JP2004093146A

JP2004093146A - 表面うねり検査装置

Info

Publication number: JP2004093146A
Application number: JP2002250684A
Authority: JP
Inventors: Ei Kosakai; 小坂井　映; Masataka Toda; 戸田　昌孝; Akitoshi Morishima; 森嶋　昭年; Hiroyuki Suganuma; 菅沼　孫之; Saburo Suzuki; 鈴木　三郎
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】パターン化光源の明るさの変動や、被検査試料の位置ずれに対しても正確に被検査試料のうねりを検出する。
【解決手段】被検査試料Ｗに対して、所定の光源パターンをパターン化光源１より照射し、被検査試料Ｗに照射された光源パターンをカメラ２により撮像する（Ｓ１）。そして、カメラ２により撮像された画素の明るさに基づいて、画像処理装置３は所定の閾値に対する光源パターンの輝度の重心位置を算出（Ｓ２）した後、輝度重心位置の画素とその隣接画素に対して重み付けを行い（Ｓ３）、重み付けされた画素の画素値に基づいて、スムージング処理を行って（Ｓ８）、被検査試料Ｗの表面のうねり判定を行う（Ｓ１２）。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査試料の表面に現れる凹凸のうねりを検査する表面うねり検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面うねり検査装置には、例えば、特開平５−２８８５３３号公報に示される装置が知られている。この公報に示される装置は、パターン化光源と、被検査試料を間にしてパターン化光源に対向配置され、被検査試料を介してパターン化光源を撮像するカメラと、アナログ的に規則正しい強度変化を示すパターン波形（うねり欠陥がない場合のカメラの出力波形と同一）を発生し、パターン化光源に出力するパターンジェネレータと、カメラから取り込まれた画像データ（カメラの出力波形）とパターンジェネレータの出力波形との差分を演算して、被検査試料の異常を検出するアナログ差分回路とを備える。
【０００３】
上記した装置では、パターンジェネレータによりアナログ的に規則正しい強度変化を示す表示パターン波形を発生し、それをパターン化光源にて被検査試料の表面上に照射させる。そして、被検査試料上に照射される光源パターンの撮像したカメラの出力波形が、パターンジェネレータの出力波形と同じであれば、アナログ差分回路によって、うねり欠陥無と判定する。一方、この装置ではうねりが被検査試料上にあると、カメラの出力波形に微妙なひずみが発生するので、これがパターンジェネレータの出力波形と異なると、アナログ差分回路によりうねり欠陥有りと判定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した装置では、被検査試料を撮像したカメラの出力波形とうねり欠陥無（正常）の被検査試料を撮像したカメラの出力波形に相当するパターンジェネレータの出力波形との差分を演算して、その結果によりうねりの有無を検出する為、雰囲気温度によりパターン化光源の明るさが変動したり、被検査試料の位置がずれたりした場合には、正確なうねり検出が行えない。
【０００５】
また、製品の外見上の見栄えを良くするため、例えば、製品に対して塗装仕上げを施す場合等の検査においては、製品の表面上に現れるうねりは、製品に塗装が施される前に検出する必要がある。ところが、製品によっては塗装前の部材表面が粗い場合においては、表面の粗さにより、うねりが表面粗さの中にうもれてしまうものとなり、うねり検出が困難となる。具体的に説明すれば、製品（被検査試料）が研磨の粗い仕上げ面では、表面上にうねりがあったとしても、光学パターン（例えば、規則正しい縞パターン）を表面上に照射した場合、照射された光学パターンは表面粗さの影響により整った線分（縞パターン）で現れず、歪んだ状態で不規則にカメラ等の撮像装置により撮像される為、被検査試料のうねりを正確に抽出することができない。
【０００６】
それ故に、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、パターン化光源の明るさの変動や、被検査試料の位置ずれに対しても正確に被検査試料のうねりを検出する装置とすること、被検査試料の表面粗さに影響されることなくうねり検出が行える装置とすることを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、被検査試料に対して、所定の光源パターンを照射するパターン化光源と、前記被検査試料に照射された前記光源パターンを撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像された画素の明るさに基づき、所定の閾値に対する前記光源パターンの輝度の重心位置を算出する輝度重心位置算出手段と、該輝度重心位置の画素と該輝度重心位置の画素の隣接画素に対して、重み付けを行う重み付け手段と、重み付けされた画素の画素値に基づき、前記被検査試料の表面のうねり判定を行う判定手段とを備えたことである。
【０００８】
上記した手段によれば、被検査試料に対して、所定の光源パターンをパターン化光源より照射し、被検査試料に照射された光源パターンを撮像装置により撮像する。そして、撮像装置により撮像された画素の明るさに基づいて、所定の閾値に対する光源パターンの輝度の重心位置を算出した後、輝度重心位置の画素とその隣接画素に対して重み付けを行い、重み付けされた画素の画素値に基づいて、被検査試料の表面のうねり判定を行うことが可能である。これは、光源パターンの明暗を撮像装置により撮像し、画素の明るさに基づく輝度重心位置に着目して、輝度重心位置を含む画素およびそれに隣接する隣接画素に対して重み付けを行う事によって、輝度重心位置近傍での平滑化が行え、平滑化された状態がうねり具合を表わす縞の密度（輝度重心密度）に対応した画素値を表わすので、うねりを検出することが可能である。また、輝度重心位置を使うので、パターン化光源の明るさ変動の影響が小さくなり、装置の信頼性が向上する。
【０００９】
尚、輝度重心密度とは、うねり具合を単位面積当たりの縞の集積度（粗密Ｚ）で表わしたものであり、例えば、凹状のうねりは集積度が低く（粗）、凸状のうねりは集積度が高く（密）なる。
【００１０】
この場合、撮像手段は被検査試料を介してのパターン化光源にピントが合わさっていれば、被検査試料が粗い場合、被検査試料の表面の粗さは正確にとらえることなく光学的にピントをぼかした状態の中で、被検査試料の表面のうねり検出を行える。よって、被検査試料の表面が粗れていても、うねり検出が行えることから、より装置の信頼性が向上する。
【００１１】
つまり、一般的に被検査試料面での分解能を上げる為には、撮像装置の絞りを小さくして結像光束を極力細くして焦点深度を大きくする方法が取られるが、この方法では、被検査試料があれている場合には、表面の細かな凹凸をも撮像装置によって撮像される為に、実際、検出したい微小なうねりが被検査試料の粗さの中にうもれてしまうものとなるので、うねりを検出することができなくなってしまう。そこで、ピントは被検査試料を介してパターン化光源に合う様（例えば、撮像装置と被検査試料間の距離＋被検査試料とパターン化光源間の距離）に設定し、撮像装置の絞りを調整して結像光束を広げ、焦点深度を小さくなる様にすれば、被検査試料の表面の細かな凹凸を光学的に平滑化して、被検査試料の表面上の微小なうねりを検出することが可能となる。
【００１２】
また、判定手段は、重み付けが成された前回の重み付け値と、光源パターンを所定画素だけシフトした状態で、前記撮像装置に撮像された像に対して、同様な重み付けがなされた今回の重み付け値とを加算してうねり判定を行えば、うねりのなりマスター画像（基準画像）は不要となるので、被検査試料との位置ずれに対してもうねりを正確に検出でき、うねり検出の信頼性が更に向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に表面うねり検査装置（以下、本装置と称す）１０の全体の構成図を示す。本装置１０は、被検査試料Ｗ（図１では曲面状のワーク）の表面上の凹凸状のうねり（表面上の歪とも言う）が有るか否か、及び、うねりがあった場合にうねりの位置を検出する装置である。本装置１０は、液晶から成るパターン化光源１と、撮像装置（カメラ）２と、カメラ２で撮像された画像を処理する画像画像処理装置３と、光源パターンを作るパターンジェネレータ４と、パターン化光源１を駆動する液晶ドライバ５とを備える。
【００１５】
パターン化光源１は、図１の左下に示す如く、等間隔の縞状（輝度分布は正弦波状に変化）の光学パターンをワークＷに対して照射する。このパターン化光源１は、液晶９と液晶９を発光させる複数のＬＥＤが列状に並んだ発光部７と、発光部７から発せられた光を液晶９に対して拡散させる拡散板８とを備える。液晶９は、白黒の等間隔で明暗となった縞状の光学パターンを表示し、それをワークＷに対して照射する機能を有する。本実施形態に示す液晶９は、図７に示す如く、光学パターンの配列方向（Ｘ方向）において、０〜６３９ドット、光学パターンの延在方向（Ｙ方向）において、０〜４７９ドットに複数の画素が区分されている。ここでは、液晶９に表示される光学パターンの各パターン幅（黒および白）は、４ドットとした。また、本実施形態では縦縞の光学パターンを用いるが、これに限定されるものではなく、横縞の光学パターンを用いても良い。
【００１６】
発光部７は、液晶９および所定位置に載置されたワークＷに向けて光を照射するものであり、液晶９の背面に設けられる。一方、拡散板８は、発光部７から発せられた光を、液晶９に対して均一に照射させるものであり、液晶９と発光部７との間に配置される。
【００１７】
カメラ２は、レンズ６と本体１１とを有しており、ワークＷに対して照射された光学パターンを撮像する様、ワークＷに向けられて配置され、パターン化光源１から発せられた光学パターンを、ワークＷを介して撮像し、白黒の明暗となった縞状の光学パターンを画像として撮像する。この場合、カメラ２のレンズ６内には絞りが内蔵されており、その絞りは、パターン化光源１とワークＷの両方にピントが合った状態よりも、若干、開放状態に設定され、ワーク表面が粗く滑らかでない場合であっても、その表面粗さを平滑化する様な設定になっている。具体的には、カメラ２のピントは、カメラ２とワークＷとの距離とワークＷとパターン化光源１との距離の和となり、ワークＷを介してパターン化光源１の液晶９に対して合わせられる。カメラ２で撮像された画像は、アナログ信号として検出され、画像処理装置３に送られる。パターンジェネレータ４は、液晶９に表示するため、一光学パターンである液晶表示パターンを生成し、それを液晶ドライバ５に対して指令を与える。液晶ドライバ５は、パターンジェネレータ４にて生成された液晶表示パターンを液晶９に表示させる。また、パターンジェネレータ４及び液晶ドライバ５は、画像処理装置３からの命令により、図７に示す如く、液晶９に表示する液晶表示パターンをパターン幅一定の状態で、１ドットづつｘ方向にシフトしながら平行移動させる機能を有する。尚、本実施形態においては、パターンジェネレータ４及び液晶ドライバ５は画像処理装置３と別体でも、画像処理装置３に内蔵しても良い。
【００１８】
次に、画像処理装置３におけるうねり検出の処理について、図２を参照して説明する。尚、以下に示すプログラムの説明では、画像処理装置３にて行われるプログラム処理のステップを、単に、「Ｓ」として簡略化して説明する。
【００１９】
画像処理装置３は、ワークＷの表面上のうねり検出を行う場合、ワークＷに対してパターン化光源１からパターンジェネレータ４で生成された所定の光学パターン（縞パターン）を照射し、カメラ２によってワークＷに照射された像を撮像し、Ｓ１にてパターン縞を取得し、その明るさ分布をカメラ内部のＣＣＤ素子にて検出する。この場合、カメラ２は内部またはカメラ２と電気的に接続される外部に、カメラ２によって撮像された画像を記憶する画像メモリ１２をもっている。この画像メモリ１２は、図３に示す如く、横軸（ｉ軸）において０〜５１２画素に区分されていると共に、縦軸（ｊ軸）において０〜４７９画素に区分されている。画像メモリ１２内に取り込まれるワーク上に照射された画像は、白黒パターンが交互に配列された縞状の光学パターンとなる。（延在方向：ｊ方向、配列方向：ｉ方向）。
【００２０】
例えば、図３に示す所定ライン（ｊ＝２５０の画素であるラインＡ）上の明るさに対する分布を見てみると、白と黒のパターンが交互になっており、ラインＡでは明るさが、図４の如く、周期的に繰り返されるものとなる。この周期的な明るさ分布において、図５に示す様に、所定の閾値（例えば、明るさのピーク値とボトム値とによって求まる閾値、もしくは、所定の明るさによって決まる閾値）を基にして所定の閾値を設定し、各画素の明るさ（輝度）がその閾値以上の領域（領域Ａ，Ｃ）、または、閾値以下の領域（領域Ｂ）をそれぞれ求める。尚、ラインＡでは明るさが周期的に繰り返されるものとなるが、図５においては、後述する加重平均の考えを説明する上、一例として３つの領域のみを取り上げて説明する。
【００２１】
そして、Ｓ２ではその各領域（領域Ａ，Ｂ，Ｃ）での各画素における明るさを加算して平均化処理することによって、以下に示す〔数１〕に基づき、加重平均を求める。尚、この場合各領域の重心位置を画素分解能の１０倍の分解能で算出する。
【００２２】
【数１】

尚、上式では、ｎ：加重平均値、ｉ：画素、ｋｉ：画素ｉにおける輝度とする。
【００２３】
例えば、この加重平均値を求める際、閾値によって区画された３つの領域だけを抽出した図５の説明図を用いて具体的に説明すると、領域Ａではｉ＝５３〜５７、領域Ｂではｉ＝５７〜６１、領域Ｃではｉ＝６１〜６５の範囲で明るさが変化することから、これらの各領域内での重心を画像処理装置３により算出する。そして、算出されたｉ成分（小数点以下１桁まで計算）を、明るさの輝度重心位置（単に、重心位置と称す）と定義する。この様にして、領域Ａ，Ｂ，Ｃに対して重心位置を求めると、領域Ａではｉ＝５４．８、領域Ｂではｉ＝５８．７、領域Ｃではｉ＝６２．５となる。
【００２４】
そして、次のＳ３では、求められた重心位置を含むｉｎとその画素の次の画素（隣接画素）ｉｎ＋１に対して、重心位置の重み付け処理を行う。この重み付け処理は、算出された重心位置の小数点以下１桁目の数により決定される。つまり、重心位置の小数点以下１桁の数を「ｂ：正の整数」とすると、画素ｉｎには１０−ｂの値が入り、画素ｉｎの次の画素ｉｎ＋１にはｂが入る様、重み付けを行う。この様な重み付けによって、領域Ａでは重心位置が５４．８であるので、図６の如く、５４番目の画素に２を入れ、５５番目の画素に８を各画素に入れて振り分ける。また、領域Ｂでは重心位置が５８．７であるので、５８番目の画素に３を入れ、５９番目の画素に７を入れる。更に、領域Ｃでは重心位置が６２．５であるので、６２番目の画素に５を入れ、６３番目の画素に５を入れて各画素に振り分ける。
【００２５】
画像処理装置３は、図２に示すプログラムが開始されると、パターンを１ビット毎にシフトする回数カウンタＮの値が「１」から開始される。よって、回数カウンタＮ＝１である場合には、Ｓ３において重み付け画像の加算を行う。最初ここの処理（Ｓ３）を通過する時点では、前の状態の重み付け画像は記憶されていない（クリアされている）為、Ｓ４の重心画像加算処理においては、今回に得られたの重み付け画像がそのまま加算画像となる（図９を参照）。
【００２６】
そして、Ｓ５では、回数カウンタが基準値よりも小さいかが判定される。この基準値は、本実施形態においては、液晶９に表示される光学パターンのパターン幅の画素数に見合った定数が決まっており、ここでは白黒のパターン幅が４画素であることから、基準値は「４」に設定されており、Ｓ５において、回数カウンタＮが基準値よりも小さい場合には、プログラムはＳ６に進み、基準値以上の場合には、プログラムはＳ８に進む。今回は、最初にこの処理を通過するので、回数カウンタＮは「１」であることから、Ｓ６に進む。
【００２７】
次のＳ６では、図７に示す如く、液晶９に表示する光学パターンをパターン幅を一定にしたまま、ｘ方向へ１ドットシフト（平行移動）させる。具体的には、画像処理装置３がパターンジェネレータ４に対して、光学パターンを１ビットシフトさせる命令を出力すると、それに基づいてパターンジェネレータ４が１ビットシフトさせた光学パターンを生成する。そして、液晶ドライバ５によって駆動され、その光学パターンを液晶９に表示させワークＷに対して照射する。そして、回数カウンタをインクリメント（Ｎ←Ｎ＋１）して、回数カウンタを「２」の状態にしてから、Ｓ１へと戻る。
【００２８】
そして、１画素だけ平行移動した光学パターンをパターン化光源１によりワークＷに照射し、その画像をカメラ２から取り込んで、再び、Ｓ１〜Ｓ３の処理を行うが、このＳ１〜Ｓ３については、Ｎ＝１の場合と同じあることから、その説明は省略する。
【００２９】
Ｎ＝２でのＳ３においては、前回（即ち、Ｎ＝１のとき）の重み付け画像に、今回（Ｎ＝２のとき）の重み付け画像を加算する。具体的に言うと、図９に示す様に、今回の重み付け画像の各画素に振り分けられた重み付け値と、前回の重み付け画像における対応する画素に振り分けられた重み付け値を加算する。そして、Ｓ５において、前回と同様に、回数カウンタＮの値が基準値と比較されるが、今回はＮ＝２であることから、基準値（＝４）よりも小さいのでＳ６に進み、Ｓ６にて液晶９への光学パターンを、上記と同様、ｘ方向へ１ドット（１画素）シフトして平行移動させた後、Ｓ７にて回数カウンタをインクリメントして、回数カウンタＮをＮ＝３として、Ｓ１に戻る。
【００３０】
Ｎ＝３では、Ｓ１で１ドット変化させた光学パターンに相当する画像を、再びカメラ２から取り込んで、Ｓ１〜Ｓ３の上記と同様な処理を行う。この場合もＳ１〜Ｓ３についての処理は、Ｎ＝１の時と同じである。そして、Ｓ４において、前回（即ち、Ｎ＝２のとき）の重み付け画像に、今回（Ｎ＝３のとき）の重み付け画像を加算する（図９を参照）。そして、Ｓ５において、前回（Ｎ＝２のとき）と同様に、回数カウンタＮの値が基準値（＝４）と比較されるが、今回も基準値よりも小さい為、再び、Ｓ６にて液晶９に表示させる光学パターンをｘ方向へ１ドットシフトして平行移動させた後、Ｓ７にて回数カウンタＮをインクリメントして、Ｎ＝４として、Ｓ１に戻る。
【００３１】
Ｎ＝４では、Ｓ１で１ドット変化させた光学パターンに相当する画像を、再びカメラ２から取り込んで、Ｓ１〜Ｓ３の上記と同様な処理を行う。この場合も、Ｓ１〜Ｓ３については、フラグＮ＝１のときと同じである。そして、Ｓ４において、前回（即ち、Ｎ＝３のとき）の重み付け画像に、今回（Ｎ＝４のとき）の重み付け画像を加算する（図９を参照）。そして、Ｓ５において、回数カウンタＮが基準値と比較される。しかし、この場合、今回では回数カウンタＮの値は「４」であるので、基準値以上となり、プログラムはＳ８に進むものとなる。つまり、上記した様に、回数カウンタＮが光学パターンの縞パターン幅の画素分だけ、回数カウンタＮを１づつインクリメントしてゆき、光学パターンを１ドット毎に平行移動させて、回数カウンタの値が基準値として設定される「４」になるまで、Ｓ１〜Ｓ７の処理を繰り返して、順番に重心画像を加算する。
【００３２】
そして、今回（Ｎ＝４）の状態になると、Ｓ８にて上記した重心画像の加算処理によって加算された重み付け画像が、より正確に縞の密度（輝度重心密度）を表わす様にスムージング処理を行う。
【００３３】
そこで、スムージング処理について説明を行うと、スムージング処理は、図８に示す如く、各画素の重み付け加算値をａ０とする。そして、ａ０の画素の周辺の８つの画素の重み付け加算値ａｎ（ｎ＝１〜８）を平均化し、その平均値をａ０とする。
【００３４】
Ｓ８にてスムージング処理が行なわれた後、Ｓ９において、重み付け加算値ａ０が予め設定された上限閾値（上限レベル）以上の画素を抽出すると同時に、Ｓ１０において、重み付け加算値ａ０が予め設定された下限閾値（下限レベル）以下の画素を画像処理装置３は抽出する。そして、Ｓ９およびＳ１０にて上限／下限閾値の中に入っている重み付け加算値およびその中に入っていない重み付け加算値を元にして、Ｓ１１でそれらを合成し、Ｓ１２で合成処理の結果に基づいて、ワークＷの表面上においてのうねりの有無を判定すると共に、うねりが有る場合にはうねりの位置を検出する。
【００３５】
つまり、Ｓ１１の合成画像において、重み付け加算値ａ０が上限閾値以上の画素と、重み付け加算値ａ０が下限閾値以下の画素には「１」を設定し、重み付け加算値ａ０が上限閾値と下限閾値との間にある画素には、「０」を設定して合成画像を作る。この様に作られた合成画像（０：白、１：黒で表わした画像、若しくは、０：黒、１：白で表わした画像）によって、合成画像内に「１」である画素が存在すれば、合成画像を見て、ワークＷの表面にうねり有りと画像処理装置３は判定し、その「１」となった画素（黒または白で表わされている部位）をうねりの位置として、視覚的に検出することができる。この場合、「１」である全ての画素情報に基づいて、うねりが有る場合にはうねりの面積等を算出する事もできる。尚、本実施形態では、画像処理装置３は、輝度重心位置を算出する輝度重心位置算出手段と、うねりを判定する判定手段となる。
【００３６】
また、本実施形態においては、画像を合成してうねり検出を行う様にしたが、これに限定されるものではなく、例えば、重み付け加算値ａ０が上限閾値以上の画素及び重み付け加算値ａ０が下限閾値以下の画素を合成せずに、そのままうねりの判定を行っても良い。
【００３７】
本実施形態においては、パターンジェネレータ４が液晶９に表示する光学パターンを生成し、液晶ドライバ５が液晶９にその光学パターンを表示させる。そして、カメラ２よりワークＷを介して液晶９に表示された液晶パターンを撮像し、その画像データを画像メモリ１２に取り込む。画像メモリ１２に取り込まれた画像は、ワークＷの表面に凸状欠陥が存在していれば、画像メモリ１２のデータ（縞状パターン）の隣り合う重心同志は互いに接近して見える。一方、ワークＷの表面に凹状欠陥が存在していれば、画像メモリ１２内の画像データの隣り合う領域の重心同志は互いに離れて見える。
【００３８】
この現象を人が目視してうねりの有無を検査すれば良いが、この場合、目視では小さなうねりを検出することが困難であり、うねりを検出できたとしても、検査精度が良くはない。また、検査する人によってうねりの判定がばらつく恐れがあるが故に、上記した構成および処理動作を行う本装置１を用いて、画像処理により自動的にうねり検査をすることもできる。
【００３９】
以上、説明した様に、本実施形態では、ワークＷに照射される光学パターンを撮像するカメラ２のピントはワークＷではなく、ワークＷを介してパターン化光源１の液晶９に表示される液晶表示パターンに設定されている。この事から、カメラ２により撮像した画像は、ワーク表面上の粗さは検出されず、光学的ボカシを取り入れた、ワーク表面の細かな凹凸を平滑化した画像となる。
【００４０】
そして、その画像の明るさ情報に基づき、輝度重心位置を画素の分解能の１０倍の分解能まで（小数点以下１桁まで）求める。そして、この小数点以下１桁の数字に基づいて、輝度重心位置の画素および隣接画素に対して、重み付けを行って、その重み付け値に基づき、うねりの有無を判定できる。このため、表面の凹凸にうもれた表面うねりを信頼性高く検出することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、被検査試料に対して、所定の光源パターンをパターン化光源より照射し、被検査試料に照射された光源パターンを撮像装置により撮像し、撮像装置により撮像された画素の明るさに基づいて、所定の閾値に対する光源パターンの輝度の重心位置を算出する。その後、輝度重心位置の画素とその隣接画素に対して重み付けを行い、重み付けされた画素の画素値に基づいて、被検査試料の表面のうねり判定を行うことができる。これは、光源パターンの明暗を撮像装置により撮像し、輝度重心位置を含む画素およびそれに隣接する隣接画素に対して重み付けを行う事によって、輝度重心位置近傍での平滑化が行え、平滑化された状態がうねり具合を表わす縞の密度（輝度重心密度）に対応した画素値を表わすので、うねりを正確に検出することができる。また、輝度重心位置を使うので、パターン化光源の明るさの変動の影響が小さくなり、装置の信頼性が向上する。
【００４２】
この場合、撮像手段は被検査試料を介してのパターン化光源にピントが合わせ、被検査試料面ではピントが甘くなる様に絞りを設定すれば、被検査試料が粗い場合であっても、表面の粗さは光学的ぼかした状態で、被検査試料のうねり検出を行うことができるので、装置の信頼性が向上する。
【００４３】
また、判定手段は、重み付けが成された前回の重み付け値と、光源パターンを所定画素だけシフトした状態で、前記撮像装置に撮像された像に対して、同様な重み付けがなされた今回の重み付け値とを加算してうねり判定を行えば、うねりのないマスター画像は不要になり、被検査試料との位置ずれに対しても、うねりを正確に検出でき、うねり検出の信頼性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における表面うねり検査装置の全体構成図である。
【図２】図１に示す画像処理装置の処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態における表面うねり検査装置の画像メモリ内の画像データを示す説明図である。
【図４】図３に示すラインＡでの明るさ分布を示すグラフである。
【図５】図３に示すラインＡでの各画素における明るさ分布から加重平均値を求めたグラフである。
【図６】図５に示す加重平均からの重み付け処理を説明する説明図である。
【図７】図１に示す液晶表示パターンを１ドット毎に平行移動した状態説明図である。
【図８】本発明の一実施形態における表面うねり検査装置で行う画素のスムージング処理の説明図である。
【図９】図２に示す重心画像の加算処理の説明図である。
【符号の説明】
１　パターン化光源
２　カメラ（撮像装置）
３　画像処理装置（輝度重心位置算出手段、判定手段）
４　パターンジェネレータ
５　液晶ドライバ
６　レンズ
７　ＬＥＤ発光部
８　拡散板
９　液晶
１０　表面うねり検査装置
１２　画像メモリ
ｉｎ　輝度重心位置の画素
ｉ_ｎ＋１　隣接画素
Ｗ　ワーク（被検査試料）

Claims

被検査試料に対して、所定の光源パターンを照射するパターン化光源と、
前記被検査試料に照射された前記光源パターンを撮像する撮像装置と、
該撮像装置により撮像された画素の明るさに基づき、所定の閾値に対する前記光源パターンの輝度の重心位置を算出する輝度重心位置算出手段と、
該輝度重心位置の画素と該画素の隣接画素に対して、重み付けを行う重み付け手段と、
重み付けされた画素の画素値に基づき、前記被検査試料の表面のうねり判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とする表面うねり検査装置。
前記撮像手段は、前記被検査試料を介しての前記パターン化光源にピントが合わさっていることを特徴とする請求項１に記載の表面うねり検査装置。
前記判定手段は、前記重み付けが成された前回の重み付け値と、前記光源パターンを所定画素だけシフトした状態で、前記撮像装置に撮像された像に対して、同様な重み付けがなされた今回の重み付け値とを加算してうねり判定を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面うねり検査装置。