JP2020139821A - Inspection device, inspection system and inspection method - Google Patents

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Abstract

To provide a technology that improves estimation accuracy of a surface roughness parameter of an inspection object.SOLUTION: One aspect of the present invention is an inspection device that comprises: an irradiation unit that includes a plurality of light source units being located in a prescribed plane, and radiating light of a linear polarization in a prescribed polarization direction; an imaging unit that, with the light radiated by the irradiation unit and subjected to a mirror-surface reflection, diffuse reflection or sub-surface scattering upon an inspection object as secondary light, receives a polarization which is extracted by a polarization filter, in a plurality of polarization directions of the secondary light, and creates, for each polarization direction, image group information serving as a group of image data on a two-dimensional image for each of a plurality of light wavelengths predetermined on the basis of intensity of the received polarization; a separation unit that acquires a wavelength spectrum of the mirror-surface reflection light on the basis of a plurality of image group information created by the imaging device; and a surface roughness calculation unit that calculates a surface roughness parameter on the basis of the wavelength spectrum acquired by the separation unit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、検査装置、検査システム及び検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection device, an inspection system and an inspection method.

タイヤ等の複雑な立体形状を有する検査対象の外観を検査するために、偏光を利用して表面の凹凸を高精度に測定する技術が提案されている(特許文献1参照)。提案された技術では、単一の方向から検査対象の表面に偏光を線状に照射し、反射光の偏光状態を解析することで表面粗さパラメタを算出する。しかしながら、単一の方向から照射するため、提案された技術では、表面粗さパラメタの精度が悪い場合があった。
そこで、線状の偏光光源に代えて、面状の偏光光源によって検査対象を照射する検査技術が提案されている(特許文献2参照)。提案された技術では、面状光源の鏡面反射をカメラで撮影した画像を解析(非特許文献1、非特許文献2参照)することで、表面粗さパラメタを算出する。しかしながら、検査対象が立体形状を有する場合、鏡面反射をカメラが受光できない場合があり、このような場合、表面粗さパラメタの精度が悪い場合があった。
In order to inspect the appearance of an inspection object having a complicated three-dimensional shape such as a tire, a technique for measuring surface irregularities with high accuracy using polarized light has been proposed (see Patent Document 1). In the proposed technique, the surface of the inspection target is linearly irradiated with polarized light from a single direction, and the surface roughness parameter is calculated by analyzing the polarization state of the reflected light. However, since the irradiation is performed from a single direction, the accuracy of the surface roughness parameter may be poor in the proposed technique.
Therefore, an inspection technique for irradiating an inspection target with a planar polarized light source instead of the linear polarized light source has been proposed (see Patent Document 2). In the proposed technique, the surface roughness parameter is calculated by analyzing an image taken by a camera of the specular reflection of a planar light source (see Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). However, when the inspection target has a three-dimensional shape, the camera may not be able to receive specular reflection, and in such a case, the accuracy of the surface roughness parameter may be poor.

特開2011−196741号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-196741 特開2013−213836号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-213836

David A. Forsyth、「Computer Vision: A Modern Approach Second Edition」、Pearson出版、2011年David A. Forsyth, "Computer Vision: A Modern Approach Second Edition", Pearson Publishing, 2011 Zhengyou Zhang,「Flexible Camera Calibration by Viewing a Plane from Unknown Orientations」,IEEE,0-7695-0164-8/99,1999年Zhengyou Zhang, "Flexible Camera Calibration by Viewing a Plane from Unknown Orientations", IEEE, 0-7695-0164-8 / 99, 1999

上記の問題にくわえ、さらに特許文献1及び特許文献2に開示された技術は、どちらも表面下散乱の影響を考慮した技術ではなかった。そのため、従来は、検査対象によっては表面粗さパラメタの推定精度が悪い場合があった。 In addition to the above problems, neither of the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 is a technique considering the influence of subsurface scattering. Therefore, conventionally, the estimation accuracy of the surface roughness parameter may be poor depending on the inspection target.

上記事情に鑑み、本発明は、検査対象の表面粗さパラメタの推定精度を向上させる技術を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a technique for improving the estimation accuracy of the surface roughness parameter to be inspected.

本発明の一態様は、所定の面内に位置し所定の偏光方向の直線偏光の光を放射する複数の光源部、を備える照射部が照射した前記光が検査対象によって鏡面反射、拡散反射又は表面下散乱した前記光を二次光として、偏光フィルタによって抽出された偏光であって前記二次光のうちの複数の偏光方向の偏光を受光し、受光した前記偏光の強度に基づいて予め定められた複数の光波長ごとの二次元画像の画像データの集合である画像集合情報を各前記偏光方向ごとに生成する撮像部と、前記撮像部が生成した複数の前記画像集合情報に基づいて、鏡面反射光の波長スペクトルを取得する分離部と、前記分離部が取得した前記波長スペクトルに基づいて、前記検査対象の表面粗さを表す表面粗さパラメタを算出する表面粗さ算出部と、を備える検査装置である。 One aspect of the present invention is that the light emitted by the irradiation unit including a plurality of light source units located in a predetermined plane and emitting linearly polarized light in a predetermined polarization direction is specularly reflected, diffusely reflected, or diffused depending on the inspection target. The light scattered under the surface is used as the secondary light, and the polarized light extracted by the polarizing filter, which receives the polarized light in a plurality of polarization directions of the secondary light, is predetermined based on the intensity of the received polarized light. Based on an image pickup unit that generates image set information, which is a set of image data of two-dimensional images for each of a plurality of light wavelengths, for each of the polarization directions, and a plurality of the image set information generated by the image pickup unit. A separation unit that acquires the wavelength spectrum of specularly reflected light, and a surface roughness calculation unit that calculates a surface roughness parameter representing the surface roughness of the inspection target based on the wavelength spectrum acquired by the separation unit. It is an inspection device to be equipped.

本発明の一態様は、所定の面内に位置し所定の偏光方向の直線偏光の光を放射する複数の光源部、を備える照射部と、所定の偏光方向の偏光を抽出する偏光フィルタと、前記照射部が照射した前記光が検査対象によって鏡面反射、拡散反射又は表面下散乱した前記光を二次光として、前記偏光フィルタによって抽出された偏光であって前記二次光のうちの複数の偏光方向の偏光を受光し、受光した前記偏光の強度に基づいて予め定められた複数の光波長ごとの二次元画像の画像データの集合である画像集合情報を各前記偏光方向ごとに生成する撮像部と、前記撮像部が生成した複数の前記画像集合情報に基づいて、鏡面反射光の波長スペクトルを取得する分離部と、前記分離部が取得した前記波長スペクトルに基づいて、前記検査対象の表面粗さを表す表面粗さパラメタを算出する表面粗さ算出部と、を備える検査システムである。 One aspect of the present invention includes an irradiation unit including a plurality of light source units located in a predetermined plane and emitting linearly polarized light in a predetermined polarization direction, a polarizing filter for extracting polarized light in a predetermined polarization direction, and a polarizing filter. The light emitted by the irradiation unit is mirror-reflected, diffusely reflected, or subsurfacely scattered by the inspection target, and is polarized light extracted by the polarizing filter, with the light being scattered under the surface as the secondary light, and is a plurality of the secondary light. Imaging that receives polarized light in the polarization direction and generates image set information that is a set of image data of two-dimensional images for each of a plurality of predetermined light wavelengths based on the intensity of the received polarized light for each polarization direction. A separation unit that acquires a wavelength spectrum of mirror-reflected light based on the unit, a plurality of image set information generated by the imaging unit, and a surface of the inspection target based on the wavelength spectrum acquired by the separation unit. It is an inspection system including a surface roughness calculation unit for calculating a surface roughness parameter representing roughness.

本発明の一態様は、所定の面内に位置し所定の偏光方向の直線偏光の光を放射する複数の光源部、を備える照射部が前記光を照射する照射ステップと、前記照射部が照射した前記光が検査対象によって鏡面反射、拡散反射又は表面下散乱した前記光を二次光として、偏光フィルタによって抽出された偏光であって前記二次光のうちの複数の偏光方向の偏光を受光し、受光した前記偏光の強度に基づいて予め定められた複数の光波長ごとの二次元画像の画像データの集合である画像集合情報を各前記偏光方向ごとに生成する撮像ステップと、前記撮像ステップにおいて生成された複数の前記画像集合情報に基づいて、鏡面反射光の波長スペクトルを取得する分離ステップと、前記分離ステップにおいて取得された前記波長スペクトルに基づいて、前記検査対象の表面粗さを表す表面粗さパラメタを算出する表面粗さ算出ステップと、を有する検査方法である。 One aspect of the present invention is an irradiation step in which an irradiation unit including a plurality of light source units located in a predetermined plane and emitting linearly polarized light in a predetermined polarization direction irradiates the light, and the irradiation unit irradiates the light. The light is mirror-reflected, diffusely reflected, or subsurfacely scattered by the inspection target, and is used as secondary light, which is polarized light extracted by a polarizing filter and receives polarized light in a plurality of polarization directions among the secondary light. An imaging step of generating image set information, which is a set of image data of a plurality of predetermined two-dimensional images for each light wavelength based on the intensity of the received polarized light, for each polarization direction, and an imaging step. The separation step of acquiring the wavelength spectrum of the mirror-reflected light based on the plurality of the image set information generated in the above step, and the surface roughness of the inspection target are represented based on the wavelength spectrum acquired in the separation step. It is an inspection method including a surface roughness calculation step for calculating a surface roughness parameter.

本発明により、検査対象の表面粗さパラメタの推定精度を向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the estimation accuracy of the surface roughness parameter to be inspected.

実施形態の検査システム1の機能構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the functional structure of the inspection system 1 of embodiment. 実施形態の検査システム1に係る原理の概要を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the outline of the principle which concerns on inspection system 1 of embodiment. 実施形態における検知部51の機能構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the functional structure of the detection part 51 in an embodiment. 実施形態の検査システム1が実行する処理の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the process which the inspection system 1 of embodiment executes. 実施形態における検査対象画像の実験結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the experimental result of the inspection target image in an embodiment. 変形例における検査システム1aの機能構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the functional structure of the inspection system 1a in the modification. 変形例における復元部516の一例を示す図。The figure which shows an example of the restoration part 516 in the modification. 変形例におけるなす角βの変化と鏡面反射成分の変化との対応関係を示す実験結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the experimental result which shows the correspondence relation between the change of the angle β formed in the modification, and the change of a specular reflection component. 変形例の検査システム1bの機能構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the functional structure of the inspection system 1b of a modification. 変形例における検知部51bの機能構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the functional structure of the detection part 51b in the modification. 変形例の検査システム1bが実行する処理の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the process which the inspection system 1b of a modification is executed.

図1は、実施形態の検査システム1の機能構成の一例を示す図である。
検査システム1は、照射部10、偏光フィルタ20、撮像装置40、検査装置50及び検査システム制御部60を備える。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the functional configuration of the inspection system 1 of the embodiment.
The inspection system 1 includes an irradiation unit 10, a polarizing filter 20, an image pickup device 40, an inspection device 50, and an inspection system control unit 60.

照射部10は、複数の光源部101を備える。複数の光源部101は、所定の面内に位置する。照射部10が照射する光は、所定の偏光方向の直線偏光の光である。所定の偏光方向は、例えば、光源部101が位置する所定の面に平行な偏光方向であってもよい。照射部10が照射する光は、各光源部101の位置に応じた入射角で検査対象9に入射する。照射部10が検査対象9に照射する光は、複数の光源部101の一部又は全部が放射する光である。複数の光源部101は、どのように配置されてもよく、例えば、所定の面内に格子状に配置されてもよい。複数の光源部101は、例えば、形状が棒状であれば、所定の面内で、棒に垂直な方向に一列に配置されてもよい。またこのような場合、所定の偏光方向は、例えば、棒に平行な方向であってもよいし、棒に垂直な方向であってもよい。 The irradiation unit 10 includes a plurality of light source units 101. The plurality of light source units 101 are located in a predetermined plane. The light emitted by the irradiation unit 10 is linearly polarized light in a predetermined polarization direction. The predetermined polarization direction may be, for example, a polarization direction parallel to a predetermined surface on which the light source unit 101 is located. The light emitted by the irradiation unit 10 is incident on the inspection target 9 at an incident angle corresponding to the position of each light source unit 101. The light emitted by the irradiation unit 10 to the inspection target 9 is light emitted by a part or all of the plurality of light source units 101. The plurality of light source units 101 may be arranged in any manner, and may be arranged in a grid pattern in a predetermined plane, for example. For example, if the shape of the plurality of light source units 101 is rod-shaped, the plurality of light source units 101 may be arranged in a row in a predetermined plane in a direction perpendicular to the rod. Further, in such a case, the predetermined polarization direction may be, for example, a direction parallel to the rod or a direction perpendicular to the rod.

照射部10は、例えば、ディスプレイ機能を有する面状偏光光源である。ディスプレイ機能を有する面状偏光光源とは、任意の形状の画像を表示するディスプレイである。照射部10が表示する表示画像は、線状の画像であってもよいし、点状の画像であってもよい。照射部10が表示する表示画像は、同時に表示された複数の図形であってもよい。
照射部10が備えるディスプレイ機能は、複数の光源部101の一部又は全部による光の放射によって実現される。
照射部10による表示画像の表示とは、照射部10が備える複数の光源部101のうち、表示画像と同様の形状に位置する一部又は全ての光源部101が光を放射する動作である。
The irradiation unit 10 is, for example, a planar polarized light source having a display function. A planar polarized light source having a display function is a display that displays an image of an arbitrary shape. The display image displayed by the irradiation unit 10 may be a linear image or a dot image. The display image displayed by the irradiation unit 10 may be a plurality of figures displayed at the same time.
The display function included in the irradiation unit 10 is realized by the radiation of light by a part or all of the plurality of light source units 101.
The display of the display image by the irradiation unit 10 is an operation in which some or all the light source units 101 located in the same shape as the display image of the plurality of light source units 101 included in the irradiation unit 10 radiate light.

以下、照射部10が、線状の画像の表示や複数の図形の表示等の所定の大きさ以上の大きさの画像を表示する動作を、線状画像表示動作という。以下、照射部10が、照射部10が所定の大きさ未満の単一の点の画像を表示する動作を、単一点表示動作という。
照射部10が線状画像表示動作を実行する場合には、照射部10が単一点表示動作を実行する場合よりも、検査対象9の広い範囲が一度に照射される。
Hereinafter, an operation in which the irradiation unit 10 displays an image having a size larger than a predetermined size, such as displaying a linear image or displaying a plurality of figures, is referred to as a linear image display operation. Hereinafter, the operation in which the irradiation unit 10 displays an image of a single point smaller than a predetermined size by the irradiation unit 10 is referred to as a single point display operation.
When the irradiation unit 10 executes the linear image display operation, a wider range of the inspection target 9 is irradiated at one time than when the irradiation unit 10 executes the single point display operation.

線状画像表示動作は、例えば、照射部10が備える複数の光源部101のうち、線状に並ぶ一部又は全ての光源部101が光を放射する動作である。
単一点表示動作は、例えば、照射部10が備える複数の光源部101のうち、所定の円周内に位置する一部又は全ての光源部101が光を放射する動作である。
The linear image display operation is, for example, an operation in which some or all of the light source units 101 arranged in a line among the plurality of light source units 101 included in the irradiation unit 10 emit light.
The single point display operation is, for example, an operation in which some or all of the light source units 101 located within a predetermined circumference of the plurality of light source units 101 included in the irradiation unit 10 emit light.

照射部10は、面状発光光源であればどのようなものであってもよい。照射部10は、例えば、液晶ディスプレイやデジタルミラーデバイス等を用いたリアプロジェクションディスプレイであってもよい。照射部10は、例えば、有機EL(electro-luminescence)ディスプレイであってもよい。照射部10は、例えば、有機ELディスプレイの前面全てを覆うように1枚の直線偏光板が配置された光源であってもよい。 The irradiation unit 10 may be any surface emitting light source. The irradiation unit 10 may be, for example, a rear projection display using a liquid crystal display, a digital mirror device, or the like. The irradiation unit 10 may be, for example, an organic EL (electro-luminescence) display. The irradiation unit 10 may be, for example, a light source in which one linear polarizing plate is arranged so as to cover the entire front surface of the organic EL display.

偏光フィルタ20は、フィルタ方向を変更可能な偏光フィルタであって、入射する光から偏光方向がフィルタ方向である偏光を抽出し出射する。フィルタ方向は、偏光フィルタ20を透過した光の偏光方向である。偏光フィルタ20は、例えば、回転可能な偏光フィルタであって、回転することでフィルタ方向を変更する。
例えば、偏光フィルタ20は、検査対象9に入射した光1Lの反射光又は散乱光である二次光が入射すると、偏光方向がフィルタ方向と一致する偏光を出射する。偏光フィルタ20が回転することで、フィルタ方向が変更される。検査システム1においては、フィルタ方向の変更によって偏光フィルタ20に入射する光の偏光方向依存性が測定される。なお、偏光フィルタ20は、フィルタ方向を変更可能であればどのような仕組みでフィルタ方向を変更してもよく、必ずしも回転することでフィルタ方向を変更する必要は無い。
The polarizing filter 20 is a polarizing filter whose filter direction can be changed, and extracts and emits polarized light whose polarization direction is the filter direction from incident light. The filter direction is the polarization direction of the light transmitted through the polarizing filter 20. The polarizing filter 20 is, for example, a rotatable polarizing filter that changes the filter direction by rotating.
For example, the polarizing filter 20 emits polarized light whose polarization direction coincides with the filter direction when the reflected light or scattered light of 1 L of light incident on the inspection target 9 is incident. The rotation of the polarizing filter 20 changes the filter direction. In the inspection system 1, the polarization direction dependence of the light incident on the polarizing filter 20 is measured by changing the filter direction. The polarizing filter 20 may change the filter direction by any mechanism as long as the filter direction can be changed, and it is not always necessary to change the filter direction by rotating the polarizing filter 20.

撮像装置40は、二次元的に配列された複数の受光素子401を備える。撮像装置40は、偏光フィルタ20を透過して検査対象9に入射した光1Lの反射光又は散乱光であって偏光フィルタ20を透過した反射光又は散乱光である二次光を、複数の受光素子401によって受光する。 The image pickup apparatus 40 includes a plurality of light receiving elements 401 arranged two-dimensionally. The image pickup apparatus 40 receives a plurality of secondary lights, which are the reflected light or scattered light of 1 L of light transmitted through the polarizing filter 20 and incident on the inspection target 9, and which is the reflected light or scattered light transmitted through the polarizing filter 20. Light is received by the element 401.

撮像装置40は、受光した二次光に基づき、複数のフィルタ方向の各々について画像集合情報を生成する。画像集合情報は、予め定められた複数の光波長ごとの二次元画像の画像データの集合である。光波長ごとの二次元画像のそれぞれは、光波長ごとに、各受光素子401が受光した二次光の波長成分の強度を示す画像である。光波長は、光の波長である。 The image pickup apparatus 40 generates image set information for each of the plurality of filter directions based on the received secondary light. The image set information is a set of image data of two-dimensional images for each of a plurality of predetermined light wavelengths. Each of the two-dimensional images for each light wavelength is an image showing the intensity of the wavelength component of the secondary light received by each light receiving element 401 for each light wavelength. The light wavelength is the wavelength of light.

このように、検査システム1において、撮像装置40が受光する二次光は、検査対象9に入射した光1Lの二次光のうち偏光フィルタ20を透過した光である偏光である。検査システム1において、撮像装置40は、受光した偏光に基づいて、画像集合情報を生成する。 As described above, in the inspection system 1, the secondary light received by the image pickup apparatus 40 is polarized light that has passed through the polarizing filter 20 among the secondary light of 1 L of light incident on the inspection target 9. In the inspection system 1, the image pickup apparatus 40 generates image set information based on the received polarized light.

撮像装置40は、例えば、ハイパースペクトルカメラである。画像集合情報は、例えば、データキューブである。 The image pickup apparatus 40 is, for example, a hyperspectral camera. The image set information is, for example, a data cube.

なお、偏光フィルタ20は、必ずしも撮像装置40の筐体の外に位置する必要は無い。偏光フィルタ20は、光1Lの二次光の出射位置と受光素子401との間に位置すれば、どのような位置にあってもよい。例えば、偏光フィルタ20が撮像装置40の筐体内に位置してもよい。偏光フィルタ20と撮像装置40とは、一体に構成されてもよい。以下、偏光フィルタ20と撮像装置40とが一体に構成された機能部を、撮像ユニット41という。 The polarizing filter 20 does not necessarily have to be located outside the housing of the image pickup apparatus 40. The polarizing filter 20 may be located at any position as long as it is located between the emission position of the secondary light of 1 L of light and the light receiving element 401. For example, the polarizing filter 20 may be located inside the housing of the imaging device 40. The polarizing filter 20 and the image pickup apparatus 40 may be integrally configured. Hereinafter, the functional unit in which the polarizing filter 20 and the imaging device 40 are integrally configured is referred to as an imaging unit 41.

撮像ユニット41は、例えば、ディジタルカメラのレンズ前面に回転可能な直線偏光板を配したものであってもよい。撮像ユニット41は、より好ましくは、例えば、以下に記載の参考文献1〜3に記載された偏光カメラであってもよい。
参考文献1:特開2017−017563号公報
参考文献2:特開2014−57231号公報
参考文献3:特開2012−80065号公報
The image pickup unit 41 may have, for example, a rotatable linear polarizing plate arranged on the front surface of the lens of a digital camera. The image pickup unit 41 may be more preferably, for example, the polarized camera described in References 1 to 3 described below.
Reference 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-017563 Reference 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-57231 Reference Reference 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-80065

撮像ユニット41は、例えば、LUCID 社製VP−PHX050S−Pや、Teledyne DALSA社製Nano−M2450−Polarized、FLIR社製Blackfly S Polarized 5.0 MP USB3 Visionであってもよい。 The imaging unit 41 may be, for example, VP-PHX050S-P manufactured by LUCID, Nano-M2450-Polarized manufactured by Teledyne DALSA, or Blackfly S Polarized 5.0 MP USB3 Vision manufactured by FLIR.

検査装置50は、バスで接続されたCPU(Central Processing Unit)501やメモリ502や補助記憶装置503などを備え、プログラムを実行する。検査装置50は、プログラムの実行によって入力部504及び出力部505を備える装置として機能する。
CPU501は、メモリ502又は補助記憶装置503に記憶されたプログラムを実行することによって検知部51として機能する。検知部51は、画像集合情報に基づいて、検査対象9の外観の不良箇所を検知する。検査対象9の外観の不良箇所を検知するとは、検査対象9の外観に不良箇所があるか否かを判定する処理と、不良箇所があると判定された場合に不良箇所の位置を特定する処理とを検知部51が実行することである。
The inspection device 50 includes a CPU (Central Processing Unit) 501, a memory 502, an auxiliary storage device 503, and the like connected by a bus, and executes a program. The inspection device 50 functions as a device including an input unit 504 and an output unit 505 by executing a program.
The CPU 501 functions as a detection unit 51 by executing a program stored in the memory 502 or the auxiliary storage device 503. The detection unit 51 detects a defective portion of the appearance of the inspection target 9 based on the image set information. To detect a defective part in the appearance of the inspection target 9, a process of determining whether or not there is a defective part in the appearance of the inspection target 9, and a process of identifying the position of the defective part when it is determined that there is a defective part. Is executed by the detection unit 51.

検査システム制御部60は、CPUやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。検査システム制御部60は、プログラムの実行によって、検査システム1が備える各機能部の動作を制御する。検査システム制御部60は、例えば、照射部10aの照射時に偏光フィルタ20及び撮像装置40を同期して動作させることで、撮像装置40に複数のフィルタ方向ごとの画像集合情報を生成させる。 The inspection system control unit 60 includes a CPU, a memory, an auxiliary storage device, and the like, and executes a program. The inspection system control unit 60 controls the operation of each functional unit included in the inspection system 1 by executing a program. The inspection system control unit 60 causes the image pickup device 40 to generate image set information for each of a plurality of filter directions by, for example, operating the polarizing filter 20 and the image pickup device 40 in synchronization with each other when the irradiation unit 10a is irradiated.

なお、光源部101と、検査対象9と、偏光フィルタ20と、撮像装置40とは、光源部101による光の放射によって照射された検査対象9の表面(被照射面)を、偏光フィルタ20を介して撮像装置40が撮影することができる位置に位置すればどのような位置に位置してもよい。 The light source unit 101, the inspection target 9, the polarizing filter 20, and the imaging device 40 use the polarizing filter 20 on the surface (irradiated surface) of the inspection target 9 irradiated by the radiation of light by the light source unit 101. It may be located at any position as long as it is located at a position where the image pickup apparatus 40 can take an image.

なお、複数の光源部101の位置関係が、複数の光源部101の位置関係のうち光源部101の全てが光を放射した場合の検査対象9上の被照射面の面積が最大になる位置関係であって、撮像装置40が、検査対象9上に照射された光が正反射する方向に位置することが望ましい。このような場合、撮像装置40に入射する反射光の光強度が強くなり、検査に要する時間が短くなる。以下、このような、光源部101と、検査対象9と、偏光フィルタ20と、撮像装置40と位置関係を第1理想位置関係という。
なお、撮像装置40は、被照射面の全てを撮影できる距離に位置することが、より望ましい。このような場合、1度の撮影で検査できる面積が最大になり、検査に要する時間が短くなる。以下、第1理想位置関係のうち、撮像装置40が被照射面の全てを撮影できる距離に位置する位置関係を、第2理想位置関係という。
The positional relationship of the plurality of light source units 101 is such that the area of the irradiated surface on the inspection target 9 is maximized when all of the light source units 101 emit light among the positional relationships of the plurality of light source units 101. Therefore, it is desirable that the image pickup apparatus 40 is located in a direction in which the light emitted on the inspection target 9 is specularly reflected. In such a case, the light intensity of the reflected light incident on the image pickup apparatus 40 becomes stronger, and the time required for the inspection becomes shorter. Hereinafter, such a positional relationship between the light source unit 101, the inspection target 9, the polarizing filter 20, and the image pickup apparatus 40 will be referred to as a first ideal positional relationship.
It is more desirable that the image pickup apparatus 40 is located at a distance at which the entire irradiated surface can be photographed. In such a case, the area that can be inspected in one shooting is maximized, and the time required for the inspection is shortened. Hereinafter, among the first ideal positional relationships, the positional relationship in which the imaging device 40 is located at a distance at which the entire irradiated surface can be photographed is referred to as a second ideal positional relationship.

ここで、図2を用いて検査システム1に係る原理の概要を説明する。
図2は、実施形態の検査システム1に係る原理の概要を説明する説明図である。図2において、照射部10aは、液晶ディスプレイである。図2において、検査対象9は透明又は半透明の物体である。
Here, the outline of the principle relating to the inspection system 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an outline of the principle according to the inspection system 1 of the embodiment. In FIG. 2, the irradiation unit 10a is a liquid crystal display. In FIG. 2, the inspection target 9 is a transparent or translucent object.

照射部10a上の一点の輝点によって照明された光の検査対象9による直接反射光1Lには、鏡面反射光と、拡散反射光と、表面下散乱による光(以下「表面下散乱光」という。)とが含まれている。鏡面反射光は偏光しているが、拡散反射光や表面下散乱光は、多重散乱により、偏光していない。 The directly reflected light 1L by the inspection target 9 of the light illuminated by one bright spot on the irradiation unit 10a includes mirror-reflected light, diffuse-reflected light, and light due to subsurface scattering (hereinafter referred to as "subsurface scattered light"). .) And are included. The specularly reflected light is polarized, but the diffusely reflected light and the subsurface scattered light are not polarized due to multiple scattering.

一般に、偏光している光は、偏光板の回転によって、透過強度が変化する。一方、偏光していない光は、偏光板の回転によって、透過強度は変化しない。したがって、検査システム1において、直接反射光1Lの光強度のうち偏光板の回転に応じて変動する光強度が鏡面反射光に由来する光強度である。そのため、偏光板の回転に応じて変動する光強度と変動しない光強度とが測定されれば、鏡面反射光の光強度と、拡散反射光及び表面下散乱光の光強度とは分離可能である。 In general, the transmitted intensity of polarized light changes with the rotation of the polarizing plate. On the other hand, the transmission intensity of unpolarized light does not change due to the rotation of the polarizing plate. Therefore, in the inspection system 1, the light intensity that fluctuates according to the rotation of the polarizing plate among the light intensity of the directly reflected light 1L is the light intensity derived from the specularly reflected light. Therefore, if the light intensity that fluctuates according to the rotation of the polarizing plate and the light intensity that does not fluctuate are measured, the light intensity of the specular reflected light and the light intensity of the diffuse reflected light and the subsurface scattered light can be separated. ..

検査システム1においては、偏光フィルタ20が偏光板である。検査システム1においては、偏光フィルタ20を回転させることで4以上の異なる複数のフィルタ方向における光強度が測定されれば、鏡面反射光の光強度と、拡散反射光及び表面下散乱光の光強度とは分離可能である。以下、鏡面反射光の光強度を鏡面反射光成分という。以下、拡散反射光及び表面下散乱光の光強度を非偏光成分という。なお、鏡面反射光と、拡散反射光と、表面下散乱光とは、いずれも二次光である。なお、直接反射光1Lは、二次光の一例である。 In the inspection system 1, the polarizing filter 20 is a polarizing plate. In the inspection system 1, if the light intensity in four or more different filter directions is measured by rotating the polarizing filter 20, the light intensity of the specular reflected light and the light intensity of the diffuse reflected light and the subsurface scattered light are measured. Is separable from. Hereinafter, the light intensity of the specularly reflected light is referred to as a specularly reflected light component. Hereinafter, the light intensity of the diffuse reflected light and the subsurface scattered light is referred to as a non-polarized component. The specular reflected light, the diffuse reflected light, and the subsurface scattered light are all secondary lights. The directly reflected light 1L is an example of secondary light.

検査システム1においては、具体的には、以下の処理が実行されることで、鏡面反射光成分と非偏光成分とが分離される。
検査システム1においては、まず複数のフィルタ方向ごとの画像集合情報が取得される。以下、複数のフィルタ方向ごとの画像集合情報を、フィルタ透過結果という。
Specifically, in the inspection system 1, the specularly reflected light component and the non-polarized light component are separated by executing the following processing.
In the inspection system 1, first, image set information for each of a plurality of filter directions is acquired. Hereinafter, the image set information for each of a plurality of filter directions is referred to as a filter transmission result.

検査システム1においては、次に、検査装置50がフィルタ透過結果に基づき、例えば、以下に記載の参考文献4に記載の方法によって光強度の最高値Imaxと最小値Iminとを算出する。次に、検査装置50が、最高値Imaxと最小値Iminに基づいて、鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離する。
参考文献4: Lawrence B Wolff and Terrance E. Boult 「Constraining object features using a polarization reflectance model」, IEEE Trans. PAMI, 1991年
In the inspection system 1, the inspection apparatus 50 then calculates the maximum value Imax and the minimum value Imin of the light intensity based on the filter transmission result by, for example, the method described in Reference 4 described below. Next, the inspection device 50 separates the specularly reflected light component and the non-polarized light component based on the maximum value Imax and the minimum value Imin.
Reference 4: Lawrence B Wolff and Terrance E. Boult "Constraining object features using a polarization reflectance model", IEEE Trans. PAMI, 1991

検査装置50が算出する鏡面反射光の光強度Isは、以下の式(1)で表される。 The light intensity Is of the specularly reflected light calculated by the inspection device 50 is represented by the following formula (1).

検査装置50は、次に、表面の粗さを表すパラメタである表面粗さを表す値である表面粗さパラメタσの値を算出する。表面粗さパラメタσは、値の大小によって表面の粗さを表す。表面粗さパラメタσは、値が大きいほど表面が粗いことを表してもよいし、値が小さいほど表面が粗いことを表してもよい。
表面粗さパラメタσは、例えば、所定の反射モデルにおける表面粗さを表す値である。所定の反射モデルとは、たとえば簡略化したトランス・スパロウモデルや、検査対象面の表面粗さパラメタの異方性を考慮したウォードモデル、フォンモデル、ラフォーチュンモデル等である。所定の反射モデルにおける表面粗さを表す値は、例えば、簡略化したトランス・スパロウモデルにおける表面粗さを表すパラメタであってもよい。
以下、説明の簡単のため、表面粗さパラメタσは、値が大きいほど表面が粗いことを表すと仮定する。
Next, the inspection device 50 calculates the value of the surface roughness parameter σ, which is a value representing the surface roughness, which is a parameter representing the surface roughness. The surface roughness parameter σ represents the surface roughness depending on the magnitude of the value. The surface roughness parameter σ may indicate that the surface is rough as the value is large, or that the surface is rough as the value is small.
The surface roughness parameter σ is, for example, a value representing the surface roughness in a predetermined reflection model. The predetermined reflection model is, for example, a simplified transformer sparrow model, a ward model considering the anisotropy of the surface roughness parameter of the surface to be inspected, a phone model, a lafortune model, and the like. The value representing the surface roughness in the predetermined reflection model may be, for example, a parameter representing the surface roughness in the simplified trans-sparrow model.
Hereinafter, for the sake of simplicity, it is assumed that the larger the value of the surface roughness parameter σ, the rougher the surface.

表面粗さパラメタσは、例えば、以下の式(2)で表される。式(2)が表す表面粗さパラメタσは、簡略化したトランス・スパロウモデルにおける表面粗さを表すパラメタである。 The surface roughness parameter σ is expressed by, for example, the following equation (2). The surface roughness parameter σ represented by the equation (2) is a parameter representing the surface roughness in the simplified trans-sparrow model.

トランス・スパロウモデルは、例えば、以下に記載の参考文献5に記載されている。
参考文献5: K. E. Torrance and E. M. Sparrow, “Theory for off-specular reflection from roughened surfaces”, Journal of the Optical Society of America, Vol.57, No.9, pp.1105-1114, 1967年
The trans-sparrow model is described, for example, in reference 5 below.
Reference 5: KE Torrance and EM Sparrow, “Theory for off-specular reflection from roughened surfaces”, Journal of the Optical Society of America, Vol.57, No.9, pp.1105-1114, 1967

式(2)において、Nは、図2に示すように、簡略化したトランス・スパロウモデルにおける物体法線の方向を表すベクトルである。式(2)において、Vは、図2に示すように、簡略化したトランス・スパロウモデルにおける視点方向を表すベクトルである。式(2)において、Ksは、簡略化したトランス・スパロウモデルにおける検査対象9の鏡面反射率を表す。式(2)において、βは、図2に示すように、簡略化したトランス・スパロウモデルにおける照射部10の方向と撮像装置40の方向とのなす角の二等分方向Hと、検査対象9の物体法線の方向Nと、のなす角である。なす角βは、非特許文献1の22ページに記載の方法によって取得される値である。
なお、検査対象9の鏡面反射率Ksは、例えば、以下に記載の参考文献6又は参考文献7に記載の方法によって屈折率1.567の表面平滑なガラスの鏡面反射率に基づき算出される。
参考文献6:「日本工業規格 鏡面光沢度−測定方法」 JIS Z 8741:1997
参考文献7:「日本工業規格 塗料一般試験方法−第4部:塗膜の視覚特性−第7節:鏡面光沢度」 JIS K 5600−4−7:1999
In equation (2), N is a vector representing the direction of the object normal in the simplified trans-sparrow model, as shown in FIG. In equation (2), V is a vector representing the viewpoint direction in the simplified trans-sparrow model, as shown in FIG. In formula (2), Ks represents the mirror reflectance of the inspection target 9 in the simplified trans-sparrow model. In the formula (2), as shown in FIG. 2, β is the bisection direction H of the angle formed by the direction of the irradiation unit 10 and the direction of the imaging device 40 in the simplified trans-sparrow model, and the inspection target 9 It is the angle formed by the direction N of the object normal of. The eggplant angle β is a value obtained by the method described on page 22 of Non-Patent Document 1.
The mirror reflectance Ks of the inspection target 9 is calculated based on the mirror reflectance of surface-smooth glass having a refractive index of 1.567, for example, by the method described in Reference 6 or Reference 7 described below.
Reference 6: "Japanese Industrial Standards Mirror Gloss-Measuring Method" JIS Z 8741: 1997
Reference 7: "Japanese Industrial Standard Paint General Test Method-Part 4: Visual Characteristics of Coating Film-Section 7: Mirror Gloss" JIS K 5600-4-7: 1999

検査装置50は、表面粗さパラメタσに基づいて、検査対象9の外観の不良箇所を検知する。 The inspection device 50 detects a defective portion of the appearance of the inspection target 9 based on the surface roughness parameter σ.

図3は、実施形態における検知部51の機能構成の一例を示す図である。検知部51は、検知処理を実行する。検知部51は、検知処理の実行によって、検査対象9の外観の不良箇所を検知する。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the functional configuration of the detection unit 51 in the embodiment. The detection unit 51 executes the detection process. The detection unit 51 detects a defective portion of the appearance of the inspection target 9 by executing the detection process.

検知部51は、画像生成部511、分離部512、表面粗さ算出部513、不良画素判定部514及び不良画素有無判定部515を備える。 The detection unit 51 includes an image generation unit 511, a separation unit 512, a surface roughness calculation unit 513, a defective pixel determination unit 514, and a defective pixel presence / absence determination unit 515.

画像生成部511は、画像集合情報に基づいて検査対象9の画像(以下「検査対象画像」という。)を生成する。検査対象画像は、画素の輝度が受光素子401の受光した二次光の強度に応じた輝度の画像である。検査対象画像は、各画素の輝度はひとつの受光素子401が受光した二次光の強度に応じた輝度の画像である。検査対象画像は、少なくとも2つの受光素子401が受光した二次光の強度に基づいて生成された画像である。例えば、検査対象画像の任意の2つの画素は、異なる受光素子401が受光した二次光の強度に応じた輝度の画像である。 The image generation unit 511 generates an image of the inspection target 9 (hereinafter referred to as “inspection target image”) based on the image set information. The image to be inspected is an image in which the brightness of the pixel corresponds to the intensity of the secondary light received by the light receiving element 401. The image to be inspected is an image in which the brightness of each pixel corresponds to the intensity of the secondary light received by one light receiving element 401. The image to be inspected is an image generated based on the intensity of the secondary light received by at least two light receiving elements 401. For example, any two pixels of the image to be inspected are images having brightness corresponding to the intensity of the secondary light received by different light receiving elements 401.

分離部512は、複数の発光光源ごとの画像集合情報に基づいて、検査対象画像の各画素における鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離する。発光光源とは、光を放射する光源部101である。鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離するとは、鏡面反射光の光強度を取得する処理である。 The separation unit 512 separates the specularly reflected light component and the non-polarized light component in each pixel of the image to be inspected based on the image set information for each of the plurality of light emitting light sources. The light emitting light source is a light source unit 101 that emits light. Separating the specularly reflected light component and the non-polarized light component is a process of acquiring the light intensity of the specularly reflected light.

分離部512は、各画素における鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離することで、位置波長スペクトル情報を取得する。位置波長スペクトル情報は、検査対象画像の各画素の鏡面反射光成分(すなわち、各画素における鏡面反射光の光強度Is)を示す情報である。 The separation unit 512 acquires position wavelength spectrum information by separating the specularly reflected light component and the non-polarized light component in each pixel. The position wavelength spectrum information is information indicating the specularly reflected light component of each pixel of the image to be inspected (that is, the light intensity Is of the specularly reflected light in each pixel).

表面粗さ算出部513は、位置波長スペクトル情報に基づき、検査対象画像の画素ごとに、検査対象9の表面粗さパラメタσの値を算出する。 The surface roughness calculation unit 513 calculates the value of the surface roughness parameter σ of the inspection target 9 for each pixel of the inspection target image based on the position wavelength spectrum information.

表面粗さ算出部513は、例えば、位置波長スペクトル情報に基づき、式(1)で表される光強度Isと、式(2)で表される表面粗さパラメタσの値とを算出することで、表面粗さパラメタσの値を検査対象画像の画素ごとに取得する。 The surface roughness calculation unit 513 calculates, for example, the light intensity Is represented by the formula (1) and the value of the surface roughness parameter σ represented by the formula (2) based on the position wavelength spectrum information. Then, the value of the surface roughness parameter σ is acquired for each pixel of the image to be inspected.

不良画素判定部514は、表面粗さ算出部513が取得した各画素における表面粗さパラメタσに基づき、検査対象画像の画素ごとに、画素が不良画素か否かを判定する。不良画素は、画素ごとの予め定められた所定の値を粗さ基準値を用いて判定される。以下、説明を簡単にするため、不良画素は、表面粗さパラメタσが粗さ基準値以上の画素であるとするが、粗さ基準値以下の画素であるとしても同様に判定できる。
以下、不良画素判定部514が、不良画素では無いと判定した画素を正常画素という。すなわち、正常画素は、表面粗さパラメタσが粗さ基準値未満の画素である。
The defective pixel determination unit 514 determines whether or not the pixel is a defective pixel for each pixel of the inspection target image based on the surface roughness parameter σ of each pixel acquired by the surface roughness calculation unit 513. The defective pixel is determined by using a predetermined roughness reference value for each pixel. Hereinafter, for the sake of simplicity, it is assumed that the defective pixel is a pixel whose surface roughness parameter σ is equal to or greater than the roughness reference value, but it can be similarly determined even if it is a pixel having a roughness reference value or less.
Hereinafter, the pixel determined by the defective pixel determination unit 514 to be not a defective pixel is referred to as a normal pixel. That is, a normal pixel is a pixel whose surface roughness parameter σ is less than the roughness reference value.

不良画素判定部514は、判定結果を示す情報を出力する。判定結果を示す情報は、不良画素と正常画素とを示す情報であれば、どのような形式の情報であってもよい。例えば、判定結果は、検査対象画像の不良画素に対応する画素を強調表示させた画像であってもよい。
このような場合、画素と受光素子401とを対応付ける予め定められた情報(以下「対応情報」という。)が補助記憶装置503に記憶されていれば、検知部51は、必ずしも、画像生成部511を備える必要は無い。なお、対応情報は、必ずしも補助記憶装置503に記憶されている必要は無く、検査装置50の動作のたびに対応情報を記憶する外部装置(不図示)から入力部504を介して入力されてもよい。
The defective pixel determination unit 514 outputs information indicating the determination result. The information indicating the determination result may be any type of information as long as it is information indicating defective pixels and normal pixels. For example, the determination result may be an image in which the pixels corresponding to the defective pixels of the inspection target image are highlighted.
In such a case, if the auxiliary storage device 503 stores predetermined information (hereinafter referred to as “correspondence information”) for associating the pixels with the light receiving element 401, the detection unit 51 does not necessarily have to be the image generation unit 511. There is no need to prepare. The correspondence information does not necessarily have to be stored in the auxiliary storage device 503, and may be input via the input unit 504 from an external device (not shown) that stores the correspondence information each time the inspection device 50 operates. Good.

不良画素有無判定部515は、不良画素判定部514の判定結果に基づいて、不良画素の有無を判定する。不良画素有無判定部515は、不良画素がある場合に、不良画素が有ると判定する。不良画素有無判定部515は、不良画素が無い場合に、不良画素が無いと判定する。 The defective pixel presence / absence determination unit 515 determines the presence / absence of defective pixels based on the determination result of the defective pixel determination unit 514. The defect pixel presence / absence determination unit 515 determines that there are defective pixels when there are defective pixels. The defect pixel presence / absence determination unit 515 determines that there are no defective pixels when there are no defective pixels.

図4は、実施形態の検査システム1が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
検査システム制御部60の制御によって、照射部10が動作し、光を照射する(ステップS101)。
検査システム制御部60の制御によって、照射部10、偏光フィルタ20及び撮像装置40が動作し、撮像装置40が、偏光フィルタ20の複数のフィルタ方向の各々について画像集合情報を生成する(ステップS102)。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing executed by the inspection system 1 of the embodiment.
Under the control of the inspection system control unit 60, the irradiation unit 10 operates and irradiates light (step S101).
The irradiation unit 10, the polarizing filter 20, and the imaging device 40 operate under the control of the inspection system control unit 60, and the imaging device 40 generates image set information for each of the plurality of filter directions of the polarizing filter 20 (step S102). ..

分離部512が、撮像装置40が生成した各フィルタ方向の画像集合情報に基づいて、検査対象画像の各画素における鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離する。分離部512は、各画素における鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離することで、位置波長スペクトル情報を取得する(ステップS103)。
表面粗さ算出部513が、位置波長スペクトル情報に基づいて検査対象画像の画素ごとに、検査対象9の表面粗さパラメタσの値を算出する(ステップS104)。
The separation unit 512 separates the specularly reflected light component and the non-polarized light component in each pixel of the image to be inspected based on the image set information in each filter direction generated by the image pickup apparatus 40. The separation unit 512 acquires position wavelength spectrum information by separating the specularly reflected light component and the non-polarized light component in each pixel (step S103).
The surface roughness calculation unit 513 calculates the value of the surface roughness parameter σ of the inspection target 9 for each pixel of the inspection target image based on the position wavelength spectrum information (step S104).

不良画素判定部514が、表面粗さ算出部513が取得した各画素における表面粗さパラメタσに基づき、検査対象画像の画素ごとに、画素が不良画素か否かを判定する(ステップS105)。
具体的には、不良画素判定部514は、画素ごとに、表面粗さパラメタσが各画素の粗さ基準値以上であるか否かを判定する。不良画素判定部514は、表面粗さパラメタσが各画素の粗さ基準値以上である画素を、不良画素であると判定する。不良画素判定部514は、表面粗さパラメタσが各画素の粗さ基準値未満である画素を、正常画素であると判定する。
The defective pixel determination unit 514 determines whether or not the pixel is a defective pixel for each pixel of the inspection target image based on the surface roughness parameter σ of each pixel acquired by the surface roughness calculation unit 513 (step S105).
Specifically, the defective pixel determination unit 514 determines for each pixel whether or not the surface roughness parameter σ is equal to or greater than the roughness reference value of each pixel. The defective pixel determination unit 514 determines that a pixel whose surface roughness parameter σ is equal to or greater than the roughness reference value of each pixel is a defective pixel. The defective pixel determination unit 514 determines that a pixel whose surface roughness parameter σ is less than the roughness reference value of each pixel is a normal pixel.

不良画素有無判定部515が、不良画素判定部514の判定結果に基づいて、不良画素が有るか否かを判定する(ステップS106)。具体的には、不良画素有無判定部515は、不良画素判定部514の判定結果に不良画素がある場合に、不良画素が有ると判定する。不良画素有無判定部515は、不良画素判定部514の判定結果に不良画素が無い場合に、不良画素が無いと判定する。 The defective pixel presence / absence determination unit 515 determines whether or not there are defective pixels based on the determination result of the defective pixel determination unit 514 (step S106). Specifically, the defective pixel presence / absence determination unit 515 determines that there are defective pixels when the determination result of the defective pixel determination unit 514 includes defective pixels. The defective pixel presence / absence determination unit 515 determines that there are no defective pixels when there are no defective pixels in the determination result of the defective pixel determination unit 514.

図5は、実施形態における検査対象画像の実験結果の一例を示す図である。
図5の実験結果を与える実験系において、照射部10は液晶ディスプレイであった。図5の実験結果を与える実験系において、検査対象9が摺りガラスであった。図5の実験結果を与える実験系において、撮像ユニット41は、LUCID社製のVP−PHX050S−Pであった。図5の実験結果を与える実験系において、照射部10、検査対象9及び撮像ユニット41の位置関係は、第2理想位置関係であった。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the experimental result of the inspection target image in the embodiment.
In the experimental system giving the experimental results of FIG. 5, the irradiation unit 10 was a liquid crystal display. In the experimental system giving the experimental results of FIG. 5, the inspection target 9 was frosted glass. In the experimental system giving the experimental results of FIG. 5, the imaging unit 41 was a VP-PHX050SP manufactured by LUCID. In the experimental system giving the experimental results of FIG. 5, the positional relationship between the irradiation unit 10, the inspection target 9, and the imaging unit 41 was the second ideal positional relationship.

図5の実験結果は、液晶ディスプレイが、ディスプレイ上に幅5ピクセルの白線を上から順に表示し、白線が摺りガラス上に表示されるごとに白線の様子を撮像装置40で撮影した結果の一例である。 The experimental result of FIG. 5 is an example of a result in which a liquid crystal display displays white lines having a width of 5 pixels on the display in order from the top, and each time the white lines are displayed on frosted glass, the state of the white lines is photographed by the imaging device 40. Is.

このように構成された検査システム1は、複数の光源部101を備える照射部10を備え、光源部101が放射した光によって検査対象9を照射する。検査システム1は、フィルタ方向を変更可能な偏光フィルタ20を備え、検査対象9に照射した光の二次光を、偏光フィルタ20を介して受光する。検査システム1は、受光した結果に基づいて、鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離する。そのため、このように構成された検査システム1は、非偏光成分の影響を軽減して検査対象物の外観の不良を検出することができるため、表面粗さを表すパラメタの算出の精度を向上させることができる。さらに、このように構成された検査システム1は、非偏光成分の影響を軽減して検査対象物の外観の不良を検出することができるため、不良の検出精度を向上させることができる。 The inspection system 1 configured in this way includes an irradiation unit 10 including a plurality of light source units 101, and irradiates the inspection target 9 with the light emitted by the light source unit 101. The inspection system 1 includes a polarizing filter 20 whose filter direction can be changed, and receives the secondary light of the light irradiated to the inspection target 9 through the polarizing filter 20. The inspection system 1 separates the specularly reflected light component and the non-polarized light component based on the result of receiving the light. Therefore, the inspection system 1 configured in this way can reduce the influence of the non-polarizing component and detect the defect in the appearance of the inspection object, thus improving the accuracy of calculating the parameter representing the surface roughness. be able to. Further, the inspection system 1 configured in this way can reduce the influence of the non-polarizing component and detect the defect in the appearance of the inspection object, so that the defect detection accuracy can be improved.

また、このように構成された検査システム1は、照射部10が位置の異なる複数の光源部101を備えるため、検査対象9に照射する光の入射角を変更することができる。そのため、検査対象によって撮像装置40が鏡面反射光を受光できなくなる頻度を低下させることができる。 Further, in the inspection system 1 configured in this way, since the irradiation unit 10 includes a plurality of light source units 101 having different positions, the incident angle of the light irradiating the inspection target 9 can be changed. Therefore, it is possible to reduce the frequency with which the image pickup apparatus 40 cannot receive the specularly reflected light depending on the inspection target.

また、このように構成された検査システム1は、照射部10が位置の異なる複数の光源部101を備えるため、照射部10を移動させることなく、検査対象9に照射する光の入射角を変更することができ、照射部10を移動させる必要が無い。そのため、このように構成された検査システム1は、照射部10の移動に要するエネルギーを軽減しつつ、表面粗さを表すパラメタの算出の精度を向上させることができる。 Further, in the inspection system 1 configured in this way, since the irradiation unit 10 includes a plurality of light source units 101 having different positions, the incident angle of the light irradiated to the inspection target 9 can be changed without moving the irradiation unit 10. It is not necessary to move the irradiation unit 10. Therefore, the inspection system 1 configured in this way can improve the accuracy of calculating the parameter representing the surface roughness while reducing the energy required for the movement of the irradiation unit 10.

(変形例)
図6は、変形例における検査システム1aの機能構成の一例を示す図である。
検査システム1aは、撮像部駆動部70を備える点で、検査システム1と異なる。
以下、検査システム1と同様の機能を有するものについては、図1と同じ符号を付すことで説明を省略する。
(Modification example)
FIG. 6 is a diagram showing an example of the functional configuration of the inspection system 1a in the modified example.
The inspection system 1a differs from the inspection system 1 in that it includes an imaging unit drive unit 70.
Hereinafter, those having the same functions as the inspection system 1 will be designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

撮像部駆動部70は、検査システム制御部60の制御によって、撮像装置40を移動させる。撮像部駆動部70は、撮像装置40を移動可能であればどのようなものであってもよい。撮像部駆動部70は、例えば、ステッピングモータの回転によって撮像装置40を移動させる装置であってもよい。 The image pickup unit drive unit 70 moves the image pickup device 40 under the control of the inspection system control unit 60. The image pickup unit drive unit 70 may be any type as long as the image pickup device 40 can be moved. The image pickup unit drive unit 70 may be, for example, a device that moves the image pickup device 40 by the rotation of the stepping motor.

撮像装置40が撮像部駆動部70によって移動させられることで複数の位置で二次光を受光する場合、検査システム1aにおいて画像集合情報は、撮像装置40の各位置における受光素子401ごとの波長スペクトルを示す情報であってもよい。 When the image pickup device 40 receives secondary light at a plurality of positions by being moved by the image pickup unit drive unit 70, the image set information in the inspection system 1a is the wavelength spectrum of each light receiving element 401 at each position of the image pickup device 40. It may be information indicating.

なお、検査システム1aにおいて、撮像装置40は、必ずしも複数の受光素子401を備える必要はなく、受光素子401をひとつだけ備えてもよい。 In the inspection system 1a, the imaging device 40 does not necessarily have to include a plurality of light receiving elements 401, and may include only one light receiving element 401.

なお、検査システム1及び1aの検知部51は、復元部516を備えてもよい。
図7は、変形例における復元部516の一例を示す図である。
復元部516は、多重化計測の方法によって、1つの光源部101のみが光を放射した場合における受光素子401ごとの波長スペクトルを取得する。多重化計測の方法とは、例えば、以下に記載の参考文献8に開示された方法であってもよい。
参考文献8:Yoav Y. Schechner, Shree K. Nayar and Peter N. Belhumeur 「A Theory of Multiplexed Illumination」, Proceedings of the Ninth IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV’03), 0-7695-1950-4/03, 2003年
The detection unit 51 of the inspection systems 1 and 1a may include a restoration unit 516.
FIG. 7 is a diagram showing an example of the restoration unit 516 in the modified example.
The restoration unit 516 acquires the wavelength spectrum of each light receiving element 401 when only one light source unit 101 emits light by the method of multiplexing measurement. The method of multiplexing measurement may be, for example, the method disclosed in Reference 8 described below.
Reference 8: Yoav Y. Schechner, Shree K. Nayar and Peter N. Belhumeur "A Theory of Multiplexed Illumination", Proceedings of the Ninth IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV'03), 0-7695-1950-4 / 03, 2003

なお、表面粗さパラメタσは、必ずしも、式(1)及び式(2)によって表される値である必要は無い。表面粗さパラメタσは、例えば、なす角βの変化に対する鏡面反射成分の変化を表す値であってもよい。 The surface roughness parameter σ does not necessarily have to be a value represented by the equations (1) and (2). The surface roughness parameter σ may be, for example, a value representing a change in the specular reflection component with respect to a change in the angle β formed.

以下、図5で説明した実験系を具体例とし、図8を用いて、鏡面反射成分の変化について説明する。例えば、所定の画素のなす角βが3.5度であるような液晶ディスプレイの表示の状態を初期状態として、液晶ディスプレイがディスプレイ上に白線を順に表示する場合、当該画素におけるなす角βは初期状態におけるなす角βから変化する。また、液晶ディスプレイがディスプレイ上に白線を順に表示する場合、撮像装置40に入射する二次光の鏡面反射成分も変化する。 Hereinafter, the change in the specular reflection component will be described with reference to FIG. 8 by taking the experimental system described with reference to FIG. 5 as a specific example. For example, when the liquid crystal display displays white lines in order on the display with the display state of the liquid crystal display such that the angle β formed by a predetermined pixel is 3.5 degrees as the initial state, the angle β formed by the pixel is the initial state. It changes from the angle β formed in the state. Further, when the liquid crystal display sequentially displays white lines on the display, the specular reflection component of the secondary light incident on the image pickup apparatus 40 also changes.

図8は、変形例におけるなす角βの変化と鏡面反射成分の変化との対応関係を示す実験結果の一例を示す図である。
図8の横軸は、なす角βを表す。図8の縦軸は、光強度を表す。図8は、所定の画素におけるなす角βと鏡面反射成分の光強度との関係を示す。図8は、所定の画素におけるなす角βと複数の反射成分の光強度との関係を示す。図8は、なす角βの変化に応じて、鏡面反射成分の光強度が変化することを示す。
また、図8は、βが3.5度近傍で最大となるピークを有することを示す。以下、なす角β対する光強度を示す情報(例えば、図8に示すグラフ)をなす角スペクトルという。なす角スペクトルは、図8が示すように光強度を最大にするピークを有する。
FIG. 8 is a diagram showing an example of experimental results showing the correspondence between the change in the angle β formed in the modified example and the change in the specular reflection component.
The horizontal axis of FIG. 8 represents the angle β formed. The vertical axis of FIG. 8 represents the light intensity. FIG. 8 shows the relationship between the angle β formed in a predetermined pixel and the light intensity of the specular reflection component. FIG. 8 shows the relationship between the angle β formed in a predetermined pixel and the light intensity of a plurality of reflection components. FIG. 8 shows that the light intensity of the specular reflection component changes according to the change in the angle β formed.
Further, FIG. 8 shows that β has a peak that reaches its maximum near 3.5 degrees. Hereinafter, it is referred to as an angle spectrum forming information indicating the light intensity with respect to the angle β (for example, the graph shown in FIG. 8). The angle spectrum formed has a peak that maximizes the light intensity as shown in FIG.

ところで、検査対象9の表面の粗さが小さいほど、かつ、表面下散乱の影響が小さいほど、反射光の光強度は直接反射光によって支配され、撮像装置40に入射する光のなす角スペクトルのピークの形状は鋭く狭くなる。逆に表面の粗さが大きくなるほど、又は、表面下散乱の影響が強いほど、反射光の強度形状は等方的になる。そのため、なす角スペクトルのピークの形状は広くなる。
このように、なす角スペクトルのピークの形状は、表面の粗さに応じた形状である。そのため、表面粗さパラメタσは、なす角スペクトルのピークの形状を表す値であってもよい。
By the way, the smaller the surface roughness of the inspection target 9, and the smaller the influence of subsurface scattering, the more the light intensity of the reflected light is dominated by the directly reflected light, and the angle spectrum of the light incident on the image pickup apparatus 40. The shape of the peak becomes sharp and narrow. On the contrary, the larger the surface roughness or the stronger the influence of subsurface scattering, the more isotropic the intensity shape of the reflected light. Therefore, the shape of the peak of the angle spectrum formed becomes wide.
As described above, the shape of the peak of the angle spectrum formed is a shape corresponding to the roughness of the surface. Therefore, the surface roughness parameter σ may be a value representing the shape of the peak of the angle spectrum formed.

なお、なす角スペクトルのピークの形状を表す値を表面粗さパラメタσとする場合には、実験結果におけるバックグラウンドの値を測定結果の光強度から差し引いた値となす角との関係を示す情報をなす角スペクトルとすることが望ましい。 When the value representing the shape of the peak of the angle spectrum is used as the surface roughness parameter σ, the information indicating the relationship between the value obtained by subtracting the background value in the experimental result from the light intensity of the measurement result and the angle formed. It is desirable to have an angular spectrum that forms.

例えば、図8であれば、なす角βが2度以下となす角が4度以上とに出現するバックグラウンドの値をピークの強度から引き算した値をピーク強度とするなす角スペクトルの形状を、表面粗さパラメタσが表すことが望ましい。 For example, in FIG. 8, the shape of the angle spectrum formed by subtracting the value of the background in which the angle β forming is 2 degrees or less and the angle forming 4 degrees or more from the intensity of the peak is the peak intensity. It is desirable that the surface roughness parameter σ represents it.

以下、表面粗さパラメタσがなす角スペクトルの形状を表す場合における検査システム1を検査システム1bという。
なお、なす角スペクトルの形状を表す値は、例えば、なす角スペクトルのピークの半値幅であってもよいし、ピークの強度であってもよい。
ピークの半値幅を用いる場合は、鏡面反射率を別に求める必要はない。
Hereinafter, the inspection system 1 in the case of expressing the shape of the angular spectrum formed by the surface roughness parameter σ is referred to as an inspection system 1b.
The value representing the shape of the forming angle spectrum may be, for example, the half width of the peak of the forming angle spectrum or the intensity of the peak.
When using the half width of the peak, it is not necessary to separately obtain the mirror reflectance.

図9は、変形例における検査システム1bの機能構成の一例を示す図である。検査システム1bは、撮像装置40に代えて撮像装置40bを備える点と、検査装置50に代えて検査装置50bを備える点とで検査システム1と異なる。以下、検査システム1と同様の機能を有するものについては、図1と同じ符号を付すことで説明を省略する。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the functional configuration of the inspection system 1b in the modified example. The inspection system 1b is different from the inspection system 1 in that the image pickup device 40b is provided in place of the image pickup device 40 and the inspection device 50b is provided in place of the inspection device 50. Hereinafter, those having the same functions as the inspection system 1 will be designated by the same reference numerals as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

撮像装置40bは、画像集合情報に代えて、大画像集合情報を生成する点で、撮像装置40と異なる。大画像集合情報は、照射部10の表示画像ごとかつフィルタ方向ごとの画像集合情報である。 The image pickup apparatus 40b is different from the image pickup apparatus 40 in that it generates a large image set information instead of the image set information. The large image set information is the image set information for each display image of the irradiation unit 10 and for each filter direction.

検査装置50bは、検知部51に代えて検知部51bを備える点で検査装置50と異なる。
図10は、変形例における検知部51bの機能構成の一例を示す図である。検知部51bは、画像生成部511に代えて画像生成部511bを備える点と、分離部512に代えて分離部512bを備える点と、表面粗さ算出部513に代えて表面粗さ算出部513bを備える点とで、検知部51と異なる。以下、検知部51と同様の機能を有するものについては、図3と同じ符号を付すことで説明を省略する。
The inspection device 50b is different from the inspection device 50 in that the detection unit 51b is provided in place of the detection unit 51.
FIG. 10 is a diagram showing an example of the functional configuration of the detection unit 51b in the modified example. The detection unit 51b includes an image generation unit 511b instead of the image generation unit 511, a separation unit 512b instead of the separation unit 512, and a surface roughness calculation unit 513b instead of the surface roughness calculation unit 513. It is different from the detection unit 51 in that it is provided with. Hereinafter, those having the same function as the detection unit 51 are designated by the same reference numerals as those in FIG. 3, and the description thereof will be omitted.

画像生成部511bは、画像集合情報に代えて大画像集合情報に基づいて、表示画像ごとに検査対象画像を生成する点で画像生成部511と異なる。 The image generation unit 511b differs from the image generation unit 511 in that an inspection target image is generated for each display image based on the large image set information instead of the image set information.

分離部512bは、画像集合情報に代えて大画像集合情報に基づいて、各画素における鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離することで、表示画像ごとに位置波長スペクトル情報を取得する点で分離部512と異なる。以下、表示画像ごとに位置波長スペクトル情報を大位置波長スペクトル情報という。 The separation unit 512b acquires position wavelength spectrum information for each display image by separating the specular reflected light component and the non-polarized light component in each pixel based on the large image set information instead of the image set information. It is different from the separation unit 512. Hereinafter, the position wavelength spectrum information for each display image is referred to as a large position wavelength spectrum information.

表面粗さ算出部513bは、位置波長スペクトル情報に代えて大位置波長スペクトル情報に基づいて、検査対象画像の画素ごとに、検査対象9の表面粗さパラメタσの値を算出する点で、表面粗さ算出部513と異なる。なお、表面粗さ算出部513bが算出する表面粗さパラメタσは、なす角スペクトルの形状を表す値であって、表面粗さ算出部513が算出する表面粗さパラメタσとは異なる定義の値である。 The surface roughness calculation unit 513b calculates the value of the surface roughness parameter σ of the inspection target 9 for each pixel of the inspection target image based on the large position wavelength spectrum information instead of the position wavelength spectrum information. It is different from the roughness calculation unit 513. The surface roughness parameter σ calculated by the surface roughness calculation unit 513b is a value representing the shape of the angle spectrum formed by the surface roughness calculation unit 513b, and has a definition different from the surface roughness parameter σ calculated by the surface roughness calculation unit 513. Is.

図11は、変形例の検査システム1bが実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下、図4に示すフローチャートと同様の処理については、同じ符号を付すことで説明を省略する。 FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing executed by the inspection system 1b of the modified example. Hereinafter, the same processing as that of the flowchart shown in FIG. 4 will be described by adding the same reference numerals.

検査システム制御部60の制御によって、照射部10が動作し、複数の表示画像を表示することで、検査対象9に各表示画像に応じた光を照射する(ステップS201)。
検査システム制御部60の制御によって、照射部10、偏光フィルタ20及び撮像装置40bが動作し、撮像装置40bが、大画像集合情報を生成する(ステップS202)。
The irradiation unit 10 operates under the control of the inspection system control unit 60, and by displaying a plurality of display images, the inspection target 9 is irradiated with light corresponding to each display image (step S201).
Under the control of the inspection system control unit 60, the irradiation unit 10, the polarizing filter 20, and the image pickup device 40b operate, and the image pickup device 40b generates a large image set information (step S202).

分離部512bが、撮像装置40bが生成した大画像集合情報に基づいて、検査対象画像の各画素における鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離する。分離部512bは、各画素における鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離することで、大位置波長スペクトル情報を取得する(ステップS203)。
表面粗さ算出部513bが、大位置波長スペクトル情報に基づいて検査対象画像の画素ごとに、検査対象9の表面粗さパラメタσの値を算出する(ステップS204)。
The separation unit 512b separates the specularly reflected light component and the non-polarized light component in each pixel of the image to be inspected based on the large image set information generated by the image pickup apparatus 40b. The separation unit 512b acquires large-position wavelength spectrum information by separating the specularly reflected light component and the non-polarized light component in each pixel (step S203).
The surface roughness calculation unit 513b calculates the value of the surface roughness parameter σ of the inspection target 9 for each pixel of the inspection target image based on the large position wavelength spectrum information (step S204).

このように構成された変形例の検査システム1bは、複数の光源部101を備える照射部10を備え、光源部101が放射した光によって検査対象9を照射する。検査システム1bは、フィルタ方向を変更可能な偏光フィルタ20を備え、検査対象9に照射した光の二次光を、偏光フィルタ20を介して受光する。検査システム1bは、受光した結果に基づいて、鏡面反射光成分と非偏光成分とを分離する。そのため、このように構成された検査システム1bは、非偏光成分の影響を軽減して検査対象物の外観の不良を検出することができるため、表面粗さを表すパラメタの算出の精度を向上させることができる。さらに、このように構成された検査システム1bは、非偏光成分の影響を軽減して検査対象物の外観の不良を検出することができるため、不良の検出精度を向上させることができる。 The inspection system 1b of the modified example configured as described above includes an irradiation unit 10 including a plurality of light source units 101, and irradiates the inspection target 9 with the light emitted by the light source unit 101. The inspection system 1b includes a polarizing filter 20 whose filter direction can be changed, and receives the secondary light of the light irradiated to the inspection target 9 through the polarizing filter 20. The inspection system 1b separates the specularly reflected light component and the non-polarized light component based on the result of receiving the light. Therefore, the inspection system 1b configured in this way can reduce the influence of the non-polarizing component and detect the defect in the appearance of the inspection object, thus improving the accuracy of calculating the parameter representing the surface roughness. be able to. Further, the inspection system 1b configured in this way can reduce the influence of the non-polarizing component and detect the defect in the appearance of the inspection object, so that the defect detection accuracy can be improved.

なお、表面粗さ算出部513bは、なす角スペクトルのバックグラウンドの影響を低減する演算を実行してもよい。例えば、偏光フィルタ20が直線偏光を抽出する場合、式(1)に基づいて、所定の偏光成分の強度のみを取得することで、図8の“複数の反射成分”のグラフが示すようにバックグラウンドの影響は著しく軽減される。 The surface roughness calculation unit 513b may execute an operation for reducing the influence of the background of the angle spectrum formed. For example, when the polarizing filter 20 extracts linearly polarized light, by acquiring only the intensity of a predetermined polarizing component based on the equation (1), as shown in the graph of “plurality of reflection components” in FIG. The influence of the ground is significantly reduced.

なお、撮像装置40は、撮像部の一例である。 The imaging device 40 is an example of an imaging unit.

なお、検査システム1及び検査システム1aの各機能の全て又は一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。 All or part of the functions of the inspection system 1 and the inspection system 1a are realized by using hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), and FPGA (Field Programmable Gate Array). You may. The program may be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium is, for example, a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. The program may be transmitted over a telecommunication line.

検査装置50は、ネットワークを介して通信可能に接続された複数台の情報処理装置を用いて実装されてもよい。この場合、検査装置50が備える各機能部は、複数の情報処理装置に分散して実装されてもよい。例えば、画像生成部511と、分離部512と、表面粗さ算出部513と、不良画素判定部514と、不良画素有無判定部515と、復元部516とはそれぞれ異なる情報処理装置に実装されてもよい。 The inspection device 50 may be mounted by using a plurality of information processing devices that are communicably connected via a network. In this case, each functional unit included in the inspection device 50 may be distributed and mounted in a plurality of information processing devices. For example, the image generation unit 511, the separation unit 512, the surface roughness calculation unit 513, the defective pixel determination unit 514, the defective pixel presence / absence determination unit 515, and the restoration unit 516 are mounted on different information processing devices. May be good.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.

1、1a、1b…検査システム、 10…照射部、 20…偏光フィルタ、 40、40b…撮像装置、 50、50b…検査装置、 60…検査システム制御部、 70…撮像部駆動部、 401…受光素子、 501…CPU(Central Processing Unit)、 502…メモリ、 503…補助記憶装置、 504…入力部、 505…出力部、 51、51b…検知部、 511、511b…画像生成部、 512、512b…分離部、 513、513b…表面粗さ算出部、 514…不良画素判定部、 515…不良画素有無判定部、 516…復元部 1, 1a, 1b ... Inspection system, 10 ... Irradiation unit, 20 ... Polarization filter, 40, 40b ... Imaging device, 50, 50b ... Inspection device, 60 ... Inspection system control unit, 70 ... Imaging unit drive unit, 401 ... Light receiving Element, 501 ... CPU (Central Processing Unit), 502 ... Memory, 503 ... Auxiliary storage device, 504 ... Input unit, 505 ... Output unit, 51, 51b ... Detection unit, 511, 511b ... Image generation unit, 512, 512b ... Separation unit, 513, 513b ... Surface roughness calculation unit, 514 ... Defective pixel determination unit, 515 ... Defective pixel presence / absence determination unit, 516 ... Restoration unit

Claims (8)

所定の面内に位置し所定の偏光方向の直線偏光の光を放射する複数の光源部、を備える照射部と、
前記照射部が照射した前記光が検査対象によって鏡面反射、拡散反射又は表面下散乱した前記光を二次光として、偏光フィルタによって抽出された偏光であって前記二次光のうちの複数の偏光方向の偏光を受光し、受光した前記偏光の強度に基づいて予め定められた複数の光波長ごとの二次元画像の画像データの集合である画像集合情報を各前記偏光方向ごとに生成する撮像部と、
前記撮像部が生成した複数の前記画像集合情報に基づいて、鏡面反射光の波長スペクトルを取得する分離部と、
前記分離部が取得した前記波長スペクトルに基づいて、前記検査対象の表面粗さを表す表面粗さパラメタを算出する表面粗さ算出部と、
を備える検査装置。
An irradiation unit including a plurality of light source units that are located in a predetermined plane and emit linearly polarized light in a predetermined polarization direction.
The light emitted by the irradiation unit is mirror-reflected, diffusely reflected, or subsurfacely scattered by the inspection target, and is polarized light extracted by a polarizing filter, and a plurality of polarized light among the secondary light. An imaging unit that receives polarized light in a direction and generates image set information, which is a set of image data of two-dimensional images for each of a plurality of predetermined light wavelengths, based on the intensity of the received polarized light for each polarized direction. When,
A separation unit that acquires a wavelength spectrum of specularly reflected light based on the plurality of image set information generated by the imaging unit, and a separation unit.
A surface roughness calculation unit that calculates a surface roughness parameter representing the surface roughness of the inspection target based on the wavelength spectrum acquired by the separation unit.
Inspection device equipped with.
前記表面粗さ算出部は、各前記偏光方向ごとの前記波長スペクトルに基づき、前記表面粗さパラメタを算出する、
請求項1に記載の検査装置。
The surface roughness calculation unit calculates the surface roughness parameter based on the wavelength spectrum for each polarization direction.
The inspection device according to claim 1.
前記表面粗さパラメタは、所定の反射モデルにおける表面粗さパラメタである、
請求項2に記載の検査装置。
The surface roughness parameter is a surface roughness parameter in a predetermined reflection model.
The inspection device according to claim 2.
前記所定の反射モデルは、簡略化したトランス・スパロウモデルである、
請求項3に記載の検査装置。
The predetermined reflection model is a simplified transformer sparrow model.
The inspection device according to claim 3.
多重化計測の方法によって、複数の前記光源部の1つだけが光を放射した場合における、前記二次光の波長スペクトルを取得する復元部、
をさらに備える、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の検査装置。
A restoration unit that acquires the wavelength spectrum of the secondary light when only one of the plurality of light source units emits light by the method of multiplexing measurement.
Further prepare
The inspection device according to any one of claims 1 to 4.
簡略化したトランス・スパロウモデルにおける前記照射部の方向と前記撮像部の方向とのなす角の二等分方向と前記検査対象の物体法線の方向とのなす角をなす角βとして、前記表面粗さパラメタは、前記撮像部が受光する前記強度の前記なす角βに対する依存性を示す情報であるなす角スペクトルにおける前記強度のピークの形状を表す値である、
請求項2に記載の検査装置。
The surface is defined as an angle β forming an angle formed by an bisector of an angle formed by the direction of the irradiation portion and the direction of the imaging portion in the simplified trans-sparrow model and the direction of the object normal to be inspected. The roughness parameter is a value representing the shape of the peak of the intensity in the angle spectrum, which is information indicating the dependence of the intensity received by the imaging unit on the angle β formed.
The inspection device according to claim 2.
所定の面内に位置し所定の偏光方向の直線偏光の光を放射する複数の光源部、を備える照射部と、
所定の偏光方向の偏光を抽出する偏光フィルタと、
前記照射部が照射した前記光が検査対象によって鏡面反射、拡散反射又は表面下散乱した前記光を二次光として、前記偏光フィルタによって抽出された偏光であって前記二次光のうちの複数の偏光方向の偏光を受光し、受光した前記偏光の強度に基づいて予め定められた複数の光波長ごとの二次元画像の画像データの集合である画像集合情報を各前記偏光方向ごとに生成する撮像部と、
前記撮像部が生成した複数の前記画像集合情報に基づいて、鏡面反射光の波長スペクトルを取得する分離部と、
前記分離部が取得した前記波長スペクトルに基づいて、前記検査対象の表面粗さを表す表面粗さパラメタを算出する表面粗さ算出部と、
を備える検査システム。
An irradiation unit including a plurality of light source units that are located in a predetermined plane and emit linearly polarized light in a predetermined polarization direction.
A polarizing filter that extracts polarized light in a predetermined polarization direction,
The light irradiated by the irradiation unit is mirror-reflected, diffusely reflected, or subsurfacely scattered by the inspection target, and is polarized light extracted by the polarizing filter, with the light being scattered under the surface as the secondary light, and is a plurality of the secondary lights. Imaging that receives polarized light in the polarization direction and generates image set information that is a set of image data of two-dimensional images for each of a plurality of predetermined light wavelengths based on the intensity of the received polarized light for each polarization direction. Department and
A separation unit that acquires a wavelength spectrum of specularly reflected light based on the plurality of image set information generated by the imaging unit, and a separation unit.
A surface roughness calculation unit that calculates a surface roughness parameter representing the surface roughness of the inspection target based on the wavelength spectrum acquired by the separation unit.
Inspection system equipped with.
所定の面内に位置し所定の偏光方向の直線偏光の光を放射する複数の光源部、を備える照射部が前記光を照射する照射ステップと、
前記照射部が照射した前記光が検査対象によって鏡面反射、拡散反射又は表面下散乱した前記光を二次光として、偏光フィルタによって抽出された偏光であって前記二次光のうちの複数の偏光方向の偏光を受光し、受光した前記偏光の強度に基づいて予め定められた複数の光波長ごとの二次元画像の画像データの集合である画像集合情報を各前記偏光方向ごとに生成する撮像ステップと、
前記撮像ステップにおいて生成された複数の前記画像集合情報に基づいて、鏡面反射光の波長スペクトルを取得する分離ステップと、
前記分離ステップにおいて取得された前記波長スペクトルに基づいて、前記検査対象の表面粗さを表す表面粗さパラメタを算出する表面粗さ算出ステップと、
を有する検査方法。
An irradiation step in which an irradiation unit including a plurality of light source units located in a predetermined plane and emitting linearly polarized light in a predetermined polarization direction irradiates the light.
The light emitted by the irradiation unit is mirror-reflected, diffusely reflected, or subsurfacely scattered by the inspection target, and is polarized light extracted by a polarizing filter, and a plurality of polarized light among the secondary light. An imaging step that receives polarized light in a direction and generates image set information that is a set of image data of two-dimensional images for each of a plurality of predetermined light wavelengths based on the intensity of the received polarized light for each polarized light direction. When,
A separation step for acquiring a wavelength spectrum of specularly reflected light based on the plurality of image set information generated in the imaging step, and a separation step.
A surface roughness calculation step for calculating a surface roughness parameter representing the surface roughness of the inspection target based on the wavelength spectrum acquired in the separation step, and a surface roughness calculation step.
Inspection method with.
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