JP2020134491A - Inspection unit, program and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物の表面に形成された傷や凹み等の欠陥を検出するための検査ユニットに関する。 The present invention relates to an inspection unit for detecting defects such as scratches and dents formed on the surface of an object.
例えば、特許文献1には、このタイプの検査ユニットが開示されている。
For example,
図19を参照すると、特許文献1の第2の実施の形態に開示された欠点検査装置(検査ユニット)90は、光源(投影装置)92と、撮像素子(撮影装置)94と、演算装置(処理装置)96とを備えている。投影装置92は、所定の速度で移動している被検物(対象物)98の表面に、明部と暗部とからなるパターン922を投影する。撮影装置94は、対象物98の表面に投影されたパターン922を、所定の時間間隔で複数枚撮影し、撮影した画像を処理装置96に送信する。処理装置96は、受信した複数枚の画像から、対象物98の表面の各点における最大輝度と最小輝度との差(コントラスト)を求め、これにより差分画像を作成する。処理装置96は、作成した差分画像に基づいて、対象物98の表面に形成された傷や凹み等の欠陥を検出する。特許文献1によれば、差分画像によって欠陥を明瞭に識別できる。
With reference to FIG. 19, the defect inspection device (inspection unit) 90 disclosed in the second embodiment of
特許文献1の検査ユニットによれば、従来は検査に熟練した者の目視に頼っていた検査工程を機械化できる。但し、特許文献1のように投影装置及び撮影装置を使用して検査する場合、対象物に投影されるパターンの明るさ、撮影における露光時間及び感度等の様々な検査パラメータを設定する必要がある。一般的に、このような検査パラメータを設定するためには、検査に熟練する必要がある。即ち、特許文献1の検査ユニットを使用しても、検査に熟練していない者が欠陥を精度よく検出するのは難しい。
According to the inspection unit of
そこで、本発明は、検査に熟練した者でなくても欠陥を精度よく検出可能な検査ユニットを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an inspection unit capable of accurately detecting defects even if the person is not skilled in inspection.
本発明の研究者は、研究を進める過程で、対象物に投影するパターンにおける明部の幅(明部幅LW)及び暗部の幅(暗部幅BW)の間の比率(明暗比率)が、欠陥の検出精度に大きな影響を与えることを見出した。例えば、対象物の表面色が黒色である場合に所定の明暗比率によって欠陥を十分に検出できても、対象物の表面色が白色である場合に同じ明暗比率によっては欠陥を十分に検出できなかった。 In the process of advancing research, the researcher of the present invention has a defect in the ratio (brightness ratio) between the width of the bright part (bright part width LW) and the width of the dark part (dark part width BW) in the pattern projected on the object. It was found that it has a great influence on the detection accuracy of. For example, when the surface color of an object is black, defects can be sufficiently detected by a predetermined light-dark ratio, but when the surface color of the object is white, defects cannot be sufficiently detected by the same light-dark ratio. It was.
本発明の研究者は、更に研究を進めた結果、一定の明部幅を使用しつつ、対象物の表面状態に応じて暗部幅を調整することで欠陥を精度よく検出可能な(適切な)明暗比率が得られることを見出した。更に、対象物の表面の所定位置(例えば、対象物の表面の1点)に対して暗部及び明部を投影して撮影することで、所定位置の撮影結果に基づいて適切な暗部幅が得られることを見出した。本発明は、この新たな知見に基づき、以下の検査ユニット、プログラム及び記憶媒体を提供する。 As a result of further research, the researcher of the present invention can accurately detect defects by adjusting the dark area width according to the surface condition of the object while using a constant bright area width (appropriate). We found that a light-dark ratio can be obtained. Further, by projecting a dark part and a bright part onto a predetermined position on the surface of the object (for example, one point on the surface of the object) and taking a picture, an appropriate dark part width can be obtained based on the shooting result of the predetermined position. I found that it was possible. Based on this new finding, the present invention provides the following inspection units, programs and storage media.
本発明は、第1の検査ユニットとして、
対象表面の欠陥を検出するための検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、投影装置と、撮影装置とを備えており、
前記投影装置は、投影画像を、シフト方向に沿ってシフトするようにして前記対象表面に投影可能であり、
前記撮影装置は、前記対象表面を撮影可能であり、
前記投影画像は、1以上の明部と、前記明部よりも低い輝度を有する1以上の暗部とを含んでおり、
前記投影画像を前記シフト方向に沿って1回以上シフトするようにして前記対象表面に投影することにより、前記対象表面における全ての位置に前記明部及び前記暗部を投影可能であり、
前記検査ユニットは、検査処理と、検査準備処理とを実行可能であり、
前記検査ユニットは、前記検査処理において、前記投影装置によって、前記投影画像を前記シフト方向に沿って1回以上シフトするようにして前記対象表面に投影し、前記撮影装置によって、前記対象表面を撮影し、これにより前記欠陥を検出し、
前記検査ユニットは、前記検査準備処理において、前記投影装置によって、前記対象表面における少なくとも1つの所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を1回以上投影し、前記撮影装置によって、2以上の画像を撮影する
検査ユニットを提供する。
The present invention, as the first inspection unit,
An inspection unit for detecting defects on the target surface.
The inspection unit includes a projection device and an imaging device.
The projection device can project the projected image onto the target surface so as to shift along the shift direction.
The photographing device can photograph the target surface, and can photograph the target surface.
The projected image includes one or more bright areas and one or more dark areas having a lower brightness than the bright areas.
By projecting the projected image onto the target surface so as to shift one or more times along the shift direction, the bright portion and the dark portion can be projected at all positions on the target surface.
The inspection unit is capable of performing inspection processing and inspection preparation processing.
In the inspection process, the inspection unit projects the projected image onto the target surface so as to shift the projected image one or more times along the shift direction by the projection device, and photographs the target surface by the imaging device. And thereby detect the defect
In the inspection preparation process, the inspection unit projects the bright part and the dark part one or more times on at least one predetermined position on the target surface by the projection device, and the inspection unit 2 An inspection unit for capturing the above images is provided.
また、本発明は、第2の検査ユニットとして、第1の検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、処理装置を備えており、
前記処理装置は、前記投影装置及び前記撮影装置の夫々と通信可能に接続されており、
前記検査準備処理は、投影準備処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅を変更しつつ、1回以上の暗部幅調整処理を行い、
前記処理装置は、前記暗部幅調整処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を1回以上投影し、前記撮影装置が撮影した2以上の前記画像によって、前記所定位置における輝度の最大値と輝度の最小値との差であるコントラストを取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅調整処理によって取得した1以上の前記コントラストに基づいて、前記検査処理における前記暗部幅を取得する
検査ユニットを提供する。
Further, the present invention is a first inspection unit as a second inspection unit.
The inspection unit is provided with a processing device.
The processing device is communicatively connected to each of the projection device and the photographing device.
The inspection preparation process includes a projection preparation process.
In the projection preparation process, the processing device performs one or more dark portion width adjustment processes while changing the dark portion width.
In each of the dark portion width adjusting processes, the processing device projects the bright portion and the dark portion one or more times with respect to the predetermined position by the projection device, and two or more images taken by the photographing apparatus. From the image, the contrast which is the difference between the maximum value of the brightness and the minimum value of the brightness at the predetermined position is acquired.
The processing device provides an inspection unit that acquires the dark portion width in the inspection process based on one or more of the contrasts acquired by the dark portion width adjusting process in the projection preparation process.
また、本発明は、第3の検査ユニットとして、第2の検査ユニットであって、
前記検査準備処理は、前記投影準備処理に加えて、撮影準備第1処理及び撮影準備第2処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理の前に、前記撮影準備第1処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第1処理において、前記撮影装置における明るさを規定する撮影パラメータを変更しつつ、1回以上の撮影パラメータ調整第1処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第1処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を1回以上投影し、前記撮影装置が撮影した1以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第1処理において、前記撮影パラメータ調整第1処理によって取得した1以上の前記最大輝度に基づいて、前記撮影パラメータの仮設定値を取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記撮影装置によって、前記撮影パラメータの前記仮設定値を使用して撮影し、
前記処理装置は、前記投影準備処理の後に、前記撮影準備第2処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第2処理において、前記撮影パラメータを変更しつつ、1回以上の撮影パラメータ調整第2処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第2処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を1回以上投影し、前記撮影装置が撮影した1以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第2処理において、前記撮影パラメータ調整第2処理によって取得した1以上の前記最大輝度に基づいて、前記検査処理における前記撮影パラメータの設定値を取得する
検査ユニットを提供する。
Further, the present invention is a second inspection unit as a third inspection unit.
In addition to the projection preparation process, the inspection preparation process includes an imaging preparation first process and an imaging preparation second process.
Before the projection preparation process, the processing device performs the shooting preparation first process,
In the first process of preparing for shooting, the processing device performs the first process of adjusting shooting parameters one or more times while changing the shooting parameters that define the brightness of the shooting device.
In each of the first processings for adjusting the imaging parameters, the processing apparatus projects the bright portion at least once with respect to the predetermined position by the projection apparatus, and the imaging apparatus captures one or more images. , Acquires the maximum brightness which is the maximum value of the brightness at the predetermined position.
In the first process of preparing for shooting, the processing device acquires a provisionally set value of the shooting parameter based on one or more of the maximum luminances acquired by the first process of adjusting the shooting parameter.
In the projection preparation process, the processing device takes a picture by the taking picture device using the provisional set value of the picture taking parameter.
After the projection preparation process, the processing device performs the shooting preparation second process.
In the shooting preparation second processing, the processing device performs one or more shooting parameter adjustment second processing while changing the shooting parameters.
In each of the second processings for adjusting the imaging parameters, the processing apparatus projects the bright portion at least once with respect to the predetermined position by the projection apparatus, and the imaging apparatus captures one or more images. , Acquires the maximum brightness which is the maximum value of the brightness at the predetermined position.
The processing device provides an inspection unit that acquires a set value of the imaging parameter in the inspection process based on one or more of the maximum luminances acquired by the imaging parameter adjustment second process in the imaging preparation second process. To do.
また、本発明は、第4の検査ユニットとして、第3の検査ユニットであって、
前記撮影パラメータは、前記撮影装置の露光時間及び感度である
検査ユニットを提供する。
Further, the present invention is a third inspection unit as a fourth inspection unit.
The imaging parameters provide an inspection unit that is the exposure time and sensitivity of the imaging apparatus.
また、本発明は、第1のプログラムとして、
コンピュータを、第2から第4までのいずれかの検査ユニットにおける処理装置として機能させるためのプログラムを提供する。
Further, the present invention, as a first program,
Provided is a program for operating a computer as a processing device in any of the second to fourth inspection units.
また、本発明は、第1の記憶媒体として、
第1のプログラムを記憶した記憶媒体を提供する。
Further, the present invention comprises the first storage medium.
A storage medium for storing the first program is provided.
本発明による検査ユニットは、欠陥を検出するための検査処理に加えて、検査準備処理を実行できる。検査ユニットは、この検査準備処理において、対象表面における少なくとも1つの所定位置に対して、明部及び暗部の夫々を1回以上投影して2以上の画像を撮影する。この結果、所定位置について、明部を投影した際の画像(明るい画像)と、暗部を投影した際の画像(暗い画像)とが得られる。検査ユニットは、所定位置における明るい画像と暗い画像とに基づいて、検査処理における適切な暗部幅(検査暗部幅)を準備できる。例えば、検査ユニットは、明るい画像の輝度と暗い画像の輝度との差であるコントラストに基づいて、検査暗部幅を準備できる。即ち、本発明によれば、検査に熟練した者でなくても欠陥を精度よく検出可能な検査ユニットを提供できる。 The inspection unit according to the present invention can perform inspection preparation processing in addition to inspection processing for detecting defects. In this inspection preparation process, the inspection unit projects two or more images by projecting each of the bright part and the dark part one or more times with respect to at least one predetermined position on the target surface. As a result, an image when the bright part is projected (bright image) and an image when the dark part is projected (dark image) are obtained at a predetermined position. The inspection unit can prepare an appropriate dark portion width (inspection dark portion width) in the inspection process based on the bright image and the dark image at a predetermined position. For example, the inspection unit can prepare the inspection dark area width based on the contrast, which is the difference between the brightness of the bright image and the brightness of the dark image. That is, according to the present invention, it is possible to provide an inspection unit capable of accurately detecting defects even if the person is not skilled in inspection.
図1を参照すると、本発明の実施の形態による検査ユニット10は、対象物80の対象表面80Sの欠陥を検出するための表面欠陥検査ユニットである。検査ユニット10は、所定の模様を有する画像である投影画像60を対象表面80Sに投影し、対象表面80Sに投影された画像を撮影することによって、対象表面80Sに形成された傷や凹み等の欠陥を検出する。
Referring to FIG. 1, the
上述の欠陥検出方法から理解されるように、対象表面80Sは、投影された投影画像60を正反射できる高い光反射率を有していることが好ましい。より具体的には、対象表面80Sは、光沢や艶がある滑らかな面であることが好ましい。好ましい対象表面80Sは、例えば、鏡面や、物品の塗装された表面や、物品のメッキされた表面や、ガラスの表面や、フィルムの面である。検査ユニット10は、このような対象表面80Sに形成された、直径0.1mm程度かつ深さ0.0005mm程度の欠陥を検出できる。但し、本発明は、これに限られず、対象表面80Sの光沢や艶や滑らかさは、欠陥の検出にあたって要求される検出精度に応じていればよい。また、対象物80の素材、サイズ及び形状は、特に限定されない。例えば、対象物80は、不透明な物品であってもよいし、物品内部が透けて見える透明ガラスであってもよい。
As can be understood from the defect detection method described above, the
本実施の形態における対象物80は、例えば車のドアミラーの樹脂部であり、一般的な机サイズの検査台12の上に載せることができる程度に小さい。また、本実施の形態における検査ユニット10は、全体として検査台12の上に配置されている。但し、本発明は、これに限られず、検査ユニット10の配置や検査ユニット10全体のサイズは、対象物80に合わせて様々に変形可能である。例えば、対象物80は、車のボディのような比較的大きな物品であってもよい。この場合、検査ユニット10は、対象物80の周囲に設けられた壁状の検査設備に組み込まれていてもよい。また、対象表面80Sの複数の部位を同時に検査するために、複数の部位に夫々対応する複数の検査ユニット10が設けられていてもよい。
The
以下、まず、本実施の形態における検査ユニット10を構成する様々な装置について説明する。
Hereinafter, first, various devices constituting the
図1及び図2を参照すると、本実施の形態における検査ユニット10は、処理装置20と、制御装置30と、投影装置40と、撮影装置50とを備えている。投影装置40は、投影画像60を投影可能な電子機器であり、撮影装置50は、投影された投影画像60を撮影可能な電子機器である。処理装置20及び制御装置30は、投影装置40及び撮影装置50の夫々を制御可能な電子機器である。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
図3を参照すると、本実施の形態における投影画像60は、複数の明部62と、複数の暗部64とから構成されている。明部62及び暗部64は、横方向において交互に配置されている。明部62及び暗部64の夫々は、横方向におけるサイズを一定に保ちつつ、横方向と直交する縦方向に沿って直線状に延びている。本実施の形態において、明部62の横方向におけるサイズである明部幅LWは、全ての明部62において同じであり、暗部64の横方向におけるサイズである暗部幅BWは、全ての暗部64において同じである。即ち、投影画像60は、明部62及び暗部64を横方向において周期的に配置したパターン画像である。但し、後述するように、本発明における投影画像は、本実施の形態の投影画像60に限られず、様々に変形可能である。
Referring to FIG. 3, the projected
図1を図3と併せて参照すると、本実施の形態による投影装置40は、汎用的な照明装置であり、様々な色の光を発光可能な多数の発光素子(図示せず)を備えている。発光素子は、例えば、マイクロLED(light emitting diode)である。発光素子は、二次元的に配列されている。投影装置40は、発光素子の夫々が発光する光の輝度を変えることにより、投影画像60を発光して投影する。投影画像60の明部62は、高輝度の光を発光する発光素子によって形成される。一方、投影画像60の暗部64は、低輝度の光を発光する発光素子によって形成されるか、又は、発光していない発光素子によって形成される。即ち、投影画像60は、1以上の明部62と、明部62よりも低い輝度を有する1以上の暗部64とを含んでいる。
Referring to FIG. 1 together with FIG. 3, the
図3及び図4を参照すると、本実施の形態によれば、投影画像60の明部62は、白色であり、暗部64は、黒色である。但し、明部62の輝度が暗部64の輝度よりも高い限り、明部62及び暗部64の色や輝度は、特に限定されない。例えば、明部62の色は、明るいピンクであってもよく、暗部64の色は、暗い赤であってもよい。また、このような投影画像60を投影できる限り、投影装置40の機構は、本実施の形態に限定されない。
Referring to FIGS. 3 and 4, according to the present embodiment, the
図1及び図4を参照すると、投影装置40は、発光面の位置や向きを調整可能である。投影装置40は、対象表面80S全体に投影画像60を投影できるように配置されている。投影画像60は、対象表面80Sに対して斜め上から投影され、これにより、対象表面80S上及びその周辺に投影画像60Pが形成される。投影画像60Pにおける明部62及び暗部64の夫々の幅は、例えば数mm程度である。
With reference to FIGS. 1 and 4, the
図4を参照すると、投影画像60の投影方向は、対象物80が置かれた面に対して斜交している。この結果、投影画像60Pの横方向におけるサイズと縦方向におけるサイズとの比率(縦横比)は、投影画像60の縦横比と異なる。また、一般的に、対象表面80Sは、3次元的な形状を有しており、投影画像60Pは、投影画像60と比べて部分的に歪む。但し、本実施の形態において、検査ユニット10の機能を説明する際に、投影画像60と投影画像60Pとの間の差異を考慮する必要はない。換言すれば、本実施の形態における検査ユニット10の機能説明において、投影画像60Pは、投影画像60と一致していると考えてよい。従って、以下、投影画像60Pについては特に触れず、投影画像60を使用して説明する。
Referring to FIG. 4, the projection direction of the projected
図1及び図4を参照すると、投影装置40は、投影画像60を、シフト方向に沿ってシフトするようにして対象表面80Sに投影可能である。詳しくは、本実施の形態において、対象物80は、検査台12上に載せられており、投影装置40に対して静止している。本実施の形態の投影装置40は、発光素子(図示せず)が発光する光の輝度分布をシフト方向に沿ってシフトすることにより、投影画像60を、静止した対象表面80Sに対して相対的に、シフト方向に沿ってシフトするようにして投影できる。但し、本発明は、これに限られない。例えば、対象物80と投影装置40との間の位置関係が変わっても対象表面80S上の全ての位置に投影画像60を投影できるような場合、より具体的には、対象表面80Sが平面状に延びているような場合、対象物80は、投影装置40に対して相対的に、シフト方向に沿って一定速度で移動していてもよい。この場合、投影装置40は、対象表面80Sに対して同じ投影画像60を投影し続けることによって、投影画像60を、移動する対象表面80Sに対して相対的に、シフト方向に沿ってシフトするようにして投影できる。
With reference to FIGS. 1 and 4, the
図1及び図3を参照すると、本実施の形態において、シフト方向は、投影画像60の横方向と一致している。但し、本発明は、これに限られず、シフト方向は、投影画像60の横方向と交差していればよい。即ち、シフト方向は、横方向と斜交していてもよい。シフト方向が横方向と斜交している場合、投影画像60の明部幅LWは、明部62のシフト方向におけるサイズであり、投影画像60の暗部幅BWは、暗部64のシフト方向におけるサイズである。
Referring to FIGS. 1 and 3, in the present embodiment, the shift direction coincides with the lateral direction of the projected
図1及び図4を参照すると、本実施の形態の撮影装置50は、汎用的なCCD(charge-coupled device)カメラであり、レンズ及び二次元的に配列された多数の受光素子を備えている。即ち、撮影装置50が撮影する撮影画像70は、二次元的に配列された多数の画素(ピクセル)からなるデジタル画像である。本実施の形態による撮影画像70の画素は、0(黒色)から255(白色)までのグレースケール値を採る。換言すれば、撮影装置50は、256階調のグレースケール画像を撮影する。但し、本発明は、これに限られず、撮影装置50は、フルカラーの撮影画像70を撮影してもよい。但し、検査ユニット10は、後述するように、撮影画像70の輝度を参照して欠陥を検出する。従って、短時間で欠陥を検出するという観点から、輝度を簡単に参照可能なグレースケール画像が好ましい。
Referring to FIGS. 1 and 4, the photographing
本実施の形態の撮影装置50は、レンズの位置や向きを調整可能である。撮影装置50は、対象表面80Sがレンズの画角内に収まるように配置されている。換言すれば、本実施の形態における対象表面80Sは、対象物80の表面のうち撮影装置50の画角内に収まる範囲である。上述のように配置された撮影装置50は、投影画像60が投影された対象表面80Sを、撮影画像70として撮影可能である。撮影画像70において、投影画像60の輝度は、対応するグレースケール値に変換される。以下の説明において、撮影画像70の各画素における輝度とは、撮影画像70の各画素におけるグレースケール値を意味する。
The photographing
図4を参照すると、撮影装置50は、投影画像60の一部を、対象物80が置かれた面に対して斜交する方向に沿って撮影する。従って、一般的に、撮影装置50が撮影した撮影画像70の縦横比は、投影画像60の縦横比と異なり、且つ、撮影画像70は、投影画像60に対して部分的に歪む。即ち、撮影画像70は、投影画像60と完全には一致しない。但し、本実施の形態の検査ユニット10は、撮影画像70が投影画像60と一致していても、投影画像60と比べて異なっていても、欠陥を同様に検出可能である。
Referring to FIG. 4, the photographing
図1及び図2を参照すると、本実施の形態による処理装置20は、汎用的なPC(Personal Computer)であり、装置本体22と、記憶装置24と、入力装置26と、表示装置28とを備えている。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
装置本体22は、PCの本体であり、CPU(Central Processing Unit)及び主記憶装置を備えている(図示せず)。記憶装置24は、例えば磁気ディスク装置であり、プログラムの実行形式ファイルを含む様々なファイル(図示せず)を記憶できる。記憶装置24は、装置本体22からの指示に従ってファイルの取得、記憶等を行う。特に、装置本体22のCPUは、記憶装置24に記憶された実行形式ファイルを取得して主記憶装置にローディングし、実行形式ファイル内の命令語を実行することで様々な機能を実現する。入力装置26は、例えばキーボードやマウスであり、キーボードから入力された文字やマウスによって指示された位置や範囲を装置本体22に送信する。表示装置28は、例えば液晶ディスプレイであり、装置本体22から送信された文字や画像等を表示する。
The device
処理装置20は、投影装置40及び撮影装置50を制御するためのプログラム(後述)を備えており、投影装置40及び撮影装置50の夫々と通信可能に接続されている。制御装置30は、処理装置20による投影装置40及び撮影装置50の制御を補完するための専用機器であり、処理装置20は、制御装置30を介して投影装置40及び撮影装置50の夫々とケーブル接続されていると共に、撮影装置50と直接的にケーブル接続されている。但し、本発明は、これに限られない。例えば、制御装置30は、処理装置20に組み込まれた制御ボードであってもよい。この場合、処理装置20は、投影装置40及び撮影装置50の夫々と直接的にケーブル接続されていてもよく、無線接続されていてもよい。更に、投影装置40及び撮影装置50は、処理装置20に組み込まれていてもよい。この場合、処理装置20は、投影装置40及び撮影装置50の夫々と内部バスによって接続されていてもよい。
The
図2及び図4を参照すると、上述のように構成された検査ユニット10は、投影装置40によって対象表面80Sに投影画像60を投影する投影機能(図2の(1)〜(3)参照)と、撮影装置50によって対象表面80Sを撮影し、これにより撮影画像70を取得する撮影機能(図2の(1)、(4)〜(6)参照)とを有している。
Referring to FIGS. 2 and 4, the
詳しくは、本実施の形態の処理装置20は、制御装置30に投影及び撮影指示する(図2の(1)参照)。このとき、処理装置20は、制御装置30に検査パラメータを送信する。検査パラメータは、投影パラメータと撮影パラメータとを含んでいる。投影パラメータは、投影装置40が投影する投影画像60を作成するためのパラメータであり、例えば、明部幅LW(例えば、10ピクセル)、暗部幅BW(例えば、10ピクセル)及び左端の明部62(図3における明部62L)の横方向の開始位置(例えば、0ピクセル位置)である。撮影パラメータは、撮影画像70の明るさを規定するパラメータであり、例えば、撮影装置50の露光時間及び感度である。
Specifically, the
本実施の形態の投影機能によれば、制御装置30は、投影パラメータに基づいて投影画像60に対応するデジタル画像を作成する。次に、制御装置30は、投影装置40に投影指示する(図2の(2)参照)。このとき、制御装置30は、投影装置40に、作成したデジタル画像を送信する。投影装置40は、受信したデジタル画像に基づいて投影画像60を発光し、対象表面80Sに投影する(図2の(3)参照)。
According to the projection function of the present embodiment, the
本実施の形態の撮影機能によれば、制御装置30は、投影装置40にデジタル画像を送信した後、投影画像60が投影されるまでの所定時間が経過したとき、撮影装置50に撮影指示する(図2の(4)参照)。このとき、制御装置30は、撮影装置50に、処理装置20から受信した撮影パラメータを送信する。撮影装置50は、撮影指示を受信すると、撮影パラメータに従って対象表面80Sを撮影し、これにより撮影画像70を取得する(図2の(5)参照)。次に、撮影装置50は、撮影画像70を処理装置20に送信する(図2の(6)参照)。例えば、処理装置20は、受信した撮影画像70を表示装置28に表示する。
According to the photographing function of the present embodiment, the
本実施の形態の処理装置20は、投影画像60をシフト方向に沿ってシフトしつつ、上述の処理(図2の(1)〜(6)参照)を必要な回数だけ行い、これにより2以上の撮影画像70を取得する。詳しくは、処理装置20は、上述の処理(図2の(1)〜(6)参照)を行った後、投影パラメータを変更して、制御装置30に送信する(図2の(1)参照)。このときの投影パラメータは、例えば、明部62Lの開始位置を横方向(シフト方向)にシフトしたものである。この結果、撮影装置50は、シフト方向にシフトした撮影画像70を取得して処理装置20に送信する(図2の(6)参照)。
The
本実施の形態における検査ユニット10は、上述の機能を有している。但し、本発明は、これに限られない。例えば、制御装置30が投影画像60に対応するデジタル画像を作成できる限り、投影パラメータの内容は、特に限定されない。同様に、撮影パラメータの内容は、特に限定されない。また、投影パラメータ及び撮影パラメータを含む検査パラメータは、様々なタイミングで送信できる。例えば、処理装置20は、入力装置26から入力された操作者の指示に基づいて検査パラメータを送信してもよいし、予め定められた所定のタイミングで送信してもよい。また、検査パラメータの値は、送信のたびに操作者が入力装置26によって入力してもよいし、記憶装置24に予め記憶していてもよい。
The
上述のように、本実施の形態によれば、処理装置20は、制御装置30が作成するデジタル画像に基づく投影画像60を、投影装置40によって投影すると共に、制御装置30を介して、撮影装置50によって撮影画像70を撮影する。但し、以下、説明を簡易にするため、制御装置30及びデジタル画像については特に触れない。
As described above, according to the present embodiment, the
検査ユニット10は、検査処理と、検査準備処理とを実行可能である。詳しくは、処理装置20の記憶装置24には、検査処理を行うための検査処理プログラム202と、検査準備処理を行うための検査準備処理プログラム204とが記憶されている。処理装置20は、例えば入力装置26から入力された指示に応じて、検査処理プログラム202又は検査準備処理プログラム204を主記憶装置(図示せず)にローディングして、CPU(図示せず)によって検査処理又は検査準備処理を実行する。上述のように、検査ユニット10は、コンピュータを、検査ユニット10における処理装置20として機能させるためのプログラム(検査処理プログラム202及び検査準備処理プログラム204)を備えている。これらのプログラムは、例えば、プログラムを記憶したCD−ROM(compact disk read only memory)等の記憶媒体から、記憶装置24にインストールされている。
The
以下、検査処理について、処理装置20を処理の主体として説明する。但し、以下の説明は、検査ユニット10を処理の主体としても成立する。
Hereinafter, the inspection process will be described with the
図5及び図6を図2と併せて参照すると、処理装置20は、例えば、表示装置28に表示した「検査開始」のボタン(図示せず)が入力装置26によってクリックされると、検査処理を開始する。処理装置20は、検査処理を開始すると、まず、投影画像60を、投影装置40によって対象表面80Sに投影する(S0510)。次に、処理装置20は、撮影装置50によって対象表面80Sを撮影して撮影画像70を所得する(S0512)。この結果、例えば、第1撮影画像(撮影画像)702が取得される。
Referring to FIGS. 5 and 6 together with FIG. 2, the
次に、処理装置20は、対象表面80Sの全ての位置に明部62及び暗部64を投影済みか否か判定する(S0514)。例えば、処理装置20は、表示装置28に撮影画像70を表示し、入力装置26を使用して指定された範囲により、撮影画像70において対象表面80Sが占める領域を取得する。処理装置20は、取得した領域全体に明部62及び暗部64を投影済みか否か判定する。処理装置20は、対象表面80Sに明部62又は暗部64を未投影の位置がある場合(S0514でNOの場合)、投影画像60を、シフト方向にシフトする。例えば、処理装置20は、投影画像60を、明部幅LW及び暗部幅BW以下のピクセル数だけシフト方向にシフトして、投影装置40によって対象表面80Sに再び投影する(S0510)。
Next, the
処理装置20は、対象表面80Sの全ての位置に明部62及び暗部64を投影済みである場合(S0514でYESの場合)、取得した複数の撮影画像70からMAX画像70X及びMIN画像70Nを作成する(S0520)。例えば、図6に示した撮影画像70は、第1撮影画像702に加えて、第2撮影画像(撮影画像)704及び第3撮影画像(撮影画像)706を含んでいる。この場合、撮影画像702,704,706の3枚の撮影画像70から、MAX画像70X及びMIN画像70Nが作成される。MAX画像70Xは、各位置における輝度として、取得した複数の撮影画像70における同じ位置の最大輝度を設定した画像である。MIN画像70Nは、各位置における輝度として、取得した複数の撮影画像70における同じ位置の最小輝度を設定した画像である。
When the
次に、処理装置20は、MAX画像70X及びMIN画像70NからSSMM(slit shift min max)画像70Sを作成し(S0522)、作成したSSMM画像70Sから欠陥を検出する(S0524)。SSMM画像70Sは、各位置における輝度として、MAX画像70Xにおける同じ位置の輝度とMIN画像70Nにおける同じ位置の輝度との差分(絶対値)を設定した画像である。
Next, the
欠陥が形成された部位等の対象表面80Sにおける凹凸は、SSMM画像70Sにおいて強調表示される。例えば、ブツ及びヘコミのような凹凸がある欠陥が形成された欠陥部82は、MAX画像70X及びMIN画像70Nの両方で同程度の輝度(グレー)になる。鋭利なキズによる欠陥が形成された欠陥部84は、MAX画像70X及びMIN画像70Nの両方で高輝度(白色に近い色)になる。ゴミやホコリによる欠陥が形成された欠陥部86は、MAX画像70X及びMIN画像70Nの両方で低輝度(黒色に近い色)になる。一方、欠陥が形成されていない部位は、MAX画像70Xにおいて高輝度(白色に近い色)になり、MIN画像70Nにおいて低輝度(黒色に近い色)になる。
The unevenness on the
以上の説明から理解されるように、SSMM画像70Sにおいて、様々な種類の欠陥に対応する部位の輝度は、0に近くなり、欠陥がない部位の輝度は、255に近くなる。従って、SSMM画像70Sにおいて、輝度が所定値(例えば、128)よりも低い部位を検出することで、欠陥を検出できる。
As can be understood from the above description, in the
次に、処理装置20は、検出した欠陥を表示装置28に表示する。例えば、処理装置20は、図7に示した画面を表示する。図7の表示画面によれば、欠陥部82,84,86に付与した番号(欠陥番号)、SSMM画像70Sの左端を基準として欠陥部82,84,86の重心の横方向におけるピクセル位置(横位置)、SSMM画像70Sの下端を基準として欠陥部82,84,86の重心の縦方向におけるピクセル位置(縦位置)及び欠陥部82,84,86がSSMM画像70Sに占めるピクセル数(サイズ)が表示される。但し、撮影画像70を表示装置28に表示したとき、操作者が対象表面80Sの欠陥を特定できる限り、表示画面は、どのような画面であってもよい。
Next, the
図3を参照すると、横方向(シフト方向)に沿って延びる仮想直線60Lを投影画像60に引いたとき、横方向と直交する縦方向における仮想直線60Lの位置に拘わらず、仮想直線60Lは、明部62及び暗部64を交互に通過する。図4を参照すると、明部62及び暗部64が上述のように配置されているため、検査ユニット10は、検査処理において、投影装置40によって、投影画像60をシフト方向に沿って1回以上シフトするようにして対象表面80Sに投影することにより、対象表面80Sにおける全ての位置に明部62及び暗部64を投影できる。また、検査ユニット10は、検査処理において、投影画像60をシフトする度に、撮影装置50によって対象表面80Sを撮影することで、対象表面80Sにおける全ての位置について明部62が投影された際の画像と、暗部64が投影された際の画像とを取得でき、取得した画像により欠陥を検出できる。
Referring to FIG. 3, when a virtual
以上に説明した検査処理は、以下に説明するように様々に変形可能である。 The inspection process described above can be variously modified as described below.
図3、図8及び図9を参照すると、投影画像60の明部62及び暗部64は、対象表面80Sにおける全ての位置に明部62及び暗部64を投影できる限り、どのように配置されていてもよい。例えば、投影画像60に代えて、投影画像60A、60B、60C、60Dの夫々を使用可能である。
With reference to FIGS. 3, 8 and 9, how the bright and
図8(A)を参照すると、投影画像60Aは、1つの明部62と、1つの暗部64とを有している。図8(B)を参照すると、投影画像60Bにおいて、複数の明部62の明部幅LW1,LW2,LW3は、互いに異なっており、複数の暗部64の暗部幅BW1,BW2は、互いに異なっている。図9(A)を参照すると、投影画像60Cは、投影画像60(図3参照)と同様に、明部62及び暗部64を横方向において周期的に配置したパターン画像である。但し、投影画像60Cにおいて、明部62及び暗部64の夫々は、縦方向に沿ってジグザグに延びている。図9(B)を参照すると、投影画像60Dには、1つの明部62を背景として、円形状を有する複数の暗部64が横方向及び縦方向において周期的に配置されている。投影画像60Dにおいて、暗部幅BWは、暗部64の直径であり、明部幅LWは、縦方向において同じ位置にあり且つ横方向(シフト方向)において隣り合う2つの暗部64の間の横方向における距離(最短距離)である。
Referring to FIG. 8A, the projected
図8及び図9を参照すると、いずれの変形例においても、投影画像60A、60B、60C、60Dに横方向(シフト方向)に沿って延びる仮想直線60Lを引いたとき、横方向と直交する縦方向における仮想直線60Lの位置に拘わらず、仮想直線60Lは、明部62及び暗部64を交互に通過する。このような明部62及び暗部64の配置によれば、投影画像60A、60B、60C、60Dをシフト方向に沿って1回以上シフトするようにして対象表面80S(図4参照)に投影することにより、対象表面80Sにおける全ての位置に明部62及び暗部64を投影可能である。
With reference to FIGS. 8 and 9, in any of the modified examples, when a virtual
図4を参照すると、投影画像60のシフト方法は、対象表面80Sにおける全ての位置に明部62及び暗部64を投影できる限り、特に限定されない。例えば、投影画像60は、シフト方向に沿って同じ向きに2回以上シフトしてもよい。一方、投影画像60は、シフト方向に沿って一方の向きにシフトした後に逆向きにシフトするといったように、シフト方向において交互にシフトしてもよい。また、投影画像60は、対象表面80Sにおける全ての位置に対して、明部62及び暗部64を1回だけ投影してもよいし、2回以上投影してもよい。但し、投影画像60の投影に必要な時間を短縮するという観点から、投影画像60の明部62及び暗部64を、シフト方向に沿って同じ向きに同じピクセル数ずつ1回以上シフトし、これにより、対象表面80Sにおける全ての位置に対して、明部62及び暗部64を、最小回数だけ投影することが好ましい。
With reference to FIG. 4, the shifting method of the projected
本実施の形態によれば、欠陥は、SSMM画像70Sを直接的に参照して検出される。但し、本発明は、これに限られず、欠陥は、SSMM画像70Sを間接的に参照して検出してもよい。例えば、SSMM画像70Sを2値化した2値化画像(図示せず)を作成し、2値化画像を参照して欠陥を検出してもよい。また、SSMM画像70Sに対してメディアンフィルタ等のフィルタをかけ、得られた画像を使用して欠陥を検出してもよい。
According to this embodiment, the defect is detected by directly referring to the
以上の説明から理解できるように、本実施の形態の検査処理によれば、明部幅LW及び暗部幅BWは、対象表面80Sの面積や検出したい欠陥の面積を除き、特に制約なく設定できるはずである。しかしながら、実際に検査処理を行うと、明部幅LW及び暗部幅BWの間の比率である明暗比率(暗部幅BW:明部幅LW)が、欠陥の検出精度に大きな影響を与える。即ち、対象表面80Sの状態に応じて明暗比率を変える必要がある。例えば、対象表面80Sの色が黒色である場合に所定の明暗比率によって欠陥を十分に検出できたとしても、対象表面80Sの色が白色である場合に同じ明暗比率によっては欠陥を十分に検出できない。この理由は、次のように考察される。
As can be understood from the above description, according to the inspection process of the present embodiment, the bright part width LW and the dark part width BW should be set without any particular limitation except for the area of the
図10を参照すると、実際には、暗部64の輝度は、明部62に隣接する部位から2つの明部62の中間に位置する部位(中間部)まで、徐々に低下する。このため、明部幅LWに比べて暗部幅BWが大きい場合(図10の右側のグラフ参照)、暗部64の中間部の輝度は低下し易い一方、明部幅LWに比べて暗部幅BWが小さい場合(図10の左側のグラフ参照)、暗部64の中間部の輝度は低下し難い。即ち、明暗比率が小さい場合、明部62の輝度と暗部64の輝度との差(コントラスト)が低下し、SSMM画像70S(図6参照)は、全体として暗い画像になる。この結果、SSMM画像70Sにおいて、欠陥が形成された部位の輝度と、欠陥が形成されていない部位の輝度との差が小さくなり、これにより欠陥の検出精度が低下する。
Referring to FIG. 10, in reality, the brightness of the
上述の考察によれば、暗部幅BWは、明部幅LWと比べてより大きい方が好ましい。しかしながら、暗部幅BWが大きすぎる場合、緩やかな凹凸による欠陥を検出し難くなる。即ち、明暗比率は、単に大きければよいのではなく、明暗比率の適切な値が存在する。本願発明者は、以上の知見に基づいて明暗比率を様々に変更して実験を行った。この結果、本願発明者は、明部幅LWを、一定値(例えば、10ピクセル)に固定して暗部幅BWを変更することで、様々な対象表面80S(図6参照)の様々な欠陥を精度よく検出できることを見出した。詳しくは、図11を参照すると、一定の明部幅LWPを使用しつつ対象表面80Sの状態に応じて暗部幅BWを調整することで、適切な明暗比率が得られることを見出した。更に、対象表面80Sの所定位置88(例えば、対象表面80Sの1点)に対して明部62及び暗部64を投影して撮影することで、所定位置88の撮影結果に基づいて適切な暗部幅BWが得られることを見出した。
According to the above consideration, it is preferable that the dark portion width BW is larger than the bright portion width LW. However, if the dark portion width BW is too large, it becomes difficult to detect defects due to gentle unevenness. That is, the light-dark ratio does not have to be simply large, but an appropriate value of the light-dark ratio exists. Based on the above findings, the inventor of the present application conducted experiments by changing the light-dark ratio in various ways. As a result, the inventor of the present application fixed the bright portion width LW to a constant value (for example, 10 pixels) and changed the dark portion width BW to obtain various defects of
本願発明者は、以上のような考察及び実験によって、適切な暗部幅BWを得るための検査準備処理を見出した。以下、検査準備処理について、処理装置20を処理の主体として説明する。但し、以下の説明は、検査ユニット10を処理の主体としても成立する。
The inventor of the present application has found an inspection preparatory process for obtaining an appropriate dark area width BW through the above considerations and experiments. Hereinafter, the inspection preparation process will be described with the
図12を図11と併せて参照すると、処理装置20は、例えば、表示装置28に表示した「自動調整」のボタンが入力装置26によってクリックされると、検査準備処理を開始する。処理装置20は、検査準備処理を開始すると、まず、注視点(所定位置78)を取得する(S1210)。
Referring to FIG. 12 together with FIG. 11, the
所定位置78は、撮影画像70上の位置であり、投影画像60の所定位置88に対応している。詳しくは、処理装置20は、例えば、投影画像60が投影された対象表面80Sを撮影装置50によって撮影し、取得した撮影画像70を表示装置28に表示する。処理装置20は、操作者が入力装置26を使用して指定した位置を所定位置78として取得する。所定位置78は、例えば、撮影画像70の左下を基準とする横方向及び縦方向の位置(ピクセル値)である。所定位置78は、1ピクセルの点であってもよいし、複数ピクセルからなる領域であってもよい。例えば、所定位置78は、指定された1ピクセルの点を中心とする半径数ピクセルの円内に位置する複数ピクセルを含んでいてもよい。
The
本実施の形態の処理装置20は、上述のようにして所定位置78を取得できる。但し、本発明は、これに限られず、処理装置20は、操作者による直接的な指定によらず、所定位置78を取得してもよい。例えば、処理装置20は、入力装置26から入力された範囲指定により、撮影画像70において対象表面80Sが占める領域を取得してもよい。この場合、処理装置20は、取得した領域の横方向及び縦方向における中間位置を所定位置78としてもよい。また、処理装置20は、入力装置26からの入力によらず、撮影画像70全体の横方向及び縦方向における中間位置を所定位置78としてもよい。
The
次に、処理装置20は、L個(Lは1以上の整数)の所定の明部幅LWPのうちの1つを取得する(S1212)。明部幅LWPは、例えば、10ピクセルである。明部幅LWPは、例えば、過去の検査実績に基づいた値を記憶装置24の明部幅ファイル242に予め記憶しておいてもよい。この場合、Lは、明部幅ファイル242に記憶された明部幅LWPの数である。一方、明部幅LWPは、例えば、操作者が指定してもよい。この場合、Lは、操作者が指定した明部幅LWPの数である。次に、処理装置20は、撮影準備処理及び投影準備処理を行う(S1214)。詳しくは、処理装置20は、所定位置78に対して、明部幅LWPを有する投影画像60を、暗部幅BWを変更しつつ投影し、露光時間や感度を変更しつつ撮影することで、明部幅LWPに対応する適切な暗部幅BWD、露光時間及び感度を含む検査パラメータを取得する(S1214)。
Next, the
次に、処理装置20は、上述の検査パラメータ取得処理(S1212〜S1214の処理)をL回実行済みか否か判定する(S1216)。処理装置20は、検査パラメータ取得処理をL回実行していない場合(S1216でNOの場合)、L個の明部幅LWPのうちの次の1つを取得する(S1212)。以上の説明から理解されるように、処理装置20は、検査パラメータ取得処理を実行する度に、1セットの検査パラメータを取得する。
Next, the
処理装置20は、検査パラメータ取得処理(S1212〜S1214の処理)をL回実行済みである場合(S1216でYESの場合)、取得したLセットの検査パラメータを、検査パラメータによる撮影画像70と夫々対応付けて、選択画面を作成する(S1220)。次に、処理装置20は、作成した選択画面を表示装置28に表示して、検査パラメータの選択を促す(S1222)。選択画面の一例を図13に示す。操作者は、例えば、入力装置26を使用して、より好ましい撮影画像70が表示されている検査パラメータの選択ボタンをクリックし、次に選択終了ボタンをクリックすることで、撮影画像70に対応する検査パラメータを選択できる。一方、操作者は、例えば、選択ボタンをクリックせずに選択終了ボタンをクリックすることで、検査パラメータを選択しないことができる。
When the
次に、処理装置20は、操作者が検査パラメータを選択したか否か判定する(S1224)。処理装置20は、操作者が検査パラメータを選択しなかった場合(S1224でNOの場合)、検査準備処理を終了する。一方、処理装置20は、操作者が検査パラメータを選択した場合(S1224でYESの場合)、操作者が選択した検査パラメータを記憶装置24の検査パラメータファイル246に記憶する(S1226)。次に、処理装置20は、検査処理を実行するか否かを選択するための画面(図示せず)を、表示装置28に表示し、操作者の選択を待つ(S1230)。処理装置20は、操作者が検査処理を実行しないことを選択した場合(S1230でNOの場合)、検査準備処理を終了する。
Next, the
本実施の形態において、処理装置20は、操作者が検査処理を実行することを選択した場合(S1230でYESの場合)、操作者が選択した検査パラメータのうちのいずれかを使用して、前述した検査処理(図5参照)を行う。例えば、検査準備処理において操作者が1つの検査パラメータを選択した場合(S1224)、検査処理における検査パラメータとして、操作者が選択した検査パラメータを使用すればよい。一方、操作者が2以上の検査パラメータを選択した場合、検査処理において使用すべき検査パラメータの選択を、操作者に促してもよい。
In the present embodiment, when the operator chooses to perform the inspection process (YES in S1230), the
本実施の形態において、検査処理は、検査準備処理に続いて実行される。但し、本発明は、これに限られない。例えば、検査処理と検査準備処理とは互いに独立した処理であってもよい。この場合、処理装置20は、操作者の選択を待つ(S1230)ことなく検査準備処理を終了してもよい。また、処理装置20は、検査処理(図5参照)において、処理を開始した際に、記憶装置24の検査パラメータファイル246のうちのいずれかの検査パラメータを操作者に選択させてもよい。この場合、操作者は、処理装置20と通信可能に接続された操作機器(図示せず)を使用して検査パラメータを選択してもよい。より具体的には、検査ユニット10が工場内に設置されている場合、工場の設備管理機器は、ベルトコンベア(図示せず)によって検査ユニット10まで搬送された対象物80の塗装色等の特徴に応じて、検査パラメータを切り替えてもよい。
In the present embodiment, the inspection process is executed following the inspection preparation process. However, the present invention is not limited to this. For example, the inspection process and the inspection preparation process may be independent processes. In this case, the
以下、検査準備処理(図12参照)における、撮影準備処理及び投影準備処理(S1214)について更に詳細に説明する。 Hereinafter, the imaging preparation process and the projection preparation process (S1214) in the inspection preparation process (see FIG. 12) will be described in more detail.
図14を図11と併せて参照すると、処理装置20は、投影準備処理(S1412)の前に、撮影準備第1処理(S1410)を行う。撮影準備第1処理は、撮影画像70全体の明るさを調整する処理である。詳しくは、処理装置20は、撮影装置50に撮影指示する際、撮影装置50における明るさを規定する撮影パラメータを指定して、撮影画像70全体の明るさを調整できる。処理装置20は、撮影準備第1処理において、撮影パラメータを変更しつつ、1回以上の撮影パラメータ調整第1処理を行い、撮影パラメータの仮設定値を取得する(S1410)。後述するように、処理装置20は、このようにして取得した仮設定値を使用して投影準備処理を行う。
Referring to FIG. 14 together with FIG. 11, the
前述したように、本実施の形態の撮影パラメータは、撮影装置50の受光素子(図示せず)の露光時間及び感度である。本実施の形態において、露光時間は、1000μsから15000μsまでの範囲の複数段階の時間によって指定可能である。一方、感度は、−6.0dBから+18dBまでの範囲の複数段階のアナログゲインによって指定可能である。但し、本発明は、これに限られない。例えば、露光時間及び感度の設定可能範囲や段階数は、特に限定されない。また、撮影パラメータは、露光時間及び感度に限定されない。例えば、撮影パラメータは、露光時間及び感度に加えて、撮影装置50のレンズ(図示せず)の絞りを含んでいてもよい。
As described above, the imaging parameters of the present embodiment are the exposure time and sensitivity of the light receiving element (not shown) of the
本実施の形態において、処理装置20は、露光時間及び感度の夫々について、撮影準備第1処理(S1410)を行う。例えば、処理装置20は、露光時間について撮影準備第1処理(S1410)を行って露光時間の仮設定値を取得し、その後、感度について撮影準備第1処理(S1410)を行って感度の仮設定値を取得する。
In the present embodiment, the
図15を図11と併せて参照すると、処理装置20は、撮影準備第1処理(図14のS1410)の撮影パラメータ調整第1処理(撮影パラメータ調整処理)の夫々において、投影装置40によって、所定位置78に対応する所定位置88に対して、明部62及び暗部64の夫々を1回以上投影し、撮影装置50によって、所定位置88を撮影する(S1510)。詳しくは、対象表面80Sに対して、投影画像60をシフト方向に沿ってシフトしつつ投影し、投影画像60をシフトする度に対象表面80Sを撮影して撮影画像70を取得することで、対象表面80S上の所定位置88の位置に拘わらず、所定位置88に明部62が投影された際の撮影画像70と、所定位置88に暗部64が投影された際の撮影画像70とを取得できる。即ち、2以上の撮影画像70を撮影できる。
Referring to FIG. 15 together with FIG. 11, the
上述の処理(S1510)において、投影画像60の明部幅LWは、前述したように、例えば明部幅ファイル242に記憶された明部幅LWPとすればよい。一方、投影画像60の暗部幅BWは、明部幅LWP以上のサイズ(例えば、10ピクセル)とすればよい。また、露光時間の仮設定値を取得しようとしている場合、撮影装置50の感度は、標準的な感度(例えば、アナログゲイン0dB)を使用すればよい。一方、感度の仮設定値を取得しようとしている場合、撮影装置50の露光時間は、取得済みの露光時間の仮設定値を使用すればよい。
In the above process (S1510), the bright part width LW of the projected
次に、処理装置20は、撮影装置50が撮影した2以上の撮影画像70によって、所定位置78における輝度の最大値である最大輝度を取得する(S1512)。このとき、2以上の撮影画像70からMAX画像70X(図6参照)を作成することで、所定位置78の最大輝度を取得できる。所定位置78が複数ピクセルからなる場合、例えば、複数ピクセルにおける輝度の単純平均値を、所定位置78における輝度とすればよい。
Next, the
処理装置20は、上述の撮影パラメータ調整処理(S1510、S1512)を、撮影装置50の撮影パラメータを変更しつつ、必要な回数(N回)だけ繰り返し、取得したN個の最大輝度に基づいて、撮影パラメータとして設定すべき値(設定候補値)を取得する(S1514)。
The
例えば、処理装置20は、露光時間の仮設定値を取得しようとしている場合、露光時間を最小値から最大値まで1段階ずつ変更しつつ、撮影パラメータ調整処理(S1510、S1512)を繰り返してもよい。同様に、感度の仮設定値を取得しようとしている場合、アナログゲインを最小値から最大値まで1段階ずつ変更しつつ、撮影パラメータ調整処理を繰り返してもよい。この処理によれば、取得した最大輝度のうちの最も高い値が得られたときの撮影パラメータを、設定候補値とすればよい。
For example, when the
一方、処理時間を短縮するために、最大輝度の目標値(目標輝度)と、許容誤差とを予め設定してもよい。目標輝度は、撮影画像70のノイズを低減でき、明部62及び暗部64を明瞭に識別できる程度の輝度である。目標輝度は、例えば、160〜230程度とすればよい。許容誤差は、測定誤差よりも大きな値とすればよく、例えば、5〜15程度とすればよい。この場合、処理装置20は、撮影パラメータ調整処理(S1510、S1512)において、取得した最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲内であれば、このときの撮影パラメータを、設定候補値とすればよい。この処理によれば、1回目の撮影パラメータ調整処理において、設定候補値が得られることがある。従って、撮影パラメータ調整処理は、1回以上繰り返せばよい。
On the other hand, in order to shorten the processing time, the target value (target brightness) of the maximum brightness and the tolerance may be set in advance. The target brightness is such that the noise of the captured
図14を図11と併せて参照すると、上述したように、処理装置20は、撮影準備第1処理(S1410)において、撮影パラメータ調整第1処理によって取得した1以上の最大輝度に基づいて、撮影パラメータの仮設定値を取得できる。このとき、まず、露光時間の仮設定値を取得し、次に、露光時間の仮設定値を使用することで感度の仮設定値を取得してもよい。但し、本発明は、これに限られない。例えば、露光時間の仮設定値と、感度の仮設定値との取得順番は、逆であってもよい。露光時間の仮設定値及び感度の仮設定値の両方を、1回の撮影準備第1処理で同時に取得してもよい。また、感度の仮設定値及び露光時間の仮設定値に加えて更に別の撮影パラメータ(例えば、絞りの仮設定値)を取得してもよい。
Referring to FIG. 14 together with FIG. 11, as described above, the
次に、処理装置20は、投影準備処理(S1412)を行う。投影準備処理は、撮影画像70全体のコントラストを調整する処理である。処理装置20は、投影準備処理において、撮影準備第1処理(S1410)によって取得した撮影パラメータの仮設定値を使用して、暗部幅BWを変更しつつ、1回以上の暗部幅調整処理を行い、検査処理における暗部幅BWDを取得する。
Next, the
図16を図11と併せて参照すると、処理装置20は、投影準備処理(図14のS1412)の暗部幅調整処理の夫々において、投影装置40によって、所定位置78に対応する所定位置88に対して、明部62及び暗部64の夫々を1回以上投影し、撮影装置50によって、所定位置88を撮影する(S1610)。詳しくは、対象表面80Sに対して、投影画像60をシフト方向に沿ってシフトしつつ投影し、投影画像60をシフトする度に対象表面80Sを撮影して撮影画像70を取得することで、対象表面80S上の所定位置88の位置に拘わらず、所定位置88に明部62が投影された際の撮影画像70と、所定位置88に暗部64が投影された際の撮影画像70とを撮影できる。即ち、2以上の撮影画像70を撮影できる。
Referring to FIG. 16 together with FIG. 11, in each of the dark portion width adjusting processes of the projection preparation process (S1412 of FIG. 14), the
上述の処理(S1610)において、投影画像60の明部幅LWは、撮影準備第1処理(図14のS1410)における明部幅LWPにすればよい。暗部幅BWの初期値(1回目のS1610において使用する値)は、撮影準備第1処理における暗部幅BWにすればよい。また、撮影装置50の露光時間及び感度は、撮影準備第1処理によって取得した露光時間及び感度の仮設定値を使用すればよい。即ち、処理装置20は、投影準備処理において、撮影装置50によって、撮影パラメータの仮設定値を使用して撮影すればよい。
In the above process (S1610), the bright part width LW of the projected
次に、処理装置20は、撮影装置50が撮影した2以上の撮影画像70によって、所定位置78における輝度の最大値と輝度の最小値との差であるコントラストを取得する(S1612)。このとき、2以上の撮影画像70からSSMM画像70S(図6参照)を作成することで、所定位置78のコントラストを取得できる。所定位置78が複数ピクセルからなる場合、所定位置78のコントラストとして、例えば、複数ピクセルにおけるコントラストの単純平均値を使用すればよい。
Next, the
処理装置20は、上述の暗部幅調整処理(S1610、S1612)を、投影画像60の暗部幅BWを変更しつつ、必要な回数(M回)だけ繰り返し、取得したM個のコントラスに基づいて、検査処理における暗部幅BWDを取得する(S1614)。
The
例えば、処理装置20は、暗部幅BWを明部幅LWPから投影画像60全体の幅まで1ピクセルずつ変更しつつ、暗部幅調整処理(S1610、S1612)を繰り返してもよい。この処理によれば、取得したコントラスのうちの最も高い値が得られたときの暗部幅BWを、検査処理における暗部幅BWDとすればよい。
For example, the
一方、処理時間を短縮するために、コントラスの目標値(目標コントラスト)と、許容誤差とを予め設定してもよい。目標コントラスは、SSMM画像70S(図6参照)において欠陥を明瞭に識別できる程度に高いコントラストである。目標コントラストは、例えば、140〜200程度とすればよい。許容誤差は、測定誤差よりも大きな値とすればよく、例えば、5〜15程度とすればよい。この場合、処理装置20は、暗部幅調整処理(S1610、S1612)において、取得したコントラスが目標コントラスに対して許容誤差の範囲内であれば、このときの暗部幅BWを、検査処理における暗部幅BWDとすればよい。この処理によれば、1回目の暗部幅調整処理において、検査処理における暗部幅BWDが得られることがある。従って、暗部幅調整処理は、1回以上繰り返せばよい。
On the other hand, in order to shorten the processing time, the target value (target contrast) of the contrast and the tolerance may be set in advance. The target contrast is high enough to clearly identify defects in the
図14を図11と併せて参照すると、上述したように、処理装置20は、投影準備処理(S1412)において、暗部幅調整処理によって取得した1以上のコントラストに基づいて、検査処理における暗部幅BWDを取得できる。
Referring to FIG. 14 together with FIG. 11, as described above, in the projection preparation process (S1412), the
投影準備処理(S1412)は、撮影画像70全体の明るさに影響を与える。このため、処理装置20は、投影準備処理の後に、撮影準備第2処理(S1414)を行い、投影準備処理の影響を受けて変化した撮影画像70全体の明るさを再度調整する。処理装置20は、撮影準備第2処理において、撮影パラメータを変更しつつ、1回以上の撮影パラメータ調整第2処理を行い、検査処理における撮影パラメータの設定値を取得する(S1414)。
The projection preparation process (S1412) affects the brightness of the entire captured
図15を図11と併せて参照すると、撮影準備第2処理(撮影準備処理)は、前述した撮影準備第1処理と基本的に同じである。即ち、処理装置20は、撮影パラメータ調整第2処理(S1510、S1512)の夫々において、投影装置40によって、所定位置78に対応する所定位置88に対して、明部62及び暗部64の夫々を1回以上投影し(S1510)、撮影装置50が撮影した2以上の撮影画像70によって、所定位置78における輝度の最大値である最大輝度を取得する(S1512)。但し、撮影準備第2処理(S1510)における投影画像60の暗部幅BWは、投影準備処理(図14のS1412)で取得した暗部幅BWDである。また、処理装置20は、撮影パラメータ調整処理によって取得した1以上の最大輝度に基づいて、仮設定値ではなく、検査処理における撮影パラメータの設定値を取得する(S1514)。
Referring to FIG. 15 together with FIG. 11, the second shooting preparation process (shooting preparation process) is basically the same as the first shooting preparation process described above. That is, in the second processing (S1510, S1512) for adjusting the imaging parameters, the
図14を図11と併せて参照すると、上述したように、処理装置20は、撮影準備第2処理(S1414)において、撮影パラメータ調整第2処理によって取得した1以上の最大輝度に基づいて、検査処理における撮影パラメータの設定値を取得できる。撮影準備第2処理は、撮影準備第1処理(S1410)と同様に、様々に変形可能である。
Referring to FIG. 14 together with FIG. 11, as described above, the
上述の撮影準備第1処理(S1410)、投影準備処理(S1412)及び撮影準備第2処理(S1414)は、既に説明した変形に加えて、更に様々に変形可能である。例えば、撮影準備第1処理を終了後、投影準備処理を実行する前に、所定位置78におけるコントラストが、目標コントラストに対して既に許容誤差の範囲内にある場合、投影準備処理及び撮影準備第2処理を実行しなくてもよい。この場合、撮影準備第1処理が投影準備処理としても機能する。また、処理時間を短縮するという観点から、撮影準備第1処理及び撮影準備第2処理の夫々は、以下のように変形してもよい。
The above-mentioned first shooting preparation process (S1410), projection preparation processing (S1412), and second shooting preparation process (S1414) can be further deformed in addition to the above-described deformations. For example, if the contrast at the
撮影準備第1処理及び撮影準備第2処理の夫々において取得する必要があるのは、所定位置78の最大輝度であり、最大輝度は、所定位置78に明部62を投影した際の1枚の撮影画像70のみから取得可能である。即ち、投影画像60をシフト方向に沿ってシフトしつつ撮影するのではなく、所定位置78に明部62が投影されるようにして投影画像60を投影して1回撮影すれば、所定位置78の最大輝度を取得できる。従って、処理装置20は、撮影パラメータ調整第1処理及び撮影パラメータ調整第2処理の夫々において、投影装置40によって、所定位置78に対応する所定位置88に対して、少なくとも明部62を1回以上投影し(図15のS1590)、撮影装置50が撮影した1以上の撮影画像70によって、所定位置78における輝度の最大値である最大輝度を取得してもよい(図15のS1592)。
What needs to be acquired in each of the first process of preparation for shooting and the second process of preparation for shooting is the maximum brightness of the
図11を参照すると、以上に説明したように、本実施の形態による検査ユニット10は、欠陥を検出するための検査処理に加えて、投影準備処理及び撮影準備処理(撮影準備第1処理及び撮影準備第2処理)を含む検査準備処理を実行できる。検査ユニット10は、この投影準備処理(検査準備処理)において、投影装置40によって、対象表面80Sにおける少なくとも1つの所定位置88に対して、明部62及び暗部64の夫々を1回以上投影し、撮影装置50によって、2以上の撮影画像70を撮影する。この結果、所定位置88について、明部62を投影した際の画像(明るい画像)と、暗部64を投影した際の画像(暗い画像)とが得られる。
With reference to FIG. 11, as described above, in the
検査ユニット10は、所定位置88に対応する所定位置78における明るい画像と暗い画像とに基づいて、検査処理における適切な暗部幅BWDを準備できる。例えば、検査ユニット10は、明るい画像の輝度と暗い画像の輝度との差であるコントラストに基づいて、暗部幅BWDを準備できる。即ち、本実施の形態によれば、検査に熟練した者でなくても適切な明暗比率を設定でき、これにより欠陥を精度よく検出可能な検査ユニット10を提供できる。
The
図11及び図14を参照すると、本実施の形態による検査ユニット10は、前述したように、投影準備処理の前後で撮影準備処理を行う。投影準備処理の前に撮影準備処理を行って撮影装置50の露光時間及び感度を調整することで、投影準備処理において、より適切な暗部幅BWDが得られる。また、投影準備処理の後に撮影準備処理を再度行って撮影装置50の露光時間及び感度を再調整することで、検査処理において、よりコントラストが大きな撮影画像70を取得することができ、これにより、欠陥をより正確に検出できる。但し、本発明は、これに限られず、投影準備処理の前後の撮影準備処理の夫々は、欠陥の検出にあたって要求される検出精度に応じて実行すればよい。
With reference to FIGS. 11 and 14, the
本実施の形態は、既に説明した変形例に加えて、以下に説明するように、更に様々に変形可能である。 In addition to the modification already described, the present embodiment can be further modified in various ways as described below.
図11を参照すると、本実施の形態における所定位置88(所定位置78)は、1箇所である。但し、所定位置88(所定位置78)は、2か所以上であってもよい。この場合、所定位置78における輝度として、例えば、2以上の所定位置78における輝度の単純平均値を使用すればよい。また、この場合、所定位置78のうちのいくつかを操作者が指定し、所定位置78のうちの残りのいくつかを処理装置20が設定してもよい。一方、所定位置78の全てを操作者が指定してもよく、所定位置78の全てを処理装置20が設定してもよい。
Referring to FIG. 11, the predetermined position 88 (predetermined position 78) in the present embodiment is one place. However, the predetermined position 88 (predetermined position 78) may be two or more. In this case, as the brightness at the
図3、図8及び図9を参照すると、検査準備処理において、投影画像60に代えて、投影画像60A、60B、60C、60Dのような様々な画像を使用できる。例えば、投影画像60Bのように互いに異なる複数の明部幅LW及び互いに異なる複数の暗部幅BWを有する画像を使用する場合、投影準備処理において、複数の明部幅LWを、夫々、予め用意した複数の明部幅LWPとする一方、複数の暗部幅BWを互いに同じピクセル数や互いに同じ比率で変更すればよい。また、投影画像60Dのように1つの明部62を背景として複数の暗部64によるパターンが形成された画像を使用する場合、投影準備処理において、暗部幅BWを互いに同じピクセル数や互いに同じ比率で変更すればよい。
With reference to FIGS. 3, 8 and 9, various images such as the projected
図11及び図15を参照すると、前述したように、撮影準備処理において、露光時間及び感度を1段階ずつ変更することによって、検査処理における露光時間及び感度を確実に取得できる。一方、この方法によれば、撮影準備処理の処理時間が長くなる。撮影準備処理の処理時間を短縮するという観点から、撮影準備処理を図17に示されるように変形してもよい。以下、図17の撮影準備処理について説明する。 With reference to FIGS. 11 and 15, as described above, the exposure time and sensitivity in the inspection process can be reliably obtained by changing the exposure time and sensitivity step by step in the shooting preparation process. On the other hand, according to this method, the processing time of the shooting preparation process becomes long. From the viewpoint of shortening the processing time of the shooting preparation process, the shooting preparation process may be modified as shown in FIG. The shooting preparation process of FIG. 17 will be described below.
図17を図11と併せて参照すると、まず、処理装置20は、撮影パラメータ(露光時間及び感度)に、予め定めた初期値を設定する(S1710)。露光時間及び感度の初期値は、撮影装置50における標準的な露光時間及び感度であり、撮影装置50によって異なる。露光時間の初期値は、例えば1000μs程度とすればよく、感度の初期値は、例えば0dB程度とすればよい。次に、処理装置20は、投影装置40によって、対象表面80Sに投影画像60を投影し、撮影装置50によって撮影画像70を撮影する(S1712)。投影画像60の明部62は、前述した所定の明部幅LWP(例えば10〜20ピクセル程度の値)を有している。一方、投影画像60の暗部幅BWは、例えば10〜20ピクセル程度とすればよい。
Referring to FIG. 17 together with FIG. 11, first, the
次に、処理装置20は、対象表面80Sの全ての位置に明部62及び暗部64を投影済みか否か判定する(S1714)。処理装置20は、対象表面80Sに明部62又は暗部64を未投影な位置がある場合(S1714でNOの場合)、投影画像60をシフト方向に沿ってシフトし(S1716)、再び、対象表面80Sに投影画像60を投影して撮影する(S1712)。
Next, the
処理装置20は、対象表面80Sの全ての位置に明部62及び暗部64を投影済みである場合(S1714でYESの場合)、撮影装置50が撮影した2以上の撮影画像70によってMAX画像70X(図6参照)を作成し、これにより所定位置78における輝度の最大値である最大輝度を取得する(S1718)。次に、処理装置20は、最大輝度を初めて取得したか否か(即ち、S1718の処理を行うのが1回目であるか否か)判定する(S1720)。
When the
処理装置20は、最大輝度を初めて取得した場合(S1720でYESの場合)、取得した最大輝度は、予め設定した目標輝度に対して予め設定した許容誤差の範囲内にあるか否か判定する(S1722)。処理装置20は、最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲内にある場合(S1722でYESの場合)、処理を終了し、このとき設定していた撮影パラメータを投影準備処理又は検査処理の撮影パラメータとして使用する(図14参照)。
When the
処理装置20は、最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲外である場合(S1722でNOの場合)、最大輝度と目標輝度との差に基づき撮影パラメータを補正する。より具体的には、露光時間を長くするほど最大輝度が高くなり、感度を高くするほど最大輝度が高くなるはずである。そこで、処理装置20は、例えば、以下の撮影パラメータ補正式1又は撮影パラメータ補正式2によって撮影パラメータを補正して、補正後の撮影パラメータを得る。処理装置20は、再び、対象表面80Sに投影画像60を投影して、補正後の撮影パラメータによって撮影する(S1712)。
When the maximum brightness is out of the allowable error range with respect to the target brightness (NO in S1722), the
[撮影パラメータ補正式1]露光時間が設定可能な最大値に達していない場合
補正後の露光時間=補正前の露光時間+(目標輝度−最大輝度)/2×α:但し、α=露光時間の設定可能範囲(14000)/撮影画像70の階調数(256)
補正後の感度=補正前の感度
[Shooting parameter correction formula 1] When the exposure time does not reach the settable maximum value Exposure time after correction = Exposure time before correction + (Target brightness-Maximum brightness) / 2 x α: However, α = Exposure time Settable range (14000) / Number of gradations of captured image 70 (256)
Sensitivity after correction = Sensitivity before correction
[撮影パラメータ補正式2]露光時間が設定可能な最大値に達している場合
補正後の露光時間=補正前の露光時間
補正後の感度=補正前の感度+(目標輝度−最大輝度)/2×β:但し、β=アナログゲインの設定可能範囲(24)/撮影画像70の階調数(256)
[Shooting parameter correction formula 2] When the exposure time reaches the maximum value that can be set. Exposure time after correction = Exposure time before correction Sensitivity after correction = Sensitivity before correction + (Target brightness-Maximum brightness) / 2 × β: However, β = analog gain settable range (24) / number of gradations of captured image 70 (256)
処理装置20は、2回目以降(i回目)の最大輝度の取得処理(S1718)を行った場合(S1720でNOの場合)、最大輝度を取得したのはN回目であるか否か(即ち、i=Nであるか否か)判定する(S1726)。Nは、予め設定した最大試行回数であり、2以上の整数である。Nを大きくすることで、目標輝度により近い最大輝度が得られる一方、処理時間が長くなる。従って、Nは、欠陥の検出にあたって要求される検出精度と、要求される応答速度とに応じて設定すればよい。例えば、Nは、5〜15程度に設定すればよい。処理装置20は、i≧Nである場合(S1726でYESの場合)、処理を終了し、このとき設定していた撮影パラメータを投影準備処理又は検査処理の撮影パラメータとして使用する(図14参照)。
When the
処理装置20は、i<Nである場合(S1726でNOの場合)、i回目に取得した最大輝度は、目標輝度に対して許容誤差の範囲内にあるか否か判定する(S1728)。処理装置20は、最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲内にある場合(S1728でYESの場合)、処理を終了し、このとき設定していた撮影パラメータを投影準備処理又は検査処理の撮影パラメータとして使用する(図14参照)。
When i <N (NO in S1726), the
処理装置20は、最大輝度が目標輝度に対して許容誤差の範囲外である場合(S1728でNOの場合)、i回目に取得した最大輝度は、前回(i−1回目)の最大輝度に対して、予め設定した極小値の範囲内にあるか否か(即ち、最大輝度が測定誤差を考慮して実質的に変化しているか否か)判定する(S1730)。極小値は、測定誤差よりも大きな値とすればよく、例えば、2〜8程度とすればよい。処理装置20は、最大輝度が実質的に変化していない場合(S1730でYESの場合)、処理を終了し、前回設定していた撮影パラメータを投影準備処理又は検査処理の撮影パラメータとして使用する(図14参照)。
When the maximum brightness of the
処理装置20は、最大輝度が実質的に変化している場合(S1730でNOの場合)、最大輝度、前回(i−1回目)の最大輝度、前回(i−1回目)の撮影パラメータ及び目標輝度に基づき今回(i回目)の撮影パラメータを補正する。より具体的には、処理装置20は、例えば、以下の撮影パラメータ補正式3又は撮影パラメータ補正式4によって今回の撮影パラメータを補正して、補正後(i+1回目)の撮影パラメータを得る。処理装置20は、再び、対象表面80Sに投影画像60を投影して、補正後の撮影パラメータによって撮影する(S1712)。
When the maximum brightness is substantially changed (NO in S1730), the
[撮影パラメータ補正式3]露光時間が設定可能な最大値に達していない場合
補正後の露光時間=前回(i−1回目)の露光時間+(今回の露光時間−前回の露光時間)×{(目標輝度−前回の最大輝度)/(今回の最大輝度−前回の最大輝度)}
補正後の感度=補正前の感度
[Shooting parameter correction formula 3] When the exposure time has not reached the maximum value that can be set Corrected exposure time = previous (i-1st) exposure time + (current exposure time-previous exposure time) x { (Target brightness-previous maximum brightness) / (current maximum brightness-previous maximum brightness)}
Sensitivity after correction = Sensitivity before correction
[撮影パラメータ補正式4]露光時間が設定可能な最大値に達している場合
補正後の露光時間=今回(i回目)の露光時間
補正後の感度=前回(i−1回目)の感度+(今回の感度−前回の感度)×{(目標輝度−前回の最大輝度)/(今回の最大輝度−前回の最大輝度)}
[Shooting parameter correction formula 4] When the exposure time reaches the maximum value that can be set. Exposure time after correction = Exposure time of this time (ith time) Sensitivity after correction = Sensitivity of previous time (i-1st time) + ( This time sensitivity-previous sensitivity) x {(target brightness-previous maximum brightness) / (current maximum brightness-previous maximum brightness)}
図17の撮影準備処理によれば、処理時間を短縮しつつ、適切な撮影パラメータが得られる。特に、より調整し易い露光時間を優先的に調整しつつ、感度を併せて調整できる。但し、上述した撮影準備処理(特に、撮影パラメータ補正式1〜4)は、例示に過ぎず、撮影準備処理は、最大輝度を目標輝度に近づけるように補正できる限り、様々に変形可能である。
According to the shooting preparation process of FIG. 17, appropriate shooting parameters can be obtained while shortening the processing time. In particular, the sensitivity can be adjusted while preferentially adjusting the exposure time, which is easier to adjust. However, the above-mentioned shooting preparation processing (particularly, shooting
図11及び図16を参照すると、前述したように、投影準備処理において、暗部幅BWを1ピクセルずつ変更することによって、検査処理における暗部幅BWDを確実に取得できる。一方、この方法によれば、投影準備処理の処理時間が長くなる。投影準備処理の処理時間を短縮するという観点から、投影準備処理を図18に示されるように変形してもよい。以下、図18の投影準備処理について説明する。 With reference to FIGS. 11 and 16, as described above, the dark area width BWD in the inspection process can be reliably obtained by changing the dark area width BW one pixel at a time in the projection preparation process. On the other hand, according to this method, the processing time of the projection preparation process becomes long. From the viewpoint of shortening the processing time of the projection preparation process, the projection preparation process may be modified as shown in FIG. Hereinafter, the projection preparation process of FIG. 18 will be described.
図18を図11と併せて参照すると、まず、処理装置20は、暗部幅BWに初期値を設定する(S1810)。次に、処理装置20は、投影装置40によって、対象表面80Sに投影画像60を投影し、撮影装置50によって撮影画像70を撮影する(S1812)。投影画像60における明部62は、撮影準備処理と同じ明部幅LWPを有している。投影画像60における暗部幅BWの初期値は、撮影準備処理で使用した暗部幅BWとすればよい。また、撮影装置50の撮影パラメータ(露光時間及び感度)は、撮影準備処理で取得した値とすればよい。
Referring to FIG. 18 together with FIG. 11, first, the
次に、処理装置20は、対象表面80Sの全ての位置に明部62及び暗部64を投影済みか否か判定する(S1814)。処理装置20は、対象表面80Sに明部62又は暗部64を未投影な位置がある場合(S1814でNOの場合)、投影画像60をシフト方向に沿ってシフトし(S1816)、再び、対象表面80Sに投影画像60を投影して撮影する(S1812)。
Next, the
処理装置20は、対象表面80Sの全ての位置に明部62及び暗部64を投影済みである場合(S1814でYESの場合)、撮影装置50が撮影した2以上の撮影画像70によってSSMM画像70S(図6参照)を作成し、これにより所定位置78における輝度の最大値と最小値との差であるコントラストを取得する(S1818)。次に、処理装置20は、コントラストを初めて取得したか否か(即ち、S1818の処理を行うのが1回目であるか否か)判定する(S1820)。
When the
処理装置20は、コントラストを初めて取得した場合(S1820でYESの場合)、暗部幅BWに所定の最大値を設定し(S1822)、再び、対象表面80Sに投影画像60を投影して撮影する(S1712)。所定の最大値は、例えば、以下の最大暗部幅算出式によって計算すればよい。
When the contrast is acquired for the first time (YES in S1820), the
[最大暗部幅算出式]
最大値=明部幅LW×(S1812〜S1816の処理における投影画像60の撮影回数−1)/最大シフト量=例えば、投影画像60の各撮影において明部幅LWの1/2だけ投影画像60をシフトする場合、明部幅LW×(10−1)/2
[Maximum dark area width calculation formula]
Maximum value = Bright area width LW × (Number of shots of projected
処理装置20は、2回目以降(i回目)のコントラストの取得処理(S1818)を行った場合(S1820でNOの場合)、コントラストを取得したのはM回目であるか否か(即ち、i=Mであるか否か)判定する(S1824)。Mは、予め設定した最大試行回数であり、2以上の整数である。Mを大きくすることで、欠陥をより検出し易いコントラスが得られる一方、処理時間が長くなる。従って、Mは、欠陥の検出にあたって要求される検出精度と、要求される応答速度とに応じて設定すればよい。例えば、Mは、5〜15程度に設定すればよい。処理装置20は、i≧Mである場合(S1824でYESの場合)、処理を終了し、前回(i−1回目に)設定していた暗部幅BWを検査処理における暗部幅BWDとして使用する(図14参照)。
When the
処理装置20は、i<Nである場合(S1824でNOの場合)、i回目に取得したコントラスは、目標コントラスに対して許容誤差の範囲内にあるか否か判定する(S1826)。処理装置20は、コントラスが目標コントラスに対して許容誤差の範囲内にある場合(S1826でYESの場合)、処理を終了し、このとき設定していた暗部幅BWを検査処理における暗部幅BWDとして使用する(図14参照)。
When i <N (NO in S1824), the
処理装置20は、コントラスが目標コントラスに対して許容誤差の範囲外である場合(S1826でNOの場合)、i回目に取得したコントラスは、前回(i−1回目)のコントラスに対して、予め設定した極小値の範囲内にあるか否か(即ち、コントラスが測定誤差を考慮して実質的に変化しているか否か)判定する(S1828)。極小値は、測定誤差よりも大きな値とすればよく、例えば、2〜8程度とすればよい。処理装置20は、コントラスが実質的に変化していない場合(S1828でYESの場合)、処理を終了し、前回設定していた暗部幅BWを検査処理における暗部幅BWDとして使用する(図14参照)。
When the contrast is out of the allowable error range for the target contrast (NO in S1826), the
処理装置20は、コントラスが実質的に変化している場合(S1828でNOの場合)、暗部幅BWを、コントラストが高くなるように、前回の暗部幅BWとの差の1/2だけ加減する(S1830)。詳しくは、処理装置20は、以下の暗部幅補正式1又は暗部幅補正式2によって今回の暗部幅BWを補正し(S1830)、再び、対象表面80Sに投影画像60を投影して撮影する(S1812)。
When the contrast is substantially changed (NO in S1828), the
[暗部幅補正式1]コントラストが前回に比べて増加した場合
補正後の暗部幅BW=今回の暗部幅BW+(今回の暗部幅BW−前回の暗部幅BW)/2
[Dark area correction formula 1] When the contrast is increased compared to the previous time. Corrected dark area width BW = current dark area width BW + (current dark area width BW-previous dark area width BW) / 2
[暗部幅補正式2]コントラストが前回に比べて減少した場合
補正後の暗部幅BW=今回の暗部幅BW−(今回の暗部幅BW−前回の暗部幅BW)/2
[Dark area correction formula 2] When the contrast is reduced compared to the previous time The corrected dark area width BW = current dark area width BW- (current dark area width BW-previous dark area width BW) / 2
図18に示した投影準備処理によれば、処理時間を短縮しつつ、適切な暗部幅BWDが得られる。但し、上述した投影準備処理(特に、最大暗部幅算出式及び暗部幅補正式1、2)は、例示に過ぎず、投影準備処理は、コントラストを目標コントラストに近づけるように補正できる限り、様々に変形可能である。
According to the projection preparation process shown in FIG. 18, an appropriate dark area width BWD can be obtained while shortening the processing time. However, the projection preparation processing described above (particularly, the maximum dark area width calculation formula and the dark area
10 検査ユニット
12 検査台
20 処理装置
202 検査処理プログラム
204 検査準備処理プログラム
22 装置本体
24 記憶装置
242 明部幅ファイル
246 検査パラメータファイル
26 入力装置
28 表示装置
30 制御装置
40 投影装置
50 撮影装置
60,60P 投影画像
60L 仮想直線
62、62L 明部
64 暗部
60A,60B,60C,60D (変形例の)投影画像
LW,LWP 明部幅
BW 暗部幅
70 撮影画像
702 第1撮影画像(撮影画像)
704 第2撮影画像(撮影画像)
706 第3撮影画像(撮影画像)
70X MAX画像
70N MIN画像
70S SSMM画像
78 所定位置
80 対象物
80S 対象表面
82,84,86 欠陥部
88 所定位置
10
704 Second shot image (taken image)
706 Third photographed image (photographed image)
Claims (6)
前記検査ユニットは、投影装置と、撮影装置とを備えており、
前記投影装置は、投影画像を、シフト方向に沿ってシフトするようにして前記対象表面に投影可能であり、
前記撮影装置は、前記対象表面を撮影可能であり、
前記投影画像は、1以上の明部と、前記明部よりも低い輝度を有する1以上の暗部とを含んでおり、
前記投影画像を前記シフト方向に沿って1回以上シフトするようにして前記対象表面に投影することにより、前記対象表面における全ての位置に前記明部及び前記暗部を投影可能であり、
前記検査ユニットは、検査処理と、検査準備処理とを実行可能であり、
前記検査ユニットは、前記検査処理において、前記投影装置によって、前記投影画像を前記シフト方向に沿って1回以上シフトするようにして前記対象表面に投影し、前記撮影装置によって、前記対象表面を撮影し、これにより前記欠陥を検出し、
前記検査ユニットは、前記検査準備処理において、前記投影装置によって、前記対象表面における少なくとも1つの所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を1回以上投影し、前記撮影装置によって、2以上の画像を撮影する
検査ユニット。 An inspection unit for detecting defects on the target surface.
The inspection unit includes a projection device and an imaging device.
The projection device can project the projected image onto the target surface so as to shift along the shift direction.
The photographing device can photograph the target surface, and can photograph the target surface.
The projected image includes one or more bright areas and one or more dark areas having a lower brightness than the bright areas.
By projecting the projected image onto the target surface so as to shift one or more times along the shift direction, the bright portion and the dark portion can be projected at all positions on the target surface.
The inspection unit is capable of performing inspection processing and inspection preparation processing.
In the inspection process, the inspection unit projects the projected image onto the target surface so as to shift the projected image one or more times along the shift direction by the projection device, and photographs the target surface by the imaging device. And thereby detect the defect
In the inspection preparation process, the inspection unit projects the bright part and the dark part one or more times on at least one predetermined position on the target surface by the projection device, and the inspection unit 2 An inspection unit that captures the above images.
前記検査ユニットは、処理装置を備えており、
前記処理装置は、前記投影装置及び前記撮影装置の夫々と通信可能に接続されており、
前記検査準備処理は、投影準備処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅を変更しつつ、1回以上の暗部幅調整処理を行い、
前記処理装置は、前記暗部幅調整処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、前記明部及び前記暗部の夫々を1回以上投影し、前記撮影装置が撮影した2以上の前記画像によって、前記所定位置における輝度の最大値と輝度の最小値との差であるコントラストを取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記暗部幅調整処理によって取得した1以上の前記コントラストに基づいて、前記検査処理における前記暗部幅を取得する
検査ユニット。 The inspection unit according to claim 1.
The inspection unit is provided with a processing device.
The processing device is communicatively connected to each of the projection device and the photographing device.
The inspection preparation process includes a projection preparation process.
In the projection preparation process, the processing device performs one or more dark portion width adjustment processes while changing the dark portion width.
In each of the dark portion width adjusting processes, the processing device projects the bright portion and the dark portion one or more times with respect to the predetermined position by the projection device, and two or more images taken by the photographing apparatus. From the image, the contrast which is the difference between the maximum value of the brightness and the minimum value of the brightness at the predetermined position is acquired.
The processing device is an inspection unit that acquires the dark portion width in the inspection process based on one or more contrasts acquired by the dark portion width adjusting process in the projection preparation process.
前記検査準備処理は、前記投影準備処理に加えて、撮影準備第1処理及び撮影準備第2処理を含んでおり、
前記処理装置は、前記投影準備処理の前に、前記撮影準備第1処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第1処理において、前記撮影装置における明るさを規定する撮影パラメータを変更しつつ、1回以上の撮影パラメータ調整第1処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第1処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を1回以上投影し、前記撮影装置が撮影した1以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第1処理において、前記撮影パラメータ調整第1処理によって取得した1以上の前記最大輝度に基づいて、前記撮影パラメータの仮設定値を取得し、
前記処理装置は、前記投影準備処理において、前記撮影装置によって、前記撮影パラメータの前記仮設定値を使用して撮影し、
前記処理装置は、前記投影準備処理の後に、前記撮影準備第2処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影準備第2処理において、前記撮影パラメータを変更しつつ、1回以上の撮影パラメータ調整第2処理を行い、
前記処理装置は、前記撮影パラメータ調整第2処理の夫々において、前記投影装置によって、前記所定位置に対して、少なくとも前記明部を1回以上投影し、前記撮影装置が撮影した1以上の画像によって、前記所定位置における輝度の最大値である最大輝度を取得し、
前記処理装置は、前記撮影準備第2処理において、前記撮影パラメータ調整第2処理によって取得した1以上の前記最大輝度に基づいて、前記検査処理における前記撮影パラメータの設定値を取得する
検査ユニット。 The inspection unit according to claim 2.
In addition to the projection preparation process, the inspection preparation process includes an imaging preparation first process and an imaging preparation second process.
Before the projection preparation process, the processing device performs the shooting preparation first process,
In the first process of preparing for shooting, the processing device performs the first process of adjusting shooting parameters one or more times while changing the shooting parameters that define the brightness of the shooting device.
In each of the first processings for adjusting the imaging parameters, the processing apparatus projects the bright portion at least once with respect to the predetermined position by the projection apparatus, and the imaging apparatus captures one or more images. , Acquires the maximum brightness which is the maximum value of the brightness at the predetermined position.
In the first process of preparing for shooting, the processing device acquires a provisionally set value of the shooting parameter based on one or more of the maximum luminances acquired by the first process of adjusting the shooting parameter.
In the projection preparation process, the processing device takes a picture by the taking picture device using the provisional set value of the picture taking parameter.
After the projection preparation process, the processing device performs the shooting preparation second process.
In the shooting preparation second processing, the processing device performs one or more shooting parameter adjustment second processing while changing the shooting parameters.
In each of the second processings for adjusting the imaging parameters, the processing apparatus projects the bright portion at least once with respect to the predetermined position by the projection apparatus, and the imaging apparatus captures one or more images. , Acquires the maximum brightness which is the maximum value of the brightness at the predetermined position.
The processing device is an inspection unit that acquires a set value of the imaging parameter in the inspection process based on one or more of the maximum luminances acquired by the imaging parameter adjustment second process in the imaging preparation second process.
前記撮影パラメータは、前記撮影装置の露光時間及び感度である
検査ユニット。 The inspection unit according to claim 3.
The imaging parameter is an inspection unit which is the exposure time and sensitivity of the imaging apparatus.
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