JP6969252B2 - 検査方法、装置、システム及びプログラム - Google Patents
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Description
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。
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。
(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。
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
Claims (9)
- 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、
ことを特徴とする、検査方法。 - 前記照明装置の表示面を、前記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、請求項1記載の検査方法。
- 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、請求項1又は2記載の検査方法。 - 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、請求項1又は2記載の検査方法。 - 前記縦縞状のパターンと前記横縞状のパターンは、互いに異なる色のパターンであることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項記載の検査方法。
- 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、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。 - 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する生成手段と、
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。 - 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。 - 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。
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JP2017174955 | 2017-09-12 |
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