JP2015200632A - 検査システムおよび検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態の検査システムは、光の強度の周期的な時間変化および空間変化を与える面的な照明部と、時間相関カメラまたはそれと等価な動作をする撮像システムによって時間相関画像を生成する時間相関画像生成部と、時間相関画像より、検査対象面の法線ベクトルの分布と対応した特徴であって、周囲との違いおよび参照表面との違いのうち少なくとも一方によって異常を検出する特徴を算出する、演算処理部と、を備えた。
【選択図】図1
Description
本実施形態の検査システムについて説明する。第1の実施形態の検査システムは、被検査体を検査するために様々な構成を備えている。図1は、本実施形態の検査システムの構成例を示した図である。図1に示されるように、本実施形態の検査システムは、PC100と、時間相関カメラ110と、照明装置120と、スクリーン130と、アーム140と、を備えている。
=A+A/2{ej(ωt+kx)+e-j(ωt+kx)}……(5)
本実施形態では、周囲との違いに基づいて、異常に関連する特徴を検出する例について説明したが、周囲との違いに基づいて当該特徴を検出することに制限するものではなく、参照形状のデータ(参照データ、例えば、時間相関データや、振幅画像データ、位相画像データ等)との差異に基づいて当該特徴を検出してもよい。この場合、参照データの場合とで、空間位相変調照明(縞パターン)の位置合わせおよび同期が必要となる。
第1の実施形態では、x方向に縞パターンを動かして、被検査体の異常(欠陥)を検出する例について説明した。しかしながら、x方向に垂直なy方向で急峻に法線の分布が変化する異常(欠陥)が被検査体に生じている場合、x方向に縞パターンを動かすよりも、y方向に縞パターンを動かす方が欠陥の検出が容易になる場合がある。そこで、変形例では、x方向に移動する縞パターンと、y方向に移動する縞パターンとを、交互に切り替える例について説明する。
また、上述した変形例2は、x方向の異常検出と、y方向の異常検出と、を行う際に、縞パターンを切り替える手法に制限するものでない。そこで、変形例3では、照明制御部102が照明装置120に出力する縞パターンをx方向及びy方向同時に動かす例について説明する。
第1の実施形態では、照明装置120が、x方向に縞の幅が一種類の縞パターンを表示する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態はx方向の縞の幅を一種類に制限するものではなく、x方向の縞の幅を複数種類にしてもよい。そこで、本実施形態では、x方向の縞の幅を複数種類とする例について説明する。
f(x)=f0+1/2fxxx2…(10)
tanα=fxxx…(11)
x’=x−Htan(θ0+2α)…(13)
ここで、変数wは以下の式(15)とする。
w=1−2H(1+γ2)fxx …(15)
そして、図24に示されるように、式(16)において、α=α0を満たす変数wを得ることができる。二つの変数wのうち一方を選択できる条件下であれば、選択された変数wに基づいて、式(15)から、fxxを導出できる。これにより、例えば、被検査体150で生じた欠陥(異常)が、突形状であるか否かを判定することができる。このように、本実施形態では、複数種類の縞幅による縞パターンを用いることで、被検査体の検査精度を向上させることができる。
p・w/λ>1 … (18)
を満たすよう、縞幅(すなわち空間位相変調照明の位相変化方向の周期長)を設定すればよい。また、図23から、実際には、変数wがさらにその半分程度でもg/pの差異による検出性は確保できると考えられるので、次の式(19)
p・w/λ>0.5 … (19)
を満たすよう、縞幅(すなわち空間位相変調照明の位相変化方向の周期長)を設定すればよい。
第1〜第2の実施形態では、明暗が等間隔の縞パターンを、被検査体に照射する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は等間隔の縞パターンを照射することに制限するものではない。そこで、第3の実施形態では、被検査体の形状に合わせて、縞パターンの間隔を変更する例について説明する。
上述した実施形態及び変形例では、照明装置120が直線状の縞パターンを表示する例について説明した。しかしながら、照明装置120が直線状の縞パターンを表示する場合に制限するものではなく、他の態様の縞パターンを表示してもよい。そこで、第4の実施形態では、上述した実施形態と異なる縞パターンを表示する例について説明する。
上述した第1の実施形態では、複素時間相関画像の位相の分布の勾配に関する特徴を算出する手法の例として、複素時間相関画像から得られる位相画像データに基づいて位相の平均差分をとる手法(図12参照)を説明した。しかしながら、位相の平均差分をとる手法以外の他の手法で、位相の分布の勾配に関する特徴を算出してもよい。そこで、第5の実施形態では、異常検出処理部105a(図1参照)が、位相限定ラプラシアンを用いて位相の分布の勾配に関する特徴を算出する例について説明する。
Claims (10)
- 光の強度の周期的な時間変化および空間変化を与える面的な照明部と、
時間相関カメラまたはそれと等価な動作をする撮像システムによって時間相関画像を生成する時間相関画像生成部と、
前記時間相関画像より、検査対象面の法線ベクトルの分布と対応した特徴であって、周囲との違いおよび参照表面との違いのうち少なくとも一方によって異常を検出する特徴を算出する、演算処理部と、
を備えた検査システム。 - 前記時間相関画像生成部は、複素時間相関画像を生成し、
前記特徴は、前記複素時間相関画像の位相の分布に対応する、請求項1に記載の検査システム。 - 前記特徴は、前記位相の分布の勾配である、請求項2に記載の検査システム。
- 前記特徴は、前記複素時間相関画像に位相限定ラプラシアンを用いた処理を施すことによって得られた前記位相の分布の勾配の変化である、請求項3に記載の検査システム。
- 前記特徴は、検査対象面の法線ベクトル分布の勾配に対応する請求項2に記載の検査システム。
- 前記時間相関画像生成部は、複素時間相関画像を生成し、
前記特徴は、前記複素時間相関画像の振幅の分布に対応する、請求項1〜5のうちいずれか一つに記載の検査システム。 - 時間相関カメラまたはそれと等価な動作をする撮像システムによって強度画像が得られ、
前記特徴は、前記振幅と前記強度との比の分布である、請求項6に記載の検査システム。 - 振幅および位相を含む複素数で表現される画素値を有する複素画像の異常を検出するための特徴として、前記複素画像に位相限定ラプラシアンを用いた処理を施すことによって得られた前記複素画像の位相の分布の勾配の変化を算出する演算処理部、
を備えた検査システム。 - 光の強度の周期的な時間変化および空間変化を与える面的な照明で照らされた被検査体について、時間相関カメラまたはそれと等価な動作をする撮像システムによって時間相関画像を生成し、
前記時間相関画像より、検査対象面の法線ベクトルの分布と対応した特徴であって、周囲との違いおよび参照表面との違いのうち少なくとも一方によって異常を検出する特徴を算出する、
検査方法。 - 振幅および位相を含む複素数で表現される画素値を有する複素画像の異常を検出するための特徴として、前記複素画像に位相限定ラプラシアンを用いた処理を施すことによって得られた前記複素画像の位相の分布の勾配の変化を算出する、
検査方法。
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