專利名稱：表面檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面檢查裝置，該表面檢查裝置利用檢査光來掃描 被檢査物的表面，接收來自該表面的反射光，并基于該反射光的光量來 檢測該被檢查物的表面的缺陷，或者拍攝該被檢査物的表面的圖像，獲 取其二維圖像，并基于該二維圖像中的像素的密度值來判別缺陷的存在 或不存在。
背景技術(shù)：
作為檢査圓筒狀被檢查物的內(nèi)周面的裝置，已知一種表面檢査裝置， 其在圍繞軸旋轉(zhuǎn)中空軸狀檢査頭的同時(shí)沿該軸狀檢査頭的軸向送入該檢 查頭，以便將該軸狀檢查頭插入被檢查物的內(nèi)部，利用來自該檢查頭的 外周的用作檢查光的激光束來照射被檢查物，然后沿著所述軸向從一端 到另一端連續(xù)掃描該被檢查物的內(nèi)周面，對應(yīng)于所述掃描通過所述檢查 頭接收來自所述被檢査物的反射光，并基于所接收的反射光的光量來判 別被檢査物內(nèi)周面中是否存在缺陷(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)l: JP11-A-28158
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
由于上述表面檢查裝置利用激光束作為檢查光，所以通過縮窄所述 檢査光的照射面積能夠檢測到微小缺陷。然而，當(dāng)將可檢測缺陷的分辨 率增加到超過必要程度時(shí)，甚至可能將在目視檢查中不作為缺陷處理的 微小粗糙凹凸等也判別為缺陷，因此可能引起目視檢查與利用裝置的檢 査的結(jié)果之間的差別。為解決這種不便，有效的是對檢查對象中的缺陷 尺寸設(shè)定閾值級，從而僅超過該閾值級的缺陷視為缺陷。然而，當(dāng)微小粗糙凹凸等(各微小粗糙凹凸單獨(dú)比閾值級小)集中在相對近的區(qū)域中， 其集合可能在檢查者觀察時(shí)被識別為一簇缺陷。
另一方面，當(dāng)將各微小粗糙凹凸在尺寸上分別與表面檢査裝置中的 閾值級相比時(shí)，該裝置會(huì)將所有微小凹凸判別為不是缺陷。因此，假設(shè) 將目視檢查的檢査結(jié)果設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)，上述情況可能會(huì)被評價(jià)為缺陷的漏 檢，并且可能會(huì)減損該檢査的可靠性。
此外，在上述表面檢查裝置中，當(dāng)存在加工部，諸如被檢查物的內(nèi) 周面上的孔或凹凸部分，則很難將加工部與缺陷相區(qū)分；并且可能將該
加工部錯(cuò)誤識別為缺陷。在通過利用按照平面方式展開的所述內(nèi)周面的 二維圖像上的密度值分布來判別缺陷的情況下，如果已知二維圖像上的 加工部圖像的位置，則可通過從缺陷判別目標(biāo)上排除該加工部的圖像來 避免錯(cuò)誤判斷。這種處理在圖像處理領(lǐng)域一般被執(zhí)行為掩模處理。然而， 即使能夠相對于內(nèi)周面的邊緣等唯一地確定加工部圖像在圓筒內(nèi)周面的 軸向上的位置，在周向上也不存在用于確定該加工部的位置的適當(dāng)基準(zhǔn)， 并且加工部圖像的位置根據(jù)掃描起始位置與加工部之間的位置關(guān)系而變 化。因此，僅通過制備一張包括內(nèi)周面上存在的所有加工部的圖像的掩 模圖像并將它疊加在內(nèi)周面的圖像上，掩模的位置仍可能會(huì)在周向相對 于加工部的圖像偏移，由此影響缺陷判別。即使試圖通過移動(dòng)二維圖像 上的掩模圖像使掩模的位置與加工部的圖像相匹配，但在數(shù)量上與內(nèi)周 面的整個(gè)面積相對應(yīng)的掩模圖像的數(shù)據(jù)量也是巨大的，并需要花費(fèi)很長 時(shí)間來對它們進(jìn)行處理。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種表面檢査裝置，在單獨(dú)時(shí)不會(huì)被檢測 為缺陷的各個(gè)微小粗糙凹凸等密集集中在相對近的區(qū)域中時(shí)，該表面檢 查裝置能夠?qū)⑺鼈儥z測為缺陷或者半缺陷，而排除將被檢查物表面上的 微小粗糙凹凸等單獨(dú)檢測為缺陷的可能性。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的 是提供一種表面檢查裝置，其能夠通過排除在被檢查物表面上存在的加 工部對判別缺陷的有無的影響，來執(zhí)行精確檢査并能夠提高處理速度。
解決問題的手段
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的表面檢査裝置包括檢測裝置，其利用檢
6來自該表面的反射光，并輸出與所述反
射光的光量相對應(yīng)的信號；圖像生成裝置，其基于所述檢測裝置的輸出 信號來生成該被檢查物的表面的二維圖像；缺陷候選提取裝置，其將所 述二維圖像中包含的像素分類成具有與所述被檢查物的表面上的缺陷相 對應(yīng)的灰度的第一像素群和具有不與所述缺陷相對應(yīng)的灰度的第二像素 群，并將所述第一像素群提取為針對第二像素群包圍的各區(qū)域的缺陷候 選部；缺陷識別裝置，其將所述缺陷候選部中大于預(yù)定尺寸的缺陷候選 部判別為缺陷；以及缺陷區(qū)域識別裝置，其檢查所述二維圖像的各特定 檢查區(qū)域，并將小于預(yù)定尺寸的缺陷候選部的密度大于或等于預(yù)定級的 檢查區(qū)域識別為缺陷區(qū)域。因此，解決了上述問題。
根據(jù)上述表面檢査裝置，通過所述圖像生成部來生成與來自被檢查 物表面的反射光的光量相對應(yīng)的灰度分布的二維圖像。所述二維圖像中 包含的像素被分類成具有與所述被缺陷相對應(yīng)的灰度的第一像素群和具 有不與所述缺陷相對應(yīng)的灰度的第二像素群。此外，將所述第一像素群 提取為第二像素群包圍的各區(qū)域的缺陷候選部，可以將所述被檢查物表 面上存在的各單個(gè)缺陷在所述二維圖像上確定為缺陷候選部。然后，將 大于或等于預(yù)定尺寸的各缺陷候選部識別為缺陷。另一方面，當(dāng)各個(gè)單 獨(dú)時(shí)不識別為缺陷的相對小的缺陷候選部密集集中在大于等于預(yù)定級的 檢查區(qū)域中時(shí)，將該檢查區(qū)域識別為缺陷區(qū)域。因此，當(dāng)各個(gè)單獨(dú)時(shí)不 被檢測為缺陷的微小粗糙凹凸等密集集中在相對近的區(qū)域中時(shí)，能夠?qū)?該密集集中的區(qū)域識別為缺陷區(qū)域；并且，在消除將單獨(dú)在被檢查物表 面上的各微小粗糙凹凸等檢查為缺陷的可能性的同時(shí)，能夠?qū)⑷毕輩^(qū)域 檢測為缺陷或半缺陷區(qū)域并且能夠?qū)⑵涑尸F(xiàn)給所述檢査裝置的用戶。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述缺陷候選提取裝置可以通過對所述二 維圖像中包含的第一像素群執(zhí)行標(biāo)記處理來提取所述缺陷候選部。已知 所述標(biāo)記處理為通過利用其灰度作為線索對二維圖像中包含的像素群進(jìn) 行分組的技術(shù)。利用標(biāo)記處理，可以針對第二像素群包圍的各區(qū)域從所 述被檢查物表面的二維圖像提取具有與缺陷相對應(yīng)的灰度的第一像素群 作為缺陷候選部。
7根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述缺陷區(qū)域識別裝置可以基于所述檢查 區(qū)域中小于預(yù)定尺寸的缺陷候選部的面積和數(shù)量中的至少任何一個(gè)來判 別所述密度。由于所述檢査區(qū)域中的微小缺陷候選部的密度與所述缺陷 候選部的數(shù)量和面積相關(guān)，所以可參照所述數(shù)量或所述面積中的至少一 個(gè)來適當(dāng)判別其密度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述缺陷區(qū)域識別裝置可以在所述檢査區(qū) 域中的小于預(yù)定尺寸的缺陷候選部中的面積大于或等于預(yù)定面積的缺陷 候選部的數(shù)量大于等于預(yù)定值時(shí)，判別出所述密度大于等于預(yù)定級。利 用這種判別標(biāo)準(zhǔn)，可以提高檢查者對于諸如微小粗糙凹凸的密集集中部 分的檢查傾向與表面檢查裝置的對缺陷區(qū)域的檢查傾向之間的一致程 度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，該表面檢查裝置還包括位置計(jì)算裝置，所 述位置計(jì)算裝置計(jì)算在被識別為所述缺陷域區(qū)的所述檢査區(qū)域中包含的 缺陷候選部的群的重心位置，作為代表所述檢查區(qū)域中的缺陷候選部的 群的位置。所述微小缺陷候選部的密集集中部分非?？赡茉跈z查者的目 視觀測中被看作一簇缺陷。因此，通過計(jì)算所述重心位置作為代表這些 缺陷候選部的位置而不是所述缺陷候選部的單個(gè)位置，可以更正確地向 檢査者呈現(xiàn)所述缺陷候選部的密集集中部分的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面的表面檢查裝置，其獲取將被檢查物的圓筒 表面以平面方式展開的二維圖像，并基于該二維圖像中像素的密度值來 判別所述表面上是否存在缺陷，所述表面檢查裝置還包括基準(zhǔn)圖像存儲(chǔ) 裝置，其將與所述表面上存在的加工部相對應(yīng)的將在所述二維圖像上出 現(xiàn)的加工部的圖像存儲(chǔ)為各個(gè)至少在形狀或者尺寸上不同的加工部的單 獨(dú)基準(zhǔn)圖像，并且以與各基準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的方式存儲(chǔ)各加工部的各圖像 在所述表面的等同于軸向的軸相當(dāng)方向上的位置，以及將在所述表面的
等同于周向的周相當(dāng)方向上存在的相同加工部的各圖像的數(shù)量；以及缺 陷判別裝置，其基于各基準(zhǔn)圖像和與各基準(zhǔn)圖像相關(guān)的所述位置和所述 數(shù)量，來確定要從所述二維圖像上的缺陷判別對象中排除的區(qū)域，并基 于在所述確定區(qū)域之外的像素的密度值來判別是否存在所述缺陷。因此，解決了上述問題。
根據(jù)上述表面檢查裝置，針對形狀、尺寸或這兩者都彼此不同的各 所述加工部準(zhǔn)備單獨(dú)的基準(zhǔn)圖像。因此，與準(zhǔn)備尺寸對應(yīng)于整個(gè)表面的 基準(zhǔn)圖像的情況相比，顯著減小了各基準(zhǔn)圖像的尺寸。此外，以與所述 基準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的方式存儲(chǔ)所述加工部的圖像在所述二維圖像上的所述 軸相當(dāng)方向上的位置。因此，當(dāng)想要從所述缺陷判別對象中排除所述特 定加工部的圖像時(shí)，通過將與所述軸相當(dāng)方向的加工部的圖像相關(guān)的位 置作為線索，能夠?qū)⑺黾庸げ康膱D像可能存在的區(qū)域縮窄到所述二維 圖像的軸相當(dāng)方向上的部分區(qū)域。然后，通過將基準(zhǔn)圖像的密度值分布 與所述縮窄區(qū)域內(nèi)的所述二維圖像的密度值分布進(jìn)行比較，可以判別是 否存在與所述基準(zhǔn)圖像一致的圖像，并且可以從所述缺陷判別對象中排 除存在一致圖像的區(qū)域。因此，不必將所述基準(zhǔn)圖像與所述二維圖像的 整個(gè)表面進(jìn)行比較。與前述減少所述基準(zhǔn)圖像的數(shù)據(jù)量的情況相結(jié)合， 可以加速所述處理。此外，以與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的方式存儲(chǔ)所述二 維圖像的周相當(dāng)方向上將存在的同一加工部的圖像的數(shù)量。因此，能夠 消除如下可能性，即，可能從所述二維圖像上的所述縮窄區(qū)域中錯(cuò)誤地 將多于所述加工部數(shù)量的區(qū)域判別為要從所述缺陷判別對象中排除的區(qū) 域的可能性。這樣，能夠防止雖然存在缺陷但漏檢了缺陷的檢査錯(cuò)誤的 發(fā)生。因此，通過消除所述被檢查物的表面上存在的加工部對判別有無 缺陷的影響能夠執(zhí)行精確的檢査。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述缺陷判別裝置包括排除區(qū)域確定裝 置(60)，該排除區(qū)域確定裝置參照與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)的位置將所述二 維圖像上的待與基準(zhǔn)圖像相比較的區(qū)域縮窄到所述二維圖像在所述軸相 當(dāng)方向上的部分，將所述基準(zhǔn)圖像的像素的密度值與所述縮窄區(qū)域中的 所述二維圖像的像素的密度值進(jìn)行比較，并基于所述比較結(jié)果將數(shù)量上 等同于與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)的數(shù)量的區(qū)域確定為要從所述缺陷判別對象 中排除的區(qū)域。在這個(gè)方面，針對參照與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)的位置被所 縮窄的區(qū)域，對所述基準(zhǔn)圖像的密度值與所述二維圖像的密度值進(jìn)行比 較。因此，與依次將所述二維圖像的整個(gè)表面與所述基準(zhǔn)圖像相比的情
9況相比較，加速了所述處理。此外，參考與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)的數(shù)量來 判定要從所述缺陷判別對象中排除的區(qū)域數(shù)量。因此，消除了可能從所 述缺陷判別對象中排除數(shù)量多于所述加工部的數(shù)量的區(qū)域的可能性。例 如，即使當(dāng)與加工部類似的缺陷在所述周向上與加工部并存時(shí)，即使從 所述缺陷判別對象中排除了所述缺陷的圖像時(shí)，所述加工部的圖像中的 任何一個(gè)將仍然作為缺陷判別對象存在。因此，通過替代地將所述加工 部的圖像判別為缺陷，正確地判別了缺陷的有無。
此外，所述排除區(qū)域確定裝置可以通過相對于二維圖像沿所述周相 當(dāng)方向依次改變所述縮窄區(qū)域中所述基準(zhǔn)圖像的位置來判別所述基準(zhǔn)圖 像與所述二維圖像上具有與所述基準(zhǔn)圖像相同的形狀和尺寸的檢查對象 圖像之間的一致度，并且，當(dāng)所判別的一致度超過預(yù)定閾值級時(shí)，所述 排除區(qū)域確定裝置將所述檢查對象圖像的區(qū)域確定為要從所述缺陷判別 對象中排除的區(qū)域。在這種情況下，通過在判別具有相同形狀和尺寸的 基準(zhǔn)圖像與所述檢查對象圖像之間的一致度的同時(shí)，改變所述檢查對象 圖像在軸相當(dāng)方向上的位置，并通過在基于與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的位 置被縮窄的所述二維圖像的部分區(qū)域中準(zhǔn)確快速地進(jìn)行檢查來確定要從 所述缺陷判別對象中排除的區(qū)域。所述一致度是通過歸一化所述基準(zhǔn)圖 像與所述檢查對象圖像之間的相關(guān)性來計(jì)算的。這樣，可以快速地處理 所述圖像與基于所述閾值級的判別之間的一致度的計(jì)算。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述基準(zhǔn)圖像可以與通過從所述二維圖 像提取包含單個(gè)加工部的圖像所需要的最小矩形區(qū)域而獲得的圖像相對 應(yīng)。因此，在將所述基準(zhǔn)圖像尺寸保持為所需最小尺寸的同時(shí)，可將所 述加工部的圖像周圍盡可能多地當(dāng)作所述缺陷判別對象處理。
發(fā)明效果
根據(jù)上述表面檢査裝置，在從所述被檢查物的表面的二維圖像提取 的缺陷候選部中，將大于或等于預(yù)定尺寸的缺陷候選部識別為缺陷。另 一方面，當(dāng)單獨(dú)時(shí)被識別為缺陷的相對小的各缺陷候選部密集集中在大 于或等于預(yù)定級的檢查區(qū)域中時(shí)，將該檢查區(qū)域識別為缺陷區(qū)域。因此， 在排除了可能將所述被檢查物表面上的單獨(dú)微小粗糙凹凸等檢測為缺陷
10的同時(shí)，當(dāng)不會(huì)被單獨(dú)檢測為缺陷的各微小粗糙凹凸等密集集中在較近 區(qū)域中時(shí)，將所述密集集中區(qū)域識別為缺陷區(qū)域，并且所述缺陷區(qū)域可 以被檢測為缺陷區(qū)域或半缺陷區(qū)域，并且可以呈現(xiàn)給該裝置的用戶。這 樣，能夠防止密集集中了微小粗糙凹凸等的區(qū)域的漏檢，能夠提高用戶 目視觀測的檢查結(jié)果與表面檢查裝置的檢查結(jié)果之間的一致度，并且能 夠防止利用所述表面檢查裝置時(shí)檢查的可靠性的下降。此外，通過存儲(chǔ) 具有不同形狀或不同尺寸的各加工部的獨(dú)立基準(zhǔn)圖像能夠減小各基準(zhǔn)圖 像的數(shù)據(jù)量。以與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的方式存儲(chǔ)所述二給圖像上所述 加工部的圖像沿所述軸相當(dāng)方向上的位置。因此，當(dāng)確定了要從所述缺 陷判別對象中排除的區(qū)域時(shí)，能夠參照與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的位置， 將能夠存在所述加工部的圖像的區(qū)域，即要與基準(zhǔn)圖像相比較的區(qū)域， 縮窄于所述二維圖像的軸相當(dāng)方向上的部分區(qū)域中。與減少了所述基準(zhǔn) 圖像的數(shù)據(jù)量的情況相結(jié)合，可以加速所述處理。此外，以與所述基準(zhǔn) 圖像相關(guān)聯(lián)的方式存儲(chǔ)所述二維圖像的周相當(dāng)方向上將存在的同一加工 部的圖像的數(shù)量。因此，排除了可能將數(shù)量多于加工部數(shù)量的區(qū)域錯(cuò)誤 地判定為從所述缺陷判別對象中排除的區(qū)域的可能性。因此，通過排除 所述被檢査物的表面上存在的加工部對判別有無缺陷的影響能夠執(zhí)行精 確的檢查。


圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的表面檢查裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示出圖1的表面檢查裝置中生成的內(nèi)周面的二維圖像的示例 的圖。
圖3是示出圖1的表面檢查裝置的運(yùn)算處理部執(zhí)行的缺陷檢測例程 的圖。
圖4是放大示出圖2中的A區(qū)的圖。
圖5是示出對圖4的圖像執(zhí)行標(biāo)記處理的狀態(tài)的圖。
圖6是示出對添加到圖5的像素的標(biāo)簽號進(jìn)行整理的狀態(tài)的圖。圖7是示出對添加到圖6的像素的標(biāo)簽號做進(jìn)一步整理的狀態(tài)的圖。
圖8是放大示出圖2中的B區(qū)的圖。 圖9是示出偏移檢查區(qū)域的狀態(tài)的圖。 圖IO是示出被檢査物的部分剖切立體圖。
圖11是示出圖1的表面檢查裝置所生成的內(nèi)周面的二維圖像的另一 示例的圖。
圖12是示出存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖。 圖13是示出圖1的表面檢査裝置的運(yùn)算處理部所執(zhí)行的缺陷檢測處 理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的表面檢査裝置的示意配置。 表面檢查裝置1是適于對被檢查物100上具有的內(nèi)周面100a進(jìn)行檢查的 裝置，并且包括用于執(zhí)行該檢查的檢查機(jī)構(gòu)2，和用于執(zhí)行對檢查機(jī)構(gòu)2 的操作控制和對檢查機(jī)構(gòu)2的測量結(jié)果進(jìn)行處理等的控制部3。此外，檢 査機(jī)構(gòu)2包括用作檢測裝置的檢測部5和驅(qū)動(dòng)部6，檢測部5用于將檢査 光投射到被檢查物100，并用于接收來自被檢查物100的反射光，驅(qū)動(dòng)部 6用于使檢測部5以預(yù)定方式工作。
檢測部5包括激光二極管(此后稱為LD) 11，其用作檢查光的光 源；光電檢測器(以下稱為PD) 12，其接收來自被檢查物100的反射光， 并輸出和單位時(shí)間的反射光光量(反射光強(qiáng)度)對應(yīng)的電流或電壓的信 號；光投射光纖13，其將從LD ll投射的檢查光導(dǎo)向被檢査物lOO;受 光光纖14，其用于將來自被檢查物100的反射光導(dǎo)向PD12;保持筒15， 其成束地保持這些光纖13、 14;以及中空軸狀檢査頭16，其設(shè)置成在保 持筒15的外側(cè)與保持筒15共軸。檢查頭16由圖中未示出的軸承可旋轉(zhuǎn) 地支承。
透鏡17設(shè)置在保持筒15的端部，其使通過光投射光纖13引導(dǎo)的檢 查光沿著檢査頭16的軸AX的方向(以下稱為軸向)成束狀射出，并將 在檢查光的相反方向上沿檢查頭16的軸向傳播的反射光會(huì)聚到受光光纖14。在檢查頭16的端部(圖1中的右端部)固定有用作光路變更裝置的 反射鏡18，并且在檢查頭16的外周與反射鏡18相對地設(shè)置有透光窗16a。 反射鏡18改變從透光窗16a沿著向透鏡17傳播的方向入射到檢查頭16 的內(nèi)部的反射光的光路。
驅(qū)動(dòng)部6包括直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)40以及焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu) 50。直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30被設(shè)置為用于沿著軸向移動(dòng)檢査頭16的直線驅(qū)動(dòng) 裝置。為了實(shí)現(xiàn)該功能，直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30包括基座3K固定在基座31 上的一對導(dǎo)軌32、能夠沿導(dǎo)軌32在檢查頭16的軸向上移動(dòng)的滑塊33、 設(shè)置在滑塊33側(cè)邊上且平行于檢査頭16的軸AX的絲桿34，以及旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動(dòng)絲桿34的電機(jī)35?；瑝K33用作支持整個(gè)檢測部5的裝置。即，LD II和PD 12固定到滑塊33，檢査頭16通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)40附接到滑塊 33，而保持筒15通過焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)50附接到滑塊33。此外，螺母36固 定于滑塊33，并且絲桿34擰進(jìn)螺母36。因此，通過電機(jī)35旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)絲 桿34，滑塊33沿導(dǎo)軌32在檢查頭16的軸向上移動(dòng)，并且伴隨于此，由 滑塊33支持的整個(gè)檢測部5沿檢查頭16的軸向移動(dòng)。通過利用直線驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)30來驅(qū)動(dòng)檢測部5，可以在檢査頭16的軸向上改變檢查光在被檢 查物100的內(nèi)周面100a上的照射位置(掃描位置)。
壁部31a設(shè)置在基座31的前端(圖1的右端)，并且為壁部31a設(shè) 置了與檢查頭16同軸的通孔31b。采樣件(sample piece) 37附接到通孔 31b。采樣件37被設(shè)為用于判定表面檢查裝置1的操作狀態(tài)的樣品，并 且與檢査頭16同軸的通孔設(shè)置在采樣件37的中心線上。通孔37a具有 檢査頭16能通過的內(nèi)徑，并且檢查頭16可通過通孔37a并被插入到被 檢査物100的內(nèi)部。
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)40被設(shè)置為使檢査頭16繞軸AX旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝 置。為了實(shí)現(xiàn)該功能，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)40包括用作旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的電機(jī)41， 以及將電機(jī)41的旋轉(zhuǎn)傳給檢查頭16的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42。諸如帶狀傳動(dòng)裝置 或齒輪系的公知旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以用作傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42，但是本實(shí)施方式中 使用帶狀傳動(dòng)裝置。通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42將電機(jī)41的旋轉(zhuǎn)傳給檢查頭16， 使檢查頭16隨著此處固定的反射鏡18繞軸AX旋轉(zhuǎn)。通過利用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)40來旋轉(zhuǎn)檢查頭16，可以在被檢查物100的周向上改變被檢查物 100的照射位置。此外，通過組合檢查頭16在軸向上的移動(dòng)與其繞軸AX 的旋轉(zhuǎn)，檢査光能夠在整個(gè)表面上掃描被檢查物100的內(nèi)周面100a。注 意，當(dāng)檢查頭16旋轉(zhuǎn)時(shí)保持筒15不旋轉(zhuǎn)。此外，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)40設(shè)置 有每當(dāng)檢查頭16旋轉(zhuǎn)預(yù)定單位角度時(shí)輸出脈沖信號的旋轉(zhuǎn)編碼器43。從 旋轉(zhuǎn)編碼器43輸出的脈沖信號的數(shù)量與檢查頭16的旋轉(zhuǎn)量(旋轉(zhuǎn)角) 相關(guān)，并且所述脈沖信號的周期與檢査頭16的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)。
焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)50被設(shè)置為如下的焦點(diǎn)調(diào)整裝置其沿軸AX的方向 驅(qū)動(dòng)保持筒15，使得檢查光聚集在被檢查物100的內(nèi)周面100a上。為了 實(shí)現(xiàn)該功能，焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)50包括固定到保持筒15的基座端部的支 持板51;設(shè)置在支持板51與直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)30的滑塊33之間的導(dǎo)軌52， 其沿檢査頭16的軸向引導(dǎo)支持板51;平行于檢査頭16的軸AX設(shè)置并 擰進(jìn)支持板51的絲桿53;以及旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)絲桿53的電機(jī)54。通過電機(jī) 54旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)絲桿53，使支持板51沿著導(dǎo)軌52移動(dòng)，并且使保持筒15 沿著檢查頭16的軸向移動(dòng)。這樣，可以調(diào)整從透鏡17通過反射鏡18到 內(nèi)周面100a的光路長度，使得檢査光聚焦在被檢査物100的內(nèi)周面100a 上。
下面來描述控制部3?？刂撇?包括運(yùn)算處理部60，其用作對表 面檢査裝置1的檢查處理和檢測部5的測量結(jié)果處理等執(zhí)行管理的計(jì)算 機(jī)部；操作控制部61，其根據(jù)運(yùn)算處理部60的指令，控制檢測部5中的 各部分的操作；信號處理部62，其對PD 12的輸出信號執(zhí)行預(yù)定處理； 輸入部63，其用于向運(yùn)算處理部60輸入用戶的指令；輸出部64,其用 于向用戶呈現(xiàn)運(yùn)算處理部60處理的檢查結(jié)果等；以及存儲(chǔ)部65，其存儲(chǔ) 要由運(yùn)算處理部60執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序以及測量數(shù)據(jù)等?？梢酝ㄟ^使用諸 如個(gè)人計(jì)算機(jī)的通用計(jì)算機(jī)設(shè)備來配置運(yùn)算處理部60、輸入部63、輸出 部64以及存儲(chǔ)部65。在這種情況下，輸入部63設(shè)置有諸如鍵盤和鼠標(biāo) 的輸入裝置，并且輸出部64是監(jiān)視器裝置。諸如打印機(jī)的輸出裝置可被 添加到輸出部64。諸如硬盤存儲(chǔ)裝置或能夠保持內(nèi)容的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝 置的存儲(chǔ)裝置都可用作存儲(chǔ)部65。操作控制部61和信號處理部62可以
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由硬件控制電路或者計(jì)算機(jī)部來實(shí)現(xiàn)。
在檢查被檢查物100的內(nèi)周面100a表面的情況下，運(yùn)算處理部60、 操作控制部61以及信號處理部62分別按照以下方式操作。注意，這種 情況下與檢査頭16共軸地設(shè)置被檢査物100。當(dāng)開始檢查時(shí)，運(yùn)算處理 部60根據(jù)輸入部63的指令向操作控制部61發(fā)出指令，以啟動(dòng)檢查被檢 查物100的內(nèi)周面100a所需要的操作。接收到該指令的操作控制部61 使LD ll發(fā)出預(yù)定強(qiáng)度的光，并且同時(shí)控制電機(jī)35和電機(jī)41的操作， 使得檢査頭16以恒定速度沿軸向移動(dòng)并繞軸AX旋轉(zhuǎn)。此外，操作控制 部61控制電機(jī)54的操作，使得檢查光聚焦在作為待檢查表面的內(nèi)周面 100a上。通過對操作的這些控制，可通過檢查光從一端到另一端掃描內(nèi) 周面100a。注意，對于沿軸向驅(qū)動(dòng)出檢査頭16，可以按照恒定速度給進(jìn) 檢查頭16或者對檢查頭16每旋轉(zhuǎn)一周以預(yù)定節(jié)距間歇地移動(dòng)檢査頭16。
與對內(nèi)周面100a的掃描相關(guān)，PD 12的輸出信號被接連不斷地傳送 給信號處理部62。信號處理部62對PD 12A的輸出信號執(zhí)行模擬信號處 理，這對于運(yùn)算處理部60處理該信號是必需的，隨后以預(yù)定的比特深度 對經(jīng)該處理的模擬信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并向運(yùn)算處理部60輸出獲得的數(shù) 字信號作為反射光信號。對于運(yùn)算處理部60執(zhí)行的信號處理可以使用各 種處理，包括對輸出信號進(jìn)行非線性放大以便放大PD 12檢測到的反射 光的亮暗差別的處理，以及從輸出信號除去噪聲分量的處理。也可以適 當(dāng)組合快速傅立葉變換和傅立葉逆變換等。此外，信號處理部62執(zhí)行的 A/D轉(zhuǎn)換是通過將從旋轉(zhuǎn)編碼器43輸出的脈沖序列用作取樣時(shí)鐘信號來 執(zhí)行的。這樣，在檢查頭16以預(yù)定角度旋轉(zhuǎn)期間，產(chǎn)生與PD12的受光 量相關(guān)的灰度數(shù)字信號，并且從信號處理部62輸出該信號。
從信號處理部62接收反射光信號的運(yùn)算處理部60將獲取的信號存 儲(chǔ)在存儲(chǔ)部65中。此外，運(yùn)算處理部60利用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部65中的反射 光信號來生成將被檢査物100的內(nèi)周面100a以平面方式展開的二維圖 像。圖2示出了該二維圖像的示例。二維圖像200對應(yīng)于在二維直角坐 標(biāo)系限定的平面上展開內(nèi)周面100a的圖像，其中，x軸方向?yàn)楸粰z査物 IOO的周向，而y軸方向?yàn)闄z査頭16的軸向。在該二維圖像200中，內(nèi)
15周面100a上存在的缺陷的凹凸部等表示為暗部201，內(nèi)周面100a的正常 部表示為亮部202。當(dāng)被檢查物100是鑄件時(shí)，內(nèi)周面100a上存在的諸 如切削加工中的氣孔或刮傷的缺陷圖像呈現(xiàn)為暗部201。運(yùn)算處理部60 檢查所獲取的二維圖像200，并判別滿足特定條件的暗部201為缺陷。下 面，參照圖3描述檢測缺陷的詳細(xì)過程。
圖3示出了通過運(yùn)算處理部60執(zhí)行的用于被檢查物中的缺陷的缺陷 檢測例程。在圖3的例程中，運(yùn)算處理部60首先在步驟Sl基于從信號 處理部62接收到的反射光信號來生成內(nèi)周面100a的二維圖像。注意， 該二維圖像200是運(yùn)算處理部60的RAM中實(shí)際生成的圖像。該二維圖 像200的單個(gè)像素203的尺寸可以是任意的，但作為示例，像素在x軸 方向上為150um，在y軸方向上為50nm。
在隨后的步驟S2，運(yùn)算處理部60將構(gòu)成二維圖像200的像素203 的灰度與預(yù)定閾值級進(jìn)行比較，并通過將比閾值級更暗的像素的灰度設(shè) 定為1而將更亮的像素的灰度設(shè)定為0來對二維圖像200進(jìn)行二值化。 這樣，與圖2的二維圖像200的暗區(qū)域201相對應(yīng)的像素的灰度被轉(zhuǎn)換 為1 ，而其他像素的灰度被轉(zhuǎn)換為0。圖4示出對圖2的A部進(jìn)行二值化 的圖像。在圖4中，用陰影線示出了灰度為1的像素201。此外，注意， 通過虛線Ll、 L2示出了被檢查物100的內(nèi)周面100a上存在的粗糙凹凸 等的形狀。在圖4中，灰度為1的像素群(帶陰影線的像素群)對應(yīng)于 具有與被檢査物100的內(nèi)周面100a上的缺陷相對應(yīng)的灰度的第一像素 群，而灰度為0的像素群對應(yīng)于具有不與缺陷相對應(yīng)的灰度的第二像素 群。
返回到圖3，在對圖像二值化之后，運(yùn)算處理部60轉(zhuǎn)到步驟S3，并 對二值化圖像執(zhí)行標(biāo)記處理。標(biāo)記處理是向二維圖像中包含的像素添加 群屬性的公知處理。然而，標(biāo)記處理是對構(gòu)成二維圖像的所有像素執(zhí)行 的；下面通過例示與圖2中的A部相對應(yīng)的圖4的二值化圖像來描述標(biāo) 記處理。在標(biāo)記處理中，按照特定方向順次檢查二值化圖像的各像素的 灰度。然后，當(dāng)存在灰度為1但還沒有標(biāo)記的像素時(shí)，將該像素檢測為 關(guān)注像素。例如，當(dāng)沿圖中向右的方向掃描圖4中的中間行上的像素線N
16時(shí)，圖5中由實(shí)線代表的像素203a首先被檢測為關(guān)注像素。在檢測到關(guān) 注像素203a之后，隨后檢查與關(guān)注像素203a鄰近的預(yù)定數(shù)量的像素(通 常為4或8個(gè)像素)的灰度是否為0或者1。然后，將沒有在該二值化圖 像上使用的唯一標(biāo)簽號添加到關(guān)注像素203a和與該關(guān)注像素203a連續(xù) 且具有灰度1的像素。在圖5中，標(biāo)簽號1被添加到關(guān)注像素203a和與 該關(guān)注像素203a連續(xù)且具有灰度l的像素。每當(dāng)檢測到關(guān)注像素時(shí)，運(yùn) 算處理部60就重復(fù)上述處理。在圖5的示例中，相繼檢測到關(guān)注像素 203b、 203c，標(biāo)簽號2被添加到關(guān)注像素203b和具有灰度1的鄰接像素， 并且標(biāo)簽號3被添加到關(guān)注像素203c和具有灰度1的鄰接像素。注意， 由于在檢査關(guān)注像素203b時(shí)將標(biāo)簽號2添加到關(guān)注像素203b右側(cè)的像 素203d，所以不將像素203d檢測為關(guān)注像素。此外，由于在檢查關(guān)注像 素203c時(shí)，標(biāo)簽號2已經(jīng)被添加到像素203d，因此不對其添加標(biāo)號3。 重復(fù)進(jìn)行標(biāo)記處理，直到在該二值化圖像上檢測不到關(guān)注像素，然后， 結(jié)束標(biāo)記處理。
返回圖3，在結(jié)束標(biāo)記處理之后，運(yùn)算處理部60隨后轉(zhuǎn)到步驟S4 并整理標(biāo)簽號。在整理標(biāo)簽號時(shí)，檢測其中將不同標(biāo)簽號添加到鄰接像 素的部分，并整理標(biāo)簽號，使得鄰接像素具有相同的標(biāo)簽號。在圖5的 示例中，盡管像素203c、 203d彼此鄰接，但還是向它們添加了標(biāo)簽號2、 3。因此，為了解決該問題，將具有標(biāo)簽號3的所有像素203c、 203e的 標(biāo)簽號都改為2。圖6示出了標(biāo)簽改變之后的狀態(tài)。在圖6中，具有同一 標(biāo)簽號的像素群以利用實(shí)線圍繞的方式表示。從圖4與圖6之間的比較 可以清楚看到，對應(yīng)于左邊暗部201的灰度為1的所有像素通過添加標(biāo) 簽號1分成一群，而對應(yīng)于右邊暗部201的灰度為1的所有像素通過添 加標(biāo)簽號2分成一群。這樣分成群的像素為具有與被檢査物100的內(nèi)周 面100a上的缺陷相對應(yīng)的灰度的第一像素群，并且還對應(yīng)于針對由具有 不與缺陷相對應(yīng)的灰度的第二像素群包圍的每個(gè)區(qū)域所提取的缺陷候選 部210。注意缺陷候選部210的最小單位為像素。即，當(dāng)單個(gè)像素203的 灰度為1而周圍像素203的灰度都是0時(shí)，自身具有灰度1的像素被當(dāng) 作為缺陷候選部210。這樣獲得的缺陷候選部210對應(yīng)于圖2中所示的二維圖像中的暗部201。
此外，在整理標(biāo)簽號時(shí)，各群的標(biāo)簽號以像素?cái)?shù)量的降序整理。在 圖6的示例中，由于右邊像素群比左邊像素群包含更多的像素，因此右
邊像素群的標(biāo)簽號被替換為1，而左邊像素群的標(biāo)簽號被替換為2。注意， 圖4到圖7中例示了存在兩個(gè)暗部201的情況，但標(biāo)簽號的整理是對二 值化圖像的整個(gè)區(qū)域執(zhí)行的。因此，圖6和圖7中例示的標(biāo)簽號并不一 定與圖2的整個(gè)二維圖像的處理結(jié)果一致。
返回圖3，在結(jié)束標(biāo)簽號整理之后，運(yùn)算處理部60針對在步驟S3 和S4的處理中提取的所有缺陷候選部210計(jì)算面積、長邊及短邊的長度、 二維圖像上的位置，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在運(yùn)箅處理部60的RAM或存儲(chǔ) 部65中。可以由缺陷候選部210中包含的像素?cái)?shù)量表示面積，或者可以 通過一個(gè)像素所占的面積與像素?cái)?shù)量的乘積來獲得缺陷候選部210的真 實(shí)面積?？梢杂扇毕莺蜻x部210所占的x軸方向上和y軸方向上的像素 數(shù)量與單位像素的實(shí)際尺寸的乘積來獲得缺陷候選部210的長邊和短邊 的長度。例如，可以通過代表缺陷候選部210的位置(例如重心的位置) 的x坐標(biāo)和y坐標(biāo)來表示缺陷候選部210的位置。
在隨后的步驟S6，運(yùn)算處理部60檢測比預(yù)定尺寸更大的缺陷候選部 210，并將所有這些缺陷候選部210識別為缺陷。例如，將短邊大于或等 于0.2mm的缺陷候選部210識別為缺陷。此外，在下一步驟S7，運(yùn)算處 理部60針對二維圖像上的各預(yù)定檢査區(qū)域，檢査在步驟S6處被認(rèn)為是 缺陷的各缺陷候選部210 (即，小于預(yù)定尺寸的各缺陷候選部210)的密 度。當(dāng)在步驟6處沒有被判別為缺陷的微小暗區(qū)域201集中在一定區(qū)域 中時(shí)，從檢査者的角度這些可能被識別為缺陷。因此，該處理是將密集 集中了這種微小暗區(qū)域201的區(qū)域識別為缺陷區(qū)域的處理。
在步驟S7的處理中，在如圖2所示的二維圖像中設(shè)定具有預(yù)定尺寸 的檢查區(qū)域B，并針對各檢查區(qū)域B檢査缺陷候選部210的密度。圖8 是圖2的檢查區(qū)域B的放大圖?？梢匀我庠O(shè)定檢查區(qū)域B在x軸的方向 上和y軸的方向上的尺寸xd、 yd。在圖8的檢査區(qū)域B中，單獨(dú)時(shí)小于 缺陷的各微小缺陷候選部210集中在相對密集區(qū)域中。由于運(yùn)算處理部
1860將這種區(qū)域識別為缺陷區(qū)域，所以基于在步驟S5獲得的信息，諸如缺 陷候選部210的面積，在步驟S7判別檢查區(qū)域B中存在的并且其面積大 于或等于預(yù)定面積的缺陷候選部210的數(shù)量；并且，通過該數(shù)量來判別 檢查區(qū)域B中的缺陷候選部210的密度。
在隨后的步驟S8處，運(yùn)算處理部60將缺陷候選部210的密度大于 或等于預(yù)定級的檢査區(qū)域B識別為缺陷區(qū)域。例如，當(dāng)面積大于或等于 預(yù)定面積的缺陷候選部210大于或等于預(yù)定數(shù)量時(shí)，認(rèn)為其密度高，并 且將檢查區(qū)域B識別為缺陷區(qū)域。此外，當(dāng)在步驟S8處被識別為缺陷區(qū) 域時(shí)，計(jì)算該區(qū)域中包含的微小缺陷候選部210的群重心位置，作為代 表這些缺陷候選部210的位置。注意，在如圖9所示的二維圖像上，通 過沿x軸的方向以部分重疊的方式順序改變檢查區(qū)域B的位置，來設(shè)定 檢査區(qū)域B。當(dāng)檢查區(qū)域B沿x軸方向在內(nèi)周面100a中來回移動(dòng)時(shí)，沿 y軸的方向以部分重疊的方式移動(dòng)檢查區(qū)域B。此后，以類似方式重復(fù)進(jìn) 行檢查區(qū)域B的設(shè)定和該區(qū)域中的密度檢查。注意，可將在步驟6被識 別為缺陷的缺陷候選部210從密度檢查中的檢査對象中排除或者不排除。 即使不排除，也可將僅集中了在步驟S6處沒有被識別為缺陷的微小缺陷 候選部210的區(qū)域識別為缺陷區(qū)域。
返回到圖3，在步驟S8處完成缺陷的識別之后，運(yùn)算處理部60轉(zhuǎn)到 步驟S9,將步驟S6和S8處的識別結(jié)果作為檢査結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部65 中，并將它們輸出到輸出部64。關(guān)于到輸出部64的輸出，可以將步驟 S6處識別的缺陷和步驟S8處識別的缺陷作為同一類型的缺陷不加區(qū)分 地呈現(xiàn)給用戶，或者加以區(qū)分地呈現(xiàn)給用戶。即使當(dāng)以區(qū)分的方式向用 戶呈現(xiàn)這二者時(shí)，也能將集中了單獨(dú)時(shí)不會(huì)被判別為缺陷的各微小氣孔 等的區(qū)域檢測為半缺陷，并且通知用戶其存在與否。此外，通過向用戶 呈現(xiàn)在步驟S8處計(jì)算出的缺陷候選部210的重心的位置，可以通知用戶 能夠當(dāng)作缺陷的微小粗糙凹凸等存在的位置，并能夠?qū)⑵溆糜诖_認(rèn)檢查 結(jié)果。在完成上述處理之后，運(yùn)算處理部60結(jié)束該缺陷檢測例程。注意， 圖4到圖8中示出的缺陷候選部和像素尺寸之間的對應(yīng)關(guān)系只是出于示 例性的目的，并未示出實(shí)際檢查中的情形。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式中的表面檢査裝置1，將在內(nèi)周面100a 的二維圖像上大于或等于預(yù)定尺寸的缺陷候選部210識別為缺陷；并且 當(dāng)小于該尺寸的各微小缺陷候選部210和單獨(dú)時(shí)不被當(dāng)作缺陷的各微小 缺陷候選部210密集集中在相對近的區(qū)域中時(shí)，可以將該區(qū)域識別為缺 陷區(qū)域。這樣，不必將缺陷候選部210的尺寸的閾值級設(shè)定得大于將其 判別為缺陷所需要的值；并且，能夠消除將微小的和獨(dú)立的缺陷候選部 210過度地檢測為缺陷的可能性。另一方面，能夠不漏檢在用戶的目視觀 測中可以被識別為缺陷的各微小缺陷候選部210的密集集中部，并能夠 將它們檢測為缺陷或半缺陷，且將它們存在與否呈現(xiàn)給用戶。
此外，在本發(fā)明中，二維圖像的分辨率，換句話說，單個(gè)像素的尺 寸可以設(shè)置成，使得微小暗區(qū)域201(其將是缺陷區(qū)域檢查中的評估對象) 在二維圖像上占據(jù)至少一個(gè)像素。因此，不必設(shè)定超過必要的極小的檢 查分辨率。因此，即使當(dāng)檢査頭16以相對高的速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，也能夠以高 精度檢測到缺陷和缺陷區(qū)域，并且能夠防止由于設(shè)定過高精度的分辨率 而造成的檢查效率的降低。
在上述實(shí)施方式中，運(yùn)算處理部60通過執(zhí)行圖3中的步驟Sl而用 作圖像生成裝置，通過執(zhí)行步驟S2到S5而用作缺陷候選提取裝置，通 過執(zhí)行步驟S6而用作缺陷識別裝置，而通過執(zhí)行S7和S8而用作缺陷區(qū) 域識別裝置。
本發(fā)明不限于上述形式，而是能夠以各種形式實(shí)施。例如，在上述 實(shí)施方式中，通過在旋轉(zhuǎn)檢查頭的同時(shí)沿軸向驅(qū)動(dòng)出檢査頭來利用檢查 光掃描內(nèi)周面。然而，本發(fā)明甚至能夠應(yīng)用于這樣的表面檢査裝置，在 該表面檢查裝置中，省略了檢查頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)中的至少一個(gè)， 并且通過旋轉(zhuǎn)移動(dòng)或者直線移動(dòng)被檢查物代替省略的運(yùn)動(dòng)來掃描被檢查 物的表面。從二維圖像中區(qū)分出具有與缺陷相對應(yīng)的灰度的第一像素和 具有其他灰度的第二像素的處理不限于二值化圖像以進(jìn)行分類的示例。 可以利用灰度級圖像或彩色圖像來區(qū)分與缺陷相對應(yīng)的像素。提取缺陷 候選部的處理也不限于標(biāo)記處理，也可以使用各種圖像處理方法。
然而，在上述實(shí)施方式中，通過利用大于預(yù)定面積的缺陷候選部的數(shù)量來判別檢查區(qū)域中缺陷候選部的密度；然而，也可以通過缺陷候選
部的總面積占檢查區(qū)域的面積的比來判別密度。或者，可以通過利用各 種信息，例如通過關(guān)注單獨(dú)時(shí)不被識別為缺陷的各缺陷候選部中的一個(gè)， 并參考關(guān)注的缺陷候選部與鄰接的缺陷候選部之間的距離對密度進(jìn)行判 別來執(zhí)行密度的判別。
接著描述本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的表面檢査裝置。該實(shí)施方式中 的表面檢査裝置的結(jié)構(gòu)與圖1中例示的結(jié)構(gòu)相同，因此省略其說明。本
實(shí)施方式與上述實(shí)施方式的不同之處在于運(yùn)算處理部60的處理。下面來 進(jìn)行描述。用作圖像生成裝置的運(yùn)算處理部60利用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部65中 的反射光信號來生成將圖10中所示的被檢查物300的內(nèi)周面300a以平 面方式展開的二維圖像。即，如圖10所示，運(yùn)算處理部60分別沿被檢 査物300的周向設(shè)定x軸，而沿軸向設(shè)定y軸，并且生成將內(nèi)周面300a 在由該x軸和y軸組成的二維直角坐標(biāo)系中限定的平面上展開的二維圖 像。例如，二維圖像為8位灰度級圖像。x軸的方向?yàn)槎S圖像400上的 周相當(dāng)方向，而y軸方向?yàn)槎S圖像400上的軸相當(dāng)方向。
諸如氣孔的缺陷301、 302和用作加工部的加工孔303a、 303b、 303c、 304存在于圖10的被檢查物300的內(nèi)周面300a上，作為反射率比紋理 300b低的區(qū)域。紋理300b是沒有缺陷的切削工作面。加工孔303a到303c 具有同樣的形狀和同樣的尺寸，而且這些孔303a到303c在y軸方向上 的位置也相同。下面，當(dāng)不必區(qū)分加工孔303a到303c時(shí)，將其表示為 加工孔303。加工孔304在形狀和尺寸上不同于加工孔303，并且沿y軸 方向偏離加工孔303。
圖11示出了運(yùn)算處理部60生成的與圖10的內(nèi)周面300a相對應(yīng)的 二維圖像的示例。通過沿x軸方向和y軸方向排列多個(gè)像素400a來形成 二維圖像400。單個(gè)像素400a在內(nèi)周面300a上的所占的尺寸可以是任意 的，但作為示例，單個(gè)像素400a沿x軸方向的寬度相當(dāng)于內(nèi)周面300a 上的150"m，而其沿y軸方向的寬度相當(dāng)于內(nèi)周面300a上的50um。 與缺陷301、 302相對應(yīng)的缺陷圖像401、 402，和與加工孔303a到303c、 304相對應(yīng)的加工孔圖像403a到403c(可以用參考符號403來表示它們)、
21404呈現(xiàn)于該二維圖像400上。這些圖像的密度值比與內(nèi)周面300a的紋 理300b相對應(yīng)的背景區(qū)域405的密度值更暗(更低)。也就是說，在本 實(shí)施方式中，二維圖像400中的像素400a的密度值隨著反射光的量的增 加更變得更大，并且缺陷和加工部呈現(xiàn)為暗區(qū)域。
運(yùn)算處理部60通過按照預(yù)定算法對二維圖像400進(jìn)行處理來判別被 檢查物300的內(nèi)周面300a上是否存在缺陷，并將判別結(jié)果輸出到輸出部 64。在缺陷檢測中，通過關(guān)注二維圖像400中的暗部來判別缺陷圖像的 存在與否。然而，在圖11的二維圖像400中，加工孔圖像403、 404也 以類似于缺陷圖像401、 402的方式呈現(xiàn)為暗部。因此，即使在被檢查物 300中不存在缺陷301、 302，加工孔圖像403、 404也可能被判別為缺陷， 而被檢査物300可能被錯(cuò)誤地判定為缺陷產(chǎn)品。為了避免這樣的錯(cuò)誤判 定，運(yùn)算處理部60通過執(zhí)行圖13中所示的缺陷檢測處理來消除諸如加 工孔303、 304的加工部對缺陷檢測的影響。該缺陷檢測處理是判別是否 存在缺陷的處理，并通過將已知將在被檢查物300的內(nèi)周面300a上存在 的加工部的圖像制作成基準(zhǔn)圖像，基于該基準(zhǔn)圖像與在二維圖像400上 呈現(xiàn)為暗部的圖像之間的一致度來檢測該加工部的圖像，并從該缺陷判 別的目標(biāo)中排除檢測到的加工部的圖像，來執(zhí)行該缺陷檢測處理。
在檢查圖11的二維圖像400的情況下，分別制作僅提取加工孔圖像 403的基準(zhǔn)圖像和僅提取加工孔圖像404的基準(zhǔn)圖像。然而，這里假設(shè)從 二維圖像400提取具有包圍加工孔圖像403或加工孔圖像404所需的最 小尺寸的矩形區(qū)域411、 412的圖像并將其制作為基準(zhǔn)圖像。在下面，它 們可以表示為基準(zhǔn)圖像411、 412。由于加工孔303a、 303b、 303c具有相 同形狀和相同尺寸，可以對應(yīng)于它們制作公共的即單個(gè)基準(zhǔn)圖像411?？?以通過由用戶指定將用作通過實(shí)際拍攝被檢查物300的內(nèi)周面300a獲得 的二維圖像400中的基準(zhǔn)圖像411、412的區(qū)域來創(chuàng)建基準(zhǔn)圖像411、412。 另選的是，可以通過根據(jù)被檢查物300的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和攝影條件對加工孔 303、 304的圖像進(jìn)行計(jì)算來生成基準(zhǔn)圖像411、 412。注意，基準(zhǔn)圖像411、 412被生成為具有與二維圖像400的灰度相同的灰度的灰度級圖像。
基準(zhǔn)圖像411、 412預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部65中。圖12示出了存儲(chǔ)部65中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像411、 412的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示例?；鶞?zhǔn)圖像411、 412的 數(shù)據(jù)是按照像素的排列順序描述相應(yīng)基準(zhǔn)圖像411、 412中包含的像素的 密度值的數(shù)值數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)按照與對應(yīng)于基準(zhǔn)圖像411、 412的加工孔 圖像403、 404的y軸方向上的代表坐標(biāo)yl、 y2和其數(shù)量Nl、 N2相關(guān) 聯(lián)的方式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元65中。例如，將加工孔圖像403、 404的重心 (或中心)的y坐標(biāo)選擇為代表坐標(biāo)yl、 y2。作為示例，將y軸方向上 的坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)定在二維圖像400的上端400c,即圖10的內(nèi)周面300a的 軸向上的邊緣300c處。數(shù)量Nl、 N2是表示在代表坐標(biāo)yl、 y2處分別 存在多少個(gè)具有相同形狀和相同尺寸的加工孔303、 304的值。換句話說， 它們是與基準(zhǔn)圖像411、 412相對應(yīng)的將在分別由y坐標(biāo)yl、 y2表示的 位置上存在的加工孔圖像403、 404的數(shù)量。在圖ll的示例中，數(shù)量N1 為3，而數(shù)量N2為1。
下面來描述圖13的缺陷檢測處理。當(dāng)完成內(nèi)周面300a的掃描時(shí)， 運(yùn)算處理部60基于從信號處理部62接收到的反射光信號來生成內(nèi)周面 300a的二維圖像400。 二維圖像400是在運(yùn)算處理部60的RAM中實(shí)際 生成的灰度級圖像。在生成二維圖像400以后，運(yùn)算處理部60開始缺陷 檢測處理，并且首先在步驟Sll針對檢查對象的y坐標(biāo)設(shè)定初始值。在 這種情況下，可以將與基準(zhǔn)圖像411、 412相關(guān)聯(lián)的代表坐標(biāo)yl、 y2的 最小y坐標(biāo)(在這種情況下為yl)設(shè)定為該初始值。
在下一步驟S12處，運(yùn)算處理部60將用于對加工孔的檢測數(shù)量進(jìn)行 計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的值設(shè)定為初始值0。在隨后的步驟S13處，運(yùn)算處理部 60從存儲(chǔ)部65獲取基準(zhǔn)圖像的數(shù)據(jù)和與檢查對象的y坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)的數(shù) 量。例如，當(dāng)檢查對象像素群的y坐標(biāo)為yl時(shí)，運(yùn)算處理部60獲取基 準(zhǔn)圖像411的數(shù)據(jù)和加工孔303a到303c的數(shù)量Nl (=3)。
在隨后的步驟S14處，運(yùn)算處理部60從二維圖像400選擇檢查對象 圖像以與基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較。例如，當(dāng)在圖11的二維圖像400上將y坐 標(biāo)yl設(shè)定為檢查對象時(shí)，選擇在y坐標(biāo)yl處具有與基準(zhǔn)圖像411相同 形狀和相同尺寸且其在y軸方向上的位置與基準(zhǔn)圖像411 一致的檢査目 標(biāo)圖像420。每次執(zhí)行步驟S14時(shí)，將檢查對象圖像420在x軸方向上的
23位置沿x軸方向順序改變預(yù)定數(shù)量的像素。例如，當(dāng)首先針對y坐標(biāo)yl 執(zhí)行步驟S14時(shí)，選擇檢查對象圖像420,以與二維圖像400的左邊邊緣 接觸，每次執(zhí)行步驟S14時(shí)，將檢查對象圖像420的位置沿x軸方向朝 向右端順序移動(dòng)。該處理對應(yīng)于在二維圖像400上在y軸方向上的區(qū)域 內(nèi)順序改變基準(zhǔn)圖像411的位置的處理，其中，該區(qū)域以y坐標(biāo)yl作為 其中心，并且具有與基準(zhǔn)圖像411相同的尺寸，并且沿x軸方向從二維 圖像300的左端開始。
在下一步驟S15處，運(yùn)算處理部60利用歸一化相關(guān)來計(jì)算檢查對象 圖像與基準(zhǔn)圖像之間的一致度。在歸一化相關(guān)中，當(dāng)在待比較的圖像之 間的密度值具有相同的傾向時(shí)，即當(dāng)它們類似時(shí)，表現(xiàn)出正相關(guān)；而當(dāng) 兩者的密度值具有相反的傾向時(shí)，即當(dāng)它們不類似時(shí)，表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)。 歸一化相關(guān)的相關(guān)公式表達(dá)為04xlOOOO)/V^^。這里，A表示檢査對
象圖像與基準(zhǔn)圖像之間的互相關(guān)，并由^-A^z(/xr)-o:/)xa:r)給出。b 表示檢查對象圖像的自相關(guān)，并由5-ivxi:(/x/)-(i:/)xa:/)給出。c表示
基準(zhǔn)圖像的自相關(guān)，并由c-iVxS(rxr)-(Er)xa:r)給出。在相關(guān)公式中， N表示基準(zhǔn)圖像的像素?cái)?shù)量，I表示檢査對象圖像的相應(yīng)像素的密度值， 而T表示基準(zhǔn)圖像的相應(yīng)像素的密度值。
在隨后的步驟S16處，運(yùn)算處理部60判定在步驟S15處獲得的歸一
化相關(guān)值是否超過預(yù)定閾值級?？梢詫⒈徽J(rèn)為表示正相關(guān)的歸一化相關(guān)
值的數(shù)值設(shè)定為在此使用的閾值級。當(dāng)超出該閾值級時(shí)，運(yùn)算處理部60 轉(zhuǎn)到下一步驟S17，將提取為檢查對象圖像的區(qū)域識別為掩模區(qū)域，并存 儲(chǔ)二維圖像400上的掩模區(qū)域中包含的像素群的位置。在下一步驟S18 處，運(yùn)算處理部60將上述計(jì)數(shù)器的值加1，并轉(zhuǎn)到步驟S19。另一方面， 當(dāng)在步驟S16處判定歸一化相關(guān)值不超過閾值級時(shí)，運(yùn)算處理部60跳過 步驟S17、 S18并轉(zhuǎn)到步驟S19。
在下一步驟S19處，運(yùn)算處理部60判定上述計(jì)數(shù)器的值(加工孔的 檢測數(shù)量)與在步驟S13處獲得的加工孔的數(shù)量(例如在坐標(biāo)yl處為 Nl)是否一致。當(dāng)計(jì)數(shù)器的值與加工孔的數(shù)量不一致時(shí)，運(yùn)算處理部60 返回到步驟S14，并計(jì)算下一檢査對象圖像420與基準(zhǔn)圖像之間的一致度。當(dāng)在步驟S19處計(jì)數(shù)器的值與加工孔的數(shù)量一致時(shí)，運(yùn)算處理部60 轉(zhuǎn)到步驟S20。
在步驟S20處，運(yùn)算處理部60針對與基準(zhǔn)圖像相對應(yīng)的所有y坐標(biāo) 判斷檢查是否結(jié)束。然后，當(dāng)存在未檢査的y坐標(biāo)時(shí)，運(yùn)算處理部60在 步驟S21處選擇下一 y坐標(biāo)，并返回到步驟S12。當(dāng)在步驟S20處判斷 結(jié)束了所有的y坐標(biāo)的檢査時(shí)，運(yùn)算處理部60轉(zhuǎn)到下一步驟S22。
在步驟S22處，運(yùn)算處理部60在從缺陷判別對象中排除被識別為掩 模區(qū)域的區(qū)域的同時(shí)判別在二維圖像400中是否存在缺陷圖像。作為示 例，運(yùn)算處理部60利用將缺陷圖像401、 402分類為暗區(qū)域而將背景圖 像405分類為亮區(qū)域的閾值級對二維圖像400進(jìn)行二值化，并利用獲得 的二值化圖像中的暗區(qū)域的面積等作為線索來判別是否存在缺陷。在二 值化中，將在步驟S17處識別為掩模區(qū)域的所有像素的密度值轉(zhuǎn)換為與 背景區(qū)域405相同的密度值。這樣，從二值化圖像中刪除被認(rèn)為是加工 孔圖像的圖像。因此，當(dāng)在內(nèi)周面300a上僅存在加工孔圖像時(shí)，消除了 可能錯(cuò)誤地判別加工孔的可能性。當(dāng)對內(nèi)周面300a的整個(gè)表面完成了缺 陷判別時(shí)，運(yùn)算處理部60結(jié)束圖13的缺陷檢測處理。
在上述處理中，事先制作與加工孔圖像403、 404相對應(yīng)的相應(yīng)基準(zhǔn) 圖像411、 412。將二維圖像400中可被認(rèn)為是與基準(zhǔn)圖像411、 412—致 的區(qū)域推定為加工孔圖像，并且從缺陷判別對象中排除這些區(qū)域。因此， 不存在因加工孔的影響而可能錯(cuò)誤地將沒有缺陷的非缺陷產(chǎn)品判別為缺 陷產(chǎn)品的可能性。此外，針對具有不同形狀和尺寸的各加工孔圖像403、 404制作單獨(dú)的基準(zhǔn)圖像，以與加工孔圖像的位置(y坐標(biāo))和數(shù)量相關(guān) 的方式存儲(chǔ)各基準(zhǔn)圖像，并且參考代表了各基準(zhǔn)圖像的y坐標(biāo)，在縮窄 的區(qū)域內(nèi)計(jì)算檢査對象圖像與基準(zhǔn)圖像之間的一致度。當(dāng)檢査對象圖像 與基準(zhǔn)圖像一致時(shí)，將檢査對象圖像的區(qū)域識別為掩模區(qū)域。因此，不 考慮加工孔圖像403、 404在二維圖像400的x軸方向(相當(dāng)于檢查對象 300的周向)上的位置，可以輕松快速地確定掩模區(qū)域。這一點(diǎn)將在下面 描述。
將與內(nèi)周面300a的邊緣300c相對應(yīng)的二維圖像400的邊緣選擇為
25檢査對象300的軸向上的基準(zhǔn)，并且可相對于該基準(zhǔn)唯一地確定加工孔
圖像403、 404所在的y坐標(biāo)。然而，加工孔圖像403、 404的x坐標(biāo)可 根據(jù)被檢查物300的內(nèi)周面300a上的掃描起始位置與加工孔303、 304 的位置之間的關(guān)系而改變。不存在可用來確定加工孔圖像403、 404在二 維圖像400上的x軸方向上的位置的確定基準(zhǔn)。因此，可以試圖通過將 整個(gè)二維圖像400上存在的加工孔圖像403、404存儲(chǔ)在單個(gè)掩模圖像中， 并且將該掩模圖像疊加在二維圖像400上來掩蔽加工孔圖像403、 404。 然而，當(dāng)改變加工孔圖像403、 404的位置時(shí)，掩模位置偏移并且加工孔 圖像403、 404被檢測為缺陷。為了防止上述情況，即使當(dāng)在x軸方向上 改變掩模圖像的位置以便與加工孔圖像403、 404對齊時(shí)，尺寸上與整個(gè) 內(nèi)周面300a相對應(yīng)的掩模圖像的數(shù)據(jù)量也較大，因而要花費(fèi)較長時(shí)間進(jìn) 行定位處理。
相反，在本實(shí)施方式中，由于針對至少具有不同形狀或不同尺寸的 各加工孔圖像403、 404單獨(dú)制作基準(zhǔn)圖像411、 412，所以基準(zhǔn)圖像4U、 412的尺寸較小，并且其數(shù)據(jù)量也較小。因此，當(dāng)相對于二維圖像400移 動(dòng)y坐標(biāo)yl、 y2處的基準(zhǔn)圖像411、 412時(shí)，處理它們花費(fèi)的時(shí)間較短。 此外，將基準(zhǔn)圖像411與檢查圖像420進(jìn)行比較的區(qū)域在y軸方向縮窄 成如下區(qū)域，其中該區(qū)域以y坐標(biāo)yl為其中心，并且與基準(zhǔn)圖像411具 有相同的尺寸，而將基準(zhǔn)圖像412與檢査圖像420進(jìn)行比較的區(qū)域在y 軸方向縮窄成如下區(qū)域，其中該區(qū)域以y坐標(biāo)y2為其中心，并且與基準(zhǔn) 圖像412具有相同的尺寸。因此，不必將所述基準(zhǔn)圖像411、 412與所述 二維圖像400的整個(gè)表面相比。因此，可以快速執(zhí)行用于確定要從缺陷 檢查對象中排除的區(qū)域的掩模處理。
此外在本實(shí)施方式中，提前知道在與相應(yīng)基準(zhǔn)圖像411、 412相對應(yīng) 的y坐標(biāo)yl、 y2處將存在的加工孔403、 404的數(shù)量N1、 N2。當(dāng)僅識別 出數(shù)量與數(shù)量N1、 N2相對應(yīng)的掩模區(qū)域，完成相同的y坐標(biāo)處的掩模 區(qū)域的檢査(步驟S19到S20)。因此，即使當(dāng)類似于加工孔圖像的缺陷 圖像位于與加工孔圖像403、 404相同的y坐標(biāo)處時(shí)，這也不影響缺陷有 無的判別。例如，在圖10的二維圖像400中，在y坐標(biāo)yl處存在三個(gè)加工孔圖像403a到403c和一個(gè)缺陷圖像302。即使在與基準(zhǔn)圖像311相 比時(shí)將缺陷圖像302判別為掩模區(qū)域，加工孔圖像403中的任何一個(gè)仍 未被判別為掩模區(qū)域。因此，在步驟S22處的缺陷檢測中將該加工孔403 檢測為缺陷。這樣，就消除了存在缺陷的被檢査物可能被錯(cuò)誤地判別為 非缺陷產(chǎn)品的可能性。
在上述實(shí)施方式中，存儲(chǔ)部65相當(dāng)于基準(zhǔn)圖像存儲(chǔ)裝置。此外，運(yùn) 算處理部60通過執(zhí)行圖13的處理用作缺陷判別裝置，并且通過執(zhí)行圖 13中的步驟S14到S19的處理具體用作排除區(qū)域確定裝置。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，而能夠以各種形式實(shí)施。例如在上述 處理中，在當(dāng)區(qū)域被識別為掩模區(qū)域的次數(shù)與對應(yīng)于基準(zhǔn)圖像的加工孔 的數(shù)量一致時(shí)，結(jié)束掩模區(qū)域的檢測。然而，即使在掩模區(qū)域的檢測數(shù) 量與加工孔數(shù)量一致之后，也可以繼續(xù)計(jì)算基準(zhǔn)圖像與檢查對象圖像沿 著x軸的方向的一致度。當(dāng)檢測到比與基準(zhǔn)圖像相對應(yīng)的數(shù)量更多的加 工孔圖像時(shí)，可以判定被檢査物300中存在缺陷。此外，當(dāng)存在比與基 準(zhǔn)圖像相關(guān)的數(shù)量更多的掩模區(qū)域時(shí)，可以基于歸一化相關(guān)值將具有最 低相關(guān)級值的區(qū)域確定為缺陷。這樣，與基準(zhǔn)圖像對應(yīng)的加工孔的數(shù)量 不僅是識別掩模區(qū)域的信息，也能夠用作判別缺陷存在與否的信息。
然而，在上述實(shí)施方式中，雖然中心的y坐標(biāo)用作與基準(zhǔn)圖像相對 應(yīng)的加工孔圖像的位置；但并不限于此，可以將適當(dāng)?shù)奈恢枚x為加工 孔的圖像的位置。
用于獲取被檢査物的表面的二維圖像的手段并不限于上述形式，而 可以進(jìn)行適當(dāng)變更。此外，本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于檢査內(nèi)周面的情況， 而且可以應(yīng)用于檢査圓筒形外周面的情況。此外，本發(fā)明不限于檢查具 有加工孔作為加工部的被檢查物，根據(jù)本發(fā)明可從缺陷判別對象中排除 作為檢查對象的在圓筒表面上以任何形式加工過的部分。加工的概念廣 泛包括對被檢査物的材料進(jìn)行任何人工替換的應(yīng)用，例如，還可以包括 諸如打印、著色、表面改性的各種處理。
2權(quán)利要求
1、一種表面檢查裝置，該表面檢查裝置包括檢測裝置，其利用檢查光掃描被檢查物的表面，接收來自該表面的反射光，并輸出與所述反射光的光量相對應(yīng)的信號；圖像生成裝置，其基于所述檢測裝置的輸出信號來生成所述被檢查物的表面的二維圖像；缺陷候選提取裝置，其將所述二維圖像中包含的像素分類成具有與所述被檢查物的表面上的缺陷相對應(yīng)的灰度的第一像素群和不具有與所述缺陷相對應(yīng)的灰度的第二像素群，并提取所述第一像素群作為所述第二像素群包圍的各區(qū)域的缺陷候選部；缺陷識別裝置，其將所述缺陷候選部中大于預(yù)定尺寸的缺陷候選部判別為缺陷；以及缺陷區(qū)域識別裝置，其檢查所述二維圖像的各特定檢查區(qū)域，并將小于預(yù)定尺寸的缺陷候選部的密度大于或等于預(yù)定級的檢查區(qū)域識別為缺陷區(qū)域。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面檢査裝置，其中，^f述缺陷候選提取 裝置通過對所述二維圖像中包含的所述第一像素群執(zhí)行標(biāo)記處理來提取 所述缺陷候選部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面檢查裝置，其中，所述缺陷區(qū)域識別裝置基于所述檢查區(qū)域中小于預(yù)定尺寸的缺陷候選部的面積和數(shù)量 中的至少任何一個(gè)來判別所述密度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的表面檢查裝置，其中，當(dāng)在所述檢查 區(qū)域中小于預(yù)定尺寸的缺陷候選部中的面積大于或等于預(yù)定面積的缺陷 候選部的數(shù)量大于或等于預(yù)定值時(shí)，所述缺陷區(qū)域識別裝置判別所述密 度大于或等于所述預(yù)定級。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)所述的表面檢查裝置，該表面檢 査裝置還包括位置計(jì)算裝置，所述位置計(jì)算裝置計(jì)算包含在被識別為所 述缺陷區(qū)域的所述檢査區(qū)域中的缺陷候選部的群的重心位置，作為代表所述檢查區(qū)域中的缺陷候選部的所述群的位置。
6、 一種表面檢查裝置，其獲取將被檢查物的圓筒形表面以平面方式 展開的二維圖像，并基于該二維圖像中像素的密度值來判別所述表面上 是否存在缺陷，所述表面檢査裝置包括基準(zhǔn)圖像存儲(chǔ)裝置，其將與所述表面上存在的加工部相對應(yīng)的將在 所述二維圖像上出現(xiàn)的加工部的圖像存儲(chǔ)為針對至少在形狀或者尺寸上 不同的各加工部的獨(dú)立基準(zhǔn)圖像，并以與各基準(zhǔn)圖像相關(guān)聯(lián)的方式存儲(chǔ) 各加工部的各圖像在與所述表面的軸向相當(dāng)?shù)妮S相當(dāng)方向上的位置以及 應(yīng)當(dāng)在與所述表面的周向相當(dāng)?shù)闹芟喈?dāng)方向上存在的相同加工部的各圖 像的數(shù)量；以及缺陷判別裝置，其基于各基準(zhǔn)圖像以及與各基準(zhǔn)圖像相關(guān)的所述位 置和所述數(shù)量來確定要從所述二維圖像上的缺陷判別對象中排除的區(qū) 域，并基于確定的區(qū)域之外的像素的密度值來判別是否存在所述缺陷。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面檢查裝置，其中，所述缺陷判別裝置包括排除區(qū)域確定裝置，該排除區(qū)域確定裝置參照與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān) 的位置，將所述二維圖像上要與所述基準(zhǔn)圖像相比較的區(qū)域縮窄到所述 二維圖像在所述軸相當(dāng)方向上的部分，比較所述基準(zhǔn)圖像的像素密度值 和所述二維圖像在縮窄區(qū)域中的像素密度值，并基于該比較結(jié)果將數(shù)量 上等于與所述基準(zhǔn)圖像相關(guān)的數(shù)量的區(qū)域確定為要從所述缺陷判別對象 中排除的區(qū)域。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面檢查裝置，其中，所述排除區(qū)域確定 裝置通過相對于所述二維圖像沿所述周相當(dāng)方向順序改變所述基準(zhǔn)圖像 在所述縮窄區(qū)域中的位置來判別所述基準(zhǔn)圖像與所述二維圖像上的具有 與所述基準(zhǔn)圖像相同的形狀和尺寸的檢查對象圖像之間的一致度，并且， 當(dāng)所判別的一致度超過預(yù)定閾值級時(shí)，所述排除區(qū)域確定裝置將所述檢 查對象圖像的區(qū)域確定為要從所述缺陷判別對象中排除的區(qū)域。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的表面檢查裝置，其中，所述一致度是通過 對所述基準(zhǔn)圖像與所述檢查對象圖像之間的相關(guān)性進(jìn)行歸一化來計(jì)算 的。
10、根據(jù)權(quán)利要求6到9中任何一項(xiàng)所述的表面檢查裝置，其中， 所述基準(zhǔn)圖像對應(yīng)于通過從所述二維圖像中提取包圍單個(gè)加工部的圖像 所需的最小矩形區(qū)域而獲得的圖像。
全文摘要
一種表面檢查裝置，其包括檢測裝置，該檢測裝置利用檢查光掃描被檢查物的表面，并輸出與所述表面的反射光的強(qiáng)度相對應(yīng)的信號。該表面檢查裝置基于檢測裝置的輸出信號來生成該被檢查物的表面的二維圖像，將尺寸大于預(yù)定值的缺陷候選區(qū)域確定為缺陷，在二維圖像中逐個(gè)檢查預(yù)定檢查部分，并將檢查部分中的尺寸小于預(yù)定值的缺陷候選區(qū)域的密度超過預(yù)定級的檢查部分確定為缺陷部分。使用另一表面檢查裝置來基于密度值判斷在與筒狀被檢查物的表面對應(yīng)的二維圖像中是否存在任何缺陷。將要呈現(xiàn)在二維圖像中的加工部的圖像保存為基準(zhǔn)圖像。保存加工部的圖像在軸向上的位置和該加工部的圖像在周向上的數(shù)量。確定二維圖像中要從缺陷判別對象中排除的部分，并且基于該確定的部分之外的像素的密度值來判斷是否存在任何缺陷。
文檔編號G01N21/88GK101449149SQ200780018328
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者深水裕紀(jì)子 申請人:麒麟工程技術(shù)系統(tǒng)公司