CN115682925A - 检查方法以及检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种检查方法以及检查装置。本实施方式涉及的检查装置(A)具备能够照射第1波段的第1光和与第1波段具有重叠的基准波段的基准光的照明装置、拍摄被检查体并输出像素信号的拍摄装置、以及图像处理装置。照明装置在一个拍摄时间内以不同的定时向被检查体照射第1光和基准光。图像处理装置基于像素信号来计算对象物的第1波段中的反射率即第1反射率，并基于第1反射率来判定对象物的物性。

Description

检查方法以及检查装置
技术领域
本公开涉及被检查体的检查装置以及检查方法。
背景技术
在半导体、电子器件、二次电池等器件领域中，已知有利用图像传感器来检测被检查体的对象物(异物、缺陷等)的检查装置。
在专利文献1中，生成多个波段的分光图像，将分光图像的特征量和正常数据的特征量进行比较，由此检测出混入到检查对象物(被检查体)的异物等(对象物)。即，在专利文献1中，利用被检查体和对象物的物性不同来检测对象物。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-138789号公报
发明内容
本公开的一个实施方式涉及的检查方法是通过由检查装置进行拍摄来对被检查体中包含的对象物进行检测的检查方法，所述检查装置具备能够照射第1波段的第1光和与所述第1波段具有重叠的基准波段的基准光的照明装置、拍摄所述被检查体并输出像素信号的拍摄装置、以及图像处理装置，所述检查方法包括：所述照明装置在一个拍摄时间内以不同的定时向所述被检查体照射所述第1光和所述基准光的步骤；所述图像处理装置基于所述像素信号来计算所述对象物的所述第1波段中的反射率即第1反射率的步骤；以及所述图像处理装置基于所述第1反射率来判定所述对象物的物性的步骤。
本公开的另一个实施方式涉及的检查方法是通过由检查装置进行拍摄来对被检查体中包含的对象物进行检测的检查方法，所述检查装置具备能够照射第1波段的第1光、第2波段的第2光和与所述第1波段以及第2波段具有重叠的基准波段的基准光的照明装置、拍摄所述被检查体并输出像素信号的拍摄装置、以及图像处理装置，所述检查方法包括：所述照明装置在一个拍摄时间内以彼此不同的定时向所述被检查体照射所述第1光、所述第2光和所述基准光的步骤；所述图像处理装置基于所述像素信号来计算所述对象物的所述第1波段中的反射率即第1反射率和所述第2波段中的反射率即第2反射率的步骤；以及所述图像处理装置基于所述第1反射率以及所述第2反射率来判定所述对象物的物性的步骤。
本公开的一个实施方式涉及的检查装置是通过进行拍摄来对被检查体中包含的对象物进行检测的检查装置，具备能够照射第1波段的第1光和与所述第1波段具有重叠的基准波段的基准光的照明装置、拍摄所述被检查体并输出像素信号的拍摄装置、以及图像处理装置，所述照明装置在一个拍摄时间内以不同的定时向所述被检查体照射所述第1光和所述基准光，所述图像处理装置基于所述像素信号来计算所述对象物的所述第1波段中的反射率即第1反射率，并基于所述第1反射率来判定所述对象物的物性。
附图说明
图1是第1实施方式涉及的检查装置的侧视图。
图2是第1实施方式涉及的检查装置的俯视图。
图3是示出第1实施方式涉及的拍摄元件的结构的俯视图。
图4是示出第1实施方式涉及的检查装置中的拍摄装置的拍摄定时和照明装置的照射定时的时序图。
图5是说明第1实施方式涉及的图像处理装置的整体的动作的流程的流程图。
图6是示出由第1实施方式涉及的拍摄元件拍摄到的片材的图像例的图。
图7是示出由第1实施方式涉及的拍摄元件拍摄到的片材的亮度值的例子的图。
图8是说明第1实施方式涉及的图像处理装置的物性判定处理的流程的流程图。
图9是示出表示多个物质的分光反射率的分光反射率曲线的图表。
图10A是用于对第1实施方式涉及的对象物的尺寸判定方法进行说明的图。
图10B是用于对第1实施方式涉及的对象物的尺寸判定方法进行说明的图。
图10C是用于对第1实施方式涉及的对象物的尺寸判定方法进行说明的图。
图11是示出第2实施方式涉及的检查装置中的拍摄装置的拍摄定时和照明装置的照射定时的时序图。
图12是示出由第2实施方式涉及的拍摄元件拍摄到的片材的图像例的图。
图13是示出由第2实施方式涉及的拍摄元件拍摄到的片材的图像例的图。
图14A是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图14B是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图14C是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图14D是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图14E是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图14F是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图15G是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图15H是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图15I是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图15J是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图15K是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。
图16是说明第2实施方式涉及的图像处理装置的分组处理的流程的流程图。
图17A是用于说明第2实施方式涉及的原始的提取图像的生成处理的图。
图17B是用于说明第2实施方式涉及的原始的提取图像的生成处理的图。
图17C是用于说明第2实施方式涉及的原始的提取图像的生成处理的图。
图18是说明第2实施方式涉及的图像处理装置的物性判定处理的流程的流程图。
图19是示出绘制了第2实施方式涉及的反射率的图表的图。
符号说明
A 检查装置；
1 拍摄装置；
6 图像处理装置；
11 拍摄元件；
E(E1～E6、E11～E21) 对象物；
R 反射率；
P 图像；
p(p1～p6、p11～p21、p16a～p16c) 提取图像。
具体实施方式
在采用专利文献1的技术由一个传感器元件生成多个分光图像的情况下，需要按照每个波段拍摄被检查体，因此拍摄时间增加。特别是，随着所生成的分光图像变多，拍摄时间增加。
因此，本公开的目的在于，提供一种能够在抑制拍摄时间的增加的同时判定对象物的物性的检查方法以及检查装置。
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细地说明。以下的优选的实施方式的说明在本质上只不过为例示，完全没有要限制本发明、其应用物或其用途的意思。
图1示出检查装置的侧视图，图2示出检查装置的俯视图。如图1以及图2所示，检查装置A具备拍摄装置1、照明装置2、辊3～5和图像处理装置6。在辊3～5的外周缠绕了搬送带7。
检查装置A进行片材S(被检查体)的检查。片材S例如是在半导体、电子器件、二次电池等器件领域等中使用的。另外，在以下的说明中，以被检查体为片状的情况为例进行说明，但被检查体也可以不是片状的。此外，在片材S为长条物的情况下，片材S取代搬送带7而缠绕于辊3～4。然后，片材S通过辊3～5沿着箭头D的方向被搬送。
检查装置A对片材S中包含的缺陷、异物等对象物E进行检测。在该缺陷中，例如，不仅包含检查对象的片材S中的短少或断线等片材S生产时的不全部分、不足部分，还包含片材S的损伤(例如，片材S与其他构件接触导致的划痕)等。在检测到的对象物E比给定的尺寸大的情况下，本检查装置判定为片材S中包含对象物。另外，片材S以载置于搬送带7的状态，沿着图1以及图2的实线所示的箭头D的方向被搬送。
拍摄装置1具备拍摄元件11，对由搬送带7搬送的片材S进行摄影。在此，拍摄装置1构成为在辊4、5之间对片材S整体进行摄影的区域传感器。另外，拍摄装置1也可以构成为行式传感器而非区域传感器。
拍摄装置1将从拍摄元件11输出的像素信号发送至图像处理装置6。另外，在以下的说明中，将拍摄装置1的扫描方向设为X方向，将拍摄装置1的副扫描方向设为Y方向，将与X方向以及Y方向垂直的方向设为Z方向。
照明装置2例如具有由LED、激光、卤素光源等构成的光源，在辊4、5之间，对拍摄装置1的扫描区域(片材S)进行光的照射。具体地，照明装置2的光的照射方向相对于搬送带7设置为入射角成为10°程度。此外，拍摄装置1以及照明装置2可由暗视场光学系统构成，使得照明装置2照射出的光不直接入射到拍摄元件11。虽然拍摄装置1以及照明装置2也可以由明视场光学系统构成，但最好由暗视场光学系统构成。通过由暗视场光学系统构成，从而相对于对象物E能够以低角度照射照明，因此对象物E的基底变得不光亮(无异物时的基底(ground level)的明亮度成为低灰度)。由此，与基底相比对象物E的亮度高，SN(信号噪声(异物的亮度/基底的亮度))比提高，因此能够生成清晰的对象物E的图像。详情将在后面叙述，但照明装置2能够照射多个波段的光。
辊3通过省略图示的驱动机构而旋转，从而驱动搬送带7，沿着附图的实线箭头方向搬送片材S。
图像处理装置6例如为计算机。图像处理装置6基于从拍摄装置1(拍摄元件11)接收到的像素信号来判定对象物E的物性以及尺寸。具体地，图像处理装置6执行后述的图像提取处理、物性判定处理、图像修正处理以及尺寸判定处理。
另外，检查装置A的结构并不限定于上述的结构。
此外，也可以在检查装置A中具备对辊3～5的旋转速度进行检测的旋转编码器。在该情况下，也可以基于旋转编码器的检测结果来检测由搬送带7搬送的片材S的移动量。
(第1实施方式)
(关于拍摄元件的结构)
图3是示出第1实施方式涉及的拍摄元件的结构的俯视图。拍摄元件11例如为CMOS(Complementary MOS，互补MOS)传感器。
如图3所示，在拍摄元件11中，构成了X方向上m个且Y方向上n个(在图3中为508×508)像素10呈格子状配置的像素阵列12。另外，在以下的说明中，有时将X方向上第i个且Y方向上第j个的像素10称为像素(Xi，Yj)。
(关于拍摄装置和照明装置的动作)
首先，对拍摄片材S(被检查体)时的拍摄装置和照明装置的动作进行说明。图4是示出第1实施方式涉及的检查装置中的拍摄装置的拍摄定时和照明装置的照射定时的时序图。在本实施方式中，以编码器脉冲为基准，设定了拍摄装置1的拍摄定时和照明装置2的照射定时。关于图4的编码器脉冲，1脉冲例如为1μm，但并不限于此。
此外，在本实施方式中，照明装置2能够照射第1波段以及基准波段的光。例如，第1波段为红色的波段(625～780nm)，基准波段为400～800nm。此外，基准波段无需必定包含第1波段的整个波段，只要包含其中一部分波段即可。例如，在第1波段为625～780nm的情况下，基准波段也可以为400～700nm。即，基准波段只要波段与第1波段具有重叠即可。
如图4所示，在1帧期间，进行像素10(拍摄元件11)的曝光、像素信号的读出和基于照明装置2的光照射。在拍摄装置1为区域传感器的情况下，像素信号的读出间隔设定为帧率以下。此外，在拍摄装置1为行式传感器的情况下，像素信号的读出间隔设定为最小扫描速率以下。在本实施方式中，拍摄装置1为区域图像传感器，帧率为240fps(4.17mesc/次)，片材S的搬送速度为2500mm/sec以下。即，编码器脉冲每隔12500脉冲，即，每隔12.5mm进行像素信号的读出。在该情况下，拍摄装置1能够正常地拍摄的最大速度成为12.5mm÷(1/240)(sec)＝3000mm/sec，如果为其以下的进给速度，则拍摄装置1正常地动作。
此外，照明装置2在一个摄影时间(曝光时间)内，以不同的定时照射两个不同波段(在此为第1波段以及基准波段)的光。具体地，照明装置2在从曝光开始起给定脉冲(例如0～100脉冲)后照射基准波段的光。此时的点亮时间为2～5μsec。此外，照明装置2在从曝光开始起给定脉冲(例如2500脉冲)后照射第1波段的光。此时的点亮时间为3μsec。另外，照明装置2在一个曝光时间内照射第1波段以及基准波段的光，因此需要对所照射的光进行切换的时间。因而，曝光时间设定得比照明装置2的照射时间以及切换时间长，例如，设定为3.9msec。
(关于图像处理装置的动作)
参照图5～图10C对第1实施方式涉及的被检查体的检查方法进行说明。
图5是说明第1实施方式涉及的图像处理装置的整体的动作的流程的流程图。
如上所述，拍摄装置1(拍摄元件11)在辊4、5之间对由搬送带7搬送的片材S(被检查体)进行拍摄。此时，按照图4的时序图来拍摄片材S。图像处理装置6获取(接收)从拍摄装置1输出的像素信号(步骤S1)。
图像处理装置6基于从拍摄装置1获取到的像素信号来生成图像P(步骤S2)。然后，图像处理装置6执行后述的图像提取处理，从图像P生成提取图像p(步骤S3)。
图像处理装置6判定在图像P中是否包含对象物E的提取图像p(步骤S4)。图像处理装置6在判定为图像P中不包含对象物E的提取图像p的情况下(步骤S4的“否”)，结束处理。即，图像处理装置6判定为片材S中不包含对象物E。
图像处理装置6在判定为图像P中包含对象物E的图像的情况下(步骤S4的“是”)，执行后述的物性判定处理(步骤S5)，判定对象物E的物性。然后，图像处理装置6利用所生成的修正图像pw来判定对象物E的尺寸(步骤S6)。
(关于图像提取处理)
接下来，参照图6以及图7对图像处理装置6的图像提取处理进行说明。图6是示出由第1实施方式涉及的拍摄元件拍摄到的片材的图像例的图。图7是示出由第1实施方式涉及的拍摄元件拍摄到的片材的亮度值的例子的图。
在步骤S2中，图像处理装置6基于从拍摄元件11获取到的像素信号来生成图像P。在图像P中包含图像P1～Pi(省略图示)的图像。片材S在辊4、5之间被拍摄多次(在此为i次)，因此在图像P中包含图像P1～Pi的图像。另外，在以下的说明中，将第i次拍摄到的图像设为图像Pi。
在本实施例中，照明装置2的点亮时间与辊4、5的搬送速度相比较充分小，因此所拍摄到的图像在Y方向上不伸长。在点亮时间与搬送速度相比较充分大的情况下，图像Pi在Y方向上伸长。例如，以分辨率为25μm、搬送速度为2500mm/sec、点亮时间为10μsec拍摄了对象物E的情况下，成为2500(mm/sec)×10μsec＝25μm，大致在Y方向上变长2像素份。
此外，为了防止看漏对象物E，以在图像彼此之间设置重复区域P1’的方式设置取入间隔。具体地，如图6以及图7所示，在图像P1、P2之间设置重复区域P1’。在图6以及图7中，重复区域P1’的Y方向的宽度设定为约16Pix(0.4mm)。另外，该重复区域的设定能够任意地设定。
然后，在步骤S3中，图像处理装置6执行图像提取处理。具体地，图像处理装置6基于图像P中的每个图像(xi，yj)的特征量来提取对象物E的提取图像p。作为该特征量，例如，可列举图像P中的每个图像(xi，yj)的亮度值、明度等。此外，特征量也可以是以不包含对象物E的片材S的特征量为基准进行规定的特征量。此外，对象物E的有无利用对象物E的面积值、X方向的尺寸、Y方向的尺寸、形状、浓度总和等特征量来判定。在本实施方式中，以特征量是图像P中的每个图像(xi，yj)的亮度值的情况为例进行说明。
图7示出了图像P中的每个图像(xi，yj)的亮度值。在图7中，亮度值用8bit的256灰度表示，亮度值的最小值为0，最大值为255。在图7中，在片材S中不存在对象物E(groundlevel)的情况下，亮度值成为0。
首先，图像处理装置6提取亮度值为阈值以上的图像(xi，yj)。然后，图像处理装置6将提取出的图像之中彼此相邻的多个图像(xi，yj)作为一个对象物E。这里提及的“相邻的图像”，是指相对于一个图像而在X方向(横向)、Y方向(纵向)、X方向以及Y方向(倾斜方向)上相接的图像。具体地，如果是图像(xi，yj)，则图像(xi，yj±1)、(xi+1，yj)、(xi+1，yj±1)成为相邻的图像。图像处理装置6以包含所提取的对象物E的方式生成提取图像p。
例如，在图7中，将亮度值的阈值设定为20的情况下，图像处理装置6将由实线包围的图像(xi，yj)的区域提取为包含对象物E1～E6的图像。然后，图像处理装置6以分别包含对象物E1～E6的方式生成提取图像p1～p6(参照图6以及图7)。具体地，作为提取图像p1，提取图像(x3，y1)～图像(x9，y7)的区域中包含的图像。作为提取图像p2，提取图像(x10，y1)～图像(x16，y5)的区域中包含的图像。作为提取图像p3，提取图像(x18，y1)～图像(x22，y5)的区域中包含的图像。作为提取图像p4，提取图像(x3，y101)～图像(x9，y107)的区域中包含的图像。作为提取图像p5，提取图像(x10，y101)～图像(x16，y105)的区域中包含的图像。作为提取图像p6，提取图像(x18，y101)～图像(x22，y105)的区域中包含的图像。
另外，图像处理装置6在步骤S4中从图像P生成了提取图像p的情况下，判定为图像P中包含对象物E的提取图像p。
(关于物性判定处理)
下面，参照图6～图9对图像处理装置6的物性判定处理(步骤S5)进行说明。图8是说明第1实施方式涉及的图像处理装置的物性判定处理的流程的流程图。
图像处理装置6若获取到提取图像p(在图6以及图7中为提取图像p1～p6)(步骤S11)，则进行提取图像p的分组处理(步骤S12)。具体地，图像处理装置6将X坐标相同的提取图像p分类为同一小组。例如，在图6以及图7中，提取图像p1、p4被分类为同一小组，提取图像p2、p5被分类为同一小组，提取图像p3、p6被分类为同一小组。
如上所述，照明装置2在一个曝光时间内，以不同的定时照射两个不同波段(在此为第1波段以及基准波段)的光。因而，在图像P中，关于一个对象物E会生成两个提取图像p。此外，在本实施方式中，在照射了基准波段的光之后会照射第1波段的光。即，关于一个对象物E而生成的两个提取图像p以在Y方向上发生了偏移的状态包含于图像P。因而，X坐标相同的提取图像p成为表示相同的对象物E的图像。通过将X坐标相同的提取图像p分类为相同小组，从而能够判定为属于同一小组的提取图像p是表示相同的对象物E的图像。即，在本实施方式中，能够判定为对象物E1、E4是相同的对象物，对象物E2、E5是相同的对象物，对象物E3、E6是相同的对象物。
此外，在本实施方式中，在照射了基准波段的光之后，照射第1波段的光，因此能够判定为在相同小组内，Y坐标小的提取图像p(p1～p3)是通过照射基准波段的光而生成的提取图像，Y坐标大的提取图像p(p4～p6)是通过照射第1波段的光而生成的提取图像。
在步骤S12之后，在属于相同小组的提取图像p中，提取Y坐标小的提取图像p所包含的图像之中特征量最高的图像δ(步骤S13)。
然后，图像处理装置6在属于相同小组的提取图像p中，提取Y坐标大的提取图像p所包含的图像之中特征量最高的图像α(步骤S14)。
在图7中，在提取图像p1～p3中，图像δ1～δ3(亮度值为255、255、255)分别相当于图像δ，图像α1～α3(亮度值为155、230、204)分别相当于图像α。
在步骤S14之后，基于图像δ以及图像α的特征量(亮度值)来求出第1波段中的对象物E的反射率R(步骤S15)。具体地，反射率R能够通过(图像α的亮度值)/(图像δ的亮度值)来求出。图像α是第1波段的分光图像，图像δ是包含第1波段的基准波段的分光图像。因而，通过比较图像α以及图像δ的亮度值(特征量)，从而能够求出第1波段中的对象物E的反射率R。
例如，在图7中，对象物E1(E4)的反射率R1＝155/255≈0.60，对象物E1的反射率R1成为60％。对象物E2(E5)的反射率R2＝230/255≈0.90，对象物E2的反射率R2成为90％。对象物E3(E6)的反射率R3＝204/255＝0.80，对象物E3的反射率R3成为80％。
在步骤S14之后，图像处理装置6基于计算出的反射率R来判定对象物E的物性(步骤S16)。具体地，图像处理装置6基于预先设定的阈值来判定对象物E的物性。该阈值是基于表示多个物质的分光反射率的分光反射率曲线(分光反射率数据，参照图9)设定的。图像处理装置6比较反射率R和阈值来判定对象物E的物性。
在图9中，示出了各波段中的Al、Fe、Cu的分光反射率曲线。第1波段为625～780nm，因此能够判定为：在反射率为50％～70％的情况下，对象物E为Fe，在反射率为70％～90％的情况下，对象物E为Cu，在反射率为90％以上的情况下，对象物E为Al。具体地，对象物E1(E4)的反射率R1为60％，因此对象物E1被判定为Fe。对象物E2(E5)的反射率R2为90％，因此对象物E2被判定为Al。对象物E3(E6)的反射率R3为80％，因此对象物E3被判定为Fe。这样，通过基于分光反射率曲线来设定用于判定对象物E的物性的阈值，从而能够判定对象物E的物性。
另外，反射率R的计算方法不限于上述的方法。例如，即使利用以下的方法也能够求出反射率R。另外，以求出对象物E1(E4)的反射率的情况为例进行说明。
首先，从提取图像p1中提取对象物E1的图像。此时，提取除对象物E1的周围1像素份之外的图像。由此，能够提取存在于提取图像p1的整个区域内的对象物E1。此外，与提取图像p1同样地，从提取图像p4中提取对象物E4的图像。
接下来，在从提取图像p1提取出的对象物E1的图像之中，求出对图像的亮度值进行了平均的平均亮度值δ’。此外，在从提取图像p4提取出的对象物E4的图像之中，求出对图像的亮度值进行了平均的平均亮度值α’。然后，基于平均亮度值α’以及平均亮度值δ’来求出第1波段中的对象物E1(E4)的反射率R。具体地，反射率R通过(平均亮度值α’)/(平均亮度值δ’)求出。这样，通过对在求出反射率时使用的亮度值进行平均化处理，从而能够减少奇点的影响导致的反射率的误差。
另外，作为对象物E，还能够检测金属以外的物质。例如，还能够检测树脂。树脂的反射率在可见光区域中低，在红外区域中高。因而，在检测树脂的情况下，需要将第1波段以及基准波段扩大至1000nm进行检测。
(关于对象物的尺寸判定)
接下来，参照图10A～图10C对图像处理装置6的尺寸判定处理(步骤S6)进行说明。图10A～图10C是用于对第1实施方式涉及的对象物的尺寸判定方法进行说明的图。具体地，图10A～图10C分别示出以亮度值30为阈值对提取图像p1～p3进行二值化处理所得到的修正图像pw1～pw3。该提取图像p1～p3是由基准波段生成的对象物E(E1～E3)的图像。基于基准波段的提取图像与基于第1波段的提取图像相比特征量(亮度)高，因此能够准确地进行对象物E的尺寸的判定。另外，也可以利用由第1波段生成的对象物E(E1～E3)的图像即提取图像p1～p3来进行尺寸的判定。
作为对象物E的尺寸，可使用面积、最大长度、纵横比、纵宽、横宽、费雷特直径(Feret diameter)(最大值、最小值等)、主轴的长度(最大值、最小值等)等。在本实施方式中，作为对象物E的尺寸，以求出最大费雷特直径F的情况为例进行说明。所谓费雷特直径，意味着与某个对象物外接的长方形的纵以及横的长度，最大费雷特直径表示与对象物外接的长方形之中最大的长度。
在图10A～图10C中，箭头所示的长度成为对象物E1～E3的最大费雷特直径。由此，能够判定对象物E1～E3的尺寸。
另外，也可以不对提取图像p1～p3进行二值化处理，而直接利用提取图像p1～p3来分别判定对象物E1～E3的尺寸。
如以上说明的那样，本实施方式涉及的检查装置A具备能够照射第1波段的第1光和与第1波段具有重叠的基准波段的基准光的照明装置2、拍摄片材S(被检查体)并输出像素信号的拍摄装置1、以及图像处理装置6。照明装置2在一个拍摄时间内以不同的定时向片材S照射第1光和基准光。图像处理装置6基于像素信号来计算对象物E的第1波段中的反射率即第1反射率R，并基于第1反射率R来判定对象物E的物性。即，照明装置2在一个拍摄时间内以不同的定时向片材S照射第1光和基准光，从而在一个图像中形成基于第1光的对象物E的提取图像p和基于基准光的对象物E的提取图像p。由于能够基于这两个提取图像p来求出第1波段中的对象物E的第1反射率R，因此能够判定对象物E的物性。此外，在一个图像中包含基于第1光的对象物E的提取图像p和基于基准光的对象物E的提取图像p，因此无需按照每个波段对片材S进行摄影，能够抑制拍摄时间的增加。因此，能够在抑制拍摄时间的增加的同时判定对象物E的物性。
此外，提取图像p中的特征量为对象物E的亮度值或者明度。由此，能够基于对象物E的亮度值或者明度来判定对象物E的物性。
此外，图像处理装置6利用基于基准波段的对象物E的提取图像p来判定对象物E的尺寸。由此能够判定对象物E的尺寸。
(第2实施方式)
第2实施方式与第1实施方式的不同在于，照明装置2的结构、拍摄装置和图像控制装置的动作。另外，在第2实施方式中，对于与第1实施方式相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
(关于拍摄装置和照明装置的动作)
在第2实施方式中，照明装置2能够照射第1～第3波段以及基准波段的光。第1波段为红色波段(625～780nm)，第2波段为绿色波段(500～565nm)，第3波段为蓝色波段(450～485nm)，基准波段为400～800nm。此外，基准波段无需必定包含第1波段的整个波段，只要包含其一部分波段即可。例如，在第1波段为625～780nm的情况下，基准波段也可以为400～700nm。此外，基准波段无需必定包含第1波段、第2波段以及第3波段的整个波段，只要分别包含一部分波段即可。即，基准波段只要波段与第1波段、第2波段以及第3波段具有重叠即可。
图11是示出第2实施方式涉及的检查装置中的拍摄装置的拍摄定时和照明装置的照射定时的时序图。如图11所示，在1帧期间进行拍摄元件11的曝光、像素信号的读出和基于照明装置2的光照射。
照明装置2在一个曝光时间内，以不同的定时照射4个不同波段(在此为第1～第3波段以及基准波段)的光。具体地，照明装置2在从曝光开始起给定脉冲(例如0脉冲)后照射基准波段的光。此时的点亮时间为2～5μsec。此外，照明装置2在从曝光开始起给定脉冲(例如500脉冲)后照射第1波段的光。此时的点亮时间为3μsec。此外，照明装置2在从曝光开始起给定脉冲(例如1500脉冲)后照射第2波段的光。此时的点亮时间为3μsec。此外，照明装置2在从曝光开始起给定脉冲(例如3000脉冲)后照射第3波段的光。此时的点亮时间为3μsec。
即，通过以不同的定时照射第1～第3波段以及基准波段的光，从而能够使一个对象物E的拍摄位置在Y方向上不同。具体地，基于第1～第3波段的光的照射的对象物E的图像，分别形成在以基于基准波段的光的照射的对象物E的图像为基准而在Y方向上偏移了500μm、1500μm、3000μm(以下有时将它们分别称为第1～第3偏移值)的位置。
(关于图像提取处理)
图12以及图13是示出由第2实施方式涉及的拍摄元件拍摄到的片材的图像例的图。图14A～图14F以及图15G～图15K是示出第2实施方式涉及的提取图像的亮度值的例子的图。另外，图12示出图像P的图像(x0，y0)～图像(x507，y59)的区域，图13示出图像P的图像(x0，y60)～图像(x507，y180)的区域。图14A～图14F以及图15G～图15K分别示出图12以及图13的提取图像p11～p21。此外，将提取图像p11～p21所示的对象物分别作为对象物E11～E21。
如上所述，照明装置2在一个曝光时间内以不同的定时照射第1～第3波段以及基准波段的光。因而，在图像P中会生成对象物的数量×4个提取图像。但是，在图12～图15K中仅形成11个提取图像。认为这是因为，两个对象物E处于同一X坐标上，从而不同的对象物E的图像(在图12中为提取图像p16)会重叠。因此，在本实施方式中，通过进行图16所示的提取图像(对象物)的分组处理，从而能够不遗漏对象物E地进行提取。
在本实施方式中，在图8的步骤S12中执行图16的分组处理。图16是示出第2实施方式涉及的分组处理的流程图。
首先，图像处理装置6以给定的特征量为阈值(例如20)对提取图像p11～p21进行二值化处理，从各提取图像中提取对象物E11～E21，并将提取出的对象物登记于列表(步骤S401)。作为此时的特征量，可列举亮度值、对象物的位置、费雷特直径等。在本实施方式中，以特征量是亮度值的情况为例进行说明。
接下来，图像处理装置6在登记于列表的对象物E之中，提取Y坐标最小的对象物Ea(步骤S402)。然后，图像处理装置6以对象物Ea的X、Y坐标为基准，判定在Y轴的正方向上是否在第1偏移值的位置存在对象物Eb(步骤S403)。所谓第1偏移值，是指由于照明装置2照射基准波段的光和第1波段的光的定时的偏离而产生的距离。
图像处理装置6判定为在第1偏移值的位置存在对象物Eb的情况下(步骤S403的“是”)，提取该对象物Eb(步骤S404a)。另一方面，图像处理装置6判定为在第1偏移值的位置不存在对象物Eb的情况下(步骤S403的“否”)，读出初始的列表，以对象物Ea的X、Y坐标为基准，提取在Y轴的正方向上存在于第1偏移值的位置处的对象物Eb(步骤S404b)。虽然详细情况将在后面叙述，但所提取的对象物从列表被删除。因而，在对象物重叠(例如图12的对象物E16)的情况下，有时对象物已经从列表被删除。在此，为了不遗漏对象物E地进行提取，设从初始的列表提取对象物Eb。另外，在以下说明的步骤S406b、S408b的处理中也以同样的理由进行与步骤S404b大致相同的处理。
在步骤S404a、S404b之后，图像处理装置6以对象物Ea的X、Y坐标为基准，判定在Y轴的正方向上是否在第2偏移值的位置存在对象物Ec(步骤S405)。所谓第2偏移值，是指由于照明装置2照射基准波段的光和第2波段的光的定时的偏离而产生的距离。图像处理装置6判定为在第2偏移值的位置存在对象物Ec的情况下(步骤S405的“是”)，提取该对象物Ec(步骤S406a)。另一方面，图像处理装置6判定为在第2偏移值的位置不存在对象物Ec的情况下(步骤S405的“否”)，读出初始的列表，以对象物Ea的X、Y坐标为基准，提取在Y轴的正方向上存在于第2偏移值的位置处的对象物Ec(步骤S406b)。
在步骤S406a、S406b之后，图像处理装置6以对象物Ea的X、Y坐标为基准，判定是否在第3偏移值的位置存在对象物Ed(步骤S407)。所谓第3偏移值，是指由于照明装置2照射基准波段的光和第3波段的光的定时的偏离而产生的距离。图像处理装置6判定为在第3偏移值的位置存在对象物Ed的情况下(步骤S407的“是”)，提取该对象物Ed(步骤S408a)。另一方面，图像处理装置6判定为在第3偏移值的位置不存在对象物Ed的情况下(步骤S407的“否”)，读出初始的列表，以对象物Ea的X、Y坐标为基准，提取在Y轴的正方向上存在于第3偏移值的位置处的对象物Ed(步骤S408b)。
在步骤S408a、S408b之后，图像处理装置6将所提取的对象物Ea～Ed分类为同一小组(步骤S409)。然后，图像处理装置6将所提取的对象物Ea～Ed从列表删除(步骤S410)。
在步骤S410之后，图像处理装置6判定是否在列表中剩余了对象物(步骤S411)。图像处理装置6判定为在列表中剩余了对象物的情况下(步骤S411的“是”)，返回到步骤S402再次进行分组处理。图像处理装置6判定为在列表中未剩余对象物的情况下(步骤S411的“否”)，结束处理。即，图像处理装置6进行分组处理，直至全部的对象物被分类为止。通过该分组，被分类为同一小组的对象物E成为表示同一对象物E的对象物。
另外，在步骤S404b中，读出初始的列表，以对象物Ea的X、Y坐标为基准，在Y轴的正方向上在第1偏移值的位置不存在对象物Eb的情况下，认为对象物Ea不是通过照射基准波段的光所生成的，而是通过照射第1～第3波段的任一个波段的光所生成的。在该情况下，图像处理装置6以该对象物Ea的X、Y坐标为基准，从初始的列表提取Y轴的负方向上处于第1～第3偏移值的位置处的对象物。将所提取的对象物作为对象物Ea，再次进行步骤S403以后的处理。如上所述，第1～第3偏移值分别设定为不同的值。因而，会仅提取一个真正的对象物Ea。
例如，在图12以及图13中，对象物E11～E21登记于初始的列表，通过第1次的分组处理，对象物E15、E16、E18、E20被分类为同一小组。接下来，通过第2次的分组处理，对象物E11～E14被分类为同一小组。然后，在第3次的分组处理中，对象物E17被判定为对象物Ea。此时，在列表中剩余的对象物E19、E21均不存在于比对象物E17靠Y轴的正方向上的第1偏移值的位置。因而，图像处理装置6无法提取对象物Eb。因此，图像处理装置6以对象物E17为基准，在Y轴的负方向上在第1～第3偏移值的位置提取对象物E。此时，在对象物E17的Y轴的负方向上在第1偏移值的位置存在对象物E16，因此图像处理装置6将对象物E16判定为真正的对象物Ea。由此，图像处理装置6将对象物E16作为对象物Ea，执行步骤S403以后的处理，将对象物E16、E17、E19、E21分类为同一小组。
在此，关于被分类为同一小组的对象物E(提取图像p)，由于照明装置2按照基准波段、第1～第3波段的光的顺序照射光，因此能够判定为：Y坐标最小的提取图像p是通过照射基准波段的光而生成的提取图像(以下称为“基准图像”)，Y坐标第2小的提取图像p是通过照射第1波段的光而生成的提取图像(以下称为“第1图像”)，Y坐标第3小的提取图像p是通过照射第2波段的光而生成的提取图像(以下称为“第2图像”)，Y坐标最大的提取图像p是通过照射第3波段的光而生成的提取图像(以下称为“第3图像”)。例如，在图12～图15K中，基准图像为提取图像p11、p15、p16，第1图像为提取图像p12、p16、p17，第2图像为提取图像p13、p18、p19，第3图像为提取图像p14、p20、p21。
下面，对原始的提取图像的生成处理进行说明。
在上述的分组处理中，在一个对象物E被分类为多个小组的情况下，重叠的对象物E的提取图像p被进行了小组划分。在该情况下，根据重叠的对象物E的提取图像p，无法判定对象物E的反射率R，无法准确地判定对象物E的物性。因而，图像处理装置6进行生成原始的对象物E的提取图像p的处理。在图8中，步骤S13以后的处理利用通过该处理而生成的提取图像p来进行。
在原始的提取图像的生成处理之一中，例如，在基准图像与其他提取图像p具有重叠的情况下，通过将属于相同小组的第1～第3图像进行合成，从而能够生成原始的基准图像。例如，在图14A～图14F中，提取图像p11能够通过将提取图像p12～p14合成来生成。
此外，在第1～第3图像的任一个提取图像与其他提取图像p具有重叠的情况下，通过从基准图像减去第1～第3图像之中与其他提取图像p不具有重叠的提取图像，从而能够生成该提取图像。例如，在图14A～图14F中，提取图像p12能够通过从提取图像p11的特征量减去提取图像p13、p14的特征量来生成。
此外，在第1～第3提取图像的任一个提取图像与其他提取图像p具有重叠的情况下，能够根据可计算的对象物E的反射率来生成该提取图像。虽然详细情况将在后面叙述，但在属于相同小组的提取图像p中，将基准图像之中特征量最大的图像设为图像δ，将第1图像之中特征量最大的图像设为图像α，将第2图像之中特征量最大的图像设为图像β，将第3图像之中特征量最大的图像设为图像γ。在该情况下，第1波段中的对象物E的反射率R成为(图像α的亮度值)/(图像δ的亮度值)。第2波段中的对象物E的反射率R成为(图像β的亮度值)/(图像δ的亮度值)。第3波段中的对象物E的反射率R成为(图像β的亮度值)/(图像δ的亮度值)。
例如，在图12～图15K中，在提取图像p16中，两个对象物E的图像重叠。因而，无法将提取图像p16作为对象物E15的第1图像来使用。
在此，如图14A～图14F以及图15G～图15K所示，根据提取图像p15、p18(第2图像)，第2波段中的对象物E15(E18、E20)的反射率R22为150/255≈0.59，因此反射率R22成为59％。根据提取图像p15、p20(第3图像)，第3波段中的对象物E15的反射率R23为204/255≈0.8，因此反射率R23成为80％。在此，若参照图9的分光反射率曲线，则对象物E15能够判断为Cu。由此，第1波段中的对象物E15的反射率R21能够判定为约50％。通过将该反射率R23乘以提取图像p15的特征量(亮度值)，从而能够生成第1波段中的对象物E15的提取图像p16a(参照图17A)。
此外，通过从提取图像p16减去所推定的提取图像p16a，从而能够生成对象物E17的基准图像。但是，在该图像生成方法中，如图17B所示，图像中央部与图像周缘部相比亮度值变高了，未能准确地推定提取图像p16b。认为这是起因于，在提取图像p16中，两个对象物E16、E17重叠，其结果是，最高的亮度值超过了255。因此，利用与对象物E17属于相同小组且不具有重叠的提取图像p18，能够推定对象物E17的基准图像。具体地，通过将提取图像p16b、p18的最大倍率(图像a2/图像a1＝150/110)乘以提取图像p18的全部图像，从而能够生成基准波段中的对象物E17的提取图像p16c(参照图17C)。
(关于物性判定处理)
参照图18对第2实施方式涉及的图像处理装置6的物性判定处理(步骤S5)进行说明。图18是说明第2实施方式涉及的图像处理装置的物性判定处理的流程的流程图。
图像处理装置6若获取到提取图像p(在图18中为提取图像p11～p21以及所推定的提取图像)(步骤S31)，则在属于相同小组的提取图像p中，提取基准图像(Y坐标最小的提取图像p)中包含的图像之中特征量最高的图像δ(步骤S32)。
图像处理装置6在属于相同小组的提取图像p中，提取第1图像(Y坐标第2小的提取图像p)中包含的图像之中特征量最高的图像α(步骤S33)。
图像处理装置6在属于相同小组的提取图像p中，提取第2图像(Y坐标第3小的提取图像p)中包含的图像之中特征量最高的图像β(步骤S34)。
图像处理装置6在属于相同小组的提取图像p中，提取第3图像(Y坐标最大的提取图像p)中包含的图像之中特征量最高的图像γ(步骤S35)。
例如，在图18中，提取图像p11～p14被分类为同一小组。在图18中，在提取图像p11～p14中，提取图像p11的图像δ4相当于图像δ，提取图像p12的图像α4相当于图像α，提取图像p13的图像β4相当于图像β，提取图像p14的图像γ4相当于图像γ。
在步骤S35之后，基于图像δ以及图像α、β、γ的亮度值来分别求出第1波段、第2波段以及第3波段中的对象物E11(E12～E14)的反射率R31～R33(步骤S36)。具体地，反射率R31能够通过(图像α的亮度值)/(图像δ的亮度值)求出。反射率R32能够通过(图像β的亮度值)/(图像δ的亮度值)求出。反射率R33能够通过(图像γ的亮度值)/(图像δ的亮度值)求出。
例如，在图18中，对象物E11的反射率R31＝140/255≈0.55，对象物E1的反射率R31成为55％。对象物E1的反射率R32＝155/255≈0.60，对象物E11的反射率R32成为60％。对象物E11的反射率R33＝155/255≈0.60，对象物E11的反射率R33成为60％。以下同样地，关于对象物E15、E17，也能够分别求出反射率R。
在步骤S36之后，将反射率绘制于图表(步骤S37)。在以波长为X轴且以反射率R为Y轴的图表中，将求出的各波段中的反射率R绘制于图表。在本实施方式中，将各个波段中的反射率R以波段的中央值进行了绘制(参照图19)。
将图19的绘制出的反射率和图9的分光反射率曲线进行比较，根据相关性选择最接近的分光反射率曲线，基于分光反射率曲线来判定对象物E的物性(步骤S38)。对象物E11(E12～E14)的反射率的绘图与图9中的Fe的分光反射率曲线最近似。因而，图像处理装置6判定为对象物E11是Fe。对象物E15(E16、E18、E20)的反射率的绘图与图9中的A1的分光反射率曲线最近似。因而，图像处理装置6判定为对象物E15是Al。对象物E17(E16、E19、E21)的反射率R的绘图与图9中的Cu的分光反射率曲线最近似。因而，图像处理装置6判定为对象物E17是Cu。
如以上说明的那样，本实施方式涉及的检查装置A具备能够照射第1波段的第1光、第2波段的第2光和与第1以及第2波段具有重叠的基准波段的基准光的照明装置2、拍摄片材S(被检查体)并输出像素信号的拍摄装置1、以及图像处理装置6。照明装置2在一个拍摄时间内以不同的定时向片材S照射第1光、第2光和基准光。图像处理装置6基于像素信号来计算对象物E的第1波段中的反射率即第1反射率R31和第2波段中的反射率即第2反射率R32，并基于第1以及第2反射率R31、R32来判定对象物E的物性。即，通过照明装置2在一个拍摄时间内以彼此不同的定时向片材S照射第1光、第2光和基准光，从而在一个图像中生成基于第1光的对象物E的提取图像p、基于第2光的对象物E的提取图像p、和基于基准光的对象物E的提取图像p。基于这3个提取图像p能够分别求出第1以及第2波段中的对象物E的第1以及第2反射率R31、R32，因此能够判定对象物E的物性。此外，在一个图像中包含基于第1光的对象物E的提取图像p、基于第2光的对象物E的提取图像p、和基于基准光的对象物E的提取图像p，因此无需按照每个波段对片材S进行摄影，能够抑制拍摄时间的增加。因此，能够在抑制拍摄时间的增加的同时判定对象物的物性。
此外，图像处理装置6通过将第1以及第2反射率R31、R32与表示多个物质的分光反射率的分光反射率数据进行比较，从而判定对象物E的物性。由此，能够更准确地判定对象物E的物性。
此外，在片材S中存在多个对象物E的情况下，图像处理装置6根据第1图像、第2图像和基准图像之中任意两个图像来生成剩余一个图像，第1图像是基于第1光的对象物E的提取图像p，第2图像是基于第2光的对象物E的提取图像p，所述基准图像是基于基准光的对象物E的提取图像p。由此，即使在根据像素信号生成的图像P中，第1图像、第2图像以及基准图像之中的任一个与其他对象物E的提取图像p重叠的情况下，也能够根据第1图像、第2图像以及基准图像之中除该图像之外的其他图像来生成该图像。
此外，图像处理装置6对第1图像以及第2图像的特征量进行合成来生成基准图像。由此，即使在图像P中，基准图像与其他提取图像p具有重叠的情况下，也能够根据第1图像以及第2图像来生成基准图像。
此外，图像处理装置6从基准图像的特征量减去第1图像的特征量来生成第2图像。由此，即使在图像P中，第1图像与其他提取图像p具有重叠的情况下，也能够根据基准图像以及第2图像来生成第1图像。
此外，在片材S中存在多个对象物E的情况下，图像处理装置6按照多个对象物E的每一个来对第1图像、第2图像以及基准图像进行分类。此外，图像处理装置6基于被分类为相同小组的第1图像、第2图像以及基准图像来计算第1反射率以及第2反射率。由此，在片材S中存在多个对象物E的情况下，能够按照每个对象物E来判定物性。
(其他实施方式)
如以上，作为在本申请中公开的技术的例示，对实施方式进行了说明。然而，本公开中的技术并不限定于此，还能够应用于适当地进行了变更、置换、附加、省略等的实施方式。
另外，在上述实施方式中，虽然拍摄装置1以及照明装置2由暗视场光学系统构成，但也可以由明视场光学系统构成。此外，拍摄装置1虽然构成为行式传感器，但也可以构成为区域传感器。此外，图像处理装置6既可以根据从拍摄元件11输出的像素信号生成动态图像，也可以生成静态图像。
此外，配置于拍摄元件11的像素10的配置并不限于上述的配置。此外，拍摄元件11的像素数并不限于上述的数量。
根据本公开，能够在抑制拍摄时间的增加的同时判定对象物的物性。
产业上的可利用性
本公开的检查装置能够用于半导体、电子器件、二次电池等中利用的构件中包含的异物、缺陷等的检查。

Claims (10)

1.一种检查方法，通过由检查装置进行拍摄来对被检查体中包含的对象物进行检测，
所述检查装置具备：
照明装置，能够照射第1波段的第1光和与所述第1波段具有重叠的基准波段的基准光；
拍摄装置，拍摄所述被检查体，并输出像素信号；以及
图像处理装置，
所述检查方法包括：
所述照明装置在一个拍摄时间内以不同的定时向所述被检查体照射所述第1光和所述基准光的步骤；
所述图像处理装置基于所述像素信号来计算所述对象物的所述第1波段中的反射率即第1反射率的步骤；以及
所述图像处理装置基于所述第1反射率来判定所述对象物的物性的步骤。
2.一种检查方法，通过由检查装置进行拍摄来对被检查体中包含的对象物进行检测，
所述检查装置具备：
照明装置，能够照射第1波段的第1光、第2波段的第2光和与所述第1波段以及第2波段具有重叠的基准波段的基准光；
拍摄装置，拍摄所述被检查体，并输出像素信号；以及
图像处理装置，
所述检查方法包括：
所述照明装置在一个拍摄时间内以彼此不同的定时向所述被检查体照射所述第1光、所述第2光和所述基准光的步骤；
所述图像处理装置基于所述像素信号来计算所述对象物的所述第1波段中的反射率即第1反射率和所述第2波段中的反射率即第2反射率的步骤；以及
所述图像处理装置基于所述第1反射率以及所述第2反射率来判定所述对象物的物性的步骤。
3.根据权利要求2所述的检查方法，其中，
所述图像处理装置通过将所述第1反射率以及所述第2反射率与表示多个物质的分光反射率的分光反射率数据进行比较，从而判定所述对象物的物性。
4.根据权利要求2或3所述的检查方法，其中，包括：
在所述被检查体中存在多个所述对象物的情况下，所述图像处理装置根据第1图像、第2图像和基准图像之中任意两个图像来生成剩余一个图像的步骤，所述第1图像是基于所述第1光的多个所述对象物的图像，所述第2图像是基于所述第2光的多个所述对象物的图像，所述基准图像是基于所述基准光的多个所述对象物的图像。
5.根据权利要求4所述的检查方法，其中，包括：
所述图像处理装置对所述第1图像以及所述第2图像的特征量进行合成来生成所述基准图像的步骤。
6.根据权利要求4或5所述的检查方法，其中，包括：
所述图像处理装置从所述基准图像的特征量减去所述第1图像的特征量来生成所述第2图像的步骤。
7.根据权利要求5或6所述的检查方法，其中，
所述特征量为所述对象物的亮度值或者明度。
8.根据权利要求2～7中任一项所述的检查方法，其中，还包括：
在所述被检查体中存在多个所述对象物的情况下，所述图像处理装置按照所述多个对象物的每一个来生成第1图像、第2图像和基准图像的步骤，所述第1图像是基于所述第1光的所述对象物的图像，所述第2图像是基于所述第2光的所述对象物的图像，所述基准图像是基于所述基准光的所述对象物的图像；
所述图像处理装置按照所述多个对象物的每一个来对所述第1图像、所述第2图像以及所述基准图像进行分类的步骤；和
基于被分类为相同小组的所述第1图像、所述第2图像以及所述基准图像来计算所述第1反射率以及所述第2反射率的步骤。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的检查方法，其中，包括：
所述图像处理装置利用基准图像来判定所述对象物的尺寸的步骤，所述基准图像是基于所述基准光的所述对象物的图像。
10.一种检查装置，通过进行拍摄来对被检查体中包含的对象物进行检测，该检查装置具备：
照明装置，能够照射第1波段的第1光和与所述第1波段具有重叠的基准波段的基准光；
拍摄装置，拍摄所述被检查体，并输出像素信号；以及
图像处理装置，
所述照明装置在一个拍摄时间内以不同的定时向所述被检查体照射所述第1光和所述基准光，
所述图像处理装置基于所述像素信号来计算所述对象物的所述第1波段中的反射率即第1反射率，并基于所述第1反射率来判定所述对象物的物性。
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