JP6632145B2 - 表面粗さ判定装置及び判定方法 - Google Patents
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Description
第1発明に技術的に関連する発明は、CIE XYZ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))を有する撮像装置が取得した三つの分光感度を有する3バンド視覚感度画像S1i,S2i,S3iをCIE XYZ表色系における三刺激値X、Y、Zに変換したデータを取得し演算する演算処理部を備え、前記演算処理部が、XYZ表色系の色空間にそれぞれ対応する座標の検査領域を格子で区画し、各格子に属する検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の画素数を積算することにより、XYZ表色系の色空間ヒストグラム分布を作成する色空間ヒストグラム分布作成部と、前記検査面と基準面の2つの色空間ヒストグラム分布の差を示す表面粗さ指標Mを演算する表面粗さ指標演算部と、粗さ計により実測した、検量に係る検査サンプルの検査面の表面粗さ計測値Raを記憶する表面粗さ計測データ記憶部と、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標Mと、前記表面粗さ計測値Raの相関関係を規定する検量線関数を設定し、表面粗さ評価指数Estが、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、当該表面粗さ指標Mに係る第1係数a、及び第2係数bに基づいて演算されるように設定し、前記表面粗さ計測値Raと前記表面粗さ評価指数Estの間の誤差Errorが最小となるように、前記第1係数a、及び前記第2係数bを定める関数設定部と、判定に係る検査用サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、前記関数設定部によって定められた第1係数a、及び第2係数bに基づいて、前記判定に係る検査用サンプルの検査面の表面粗さ評価指数Est’を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする表面粗さ判定装置である。
記
ピーク波長 半値幅 1/10幅
S1 582nm 523〜629nm 491〜663nm
S2 543nm 506〜589nm 464〜632nm
S3 446nm 423〜478nm 409〜508nm
表面粗さ指数M=重なり領域Dに属する画素の積算数/検査領域Kの全体の画素数×100(%)
(数6)
Est=a・M+b・ΔE
数式6で、Estは表面粗さ評価指数、aは第1係数、Mは表面粗さ指数、bは第2係数、ΔEは色差、Raは粗さ計による計測値である。
(数7)
Est=a・M+b
数式7で、Estは表面粗さ評価指数、aは第1係数、Mは表面粗さ指数、bは第2係数、Raは粗さ計による計測値である。
有限会社パパラボのPPLB-200を用いた。PPLB-200は2次元色彩計RC-500を備える。照明はPanasonic社製D50照明を用いた。
PPLB-200による撮影は、部屋が暗室状態で行った。2次元色彩計は静止画タイプのものを使用し、白色板のL値を100として測定を行った。
(3)測定範囲
サンプルの測定範囲について、測定範囲は、実施例1、2、3は画像A,Bの全体である。
テイラーホブソン社製の粗さ計であるFORM TALITYSURF(登録商標)−120(AFM接触式)粗さ計、及び、キーエンスのVN−8010の非接触式の粗さ計を用いた。
サンプルの合格基準面と検査サンプルの測定を行った。撮影した基準・検査サンプル画像A,Bの表面粗さ指数、ΔE、平均Labの差を求めた。一致度のうち、xy−3Dはヒストグラム分布の中心座標のシフト処理をせずに求めた値である。平均Lab値の差=検査サンプルの平均Lab値−基準サンプルの平均Lab値とした。測定結果から、表面粗さ指数の結果とΔEの数値から、基準サンプルに色も表面5の表面粗さも一番類似しているサンプルを特定した。ΔEに関して人間の視感度特性を考慮したΔE00を使用した。
重回帰分析の数式6,7を用い、最小自乗法により、誤差を最小とするようにa,bを設定した。
2、102、202・・・2次元色彩計
21・・・撮影レンズ
22a、22b、22c・・・光学フィルタ
23・・・撮像素子
22a´、22c´・・・ダイクロイックミラー
23a、23b、23c・・・撮像素子
26・・・ 反射鏡
27・・・ フィルタターレット
3、103、203・・・演算処理部
5、105、205・・・表面
6、106、206・・・照明部
7・・・表示装置
109・・・スイッチ
250・・・粗さ処理装置
a・・・第1係数
b・・・第2係数
A,B・・・画像
AFM・・・原子間力顕微鏡
C1,C2・・・中心座標
D・・・重なり領域
ΔE・・・色差
Error・・・誤差
Est・・・表面粗さ評価指数
G・・・格子
M・・・表面粗さ指数
H1, H2・・・積算数
K・・・検査領域
T・・・検査領域
TotErro・・・総合誤差
Claims (4)
- CIE XYZ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))を有する撮像装置が取得した三つの分光感度を有する3バンド視覚感度画像S1i,S2i,S3iをCIE XYZ表色系における三刺激値X、Y、Zに変換したデータを取得し演算する演算処理部を備え、
前記演算処理部が、
検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の色差ΔEを演算する色差演算部と、
XYZ表色系の色空間にそれぞれ対応する座標の検査領域を格子で区画し、各格子に属する前記検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の画素数を積算することにより、XYZ表色系の色空間ヒストグラム分布を作成する色空間ヒストグラム分布作成部と、
前記検査面と基準面の2つの色空間ヒストグラム分布の差を示す表面粗さ指標Mを演算する表面粗さ指標演算部と、
粗さ計により実測した、検量に係る検査サンプルの表面粗さ計測値Raを記憶する表面粗さ計測データ記憶部と、
前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標Mと、前記表面粗さ計測値Raの相関関係を規定する検量線関数を設定し、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の色差ΔEと、前記表面粗さ計測値Raの相関関係を規定する検量線関数を設定し、表面粗さ評価指数Estが、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、当該表面粗さ指標Mに係る第1係数a、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の色差ΔE、当該色差ΔEに係る第2係数bに基づいて演算されるように設定し、前記表面粗さ計測値Raと前記表面粗さ評価指数Estの間の誤差Errorが最小となるように、前記第1係数a、及び前記第2係数bを定める関数設定部と、
判定に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、判定に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の色差ΔE、前記関数設定部によって定められた第1係数a、及び第2係数bに基づいて、前記判定に係る検査用サンプルの検査面の表面粗さ評価指数Est’を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする表面粗さ判定装置。 - CIE XYZ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))を有する撮像装置が取得した三つの分光感度を有する3バンド視覚感度画像S1i,S2i,S3iをCIE XYZ表色系における三刺激値X、Y、Zに変換したデータを取得し演算する演算処理部を備え、
前記演算処理部が、
XYZ表色系の色空間にそれぞれ対応する座標の検査領域を格子で区画し、各格子に属する検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の画素数を積算することにより、XYZ表色系の色空間ヒストグラム分布を作成する色空間ヒストグラム分布作成部と、
前記検査面と基準面の2つの色空間ヒストグラム分布の差を示す表面粗さ指標Mを演算する表面粗さ指標演算部と、
粗さ計により実測した、検量に係る検査サンプルの検査面の表面粗さ計測値Raを記憶する表面粗さ計測データ記憶部と、
検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標Mと、前記表面粗さ計測値Raの相関関係を規定する検量線関数を設定し、表面粗さ評価指数Estが、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、当該表面粗さ指標Mに係る第1係数a、及び第2係数bに基づいて演算されるように設定し、前記表面粗さ計測値Raと前記表面粗さ評価指数Estの間の誤差Errorが最小となるように、前記第1係数a、及び前記第2係数bを定める関数設定部と、
判定に係る検査用サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、前記関数設定部によって定められた第1係数a、及び第2係数bに基づいて、前記判定に係る検査用サンプルの検査面の表面粗さ評価指数Est’を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする表面粗さ判定装置。 - CIE XYZ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))を有する撮像装置が取得した三つの分光感度を有する3バンド視覚感度画像S1i,S2i,S3iをCIE XYZ表色系における三刺激値X、Y、Zに変換したデータを取得し演算する演算処理ステップと、
検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の色差ΔEを演算する色差演算ステップと、
XYZ表色系の色空間にそれぞれ対応する座標の検査領域を格子で区画し、各格子に属する前記検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の画素数を積算することにより、XYZ表色系の色空間ヒストグラム分布を作成する色空間ヒストグラム分布作成ステップと、
前記検査面と基準面の2つの色空間ヒストグラム分布の差を示す表面粗さ指標Mを演算する表面粗さ指標演算ステップと、
粗さ計により実測した、検量に係る検査サンプルの検査面の表面粗さ計測値Raを記憶する表面粗さ計測データ記憶ステップと、
前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標Mと、前記表面粗さ計測値Raの相関関係を規定する検量線関数を設定し、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の色差ΔEと、前記表面粗さ計測値Raの相関関係を規定する検量線関数を設定し、表面粗さ評価指数Estが、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、当該表面粗さ指標Mに係る第1係数a、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の色差ΔE、当該色差ΔEに係る第2係数bに基づいて演算されるように設定し、前記表面粗さ計測値Raと前記表面粗さ評価指数Estの間の誤差Errorが最小となるように、前記第1係数a、及び前記第2係数bを定める関数設定ステップと、
判定に係る検査用サンプルの検査面と基準サンプルの基準面についての表面粗さ指標M、判定に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の色差ΔE、前記関数設定ステップによって定められた第1係数a、及び第2係数bに基づいて、前記判定に係る検査用サンプルの検査面の表面粗さ評価指数Est’を演算する演算ステップと、を備えたことを特徴とする表面粗さ判定方法。 - CIE XYZ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))を有する撮像装置が取得した三つの分光感度を有する3バンド視覚感度画像S1i,S2i,S3iをCIE XYZ表色系における三刺激値X、Y、Zに変換したデータを取得し演算する演算処理ステップと、
XYZ表色系の色空間にそれぞれ対応する座標の検査領域を格子で区画し、各格子に属する検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の画素数を積算することにより、XYZ表色系の色空間ヒストグラム分布を作成する色空間ヒストグラム分布作成ステップと、
前記検査面と基準面の2つの色空間ヒストグラム分布の差を示す表面粗さ指標Mを演算する表面粗さ指標演算ステップと、
粗さ計により実測した、検量に係る検査サンプルの検査面の表面粗さ計測値Raを記憶する表面粗さ計測データ記憶ステップと、
前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標Mと、前記表面粗さ計測値Raの相関関係を規定する検量線関数を設定し、表面粗さ評価指数Estが、前記検量に係る検査サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、当該表面粗さ指標Mに係る第1係数a、及び第2係数bに基づいて演算されるように設定し、前記表面粗さ計測値Raと前記表面粗さ評価指数Estの間の誤差Errorが最小となるように、前記第1係数a、及び前記第2係数bを定める関数設定ステップと、
判定に係る検査用サンプルの検査面と基準サンプルの基準面の表面粗さ指標M、前記関数設定ステップによって定められた第1係数a、及び第2係数bに基づいて、前記判定に係る検査用サンプルの検査面の表面粗さ評価指数Est’を演算する演算ステップと、を備えたことを特徴とする表面粗さ判定方法。
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