JP2020091155A - Evaluation device, evaluation method and manufacturing method of article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、評価装置、評価方法及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an evaluation device, an evaluation method, and an article manufacturing method.
光沢性を有する被評価面(ワーク)の特性(性状)を評価する、具体的には、被評価面に存在する欠陥を検出する技術が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に開示された技術では、ラインパターン光源でワークを照明し、ワークで反射された光をカメラで撮像し、その画像に画像処理を施すことで欠陥を検出している。具体的には、特許文献1に開示された技術では、ストライプパターン状の光をワークに照射して、ワークとの相対位置を変化させた複数の条件で撮像された画像(反射光)からワークの表面の特性を決定する。更に、ワークを大きく移動させながら複数の位置でワークの表面の特性を決定することによって、ワーク全体の評価を行う。
A technique has been proposed for evaluating the characteristics (characteristics) of a glossy surface (work) to be evaluated, specifically, for detecting a defect existing on the surface to be evaluated (see Patent Document 1). In the technique disclosed in
特許文献1に開示された技術では、ワークにストライプ状のパターンを投影するための光源として、LCD(液晶表示デバイス)やOLED(有機発光ダイオード)などを含む面発光光源が用いられているが、これらの光源は光を透過しない。従って、光源からの光がカメラによって遮光されず、且つ、カメラの視野が光源によって遮られないようにするためには、光源とカメラとをワークから見て異なる方向に配置することに加えて、ワークから光源までの距離を大きく確保する必要がある。この場合、ワークの広い範囲から正反射光を得るためには、大型の光源を用いる、或いは、ワークとカメラとの相対的な位置を変えて複数の画像を取得する必要があり、装置の大型化や複雑化を招いてしまう。
In the technique disclosed in
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、被評価面の特性を評価するのに有利な評価装置を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems of the conventional art, and an exemplary object of the present invention is to provide an evaluation apparatus that is advantageous for evaluating the characteristics of a surface to be evaluated.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての評価装置は、被評価面の特性を評価する評価装置であって、明部及び暗部が周期的に交互に配列された発光面を含み、前記発光面からのパターン光で前記被評価面を照明する照明部と、前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも3つ以上の画像を取得する撮像部と、前記被評価面の特性を評価する処理を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記撮像部で取得された前記少なくとも3つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも2つの画像を生成し、前記少なくとも2つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも2つの画像を合成して合成画像を生成し、前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求めることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an evaluation device according to one aspect of the present invention is an evaluation device for evaluating the characteristics of a surface to be evaluated, including a light emitting surface in which bright portions and dark portions are alternately arranged periodically. , An illumination unit that illuminates the surface to be evaluated with pattern light from the light emitting surface, and at least three images of the surface to be evaluated under conditions where the relative positions of the pattern light and the surface to be evaluated are different from each other. An image capturing unit that acquires the above images, and a control unit that controls a process of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated, the control unit including the at least three images acquired by the image capturing unit. To generate at least two images including frequency components of different orders from each other, and synthesize the at least two images so as to cancel the periodical intensity unevenness included in each of the at least two images. Then, the characteristics of the surface to be evaluated are obtained based on the composite image.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will be made clear by the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、被評価面の特性を評価するのに有利な評価装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide, for example, an evaluation device advantageous for evaluating the characteristics of the surface to be evaluated.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each drawing, the same reference numerals are given to the same members, and duplicate description will be omitted.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態における評価装置1の構成を示す概略図である。評価装置1は、光沢性を有するワーク(被評価物)11の画像を処理して、ワーク11の略平坦な被評価面を光学的に評価する。ワーク11は、例えば、工業製品に利用される表面が研磨された金属部品や樹脂部品などを含む。ワーク11の表面(被評価面)には、多様な欠陥、例えば、傷や色抜けの他、打痕など緩やかな凹凸形状に起因する欠陥などが発生する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an
評価装置1は、ワーク11の被評価面の画像を取得し、かかる画像を処理して得られる情報を評価することで被評価面の欠陥を検出し、その検出結果に基づいて、例えば、ワーク11を良品又は不良品に分類する。評価装置1は、ワーク11を所定の位置に搬送する搬送装置(不図示)、例えば、コンベア、ロボット、スライダ、手動ステージなどを有する。
The
評価装置1は、ワーク11を照明する照明部101と、照明部101を介してワーク11を上方から撮像するカメラ102(撮像部)と、第1駆動部(可動機構)103とを有する。更に、評価装置1は、制御部104と、パーソナルコンピュータ(PC)105と、ディスプレイ106と、第2駆動部(可動機構)107とを有する。
The
カメラ102は、例えば、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなどの画素が2次元状に配列されたイメージセンサを含み、ワーク11(の被評価面)を撮像して画像を取得する。このようなエリアセンサカメラは、ラインセンサカメラと比べて、広い領域の画像を一括で取得することができるため、ワーク11の被評価面の広い範囲を高速に評価することが可能となる。
The
図2を参照して、照明部101の構成の一例について説明する。照明部101は、少なくとも部分的に光を透過する透過部(暗部)101aと透過部101よりも透過率が小さい非透過部(明部)101bとが周期的に(一定の周期Pで)交互に配列された発光面を含み、ストライプ状のパターン光を射出する。透過部101a及び非透過部101bは、本実施形態では、Y方向(第1方向)に長手方向を有する矩形形状で構成されている。また、透過部101aと非透過部101bとを含む部材は、枠部101cによって保持されている。
An example of the configuration of the
図3は、照明部101の断面図である。照明部101は、透過部101a、非透過部101b及び枠部101cに加えて、図3に示すように、LED(光源)101dと、導光板101eとを含む。導光板101eは、例えば、アクリルやガラスの平面板である。非透過部101bは、例えば、光を散乱する特性を有する素材を、フィルム上にストライプ状のパターンを周期Pで印刷することで構成される。この場合、光を散乱する特性を有する素材で印刷されていないフィルムの部分が透過部101aとなる。光を散乱する特性を有する素材でパターンが印刷されたフィルムは、導光板101eに密着して貼り付けられる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
LED101dは、枠部101cの内部であって、透過部101a及び非透過部101bを取り囲む領域の複数の箇所に設けられている。LED101dから射出された光は、導光板101eの内部を全反射しながら進む。非透過部101bは光を散乱する特性を有する素材で構成されているため、入射した光の一部はワーク11に向けて散乱(照射)される。一方、透過部101aでは殆ど光が散乱されないため、透過部101aからワーク11に向けて照射される光は殆ど発生しない。これにより、照明部101は、ストライプ状のパターン光でワーク11を照明する。
The
ワーク11で反射又は散乱された光の一部は、照明部101の非透過部101bによって遮光され、その他の一部は、照明部101の透過部101aを透過(通過)してカメラ102に到達(入射)する。従って、カメラ102は、照明部101を介してワーク11を撮像することができる。
Part of the light reflected or scattered by the
本実施形態では、非透過部101b(及び透過部101a)は、光を散乱する特性を有する素材を用いてフィルム上に印刷されたストライプ状のパターンによって構成されているが、照明部101の構成は、これに限定されるものではない。例えば、透過部101aはライン状の開口で構成し、非透過部101bはライン状の発光部材で構成してもよい。
In the present embodiment, the
第1駆動部103は、図1に示すように、照明部101を保持する。第1駆動部103は、透過部101a及び非透過部101bのラインの長手方向(第1方向)に交差、具体的には、直交するX方向(第2方向)に照明部101を移動させる。第1駆動部103は、照明部101を移動させることで、照明部101(からのパターン光)とワーク11の被評価面との相対的な位置が互いに異なる複数の条件を設定する。本実施形態では、第1駆動部103によってワーク11に対して照明部101を移動させているが、照明部101に対してワーク11を移動させることで、照明部101とワーク11との相対的な位置を変更してもよい。換言すれば、ワーク11及び照明部101の少なくとも一方をX方向に沿って移動させればよい。また、照明部101の全体を移動させるのではなく、透過部101a及び非透過部101bのみを移動させるようにしてもよい。第1駆動部103は、制御部104に接続されている。
The
第2駆動部107は、カメラ102を保持する。第2駆動部107は、Z方向にカメラ102を移動させる。本実施形態では、カメラ102のフォーカス位置は、第2駆動部107によって、ワーク11の表面上に合わせられている。第2駆動部107は、制御部104に接続されている。
The
制御部104は、例えば、CPUやメモリなどを含むコンピュータで構成され、記憶部に記憶されたプログラムに従って評価装置1の各部を統括的に制御して評価装置1を動作させる。制御部104は、本実施形態では、照明部101と、カメラ102と、第1駆動部103と、第2駆動部107とを同期して制御する。制御部104は、PC105と協同して、カメラ102で取得される画像に基づいて、ワーク11の被評価面の特性を評価する処理を制御する。
The
制御部104は、第1駆動部103を介して、照明部101をX方向にΔXi(i=1,2,・・・,N)だけ移動させ、ワーク11の被評価面をカメラ102で撮像してN(N≧3)枚からなる画像(少なくとも3つの画像)を取得する。ΔXiは、既知であれば、任意の値に設定することができる。カメラ102で取得される各画像は、それぞれの位置で照明部101を静止させた状態で取得してもよいし、第1駆動部103によって照明部101を移動させながら取得してもよい。この場合、i番目の撮像でのカメラ102の露光時間の中間における照明部101とワーク11との相対的な位置と、i+1番目の撮像でのカメラ102の露光時間の中間における照明部101とワーク11との相対的な位置との間隔がΔXiとなるようにする。また、第1駆動部103を手動で操作してワーク11を移動させた後、マニュアルトリガーによってカメラ102でワーク11を撮像して画像を取得してもよい。
The
PC105及びディスプレイ106は、画像処理部として機能する。PC105は、本実施形態では、カメラ102で取得された画像に画像処理を施し、かかる画像処理によって得られた情報に基づいて、ワーク11の被評価面を評価する。本実施形態では、PC105と制御部104とを別体としているが、PC105と制御部104とを一体的に設けてもよい。また、PC105は、汎用的なPCではなく、画像処理専用のマシンであってもよい。カメラ102で取得された画像は、ケーブル(不図示)を経由してPC105に転送される。ディスプレイ106は、評価装置1に関する種々のデータや情報をユーザに提供(表示)する表示部であって、例えば、カメラ102で取得された画像やワーク11の被評価面の評価結果などを表示する。
The
図4は、照明部101からの周期Pのストライプ状のパターン光でワーク11を照明し、照明部101を介してカメラ102でワーク11を撮像して取得される画像に含まれるパターンを説明するための図である。ここでは、ワーク11の表面上の1点を照明する光束の透過部101a及び非透過部101bにおける広がりが、周期Pと一致するように設定されている。
FIG. 4 illustrates a pattern included in an image obtained by illuminating the
図4を参照するに、白点で示す点11aでは、非透過部101bで散乱されてワーク11に照射された光は、ワーク11の表面で反射されて、透過部101aを透過する。従って、ワーク11の表面上の点11aでは、ワーク11で反射された光の一部が照明部101を透過して、カメラ102に到達する。一方、黒点で示す点11bでは、非透過部101bで散乱されてワーク11に照射された光は、ワーク11の表面で反射されて、非透過部101bで遮光される。従って、ワーク11の表面上の点11bでは、ワーク11で反射された光がカメラ102に到達しない。点11aと点11bとの周期は、P/2となる。従って、照明部101からの周期Pのストライプ状のパターン光でワーク11を照明し、照明部101を介してカメラ102でワーク11を撮像すると、周期P/2のストライプ状のパターン(像)を含む画像が取得される。
Referring to FIG. 4, at a
このように、本実施形態では、照明部101は、ワーク11で反射された光を部分的に遮光する(透過しない)遮光部を有するマスクとして機能する。この場合、マスクの影響を受けた画像に基づいて、振幅、位相及び平均を求めると、周期的なストライプ状の強度むらが発生するため、光沢性を有するワーク11の多様な欠陥を高精度に検出することができない。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態のように、矩形波状のパターン光を用いた場合、正弦波状のパターン光である前提で求められる各種の結果において、別の周期的な強度むらが発生するという問題もある。かかる問題に対しては、正弦波状のパターン光を用いれば、強度むらを低減することが可能である。但し、ワーク11に存在する多様な欠陥を検出するためには、種々の周期のパターン光が必要となる。このような種々の周期のパターン光を用意すると、装置の構成が複雑化するとともに、パターン光の切り替えによる評価時間の増大を招くことになる。
Further, as in the present embodiment, when the rectangular-wave pattern light is used, there is a problem that another periodic intensity unevenness occurs in various results obtained on the assumption that the pattern light has a sine-wave pattern. With respect to such a problem, it is possible to reduce intensity unevenness by using a sine wave pattern light. However, in order to detect various defects existing on the
そこで、本実施形態では、装置の大型化及び複雑化や評価時間の増大などを招くことなく、ワーク11の被評価面に存在する欠陥を高精度に検出してワーク11の被評価面の特性を評価するのに有利な技術を提供する。
Therefore, in the present embodiment, the characteristics of the surface to be evaluated of the
図5を参照して、本実施形態の評価装置1において、ワーク11の被評価面の性状を評価する処理、具体的には、ワーク11の表面上の欠陥を検出(検査)する処理について説明する。なお、以下では、制御部104が各処理を実行するように説明するが、画像処理に関する処理については、制御部104とPC105とが協同して、或いは、PC105が単独で実行してもよい。
With reference to FIG. 5, in the
S11において、制御部104は、第1駆動部103及び第2駆動部107を介して、照明部101(パターン光)及びカメラ102とワーク11との相対的な位置を基準位置に設定する。
In S11, the
S12において、制御部104は、第1駆動部103を介して照明部101を移動させて、照明部101とワーク11との相対的な位置を、S11で設定した基準位置に対してΔXi(i=1,2,・・・,M)だけ変更する。
In S12, the
S13において、制御部104は、照明部101をΔXiだけ移動させた状態(位置)で照明部101からのパターン光でワーク11を照明し、カメラ102でワーク11を撮像して画像Ii(x,y)を取得する。なお、x及びyは、画像上の画素の位置を表す。ここで、1枚目の画像を基準位置とすることで、ΔX1はゼロであってもよい。
In S<b>13, the
S14において、制御部104は、ΔXiがΔXNに到達したかどうか(即ち、i=Nであるかどうか)を判定する。ΔXiがΔXNに到達していれば、S15に移行し、ΔXiがΔXNに到達していなければ、S12に移行する。このようにして、S12及びS13をN回繰り返して、N(N≧3)枚の画像を取得する。換言すれば、照明部101(パターン光)とワーク11との相対的な位置が互いに異なる条件でワーク11を撮像して少なくとも3つ以上の画像を取得する工程である。
In S14, the
このようにして取得されたN枚の画像では、各画素の強度が周期的に変化している。以下では、照明部101とワーク11との相対的な位置が周期Pだけ変化した(即ち、パターン光がワーク11に対して1周期移動した)ときに、各画素の強度がn周期変化する成分をn次の周波数成分と称する。また、0次とは、強度が変化しない成分であるとする。
In the N images acquired in this way, the intensity of each pixel changes periodically. In the following, the component in which the intensity of each pixel changes by n cycles when the relative position between the
S15において、制御部104は、N枚の画像から、各次数の周波数成分の振幅情報を求め、これらの振幅情報を表す画像、即ち、各次数の振幅画像を生成する。本実施形態では、0次、1次及び2次の振幅画像のうち2つの振幅画像を生成する。ここでは、0次の振幅画像と、2次の振幅画像とを生成する場合を例に説明する。
In S15, the
2次の振幅画像は、照明部101とワーク11との相対的な位置がΔXiだけ変更されると、強度変化において位相が4πΔXi/Pラジアンだけシフトする成分から生成する。
The secondary amplitude image is generated from a component whose phase shifts by 4πΔX i /P radian when the relative position between the
照明部101とワーク11との相対的な位置をP/N幅のステップで変更した場合、ΔXi(i=1,2,・・・,N)は、以下の式(1)で表される。
When the relative position between the
式(1)は、ΔXiがゼロである場合を含む。1番目の画像が基準位置から変更されたものである場合には、ΔXi(i=1,2,・・・,N)は、以下の式(2)で表される。 Expression (1) includes the case where ΔX i is zero. When the first image has been changed from the reference position, ΔX i (i=1, 2,..., N) is represented by the following equation (2).
2次の振幅画像A2(x,y)は、以下の式(3)から求められる。 The secondary amplitude image A 2 (x, y) is obtained from the following equation (3).
0次の振幅画像A0(x,y)は、強度が変化しない成分であり、例えば、N枚の画像を平均した画像として、以下の式(4)から求められる。 The 0th-order amplitude image A 0 (x, y) is a component whose intensity does not change, and is obtained from the following equation (4), for example, as an image obtained by averaging N images.
このようにして生成された各振幅画像において発生する周期的な強度むらについて説明する。図6は、光沢性を有するワーク11に対して取得された0次の振幅画像及び2次の振幅画像の断面プロファイルを示す図である。図6に示すように、0次の振幅画像には、周期的な強度むらB0が発生し、2次の振幅画像には、周期的な強度むらB2が発生している。強度むらB0及びB2の要因は、上述したように、部分的に光を透過する照明部101を介してワーク11を撮像することに起因している。
The periodic intensity unevenness generated in each amplitude image generated in this way will be described. FIG. 6 is a diagram showing cross-sectional profiles of the zero-order amplitude image and the second-order amplitude image acquired for the
本発明者が鋭意検討した結果、ワーク11からカメラ102の瞳面までの距離をLとし、ワーク11から照明部101までの光路長をDとすると、P×L/2Dの周期で強度むらが発生することを見いだした。
As a result of diligent study by the present inventor, assuming that the distance from the
S16において、制御部104は、S15で生成された各振幅画像に適用する(乗じる)係数を決定する。具体的には、制御部104は、強度むらB0と強度むらB2との比を求め、かかる比になるような係数を決定する。本実施形態では、0次の振幅画像に乗じる係数を1、2次の振幅画像に乗じる係数をB0/B2とする。
In S16, the
S17において、制御部104は、S16で決定された係数をS15で生成された各振幅画像に適用し、各振幅画像に含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、係数が適用された各振幅画像を合成(結合)して合成画像を生成する。本実施形態では、制御部104は、係数1を乗じた0次の振幅画像から、係数B0/B2を乗じた2次の振幅画像を減算することで合成画像を生成する。このようにして生成された合成画像における断面プロファイルを図6に示す。図6を参照するに、合成画像においては、各振幅画像に含まれていた強度むらが打ち消されていることがわかる。但し、ワーク11に欠陥が存在する部分201に対応する強度(即ち、欠陥)は打ち消されていない。なお、本実施形態では、係数が適用された振幅画像を減算することで合成画像を生成しているが、係数が適用された振幅画像を加算することで合成画像を生成するようにしてもよい。
In step S17, the
S18において、制御部104は、S17で生成された合成画像に基づいて、ワーク11の被評価面の特性を評価する。本実施形態では、ワーク11の表面上の欠陥を検出する。
In S18, the
このように、本実施形態では、カメラ102で取得された少なくとも3つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも2つの画像を生成する。そして、少なくとも2つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、少なくとも2つの画像を合成して合成画像を生成する。従って、本実施形態では、ワーク11に存在する欠陥に関する情報を失うことなく、強度むらのみを低減することができるため、ワーク11の被評価面に存在する多様な欠陥を高精度に検出してワーク11の被評価面の特性を評価することができる。
As described above, in this embodiment, at least two images including frequency components of different orders are generated from at least three or more images acquired by the
<第2実施形態>
本実施形態では、0次の振幅画像、1次の振幅画像及び2次の振幅画像から合成画像を生成する場合について説明する。本実施形態では、周期的な強度むらを低減した合成画像を生成する際に、各次数の振幅画像に適用する係数を求める方法が第1実施形態と異なる。
<Second Embodiment>
In the present embodiment, a case will be described in which a composite image is generated from a 0th-order amplitude image, a 1st-order amplitude image, and a 2nd-order amplitude image. The present embodiment differs from the first embodiment in a method of obtaining a coefficient to be applied to an amplitude image of each order when generating a composite image in which periodic intensity unevenness is reduced.
第1実施形態では、2つの振幅画像に含まれる強度むらの比を求めることで、2つの振幅画像のそれぞれに適用する係数を一意に決定することができる。一方、本実施形態では、3つの係数を決定する必要があるため、制約条件がなければ、3つの係数を決定することができない。 In the first embodiment, the coefficient applied to each of the two amplitude images can be uniquely determined by obtaining the ratio of the intensity unevenness included in the two amplitude images. On the other hand, in the present embodiment, it is necessary to determine the three coefficients, so the three coefficients cannot be determined without the constraint condition.
n次の振幅画像An(x,y)に適用する(乗じる)係数をαnとすると、合成画像G(x,y)は、以下の式(5)で表される。 Letting α n be a coefficient applied (multiplied) to the nth-order amplitude image A n (x, y), the composite image G(x, y) is expressed by the following equation (5).
変数である各係数の制約条件については、例えば、係数の範囲をα2=−1及び−1≦α0、α1≦1、α0及びα1の初期値を1とし、ワーク11の欠陥が存在しない正常な領域に対応する各画素のG(x,y)を平均した値を評価値とする。そして、かかる評価値がゼロになるように各係数の解を求める。このような解を求める際には、種々の最適化アルゴリズムを用いることができる。上述した制約条件において求められる各係数の解は、例えば、α0=0.588、α1=−0.063、α2=−1である。
Regarding the constraint condition of each coefficient that is a variable, for example, the range of the coefficient is α 2 =−1 and −1≦α 0 , α 1 ≦1, and the initial value of α 0 and α 1 is 1, and the defect of the
図7は、0次の振幅画像、1次の振幅画像、2次の振幅画像及びこれらの振幅画像から生成された合成画像の断面プロファイルを示す図である。図7を参照するに、合成画像においては、各振幅画像に含まれていた強度むらが打ち消されている(低減している)ことがわかる。但し、ワーク11に欠陥が存在する部分201に対応する強度(即ち、欠陥)は打ち消されていない。
FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional profile of a 0th-order amplitude image, a 1st-order amplitude image, a 2nd-order amplitude image, and a composite image generated from these amplitude images. Referring to FIG. 7, it can be seen that the intensity unevenness included in each amplitude image is canceled (reduced) in the combined image. However, the strength (that is, the defect) corresponding to the
なお、本実施形態で説明した係数及び係数を決定するための制約条件は一例である。従って、本実施形態で説明した制約条件とは異なる制約条件を設定して、強度むらを低減可能な別の係数を決定してもよい。 Note that the coefficients and the constraint conditions for determining the coefficients described in the present embodiment are examples. Therefore, a constraint condition different from the constraint condition described in the present embodiment may be set to determine another coefficient capable of reducing the intensity unevenness.
第1実施形態及び第2実施形態では、2次までの振幅画像から合成画像を生成する場合を例に説明したが、3次以上の振幅画像から合成画像を生成してもよい。また、各実施形態で係数を求める際には、ワーク11の欠陥が存在しない正常な領域に対応する各画像の部分画像から係数を求めるとよい。予め基準となる正常なワークを用いて係数を求め、かかる係数を評価対象のワーク11に対して適用してもよいし、評価対象の最初のワーク11の欠陥が存在しない正常な領域に対応する部分画像から係数を求め、以降のワーク11に対して適用してもよい。
In the first and second embodiments, the case where the combined image is generated from the amplitude images up to the second order has been described as an example, but the combined image may be generated from the amplitude images up to the third order. Further, when obtaining the coefficient in each embodiment, it is preferable to obtain the coefficient from the partial image of each image corresponding to the normal area of the
また、各実施形態では、照明部101を介してワーク11を撮像するために発生する周期的な強度むらを低減することについて説明した。但し、本発明は、このような強度むらだけではなく、その他の要因で発生する周期的な強度むらに対しても適用することができる。その他の要因としては、例えば、ストライプ状のパターン光で照明されたワーク上の強度分布が正弦波状ではなく、矩形波状となることで発生する強度むらがある。このような強度むらは、振幅画像が正弦波状又は余弦波状であることを前提としているのに対し、実際のパターン光は正弦波状又は余弦波状から乖離していることが原因で発生する。
Moreover, in each of the embodiments, it has been described that the periodic intensity unevenness that occurs due to the imaging of the
また、各実施形態においては、振幅画像を用いる場合を例に説明したが、位相情報から生成した画像を用いてもよい。 Further, in each embodiment, the case where the amplitude image is used has been described as an example, but an image generated from the phase information may be used.
<第3実施形態>
上述した評価装置1は、例えば、物品を製造するのに用いられる。本実施形態における物品の製造方法は、評価装置1を用いてワークの特性の評価を行う工程と、かかる工程において評価の行われたワークを評価に基づいて処理する工程と、を含む。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Third Embodiment>
The
本発明は、上述の実施形態の1つ以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1つ以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read the program. It can also be realized by the processing to be executed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
1:評価装置 11:ワーク 101:照明部 102:カメラ 103:第1駆動部 104:制御部 105:PC 106:ディスプレイ 107:第2駆動部 1: Evaluation device 11: Work 101: Illumination unit 102: Camera 103: First drive unit 104: Control unit 105: PC 106: Display 107: Second drive unit
Claims (10)
明部及び暗部が周期的に交互に配列された発光面を含み、前記発光面からのパターン光で前記被評価面を照明する照明部と、
前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも3つ以上の画像を取得する撮像部と、
前記被評価面の特性を評価する処理を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記撮像部で取得された前記少なくとも3つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも2つの画像を生成し、
前記少なくとも2つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも2つの画像を合成して合成画像を生成し、
前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求めることを特徴とする評価装置。 An evaluation device for evaluating the characteristics of a surface to be evaluated,
An illumination unit that includes a light emitting surface in which bright portions and dark portions are alternately arranged periodically, and illuminates the evaluated surface with pattern light from the light emitting surface,
An imaging unit that captures at least three or more images by imaging the evaluated surface under conditions where the relative positions of the patterned light and the evaluated surface are different from each other;
A control unit for controlling the process of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated,
The control unit is
Generating at least two images including frequency components of different orders from the at least three or more images acquired by the imaging unit,
So as to cancel the periodic intensity unevenness included in each of the at least two images, the at least two images are combined to generate a combined image,
An evaluation apparatus, wherein the characteristic of the surface to be evaluated is obtained based on the composite image.
前記駆動部は、前記被評価面及び前記照明部の少なくとも一方を前記第2方向に沿って移動させることを特徴とする請求項5に記載の評価装置。 The bright portion and the dark portion have a longitudinal direction in a first direction, and are periodically arranged along a second direction intersecting the first direction,
The evaluation device according to claim 5, wherein the drive unit moves at least one of the surface to be evaluated and the illumination unit along the second direction.
0次、1次及び2次のうち2つの周波数成分のそれぞれを含む2つの画像を生成し、
前記2つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらの比を求め、
前記2つの画像のそれぞれについて、前記比となるような係数が適用された前記2つの画像を加算又は減算することで前記合成画像を生成することを特徴とする請求項2に記載の評価装置。 The control unit is
Generate two images each containing two frequency components of 0th, 1st and 2nd order,
The ratio of the periodic intensity unevenness included in each of the two images is calculated,
The evaluation device according to claim 2, wherein, for each of the two images, the composite image is generated by adding or subtracting the two images to which the coefficient having the ratio is applied.
明部及び暗部が周期的に交互に配列されたパターン光で前記被評価面を照明する第1工程と、
前記パターン光と前記被評価面との相対的な位置が互いに異なる条件で前記被評価面を撮像して少なくとも3つ以上の画像を取得する第2工程と、
前記被評価面の特性を評価する第3工程と、を有し、
前記第3工程は、
前記第2工程で取得された前記少なくとも3つ以上の画像から互いに異なる次数の周波数成分を含む少なくとも2つの画像を生成する工程と、
前記少なくとも2つの画像のそれぞれに含まれる周期的な強度むらを打ち消すように、前記少なくとも2つの画像を合成して合成画像を生成する工程と、
前記合成画像に基づいて、前記被評価面の特性を求める工程と、
を含むことを特徴とする評価方法。 An evaluation method for evaluating characteristics of a surface to be evaluated,
A first step of illuminating the surface to be evaluated with pattern light in which bright parts and dark parts are alternately arranged periodically;
A second step of imaging the surface to be evaluated under conditions where the relative positions of the patterned light and the surface to be evaluated are different from each other, and
A third step of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated,
In the third step,
Generating at least two images including frequency components of different orders from the at least three images acquired in the second step;
Combining the at least two images to generate a composite image so as to cancel out the periodic intensity unevenness included in each of the at least two images;
Determining characteristics of the surface to be evaluated based on the composite image,
An evaluation method comprising:
前記工程において前記評価の行われた前記ワークを前記評価に基づいて処理する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 A step of evaluating the characteristics of the surface to be evaluated of the work by using the evaluation device according to claim 1.
A step of processing the work having been evaluated in the step based on the evaluation,
A method for manufacturing an article, comprising:
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