且，在安装有相机107的一侧的框体100的侧面安装有显示器105和操作接受装置106。
121.另外，在图4的(a)所示的相机107的光轴上配置有未图示的成像透镜。
122.在图4的(a)中，用n0表示平板状的检查对象10中检查对象10的表面的法线。并且，在图4的(a)中，用l1表示从光源108输出的照明光的光轴，用l2表示被检查对象10的表面镜面反射的反射光的光轴。这里的光轴l2与相机107的光轴一致。
123.另外，实际的检查对象10的表面具有在结构上或设计上的凹凸、曲面、台阶、接缝、成型过程等中形成的微细的凹凸等。
124.因此，作为检查对象10的法线n0，也可以使用检查对象10中关注的区域ar的法线n0的平均值或关注的特定的位置p的法线n0。
125.并且，作为检查对象10的法线n0，也可以使用检查对象10的平均的假想表面或代表性的部分的法线n0。
126.在图4的(a)中，从光源108输出的照明光的光轴l1和相机107的光轴l2均相对于法线n0以角度θ安装。角度θ例如使用大致30
°
或大致45
°
。
127.在本实施方式中使用的表面检查装置1的检测灵敏度具有各向异性。
128.具体而言，在表面检查装置1为图4的(a)所示的配置的情况下，检测沿y轴方向延伸的线状的图案(以下称为“线状图案”)的灵敏度高，检测沿x轴方向延伸的线状图案的灵敏度低。换言之，检测沿与由光源108的光轴l1和相机107的光轴l2限定的假想面正交的方
向延长的线状图案的灵敏度高，检测沿与假想面平行的方向延长的线状图案的灵敏度低。
129.＜检测灵敏度高的方向与线状图案的方向之间的关系＞
130.在此，对检测灵敏度高的方向与作为检查对象的线状图案的方向之间的关系进行说明。
131.图5是对基于表面检查装置1的拍摄方向和在检查对象10上形成的缩痕的方向进行说明的图。在图5中，为了便于说明，夸大地表示缩痕。
132.在图5中，缩痕的方向与x轴平行。缩痕的方向是第1朝向的一例。
133.基于表面检查装置1的检测灵敏度高的方向是与由照明系统的光轴l1和摄像系统的光轴l2限定的面正交的方向。换言之，基于表面检查装置1的检测灵敏度高的方向是与拍摄方向正交的方向。检测灵敏度高的方向是第2朝向的一例。
134.在图5中，将与y轴平行地拍摄检查对象10的方向设为“方向a”。
135.将相对于y轴倾斜地拍摄检查对象10的方向设为“方向b”。在图5中，拍摄方向相对于y轴的角度大致为30
°
。
136.将与x轴平行地拍摄检查对象10的方向设为“方向c”。从“方向c”观察的缩痕延伸的方向与基于表面检查装置1的检测灵敏度低的方向一致。
137.图6是对拍摄方向与根据所拍摄的图像生成的亮度分布s之间的关系进行说明的图。图6的(a)表示在“方向a”上拍摄时的亮度分布s，图6的(b)表示在“方向b”上拍摄时的亮度分布s，图6的(c)表示在“方向c”上拍摄时的亮度分布s。
138.在图6中，从在检测灵敏度高的方向与缩痕的方向一致的方向a上拍摄的图像中，检测到反映在缩痕的部分产生的亮度差的高波高的亮度分布s。
139.从在相对于检测灵敏度高的方向和缩痕的方向倾斜的方向b上拍摄的图像中，检测到反映在缩痕的部分产生的亮度差的波高低的亮度分布s。
140.在从方向c拍摄检查对象10的情况下，缩痕延伸的方向是检测灵敏度低的方向。因此，在所拍摄的图像中也几乎不包含由缩痕引起的亮度差。因此，亮度分布s成为大致平坦的波形。
141.根据以上理由可知，为了正确地评价检查对象10的表面的品质，例如优选相对于缩痕的方向从方向a进行拍摄。
142.以下，对根据亮度分布s计算分数的情况进行说明，但在对图像进行多变量分析来计算分数的情况或使用人工智能来计算分数的情况下，也例如优选从表面的凹凸作为亮度差容易被拍摄的接近“方向a”的位置进行拍摄。
143.＜检查动作＞
144.图7是对基于在实施方式1中使用的表面检查装置1的检查动作的一例进行说明的流程图。图中所示的符号的s表示步骤。
145.图7所示的处理通过处理器101(参考图3)执行程序来实现。
146.在本实施方式中的表面检查装置1中，通过电源按钮的操作来点亮光源108(参考图4)，开始基于相机107(参考图4)的拍摄。所拍摄的图像显示在显示器105(参考图4)上。
147.图8是对显示在显示器105上的操作画面120的一例进行说明的图。在图8所示的操作画面120中配置有用相机107拍摄的图像的显示栏(以下称为“摄像图像栏”)121、分数栏122、凡例123及表示线状图案与拍摄方向(以下称为“拍摄方向”)的位置关系的信息栏124。
148.在摄像图像栏121中显示亮度值的分布，即灰度图像。在图8中，显示赋予在分数的计算中使用的检查范围的外缘的基准线121a。
149.在图8的例子中，用4条基准线121a包围的范围是检查范围。对于检查范围内的图像，计算表示表面的品质的分数。
150.另外，在摄像图像栏121的右侧示出凡例123。在图8中，摄像图像栏121的浓淡与灰度值的“206”至“255”对应。
151.在图8所示的操作画面120中，由于是分数的计算前，因此分数栏122为空白。同样地，信息栏124的显示色为灰色。另外，灰色仅为一例。
152.返回到图7的说明。
153.在本实施方式中，当确认显示在显示器105上的图像的工作人员操作拍摄按钮时，确定用于评价表面的品质的图像。
154.因此，通过电源按钮的操作开始检查动作的处理器101判定是否接受了拍摄按钮的操作(步骤1)。操作按钮的操作是指示开始检查的操作的一例。
155.在步骤1中得到否定结果的期间，处理器101重复步骤1的判定。
156.当在步骤1中得到肯定结果时，处理器101获取用于检查的图像(步骤2)。具体而言，获取在操作拍摄按钮的时点显示在显示器105上的图像。
157.在本实施方式中，当操作拍摄按钮时，即使继续相机107的拍摄，也停止在摄像图像栏121(参考图8)中显示的图像的更新。
158.接着，处理器101使用检查范围内的亮度分布s计算分数(步骤3)。即，以在摄像图像栏121中显示的用4条基准线121a包围的范围内的图像为对象计算分数。
159.图9是对分数计算的原理进行说明的图。图9的摄像图像栏121所示的图像设想从“方向a”拍摄缩痕的情况。
160.此时，亮度分布s作为代表y轴方向的各坐标的亮度值(以下称为“代表亮度值”)的变化来赋予。
161.这里的代表亮度值用y坐标相同的各像素的亮度值的积分值赋予。亮度分布s的凸波形表示比周围亮的区域，凹波形表示比周围暗的区域。
162.分数例如计算为亮度分布s的最大值与最小值之差(即波高)。
163.分数取决于在表面形成的凹凸的宽度、高度、深度、数量等。例如，即使凸部的高度或凹部的深度相同，形成有具有更长的宽度的凸部或凹部的部分区域的分数高。
164.并且，即使凸部或凹部的宽度相同，形成有具有更高的凸部或更深的凹部的部分区域的分数高。在本实施方式中，分数高是指品质差。
165.在本实施方式中，将有助于分数的计算的部分区域限定为亮度分布s的凸波形的开始点与凹波形的结束点之间。
166.返回到图7的说明。
167.当计算出分数时，处理器101在操作画面120上显示对应的分数(步骤4)。
168.接着，处理器101从分数高的部分区域的特征中检测边缘分量的主要朝向(步骤5)。
169.在本实施方式中，处理器101提取在部分区域内的特定的方向上显现的特定的周期分量作为边缘分量。周期分量的提取例如使用二维dct(＝discrete cosine transform：
离散余弦变换)、dst(＝discrete sine transform：离散正弦变换)、fft(＝fast fourier transform：快速傅立叶变换)等。
170.并且，处理器101例如将所提取的复数个边缘分量的方向的平均或最长的边缘分量的方向作为从检查范围中提取的边缘分量的主要朝向。
171.接着，处理器101计算所检测到的朝向与基于相机107的检测灵敏度高的朝向所成的角(步骤6)。例如，若是图9的例子，则计算出缩痕等边缘分量的主要方向与x轴方向所成的角。
172.之后，处理器101根据所计算出的所成角的大小，向工作人员通知对当前的拍摄方向进行评价的信息，并结束处理(步骤7)。
173.例如，处理器101以3阶段对拍摄方向进行评价。3阶段为一例，也可以是2阶段或4阶段以上。
174.在本实施方式中，在所成角为0
°
以上且小于22.5
°
的情况下，处理器101判定为拍摄方向为“良好”，将表示位置关系的信息栏124的显示色设为“绿色”。
175.在所成角为22.5
°
以上且小于45
°
的情况下，处理器101判定为拍摄方向为“稍微良好”，将表示位置关系的信息栏124的显示色设为“黄色”。
176.在所成角为45
°
以上且90
°
以下或无法计算所成角的情况下，处理器101判定为拍摄方向为“需要重新拍摄”，将表示位置关系的信息栏124的显示色设为“红色”。
177.在这些判定中使用两个阈值。在该例子中，使用22.5
°
作为“良好”和“稍微良好”的判别用阈值。并且，使用45
°
作为“稍微良好”和“需要重新拍摄”的判别用阈值。另外，赋予这些阈值的角度仅为一例。
178.＜信息的通知例＞
179.图10是对使用表示位置关系的信息栏124的拍摄方向的评价结果的通知例进行说明的图。图10的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图10的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图10的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例。
180.在判定为拍摄方向相对于缩痕的方向为“良好”的图10的(a)中，用绿色显示表示位置关系的信息栏124。
181.在判定为拍摄方向相对于缩痕的方向为“稍微良好”的图10的(b)中，用黄色显示表示位置关系的信息栏124。
182.在判定为拍摄方向相对于缩痕的方向为“需要重新拍摄”的图10的(c)中，用红色显示表示位置关系的信息栏124。实际上，在图10的(c)中，摄像图像栏121的亮度分布几乎均匀。
183.这表示被工作人员所识别的缩痕未被表面检查装置1识别。在图10的(c)中，无法计算所成角，因此用红色显示表示位置关系的信息栏124。
184.观察到这些显示的工作人员能够注意到当前的拍摄方向不适合所关注的缩痕等缺陷的拍摄或评价。并且，通过改变拍摄方向而再次拍摄关注的缩痕等，能够计算出可靠性更高的分数。
185.＜实施方式2＞
186.在本实施方式中，对不使用表示位置关系的信息栏124而向工作人员通知对在步
骤6(参考图7)中计算出的所成角的大小进行评价的信息的几个通知方法进行说明。具体而言，对原样通知所成角的数值的方法或使用图形、声音、文字等通知对所成角进行评价的结果的方法进行说明。
187.另外，本实施方式中的表面检查装置1的外观结构等或处理动作基本上与在实施方式1中说明的表面检查装置1相同。
188.＜信息的通知例＞
189.＜通知例1＞
190.图11是对使用表示所检测到的边缘方向的辅助线125的评价结果的通知例进行说明的图。图11的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图11的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图11的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例。
191.在判定为拍摄方向相对于缩痕的方向为“良好”的图11的(a)中，在摄像图像栏121中合成显示表示所提取的主要边缘方向的绿色辅助线125。
192.另外，辅助线125也可以显示在与摄像图像栏121分开准备的画面上。对于其他显示色也相同。
193.并且，在图11的(a)中，显示表示评价结果的带颜色的辅助线125，但辅助线125也可以使用与评价结果无关地确定的特定的颜色，例如白色或红色辅助线125。
194.并且，在判定为拍摄方向相对于缩痕的方向为“稍微良好”的图11的(b)中，在摄像图像栏121中合成显示表示所提取的主要边缘方向的黄色辅助线125。
195.另外，在判定为拍摄方向相对于缩痕的方向为“需要重新拍摄”的图11的(c)中，在摄像图像栏121的栏外显示“请改变拍摄朝向重新拍摄”等提醒消息126。通过利用文字显示评价结果，工作人员能够注意到拍摄方向不适合拍摄所关注的缩痕等缺陷。
196.＜通知例2＞
197.图12是对使用指示器127通知评价结果的例子进行说明的图。图12的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图12的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图12的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例。
198.图12所示的指示器127以柱形图给出，其显示的范围对应于0
°
至90
°
。所成角的大小用针尖的位置显示。
199.在图12中，指示器127用绿色、黄色、红色等各色显示与“良好”、“稍微良好”、“需要重新拍摄”这3个评价对应的范围。
200.在图12的(a)中也同样地，“良好”的范围以0
°
以上且小于22.5
°
来赋予，“稍微良好”的范围以22.5
°
以上且小于45
°
来赋予，“需要重新拍摄”的范围以45
°
以上且小于90
°
以下来赋予。
201.在图12的(a)中，所成角为11
°
左右。因此，针尖指示指示器127的绿色范围的中央附近。
202.在图12的(b)中，所成角为30
°
左右。因此，针尖指示指示器127的黄色范围的左侧。
203.在图12的(c)中，所成角为80
°
左右。因此，针尖指示指示器127的红色范围的右端附近。另外，在判定为“需要重新拍摄”的情况下，认为边缘的主要朝向的检测精度也低。因此，在图12的(c)中，在针尖的右侧显示“推测”的文字，表示针尖所指示的位置并不一定是
准确的所成角。
204.另外，在判定为“需要重新拍摄”的情况下，与通知例1的情况相同，可以与指示器127分开或与指示器127一起显示提醒消息126(参考图11)。
205.并且，在通知例2的情况下，用指示器的针尖的位置表示所计算出的所成角，但也可以仅用文字显示所计算出的所成角的数值。此时，不需要显示指示器127。
206.并且，在图12所例示的指示器127的情况下，用颜色的差异来表述所成角的评价的差异，但也可以是不包含评价的差异的信息的柱形图。例如，也可以是单纯的刻度。
207.并且，在图12中，指示器127的显示使用了柱形图，但也可以使用半圆型的图表。
208.＜通知例3＞
209.图13是对使用图形和文字等通知所推荐的拍摄方向的例子进行说明的图。图13的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图13的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图13的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例。
210.在图13的(a)中，拍摄方向的评价是“良好”。因此，在推荐的拍摄方向的信息栏128中显示有表示圆圈的图形和“良好”的语句。并且，在图13的(a)中，用绿色显示图形。
211.在图13的(b)中，拍摄方向的评价是“稍微良好”。因此，在推荐的拍摄方向的信息栏128中显示有表示应该从比当前的位置更靠左侧拍摄作为评价对象的缩痕等的箭头型图形和“稍微良好”的语句。具体而言，通过朝向右上的箭头表示所推荐的拍摄方向。并且，在图13的(b)中，用黄色显示图形。
212.在图13的(c)中，拍摄方向的评价为“需要重新拍摄”。因此，在推荐的拍摄方向的信息栏128中显示有表示应该从当前的位置顺时针旋转90
°
的位置向右方向拍摄的箭头型的图形和“需要重新拍摄”的语句。并且，在图13的(c)中，用红色显示图形。
213.另外，在判定为“需要重新拍摄”的情况下，与通知例2的情况相同，可以与信息栏128分开或与信息栏128一起显示提醒消息126(参考图11)。另外，图形的着色不是必须的。
214.＜通知例4＞
215.图14是对通过音效通知评价结果的例子进行说明的图。图14的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图14的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图14的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例。
216.在图14的(a)中，拍摄方向的评价是“良好”。因此，表面检查装置1例如通过“叮咚”等音效来进行通知。
217.在图14的(b)中，拍摄方向的评价是“稍微良好”。因此，表面检查装置1例如通过“哔哔”等音效来进行通知。
218.在图14的(c)中，拍摄方向的评价为“需要重新拍摄”。因此，表面检查装置1例如通过“卟卟”等音效来进行通知。
219.＜通知例5＞
220.图15是对通过语音通知评价结果的例子进行说明的图。图15的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图15的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图15的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例。
221.在图15的(a)中，拍摄方向的评价是“良好”。因此，表面检查装置1例如通过“拍摄朝向良好”等语音来进行通知。
222.在图15的(b)中，拍摄方向的评价是“稍微良好”。因此，表面检查装置1例如通过“拍摄朝向相对于最佳方向倾斜30
°”
等语音来进行通知。
223.在图15的(c)中，拍摄方向的评价为“需要重新拍摄”。因此，表面检查装置1例如通过“拍摄朝向相对于最佳方向倾斜45
°
以上”等音效来进行通知。
224.＜通知例6＞
225.图16是对通过语音通知评价结果的另一例进行说明的图。图16的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图16的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图16的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例。
226.在图16的(a)中，拍摄方向的评价是“良好”。此时，不需要变更拍摄方向。因此，在图16的(a)中，未输出指示校正拍摄方向的语音。
227.在图16的(b)中，拍摄方向的评价是“稍微良好”。因此，表面检查装置1例如通过“试着顺时针变更拍摄的位置”等语音来进行通知。
228.在图16的(c)中，拍摄方向的评价为“需要重新拍摄”。因此，表面检查装置1例如通过“拍摄方向不正确。请改变朝向重新拍摄”等语音来进行通知。
229.＜实施方式3＞
230.在本实施方式中，对在操作画面120上显示强调了在分数的计算中使用的部分区域的特征的图像的显示栏(以下称为“强调图像栏”)的情况进行说明。
231.另外，本实施方式中的表面检查装置1的外观结构等或处理动作与在实施方式1中说明的表面检查装置1相同。
232.图17是对基于在实施方式3中使用的表面检查装置1的检查动作的一例进行说明的流程图。在图17中，标注对应于与图7的对应部分的符号而表示。
233.图17所示的处理也通过处理器101(参考图3)执行程序来实现。
234.在本实施方式中的表面检查装置1中，通过电源按钮的操作来点亮光源108(参考图4)，开始基于相机107(参考图4)的拍摄。所拍摄的图像显示在显示器105(参考图4)上。
235.图18是对显示在显示器105上的操作画面120的一例进行说明的图。在图18中，标注对应于与图8的对应部分的符号而表示。
236.在图18所示的操作画面120中除了配置有用相机107拍摄的图像的摄像图像栏121、分数栏122、凡例123及表示位置关系的信息栏124以外，还配置有显示强调了有助于分数的计算的部分区域的特征的图像的强调图像栏129。
237.在图18所示的操作画面120的情况下，由于是分数的计算前，因此在强调图像栏129中未显示图像。
238.返回到图17的说明。
239.在本实施方式中，当确认显示在显示器105上的图像的工作人员操作拍摄按钮时，确定用于评价表面的品质的图像。
240.因此，通过电源按钮的操作开始检查动作的处理器101判定是否接受了拍摄按钮的操作(步骤1)。
241.在步骤1中得到否定结果的期间，处理器101重复步骤1的判定。
242.当在步骤1中得到肯定结果时，处理器101获取用于检查的图像(步骤2)。具体而言，获取在操作拍摄按钮的时点显示在显示器105上的图像。
243.在本实施方式中，当操作拍摄按钮时，即使继续相机107的拍摄，也停止在摄像图像栏121(参考图18)中显示的图像的更新。
244.接着，处理器101使用检查范围内的亮度分布计算分数(步骤3)。即，以在摄像图像栏121中显示的用4条基准线121a包围的范围内的图像为对象计算分数。
245.当计算出分数时，处理器101在操作画面120上显示对应的分数(步骤4)。
246.当计算出分数时，处理器101生成强调了分数高的部分区域的特征的图像(以下称为“强调图像”)，并另行显示(步骤11)。
247.在本实施方式中，处理器101从所提取的部分区域中提取在特定的方向上显现的特定的周期分量，通过所提取的周期分量的逆转换将特征图像重叠在原始图像上，由此生成强调图像。
248.在对特征图像的逆转换时，用最大值对各像素的强度分量(即亮度值)进行标准化，扩展特征图像的灰度的范围。并且，通过将颜色分量映射到特征图像的强度分量，能够与以灰度表述的原始图像部分进行区分。
249.通过显示强调图像，即使在拍摄计算出分数的部分区域的表面的灰度图像中难以目视微小结构的情况下，也能够确认表面状态。
250.在本实施方式中，所生成的强调图像与用相机107拍摄的灰度图像排列显示在相同的操作画面内。
251.接着，处理器101从分数高的部分区域的特征中检测边缘分量的主要朝向(步骤5)。
252.接着，处理器101计算所检测到的朝向与基于相机107的检测灵敏度高的朝向所成的角(步骤6)。
253.之后，处理器101根据所计算出的所成角的大小，向工作人员通知对当前的拍摄方向进行评价的信息，并结束处理(步骤7)。
254.＜通知例＞
255.图19是对包含强调图像栏129的操作画面120的显示例进行说明的图。图19的(a)是从“方向a”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图19的(b)是从“方向b”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例，图19的(c)是从“方向c”拍摄作为检查对象的缩痕时的通知例。
256.在图19中，标注对应于与图10的对应部分的符号而表示。
257.在图19中，在强调图像栏129中显示有强调了检查范围的图像的图像。因此，不仅在拍摄方向良好的情况下，而且在拍摄方向不良好的情况下也能够观察作为拍摄对象的检查对象10的微细状态。这里的强调图像栏129是第2图像的一例。
258.＜实施方式4＞
259.在本实施方式中，对在计算分数时不需要拍摄按钮的操作的表面检查装置1(参考图1)进行说明。
260.另外，本实施方式中的表面检查装置1的外观结构等与在实施方式1中说明的表面检查装置1相同。
261.图20是对基于在实施方式4中使用的表面检查装置1的检查动作的一例进行说明的流程图。在图20中，标注对应于与图7的对应部分的符号而表示。
262.在图20中，处理器101(参考图3)通过电源按钮的操作点亮光源108(参考图4)，在
开始基于相机107(参考图4)的拍摄的同时，执行分数的计算等。
263.因此，当处理器101获取由相机107拍摄中的图像(步骤21)时，使用检查范围内的亮度分布来计算分数(步骤3)。
264.以下，处理器101在操作画面120上显示对应的分数(步骤4)。
265.由于以下处理动作与实施方式1相同，因此省略说明。
266.＜实施方式5＞
267.在本实施方式中，对将用于变更检查范围的物理操作件配置在框体100(参考图4)上的例子进行说明。
268.图21是对实施方式5的表面检查装置1a的光学系统的结构例进行说明的图。在图21中，标注对应于与图1的对应部分的符号而表示。
269.在本实施方式中使用的表面检查装置1a的摄像部使用所谓的线条相机。因此，拍摄范围为线状。
270.在本实施方式中，在检查时，检查对象10以设置在单轴工作台20上的状态沿箭头的方向移动。通过单轴工作台20沿一个方向移动，拍摄整个检查对象10。
271.另外，使用线条相机作为相机107(参考图4)，除此以外，相机107(参考图4)与光源108(参考图4)的位置关系等与实施方式1相同。但是，在使用线条相机作为相机107的情况下，需要配置具有与各视场角对应的镜面反射分量的照明108。
272.图22是对使用线条相机107a时所要求的光学条件进行说明的图。在图22中，从发光部排列成线状的照明108a的各位置向复数个方向输出照明光，但其中任一个被检查对象10的表面镜面反射而入射到线条相机107。
273.在上述区域相机的情况下，通过对面光源或点光源的配置等进行研究，确保与各视场角对应的镜面反射分量的入射。
274.＜其他实施方式＞
275.(1)以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式中记载的范围。从技术方案的记载可知，对上述实施方式进行各种变更或改良而得到的方案也包含在本发明的技术范围内。
276.(2)在上述实施方式中，使用彩色相机作为相机107(参考图4)，但也可以使用单色相机。并且，也可以仅使用彩色相机中绿色(g)成分来检查检查对象10(参考图1)的表面。
277.(3)在上述实施方式中，使用白色光源作为光源108(参考图4)，但照明光的颜色可以是任意颜色。
278.并且，照明光并不限于可见光，也可以是红外光或紫外光等。
279.(4)在上述实施方式中，对使用一个光源108(参考图4)的表面检查装置1(参考图1)进行了说明，但也可以使用复数个光源来照亮检查对象10的表面。
280.例如，可以使用两个光源。此时，也可以将其中一个光源配置成被镜面反射的光分量主要入射到相机107(参考图4)的角度，将另一个光源配置成被漫反射的光分量主要入射到相机107的角度。此时，两个光源可以隔着相机107的光轴配置在两侧，也可以相对于相机107的光轴排列配置在一侧。
281.(5)在上述实施方式中，使用平行光源作为光源108(参考图4)，但也可以使用作为非平行光源的点光源或面光源。并且，也可以在相机107(参考图4)的光轴上使用非远心透
镜。在不使用远心透镜或平行光的情况下，与在实施方式中说明的表面检查装置1(参考图1)相比，能够实现装置的小型化，成本也低廉。在不使用远心透镜或平行光的情况下，以存在与相机的光学系统的各视场角对应的镜面反射分量的方式配置照明。
282.(6)在上述实施方式中，由拍摄检查对象10(参考图1)的表面检查装置1(参考图1)的处理器101(参考图3)对在检查对象10上存在的一维图案的方向与相机107(参考图3)的检测灵敏度高的朝向所成的角进行评价，并实现向工作人员通知评价结果的功能，但也可以通过从表面检查装置1获取图像数据的外部的计算机或服务器的处理器来实现等同的功能。
283.(7)上述各实施方式中的处理器是指广义上的处理器，除了通用的处理器(例如，cpu等)以外，还包括专用的处理器(例如，gpu(＝graphical processing unit：图形处理单元)、asic(＝application specific integrated circuit：专用集成电路)、fpga(＝field programmable gate array：现场可编程门阵列)、程序逻辑器件等)。
284.并且，上述各实施方式中的处理器的动作可以由一个处理器单独执行，也可以由存在于物理上分开的位置的复数个处理器协作执行。并且，处理器中的各动作的执行顺序并不仅限定于上述各实施方式中记载的顺序，也可以单独变更。
285.上述本发明的实施方式是以例示及说明为目的而提供的。另外，本发明的实施方式并不全面详尽地包括本发明，并且并不将本发明限定于所公开的方式。很显然，对本发明所属的领域中的技术人员而言，各种变形及变更是自知之明的。本实施方式是为了最容易理解地说明本发明的原理及其应用而选择并说明的。由此，本技术领域中的其他技术人员能够通过对假定为各种实施方式的特定使用最优化的各种变形例来理解本发明。本发明的范围由以上的权利要求书及其等同物来定义。