JP2013228338A - 撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動速度が速くなっても、高い分解能の画像データを取得することを目的とする。
【解決手段】複数のラインセンサ（１０４，１０５）を用い、それぞれのラインセンサ（１０４，１０５）が一定の分解能を確保できる範囲の領域（１１３，１１４，１１５）に撮像対象を分割し、隣接する領域（１１３，１１４，１１５）を異なるラインセンサ（１０４，１０５）で撮影し、撮影した画像を合成することにより、撮像対象物１０２の移動速度が速くなっても、高い分解能の画像データを得ることが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラインセンサを用いて撮像対象を撮像する撮像方法に関する。

従来の撮像方法について、図７を用いて説明する。
図７は従来の欠陥検査用撮像装置の構成を示す図である。
図７のラインセンサ１２０１は撮像素子が複数個一列に並んだ構成をしており、ラインセンサ１２０１の下部を撮像領域とし、この撮像領域内を移動する撮像対象物１２０２を撮像する。移動手段１２０３は、ラインセンサ１２０１の撮像素子の並び方向と直角に撮像対象物１２０２を移動させる。

ラインセンサ１２０１は、撮像を所定の撮像周期（所定の撮像間隔）に分割して行い、撮像周期ごとに撮像対象物１２０２の画像データを取得する。このとき、ラインセンサ１２０１は、撮像周期内において、ラインセンサ１２０１の撮像領域を通過した撮像対象物１２０２の領域を１ラインの画像データとして取得する。取得された１ラインの画像データは、撮像周期毎に制御部１２０５へ転送される。これらは画像処理によって結合され、撮像対象物１２０２の画像データとして取得される。

撮像対象物１２０２の画像データの分解能は、１ラインの画像データの分解能に一致する。１ラインの画像データの分解能は、撮像対象物１２０２の移動速度と、ラインセンサ１２０１による撮像周期とに依存して変化する。

そして、撮像対象物１２０２の移動速度が速くなる場合や、ラインセンサ１２０１による撮像周期が長くなる場合に、１ラインの画像データの分解能は低く（荒く）なる。このため、従来の方法では、撮像対象物１２０２の移動速度を速くする場合、取得した撮像対象物１２０２の画像データの分解能を荒くさせないために、ラインセンサ１２０１の撮像周期を短くしていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２２００１４号公報

しかしながら、撮像周期はラインセンサ１２０１の性能に依存するため、ラインセンサ１２０１の撮像周期を短くするのには限界がある。このため、従来の撮像方法では、撮像対象物１２０１の移動速度が速くなると、得られた撮像対象物１２０１の画像データの分解能が低下する場合があるという問題点があった。

上記問題点を解決するため、本発明の撮像方法は、撮像対象物の移動速度が速くなっても、高い分解能の画像データを得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像方法は、撮像開始から撮像した画像のデータの出力が完了するまでに第１出力時間を要する第１ラインセンサ及び第２ラインセンサを用いて一定の方向に相対移動する撮像対象物を撮像する撮像方法であって、前記第１ラインセンサで前記撮像対象物の第１領域を撮像した後に、前記第１ラインセンサの撮像開始から前記第１出力時間が経過するまでに、前記第２ラインセンサで前記第１領域に隣接する第２領域の撮像を開始し、前記第１ラインセンサと前記第２ラインセンサとでそれぞれ撮像された画像のデータを結合する、ことを特徴とする。

以上のように、複数のラインセンサを用いる本発明により、撮像対象物の移動速度が速くなっても、高い分解能の画像データを得ることが可能になる。

本発明の撮像方法に用いる撮像装置の構成を示す図 （ａ）移動速度ｖ１で長さＰｘ１の領域を撮像する場合の初期状態を示す図、（ｂ）撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過した後の様子を示す図 （ａ）移動速度ｖ２で長さＰｘ２の領域を撮像する場合の初期状態を示す図、（ｂ）撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過した後の様子を示す図 （ａ）移動速度ｖ２で長さＰｘ１の領域を撮像する場合の初期状態を示す図、（ｂ）露光時間Ｔｏｐｅｎ１経過した後の様子を示す図、（ｃ）撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過した後の様子を示す図 （ａ）本発明の２つのラインセンサで交互に撮像する際の所期状態を示す図、（ｂ）露光時間Ｔｏｐｅｎ１経過した後の様子を示す図、（ｃ）撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過した後の様子を示す図 本発明の撮像方法を示すフローチャート 従来の欠陥検査用撮像装置の構成を示す図

プラズマ表示装置や液晶表示装置等の薄膜形成工程等において、形成した対象物の欠陥等を検査するために、形成した対象物（撮像対象物）を高速に相対移動させながら撮像を行う場合がある。

本発明は、複数のラインセンサを用い、それぞれのラインセンサが所定の領域を撮像することにより、分解能を確保しながら撮像対象物の全体を撮像する。
以下、本発明の撮像方法における実施の形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。

図１は本発明の撮像方法に用いる撮像装置の構成を示す図である。図２は移動速度ｖ１で長さＰｘ１の領域を撮像した時の様子を説明する図である。図３は速度ｖ２で長さＰｘ２の領域を撮像した時の様子を説明する図である。図４は速度ｖ２で長さＰｘ１の領域を撮像した時の様子を説明する図である。図５は本発明の２つのラインセンサで交互に撮像した時の撮像領域を説明する図である。図６は本発明の撮像方法を示すフローチャートである。

なお、以下の説明では、図１の撮像対象物１０２を移動させる場合を例に説明するが、撮像カメラ１０３を構成するラインセンサを移動させても良く、撮像対象物１０２とラインセンサとが相対的に移動（相対移動）すれば良い。また、移動方向をＸ方向として記載するが、移動方向は一定の方向であればＸ方向に限られない。

撮像カメラ１０３は、少なくとも２列以上のラインセンサから構成されており、図１ではラインセンサが２列である場合の例を示し、それぞれのラインセンサをラインセンサＡ１０４、ラインセンサＢ１０５とする。

照明装置１０６から照射された光は撮像対象物１０２で反射して、倍率Ｍの光学系１０７を通って、ラインセンサＡ１０４、ラインセンサＢ１０５で撮像される。
ラインセンサＡ１０４とラインセンサＢ１０５は、Ｘ方向に対して垂直なＹ方向に並ぶ複数の撮像素子で構成される。ラインセンサＡ１０４とラインセンサＢ１０５とを構成する全ての撮像素子は、光学系１０７のイメージサークル内に収まるように配置される。

ラインセンサ駆動回路１０８は、それぞれのラインセンサＡ１０４、ラインセンサＢ１０５からの画像データを別々に画像データ統合回路１０９へ転送する。画像データ統合回路１０９に送られた画像データは一つの画像データとして統合される。

撮像対象物１０２は、移動ステージ１０１によってＸ方向へ定速移動しながら、ラインセンサＡ１０４とラインセンサＢ１０５とによって連続的に撮像される。つまり、ある領域をラインセンサＡ１０４が撮像すると、その領域に隣接する領域はラインセンサＢ１０５が撮像する。そして、さらに次の領域はラインセンサＡ１０４が撮像し、隣接する領域を異なるラインセンサが撮像していく。

センサ１１０は、撮像対象物１０２の位置を検知するもので、各ラインセンサＡ１０４、ラインセンサＢ１０５が撮像を開始するタイミングを検知するために用いられる。移動ステージ１０１は、位置を把握するためにエンコーダ１１１を備えている。なお、移動ステージ１０１がエンコーダ１１１を備えている場合は、センサ１１０の機能をエンコーダ１１１に代替させることで、センサ１１０を省略できる。

ラインセンサＡ１０４とラインセンサＢ１０５とは、撮像開始のタイミングと露光時間とを各々独立で制御される。撮像開始のタイミングは、撮像制御装置１１２からの撮像開始信号で決定される。露光時間も、撮像制御装置１１２からの露光時間制御信号で決定される。なお、露光時間とは、各ラインセンサが画像を撮像する時間である。電子シャッタを用いて制御しても良いし、照明装置１０６に強いフラッシュランプ照明装置などを点滅制御できるものを用いて点滅時間を制御することで露光時間を制御しても良い。詳細は後述するが、露光時間を調節することで、撮像により取得される画像データの分解能を調節できる。また、電子シャッタやフラッシュランプ照明装置などを用いて撮像開始のタイミングをずらすことで、ラインセンサＡ１０４は撮像部分Ａ１１３を、ラインセンサＢ１０５は撮像部分Ａ１１３に隣接する撮像部分Ｂ１１４を撮像することができる。ラインセンサＡ１０４と、ラインセンサＢ１０５には、ＣＣＤデバイスを用いる。

撮像する画像に要求される分解能は撮像対象物１０２の撮像目的で決まる。例えば、分解能が１０［μｍ］×１０［μｍ］以下でなければ欠陥を検出できない場合、Ｘ方向の所望の分解能Ｐｘ１、Ｙ方向の所望の分解能Ｐｙは共に１０［μｍ］以下の値に設定する必要がある。

Ｙ方向の所望の分解能Ｐｙは、撮像中はＹ方向に撮像対象物１０２は移動しないので、光学系１０７の倍率Ｍと撮像素子のＹ方向のサイズｐｙから決定され、（式１）にて決定される。

Ｐｙ＝ｐｙ／Ｍ・・・（式１）
この（式１）にて、所望の分解能Ｐｙが得られるように、光学系１０７の倍率Ｍを設定する。なお、以下の説明において、倍率Ｍを１倍とし、特に言及しない場合は、倍率Ｍを省略して説明する。

Ｘ方向の所望の分解能Ｐｘ１は、移動ステージ１０１の移動速度と撮像周期によって決まる。撮像周期とは、ラインセンサ（図１のラインセンサＡ１０４またはＢ１０５）が撮像を開始してから次の領域の撮像を開始するまでの時間である。具体的には、移動速度をｖ１（ｍ／ｓ）、撮像周期をＴｒｅｐｅａｔ１（ｓ）としたとき、Ｘ方向の所望の分解能Ｐｘ１（μｍ）は（式２）となる。

Ｐｘ１＝ｖ１×Ｔｒｅｐｅａｔ１・・・（式２）
なお、以下の説明において、Ｘ方向における分解能を単に、分解能として記載する場合がある。

一方、一般的にラインセンサは、撮像周期Ｔｒｅｐｅａｔ１の間に１ライン（１領域）の画像データのデータ転送を行う。このデータ転送に要する時間は、ラインセンサの製品毎の固有の値である。そのため、一般的にラインセンサは、データ転送に要する最短時間よりも長い周期でしか連続した撮像は行えない。これがラインセンサの１ライン毎の最小（最短）の撮像周期で、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ（ｓ）とする。この撮像周期Ｔｒｅｐｅａｔ１は（式２−１）を成立するものとする。

Ｔｒｅｐｅａｔ１＝Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ・・・（式２−１）
ここで、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎでラインセンサに連続して撮像させた場合の動作について図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて説明する。

なお、図２（ａ）、図２（ｂ）と、図３（ａ）、図３（ｂ）と、図４（ａ）〜図４（ｃ）と、に示したラインセンサ２０１と撮像対象物２０２とは、図１のラインセンサＡ１０４と撮像対象物１０２とに対応し、以下の図２（ａ）〜図３（ｂ）の説明は、１つのラインセンサ２０１を用いる場合についての説明である。

図２（ａ）にラインセンサ２０１の紙面下方に位置する撮像対象物２０２を示し、この状態を初期状態とする。この撮像対象物２０２が図中の矢印Ａの方向に移動速度ｖ１で移動する。図２（ｂ）に、図２（ａ）の初期状態から、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎと同じ時間経過後（以下、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎと同じ時間を単に撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎと称す。）のラインセンサ２０１と撮像対象物２０２との関係を示す。この時、撮像対象物２０２は、初期状態からｖ１×Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎの距離を移動する。ラインセンサ２０１は、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎの間、移動する撮像対象物２０２の撮像を続ける。（式２）と（式２−１）により、ラインセンサ２０１は、撮像対象物２０２における長さＰｘ１の領域２０３の画像を取得する。ここで、領域２０３は移動速度ｖ１で、撮像周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎの間ラインセンサ２０１により撮像された領域である。この長さＰｘ１は、（式２）に示したように、ラインセンサ２０１のＸ方向の分解能となる。この場合、連続した画像を取得するために、ラインセンサ２０１の露光時間は撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎと一致させる必要がある。撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎと露光時間とを一致させることで、図２（ｂ）から更に時間が経過後に、ラインセンサ２０１は、領域２０３に隣接する領域を撮像する。

但し、図２（ａ）、図２（ｂ）において、ラインセンサ２０１の撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎで撮像を行っているため、ラインセンサ２０１はこれ以上短い撮像周期で画像を取得できない。撮像周期はＸ方向の分解能にも影響するため、撮像対象物２０２が移動速度ｖ１よりも高速で移動すると、分解能がＰｘ１よりも大きく（荒く）なってしまう。

しかし、更なる高速化が求められている場合などにおいて、撮像対象物２０２の移動速度をｖ１より高速に、例えば２倍にしなければならない場合がある。この時の移動速度を、下記（式２−２）を満たすｖ２とし、その場合のラインセンサ２０１と撮像対象物２０２の関係を図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。

２×ｖ１＝ｖ２・・・（式２−２）
図３（ａ）は、図２（ａ）と同様に、ラインセンサ２０１の紙面下方に位置する撮像対象物２０２を示し、この状態を初期状態とする。この撮像対象物２０２が図中の矢印Ａの方向に移動速度ｖ２で移動する。図３（ｂ）に、初期状態から、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過後のラインセンサ２０１と撮像対象物２０２との関係を示す。撮像対象物２０２は、初期状態からｖ２×Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎの距離だけ移動する。（式２）、（式２−１）、（式２−２）から、ラインセンサ２０１は、撮像対象物２０２における長さ２×Ｐｘ１の領域２０４の画像を取得することになる。この領域２０４における分解能Ｐｘ２は、下記式（２−３）のように、分解能Ｐｘ１よりも低下する。

２×Ｐｘ１＝Ｐｘ２・・・（式２−３）
そこで、分解能の低下を防止する策として、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、まず第１に、撮像対象物２０２がＸ方向に所望の分解能であるＰｘ１を相対移動する間だけラインセンサ２０１に露光させるように露光時間を調節する。これにより、撮像により取得される画像データをＰｘ１の領域に限定することができる。こうすることで、移動速度ｖ２の場合でも、分解能Ｐｘ１の画像データを取得できる。しかし、露光時間を調節するだけでは、撮像対象物２０２の全体を撮像できない。この理由について説明する。

図４（ａ）は、図３（ａ）と同様に、ラインセンサ２０１の紙面下方に位置する撮像対象物２０２を示し、この状態を初期状態とする。この撮像対象物２０２が図中の矢印Ａの方向に移動速度ｖ２で移動する。図４（ｂ）に、図３（ａ）の初期状態から、露光時間Ｔｏｐｅｎ１（ｓ）経過後のラインセンサ２０１と撮像対象物２０２との関係を示す。撮像対象物２０２は、初期状態からｖ２×Ｔｏｐｅｎ１の距離だけ移動する。ラインセンサ２０１は、撮像対象物２０２におけるｖ２×Ｔｏｐｅｎ１の領域である撮像可能領域２０６を撮像する。なお、この露光時間Ｔｏｐｅｎ１を、下記（式３）を満たすように設定する。つまり、露光時間Ｔｏｐｅｎ１を移動速度ｖ２において分解能Ｐｘ１を確保できる時間とする。

Ｔｏｐｅｎ１＝Ｐｘ１／ｖ２・・・（式３）
（式３）から、ｖ２×Ｔｏｐｅｎ１の領域である撮像可能領域２０６の長さは、Ｐｘ１と等しくなる。すなわち、（式３）を満たす露光時間Ｔｏｐｅｎ１を採用することで、移動速度ｖ２の撮像対象物２０２をラインセンサ２０１で撮像しても分解能をＰｘ１とすることができる。このとき、露光時間Ｔｏｐｅｎ１は、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎの半分の時間となる。

しかし、露光時間Ｔｏｐｅｎ１は、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎよりも短い時間であるため、撮像対象物２０２がＰｘ２移動するうちのＰｘ１分しか撮像しないことになる。ラインセンサ２０１は、撮像した画像のデータを出力するのに撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ必要であるため、撮像を開始した時点から撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過しないと次の撮像を行えないからである。但し、初期状態は、移動する撮像対象物２０２をラインセンサ２０１で連続して撮像する際の両者の相対位置関係を例示したもので、必ずしも初期状態から撮像が開始されるものではない。つまり、ラインセンサ２０１には、初期状態であっても、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過しないと次の撮像を行えないことに変わりない。このため、図４（ｃ）に示すように、ラインセンサ２０１の下部を通過した領域２０５は、分解能Ｐｘ１に相当する領域毎に撮像可能領域２０６と撮像不能領域２０７とが交互に繰り返されることになる。これでは、撮像対象物２０２の全体を撮像できない。

そこで、本発明の撮像方法においては、図５（ａ）〜図５（ｃ）のように、ラインセンサ２２０を新たに設けて、ラインセンサ２０１による撮像不能領域２０７を、新たに設けたラインセンサ２２０にて撮像する。

本発明の撮像方法について説明する。これまでの説明と同様に、図５（ａ）を初期状態とする。この撮像対象物２０２が図中の矢印Ａの方向に移動速度ｖ２で移動する。図５（ｂ）に、初期状態から、露光時間Ｔｏｐｅｎ１（ｓ）経過後のラインセンサ２０１とラインセンサ２２０と撮像対象物２０２との関係を示す。図５（ｂ）のように、撮像対象物２０２は、初期状態からｖ２×Ｔｏｐｅｎ１の距離だけ移動する。このとき、ラインセンサ２０１は、所望の分解能Ｐｘ１を得るために撮像対象物２０２におけるｖ２×Ｔｏｐｅｎ１の領域である撮像可能領域２０６を撮像する。この場合、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎの関係上、撮像可能領域２０６に隣接する撮像不能領域２０７はラインセンサ２０１では撮影できない。そこで、ラインセンサ２２０で、撮像対象物２０２におけるｖ２×Ｔｏｐｅｎ１の撮像領域２３０を撮像する。ここで、撮像領域２３０は撮像不能領域２０７と一致させる。すなわち、図５（ａ）〜（ｂ）にて、撮像対象物２０２において、ラインセンサ２０１は分解能Ｐｘ１を確保できるように撮像可能領域２０６を露光時間Ｔｏｐｅｎ１（ｓ）で撮像し、撮像可能領域２０６と隣接する撮像領域２３０を、図５（ｂ）〜（ｃ）にてラインセンサ２２０が分解能Ｐｘ１を確保できるように露光時間Ｔｏｐｅｎ１（ｓ）で撮像する。

本来、ラインセンサ２０１、２２０は、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過するまでは次の撮像を行えないため、ラインセンサ２０１、２２０でそれぞれ撮像する画像のデータは、間隔のあいたデータとなる。そこで、ラインセンサ２０１、２２０で撮像する領域を交互に設定することで、撮像された画像のデータを交互に組み合わせて撮像対象物２０２の全体にわたって隙間のない画像データを得ることができる。

こうして、図５（ｃ）のように、ラインセンサ２０１の撮像領域を通過した領域２０５における領域全ての画像データを取得できる。このとき、初期状態から撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過しているため、ラインセンサ２０１は再び撮像対象物２０２の撮像を開始する。その後、ラインセンサ２２０での撮像を行い、撮像対象物２０２の全体を撮像するまで、両者による撮像を繰り返す。

なお、図５（ａ）〜（ｃ）に示したラインセンサ２０１と、ラインセンサ２２０とは、それぞれ図１のラインセンサＡ１０４、ラインセンサＢ１０５に対応する。ラインセンサＡ１０４、ラインセンサＢ１０５からの画像データは、画像データＡ、画像データＢとして画像データ統合回路１０９において交互に組み合わせられることで撮像対象物１０２全体の画像データに合成される。なお、画像データは撮像終了後に一括して画像データ統合回路１０９で統合してもよく、１ライン毎にその都度統合する方法でも良い。

なお、あらかじめ各ラインセンサの性能に応じて、撮像対象物を複数の領域に仮想的に分割しておく。この領域は、分解能と相対移動速度に応じて決定され、図５（ｃ）における撮像可能領域２０６と撮像領域２３０に対応する。分割された領域の内、隣り合う領域は異なるラインセンサで撮影する。これにより、分割された複数の領域を全て撮像できる。そして、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ経過後、再び各ラインセンサで撮影を行う。

なお、移動速度が更に上がった場合、上記のような２つのラインセンサでは、分解能が低下する場合がある。その場合、ラインセンサの数を増やして、撮像を実施する必要がある。

例えば、図５（ｃ）の撮像不能領域２０７のＸ方向の長さが、分解能Ｐｘ１に相当する長さよりも長い場合、別のラインセンサを更に設け、撮像不能領域２０７を複数のラインセンサで撮像しても良い。

この場合、以下の（式４）を満たすようにする。
ｎ・Ｐｘ≧ｖｎ×Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ＞Ｐｘ・・・（式４）
（式４）において、ｎはラインセンサの数、ＰｘはＸ方向の所望の分解能、ｖｎは移動速度、Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎは撮像最小周期である。この（式４）を満たすようにラインセンサを設定すると、移動速度が高速化しても、所望の分解能の画像を取得できる。

なお、複数のラインセンサによってそれぞれ撮像される撮像領域は、互いに重なる部分を有していても良い。この場合、重複して撮影された領域を考慮して各ラインセンサからの画像データを合成すれば良い。

ここで、本実施の形態に係る撮像方法についてまとめたものを、図１と図６とを用いて、ラインセンサＡ１０４とラインセンサＢ１０５が順番に撮影を行う場合を例に説明する。

図６は本発明の撮像方法を示すフローチャートである。
ここでは、ラインセンサＡ１０４とラインセンサＢ１０５との性能は同じとし、共に撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎとする。また、露光時間Ｔｏｐｅｎ１で撮像を行うと、所望の分解能Ｐｘ１で画像データを取得できるものとする。また、露光時間Ｔｏｐｅｎ１の２倍の時間が撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎと相当するものとする。

まず、図６のステップＳ１にて、露光時間Ｔｏｐｅｎ１の間図１のラインセンサＡ１０４を露光させて、この露光時間Ｔｏｐｅｎ１の間にラインセンサＡ１０４の撮像領域を通過する撮像対象物１０２の撮像部分Ａ１１３を撮像する。ステップＳ１を第１撮像工程とする。このステップＳ１にて撮像された画像のデータは、ラインセンサＡ１０４から画像データ統合回路１０９に出力される。

次に、図６のステップＳ２にて、露光時間Ｔｏｐｅｎ１の間ラインセンサＢ１０５に露光させて、この露光時間Ｔｏｐｅｎ１の間にラインセンサＢ１０５の撮像領域を通過する撮像対象物１０２の撮像部分Ｂ１１４を撮像する。ステップＳ２を第２撮像工程とする。ここで撮像される撮像部分Ｂ１１４は、ステップＳ１の露光時間Ｔｏｐｅｎ１経過時点から、次のステップＳ３にてラインセンサＢ１０５が撮像を開始する時点までの間にラインセンサＡ１０４の撮像領域を通過する領域であり、ステップＳ１における撮像部分Ａ１１３と隣り合う領域である。このステップＳ２にて撮像された画像のデータは、ラインセンサＢ１０５から画像データ統合回路１０９に出力される。

そして、図６のステップＳ３にて、ステップＳ１を開始した時点から撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎが経過した後にラインセンサＡ１０４を露光時間Ｔｏｐｅｎ１露光させて、この露光時間Ｔｏｐｅｎ１の間にラインセンサＡ１０４の撮像領域を通過する撮像部分Ａ１１５を撮像する。この撮像部分Ａ１１５は、撮像部分Ｂ１１４に隣接する領域である。ラインセンサＡ１０４による撮像が終了すると、続いてラインセンサＢ１０５にて撮像部分Ａ１１５に隣接する領域を撮像する。その後、撮像対象物１０２の全体を撮像するまで、ラインセンサＡ１０４、ラインセンサＢ１０５による撮像、すなわち、ステップＳ１とステップＳ２とを交互に繰り返す。ステップＳ３を繰返し撮像工程とする。

さらに、図６のステップＳ４にて、上記の各工程それぞれで撮像した画像のデータを図１の画像データ統合回路１０９で結合して撮像対象物１０２の全体像を示す連続的な画像データとして取得する。ステップＳ４を画像取得工程とする。

以上により、本実施の形態に係る撮像方法を実施することで、高い分解能の画像データを取得できる。なお、撮像部分Ａ１１３〜Ａ１１５等の各撮像部分は予め規定したうえで、図１の撮像制御装置１１２に記憶させておく。予め記憶した撮像部分の情報に基づいて、ラインセンサＡ１０４とラインセンサＢ１０５とにそれぞれ撮像させる。この場合、図６のステップＳ１とステップＳ２とを同時に実施しても良い。また、３つ以上の複数のラインセンサを用いても良い。

すなわち、本実施の形態に係る撮像方法は、撮像した画像のデータの出力を完了するまでに第１出力時間（例えば、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ）を要するラインセンサＡ１０４（第１ラインセンサ）と、ラインセンサＢ１０５（第２ラインセンサ）とを用いて、一定の方向（例えばＸ方向）に相対移動する撮像対象物１０２を撮像する撮像方法に関するものである。

この場合、所望の分解能（例えばＰｘ１）を得るために、第１出力時間よりも短い時間（例えば露光時間Ｔｒｅｐｅａｔ１）露光してラインセンサＡ１０４で撮像対象物１０２の撮像部分Ａ１１３（第１領域）を撮像する工程が、本実施の形態に係る撮像方法に含まれる。

更に、ラインセンサＡ１０４で撮像を開始した時点からラインセンサＡ１０４で再度撮像を行うまでの期間（例えば、撮像最小周期Ｔｒｅｐｅａｔ＿Ｍｉｎ）に、ラインセンサＡ１０４の撮像領域を通過する撮像対象物１０２の領域であって第１領域と異なる領域である撮像部分Ｂ１１４（第２領域）を、ラインセンサＢ１０５で撮像する工程が、本実施の形態に係る撮像方法に備わる。

そして、各ラインセンサでそれぞれ撮像した画像データを結合する工程が、本実施の形態に係る撮像方法に含まれる。
なお、ラインセンサＡ１０４で再度撮像を行うまでの期間に、例えば、撮像部分Ａ１１５が、ラインセンサＡ１０４の撮像領域を通過するような場合は、更に別のラインセンサを設けて、この撮像部分Ａ１１５を撮像させる。

なお、各ラインセンサによって撮像される画像データは、分解能が等しくなるように設定される。分解能を等しくするためには、各ラインセンサの撮像時間を等しくすれば良い。すなわち、各ラインセンサの露光時間を一致させる。また、（式４）の関係を満たすような数のラインセンサを用いる。なお、分解能が等しいとは、撮像部分Ａ１１３と撮像部分Ｂ１１４との大きさが等しい状態をいう。

以上のように、一方向に相対移動する撮像対象物１０２に対して、複数のラインセンサを用い、撮像対象物１０２の撮像領域を予め仮想的に分割し、各ラインセンサが分担して撮像した後、画像を合成して撮像対象物１０２の全体の撮像を行うことにより、各ラインセンサが分解能を最大限に発揮しながら互いの撮像領域を補うため、撮像対象物１０２の移動速度が速くなっても、高い分解能の画像データを取得できる。

本発明は、プラズマ表示装置や液晶表示装置等の薄膜形成工程等において、形成した対象物の欠陥等を検査するために用いられる画像を撮像するのに有用である。

１０１ 移動ステージ
１０２ 撮像対象物
１０３ 撮像カメラ
１０４ ラインセンサＡ
１０５ ラインセンサＢ
１０６ 照明装置
１０７ 光学系
１０８ ラインセンサ駆動回路
１０９ 画像データ統合回路
１１０ センサ
１１１ エンコーダ
１１２ 撮像制御装置
１１３、１１５ 撮像部分Ａ
１１４ 撮像部分Ｂ

Claims (2)

1. 撮像開始から撮像した画像のデータの出力が完了するまでに第１出力時間を要する第１ラインセンサ及び第２ラインセンサを用いて一定の方向に相対移動する撮像対象物を撮像する撮像方法であって、
   前記第１ラインセンサで前記撮像対象物の第１領域を撮像した後に、
   前記第１ラインセンサの撮像開始から前記第１出力時間が経過するまでに、前記第２ラインセンサで前記第１領域に隣接する第２領域の撮像を開始し、
   前記第１ラインセンサと前記第２ラインセンサとでそれぞれ撮像された画像のデータを結合する、撮像方法。
2. 前記第１領域と前記第２領域の大きさが等しく、交互に連続して配置された、請求項１に記載の撮像方法。

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