JP6969252B2 - Inspection methods, equipment, systems and programs - Google Patents
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Description
本発明は、検査方法、装置、システム及びプログラムに関する。 The present invention relates to inspection methods, devices, systems and programs.
透明部材は、各種分野で利用されている。装置の一部を覆う透明なカバー等の透明部材は、様々な形状を有し、照明機能を有する照明装置、表示機能を有する表示装置等に設けられている。透明部材は、防塵、防水、保護等の用途で使用されることもあるが、光を透過して照明機能、表示機能等を妨げないことが望ましい。このため、欠陥の無い透明部材を提供することが望ましい。 Transparent members are used in various fields. A transparent member such as a transparent cover that covers a part of the device has various shapes and is provided in a lighting device having a lighting function, a display device having a display function, and the like. The transparent member may be used for purposes such as dustproofing, waterproofing, and protection, but it is desirable that the transparent member transmits light and does not interfere with the lighting function, the display function, and the like. Therefore, it is desirable to provide a transparent member without defects.
透明部材の欠陥には、透明部材の内部に存在する傷、凹凸、異物等の欠陥と、透明部材の表面に存在する傷、凹凸、異物等の欠陥とがある。これらの欠陥を目視により検査する場合、透明部材に照明を当てるが、透明部材の表面形状によっては、検査が検査対象の背景や周囲の影響を受けやすい。特に透明部材の表面形状が湾曲している等して複雑な場合には、目視による検査が難しく、欠陥を正確に検出することは難しい。 Defects of the transparent member include defects such as scratches, irregularities, and foreign substances existing inside the transparent member, and defects such as scratches, irregularities, and foreign substances existing on the surface of the transparent member. When these defects are visually inspected, the transparent member is illuminated, but the inspection is easily affected by the background and surroundings of the inspection target depending on the surface shape of the transparent member. In particular, when the surface shape of the transparent member is curved or otherwise complicated, visual inspection is difficult and it is difficult to accurately detect defects.
そこで、透明部材を検査装置で検査して、透明部材の欠陥を検出する検査方法が提案されている。検査装置は、光源からの光で透明部材を照明して、撮像装置で透明部材の画像を撮像し、撮像画像から透明部材の欠陥を検出する。この場合、目視による検査と比較すると、検査の感度が安定化し、検査を高速に行え、検査のコストも低減できる。しかし、検査装置を用いても、透明部材の表面形状によっては、検査が検査対象の背景や周囲の影響を受けやすいことには変わりなく、これらの影響を受けることのない検査専用の環境で検査を行う等の対策を採らないと、欠陥を正確に検出することは難しい。 Therefore, an inspection method has been proposed in which a transparent member is inspected with an inspection device to detect defects in the transparent member. The inspection device illuminates the transparent member with light from a light source, captures an image of the transparent member with an image pickup device, and detects defects in the transparent member from the captured image. In this case, as compared with the visual inspection, the sensitivity of the inspection is stabilized, the inspection can be performed at high speed, and the inspection cost can be reduced. However, even if an inspection device is used, the inspection is still susceptible to the influence of the background and surroundings of the inspection target depending on the surface shape of the transparent member, and the inspection is performed in an environment dedicated to inspection that is not affected by these. It is difficult to detect defects accurately unless measures such as taking measures are taken.
従来の検査方法では、検査対象が透明であり、且つ、様々な表面形状を有するため、検査が検査対象の背景や周囲の影響を受けやすく、透明な検査対象の欠陥を正確に検出することは難しい。 In the conventional inspection method, since the inspection target is transparent and has various surface shapes, the inspection is easily affected by the background and surroundings of the inspection target, and it is not possible to accurately detect defects in the transparent inspection target. difficult.
そこで、１つの側面では、透明な検査対象の欠陥を正確に検出することができる検査方法、装置、システム及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, in one aspect, it is an object of the present invention to provide an inspection method, an apparatus, a system and a program capable of accurately detecting a transparent defect to be inspected.
１つの案によれば、照明装置が、照明パターンを表示面に表示し、撮像装置が、前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された透明な検査対象の画像を撮像し、プロセッサが、照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、前記プロセッサが、各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる第１の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる第２の振幅変化を重畳して第３の振幅変化を求め、前記プロセッサが、前記第３の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第４の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第５の振幅変化を重畳した第６の振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する検査方法が提供される。
According to one proposal, the lighting device displays the lighting pattern on the display surface, the image pickup device captures a transparent image to be inspected illuminated by the lighting pattern displayed on the display surface, and the processor captures the image. , Four illumination patterns with a phase difference of irradiation intensity of π / 2 are generated for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other. For each pattern, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and images of the inspection target illuminated by the four lighting patterns are of each type. An instruction to capture an image for each pattern and acquire an captured image is output to the image pickup device, synchronization control is performed to synchronize the operation of the lighting device and the image pickup device, and the processor performs the synchronization control for each of the four patterns. The first amplitude change due to the vertical striped pattern and the second amplitude due to the horizontal striped pattern obtained by calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the illumination pattern. The vertical stripes are superimposed by superimposing the changes to obtain the third amplitude change, and the processor calculates and superimposes the third amplitude change and the four illumination patterns for each type of pattern on the reference object in advance. based on the result of comparison between the sixth variation of amplitude of the superimposed a fifth amplitude change in the brightness of the captured image by the brightness of the fourth amplitude change and the horizontal stripe pattern of the captured image by Jo pattern, An inspection method for detecting a defect to be inspected is provided.
一態様によれば、透明な検査対象の欠陥を正確に検出することができる。 According to one aspect, a transparent defect to be inspected can be accurately detected.
開示の検査方法、装置、システム及びプログラムでは、照明パターンを表示面に表示し、表示面に表示された照明パターンにより照明された透明な検査対象の画像を撮像し、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、複数の照明パターンを照明装置の表示面に表示させる指示を照明装置に出力すると共に、複数の照明パターンで照明された検査対象の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置に出力し、照明装置と撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う。各種類のパターン毎に複数の照明パターンで照明された検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳し、重畳した撮像画像の明るさの振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、検査対象の欠陥を検出する。 In the disclosed inspection methods, devices, systems and programs, the illumination pattern is displayed on the display surface, a transparent image of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface is imaged, and the phase difference of the irradiation intensity is constant. A plurality of lighting patterns are generated for at least two types of patterns periodically along different directions, and for each type of pattern, an instruction to display a plurality of lighting patterns on the display surface of the lighting device is given. In addition to outputting to, an instruction to capture an image of an inspection target illuminated by a plurality of lighting patterns and acquire an captured image is output to the image pickup device, and synchronous control is performed to synchronize the operation of the lighting device and the image pickup device. The amplitude change of the brightness of the captured image of the inspection target illuminated by multiple lighting patterns for each type of pattern is calculated and superimposed, and the amplitude change of the brightness of the superimposed captured image and each of the reference targets. Defects to be inspected are detected based on the result of comparing the amplitude change of the brightness of the captured image superimposed by calculating in advance for each type of pattern.
以下に、開示の検査方法、装置、システム及びプログラムの各実施例を図面と共に説明する。 Examples of the disclosed inspection methods, devices, systems and programs will be described below with drawings.
図１は、第１実施例における検査システムの一例を示す図である。図１に示す検査システム１−１は、照明装置２、支持部３、コントローラ４、撮像装置５、コントローラ６、制御装置７及び入出力装置８を有する。制御装置７は、検査装置の一例を形成する。検査装置は、照明装置２及び撮像装置５のうち少なくとも一方を含んでも良い。検査対象１０は、透明な部材であり、表面形状及び材質は特に限定されない。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an inspection system according to the first embodiment. The inspection system 1-1 shown in FIG. 1 includes a lighting device 2, a
この例では、照明装置２は、光を出射する光源２１、光源２１からの照射パターンを反射するミラー２２及びミラー２２が反射した照射パターンが投影される透過型スクリーン２３を有する。しかし、照明装置２は、後述する周期的な照明パターンを表示可能な装置であれば、特に限定されない。照明装置２は、周期的な照明パターンを表示する表示装置（又は、表示パネル）により形成可能であり、表示装置は、例えば光源の一例であるバックライトを有する周知の液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機エレクトロルミネッセンス表示装置等であっても良い。透過型スクリーン２３は、照明パターンを表示する表示面の一例である。表示装置の場合、表示画面が照明パターンを表示する表示面の一例である。
In this example, the lighting device 2 has a
支持部３は、検査対象１０を支持可能な構成であれば、特に限定されない。本実施例では、照明装置２は、検査対象１０の第１の表面の一例である下面側から検査対象１０を照射パターンで照明するので、図１に示す例では、支持部３は検査対象１０を透過型スクリーン２３の上方で検査対象１０を照明する照明パターンを遮らないように保持する周知の構成を有する。検査対象１０は、透過型スクリーン２３と接触していても、検査対象１０の下面と透過型スクリーン２３の上面との間に隙間が設けられていても良い。なお、支持部３を、検査対象１０が載置される周知の構成を有するステージで形成し、透過型スクリーン２３の上方に配置する場合には、支持部３は透明材料で形成されることは言うまでもない。
The
コントローラ４は、支持部３を移動して支持部３と撮像装置５の相対位置を変化させる移動手段の一例であり、制御装置７からの指示に応じて支持部３による検査対象１０の移動の開始と終了を制御する機能を有しても良い。コントローラ４は、支持部３を移動しない場合には省略可能しても良い。
The
撮像装置５は、照明装置２の透過型スクリーン２３に表示された照明パターンにより照明された検査対象１０の画像を撮像する。この例では、撮像装置５が撮像した検査対象１０の画像に、透明な検査対象１０を透過した照明パターンが含まれる。撮像装置５は、例えば周知のＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラ等で形成可能である。撮像装置５は、検査対象１０の第１の表面とは反対側の第２の表面の一例である上面側から撮像する。
The
コントローラ６は、撮像装置５を移動して支持部３と撮像装置５の相対位置を変化させる移動手段の一例であり、制御装置７からの指示に応じて撮像装置５による撮像の開始と終了を制御する機能を有しても良い。コントローラ６は、撮像装置５を移動しない場合には省略可能である。コントローラ６を省略した場合、制御装置７からの指示により撮像装置５による撮像の開始と終了を直接制御しても良い。なお、支持部３と撮像装置５の相対位置を変化させる場合、コントローラ４及びコントローラ６のうち少なくとも一方を省略しても良い。この例では、撮像装置５が撮像した撮像画像は、コントローラ６を介して制御装置７に供給されるが、制御装置７に直接供給されても良い。
The controller 6 is an example of a moving means for moving the
制御装置７は、検査システム１−１全体の制御を司る。入出力装置８は、制御装置７に命令、データ等を入力する入力装置と、メッセージ、検査結果等を出力する出力装置を含む。命令、データ等が検査システム１−１の外部から入力される場合、入力装置は省略可能である。また、メッセージ、検査結果等を検査システム１−１の外部へ出力する場合、出力装置は省略可能である。
The
制御装置７は、汎用のコンピュータにより形成可能である。図２は、コンピュータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２に示すコンピュータ１００は、プロセッサの一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、記憶装置の一例であるメモリ１０２を有する。ＣＰＵ１０１は、メモリ１０２に記憶された検査プログラム等を含むプログラムを実行し、後述する検査処理等を実行する。メモリ１０２は、プログラム、データ等を記憶する。メモリ１０２は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置、磁気記録媒体、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）、ＤＶＤディスク（Digital Versatile Disk）等の光記録媒体、光磁気記録媒体等のコンピュータ読取可能な記録媒体により形成可能である。なお、メモリ１０２にディスク等の磁気記録媒体、光記録媒体又は光磁気記録媒体を用いる場合、記録媒体はディスクドライブ等のドライブにロードされ、ドライブによりプログラム等を記録媒体から読み出し、必要に応じて記録媒体にデータ等を書き込む。図２では、便宜上、コンピュータ１００に無線又は有線で接続可能なタッチパネル等の入出力装置（又は、別々に設けられた入力装置と表示装置）の図示は省略する。
The
図３は、第１実施例における検査処理の一例を説明するフローチャートである。図３に示す処理は、例えば図２に示すＣＰＵ１０１により実行可能である。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the inspection process in the first embodiment. The process shown in FIG. 3 can be executed by, for example, the
図３に示すステップＳ１では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して検査対象１０を支持する支持部３を予め決められた撮像位置まで移動する。なお、コントローラ４が省略されている場合は、利用者が手動で、検査対象１０を予め決められた撮像位置にある支持部３に支持させても良い。なお、ステップＳ１では、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５も移動するようにしても良い。
In step S1 shown in FIG. 3, the
ステップＳ２では、ＣＰＵ１０１が周期的な照明パターンを生成する。本実施例では、ＣＰＵ１０１は、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成する。従って、ＣＰＵ１０１は、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターン毎に生成する生成手段の一例を形成する。互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、特に限定されないが、例えば互いに異なる方向に沿って延在する縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含む。この場合、互いに異なる方向に沿って延在する縞状の第１のパターン及び第２のパターンは、互いに直交する縞状パターンであっても良い。また、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、矩形状、三角状、正弦波状等のパターンであっても良い。
In step S2, the
ステップＳ３では、ＣＰＵ１０１が１種類のパターンについて生成した複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示する。この例では、ＣＰＵ１０１は、照明パターンを出射するように光源２１を制御することで、光源２１からの照明パターンをミラー２２で反射して透過型スクリーン２３に投影する。
In step S3, a plurality of lighting patterns generated by the
ステップＳ４では、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５を検査対象１０の撮像領域を撮像する位置まで移動して、検査対象１０の撮像領域を撮像する。なお、ステップＳ４では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して、支持部３も移動するようにしても良い。また、コントローラ６が省略されている場合は、利用者が手動で、撮像装置５を検査対象１０の撮像領域を撮像する位置まで移動しても良い。
In step S4, the
ＣＰＵ１０１は、１種類のパターンについて、複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示させる指示を照明装置２に出力するステップＳ３の処理と、同じ１種類のパターンについて、複数の照明パターンで照明された検査対象１０の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置５に出力するステップＳ４の処理を同期する。つまり、ＣＰＵ１０１は、照明装置２と撮像装置５の動作を同期させる同期制御を行う。従って、ＣＰＵ１０１は、各種類のパターン毎に、複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示させる指示を照明装置２に出力すると共に、複数の照明パターンで照明された検査対象１０の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置５に出力し、照明装置２と撮像装置５の動作を同期させる同期制御を行う制御手段の一例を形成する。これにより、照明装置２は、１種類のパターンについて生成した複数の照明パターンで検査対象１０を照明し、撮像装置５は、同じ１種類のパターンについて複数の照明パターンの各々で照明された検査対象１０の画像を撮像する。この例では、撮像装置５が撮像した撮像画像は、コントローラ６を介して制御装置７に供給されるが、制御装置７に直接供給されても良い。
The
ステップＳ５では、ＣＰＵ１０１が生成した全ての種類のパターンについて、複数の照明パターンの各々で照明された検査対象１０の画像を撮像したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ６へ進む。これにより、全ての種類のパターンについて、複数の照明パターンを照明装置２の表示面に表示すると共に、複数の照明パターンで照明された検査対象１０の画像を全ての種類のパターンについて撮像すると、処理はステップＳ６へ進む。
In step S5, it is determined whether or not the image of the
ステップＳ６では、ＣＰＵ１０１が各種類のパターン毎に複数の照明パターンで照明された検査対象１０の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳する。ステップＳ７では、ＣＰＵ１０１が検査対象１０のうち検査するべき全ての撮像領域を撮像したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ８へ進む。なお、検査対象１０のうち検査するべき全ての撮像領域を１回の撮像処理で撮像可能な場合には、ステップＳ７の処理は省略可能である。
In step S6, the
ステップＳ８では、ＣＰＵ１０１がステップＳ６で重畳した撮像画像の明るさの振幅変化と、メモリ１０２に格納された、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、例えば振幅変化の差が閾値以上であると、検査対象１０の欠陥を検出する。基準対象とは、予め検査済みであり、欠陥を有さない検査対象１０と同一の透明部材の良品である。
In step S8, the amplitude change of the brightness of the captured image superimposed in step S6 by the
ステップＳ９では、ＣＰＵ１０１が検査対象１０の検査を終了するか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１０へ進む。検査対象１０の検査を終了する場合は、例えば利用者が入出力装置８から制御装置７（又は、コンピュータ１００）に検査終了の命令を入力すれば良い。
In step S9, it is determined whether or not the
ステップＳ１０では、ＣＰＵ１０１がステップＳ９で比較した結果、即ち、検査対象１０の欠陥が検出されたか否かの結果出力を、入出力装置８に出力し、検査処理は終了する。
In step S10, the
図４は、第１実施例における検査対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。この演算処理は、位相シフト演算処理と呼ばれることもある。説明の便宜上、図４は、１種類のパターンの一例である周期的な縦縞状のパターンについて、照射強度（又は、明るさ）の位相差がπ／２（９０°）で一定である４つの照明パターンを照射した検査対象１０の撮像領域を撮像した４つの撮像画像Ｐ１〜Ｐ４を示す。図４中、黒い部分程、各撮像画像Ｐ１〜Ｐ４の明るさが低い（即ち、暗い）ことを表している。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing for a captured image to be inspected in the first embodiment. This arithmetic processing is sometimes called a phase shift arithmetic processing. For convenience of explanation, FIG. 4 shows four periodic vertical stripe patterns, which are an example of one type of pattern, in which the phase difference of irradiation intensity (or brightness) is constant at π / 2 (90 °). The four captured images P1 to P4 obtained by imaging the imaging region of the
図５は、検査対象１０の撮像領域を撮像した４つの撮像画像Ｐ１〜Ｐ４の明るさＩ１〜Ｉ４の一例を示す図であり、撮像画像Ｐ１の明るさＩ１を実線で示し、撮像画像Ｐ２〜Ｐ４の明るさＩ２〜Ｉ４を破線で示す。図５中、縦軸は明るさを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。また、図５において、Ａは、図４中白い破線で示す位置に相当し、Ｂは、位置Ａから明るさのピークまでの振幅を示す。また、図５において、一点鎖線Ｄで示す部分では、検査対象１０に存在する欠陥のため明るさの振幅変化に歪みが生じている。撮像画像Ｐ１〜Ｐ４の明るさＩ１〜Ｉ４は、位相をφで表すと、この例では次式で表すことができる。
Ｉ１＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ）
Ｉ２＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π／２）
Ｉ３＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π）
Ｉ４＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）
図３に示すステップＳ６で、ＣＰＵ１０１が縦縞状のパターンについて４つの照明パターンで照明された検査対象１０の４つの撮像画像Ｐ１〜Ｐ４の明るさの振幅変化を演算して重畳すると、例えばAmp＝２×sqrt｛（Ｉ１−Ｉ３）２＋（Ｉ２−Ｉ４）２｝／（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４）なる位相演算結果が得られる。図６は、この検査対象１０の撮像画像に対する位相演算結果の一例を示す図である。図６中、縦軸は明るさの振幅変化を任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。図６において、明るさの振幅変化が一定である位置には欠陥が存在しない。一方、図６において、図５の一点鎖線Ｄで示す部分に相当する、明るさの振幅変化が一定ではなく変化している位置に欠陥が存在する。このように、検査対象１０に存在する欠陥の有無と、存在する欠陥の位置を検出することができる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the brightness I1 to I4 of the four captured images P1 to P4 in which the imaging region of the
I1 = A + Bcos (φ)
I2 = A + Bcos (φ + π / 2)
I3 = A + Bcos (φ + π)
I4 = A + Bcos (φ + 3π / 2)
In step S6 shown in FIG. 3, when the
図７は、第１実施例における基準対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。説明の便宜上、図７は、図４の場合と同様に、１種類のパターンの一例である周期的な縦縞状のパターンについて、照射強度の位相差がπ／２（９０°）で一定である４つの照明パターンを照射した基準対象の４つの撮像画像Ｐ１ｒ〜Ｐ４ｒを示す。図７中、黒い部分程、各撮像画像Ｐ１ｒ〜Ｐ４ｒの明るさが低い（即ち、暗い）ことを表している。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing for a captured image of a reference target in the first embodiment. For convenience of explanation, FIG. 7 shows that the phase difference of the irradiation intensity is constant at π / 2 (90 °) for the periodic vertical striped pattern which is an example of one type of pattern, as in the case of FIG. The four captured images P1r to P4r of the reference object irradiated with the four illumination patterns are shown. In FIG. 7, the darker the portion, the lower the brightness (that is, darker) of each of the captured images P1r to P4r.
図８は、基準対象の撮像領域を撮像した４つの撮像画像Ｐ１ｒ〜Ｐ４ｒの明るさＩ１ｒ〜Ｉ４ｒの一例を示す図であり、撮像画像Ｐ１ｒの明るさＩ１ｒを実線で示し、撮像画像Ｐ２ｒ〜Ｐ４ｒの明るさＩ２ｒ〜Ｉ４ｒを破線で示す。図８中、縦軸は明るさを任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。また、図８において、Ａは、図７中白い破線で示す位置に相当し、Ｂは、位置Ａから明るさのピークまでの振幅を示す。また、図８では、基準対象には欠陥が存在しないので、明るさの振幅変化に歪みが生じていない。撮像画像Ｐ１ｒ〜Ｐ４ｒの明るさＩ１ｒ〜Ｉ４ｒは、位相をφで表すと、この例では次式で表すことができる。
Ｉ１ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ）
Ｉ２ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π／２）
Ｉ３ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋π）
Ｉ４ｒ＝Ａ＋Ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）
縦縞状のパターンについて４つの照明パターンで照明された基準対象の撮像領域を撮像した４つの撮像画像Ｐ１ｒ〜Ｐ４ｒの明るさの振幅変化を演算して重畳すると、例えばAmpr＝２×sqrt｛（Ｉ１ｒ−Ｉ３ｒ）２＋（Ｉ２ｒ−Ｉ４ｒ）２｝／（Ｉ１ｒ＋Ｉ２ｒ＋Ｉ３ｒ＋Ｉ４ｒ）なる位相演算結果が得られる。図９は、この基準対象の撮像画像に対する位相演算結果の一例を示す図である。図９中、縦軸は明るさの振幅変化を任意単位で示し、横軸は位置を任意単位で示す。図９において、明るさの振幅変化は一定であり、欠陥が存在しないことがわかる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the brightness I1r to I4r of the four captured images P1r to P4r in which the imaging region of the reference target is captured. The brightness I1r of the captured image P1r is shown by a solid line, and the captured images P2r to P4r are shown. The brightnesses I2r to I4r of are shown by broken lines. In FIG. 8, the vertical axis indicates the brightness in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. Further, in FIG. 8, A corresponds to the position indicated by the white broken line in FIG. 7, and B indicates the amplitude from the position A to the peak of brightness. Further, in FIG. 8, since there is no defect in the reference object, there is no distortion in the amplitude change of the brightness. The brightness I1r to I4r of the captured images P1r to P4r can be expressed by the following equation in this example when the phase is expressed by φ.
I1r = A + Bcos (φ)
I2r = A + Bcos (φ + π / 2)
I3r = A + Bcos (φ + π)
I4r = A + Bcos (φ + 3π / 2)
When the amplitude change of the brightness of the four captured images P1r to P4r obtained by capturing the imaging region of the reference target illuminated by the four illumination patterns is calculated and superimposed on the vertical striped pattern, for example, Ampr = 2 × sqrt {(I1r). -I3r) 2 + (I2r-I4r) 2 } / (I1r + I2r + I3r + I4r) The phase calculation result is obtained. FIG. 9 is a diagram showing an example of the phase calculation result for the captured image of the reference target. In FIG. 9, the vertical axis indicates the change in brightness amplitude in an arbitrary unit, and the horizontal axis indicates the position in an arbitrary unit. In FIG. 9, it can be seen that the amplitude change of the brightness is constant and there is no defect.
図３に示すステップＳ８で、ＣＰＵ１０１がステップＳ６で重畳した図６に示す如き撮像画像の明るさの振幅変化と、メモリ１０２に格納された、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した図９に示す如き撮像画像の明るさの振幅変化とを比較すると、検査対象１０の表面形状に依存する照明パターンの位相変化を吸収して、明るさの振幅変化が一定ではなく変化している位置が顕著化される。また、検査対象１０の表面形状に強く依存して照明パターンの位相変化が生じるため、検査対象の背景や周囲の影響を受けにくい。これにより、顕著化された、明るさの振幅変化が一定ではなく変化している位置に欠陥が存在することがわかり、検査対象１０の欠陥の有無と欠陥の位置を正確に検出することができる。また、検査結果は利用者の判断に依存しないので、検査の感度が安定化する。更に、上記の演算処理は、比較的簡単であるため、演算処理を短時間で実行することができ、検査を高速に行えると共に、検査のコストも低減できる。
In step S8 shown in FIG. 3, the
ところで、検査対象１０の欠陥が例えば縦縞状の照射パターンと同じ縦方向に沿って存在する傷等の場合、上記の如き周期的な縦縞状のパターンについて照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを照射した検査対象１０の撮像画像に基づき、上記の如き位相演算を行うことで欠陥を検出することができる。しかし、検査対象１０の欠陥が例えば縦縞状の照射パターンとは異なる方向、例えば横方向に沿って存在する傷等の場合、上記の如き周期的な縦縞状のパターンについて照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを照射した検査対象１０の撮像画像に基づき、上記の如き位相演算を行っても、欠陥を検出することは難しい。
By the way, when the defect of the
このため、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンのうち、一方が例えば縦縞状のパターンの場合、他方は縦縞状パターンとは異なる方向に沿って周期的な縞状パターンとすることで、検査対象１０の欠陥をより正確に検出することができる。縦縞状パターンとは異なる方向に沿って周期的な縞状パターンは、例えば縦縞状のパターンと直交する横縞状のパターンである。
Therefore, of at least two types of patterns that are periodic along different directions, one is, for example, a vertical striped pattern, and the other is a periodic striped pattern along a direction different from the vertical striped pattern. Therefore, the defect of the
このように、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な２種類以上のパターンについて生成して、検査対象１０の画像の撮像時に検査対象１０を照明することで、検査対象１０の欠陥が延在する方向にかかわらず、欠陥を正確に検出することができる。
In this way, a plurality of illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity are generated for two or more types of patterns that are periodic along different directions, and the
図１０は、第１実施例における検査対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。この例では、検査対象１０の撮像領域５０１に、実際には線状欠陥５０２，５０３が存在する。図４乃至６と共に説明したように、例えば照射強度の位相差が一定である４つの照明パターンを縦縞状のパターンについて生成して、検査対象１０の画像の撮像時に検査対象１０を照明することで、撮像画像５０４の如き画像が４つの照明パターンの各々について撮像される。従って、４つの照明パターンについて撮像した撮像画像５０４の如き画像に基づき、上記の如き位相演算を行うことで、演算後の画像５０５から線状欠陥５０２を検出することができる。一方、線状欠陥５０３は、演算後の画像５０５では便宜上破線で示すように、縦縞状のパターンとは略直交する方向に延在するため、正確に検出することは難しい。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing for a captured image to be inspected in the first embodiment. In this example,
そこで、図４乃至６と共に説明したように、例えば照射強度の位相差が一定である４つの照明パターンを横縞状のパターンについて生成して、検査対象１０の画像の撮像時に検査対象１０を照明することで、撮像画像５０６の如き画像が４つの照明パターンの各々について撮像される。従って、４つの照明パターンについて撮像した撮像画像５０６の如き画像に基づき、上記の如き位相演算を行うことで、演算後の画像５０７から線状欠陥５０３を検出することができる。一方、線状欠陥５０２は、演算後の画像５０７では便宜上破線で示すように、横縞状のパターンとは略直交する方向に延在するため、正確に検出することは難しい。
Therefore, as described with FIGS. 4 to 6, for example, four illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity are generated for the horizontal striped pattern, and the
しかし、図３に示すステップＳ６で、ＣＰＵ１０１が縦縞状のパターンと横縞状のパターンの各々について４つの照明パターンで照明された検査対象１０の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して、演算後の画像５０５，５０７を重畳することで、線状欠陥５０２，５０３の両方を正確に検出することができる。
However, in step S6 shown in FIG. 3, the
図１１は、第１実施例における検査結果の一例を説明する図である。図１１は、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンを照射した検査対象１０の撮像画像に対する位相演算後の重畳画像６０１、前記と同じ種類のパターンを照射した基準対象の撮像画像に対する位相演算後の重畳画像６０２及び重畳画像６０１，６０２の比較結果６０３を示す。この例では、比較結果６０３から検査対象１０に存在する欠陥６０４が正確に検出できることが確認された。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of inspection results in the first embodiment. FIG. 11 shows a superimposed image 601 after phase calculation for the captured image of the
図１２は、第１実施例における検査結果と比較例の検査結果の一例を説明する図である。図１２において、照明装置２の縦縞状の照明パターンで照明された検査対象１０の撮像領域を撮像装置５で撮像した画像７０１中、破線７１０で囲んだ領域内に実際には欠陥が存在するが、１枚の画像７０１からでは欠陥の有無を判断することは難しい。なお、画像７０１中の縞が完全に縦方向に延在していないのは、検査対象１０の表面形状によるものである。しかし、検査対象１０の画像７０１と同様にして位相シフトされた縦縞状の照明パターンを用いて撮像した例えば合計４枚の画像に対する上記位相演算後の重畳画像７０２では、破線７１０で囲んだ領域内の欠陥６０４を判断することができ、位相シフトされた横縞状の照明パターンを用いて撮像した合計４枚の画像に対する上記位相演算後の重畳画像でも、欠陥６０４を判断することができる。従って、縦縞状の照明パターンによる重畳画像７０２と、横縞状の照明パターンによる重畳画像を重畳することで、欠陥６０４を更に顕著化できる。また、縦縞状の照明パターンによる重畳画像７０２と横縞状の照明パターンによる重畳画像を重畳した画像と、検査対象１０と同じ縦縞状の照明パターン及び横縞状の照明パターンで照明された基準対象に対する位相演算後の重畳画像を重畳した画像とを比較した比較結果では、欠陥６０４が更に顕著化される。これに対し、例えば白色光で照明された検査対象１０の撮像領域を撮像装置５で撮像した比較例の明視野画像７０３では、破線７１０で囲んだ領域内に存在する欠陥の有無を判断することは難しい。このように、明視野画像７０３を用いた検査と比較すると、本実施例によれば、透明な検査対象の表面形状等にかかわらず、検査対象の欠陥を正確に検出することができる。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the inspection results of the first embodiment and the inspection results of the comparative example. In FIG. 12, in the
図１３は、第２実施例における検査システムの一例を示す図である。図１３中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例では、検査システム１−２の照明装置２は、検査対象１０の一方の表面の一例である上面側から検査対象１０を照射パターンで照明するので、図１３に示す例では、支持部３は検査対象１０を透過型スクリーン２３の下方で保持する周知の構成を有する。支持部３を、検査対象１０が載置される周知の構成を有するステージで形成しても良い。なお、支持部３は不透明材料で形成され、この例では白色の上面を有する。
FIG. 13 is a diagram showing an example of the inspection system in the second embodiment. In FIG. 13, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this embodiment, the lighting device 2 of the inspection system 1-2 illuminates the
撮像装置５は、照明装置２の透過型スクリーン２３に表示された照明パターンにより照明された検査対象１０の画像を撮像する。この例では、撮像装置５が撮像した検査対象１０の画像に、透明な検査対象１０に照射して映り込んだ照明パターンが含まれる。撮像装置５は、検査対象１０の前記一方の表面の一例である上面側から撮像する。照明装置２及び撮像装置５の配置は、検査対象１０への照明と検査対象１０の画像の撮像とが互いに干渉しなければ特に限定されない。更に、支持部３及び撮像装置５の少なくとも一方が移動する場合には、照明装置２及び撮像装置５の配置は、支持部３及び撮像装置５の相対位置を変化させる際に干渉しなければ特に限定されない。制御装置７は、検査システム１−２全体の制御を司る。
The
本実施例における検査処理は、図３と共に説明した上記第１実施例の検査処理と同様に行えるので、その図示及び説明は省略する。 Since the inspection process in this embodiment can be performed in the same manner as the inspection process in the first embodiment described with FIG. 3, the illustration and description thereof will be omitted.
図１４は、第２実施例における検査結果と比較例の検査結果の一例を説明する図である。図１４において、照明装置２の縦縞状の照明パターンで照明された検査対象１０の撮像領域を撮像装置５で撮像した画像８０１中、破線８１０で囲んだ領域内に実際には欠陥が存在するが、１枚の画像８０１からでは欠陥の有無を判断することは難しい。なお、画像８０１中の縞が完全に縦方向に延在していないのは、検査対象１０の表面形状によるものである。しかし、検査対象１０の画像８０１と同様にして位相シフトされた縦縞状の照明パターンを用いて撮像した例えば合計４枚の画像に対する上記位相演算後の重畳画像８０２では、破線８１０で囲んだ領域内の欠陥６０４を判断することができ、位相シフトされた横縞状の照明パターンを用いて撮像した合計４枚の画像に対する上記位相演算後の重畳画像でも、欠陥６０４を判断することができる。従って、縦縞状の照明パターンによる重畳画像８０２と、横縞状の照明パターンによる重畳画像を重畳することで、欠陥６０４を更に顕著化できる。また、縦縞状の照明パターンによる重畳画像８０２と横縞状の照明パターンによる重畳画像を重畳した画像と、検査対象１０と同じ縦縞状の照明パターン及び横縞状の照明パターンで照明された基準対象に対する位相演算後の重畳画像を重畳した画像とを比較した比較結果では、欠陥６０４が更に顕著化される。これに対し、例えば白色光で照明された検査対象１０の撮像領域を撮像装置５で撮像した比較例の明視野画像８０３では、破線８１０で囲んだ領域内に存在する欠陥の有無を判断することは難しい。このように、明視野画像８０３を用いた検査と比較すると、本実施例によれば、透明な検査対象の表面形状等にかかわらず、検査対象の欠陥を正確に検出することができる。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the inspection results of the second embodiment and the inspection results of the comparative example. In FIG. 14, in the
本実施例によれば、上記第１実施例と同様の効果を得ることができ、透明な検査対象の表面形状等にかかわらず、検査対象の欠陥を正確に検出することができる。 According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and defects of the inspection target can be accurately detected regardless of the transparent surface shape of the inspection target and the like.
図１５は、第３実施例における検査処理の一例を説明するフローチャートである。本実施例では、図１に示す上記第１実施例の検査システム１−１を用いても、図１３に示す上記第２実施例の検査システム１−２を用いても良い。図１５に示す処理は、例えば図２に示すＣＰＵ１０１により実行可能である。
FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the inspection process in the third embodiment. In this embodiment, the inspection system 1-1 of the first embodiment shown in FIG. 1 may be used, or the inspection system 1-2 of the second embodiment shown in FIG. 13 may be used. The process shown in FIG. 15 can be executed by, for example, the
図１５に示すステップＳ１１では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して検査対象１０を支持する支持部３を予め決められた撮像位置まで移動する。なお、コントローラ４が省略されている場合は、利用者が手動で、検査対象１０を予め決められた撮像位置にある支持部３に支持させる。なお、ステップＳ１１では、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５も移動するようにしても良い。
In step S11 shown in FIG. 15, the
ステップＳ１２では、ＣＰＵ１０１が周期的な照明パターンを生成する。本実施例では、ＣＰＵ１０１は、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類の色の異なるパターンについて生成する。互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類の色の異なるパターンは、特に限定されないが、例えば互いに異なる方向に沿って延在する縞状の第１の色の第１のパターン及び第１の色とは異なる第２の色の第２のパターンを含む。この場合、互いに異なる方向に沿って延在する縞状の第１の色の第１のパターン及び第２の色の第２のパターンは、互いに直交する縞状パターンであっても良い。また、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類の色の異なるパターンは、矩形状、三角状、正弦波状等のパターンであっても良い。説明の便宜上、この例では、第１のパターンが縦縞状のパターンで第１の色が青色であり、第２のパターンが横縞状のパターンで第２の色が赤色である場合について説明するが、例えば３種類の色の異なるパターンを用いる場合、三原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）を用いて各色成分の分離を容易にしても良い。
In step S12, the
ステップＳ１３では、ＣＰＵ１０１が同じ位相の第１及び第２のパターンについて生成した２つの照明パターンを重ねて照明装置２の表示面に表示する。この例では、同じ位相の縦縞状の青色のパターンと横縞状の赤色のパターンについて生成した２つの照明パターンを重ねて照明装置２の表示面に表示する。
In step S13, the two illumination patterns generated by the
ステップＳ１４では、ＣＰＵ１０１がコントローラ６を制御して撮像装置５を検査対象１０の撮像領域を撮像する位置まで移動して、検査対象１０の撮像領域を撮像する。なお、ステップＳ１４では、ＣＰＵ１０１がコントローラ４を制御して、支持部３も移動するようにしても良い。また、コントローラ６が省略されている場合は、利用者が手動で、撮像装置５を検査対象１０の撮像領域を撮像する位置まで移動しても良い。
In step S14, the
ＣＰＵ１０１は、第１及び第２のパターンについて生成した同じ位相の２つの照明パターンを重ねて照明装置２の表示面に表示させる指示を照明装置２に出力するステップＳ１３の処理と、このように第１及び第２のパターン毎に生成した同じ位相の２つの照明パターンを重ねて照明された検査対象１０の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置５に出力するステップＳ１４の処理を同期する。つまり、ＣＰＵ１０１は、照明装置２と撮像装置５の動作を同期させる同期制御を行う。これにより、照明装置２は、第１及び第２のパターン毎に生成した同じ位相の２つの照明パターンを重ねて検査対象１０を照明し、撮像装置５は、このように照明された検査対象１０の画像を撮像する。この例では、撮像装置５が撮像した撮像画像は、コントローラ６を介して制御装置７に供給されるが、制御装置７に直接供給されても良い。
The
ステップＳ１５では、ＣＰＵ１０１が生成した全ての位相の照明パターンについて、同じ位相の２つの照明パターンを重ねて照明された検査対象１０の画像を撮像したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１３へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１６へ進む。これにより、第１及び第２のパターン毎に生成した同じ位相の２つの照射パターン重ねて、各位相毎に照明装置２の表示面に表示すると共に、２つの照明パターンを各位相毎に重ねて照明された検査対象１０の画像を全ての位相について撮像すると、処理はステップＳ１６へ進む。
In step S15, it is determined whether or not the image of the
ステップＳ１６では、ＣＰＵ１０１が各位相で撮像された検査対象１０の撮像画像から、一方では青色成分を分離して、分離された青色成分の撮像画像の明るさの振幅変化（即ち、縦縞状のパターンで照明された検査対象１０の撮像画像の明るさの振幅変化）を演算して重畳し、他方では赤色成分を分離して、分離された赤色成分の撮像画像の明るさの振幅変化（即ち、横縞状のパターンで照明された検査対象１０の撮像画像の明るさの振幅変化）を演算して重畳する。異なる種類（又は、色）のパターンを分離した後の処理は、上記第１実施例又は上記第２実施例の処理と同様であり、例えば図４と共に説明した撮像画像５０４，５０６の処理と同様で良い。
In step S16, the
ステップＳ１７では、ＣＰＵ１０１が検査対象１０のうち検査するべき全ての撮像領域を撮像したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１８へ進む。なお、検査対象１０のうち検査するべき全ての撮像領域を１回の撮像処理で撮像可能な場合には、ステップＳ１７の処理は省略可能である。
In step S17, it is determined whether or not the
ステップＳ１８では、ＣＰＵ１０１がステップＳ１６で重畳した撮像画像の明るさの振幅変化と、メモリ１０２に格納された、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、例えば振幅変化の差が閾値以上であると、検査対象１０の欠陥を検出する。基準対象とは、予め検査済みであり、欠陥を有さない検査対象１０と同一の透明部材の良品である。
In step S18, the amplitude change of the brightness of the captured image superimposed in step S16 by the
ステップＳ１９では、ＣＰＵ１０１が検査対象１０の検査を終了するか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１１へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１０へ進む。検査対象１０の検査を終了する場合は、例えば利用者が入出力装置８から制御装置７（又は、コンピュータ１００）に検査終了の命令を入力すれば良い。
In step S19, it is determined whether or not the
ステップＳ２０では、ＣＰＵ１０１がステップＳ９で比較した結果、即ち、検査対象１０の欠陥が検出されたか否かの結果出力を、入出力装置８に出力し、検査処理は終了する。
In step S20, the
図１６は、第３実施例における検査対象の撮像画像に対する演算処理の一例を説明する図である。図１６中、図１０と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。この例では、検査対象１０の撮像領域５０１に、実際には線状欠陥５０２，５０３が存在する。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of arithmetic processing for a captured image to be inspected in the third embodiment. In FIG. 16, the same parts as those in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this example,
そこで、本実施例では、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１３で同じ位相の縦縞状の青色のパターン９０１と横縞状の赤色のパターン９０２とを重ねた照明パターン９０３を照明装置２の表示面に表示する。また、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１４で撮像装置５により照明パターン９０３で照明された検査対象１０の画像を撮像する。この例では、４つの各位相で撮像された検査対象１０の撮像画像から、一方では青色成分を分離して、分離された青色成分の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳し、他方では赤色成分を分離して、分離された赤色成分の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳する。青色成分を分離することで、４つの位相の照明パターンについて撮像した撮像画像５０４の如き画像に基づき、上記の如き位相演算を行うことで、演算後の画像５０５から線状欠陥５０２を検出することができる。また、青色成分を分離することで、４つの位相の照明パターンについて撮像した撮像画像５０６の如き画像に基づき、上記の如き位相演算を行うことで、演算後の画像５０７から線状欠陥５０２を検出することができる。演算後の画像５０５，５０７を重畳することで、線状欠陥５０２，５０３の両方を正確に検出することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
本実施例によれば、上記第１実施例又は上記第２実施例と同様の効果を得ることができ、透明な検査対象の表面形状等にかかわらず、検査対象の欠陥を正確に検出することができる。また、本実施例では、各位相毎に第１及び第２のパターンを重ねた照明パターンで照明された検査対象を撮像するので、各位相毎に第１のパターンで照明された検査対象と第２のパターンで照明された検査対象を夫々撮像する上記第１実施例又は第２実施例と比べると、撮像する画像数を減らせる分、検査をより高速に行うことができる。 According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment or the second embodiment can be obtained, and defects of the inspection target can be accurately detected regardless of the transparent surface shape of the inspection target. Can be done. Further, in the present embodiment, since the inspection target illuminated by the illumination pattern in which the first and second patterns are superimposed for each phase is imaged, the inspection target illuminated by the first pattern and the first pattern are captured for each phase. Compared with the first embodiment or the second embodiment in which the inspection target illuminated by the pattern 2 is imaged, the inspection can be performed at a higher speed because the number of images to be imaged can be reduced.
上記の各実施例によれば、透明な検査対象の表面形状等にかかわらず、検査対象の欠陥を正確に検出することができ、検査が検査対象の背景や周囲の影響を受けることなく、安定な感度で欠陥検出できる。更に、検査を高速に行え、検査のコストも低減できる。 According to each of the above embodiments, defects of the inspection target can be accurately detected regardless of the transparent surface shape of the inspection target, and the inspection is stable without being affected by the background or surroundings of the inspection target. Defects can be detected with high sensitivity. Furthermore, the inspection can be performed at high speed, and the inspection cost can be reduced.
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
照明装置が、照明パターンを表示面に表示し、
撮像装置が、前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された透明な検査対象の画像を撮像し、
プロセッサが、照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記複数の照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記プロセッサが、各種類のパターン毎に前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳し、
前記プロセッサが、重畳した前記撮像画像の明るさの振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
ことを特徴とする、検査方法。
（付記２）
前記照明装置の表示面を、前記複数の照明パターンを投影する透過型スクリーン又は表示装置の表示画面で形成することを特徴とする、付記１記載の検査方法。
（付記３）
前記照明装置が、前記検査対象の第１の表面側から前記照明パターンにより前記検査対象を照明し、
前記撮像装置が、前記検査対象を透過した前記照明パターンを含む前記撮像画像を前記検査対象の前記第１の表面側とは反対側の第２の表面側から撮像する、
ことを特徴とする、付記１又は２記載の検査方法。
（付記４）
前記照明装置が、前記検査対象の一方の表面側から前記照明パターンにより前記検査対象を照明し、
前記撮像装置が、前記検査対象に映り込んだ前記照明パターンを含む前記撮像画像を前記一方の表面側から撮像する、
ことを特徴とする、付記１又は２記載の検査方法。
（付記５）
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる方向に沿って周期的な縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記１乃至４のいずれか１項記載の検査方法。
（付記６）
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる色の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記１乃至５のいずれか１項記載の検査方法。
（付記７）
前記プロセッサが、前記第１及び第２のパターンの位相を順次一定値だけシフトして同じ位相で同時に前記検査対象を照明し、各位相の前記第１及び第２のパターンで同時に照明された前記検査対象の画像を撮像するように、前記同期制御を行い、
前記プロセッサが、各位相の前記第１及び第２のパターンで照明された前記検査対象の撮像画像から、前記第１のパターンの色成分を分離して前記撮像画像の明るさの第１の振幅変化を演算すると共に、前記第２のパターンの色成分を分離して前記撮像画像の明るさの第２の振幅変化を演算し、
前記プロセッサが、前記第１及び第２の振幅変化を重畳した前記撮像画像の明るさの振幅変化と、予め演算された、前記基準対象に対して明るさの第１及び第２の振幅変化を重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
ことを特徴とする、付記６記載の検査方法。
（付記８）
照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成する生成手段と、
各種類のパターン毎に、前記複数の照明パターンを照明装置の表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記複数の照明パターンで照明された検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
各種類のパターン毎に前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳し、
重畳した前記撮像画像の明るさの振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
ことを特徴とする、検査装置。
（付記９）
前記検査対象は、前記検査対象の第１の表面側から前記照明装置により前記照明パターンを照明され、
前記検査対象を透過した前記照明パターンを含む前記撮像画像は、前記第１の表面側とは反対側の前記検査対象の第２の表面側から前記撮像装置により撮像される、
ことを特徴とする、付記８記載の検査装置。
（付記１０）
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる方向に沿って周期的な縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記８又は９記載の検査装置。
（付記１１）
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる色の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記８乃至１０のいずれか１項記載の検査装置。
（付記１２）
照明パターンを表示面に表示する照明装置と、
透明な検査対象を支持する支持部と、
前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された前記検査対象の画像を撮像する撮像装置と、
照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記複数の照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
各種類のパターン毎に前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳し、
重畳した前記撮像画像の明るさの振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
ことを特徴とする、検査システム。
（付記１３）
前記支持部及び前記撮像装置のうち少なくとも一方を移動する移動手段を更に備え、
前記制御装置は、前記移動手段を制御して前記支持部及び前記撮像装置の相対位置を変化させることで、前記撮像装置が撮像する前記検査対象の撮像領域を移動することを特徴とする、付記１２記載の検査システム。
（付記１４）
前記照明装置は、前記検査対象の第１の表面側から前記照明パターンにより前記検査対象を照明し、
前記撮像装置は、前記検査対象を透過した前記照明パターンを含む前記撮像画像を前記検査対象の前記第１の表面側とは反対側の第２の表面側から撮像する、
ことを特徴とする、付記１２又は１３記載の検査システム。
（付記１５）
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる方向に沿って周期的な縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記１２乃至１４のいずれか１項記載の検査システム。
（付記１６）
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる色の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記１２乃至１５のいずれか１項記載の検査システム。
（付記１７）
照明パターンを照明装置の表示面に表示し、
前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された透明な検査対象の画像を撮像装置により撮像し、
照射強度の位相差が一定である複数の照明パターンを、互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンについて生成し、
各種類のパターン毎に、前記複数の照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力して、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
各種類のパターン毎に前記複数の照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳し、
重畳した前記撮像画像の明るさの振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に予め演算して重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
（付記１８）
前記照明装置の前記表示面に表示する処理は、前記検査対象の第１の表面側から前記照明パターンにより前記検査対象を照明し、
前記検査対象の画像を撮像装置で撮像する処理は、前記検査対象を透過した前記照明パターンを含む前記撮像画像を前記検査対象の前記第１の表面側とは反対側の第２の表面側から撮像する、
ことを特徴とする、付記１７記載のプログラム。
（付記１９）
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる方向に沿って周期的な縞状の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記１７又は１８記載のプログラム。
（付記２０）
前記互いに異なる方向に沿って周期的な少なくとも２種類のパターンは、互いに異なる色の第１のパターン及び第２のパターンを含むことを特徴とする、付記１７乃至１９のいずれか１項記載のプログラム。
The following additional notes will be further disclosed with respect to the embodiments including the above embodiments.
(Appendix 1)
The lighting device displays the lighting pattern on the display surface,
The image pickup apparatus captures a transparent image to be inspected illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface.
The processor generates a plurality of illumination patterns in which the phase difference of the irradiation intensity is constant for at least two types of patterns periodically along different directions, and for each type of pattern, the plurality of illumination patterns are generated. An instruction to be displayed on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and an instruction to acquire an image taken by capturing an image of the inspection target illuminated by the plurality of lighting patterns for each type of pattern is given. It is output to the image pickup device, and synchronous control is performed to synchronize the operation of the lighting device and the image pickup device.
The processor calculates and superimposes the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the plurality of illumination patterns for each type of pattern.
Based on the result of comparison between the amplitude change of the brightness of the captured image superimposed by the processor and the amplitude change of the brightness of the captured image superimposed by calculating in advance for each type of pattern with respect to the reference object. , Detects the defect to be inspected,
An inspection method characterized by that.
(Appendix 2)
The inspection method according to Appendix 1, wherein the display surface of the lighting device is formed by a transmissive screen for projecting the plurality of lighting patterns or a display screen of the display device.
(Appendix 3)
The lighting device illuminates the inspection target with the lighting pattern from the first surface side of the inspection target.
The image pickup apparatus captures the captured image including the illumination pattern transmitted through the inspection target from the second surface side opposite to the first surface side of the inspection target.
The inspection method according to Appendix 1 or 2, characterized in that.
(Appendix 4)
The lighting device illuminates the inspection target from one surface side of the inspection target with the lighting pattern.
The image pickup apparatus captures the captured image including the illumination pattern reflected on the inspection target from the one surface side.
The inspection method according to Appendix 1 or 2, characterized in that.
(Appendix 5)
The appendices 1 to 4 are characterized in that the at least two types of patterns that are periodic along different directions include a first pattern and a second pattern that are periodically striped along different directions. The inspection method according to any one of the above items.
(Appendix 6)
The inspection according to any one of Supplementary note 1 to 5, wherein the at least two kinds of patterns periodic along different directions include a first pattern and a second pattern of different colors. Method.
(Appendix 7)
The processor sequentially shifts the phases of the first and second patterns by a constant value to simultaneously illuminate the inspection target in the same phase, and simultaneously illuminates the first and second patterns of each phase. The synchronization control is performed so as to capture the image to be inspected.
The processor separates the color component of the first pattern from the captured image of the inspection target illuminated by the first and second patterns of each phase, and the first amplitude of the brightness of the captured image. Along with calculating the change, the color component of the second pattern is separated and the second amplitude change of the brightness of the captured image is calculated.
The processor superimposes the first and second amplitude changes on the brightness amplitude change of the captured image and the pre-calculated first and second amplitude changes of the brightness with respect to the reference object. The defect to be inspected is detected based on the result of comparison with the amplitude change of the brightness of the superimposed image.
The inspection method according to Appendix 6, wherein the inspection method is characterized by the above.
(Appendix 8)
A generation means for generating a plurality of illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity for at least two types of patterns periodically along different directions.
For each type of pattern, an instruction to display the plurality of lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and an image to be inspected illuminated by the plurality of lighting patterns is displayed for each type of pattern. A control means that outputs an instruction to acquire an image taken by taking an image to the image pickup device and performs synchronization control for synchronizing the operation of the lighting device and the image pickup device.
Equipped with
The control means is
For each type of pattern, the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected, which is illuminated by the plurality of illumination patterns, is calculated and superimposed.
The inspection target is based on the result of comparing the amplitude change of the brightness of the superimposed image and the amplitude change of the brightness of the superimposed image calculated in advance for each type of pattern with respect to the reference object. Detecting defects in
An inspection device characterized by that.
(Appendix 9)
The inspection target is illuminated with the lighting pattern by the lighting device from the first surface side of the inspection target.
The captured image including the illumination pattern transmitted through the inspection target is imaged by the imaging device from the second surface side of the inspection target opposite to the first surface side.
The inspection apparatus according to
(Appendix 10)
The
(Appendix 11)
The inspection according to any one of
(Appendix 12)
A lighting device that displays the lighting pattern on the display surface,
A support part that supports the transparent inspection target, and
An image pickup device that captures an image of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface, and an image pickup device.
A plurality of lighting patterns having a constant phase difference in irradiation intensity are generated for at least two types of patterns periodically along different directions, and the plurality of lighting patterns are generated for each type of pattern in the lighting device. An instruction to be displayed on the display surface is output to the lighting device, and an instruction to acquire an image captured by capturing an image of the inspection target illuminated by the plurality of lighting patterns for each type of pattern is given to the image pickup device. A control device that performs synchronous control that synchronizes the operations of the lighting device and the image pickup device by outputting to
Equipped with
The control device is
For each type of pattern, the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected, which is illuminated by the plurality of illumination patterns, is calculated and superimposed.
The inspection target is based on the result of comparing the amplitude change of the brightness of the superimposed image and the amplitude change of the brightness of the superimposed image calculated in advance for each type of pattern with respect to the reference object. Detecting defects in
An inspection system characterized by that.
(Appendix 13)
Further, a moving means for moving at least one of the support portion and the imaging device is provided.
The appendix is characterized in that the control device moves the image pickup region of the inspection target to be imaged by the image pickup device by controlling the moving means to change the relative positions of the support portion and the image pickup device. 12 The inspection system.
(Appendix 14)
The lighting device illuminates the inspection target with the lighting pattern from the first surface side of the inspection target.
The image pickup apparatus captures the captured image including the illumination pattern transmitted through the inspection target from the second surface side opposite to the first surface side of the inspection target.
The inspection system according to Appendix 12 or 13, characterized in that.
(Appendix 15)
Addendum 12-14, wherein the at least two patterns periodic along different directions include a first pattern and a second pattern of stripes periodic along different directions. The inspection system according to any one of the above.
(Appendix 16)
The inspection according to any one of Supplementary note 12 to 15, wherein the at least two types of patterns periodic along different directions include a first pattern and a second pattern of different colors. system.
(Appendix 17)
The lighting pattern is displayed on the display surface of the lighting device,
An image of a transparent inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface is captured by an image pickup device.
A plurality of illumination patterns having a constant phase difference in irradiation intensity are generated for at least two types of patterns that are periodic along different directions.
For each type of pattern, an instruction to display the plurality of lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and the image to be inspected illuminated by the plurality of lighting patterns is displayed for each type. An instruction to acquire an image taken by taking an image for each pattern is output to the image pickup device, and synchronization control is performed to synchronize the operation of the lighting device and the image pickup device.
For each type of pattern, the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected, which is illuminated by the plurality of illumination patterns, is calculated and superimposed.
The inspection target is based on the result of comparing the amplitude change of the brightness of the superimposed image and the amplitude change of the brightness of the superimposed image calculated in advance for each type of pattern with respect to the reference object. Detecting defects in
A program that lets a computer perform processing.
(Appendix 18)
In the process of displaying on the display surface of the lighting device, the inspection target is illuminated by the lighting pattern from the first surface side of the inspection target.
In the process of capturing the image of the inspection target with the imaging device, the captured image including the illumination pattern transmitted through the inspection target is taken from the second surface side opposite to the first surface side of the inspection target. To take an image,
The program according to Appendix 17, characterized in that.
(Appendix 19)
The
(Appendix 20)
The program according to any one of Supplementary note 17 to 19, wherein at least two kinds of patterns periodic along different directions include a first pattern and a second pattern of different colors. ..
以上、開示の検査方法、装置、システム及びプログラムを実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。 Although the disclosed inspection methods, devices, systems and programs have been described above by way of examples, the present invention is not limited to the above examples, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention. Needless to say.
１−１，１−２ 検査システム
２ 照明装置
３ 支持部
４，６ コントローラ
５ 撮像装置
７ 制御装置
８ 入出力装置
１０ 検査対象
1-1, 1-2 Inspection system 2
Claims (9)
撮像装置が、前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された透明な検査対象の画像を撮像し、
プロセッサが、照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記プロセッサが、各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる第１の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる第２の振幅変化を重畳して第３の振幅変化を求め、
前記プロセッサが、前記第３の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第４の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第５の振幅変化を重畳した第６の振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
ことを特徴とする、検査方法。 The lighting device displays the lighting pattern on the display surface,
The image pickup apparatus captures a transparent image to be inspected illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface.
The processor generates four illumination patterns with a phase difference of irradiation intensity of π / 2 for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other. For each type of pattern, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and an image of the inspection target illuminated by the four lighting patterns is displayed. An instruction to capture an image for each type of pattern and acquire an captured image is output to the image pickup device, and synchronization control is performed to synchronize the operation of the lighting device and the image pickup device.
The first according to the vertical stripe pattern obtained by the processor calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns for each type of pattern. The third amplitude change was obtained by superimposing the amplitude change and the second amplitude change due to the horizontal stripe pattern .
The fourth amplitude change and the brightness of the captured image by the vertical striped pattern superposed by the processor by pre-calculating the four illumination patterns for each type of pattern with respect to the reference object. The defect to be inspected is detected based on the result of comparing the amplitude change and the sixth amplitude change in which the fifth amplitude change of the brightness of the captured image due to the horizontal stripe pattern is superimposed.
An inspection method characterized by that.
前記撮像装置が、前記検査対象を透過した前記照明パターンを含む前記撮像画像を前記検査対象の前記第１の表面側とは反対側の第２の表面側から撮像する、
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の検査方法。 The lighting device illuminates the inspection target with the lighting pattern from the first surface side of the inspection target.
The image pickup apparatus captures the captured image including the illumination pattern transmitted through the inspection target from the second surface side opposite to the first surface side of the inspection target.
The inspection method according to claim 1 or 2, wherein the inspection method is characterized in that.
前記撮像装置が、前記検査対象に映り込んだ前記照明パターンを含む前記撮像画像を前記一方の表面側から撮像する、
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の検査方法。 The lighting device illuminates the inspection target from one surface side of the inspection target with the lighting pattern.
The image pickup apparatus captures the captured image including the illumination pattern reflected on the inspection target from the one surface side.
The inspection method according to claim 1 or 2, wherein the inspection method is characterized in that.
撮像装置が、前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された透明な検査対象の画像を撮像し、
プロセッサが、互いに異なる色の第１及び第２の照明パターンの照射強度の位相を順次π／２だけシフトして同じ位相で同時に前記第１及び第２の照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、同じ位相の前記第１及び第２の照明パターンで同時に照明された前記検査対象の画像を撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
前記プロセッサが、各位相の前記第１及び第２の照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像から、前記第１の照明パターンの色成分を分離して前記撮像画像の明るさの第１の振幅変化を演算すると共に、前記第２の照明パターンの色成分を分離して前記撮像画像の明るさの第２の振幅変化を演算し、
前記プロセッサが、前記第１及び第２の振幅変化を重畳した前記撮像画像の明るさの振幅変化と、予め演算された、基準対象に対して明るさの第１及び第２の振幅変化を重畳した撮像画像の明るさの振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出し、
前記第１及び第２の照明パターンは、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状及び横縞状のパターンであり、それぞれ照明強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを含む
ことを特徴とする、検査方法。 The lighting device displays the lighting pattern on the display surface,
The image pickup apparatus captures a transparent image to be inspected illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface.
Processor is the display of the lighting device different colors first and second illumination pattern at the same time the first and second illumination patterns in phase by only sequentially [pi / 2 shift the phase of the radiation intensity of each other An instruction to be displayed on the surface is output to the lighting device, and an instruction to acquire an image to be inspected by simultaneously illuminating the first and second lighting patterns having the same phase is given to the image pickup device. Is output to, and synchronous control is performed to synchronize the operations of the lighting device and the image pickup device.
The processor separates the color component of the first illumination pattern from the captured image of the inspection target illuminated by the first and second illumination patterns of each phase, and the first of the brightness of the captured image. The second amplitude change of the brightness of the captured image is calculated by separating the color component of the second illumination pattern while calculating the amplitude change of the image.
Wherein the processor, wherein the amplitude change brightness of the captured image the first and second superimposing the amplitude change, are calculated in advance, the first and second amplitude change brightness of relative standards subject based on the result of comparing the amplitude change brightness of the superimposed captured image to detect a defect of the inspection object,
The first and second illumination patterns are periodic vertical stripes and horizontal stripes along directions orthogonal to each other, and include four illumination patterns having a phase difference of illumination intensity of π / 2, respectively. and wherein, Ken査方method.
各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを照明装置の表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる第１の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる第２の振幅変化を重畳して第３の振幅変化を求め、
前記第３の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第４の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第５の振幅変化を重畳した第６の振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
ことを特徴とする、検査装置。 A generation means for generating four types of illumination patterns having a phase difference of irradiation intensity of π / 2 for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other.
For each type of pattern, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and an image to be inspected illuminated by the four lighting patterns is displayed for each type. A control means that outputs an instruction to acquire an image taken by taking an image for each pattern to an image pickup device and performs synchronization control for synchronizing the operations of the lighting device and the image pickup device.
Equipped with
The control means is
The first amplitude change due to the vertical striped pattern obtained by calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns for each type of pattern and The second amplitude change due to the horizontal stripe pattern is superimposed to obtain the third amplitude change .
The third amplitude change, the fourth amplitude change of the brightness of the captured image due to the vertical striped pattern superimposed on the reference object by pre-calculating the four illumination patterns for each type of pattern, and the above. The defect to be inspected is detected based on the result of comparison with the sixth amplitude change in which the fifth amplitude change of the brightness of the captured image due to the horizontal stripe pattern is superimposed.
An inspection device characterized by that.
透明な検査対象を支持する支持部と、
前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された前記検査対象の画像を撮像する撮像装置と、
照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成し、各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力し、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる第１の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる第２の振幅変化を重畳して第３の振幅変化を求め、
前記第３の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第４の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第５の振幅変化を重畳した第６の振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
ことを特徴とする、検査システム。 A lighting device that displays the lighting pattern on the display surface,
A support part that supports the transparent inspection target, and
An image pickup device that captures an image of the inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface, and an image pickup device.
Four illumination patterns having a phase difference of irradiation intensity of π / 2 are generated for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other, and each type of pattern is generated. Each time, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and the image to be inspected illuminated by the four lighting patterns is displayed in each type of pattern. A control device that outputs an instruction to acquire an image taken by taking an image each time to the image pickup device and performs synchronous control for synchronizing the operations of the lighting device and the image pickup device.
Equipped with
The control device is
The first amplitude change due to the vertical striped pattern obtained by calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns for each type of pattern and The second amplitude change due to the horizontal stripe pattern is superimposed to obtain the third amplitude change .
The third amplitude change, the fourth amplitude change of the brightness of the captured image due to the vertical striped pattern superimposed on the reference object by pre-calculating the four illumination patterns for each type of pattern, and the above. The defect to be inspected is detected based on the result of comparison with the sixth amplitude change in which the fifth amplitude change of the brightness of the captured image due to the horizontal stripe pattern is superimposed.
An inspection system characterized by that.
前記表示面に表示された前記照明パターンにより照明された透明な検査対象の画像を撮像装置により撮像し、
照射強度の位相差がπ／２である４つの照明パターンを、互いに直交する方向に沿って周期的な縦縞状のパターンと横縞状のパターンの２種類のパターンについて生成し、
各種類のパターン毎に、前記４つの照明パターンを前記照明装置の前記表示面に表示させる指示を前記照明装置に出力すると共に、前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の画像を各種類のパターン毎に撮像して撮像画像を取得させる指示を前記撮像装置に出力して、前記照明装置と前記撮像装置の動作を同期させる同期制御を行い、
各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンで照明された前記検査対象の撮像画像の明るさの振幅変化を演算して重畳することで求めた前記縦縞状のパターンによる第１の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる第２の振幅変化を重畳して第３の振幅変化を求め、
前記第３の振幅変化と、基準対象に対して各種類のパターン毎に前記４つの照明パターンについて予め演算して重畳した前記縦縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第４の振幅変化及び前記横縞状のパターンによる撮像画像の明るさの第５の振幅変化を重畳した第６の振幅変化とを比較した結果に基づいて、前記検査対象の欠陥を検出する、
処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。 The lighting pattern is displayed on the display surface of the lighting device,
An image of a transparent inspection target illuminated by the illumination pattern displayed on the display surface is captured by an image pickup device.
Four illumination patterns having a phase difference of irradiation intensity of π / 2 are generated for two types of patterns, a vertical stripe pattern and a horizontal stripe pattern, which are periodic along the directions orthogonal to each other.
For each type of pattern, an instruction to display the four lighting patterns on the display surface of the lighting device is output to the lighting device, and an image of the inspection target illuminated by the four lighting patterns is displayed. An instruction to capture an image for each type of pattern and acquire an captured image is output to the image pickup device, and synchronization control is performed to synchronize the operation of the lighting device and the image pickup device.
The first amplitude change due to the vertical striped pattern obtained by calculating and superimposing the amplitude change of the brightness of the captured image to be inspected illuminated by the four illumination patterns for each type of pattern and The second amplitude change due to the horizontal stripe pattern is superimposed to obtain the third amplitude change .
The third amplitude change, the fourth amplitude change of the brightness of the captured image due to the vertical striped pattern superimposed on the reference object by pre-calculating the four illumination patterns for each type of pattern, and the above. The defect to be inspected is detected based on the result of comparison with the sixth amplitude change in which the fifth amplitude change of the brightness of the captured image due to the horizontal stripe pattern is superimposed.
A program that lets a computer perform processing.
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