KR20220043219A - 표면 결함 판별 장치, 외관 검사 장치 및 프로그램 - Google Patents

표면 결함 판별 장치, 외관 검사 장치 및 프로그램 Download PDF

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KR20220043219A
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요시히사 아베
마사유키 야마다
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코니카 미놀타 가부시키가이샤
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Abstract

상이한 위치에 배치된 조명 장치 (2a), (2b), 라인 센서 (1) 에 대해서 피검사물 (5) 을 상대적으로 이동시키면서, 각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 전환하여 피검사물에 조사시켰을 때에, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 라인 센서로 수광하여 촬영함으로써, 조명광의 전환분만큼 각각 위치 어긋남 상태에서 복수의 화상을 취득하는 화상 취득 수단 (10) 과, 취득된 각 조명 장치에 대응하는 화상을 위치 맞춤하는 위치 맞춤 수단 (10) 과, 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 화상으로부터, 피검사물의 표면 결함을 판별하는 판별 수단 (10) 을 구비하고 있다.

Description

표면 결함 판별 장치, 외관 검사 장치 및 프로그램
이 발명은 정반사 성상 (性狀) 이 강한 표면을 갖는 제품이나 부품 등의 피검사물의 표면 결함을 판별하기 위한 표면 결함 판별 장치, 이 표면 결함 판별 장치를 구비한 외관 검사 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
제품이나 부품의 표면에 있는 흠집은 외관을 해친다. 또, 필름과 같은 박막을 제조하기 위한 성막판에 흠집 등에서 기인하는 요철이 있는 경우에는, 제조된 박막에 요철이 전사되어 박막의 결함으로 되어 버린다.
그래서, 각종 제품이나 부품, 성막판 등의 표면 결함을 검출하기 위한 외관 검사 장치가 제안되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1 에는, 복수 방향의 광원을 전환하면서 부품을 촬영하고, 조명 광원의 방향과 그 촬영 화상을 해석함으로써, 화상의 그림자가 결함인지 오염인지를 판별하는 것을 특징으로 하는 기술이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 평11-118450호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 발명은, 피검사물이 정지되어 있는 것을 전제로 하고 있고, 예를 들어, 정지 제어가 곤란한 드럼 구동되는 벨트 부품을 벨트를 움직이면서 검사하여, 표면 결함을 판별할 수 없다.
이 때문에, 조명 장치나 화상을 촬영하는 라인 센서에 대해서, 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 표면 결함을 판별할 수 있는 기술이 요망되고 있다.
이 발명은, 이와 같은 기술적 배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 조명 장치 및 라인 센서에 대해서, 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 표면 결함을 판별할 수 있는 표면 결함 판별 장치, 외관 검사 장치 및 프로그램의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적은 이하의 수단에 의해서 달성된다.
(1) 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 상기 각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 전환하여 피검사물에 조사시켰을 때에, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 라인 센서로 수광하여 촬영함으로써, 상기 조명광의 전환분만큼 각각 위치 어긋남 상태에서 복수의 화상을 취득하는 화상 취득 수단과, 상기 화상 취득 수단에 의해서 취득된, 각 조명 장치에 대응하는 화상을 위치 맞춤하는 위치 맞춤 수단과, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 화상으로부터, 피검사물의 표면 결함을 판별하는 판별 수단을 구비한 표면 결함 판별 장치.
(2) 상기 라인 센서의 각 화소의 일부는, 1 개의 상기 조명 장치에 의한 조명광이 피검사물에 조사되는 것에 의한 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 촬영 범위가 중복되는 중복 영역으로 되어 있고, 1 개의 화소에 있어서의 상기 중복 영역을 제외한 부분을 서브 픽셀로 할 때, 금회의 촬영에서의 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하여 서브 픽셀 화상을 제작하는 서브 픽셀 화상 제작 수단을 구비하며, 상기 위치 맞춤 수단은, 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하는 전항 1 에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(3) 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 상기 각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 전환하여 피검사물에 조사시켰을 때에, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 라인 센서로 수광하여 촬영함으로써, 상기 각 조명광마다 복수의 화상을 취득하는 화상 취득 수단을 구비하고, 상기 라인 센서의 각 화소의 일부는, 1 개의 상기 조명 장치에 의한 조명광이 피검사물에 조사되는 것에 의한 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 촬영 범위가 중복되는 중복 영역으로 되어 있고, 1 개의 화소에 있어서의 상기 중복 영역을 제외한 부분을 서브 픽셀로 할 때, 금회의 촬영에서의 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하여 서브 픽셀 화상을 제작하는 서브 픽셀 화상 제작 수단과, 서브 픽셀 화상 제작 수단에 의해서 제작된 서브 픽셀 화상에 기초하여, 피검사물의 표면 결함을 판별하는 판별 수단을 추가로 구비하고 있는 표면 결함 판별 장치.
(4) 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하는 위치 맞춤 수단을 구비하고 있는 전항 3 에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(5) 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단은, 상기 중복 영역의 수광량을 영역마다 보정한 상태에서, 화소 전체의 수광량으로부터 빼는 전항 2 ∼ 4 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(6) 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단은, 상기 중복 영역의 수광량을, 전회 이전에 추정된 서브 픽셀의 수광량의 합으로부터 구하고, 구해진 수광량을 화소 전체의 수광량으로부터 빼어 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하는 전항 2 ∼ 5 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(7) 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단은, 촬영 개시 후의 최초의 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 최초의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하는 전항 6 에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(8) 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단은, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하지 않을 경우, 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 금회의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하고, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과할 경우, 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하는 전항 2 ∼ 7 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(9) 상기 위치 맞춤 수단은, 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상의 위치 맞춤을, 하기 식에 의해서 휘도치 Ki j 를 보정치 K'i j 로 보정함으로써 행하는 전항 2, 4 ∼ 8 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
Figure pct00001
단, i : 서브 픽셀 추정 위치의 인덱스
j : 점등하고 있는 조명 장치의 식별 번호
(10) 상기 판별 수단은, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점이 중복되지 않으며 또한 각 명점이 미리 설정된 범위 내에 있을 경우에는, 피검사물의 표면에 오목 결함 또는 볼록 결함이 존재한다고 판정하는 전항 1, 2, 4 ∼ 9 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(11) 상기 판별 수단은, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점의 위치가 조명 장치의 배치 위치와 반대일 경우에는 오목 결함이 존재하고, 반대가 아닐 경우에는 볼록 결함이 존재한다고 판정하는 전항 10 에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(12) 상기 판별 수단은, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점이 중복되어 있을 때에는, 피검사물의 표면에 티끌 또는 먼지가 존재한다고 판정하는 전항 1, 2, 4 ∼ 11 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(13) 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하는 화소를 결함 후보 화소로서 검출하고, 검출된 결함 후보 화소에 대해서, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하며, 또한 판정 수단에 의해서 피검사물의 표면 결함을 판별하는 전항 1, 2, 4 ∼ 12 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(14) 상기 조명 장치의 광원으로서, LED 또는 가시광 반도체 레이저가 사용되는 전항 1 ∼ 13 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(15) 상기 조명 장치는 3 개 이상이고, 상기 라인 센서를 중심으로 하는 원주 위에서, 또한 360 도 ÷ 조명 장치의 수의 각도차로 배치되어 있는 전항 1 ∼ 14 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치.
(16) 상이한 위치에 배치된 복수의 조명 장치와, 각 조명 장치로부터 피검사물에 조사된 조명광의 반사광을 수광 가능한 라인 센서와, 상기 피검사물을, 상기 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 소정의 주기로 전환하여 피검사물에 조사시키는 조명 제어 수단과, 상기 이동 수단에 의해서, 상기 피검사물을 상기 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 상대적으로 이동시키면서, 상기 조명 제어 수단에 의해서, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 수광하여 촬영을 행하도록, 상기 라인 센서를 제어하는 라인 센서 제어 수단과, 전항 1 ∼ 15 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치를 구비한 외관 검사 장치.
(17) 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 상기 각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 전환하여 피검사물에 조사시켰을 때에, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 라인 센서로 수광하여 촬영함으로써, 상기 조명광의 전환분만큼 각각 위치 어긋남 상태에서 복수의 화상을 취득하는 화상 취득 스텝과, 상기 화상 취득 스텝에 의해서 취득된, 각 조명 장치에 대응하는 화상을 위치 맞춤하는 위치 맞춤 스텝과, 상기 위치 맞춤 스텝에 의해서 위치 맞춤된 화상으로부터, 피검사물의 표면 결함을 판별하는 판별 스텝을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램.
(18) 상기 라인 센서의 각 화소의 일부는, 1 개의 상기 조명 장치에 의한 조명광이 피검사물에 조사되는 것에 의한 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 촬영 범위가 중복되는 중복 영역으로 되어 있고, 1 개의 화소에 있어서의 상기 중복 영역을 제외한 부분을 서브 픽셀로 할 때, 금회의 촬영에서의 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하여 서브 픽셀 화상을 제작하는 서브 픽셀 화상 제작 스텝을 상기 컴퓨터에 실행시키고, 상기 위치 맞춤 스텝에서는, 상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 17 에 기재된 프로그램.
(19) 상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에서는, 상기 중복 영역의 수광량을 영역마다 보정한 상태에서, 화소 전체의 수광량으로부터 빼는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 17 에 기재된 프로그램.
(20) 상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에서는, 상기 중복 영역의 수광량을, 전회 이전에 추정된 서브 픽셀의 수광량의 합으로부터 구하고, 구해진 수광량을 화소 전체의 수광량으로부터 빼어 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 18 또는 19 에 기재된 프로그램.
(21) 상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에서는, 촬영 개시 후의 최초의 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 최초의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 20 에 기재된 프로그램.
(22) 상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에서는, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하지 않을 경우, 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 금회의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하고, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과할 경우, 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 18 ∼ 21 중 어느 한 항에 기재된 프로그램.
(23) 상기 위치 맞춤 스텝에서는, 상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상의 위치 맞춤을, 하기 식에 의해서 휘도치 Ki j 를 보정치 K'i j 로 보정함으로써 행하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 18 ∼ 22 중 어느 한 항에 기재된 프로그램.
Figure pct00002
단, i : 서브 픽셀 추정 위치의 인덱스
j : 점등하고 있는 조명의 식별차 번호
(24) 상기 판별 스텝에서는, 상기 위치 맞춤 스텝에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점이 중복되지 않으며 또한 각 명점이 미리 설정된 범위 내에 있을 경우에는, 피검사물의 표면에 오목 결함 또는 볼록 결함이 존재한다고 판정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 17 ∼ 23 중 어느 한 항에 기재된 프로그램.
(25) 상기 판별 스텝에서는, 상기 위치 맞춤 스텝에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점의 위치가 조명 장치의 배치 위치와 반대일 경우에는 오목 결함이 존재하고, 반대가 아닐 경우에는 볼록 결함이 존재한다고 판정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 24 에 기재된 프로그램.
(26) 상기 판별 스텝에서는, 상기 위치 맞춤 스텝에 의해서 위치 맞춤된 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점이 중복되어 있을 때에는, 피검사물의 표면에 티끌 또는 먼지가 존재한다고 판정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 17 ∼ 25 중 어느 한 항에 기재된 프로그램.
(27) 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하는 화소를 결함 후보 화소로서 검출하고, 검출된 결함 후보 화소에 대해서, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하며, 또한 판정 스텝에 의해서 피검사물의 표면 결함을 판별하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 전항 17 ∼ 26 중 어느 한 항에 기재된 프로그램.
(28) 상기 조명 장치의 광원으로서, LED 또는 가시광 반도체 레이저가 사용되는 전항 17 ∼ 27 중 어느 한 항에 기재된 프로그램.
(29) 복수 개의 상기 조명 장치는, 상기 라인 센서를 중심으로 하는 원주 위에서 또한 360 도/(조명 장치의 개수) 의 위치에 배치되어 있는 전항 17 ∼ 28 중 어느 한 항에 기재된 프로그램.
전항 (1) 에 기재된 발명에 의하면, 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 각 조명 장치로부터의 조명광이 1 개씩 전환하여 피검사물에 조사된다. 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 라인 센서로 수광하여 촬영함으로써, 조명광의 전환분만큼 각각 위치 어긋남 상태에서 복수의 화상이 취득된다. 취득된 각 조명 장치에 대응하는 화상은 위치 맞춤된 후, 위치 맞춤된 화상으로부터 피검사물의 표면 결함이 판별된다.
이와 같이, 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물이 상대적으로 이동하고 있기 때문에, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환되었을 때의 조명광의 전환분만큼 각각 위치 어긋남 상태에서, 라인 센서로부터 취득된 각 조명 장치에 대응하는 복수의 화상이 위치 맞춤되고,이 위치 맞춤된 상태에서 피검사물의 표면 결함이 판별되기 때문에, 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 피검사물의 표면 결함을 판별할 수 있다.
전항 (2) 에 기재된 발명에 의하면, 라인 센서의 각 화소의 일부는, 1 개의 조명 장치에 의한 조명광이 피검사물에 조사되는 것에 의한 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 촬영 범위가 중복되는 중복 영역으로 되어 있고, 1 개의 화소에 있어서의 중복 영역을 제외한 부분을 서브 픽셀로 할 때, 금회의 촬영에서의 화소 전체의 수광량으로부터 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량이 추정되고, 서브 픽셀 화상이 제작된다. 그리고, 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하고, 위치 맞춤된 화상으로부터 피검사물의 표면 결함이 검출된다. 여기에서, 서브 픽셀은, 화소에 있어서의 중복 영역을 제외한 부분이기 때문에, 1 화소보다 작고, 이 때문에 외관 검사의 분해능이 향상되어, 보다 미세한 표면 결함의 검출을 행할 수 있다.
요컨대, 상대적으로 이동하는 피검사물을 라인 센서로 촬영할 경우, 라인 센서와 피검사물의 촬영면 사이의 거리가 안정되지 않아, 피사계 심도를 깊게 설정할 필요가 있지만, 피사계 심도를 깊게 하면 분해능이 낮아지는 트레이드 오프의 관계가 있고, 미세한 결함까지 검사할 수 없는 경우가 있지만, 1 화소보다 작은 서브 픽셀의 화상을 사용함으로써, 피사계 심도를 깊게 하지 않아도 분해능이 올라가, 보다 미세한 결함까지 검사할 수 있는 이점이 있다.
전항 (3) 에 기재된 발명에 의하면, 1 화소보다 작은 서브 픽셀 화상으로부터 결함이 판별되기 때문에, 외관 검사의 분해능이 향상되어, 보다 미세한 표면 결함의 검출을 행할 수 있다.
전항 (4) 에 기재된 발명에 의하면, 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상의 위치 맞춤에 의해서, 더욱 정밀도가 양호한 결함 검출이 가능해진다.
전항 (5) 에 기재된 발명에 의하면, 중복 영역의 수광량을 영역마다 보정한 상태에서, 화소 전체의 수광량으로부터 빼어지기 때문에, 중복 영역의 보다 정확한 수광량을 빼어 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정할 수 있고, 나아가서는 보다 정밀도가 높은 결함 판별을 행할 수 있다.
전항 (6) 에 기재된 발명에 의하면, 중복 영역의 수광량을, 전회 이전에 추정된 서브 픽셀의 수광량의 합으로부터 구하고, 구해진 수광량을 화소 전체의 수광량으로부터 빼어 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하기 때문에, 추정 처리가 간소화된다.
전항 (7) 에 기재된 발명에 의하면, 촬영 개시 후의 최초의 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 최초의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하기 때문에, 차회 이후의 서브 픽셀의 수광량의 추정 처리를 원활하게 행할 수 있다.
전항 (8) 에 기재된 발명에 의하면, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하지 않을 경우, 바꾸어 말하면 표면 결함이 존재하지 않을 가능성이 높은 경우에는, 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 금회의 서브 픽셀의 수광량으로 추정한다. 한편, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과할 경우, 바꾸어 말하면 표면 결함이 존재할 가능성이 높은 경우에는, 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량이 추정된다. 이로써, 표면 결함이 존재할 가능성이 높은 영역에 집중하여 결함 판별 처리를 실행할 수 있다.
전항 (9) 에 기재된 발명에 의하면, 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상의 위치 맞춤을 정확하게 행할 수 있고, 나아가서는 정밀도가 높은 결함 판별을 행할 수 있다.
전항 (10) 에 기재된 발명에 의하면, 피검사물의 표면의 흠집 등의 오목 결함 또는 볼록 결함을 판별할 수 있다.
전항 (11) 에 기재된 발명에 의하면, 피검사물의 표면의 오목 결함이나 볼록 결함을 판별할 수 있다.
전항 (12) 에 기재된 발명에 의하면, 피검사물의 표면의 티끌 또는 먼지를 판별할 수 있다.
전항 (13) 에 기재된 발명에 의하면, 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하는 화소를 결함 후보 화소로서 검출하고, 검출된 결함 후보 화소에 대해서, 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하며, 또한 피검사물의 표면 결함을 판별하기 때문에, 표면 결함이 존재할 가능성이 높은 영역에 집중하여 결함 판별 처리를 실행할 수 있다.
전항 (14) 에 기재된 발명에 의하면, LED 또는 가시광 반도체 레이저가 조명 장치의 광원으로서 사용되기 때문에, 각 조명 장치의 전환을 고속도로 행할 수 있다.
전항 (15) 에 기재된 발명에 의하면, 조명 장치는 3 개 이상이고, 라인 센서를 중심으로 하는 원주 위에서, 또한 360 도 ÷ 조명 장치의 수의 각도차로 배치되어 있기 때문에, 조명광이 흠집 등으로 직각이 되지 않는 조명 장치가 반드시 확보되어, 흠집 등의 표면 결함을 양호한 정밀도로 판별할 수 있다.
전항 (16) 에 기재된 발명에 의하면, 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 피검사물의 표면 결함 판별을 양호한 정밀도로 행할 수 있는 외관 검사 장치가 된다.
전항 (17) ∼ (29) 에 기재된 발명에 의하면, 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 피검사물의 표면 결함 판별 처리를 컴퓨터에 실행시킬 수 있다.
도 1 은, 이 발명의 일 실시형태에 관련된 외관 검사 장치의 구성도이다.
도 2 는, (a) (b) 는 복수의 조명 장치의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은, 복수의 조명 장치를 전환하면서 촬영할 때의 촬영 범위와 화소의 상대적 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는, 1 개의 조명 장치에 의한 1 회째 ∼ 4 회째의 촬영을 행했을 때의 촬영 범위와 화소의 상대적 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는, 서브 픽셀 (23) 의 수광량의 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은, 복수의 조명 장치에 대한 서브 픽셀 화상의 위치 맞춤을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은, 화소의 감도 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 화소의 감도 분포에 대한 가중을 고려하여 산출한, 화소의 각 영역의 보정 후의 수광량 추정치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 복수의 조명 장치의 조사 광량의 분포가 상이하기 때문에, 반사광의 수광량도 화소의 영역에 따라서 상이한 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은, 보이드 결함의 판별 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은, 볼록 결함의 판별 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 는, 흠집 결함의 판별 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은, 먼지나 티끌의 판별 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 는, 복수의 서브 픽셀 화상을 조합함으로써 보이드 결함으로 판별되는 화상을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 15 는, 복수의 서브 픽셀 화상을 조합함으로써 볼록 결함으로 판별되는 화상을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 16 은, 복수의 서브 픽셀 화상을 조합함으로써 흠집 결함으로 판별되는 화상을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 17 은, 복수의 서브 픽셀 화상을 조합함으로써 티끌 또는 먼지로 판별되는 화상을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 이 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
[외관 검사 장치의 구성]
도 1 은, 이 발명의 일 실시형태에 관련된 외관 검사 장치의 구성도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 외관 검사 장치는, 라인 센서 (1) 와, 2 개의 조명 장치 (2a, 2b) 와, 각 조명 장치 (2a, 2b) 를 제어하는 조명 제어부 (8) 와, 라인 센서 (1) 를 제어하는 라인 센서 제어부 (9) 와, 피검사물 (5) 을 반송하는 반송 드럼 (3, 3) 과, 피검사물 (5) 의 촬영 위치를 검출하는 드럼 인코더 (4) 와, 표시 장치 (6) 와, 컴퓨터 (10) 와, 피검사물 (5) 의 반송 속도의 제어를 위해서 반송 드럼 (3) 의 회전수를 제어하는 반송 드럼 제어부 (11) 등을 구비하고 있다.
컴퓨터 (10) 는, 라인 센서 (1) 로 촬영된 화상을 처리하여 결함 판별을 행함과 함께, 조명 장치 (2a, 2b) 와 라인 센서 (1) 를 동기 제어한다. 또, 표시 장치 (6) 는, 컴퓨터 (10) 에 의해서 결함 판별 처리된 화상과 처리 결과 등을 표시한다.
피검사물 (5) 은 고반사율의 벨트상을 이루고, 반송 드럼 (3) 을 사용하여 롤상으로 설치되어, 반송 드럼 (3, 3) 의 화살표 방향의 회전에 의해서, Y 방향으로 보내지도록 되어 있다. 라인 센서 (1) 에 의한 피검사물 (5) 의 촬영 위치는, 드럼 인코더 (4) 로 검지된다.
라인 센서 (1) 는, 피검사물 (5) 의 이동 방향 Y 와 직교하는 X 방향으로 연장 형성되어 있고, 2 개의 조명 장치 (2a, 2b) 는, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 상방에서 보았을 때 라인 센서 (1) 를 중심으로 하는 대상 위치에 180 도의 각도차로 배치되어 있어, 각각 상이한 2 방향에서 조명하는 것이 가능하다. 조명 장치 (2a, 2b) 의 대향 방향은 X 방향이든 Y 방향이든, 다른 방향이든 상관없다. 이 실시형태에서는, 2 개의 조명 장치 (2a, 2b) 를 사용하고 있지만, 3 개 이상을 사용해도 된다. 3 개 이상인 경우, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 상방에서 보았을 때 라인 센서 (1) 를 중심으로 하는 원주 위에서, 또한 360 도 ÷ 조명 장치의 수의 각도차로 배치되는 것이, 직선상의 흠집 등의 표면 결함에 대해서 직각이 되지 않는 조명 장치가 반드시 확보되어, 흠집 등의 표면 결함을 양호한 정밀도로 판별할 수 있는 점에서 바람직하다. 또한, 도 2(b) 에서는 3 개의 조명 장치 (2a, 2b, 2c) 인 경우로서, 서로 120 도의 각도차로 배치되어 있다.
각 조명 장치 (2a, 2b) 는, 조명 제어부 (8) 에서의 제어에 의해서 임의의 타이밍에서 온 오프를 전환할 수 있도록 되어 있다.
라인 센서 (1) 의 1 라인에서의 촬영 범위가, 피검사물 (5) 에 대해서 작을 경우에는, Y 방향으로 피검사물 (5) 을 한 차례 촬영 후, 센서 조명 반송부 (12) 에 의해서, 조명 장치 (2a, 2b) 와 라인 센서 (1) 를 일체로, 라인 센서 (1) 의 길이만큼 X 방향으로 이동시켜, 다시 Y 방향으로 한 차례 촬영하고, 이것을 순차 반복함으로써, 피검사물 (5) 전체를 촬영하는 구성으로 해도 된다.
라인 센서 (1) 는, 피검사물 (5) 을 Y 방향으로 이동시키면서, 각 조명 장치 (2a, 2b) 의 온 오프를 전환하여 피검사물 (5) 을 조명했을 때의 반사광을 수광한다. 라인 센서 (1) 와 각 조명 장치 (2a, 2b) 는 마주 보는 위치에 없고, 각 조명 장치 (2a, 2b) 로부터의 조명광이 피검사물 (5) 에서 난반사된 반사광이 라인 센서 (1) 에 수광된다. 따라서, 라인 센서 (1) 에 의해서 촬영되는 화상은 암시야 화상이 된다.
피검사물 (5) 의 표면은 고반사율이기 때문에, 조명 위치에 오목 결함, 볼록 결함, 흠집상 결함, 먼지, 티끌 등이 있었을 경우, 이들 결함, 먼지, 티끌 등에서 난반사된 반사광이 라인 센서 (1) 에 입사한다.
라인 센서 제어부 (9) 와 조명 제어부 (8) 는 컴퓨터 (10) 에 접속되고, 라인 센서 (1) 와 조명 장치 (2a), 라인 센서 (1) 와 조명 장치 (2b) 는 각각 동기 하여 발광, 촬영된다.
이 실시형태에서는, 일반적인 라인 센서의 사양으로부터 라인 센서 (1) 의 라인 레이트를 100 ㎑ (셔터 스피드 0.01 ㎳) 로 한다. 요컨대, 조명 장치 (2a), 조명 장치 (2b) 로서 0.01 ㎳ 마다 교대로 고속으로 전환되는 LED 광원이나 LD (가시광 반도체 레이저) 광원 등을 사용한 것이 바람직하다.
[표면 결함 판별 처리]
다음으로, 컴퓨터 (10) 에 의한 피검사물 (5) 의 표면 결함 판별 처리에 대해서 설명한다. 또한, 컴퓨터 (10) 에는, CPU, RAM, 기억 장치 등이 구비되고, 표면 결함 판별 처리는, 기억 장치 등에 격납된 동작 프로그램에 따라서 CPU 가 동작함으로써 실행된다.
전술한 바와 같이, 라인 센서 (1) 에 의한 촬영은, 피검사물 (5) 을 이동시키면서, 복수 (이 실시형태에서는 2 개) 의 조명 장치 (2a, 2b) 의 온 오프를 교대로 전환함으로써 행해진다. 컴퓨터 (10) 는, 라인 센서 (1) 에 의한 촬영 화상을 순차적으로 취득한다.
＜서브 픽셀 화상의 제작＞
도 3 은, 조명 장치 (2a, 2b) 를 전환하면서 촬영할 때의 촬영 범위와 화소 (20) 의 상대적 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 검출되는 결함 30 의 사이즈를 12 A, 라인 센서 (1) 의 분해능 (1 화소 (20) 의 길이) 을 6 A 로 하고, 피검사물 (5) 을 A 보낼 때마다 조명 장치 (2a, 2b) 를 전환하면서 촬영하는 것으로 한다. 라인 센서 (1) 의 분해능 6 A 는, 1 화소에 있어서의 1 회의 촬영 영역이다. 따라서, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 1 회째의 촬영은 조명 장치 (2a) 의 조명광에 의해서 행해지고, 피검사물 (5) 이 A 보내지면 2 회째의 촬영으로 전환하여, 조명 장치 (2b) 의 조명광에 의해서 촬영이 행해진다. 1 회째의 촬영과 2 회째의 촬영에서는, 피검사물 (5) 의 촬영 영역이 A 만큼 이동되어 있다. 3 회째 이후의 촬영에 대해서도 동일하다. 도 3 의 예에서는, 설명의 편의상, 전환 촬영할 때마다 화소 (20) 가 A 만큼 이동된 상태가 나타내어져 있다.
도 4 는, 1 개의 조명 장치 (2a) 에 의한 1 회째 ∼ 4 회째의 촬영을 행했을 때의 촬영 범위와 화소 (20) 의 상대적 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 조명 장치 (2a) 에 주목하면, 조명 장치 (2a) 는 피검사물 (5) 이 2 A 이동할 때마다 온으로 되어 그 조명광에 의한 피검사물 (5) 에 대한 조사가 개시되고, 그때마다 라인 센서 (1) 에 의해서 촬영된다. 요컨대, 피검사물 (5) 이 2 A 이동할 때마다, 조명 장치 (2a) 로부터의 조명광에 대응하는 촬영이 행해진다. 조명 장치 (2a) 의 조명광의 조사 시간, 바꾸어 말하면 라인 센서 (1) 의 각 화소 (20) 의 수광 시간은, 이동 거리 A 에 상당하는 시간이다. 이러한 점들은 조명 장치 (2b) 에 대해서도 동일하다.
또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 조명 장치 (2a) 에 의한 촬영에 있어서, 센서 분해능 6 A 의 일부인 4 A 분은, 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 피검사물 (5) 의 동일한 촬영 범위를 촬영하고 있고, 촬영 범위가 중복된 중복 영역이다. 요컨대, 화소 (20) 를 길이 방향으로 순서대로 제 1 영역 (21), 제 2 영역 (22), 제 3 영역 (23) 의 3 영역으로 분할하면, 1 영역당의 길이는 2 A 이고, 전회의 촬영에 있어서의 제 2 영역 (22) 및 제 3 영역 (23) 과, 금회의 촬영의 제 1 영역 (21) 및 제 2 영역 (22) 은, 촬영 범위가 동일한 중복 영역이다. 예를 들어, 4 회째의 촬영의 제 1 영역 (21) 과 제 2 영역 (22) 은, 각각 3 회째의 촬영의 제 2 영역 (22) 과 제 3 영역 (23) 과 중복되어 있다. 도 4 에서는, 금회의 촬영에 있어서의 전회의 촬영과의 중복 영역을 그레이 표시하고 있다.
금회의 촬영의 제 3 영역 (23) 에 대해서는, 전회의 촬영과의 촬영 범위는 중복되지 않고, 새로운 촬영 범위로서 갱신되는 부분으로서, 이것을 서브 픽셀로 한다. 이하, 제 3 영역을 서브 픽셀이라고도 한다.
도 5 는 서브 픽셀 (23) 의 수광량의 추정 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 조명 장치 (2a) 에 의해서 i 회째의 촬영과 그 전후 복수 회의 촬영을 행했을 때의, 촬영 범위와 화소 (20) 의 상대적 위치 관계를 나타내고 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, i 회째의 촬영에 있어서, 서브 픽셀 (23) 의 수광량은, i 회째의 촬영에서의 1 화소 (20) 의 전체 (6 A 분) 의 수광량으로부터, 전회의 촬영과의 중복 영역인 제 1 영역 (21) 및 제 2 영역 (22) 의 4 A 분의 수광량을 빼어 연산 추정할 필요가 있다.
(i-2) 회째의 화상은 (i-3) 회째와의 비교에서는, 서브 픽셀 (23) 의 2 A 분 갱신되고, 촬영 횟수가 (i-1) 회째, i 회째로 증가할 때마다 순서대로 서브 픽셀 (23) 의 2 A 분씩 갱신되어 간다. 갱신된 새로운 서브 픽셀 (23) 은, 다음의 촬영시에는 중복 영역이 되고, 다시 다음의 촬영시에도 중복 영역으로서 남으며, 그 다음의 촬영시에 중복 영역으로부터 제외된다. 요컨대, 금회의 촬영과 전회의 촬영 사이의 중복 영역은, 전회 및 전전회의 과거 2 회의 촬영시의 서브 픽셀 (23) 이다. 따라서, i 회째의 촬영에 있어서, 서브 픽셀 (23) 의 수광량은, i 회째의 촬영에서의 1 화소 6 A 분의 전체 수광량으로부터, 전회 (i-1) 회째의 촬영시의 서브 픽셀 (23) 의 추정 수광량과, 전전회 (i-2) 회째의 촬영시의 서브 픽셀 (23) 의 추정 수광량의 합을 뺀 값이 된다. 요컨대,
(i 회째의 서브 픽셀의 수광량의 추정치) ＝ (i 회째의 전체 수광량) - {((i-1) 회째의 서브 픽셀의 수광량의 추정치) ＋ ((i-2) 회째의 서브 픽셀의 수광량의 추정치)} 로 연산된다.
도 5 의 각 화소 (20) 의 제 1 ∼ 제 3 의 각 영역 (21 ∼ 23) 에 기재된 수치는 그 영역의 추정 수광량의 일례로서, 전회 혹은 전전회의 서브 픽셀 (23) 의 수치와 동일하다. 화소 (20) 의 오른쪽 옆의 수치는 1 화소의 전체 수광량이다. 도 5 의 예에서는, i 회째의 촬영에서의 1 화소 6 A 분의 전체 수광량은 3.8 이고, 전회 (i-1) 회째의 촬영시의 서브 픽셀 (23) 의 추정 수광량은 1.3 이고, 전전회 (i-2) 회째의 촬영시의 서브 픽셀 (23) 의 추정 수광량은 0.5 이기 때문에, i 회째의 촬영에서의 서브 픽셀 (23) 의 추정 수광량은, [3.8 - (1.3 ＋ 0.5)] ＝ 2.0 이 된다.
단, 이 서브 픽셀 (23) 의 수광량의 추정 처리는, 결함이 존재할 가능성이 높은 결함 후보 화소로서 검출된 화소 (20) 에 대해서 실시되면 되고, 검출된 결함 후보 화소의 추정 위치를 드럼 인코더 (4) 의 정보에 기초하여 i 로 하며, 그 때의 서브 픽셀 (23) 의 수광량을 위치 정보와 관련지어 기억해 두고, 서브 픽셀 화상을 제작하면 된다. 이로써, 표면 결함이 존재할 가능성이 높은 부위에 집중하여 결함 판별 처리를 실행할 수 있어, 효율이 좋아진다. 결함 후보 화소에 대해서는, 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하는 화소 (20) 를 결함 후보 화소로서 검출하면 된다.
또한, 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하지 않는 화소 (20) 에 대해서는, 결함이 존재할 가능성이 낮기 때문에, 2 A 분의 화소 광량의 평균치를 화소 전체의 수광량의 1/3 로 하여 구하고, 서브 픽셀 (23) 의 수광량으로 추정하면 된다 (도 5 의 예를 들어 (i-4) 회째 또는 (i-3) 회째).
또, 검사 개시 후의 최초의 촬영에 대해서는, 전회의 서브 픽셀 (23) 의 추정 수광량이 존재하지 않기 때문에, 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀 (23) 의 수로 나눈 평균치를, 최초의 서브 픽셀 (23) 의 수광량으로 추정하고, 이 수광량을 사용하여, 이후의 촬영에 있어서의 서브 픽셀 (23) 의 수광량을 추정하면 된다.
이와 같이 하여, 결함 후보 화소 주변에 대해서, 화소 (20) 의 화상은 아니고 1/3 화소 (2 A 분의 영역) 의 수광량으로 이루어지는 서브 픽셀 화상을 제작한다. 이로써 라인 센서 (1) 의 분해능은 3 배로 되어, 미세한 표면 결함을 양호한 정밀도로 검출, 판별할 수 있다. 요컨대, 라인 센서 (1) 및 조명 장치 (2a, 2b) 에 대해서 이동하는 피검사물 (5) 을 라인 센서 (1) 로 촬영할 경우, 라인 센서 (1) 와 피검사물 (5) 의 촬영면 사이의 거리가 안정되지 않아, 피사계 심도를 깊게 설정할 필요가 있지만, 피사계 심도를 깊게 하면 분해능이 낮아지는 트레이드 오프의 관계가 있고, 미세한 결함까지 검사할 수 없는 경우가 있지만, 1 화소보다 작은 서브 픽셀의 화상을 사용함으로써, 피사계 심도를 깊게 하지 않아도 분해능이 올라가, 보다 미세한 결함까지 검사할 수 있다.
조명 장치 (2a) 에 대해서 서브 픽셀 화상을 생성했지만, 조명 장치 (2b) 에 대해서도 동일하게 하여, 1/3 화소의 서브 픽셀 화상을 제작할 수 있다.
＜조명 장치 (2a, 2b) 에 대한 서브 픽셀 화상의 위치 맞춤＞
도 6 에 나타내는 바와 같이, 조명 장치 (2a) 에 대응하는 1 개의 화소 (20) 에 대한 서브 픽셀 화상의 위치를 a1, a2, a3 … 으로 하고, 조명 장치 (2b) 에 대응하는 1 개의 화소 (20) 에 대한 서브 픽셀 화상의 위치를 b1, b2, b3 … 으로 하면, 촬영시에는, 피검사물 (5) 은 라인 센서 (1) 및 조명 장치 (2a, 2b) 에 대해서 이동하고 있기 때문에, 조명 장치 (2a) 에 대한 서브 픽셀 화상과 조명 장치 (2b) 에 대한 서브 픽셀 화상은, a1, b1, a2, b2, a3, b3 … 과 같이, 조명광의 전환 시간에 상당하는 이동 거리 A 만큼, 교대로 위치 어긋남 상태가 된다.
그래서, 이 위치 어긋남을 보정한다. 구체적으로는, 조명 장치 (2a) 의 위치 a2 에 대응하는 조명 장치 (2b) 의 서브 픽셀의 위치를 b2' 로 하면,
위치 b2' 에서의 수광량 (휘도치) ＝ (위치 b1 에서의 수광량 ＋ 위치 b2 에서의 수광량)/2
로서, 수광량 (휘도치) 을 보정함으로써 위치 어긋남을 보정한다. 조명 장치 (2a) 의 위치 a3, a4 … 에 대응하는 조명 장치 (2b) 의 서브 픽셀의 위치 b3', b4' … 에 대해서도 동일하다.
또, 조명 장치 (2a) 의 위치를, 조명 장치 (2b) 의 위치 b1, b2, b3 … 에 대응하도록 위치를 맞추어도 된다.
상기 보정식은 조명 장치가 2 개인 경우이지만, 2 개이든 3 개 이상이든 적용 가능한 보정식은, 다음의 식으로 나타내어진다.
Figure pct00003
단, i : 서브 픽셀 추정 위치의 인덱스
j : 점등하고 있는 조명 장치의 식별 번호
＜서브 픽셀의 수광량 추정시의 보정＞
서브 픽셀 (23) 의 수광량의 추정은, 1 화소 6 A 분의 모든 영역이 동일한 수광 감도를 갖고 있는 것으로 하여 행하였다. 그러나 실제로는, 도 7 의 감도 분포에 나타내는 바와 같이, 화소 (20) 의 각 부에 따라서 수광 감도는 상이하여, 중앙부는 상대적으로 수광 감도가 높고, 양 단부는 낮다. 도 7 에서는, 해칭 부분의 감도가 높은 것을 나타내고 있고, 동일한 양 단부에서도 제 3 영역이 제 1 영역보다 감도가 높다.
도 5 에서 설명한 바와 같이, 금회의 촬영이 i 회째의 촬영이라고 하면, 전회의 촬영인 (i-1) 회째의 촬영에 있어서, 서브 픽셀은 1 화소의 우단부의 제 3 영역 (23) 이고, 수광 감도가 낮다. 이 서브 픽셀 (23) 은, 금회의 i 회째의 촬영에서는, 중앙의 2 A 분의 제 2 영역 (22) 과 중복되어 있고, 이 영역은 수광 감도가 높다. 이 때문에, i 회째의 촬영에 있어서의 중앙의 제 2 영역 (22) 의 수광량은, (i-1) 회째의 촬영에 있어서의 서브 픽셀 (23) 의 수광량보다 많을 것이다.
또, i 회째의 촬영에 있어서의 제 1 영역 (21) 의 수광량은, (i-2) 회째의 촬영에 있어서의 서브 픽셀 (23) 의 수광량이지만, (i-2) 회째의 촬영에 있어서의 서브 픽셀 (23) 의 수광량보다, i 회째의 촬영에 있어서의 제 1 영역 (21) 의 수광량이 실제로는 적을 것이다.
그래서, 화소 (20) 의 각 영역 (21 ∼ 23) 의 수광량을 보정하기 위해서, 각 영역 (21 ∼ 23) 에 맞는 가중을 행하여, 영역 (21 ∼ 23) 마다 무게 계수를 설정하고 있다. 구체적으로는, 1 화소 (20) 의 좌단부의 제 1 영역 (21) 의 무게 계수를 ε1, 중앙부의 제 2 영역 (22) 의 무게 계수를 ε2, 우단부의 제 3 영역 (23) 의 무게 계수를 ε3 으로 하여 i 회째의 촬영에 있어서의 서브 픽셀 (23) 의 수광량을 하기 식에 의해서 연산하고 있다.
(i 회째의 서브 픽셀의 수광량의 추정치) ＝ (i 회째의 전체 수광량) - {((i-1) 회째의 서브 픽셀의 수광량의 추정치) * ε2/ε3 ＋ ((i-2) 회째의 서브 픽셀의 수광량의 추정치) * ε1/ε3}
ε1, ε2, ε3 의 구체예로서, 본 실시형태에서는, ε1 ＝ 1/3, ε2 ＝ 1, ε3 ＝ 2/3 이 설정되어 있다. 도 8 에, 가중을 고려하여 산출한 각 영역 (21 ∼ 23) 의 보정 후의 수광량 추정치의 일례를 나타낸다.
도 8 의 예에서는, (i-2) 회째의 촬영시의 서브 픽셀 (23) 의 수광량을 0.3 으로 했을 때, (i-1) 회째의 촬영시의 제 2 영역 (22) 에 있어서는, 수광량이 보정되어 0.5 로 증가하고, i 회째의 촬영시의 제 1 영역 (21) 에 있어서는, 수광량이 보정되어 0.2 로 감소되어 있다. 또, (i-1) 회째의 촬영시의 서브 픽셀 (23) 의 수광량을 0.9 로 했을 때, i 회째의 촬영시의 제 2 영역 (22) 에 있어서는, 수광량이 보정되어 1.3 으로 증가되어 있다.
또, 화소 (20) 의 수광 감도뿐만 아니라, 조명 장치 (2a, 2b) 의 조사 광량의 분포가 상이하기 때문에, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 반사광 (40) 의 수광량도 화소 (20) 의 영역에 따라서 상이한 경우가 있다. 도 9 의 예에서는, 화소 (20) 의 단부의 제 1 영역 (21) 및 제 3 영역 (23) 에 대해서는 반사광량 1 에 대해서, 중앙의 제 2 영역 (22) 에 대해서는 반사광량이 2 배인 것을 나타내고 있다. 이 때문에, 반사광량의 상이함을 보정하기 위해서, 화소 (20) 의 각 영역 (21 ∼ 23) 마다에 기초하는 무게 계수 ε1 ∼ ε3 을 설정해도 된다. 예를 들어, ε1 ＝ 1/2, ε2 ＝ 1, ε3 ＝ 1/2 가 설정되어도 된다.
이와 같이, 화소 (20) 의 영역 (21 ∼ 23) 마다 수광량을 보정한 상태에서, 1 화소 전체의 수광량으로부터 중복 영역의 수광량이 빼어지기 때문에, 중복 영역의 보다 정확한 수광량을 빼어 금회의 서브 픽셀 (23) 의 수광량을 추정할 수 있고, 나아가서는 보다 정밀도가 높은 결함 판별을 행할 수 있다.
＜결함 판별＞
서로 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 기초하여 표면 결함을 판별한다.
오목 결함 중, "보이드 결함" 으로 불리는 구면상의 오목 결함 (51) 에 대해서는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 대향하여 배치된 조명 장치 (2a 및 2b) 의 상이한 방향으로부터의 조명광이 크로스되어, 조명 장치 (2a 및 2b) 의 각 위치와 반사 위치는 위치 관계가 반대로 된다. 요컨대, 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상 (61) 에 있어서, 각 조명 장치 (2a, 2b) 에 대응하는 명점 (61a, 61b) 이 중복되지 않으며, 또한 각 명점 (61a, 61b) 이 미리 설정된 범위 내에 있고, 게다가 명점 (61a, 61b) 의 위치가 조명 장치 (2a, 2b) 의 배치 위치와 반대인 위치 관계일 경우에는, 오목 결함 (51) 으로 판정한다.
한편, "볼록 결함" 에 대해서는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 조명 장치 (2a 및 2b) 로부터 볼록 결함 (52) 에 대한 각 조명광은 크로스되지 않고, 조명 장치 (2a 및 2b) 의 각 위치와 반사 위치는 위치 관계가 동일하다. 따라서, 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상 (62) 에 있어서, 각 조명 장치 (2a, 2b) 에 대응하는 명점 (62a, 62b) 이 중복되지 않으며, 또한 각 명점 (62a, 62b) 이 미리 설정된 범위 내에 있고, 게다가 명점 (62a, 62b) 의 위치가 조명 장치 (2a, 2b) 의 배치 위치와 동일한 위치 관계일 경우에는, 볼록 결함 (52) 으로 판정한다.
또한, 도 10 및 도 11 에 있어서, 조명 장치 (2a) 에 대응하는 명점 (61a, 62a) 을 더블 해칭으로, 조명 장치 (2b) 에 대응하는 명점 (61b, 62b) 을 파선 해칭으로 나타내고 있다. 도 12 이후에 있어서도 동일하다.
오목 결함 중, "흠집 결함" 으로 불리는 평면의 결함 (53) 에 대해서는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 대향하여 배치된 조명 장치 (2a 및 2b) 로부터의 조명광이 크로스되어, 조명 장치 (2a 및 2b) 의 각 위치와 반사 위치는 위치 관계가 반대로 된다. 또한, 흠집면의 방향이 일정하지 않기 때문에 조명 장치 (2a) 의 조명광의 반사와 조명 장치 (2b) 의 조명광의 반사가 혼재한다. 단, 평면은 고반사율면이기 때문에 각 조명광은 혼합되어 반사되지 않는다. 따라서, 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상 (63) 에 있어서, 조명 장치 (2a) 에 대응하는 명점 (63a) 과 조명 장치 (2b) 에 대응하는 명점 (63b) 이 중복되지 않으며, 또한 각 명점 (63a, 63b) 이 혼재하고, 명점 (63a, 63b) 의 위치가 조명 장치 (2a, 2b) 의 배치 위치와 반대일 경우에는, 피검사물 (5) 의 표면에 흠집 결함 (53) 이 존재한다고 판정한다.
"먼지" 나 "티클" 은, 표면이 확산 반사면이기 때문에, 조명 장치 (2a, 2b) 의 조명광을 확산 반사하고, 이 때문에, 도 13 과 같이 각 조명광은 결함 (54) 에 의해서 혼합되어 반사된다. 따라서, 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상 (64) 에 있어서, 각 조명 장치 (2a, 2b) 에 대응하는 명점 (64a, 64b) 이 중복되어 있을 때에는, 피검사물 (5) 의 표면에 티끌 또는 먼지가 존재한다고 판정한다.
조명 장치 (2a, 2b) 에 의한 각 서브 픽셀 화상은 모두 암시야 화상이고, 요철 결함, 흠집 결함, 먼지, 티끌 등은 백점으로서 나타난다. 화상 상의 결함 후보의 검출은 이하와 같이 하여 행한다.
즉, 결함 후보의 사이즈를 화상의 면적으로 W1 이상 W2 이하, 휘도를 B2 이상으로 설정했을 때, 각 서브 픽셀 화상을 모두 B2 로 2 치화하고, 팽창 수축 처리로 이산 화소의 집결 처리를 행한다. 또한, 화소 집합마다 색 분류 등에 의한 라벨 부여를 행한다.
집합 면적 S 가 W1 ≤ S ≤ W2 인 라벨의 화소 집합만을 남기고, 그 밖의 화소 집합을 각 서브 픽셀 화상에서 삭제한다. W1 은 단순히 최소의 결함 사이즈를 나타내는 것은 아니고, 「결함 부분」으로 간주할 수 있는 최소 사이즈를 나타낸다.
그리고, 결함 사이즈를 화소수로 X 이상으로 정의했을 때, 조명 장치 (2a) 에 대한 서브 픽셀 화상에 남는 화소 집합의 각 화소의 좌표 Vi (i 는 화소 집합의 라벨) 를 조사하고, 조명 장치 (2b) 에 대한 서브 픽셀 화상의 좌표 Vi ± X/2 의 범위 내에 화소 집합이 있을 경우에는 결함으로 간주하고, 상기 서술한 결함 분류 방법에 따라서, "보이드 결함", "흠집 결함", "볼록 결함", "먼지 또는 티끌" 의 4 종류로 분류한다.
구체적으로는, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 위치 맞춤된, 조명 장치 (2a) 에 대응하는 서브 픽셀 화상 SPb 와 조명 장치 (2b) 에 대응하는 서브 픽셀 화상 SPb 를, 우측 도면과 같이 조합하면, 각 조명 장치 (2a, 2b) 에 대응하는 명점 (61a, 61b) 이 중복되지 않으며, 또한 각 명점 (61a, 61b) 이 좌표 Vi ± X/2 의 범위 내에 있고, 게다가 명점 (61a, 61b) 의 위치가 조명 장치 (2a, 2b) 의 배치 위치와 반대의 위치 관계이기 때문에, 보이드 결함으로 판정한다.
도 15 에 나타내는 바와 같이, 위치 맞춤된, 조명 장치 (2a) 에 대응하는 서브 픽셀 화상 SPb 와 조명 장치 (2b) 에 대응하는 서브 픽셀 화상 SPb 를, 우측 도면과 같이 조합하면, 각 조명 장치 (2a, 2b) 에 대응하는 명점 (62a, 62b) 이 중복되지 않으며, 또한 각 명점 (62a, 62b) 이 좌표 Vi ± X/2 의 범위 내에 있고, 게다가 명점 (62a, 62b) 의 위치가 조명 장치 (2a, 2b) 의 배치 위치와 동일한 위치 관계이기 때문에, 볼록 결함으로 판정한다.
도 16 에 나타내는 바와 같이, 위치 맞춤된, 조명 장치 (2a) 에 대응하는 서브 픽셀 화상 SPb 와 조명 장치 (2b) 에 대응하는 서브 픽셀 화상 SPb 를, 우측 도면과 같이 조합하면, 각 조명 장치 (2a, 2b) 에 대응하는 각 명점 (62a, 62b) 이 좌표 Vi ± X/2 의 범위 내에 있고, 명점 (62a, 62b) 이 중복되지 않고 혼재하여, 명점 (63a, 63b) 의 위치가 조명 장치 (2a, 2b) 의 배치 위치와 반대이기 때문에, 흠집 결함으로 판정한다.
도 17 에 나타내는 바와 같이, 위치 맞춤된, 조명 장치 (2a) 에 대응하는 서브 픽셀 화상 SPb 와 조명 장치 (2b) 에 대응하는 서브 픽셀 화상 SPb 를, 우측 도면과 같이 조합하면, 각 조명 장치 (2a, 2b) 에 대응하는 명점 (64a, 64b) 이 중복되어 있기 때문에, 티끌 또는 먼지로 판정한다.
이상에 의해서, 이동하는 피검사물 (5) 의 표면 결함을 검출 판별할 수 있다.
검출 결과는 표시 장치 (6) 에 표시된다. 표시는, 바람직하게는, 도 14 ∼ 도 17 의 우측에 나타낸 2 개의 서브 픽셀 화상 SPa, SPb 의 위치 맞춤 후의 화상과 함께, 판별된 결함의 종류나, 결함마다의 좌표 Vi ± X/2 의 범위도 함께 표시되어도 된다.
이상, 본 발명의 일 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 경우는 없다. 예를 들어, 라인 센서 (1) 및 조명 장치 (2a, 2b) 를 고정시키고, 피검사물 (5) 을 이동시키면서 촬영을 행하는 구성으로 했지만, 피검사물 (5) 을 고정시키고, 라인 센서 (1) 및 조명 장치 (2a, 2b) 를 이동시키면서 촬영을 행해도 되고, 피검사물 (5) 과 라인 센서 (1) 및 조명 장치 (2a, 2b) 중 적어도 일방이 타방에 대해서 상대적으로 이동하고 있으면 된다.
또, 피검사물 (5) 의 1 촬영당 상대적 이동 거리가 A 이고, 서브 픽셀 (23) 의 길이가 2 A 인 경우를 나타냈지만, 1 개의 조명 장치에 대해서, 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 촬영 범위의 중복이 발생되어 서브 픽셀을 형성할 수 있으면 된다. 이 때문에, 피검사물 (5) 의 1 촬영당 상대적 이동 거리는 1 화소의 1/2 이하로 하는 것이 좋다.
또, 조명 장치 (2a, 2b) 는 2 개를 사용했지만, 전술한 바와 같이 3 개 이상의 조명 장치를 순서대로 전환하여 사용하여, 각 조명 장치에 대응하는 3 종류 이상의 서브 픽셀 화상을 비교하여 결함을 검출 판별하는 편이, 조사광의 방향이 다양해지고, 보다 양호한 정밀도로 표면 결함을 검출 판별할 수 있는 점에서 바람직하다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 정반사 성상이 강한 표면을 갖는 제품이나 부품 등의 피검사물의 표면 결함을 판별할 때에 이용 가능하다.
1 : 라인 센서
2a, 2b : 조명 장치
4 : 드럼 인코더
5 : 피검사물
6 : 조명 장치
8 : 조명 제어부
9 : 라인 센서 제어부
10 : 컴퓨터
11 : 드럼 반송 제어부
20 : 화소
21 : 제 1 영역
22 : 제 2 영역
23 : 서브 픽셀 (제 3 영역)
30 : 결함
51 : 오목 결함 (보이드 결함)
52 : 볼록 결함
53 : 흠집 결함
54 : 티끌 또는 먼지
61a ∼ 64a : 조명 장치 (2a) 에 의한 명점
61b ∼ 64b : 조명 장치 (2b) 에 의한 명점

Claims (29)

  1. 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 상기 각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 전환하여 피검사물에 조사시켰을 때에, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 라인 센서로 수광하여 촬영함으로써, 상기 조명광의 전환분만큼 각각 위치 어긋남 상태에서 복수의 화상을 취득하는 화상 취득 수단과,
    상기 화상 취득 수단에 의해서 취득된, 각 조명 장치에 대응하는 화상을 위치 맞춤하는 위치 맞춤 수단과,
    상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 화상으로부터, 피검사물의 표면 결함을 판별하는 판별 수단을 구비한 표면 결함 판별 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라인 센서의 각 화소의 일부는, 1 개의 상기 조명 장치에 의한 조명광이 피검사물에 조사되는 것에 의한 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 촬영 범위가 중복되는 중복 영역으로 되어 있고,
    1 개의 화소에 있어서의 상기 중복 영역을 제외한 부분을 서브 픽셀로 할 때, 금회의 촬영에서의 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하여 서브 픽셀 화상을 제작하는 서브 픽셀 화상 제작 수단을 구비하며,
    상기 위치 맞춤 수단은, 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하는 표면 결함 판별 장치.
  3. 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 상기 각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 전환하여 피검사물에 조사시켰을 때에, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 라인 센서로 수광하여 촬영함으로써, 상기 각 조명광마다 복수의 화상을 취득하는 화상 취득 수단을 구비하고,
    상기 라인 센서의 각 화소의 일부는, 1 개의 상기 조명 장치에 의한 조명광이 피검사물에 조사되는 것에 의한 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 촬영 범위가 중복되는 중복 영역으로 되어 있고,
    1 개의 화소에 있어서의 상기 중복 영역을 제외한 부분을 서브 픽셀로 할 때, 금회의 촬영에서의 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하여 서브 픽셀 화상을 제작하는 서브 픽셀 화상 제작 수단과,
    서브 픽셀 화상 제작 수단에 의해서 제작된 서브 픽셀 화상에 기초하여, 피검사물의 표면 결함을 판별하는 판별 수단을 추가로 구비하고 있는 표면 결함 판별 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 수단에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하는 위치 맞춤 수단을 구비하고 있는 표면 결함 판별 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 수단은, 상기 중복 영역의 수광량을 영역마다 보정한 상태에서, 화소 전체의 수광량으로부터 빼는 표면 결함 판별 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 수단은, 상기 중복 영역의 수광량을, 전회 이전에 추정된 서브 픽셀의 수광량의 합으로부터 구하고, 구해진 수광량을 화소 전체의 수광량으로부터 빼어 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하는 표면 결함 판별 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 수단은, 촬영 개시 후의 최초의 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 최초의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하는 표면 결함 판별 장치.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 수단은, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하지 않을 경우, 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 금회의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하고, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과할 경우, 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하는 표면 결함 판별 장치.
  9. 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 맞춤 수단은, 상기 서브 픽셀 화상 제작 수단에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상의 위치 맞춤을, 하기 식에 의해서 휘도치 Ki j 를 보정치 K'i j 로 보정함으로써 행하는 표면 결함 판별 장치.
    Figure pct00004

    단, i : 서브 픽셀 추정 위치의 인덱스
    j : 점등하고 있는 조명 장치의 식별 번호
  10. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판별 수단은, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점이 중복되지 않으며 또한 각 명점이 미리 설정된 범위 내에 있을 경우에는, 피검사물의 표면에 오목 결함 또는 볼록 결함이 존재한다고 판정하는 표면 결함 판별 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 판별 수단은, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점의 위치가 조명 장치의 배치 위치와 반대일 경우에는 오목 결함이 존재하고, 반대가 아닐 경우에는 볼록 결함이 존재한다고 판정하는 표면 결함 판별 장치.
  12. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판별 수단은, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점이 중복되어 있을 때에는, 피검사물의 표면에 티끌 또는 먼지가 존재한다고 판정하는 표면 결함 판별 장치.
  13. 제 12 항 및 제 4 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하는 화소를 결함 후보 화소로서 검출하고, 검출된 결함 후보 화소에 대해서, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하며, 또한 판정 수단에 의해서 피검사물의 표면 결함을 판별하는 표면 결함 판별 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 장치의 광원으로서, LED 또는 가시광 반도체 레이저가 사용되는 표면 결함 판별 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 장치는 3 개 이상이고, 상기 라인 센서를 중심으로 하는 원주 위에서, 또한 360 도 ÷ 조명 장치의 수의 각도차로 배치되어 있는 표면 결함 판별 장치.
  16. 상이한 위치에 배치된 복수의 조명 장치와,
    각 조명 장치로부터 피검사물에 조사된 조명광의 반사광을 수광 가능한 라인 센서와,
    상기 피검사물을, 상기 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,
    각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 소정의 주기로 전환하여 피검사물에 조사시키는 조명 제어 수단과,
    상기 이동 수단에 의해서, 상기 피검사물을 상기 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 상대적으로 이동시키면서, 상기 조명 제어 수단에 의해서, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 수광하여 촬영을 행하도록, 상기 라인 센서를 제어하는 라인 센서 제어 수단과,
    제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 표면 결함 판별 장치를 구비한 외관 검사 장치.
  17. 상이한 위치에 배치된 조명 장치 및 라인 센서에 대해서 피검사물을 상대적으로 이동시키면서, 상기 각 조명 장치로부터의 조명광을 1 개씩 전환하여 피검사물에 조사시켰을 때에, 각 조명 장치로부터의 조명광이 전환될 때마다, 피검사물로부터의 반사광을 라인 센서로 수광하여 촬영함으로써, 상기 조명광의 전환분만큼 각각 위치 어긋남 상태에서 복수의 화상을 취득하는 화상 취득 스텝과,
    상기 화상 취득 스텝에 의해서 취득된, 각 조명 장치에 대응하는 화상을 위치 맞춤하는 위치 맞춤 스텝과,
    상기 위치 맞춤 스텝에 의해서 위치 맞춤된 화상으로부터, 피검사물의 표면 결함을 판별하는 판별 스텝을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 라인 센서의 각 화소의 일부는, 1 개의 상기 조명 장치에 의한 조명광이 피검사물에 조사되는 것에 의한 금회의 촬영과 전회의 촬영에서 촬영 범위가 중복되는 중복 영역으로 되어 있고,
    1 개의 화소에 있어서의 상기 중복 영역을 제외한 부분을 서브 픽셀로 할 때, 금회의 촬영에서의 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하여 서브 픽셀 화상을 제작하는 서브 픽셀 화상 제작 스텝을 상기 컴퓨터에 실행시키고,
    상기 위치 맞춤 스텝에서는, 상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에서는, 상기 중복 영역의 수광량을 영역마다 보정한 상태에서, 화소 전체의 수광량으로부터 빼는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에서는, 상기 중복 영역의 수광량을, 전회 이전에 추정된 서브 픽셀의 수광량의 합으로부터 구하고, 구해진 수광량을 화소 전체의 수광량으로부터 빼어 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에서는, 촬영 개시 후의 최초의 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 최초의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에서는, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하지 않을 경우, 화소 전체의 수광량을 1 화소당 서브 픽셀의 수로 나눈 평균치를, 금회의 서브 픽셀의 수광량으로 추정하고, 화소 전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과할 경우, 화소 전체의 수광량으로부터 상기 중복 영역의 수광량을 뺌으로써, 금회의 서브 픽셀의 수광량을 추정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 맞춤 스텝에서는, 상기 서브 픽셀 화상 제작 스텝에 의해서 제작된 각 조명 장치에 대응하는 서브 픽셀 화상의 위치 맞춤을, 하기 식에 의해서 휘도치 Ki j 를 보정치 K'i j 로 보정함으로써 행하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
    Figure pct00005

    단, i : 서브 픽셀 추정 위치의 인덱스
    j : 점등하고 있는 조명의 식별차 번호
  24. 제 17 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판별 스텝에서는, 상기 위치 맞춤 스텝에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점이 중복되지 않으며 또한 각 명점이 미리 설정된 범위 내에 있을 경우에는, 피검사물의 표면에 오목 결함 또는 볼록 결함이 존재한다고 판정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 판별 스텝에서는, 상기 위치 맞춤 스텝에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 위치 맞춤된 서브 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점의 위치가 조명 장치의 배치 위치와 반대일 경우에는 오목 결함이 존재하고, 반대가 아닐 경우에는 볼록 결함이 존재한다고 판정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  26. 제 17 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판별 스텝에서는, 상기 위치 맞춤 스텝에 의해서 위치 맞춤된 픽셀 화상에 있어서, 각 조명 장치에 대응하는 명점이 중복되어 있을 때에는, 피검사물의 표면에 티끌 또는 먼지가 존재한다고 판정하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  27. 제 17 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전체의 수광량이 소정의 임계치를 초과하는 화소를 결함 후보 화소로서 검출하고, 검출된 결함 후보 화소에 대해서, 상기 위치 맞춤 수단에 의해서 서브 픽셀 화상을 위치 맞춤하며, 또한 판정 스텝에 의해서 피검사물의 표면 결함을 판별하는 처리를 상기 컴퓨터에 실행시키는 프로그램.
  28. 제 17 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 장치의 광원으로서, LED 또는 가시광 반도체 레이저가 사용되는 프로그램.
  29. 제 17 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수 개의 상기 조명 장치는, 상기 라인 센서를 중심으로 하는 원주 위에서 또한 360 도/(조명 장치의 개수) 의 위치에 배치되어 있는 프로그램.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11118450A (ja) 1997-10-14 1999-04-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液晶基板の突起欠陥検出装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4190636B2 (ja) * 1998-11-24 2008-12-03 日本エレクトロセンサリデバイス株式会社 表面検査装置
JP4399372B2 (ja) * 2005-01-17 2010-01-13 株式会社メガトレード 検査装置
DE102005031490A1 (de) * 2005-07-04 2007-02-01 Massen Machine Vision Systems Gmbh Kostengünstige multi-sensorielle Oberflächeninspektion
US8144973B2 (en) * 2009-03-24 2012-03-27 Orbotech Ltd. Multi-modal imaging
JP5673621B2 (ja) * 2012-07-18 2015-02-18 オムロン株式会社 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
CN105358966B (zh) * 2013-05-23 2019-08-02 材料开发中心股份公司 对长材进行表面检查的方法及执行这样的方法的设备
JP6470506B2 (ja) 2014-06-09 2019-02-13 株式会社キーエンス 検査装置
JP6370177B2 (ja) * 2014-09-05 2018-08-08 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 検査装置および検査方法
JP6447637B2 (ja) * 2015-06-25 2019-01-09 Ｊｆｅスチール株式会社 表面欠陥検出装置、表面欠陥検出方法、及び鋼材の製造方法
JP6682809B2 (ja) 2015-11-09 2020-04-15 大日本印刷株式会社 検査システムおよび検査方法
EP3719442B1 (en) * 2017-11-27 2023-08-30 Nippon Steel Corporation Shape inspecting device and shape inspecting method
JP7113627B2 (ja) * 2018-02-05 2022-08-05 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 画像取得装置、画像取得方法および検査装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11118450A (ja) 1997-10-14 1999-04-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液晶基板の突起欠陥検出装置

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