JP2020094877A - Optical evaluation device, optical evaluation method, test object conveyance method - Google Patents

Optical evaluation device, optical evaluation method, test object conveyance method Download PDF

Info

Publication number
JP2020094877A
JP2020094877A JP2018231941A JP2018231941A JP2020094877A JP 2020094877 A JP2020094877 A JP 2020094877A JP 2018231941 A JP2018231941 A JP 2018231941A JP 2018231941 A JP2018231941 A JP 2018231941A JP 2020094877 A JP2020094877 A JP 2020094877A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
unit
image
illumination
transmissive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018231941A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
英則 橋口
Hidenori Hashiguchi
英則 橋口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018231941A priority Critical patent/JP2020094877A/en
Publication of JP2020094877A publication Critical patent/JP2020094877A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

【課題】 より小型の装置にて多様な欠陥をより高精度で検出するための技術を提供すること。【解決手段】 光学評価装置は、光が透過する透過部と、透過部よりも光の透過率が低い非透過部と、を有する照明部であって、光源が照明部において透過部以外の箇所に設けられている照明部を有する。また光学評価装置は、光源によって照明されている被検物を透過部を介して撮影する撮影部と、照明部における複数の光源の少なくとも一部を発光させる制御部と、を備え、被検物と照明部との間の相対的な位置関係は変更可能である。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for detecting various defects with higher accuracy with a smaller device. An optical evaluation device is an illuminating unit having a transmitting portion through which light is transmitted and a non-transmitting portion having a light transmittance lower than that of the transmitting portion, and a light source is a portion other than the transmitting portion in the illuminating unit. It has a lighting unit provided in. Further, the optical evaluation device includes an imaging unit that photographs an object illuminated by a light source through a transmission unit, and a control unit that emits at least a part of a plurality of light sources in the illumination unit. The relative positional relationship between the light source and the lighting unit can be changed. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、被検物の光学的な評価を行うための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for optically evaluating a test object.

被検物であるワークに存在する欠陥には、キズ、凹凸、表面粗さのムラ等の多様な種類が存在する。それらの多様な種類の欠陥を目視して判定する目視検査員は、それぞれの欠陥種に対して、目視の上で最も欠陥が見やすい配置にて目視した結果から欠陥か否かの判定を下す。つまり、それぞれの欠陥種に対する最適な照明方位と撮像方位が欠陥種毎に異なるため、多様な欠陥種を検出するためには、照明と撮像の方位自由度向上が課題となる。その課題の解決策として、半球状(ドーム)照明と同軸落射照明の部分的な発光ができる構成が採用しうる(特許文献1)。 There are various types of defects existing on a workpiece as a test object, such as scratches, unevenness, and unevenness of surface roughness. A visual inspector who visually determines these various types of defects determines whether or not each defect type is a defect based on the result of visual observation in the arrangement in which the defect is most visible. That is, since the optimum illumination direction and image pickup direction for each defect type are different for each defect type, in order to detect various defect types, improvement of the directional freedom of illumination and image pickup becomes a problem. As a solution to the problem, a configuration capable of partially emitting light from a hemispherical (dome) illumination and a coaxial incident illumination can be adopted (Patent Document 1).

特開2007−003543号公報JP, 2007-003543, A

しかしながら、特許文献1に記載の構成では、半球状照明及び同軸落射照明を実現するハーフミラーを有する関係上、撮像光軸方向に長い距離を確保する必要があり、装置全体が大型化してしまうという課題がある。さらに、撮像がハーフミラーを介してなされることから、撮像視野範囲がハーフミラー内に全て含まれている必要があり、撮像方位の自由度が低くなるという課題がある。本発明では、より小型の装置にて多様な欠陥をより高精度で検出するための技術を提供する。 However, in the configuration described in Patent Document 1, it is necessary to secure a long distance in the imaging optical axis direction because of the half mirror that realizes the hemispherical illumination and the coaxial epi-illumination, and the entire apparatus becomes large. There are challenges. Further, since the image pickup is performed through the half mirror, it is necessary that the image pickup visual field range is entirely included in the half mirror, and there is a problem that the degree of freedom of the image pickup direction becomes low. The present invention provides a technique for detecting various defects with higher accuracy in a smaller device.

本発明の一様態は、光が透過する透過部と、該透過部よりも光の透過率が低い非透過部と、を有する照明部であって、光源が該照明部において該透過部以外の箇所に設けられている前記照明部と、前記光源によって照明されている被検物を、前記透過部を介して撮影する撮影部と、前記照明部における複数の光源の少なくとも一部を発光させる制御部と、を備え、前記被検物と前記照明部との間の相対的な位置関係は変更可能であることを特徴とする。 One embodiment of the present invention is an illumination unit having a transmissive portion that transmits light and a non-transmissive portion having a light transmittance lower than that of the transmissive portion, wherein the light source is other than the transmissive portion in the illuminating portion. A lighting unit provided at a location, a shooting unit that shoots an object illuminated by the light source through the transmission unit, and control for causing at least a part of a plurality of light sources in the lighting unit to emit light. And a relative position relationship between the object to be inspected and the illumination unit is changeable.

本発明の構成によれば、より小型の装置にて多様な欠陥をより高精度で検出することができる。 According to the configuration of the present invention, various defects can be detected with higher accuracy in a smaller device.

光学評価装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of an optical evaluation apparatus. 照明部101の構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a lighting unit 101. 照明部101の断面図。Sectional drawing of the illuminating part 101. ワーク11の表面を光学的に評価する処理のフローチャート。The flowchart of the process which optically evaluates the surface of the workpiece 11. ライン状の明暗ノイズの断面イメージを示す図。The figure which shows the cross-sectional image of line-shaped bright-dark noise. 光学評価装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of an optical evaluation apparatus. 照明部110の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the illuminating part 110. 照明部110の断面図。Sectional drawing of the illuminating part 110. ワーク12の表面を光学的に評価する処理のフローチャート。The flowchart of the process which optically evaluates the surface of the workpiece|work 12.

以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載した構成の具体的な実施例の1つである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the embodiment described below shows an example of a case where the present invention is specifically implemented, and is one of the specific examples of the configurations described in the claims.

[第1の実施形態]
先ず、本実施形態に係る光学評価装置の構成例について、図1を用いて説明する。光学評価装置1は、光沢性を有するワーク11(被検物)の表面を光学的に評価する。ワーク11は、例えば、工業製品に利用される、表面が研磨された金属部品や樹脂部品などである。ワーク11の表面には、形状(キズ、凹凸など)に関わる欠陥(以降、形状性欠陥と呼ぶ)、散乱(表面粗さのムラなど)に関わる欠陥(以降、散乱性欠陥と呼ぶ)、反射率に関わる欠陥、などの表面性状に起因する多様な欠陥が発生しうる。光学評価装置1は、ワーク11の表面の画像を取得し、該画像から生成する合成画像を評価することにより、これらの欠陥を検出し、該検出の結果に基づいて、例えば該ワーク11が良品であるのか、それとも不良品であるのかを判定する。良品であるのか不良品であるのかの判定の手法には様々な手法がある。例えば、画像から計測された表面性状と、良品の表面性状として予め設定されている表面形状と、の差異が閾値よりも小さい場合には良品であると判定し、該差異が閾値よりも大きい場合は不良品であると判定する。
[First Embodiment]
First, a configuration example of the optical evaluation device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The optical evaluation apparatus 1 optically evaluates the surface of a work 11 (inspection object) having gloss. The work 11 is, for example, a metal part or a resin part whose surface is polished, which is used for industrial products. On the surface of the work 11, defects related to the shape (scratches, irregularities, etc.) (hereinafter referred to as shape defects), defects related to scattering (unevenness of surface roughness, etc.) (hereinafter referred to as scattering defects), reflection Various defects due to surface properties such as defect related to the rate may occur. The optical evaluation apparatus 1 detects these defects by acquiring an image of the surface of the work 11 and evaluating a composite image generated from the image, and based on the result of the detection, for example, the work 11 is a non-defective product. Or it is a defective product. There are various methods for determining whether the product is a good product or a defective product. For example, if the difference between the surface texture measured from the image and the surface shape preset as the surface texture of the non-defective product is smaller than the threshold value, it is determined as the non-defective product, and if the difference is larger than the threshold value. Is determined to be a defective product.

さらに光学評価装置1は、ワーク11を規定の位置に搬送する不図示の搬送装置(例えば、コンベアやロボット、スライダ、手動ステージなど)を含みうる。搬送装置は、ワーク11に対する良品/不良品の判定結果に応じて該ワーク11の搬送先を変えることができる。例えば、ワーク11に対する判定結果が「良品」の場合には、該ワーク11は次の工程へと送られる。以降の工程においてワーク11は、例えば別の様々な部品と組み合わせられ、最終的には製品として完成する。一方、ワーク11に対する判定結果が「不良品」の場合には、該ワーク11は再生のための工程へと送られる。その工程においてワーク11には表面の欠陥を除去するための処理(例えば表面を研磨するなどの処理)が施される。この処理が完了した後、光学評価装置1による良品/不良品の再評価が再度行われる。 Further, the optical evaluation apparatus 1 may include a transfer device (not shown) that transfers the work 11 to a specified position (for example, a conveyor, a robot, a slider, a manual stage, or the like). The transfer device can change the transfer destination of the work 11 according to the determination result of the non-defective product/defective product with respect to the work 11. For example, when the determination result for the work 11 is “non-defective”, the work 11 is sent to the next step. In the subsequent steps, the work 11 is combined with various other parts, for example, and finally completed as a product. On the other hand, when the determination result for the work 11 is “defective product”, the work 11 is sent to a process for recycling. In the step, the work 11 is subjected to a treatment for removing surface defects (for example, a treatment for polishing the surface). After this process is completed, the optical evaluation device 1 re-evaluates the non-defective product/defective product.

さらに光学評価装置1は、ワーク11を照明する照明部101と、照明部101よりも上方からワーク11を照明部101越しに撮影する撮影部であるカメラ102と、を含みうる。カメラ102は、例えばCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサなど、画素が2次元状に配置されたイメージセンサを使用しうる。このようなエリアセンサカメラを用いることにより、ラインセンサカメラと比べて広い領域の画像を一括に取得することができるため、ワーク表面の広い範囲について高速に表面を評価することが可能となる。またカメラ102には、被写体側テレセントリック光学系を用いてもよい。 Further, the optical evaluation device 1 may include an illumination unit 101 that illuminates the work 11, and a camera 102 that is an imaging unit that captures the work 11 from above the illumination unit 101 through the illumination unit 101. The camera 102 can use an image sensor in which pixels are two-dimensionally arranged, such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor. By using such an area sensor camera, an image of a wider area can be collectively acquired as compared with a line sensor camera, so that it is possible to evaluate the surface of a wide range of the work surface at high speed. The camera 102 may use a subject-side telecentric optical system.

ここで、本実施形態に係る照明部101の構成例を図2に示す。図2に示す如く、照明部101は、少なくとも部分的に光を透過する複数のライン状の透過部1011と、少なくとも透過部1011よりは光の透過率が小さい複数のライン状の非透過部1012と、が規定方向に一定の周期Pで交互に配置された部材を有する。この「規定方向」は図2ではX方向である。この部材は、透過部1011が開口ないし空間、非透過部1012が遮光マスクから成り得て、それぞれX方向よりもY方向に長く、X方向に沿って間隔を空けつつ周期Pで配置されている。さらに透過部1011と非透過部1012とを含む部材は、枠部1013によって保持されている。つまり、図2の照明部101は、透過部1011と非透過部1012とがライン方向(Y方向)と直交する方向(X方向)に一定の周期Pで交互に配置されたパターン(ライン状パターン)の部材を有する。 Here, a configuration example of the illumination unit 101 according to the present embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the illumination unit 101 includes a plurality of line-shaped transmissive portions 1011 that at least partially transmit light, and a plurality of line-shaped non-transmissive portions 1012 having a light transmittance smaller than that of at least the transmissive portion 1011. And have members arranged alternately in a prescribed direction at a constant period P. This "specified direction" is the X direction in FIG. In this member, the transmissive portion 1011 may be an opening or a space, and the non-transmissive portion 1012 may be a light-shielding mask, each of which is longer than the X direction in the Y direction and is arranged at intervals of P along the X direction. .. Further, the member including the transmissive portion 1011 and the non-transmissive portion 1012 is held by the frame portion 1013. That is, in the illumination unit 101 of FIG. 2, the transmissive portions 1011 and the non-transmissive portions 1012 are alternately arranged in a direction (X direction) orthogonal to the line direction (Y direction) at a constant period P (line pattern. ) Member.

照明部101の断面図を図3に示す。照明部101はさらに、光源であるLED1014a〜1014hを含みうる。LED1014a〜1014hのそれぞれは、複数のLED素子及び拡散板を有しており、ライン状の発光部材として機能する。LED1014a〜1014hのそれぞれは、複数の非透過部1012のうち対応する非透過部1012に設けられており(Y方向に並んでおり)、ワーク11に向けて(図3中の−Z方向)光を照射する。図3の例では、例えばLED1014aは、X方向において左端の非透過部1012上に設けられている。 A cross-sectional view of the illumination unit 101 is shown in FIG. The illumination unit 101 may further include LEDs 1014a to 1014h that are light sources. Each of the LEDs 1014a to 1014h has a plurality of LED elements and a diffusion plate, and functions as a linear light emitting member. Each of the LEDs 1014a to 1014h is provided in the corresponding non-transmissive portion 1012 of the plurality of non-transmissive portions 1012 (arranged in the Y direction), and light toward the work 11 (-Z direction in FIG. 3). Irradiate. In the example of FIG. 3, for example, the LED 1014a is provided on the non-transmissive portion 1012 at the left end in the X direction.

照明部101により、ワーク11には縞状のパターン光が照射される。ワーク11で反射または散乱された光の一部は照明部101の非透過部1012によって遮光され、一部は照明部101の透過部1011を透過する。照明部101の透過部1011を透過した光の一部はカメラ102に到達し、カメラ102はこの到達した光を撮影するで、照明部101を介したワーク11の撮影を可能にする。 The illumination unit 101 irradiates the work 11 with striped pattern light. A part of the light reflected or scattered by the work 11 is blocked by the non-transmissive part 1012 of the illuminating part 101, and a part of the light is transmitted through the transmissive part 1011 of the illuminating part 101. Part of the light transmitted through the transmissive portion 1011 of the illumination unit 101 reaches the camera 102, and the camera 102 captures the reached light, so that the workpiece 11 can be captured via the illumination unit 101.

なお、本実施形態では、光源を複数のLED素子及び拡散板によるライン状の発光部材であるLED1014a〜1014hとしているが、照明部101の構成はこのような構成に限らない。例えば、光を散乱する特性を有する素材でフィルム上に印刷された縞状のパターンによって照明部101を実現しても良い。 In the present embodiment, the light source is the LEDs 1014a to 1014h, which are linear light emitting members including a plurality of LED elements and a diffusion plate, but the configuration of the illumination unit 101 is not limited to such a configuration. For example, the illumination unit 101 may be realized by a striped pattern printed on a film with a material having a property of scattering light.

図1に示されるように、照明部101は、該照明部101の駆動部である可動機構103によって保持されている。可動機構103は、透過部1011及び非透過部1012のライン方向(Y方向)と直交する方向(X方向)に照明部101を移動させる。本実施形態では、可動機構103によって照明部101をX方向に移動させることで、ワーク11と照明部101との間の相対的な位置関係を変化させているが、同様の目的を達成できるのであれば、他の手法を採用しても良い。例えば、照明部101に対してワーク11を動かすことで、照明部101とワーク11との間の相対的な位置関係を変化させても良い。また、照明部101の全体は動かさずに、透過部1011及び非透過部1012だけを動かすようにしても良い。 As shown in FIG. 1, the illumination unit 101 is held by a movable mechanism 103 that is a drive unit of the illumination unit 101. The movable mechanism 103 moves the illumination unit 101 in a direction (X direction) orthogonal to the line direction (Y direction) of the transmissive unit 1011 and the non-transmissive unit 1012. In the present embodiment, the movable mechanism 103 moves the illumination unit 101 in the X direction to change the relative positional relationship between the workpiece 11 and the illumination unit 101, but the same purpose can be achieved. If so, another method may be adopted. For example, by moving the work 11 with respect to the illumination unit 101, the relative positional relationship between the illumination unit 101 and the work 11 may be changed. Further, it is possible to move only the transmissive part 1011 and the non-transmissive part 1012 without moving the entire illuminating part 101.

可動機構103は制御部104と接続されている。制御部104は例えば、CPU等のプロセッサやメモリ等を有する基板として実装され、プロセッサはメモリに格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて処理を実行することで照明部101、カメラ102、可動機構103を同期して制御する。制御部104は、照明部101、カメラ102、可動機構103を制御することで、照明部101を発光させ、可動機構103に照明部101を移動させ、複数の画像をカメラ102に撮影させることができる。なお、同様の目的を達成できるのであれば、このような構成に限るものではない。例えば、手動で可動機構103を操作して照明部101を移動させた後、マニュアルトリガーで照明部101とカメラ102を制御してワーク11の複数の画像をカメラ102に撮影させるようにしても良い。 The movable mechanism 103 is connected to the control unit 104. The control unit 104 is mounted, for example, as a substrate having a processor such as a CPU and a memory, and the processor executes processing using a computer program and data stored in the memory, whereby the illumination unit 101, the camera 102, and the movable mechanism. 103 is controlled synchronously. The control unit 104 controls the illumination unit 101, the camera 102, and the movable mechanism 103 to cause the illumination unit 101 to emit light, cause the movable mechanism 103 to move the illumination unit 101, and cause the camera 102 to capture a plurality of images. it can. The configuration is not limited to this as long as the same purpose can be achieved. For example, after manually moving the movable mechanism 103 to move the illumination unit 101, the illumination unit 101 and the camera 102 may be controlled by a manual trigger to cause the camera 102 to capture a plurality of images of the work 11. ..

光学評価装置1は更に、画像処理部としてのPC(パーソナルコンピュータ)105と、表示部としてのディスプレイ106と、を含みうる。本実施形態に係るPC105は、カメラ102で得られた複数の画像に基づいてワーク11の表面を評価する(ワーク11の光学的な評価を行う)。ここで、PC105のハードウェア構成例について説明する。 The optical evaluation device 1 may further include a PC (personal computer) 105 as an image processing unit and a display 106 as a display unit. The PC 105 according to this embodiment evaluates the surface of the work 11 based on the plurality of images obtained by the camera 102 (optically evaluates the work 11). Here, a hardware configuration example of the PC 105 will be described.

CPU191は、RAM192やROM193に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて処理を実行する。これによりCPU191は、PC105全体の動作制御を行うと共に、PC105が行うものとして説明する各処理を実行若しくは制御する。 The CPU 191 executes processing using computer programs and data stored in the RAM 192 and ROM 193. As a result, the CPU 191 controls the operation of the entire PC 105, and also executes or controls each process described as being performed by the PC 105.

RAM192は、ROM193や外部記憶装置195からロードされたコンピュータプログラムやデータ、I/F(インターフェース)196を介して外部(制御部104など)から受信したデータ、を格納するためのエリアを有する。さらにRAM192は、CPU191が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアを有する。このようにRAM192は、各種のエリアを適宜提供することができる。ROM193には、PC105の設定データや起動プログラムなど、書換不要の情報が格納されている。 The RAM 192 has an area for storing computer programs and data loaded from the ROM 193 and the external storage device 195, and data received from the outside (such as the control unit 104) via the I/F (interface) 196. Further, the RAM 192 has a work area used when the CPU 191 executes various processes. In this way, the RAM 192 can provide various areas as needed. The ROM 193 stores information that does not require rewriting, such as the setting data of the PC 105 and the boot program.

操作部194は、キーボード、マウス、タッチパネルなどのユーザインターフェースにより構成されており、ユーザが操作することで各種の指示をCPU191に対して入力することができる。 The operation unit 194 includes a user interface such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, and can be operated by a user to input various instructions to the CPU 191.

外部記憶装置195は、ハードディスクドライブ装置に代表される大容量情報記憶装置である。外部記憶装置195には、OS(オペレーティングシステム)、PC105が行うものとして説明する各処理をCPU191に実行若しくは制御させるためのコンピュータプログラムやデータが保存されている。外部記憶装置195に保存されているデータには、PC105が既知のデータとして使用するデータも含まれている。外部記憶装置195に保存されているコンピュータプログラムやデータは、CPU191による制御に従って適宜RAM192にロードされ、CPU191による処理対象となる。 The external storage device 195 is a large capacity information storage device represented by a hard disk drive device. The external storage device 195 stores an OS (operating system) and computer programs and data for causing the CPU 191 to execute or control each process described as being performed by the PC 105. The data stored in the external storage device 195 also includes data used as known data by the PC 105. The computer programs and data stored in the external storage device 195 are appropriately loaded into the RAM 192 under the control of the CPU 191, and are processed by the CPU 191.

I/F196は、外部の機器をPC105に接続するためのもので、このI/F196には、制御部104やディスプレイ106などが接続される。例えば、カメラ102によって撮影された画像は、制御部104およびI/F196を介してPC105に入力され、RAM192や外部記憶装置195に格納される。 The I/F 196 is for connecting an external device to the PC 105, and the I/F 196 is connected to the control unit 104, the display 106, and the like. For example, an image captured by the camera 102 is input to the PC 105 via the control unit 104 and the I/F 196 and stored in the RAM 192 or the external storage device 195.

CPU191、RAM192、ROM193、操作部194、外部記憶装置195、I/F196は何れも、バス197に接続されている。なお、画像処理部に適用可能な装置はPC105に限らず、例えば、画像処理専用の装置(基盤など)であっても構わない。また、図1では、制御部104とPC105とを別個の装置としているが、制御部104とPC105とを一体化させても良い。 The CPU 191, RAM 192, ROM 193, operation unit 194, external storage device 195, and I/F 196 are all connected to the bus 197. The device applicable to the image processing unit is not limited to the PC 105, and may be, for example, a device dedicated to image processing (base or the like). Further, although the control unit 104 and the PC 105 are separate devices in FIG. 1, the control unit 104 and the PC 105 may be integrated.

次に、本実施形態に係る光学評価装置1を用いて実施する、ワーク11の表面を光学的に評価する処理について、図4のフローチャートに従って説明する。ステップS11では、LED1014a〜1014hの光量を調整する。LED1014a〜1014hの光量調整は、照明部101を介してワーク11をカメラ102によって撮影した画像の階調値分布に基づいて実施する。まず、階調値分布のピーク位置における階調値が飽和状態とならない範囲内で、階調値範囲の目標を設定する。次に、階調値分布のピーク位置のそれぞれが該設定した目標内に入るように、LED1014a〜1014hのそれぞれの光量を調節する。この光量調節は制御部104が行っても良いし、PC105が行っても良い。 Next, the process of optically evaluating the surface of the work 11 performed using the optical evaluation apparatus 1 according to this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S11, the light amounts of the LEDs 1014a to 1014h are adjusted. The light amount adjustment of the LEDs 1014a to 1014h is performed based on the gradation value distribution of the image captured by the camera 102 of the work 11 via the illumination unit 101. First, the target of the gradation value range is set within the range in which the gradation value at the peak position of the gradation value distribution does not reach the saturated state. Next, the light amounts of the LEDs 1014a to 1014h are adjusted so that the respective peak positions of the gradation value distribution fall within the set target. The control of the light amount may be performed by the control unit 104 or the PC 105.

次に、合成画像を作成するために必要な複数の画像を取得するべく、ステップS12〜S15の処理(撮影ループ1)を複数回(ここではN回:Nは3以上の整数)行う。撮影ループ1をN回繰り返すことで、N枚の画像を取得することができる。 Next, in order to acquire a plurality of images required to create a composite image, the processing of steps S12 to S15 (shooting loop 1) is performed a plurality of times (here, N times: N is an integer of 3 or more). By repeating the shooting loop 1 N times, N images can be acquired.

ステップS13では、制御部104は可動機構103を制御して照明部101を、基準位置からX方向にΔX(1≦i≦N)だけ移動させることで、照明部101とワーク11との間の相対的な位置関係を変化させる。制御部104は可動機構103を制御し、照明部101の移動の完了後、照明部101の移動を停止させる。 In step S13, the control unit 104 controls the movable mechanism 103 to move the illuminating unit 101 from the reference position in the X direction by ΔX i (1≦i≦N), so that the illuminating unit 101 and the work 11 are separated from each other. Change the relative positional relationship of. The control unit 104 controls the movable mechanism 103 to stop the movement of the illumination unit 101 after the movement of the illumination unit 101 is completed.

ステップS14では、制御部104は、照明部101内のLED1014a〜1014hを同時発光させてから、カメラ102により撮影を行わせる。カメラ102は、照明部101により照明されているワーク11からの光(ワーク11で反射または散乱された光の一部)のうち透過部1011を透過してカメラ102に届いた光を撮影する。以下では、i回目の撮影により得られる画像をIと表記する。また以下では、画像I中の画素位置(x、y)における輝度値をI(x、y)と表記する。なお、上記の基準位置は特定の位置に限らず、例えば、ΔX=0として、1回目の撮影の位置を基準位置としても良い。カメラ102により撮影された画像は制御部104を介してPC105に送出され、RAM192や外部記憶装置195に格納される。 In step S14, the control unit 104 causes the LEDs 1014a to 1014h in the illumination unit 101 to simultaneously emit light, and then causes the camera 102 to take an image. The camera 102 captures the light, which is transmitted from the work 11 illuminated by the illumination unit 101 (a part of the light reflected or scattered by the work 11) through the transmission unit 1011 and reaches the camera 102. Hereinafter, the image obtained by the i-th shooting is referred to as I i . In the following, the brightness value at the pixel position (x, y) in the image I i is expressed as I i (x, y). The above-mentioned reference position is not limited to a specific position, and for example, ΔX 1 =0 and the position of the first shooting may be used as the reference position. The image captured by the camera 102 is sent to the PC 105 via the control unit 104 and stored in the RAM 192 or the external storage device 195.

ステップS16ではCPU191は、次のような処理を実行する。つまり照明部101とワーク11との相対的な位置(X方向の位置)がΔXだけ変化したとき、位相が4πΔX/Pラジアンでシフトする周波数成分の強度変化に関する情報を用いてN枚の画像から合成画像または処理画像を生成する。この周波数成分は、画像上に発生する、例えば周期P/2の縞状パターンに対応する周波数成分である。 In step S16, the CPU 191 executes the following process. In other words, when the relative position (position in the X direction) between the illumination unit 101 and the work 11 changes by ΔX i , the N pieces of information are used by using the information regarding the intensity change of the frequency component whose phase is shifted by 4πΔX i /P radian. Generate a composite or processed image from the image. This frequency component is a frequency component corresponding to, for example, a striped pattern having a period P/2, which is generated on the image.

合成画像の一例は、位相が4πΔX/Pラジアンでシフトする周波数成分の振幅画像である。照明部101とワーク11との相対的なX方向の位置をP/N(等間隔)幅のステップでシフトさせた場合、ΔX(i=1,2,…N)は以下の式で表される。 An example of a composite image is an amplitude image of frequency components whose phase shifts by 4πΔX i /P radians. When the relative position in the X direction between the illumination unit 101 and the work 11 is shifted in steps of P/N (equal spacing) width, ΔX i (i=1, 2,... N) is expressed by the following equation. To be done.

Figure 2020094877
Figure 2020094877

この式はΔX=0の場合を含むものである。最初に撮影される画像(I)が基準位置から変化した位置で撮影された画像である場合には、ΔXは以下の式で表される。 This expression includes the case where ΔX 1 =0. When the image (I 1 ) captured first is an image captured at a position changed from the reference position, ΔX i is represented by the following formula.

Figure 2020094877
Figure 2020094877

このとき、振幅画像A(x,y)は、以下の式により算出できる。 At this time, the amplitude image A(x, y) can be calculated by the following formula.

Figure 2020094877
Figure 2020094877

これが、N枚(N≧3)の画像を処理することで得られる、被検物の表面に関する情報を含む処理画像である。また、位相が4πΔX/Pラジアンでシフトする周波数成分(例えば、周期P/2の縞状パターンに対応する周波数成分)の強度変化に関する情報を用いて生成された処理画像である。 This is a processed image including information about the surface of the test object, which is obtained by processing N images (N≧3). Further, it is a processed image generated using information regarding the intensity change of the frequency component (for example, the frequency component corresponding to the striped pattern of the period P/2) whose phase shifts by 4πΔX i /P radian.

照明部101を移動させると、カメラ102の画素上の1点では、強度の明暗が変化する。光沢性を有するワーク11に関し、表面が正常な光沢を有する部分では、この明暗の差に相当する振幅が発生する。一方、キズや微小な凹凸などの欠陥がある部分では、明暗の差が小さくなり、振幅の値も小さくなる。このため、振幅画像では、形状性欠陥や散乱性欠陥を可視化することができる。 When the illumination unit 101 is moved, the brightness of the intensity changes at one point on the pixel of the camera 102. With respect to the work 11 having gloss, an amplitude corresponding to the difference between the light and dark is generated in a portion where the surface has normal gloss. On the other hand, in a portion having a defect such as a scratch or a minute unevenness, the difference in brightness is small, and the amplitude value is also small. Therefore, the shape image and the scattering defect can be visualized in the amplitude image.

また、合成画像の別の例は、位相が4πΔX/Pラジアンでシフトする周波数成分の位相画像である。位相画像θ(x,y)は、以下の式により算出できる。 Another example of the composite image is a phase image of frequency components whose phase shifts by 4πΔX i /P radian. The phase image θ(x, y) can be calculated by the following formula.

Figure 2020094877
Figure 2020094877

ここで、位相は−π〜πの値で算出されるため、それ以上に位相が変化する場合は、位相画像では非連続な位相の飛びが発生する。このため、必要に応じて位相接続(位相アンラップ)が必要である。 Here, since the phase is calculated with a value of −π to π, if the phase changes more than that, discontinuity of the phase occurs in the phase image. For this reason, phase connection (phase unwrap) is necessary if necessary.

位相接続(位相アンラップ)には、種々のアルゴリズムが提案されているが、画像のノイズが大きい場合には、誤差が生じうる。位相接続を回避するための手法として、位相の微分に相当する位相差を算出しても良い。位相差Δθ(x,y)及びΔθ(x,y)は、以下の式により算出できる。 Although various algorithms have been proposed for phase unwrapping, an error may occur when the image noise is large. As a method for avoiding the phase connection, a phase difference corresponding to the phase differentiation may be calculated. The phase differences Δθ x (x, y) and Δθ y (x, y) can be calculated by the following formulas.

Figure 2020094877
Figure 2020094877

さらなる合成画像の例は、平均画像である。平均画像Iave(x,y)は、以下の式により算出できる。 An example of a further composite image is the average image. The average image I ave (x, y) can be calculated by the following formula.

Figure 2020094877
Figure 2020094877

ステップS16の開始時点で、ワーク11に対するX方向のN箇所の相対位置のそれぞれについて、該相対位置における照明部101により照射されたワーク11からの光のうち透過部1011を透過してカメラ102に届いた光を撮影した画像が得られている。つまり、N枚の画像が得られている。そしてステップS16の処理が完了した時点で、このN枚の画像の合成画像が得られる。 At the start of step S16, for each of the N relative positions in the X direction with respect to the work 11, the light from the work 11 irradiated by the illumination unit 101 at the relative position is transmitted through the transmission unit 1011 to the camera 102. An image of the incoming light is obtained. That is, N images are obtained. Then, when the process of step S16 is completed, a composite image of these N images is obtained.

前述の位相画像では、ワーク11の表面性状としてワーク11の表面の傾きを評価することができる。したがって、位相画像ではワーク11の表面の凹みのような緩やかな形状変化に起因する形状性欠陥の情報を得ることができ、可視化することもできる。さらに、平均画像では、ワーク11の表面性状として反射率の分布を評価できる。したがって、平均画像では、色抜けや汚れ、吸収性の異物など、正常な部分と反射率に違いがある欠陥の情報を得ることができ、反射率に関わる欠陥を可視化することもできる。 In the above-mentioned phase image, the inclination of the surface of the work 11 can be evaluated as the surface texture of the work 11. Therefore, in the phase image, it is possible to obtain information on a shape defect caused by a gradual shape change such as a depression on the surface of the work 11, and it is also possible to visualize it. Further, in the average image, the distribution of reflectance can be evaluated as the surface texture of the work 11. Therefore, in the average image, it is possible to obtain information on defects such as color loss, stains, and absorptive foreign matter that have a difference in reflectance from a normal portion, and it is possible to visualize defects related to reflectance.

しかしながら、欠陥の種類によっては、その反射特性などの影響により、可視化可能な照明方位が限定的な場合があり、前述の合成画像では欠陥が検出できない場合がある。この場合、各欠陥に適した照明にて、可視化をさらに行うことが必要になる。特に散乱性欠陥は、検査員よる目視において、暗視野照明にて欠陥を目視し、判定を行っているのに対して、前述の合成画像では、暗視野照明相当の画像が無く、欠陥の判定結果に、目視検査員との齟齬が発生してしまう課題がある。 However, depending on the type of defect, the visible illumination direction may be limited due to the influence of its reflection characteristic, and the defect may not be detected in the above-described combined image. In this case, it is necessary to further perform visualization with illumination suitable for each defect. In particular, scattering defects are judged by visually inspecting them with dark-field illumination, whereas in the above-mentioned composite image, there is no image equivalent to dark-field illumination, and the defect is judged. As a result, there is a problem that there is a discrepancy with the visual inspector.

そこで、ステップS17以降では、前述の合成画像では検出が困難な散乱性欠陥を検出するための合成画像の生成に係る処理を行う。ステップS17では、制御部104は、LED1014a〜1014hのそれぞれの光量を調整する。光量調整の指標は、画像上の暗視野領域にて、検出したい欠陥部の階調値が、周辺の階調値に対して十分高くなるように光量調整を実施する。この場合、照明部101を介してワーク11をカメラ102によって撮影した画像中の明視野領域が飽和状態となっても良い。明視野領域とは、LED1014a〜1014hからの光がワーク11を正反射し、該正反射した光が照明部101を介してカメラ102に到達した領域である。また、暗視野領域とは、明視野領域外の、ワーク11を正反射した光が到達しない領域である。 Therefore, in step S17 and subsequent steps, a process for generating a synthetic image for detecting a scattering defect that is difficult to detect with the above-described synthetic image is performed. In step S17, the control unit 104 adjusts the light amount of each of the LEDs 1014a to 1014h. The light amount adjustment index is such that the light amount adjustment is performed so that the gradation value of the defect portion to be detected is sufficiently higher than the peripheral gradation values in the dark field area on the image. In this case, the bright field region in the image obtained by photographing the work 11 by the camera 102 via the illumination unit 101 may be saturated. The bright field area is an area in which light from the LEDs 1014a to 1014h specularly reflects the work 11 and the specularly reflected light reaches the camera 102 via the illumination unit 101. The dark field area is an area outside the bright field area where the light specularly reflected from the work 11 does not reach.

そして、暗視野画像からなる合成画像を作成するために必要な複数の画像を取得するべく、ステップS18〜S20の処理(撮影ループ2)を複数回(LED1014a〜1014hのそれぞれについて)行う。撮影ループ2をLED1014a〜1014hのそれぞれについて行うことで、LED1014a〜1014hのそれぞれに対応する画像を取得することができる。 Then, in order to acquire a plurality of images necessary to create a composite image composed of a dark field image, the processing of steps S18 to S20 (shooting loop 2) is performed a plurality of times (for each of the LEDs 1014a to 1014h). By performing the imaging loop 2 for each of the LEDs 1014a to 1014h, an image corresponding to each of the LEDs 1014a to 1014h can be acquired.

ステップS19では、制御部104は、照明部101内のLED1014a〜1014hのうち今回発光させるLED(発光対象LED)を発光させて(発光対象LED以外のLEDは発光させない)、カメラ102によりワーク11の撮影を行わせる。本実施形態では、第1回目の撮影ループ2では、LED1014a〜1014hのうちLED1014aを発光対象LEDとして発光させて(発光対象LED以外のLEDは発光させない)、カメラ102によりワーク11の撮影を行わせる。第2回目の撮影ループ2では、LED1014a〜1014hのうちLED1014bを発光対象LEDとして発光させて(発光対象LED以外のLEDは発光させない)、カメラ102によりワーク11の撮影を行わせる。カメラ102は、照明部101により照明されているワーク11からの光(ワーク11で反射または散乱された光の一部)のうち透過部1011を透過してカメラ102に届いた光を撮影する。 In step S<b>19, the control unit 104 causes the LEDs (light emitting target LEDs) to be emitted this time among the LEDs 1014 a to 1014 h in the illuminating unit 101 to emit light (LEDs other than the light emitting target LEDs do not emit light), and the camera 102 of the work 11 is used. Let's take a picture. In the present embodiment, in the first imaging loop 2, the LED 1014a among the LEDs 1014a to 1014h is caused to emit light as an emission target LED (LEDs other than the emission target LED are not allowed to emit light), and the camera 102 captures an image of the work 11. .. In the second shooting loop 2, the LED 1014b among the LEDs 1014a to 1014h is caused to emit light (LEDs other than the light emitting target LED are not made to emit light), and the camera 102 is caused to shoot the work 11. The camera 102 captures the light, which is transmitted from the work 11 illuminated by the illumination unit 101 (a part of the light reflected or scattered by the work 11) through the transmission unit 1011 and reaches the camera 102.

このように、LED1014a〜1014hのそれぞれを順次発光させて撮影を行う。これにより、LED1014aを発光させたときのワーク11の撮影画像、LED1014bを発光させたときのワーク11の撮影画像、…というように、LED1014a〜1014hのそれぞれに対応するワーク11の撮影画像を取得することができる。 In this way, each of the LEDs 1014a to 1014h is sequentially made to emit light to perform photographing. As a result, a photographed image of the work 11 when the LED 1014a emits light, a photographed image of the work 11 when the LED 1014b emits light, and the like, the photographed images of the work 11 corresponding to the LEDs 1014a to 1014h are acquired. be able to.

以下では、LED1014w(w=a,b,c,d,e,f,g,h)を発光させたときにカメラ102により撮影されたワーク11の画像をIと表記する。また以下では、画像I中の画素位置(x、y)における輝度値をI(x、y)と表記する。 Hereinafter, LED1014w (w = a, b , c, d, e, f, g, h) the image of the workpiece 11 captured by the camera 102 when the light is emitted is denoted as I w. In the following, the brightness value at the pixel position (x, y) in the image I w will be referred to as I w (x, y).

この撮影した画像には、前述の明視野領域とそれ以外の暗視野領域が存在する。画像Iを例に取ると、画像Iの暗視野領域に散乱性欠陥が存在すると、LED1014aからの光が散乱され、正反射と異なる方向にも光が向かい、この光をカメラ102でとらえることで周囲に対して欠陥部を明るく撮影できる。このように散乱性欠陥からの光を暗視野領域にて可視化できる。 The photographed image has the above-mentioned bright field region and the other dark field region. Taking the image I a as an example, if a scattering defect exists in the dark field region of the image I a , the light from the LED 1014 a is scattered, and the light goes in a direction different from the specular reflection, and the light is captured by the camera 102. This makes it possible to take a bright image of the defect portion with respect to the surroundings. In this way, the light from the scattering defect can be visualized in the dark field region.

なお、本実施形態ではLED1014a〜1014hのそれぞれを単独発光させてワーク11の撮影を行った。しかし例えば、暗視野領域が取得できるように、隣接しないLED(例えば、LED1014a、LED1014d、LED1014g)を同時発光させて、ワーク11の撮影を行うようにしても良い。このような構成によれば、ワーク11の撮影回数が少なくなり、撮影や画像処理に要する時間を本実施形態よりも短縮することができる。 In the present embodiment, each of the LEDs 1014a to 1014h is individually caused to emit light to photograph the work 11. However, for example, the non-adjacent LEDs (for example, the LED 1014a, the LED 1014d, and the LED 1014g) may be made to emit light simultaneously so that the work 11 is imaged so that the dark field region can be acquired. With such a configuration, the number of times the work 11 is imaged is reduced, and the time required for image capture and image processing can be shortened as compared with the present embodiment.

なお、前述のステップS19の処理については、さらなる課題がある。その課題とは、発光させたLEDからの一部の光が、ワーク11や照明部101などで反射、散乱し、再び照明部101に到達し、さらに反射、散乱することで、ワーク11を照明してしまうことである。そのため、カメラ102で撮影される画像上に照明部101の像がライン状の明暗ノイズとなって撮影されてしまう。例えば、LED1014aを発光させた場合、その光の一部がワーク11や照明部101などで反射、散乱し、LED1014b〜1014hに到達する。LED1014b〜1014hに到達した光が再びワーク11を照明してしまうため、LED1014b〜1014hの像が画像内に写り込み、明暗ノイズとなる。その対策に関して、図1、図2、図3、図5を用いて詳細に述べる。 Note that there is a further problem with the processing in step S19 described above. The problem is that a part of the light from the emitted LED is reflected and scattered by the work 11 and the illumination unit 101, reaches the illumination unit 101 again, and is further reflected and scattered to illuminate the work 11. Is to do. Therefore, the image of the illumination unit 101 is photographed as linear bright and dark noise on the image photographed by the camera 102. For example, when the LED 1014a is caused to emit light, a part of the light is reflected and scattered by the work 11 and the illumination unit 101 and reaches the LEDs 1014b to 1014h. Since the light reaching the LEDs 1014b to 1014h illuminates the work 11 again, the images of the LEDs 1014b to 1014h are reflected in the image, which causes light and dark noise. The countermeasure will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 5.

ライン状の明暗ノイズの断面イメージを図5に示す。図5において横軸は、図1におけるワーク11上のX座標と等価な、カメラ102のX座標であり、縦軸は、カメラ102で得た画像の階調値をプロットした断面イメージを示したものである。図5で示すように、明暗ノイズは、周期的(空間周期L)な階調値の変化として表れる。明暗ノイズの空間周期Lは、カメラ102の光学系の開口数(NA)、透過部と非透過部とを含む照明部101の透過部のデューティ、カメラ102の光学系のフォーカス位置、などにより決まる。この明暗ノイズの空間周期Lは、予め測定により求めたり、装置の設計値から理論的に計算したりすることができる。 FIG. 5 shows a cross-sectional image of the line-shaped bright and dark noise. In FIG. 5, the horizontal axis is the X coordinate of the camera 102, which is equivalent to the X coordinate on the work 11 in FIG. 1, and the vertical axis shows the sectional image in which the gradation values of the image obtained by the camera 102 are plotted. It is a thing. As shown in FIG. 5, the light-dark noise appears as a periodic (spatial period L) change in gradation value. The spatial period L of the light-dark noise is determined by the numerical aperture (NA) of the optical system of the camera 102, the duty of the transmissive part of the illumination part 101 including the transmissive part and the non-transmissive part, the focus position of the optical system of the camera 102, and the like. .. The spatial period L of the light-dark noise can be obtained by measurement in advance or theoretically calculated from the design value of the device.

上記のライン状の明暗ノイズの対策として、カメラ102で撮影する際に、前述の可動機構103により、透過部1011及び非透過部1012のラインと直交する方向(図2中のX方向)に、照明部101を等速移動させる。制御部104は、照明部101の等速速度V[m/s]、明暗ノイズの空間周期L[m]、カメラ102の露光時間T[s]の関係を、以下の式に示す関係が成り立つように設定する。 As a countermeasure against the above-mentioned line-shaped bright-dark noise, when the image is taken by the camera 102, the movable mechanism 103 described above causes a direction (X direction in FIG. 2) orthogonal to the lines of the transmissive portion 1011 and the non-transmissive portion 1012. The illumination unit 101 is moved at a constant speed. The control unit 104 establishes a relationship represented by the following equation regarding the constant velocity V [m/s] of the illumination unit 101, the spatial period L [m] of the light and dark noise, and the exposure time T [s] of the camera 102. To set.

Figure 2020094877
Figure 2020094877

つまり、一部のLEDによりワーク11を照明する時に、カメラ102が画像の撮影に要する露光時間内に相対的な位置が変化する距離を、透過部1011と非透過部1012とを含む部材の存在により画像に発生する明暗パターンの周期の整数倍とする。整数倍であることが望ましいが、誤差が5%以下(より好ましくは3%以下)であれば、整数倍からずれていても構わない。 That is, when the work 11 is illuminated by a part of the LEDs, the presence of the member including the transmissive portion 1011 and the non-transmissive portion 1012 is the distance at which the relative position changes within the exposure time required for the camera 102 to capture an image. Is set to an integral multiple of the cycle of the light and dark pattern generated in the image. It is desirable to be an integral multiple, but if the error is 5% or less (more preferably 3% or less), it may deviate from an integer multiple.

こうした測定方法によると、照明部101により発生する明暗ノイズをm周期分平均化することができ、その平均化効果により明暗ノイズを低減することが可能となる。本実施形態では、可動機構103によって、照明部101を等速移動させる構成としたが、部材は移動させないで、カメラ102とワーク11の位置を同時に等速変化させる構成としても同様の効果が得られる。 According to such a measuring method, the light-dark noise generated by the illumination unit 101 can be averaged for m periods, and the light-dark noise can be reduced by the averaging effect. In this embodiment, the movable mechanism 103 is used to move the illumination unit 101 at a constant speed. However, the same effect can be obtained by changing the positions of the camera 102 and the work 11 at a constant speed without moving the members. Be done.

また、本実施形態では、カメラ102の露光時間内に照明部101を等速移動させる構成としたが、明暗ノイズの空間周期Lを複数分割したステップ移動を行ってもよい。この場合は、ステップ移動毎に複数の撮影画像を取得し、これらの画像を平均化処理することで同様の効果が得られる。さらに可動機構103によって照明部101を移動させているが、照明部101に対してワーク11を動かすことで、照明部101とワーク11との相対的な位置を変えても良い。この場合、複数の撮影画像の平均化は、画像上のワーク11の位置が同一となるように画像処理を行った後に平均化を実施することで実施可能である。このような画像の平均化等の画像処理についてはPC105のCPU191が行う。 Further, in the present embodiment, the configuration is such that the illumination unit 101 is moved at a constant speed within the exposure time of the camera 102, but it is also possible to perform a step movement in which the spatial period L of light-dark noise is divided into a plurality. In this case, the same effect can be obtained by acquiring a plurality of captured images for each step movement and averaging these images. Further, although the illumination unit 101 is moved by the movable mechanism 103, the relative position between the illumination unit 101 and the work 11 may be changed by moving the work 11 with respect to the illumination unit 101. In this case, the averaging of the plurality of captured images can be performed by performing the averaging after performing the image processing so that the positions of the works 11 on the images are the same. Image processing such as image averaging is performed by the CPU 191 of the PC 105.

図4に戻って、次に、ステップS21では、CPU191(生成部)は、画像I,I,I,I,I,I,I,Iから、暗視野画像に相当する合成画像を生成する。 Returning to FIG. 4, next, in step S21, the CPU 191 (generation unit) converts the images I a , I b , I c , I d , I e , I f , I g , and I h into a dark-field image. Generate a corresponding composite image.

先ず、画像I,I,I,I,I,I,I,Iにおいて明視野領域内の画素には、無効データを意味するNaN(Not a Number)を設定する。画像I(x、y),I(x、y),I(x、y),I(x、y),I(x、y),I(x、y),I(x、y),IのうちNaNが設定されていない画素の輝度値において最大の輝度値を合成画像における画素位置(x、y)の輝度値とする。 First, NaN (Not a Number), which means invalid data, is set to the pixels in the bright-field region in the images I a , I b , I c , I d , I e , If , I g , and I h . .. Image I a (x, y), I b (x, y), I c (x, y), I d (x, y), I e (x, y), I f (x, y), I Of g (x, y) and I h , the maximum brightness value of the brightness values of the pixels for which NaN is not set is the brightness value of the pixel position (x, y) in the composite image.

明視野領域と暗視野領域の分割は、画像から得られた階調値に基づいて実施しても良いし、予め光学シミュレーション等で予測した領域で分割することで実施しても良い。さらに、形状性欠陥を暗視野画像に可視化したく無い場合には、明視野領域近傍の領域の画素にも無効データを設定すればよい。その理由は、形状性欠陥が、明視野領域の近傍のみで、欠陥以外の正常部に対して、欠陥部が高い階調値で検出できる、一方、散乱性欠陥が、暗視野領域全域にわたって、欠陥以外の正常部に対して、欠陥部が高い階調値で検出できるという違いがあるためである。 The bright field area and the dark field area may be divided based on the gradation value obtained from the image, or may be divided into areas that are predicted in advance by optical simulation or the like. Further, when it is not desired to visualize the shape defect in the dark field image, invalid data may be set to the pixels in the area near the bright field area. The reason is that the shape defect is detected only in the vicinity of the bright field region, with respect to the normal part other than the defect, the defect part can be detected with a high gradation value, while the scattering defect is detected over the entire dark field region. This is because there is a difference that a defective portion can be detected with a high gradation value with respect to a normal portion other than a defect.

ステップS22では、CPU191は、ステップS16において生成した合成画像、ステップS21において生成した合成画像、を基にして、ワーク11の表面上の欠陥を検出する。 In step S22, the CPU 191 detects a defect on the surface of the work 11 based on the composite image generated in step S16 and the composite image generated in step S21.

本実施形態においては、明視野領域に無効データを設定する処理を実施したのちに、画素毎の最大値を取ることで暗視野画像を作成したが、画素毎の(最大値−最小値)、標準偏差などの演算結果を利用しても良い。さらに、明視野領域に無効データを設定する工程を削減するために、画素毎の最小値を利用しても良い。 In the present embodiment, after performing the process of setting invalid data in the bright field area, the dark field image is created by taking the maximum value for each pixel, but for each pixel (maximum value-minimum value), The calculation result such as the standard deviation may be used. Further, in order to reduce the step of setting invalid data in the bright field area, the minimum value for each pixel may be used.

本実施形態に係る光学評価装置1は、ワーク11の表面に関する情報を含む合成画像を生成し、合成画像から欠陥を検出し、例えば、ワーク11の良否判定検査を実施する。しかし、光学評価装置1などの装置の用途は、ワーク11の表面上の欠陥検出に限定されず、例えば、ワーク11の表面の傾きの情報を含む位相画像の情報を用いて、ワーク表面の形状計測に使用しても良い。ここで、ステップS22では、それぞれの合成画像をディスプレイ106に表示しても良いし、I/F196を介して外部の機器に対して送信しても良いし、外部記憶装置195に保存しても良い。 The optical evaluation device 1 according to the present embodiment generates a composite image including information about the surface of the work 11, detects a defect from the composite image, and performs a quality determination inspection of the work 11, for example. However, the application of the device such as the optical evaluation device 1 is not limited to the detection of defects on the surface of the work 11, and for example, using the information of the phase image including the information of the inclination of the surface of the work 11, the shape of the work surface is used. It may be used for measurement. Here, in step S22, each composite image may be displayed on the display 106, may be transmitted to an external device via the I/F 196, or may be stored in the external storage device 195. good.

本実施形態では振幅画像、位相画像、平均画像といった、結果の種別に応じた様々な合成画像の生成方法を述べたが、これら全ての合成画像を生成しても良いし、一部の合成画像を生成しても良い。また、ユーザが操作部194を操作して指定した「検出する欠陥の種別」に対応する合成画像(例えば、指定された欠陥の検出や可視化に適した合成画像)を生成するようにしても良い。 In the present embodiment, various synthetic image generation methods such as an amplitude image, a phase image, and an average image according to the type of the result are described, but all synthetic images may be generated, or some synthetic images may be generated. May be generated. Further, a composite image (for example, a composite image suitable for detecting and visualizing the designated defect) corresponding to the “type of defect to be detected” designated by the user operating the operation unit 194 may be generated. ..

このように欠陥を可視化するため、パターン照明を用いた位相シフト法による合成画像とパターン照明の部分発光を用いた暗視野画像からなる合成画像によって、光学的に評価可能な表面性状が異なる結果、可視化される多様な欠陥を検出することが可能となる。特に、暗視野画像からなる合成画像を用いた欠陥検出は、検査員が主に使用する暗視野照明時の目視と同等の画像から欠陥を検出できるため、検査員に近い検査が可能となり、高精度に欠陥を検出することができる。 In this way, in order to visualize defects, a composite image composed of a phase shift method using pattern illumination and a dark field image using partial emission of pattern illumination results in different optically evaluable surface properties, It is possible to detect a variety of visualized defects. In particular, in defect detection using a composite image consisting of dark field images, defects can be detected from images that are equivalent to visual inspection during dark field illumination, which is mainly used by inspectors. Defects can be detected with high accuracy.

このように、本実施形態によれば、透過型のパターン照明を用い、撮影系と各種照明の配置の自由度が高く、装置の小型化が可能な装置において、さらに、高精度で多様な欠陥を検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, in a device that uses transmissive pattern illumination, has a high degree of freedom in the arrangement of the imaging system and various lights, and is capable of downsizing the device, it is possible to further improve the accuracy and variety of defects. Can be detected.

[第2の実施形態]
以下では、第1の実施形態との差分について説明し、以下で特に触れない限りは、第1の実施形態と同様である。先ず、本実施形態に係る光学評価装置の構成例について、図6を用いて説明する。図6の光学評価装置2は、散乱性を有するワーク12(被検物)の表面を光学的に評価する。ワーク12の表面には、形状性欠陥、散乱性欠陥や表面性状に起因する多様な欠陥が発生しうる。光学評価装置2は、ワーク12の表面の画像を取得し、該画像から生成する合成画像を評価することにより、これらの欠陥を検出し、該検出の結果に基づいて、例えば該ワーク12を良品であるのか、それとも不良品であるのかを判定する。
[Second Embodiment]
The difference from the first embodiment will be described below, and the same as the first embodiment unless otherwise mentioned below. First, a configuration example of the optical evaluation device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The optical evaluation device 2 of FIG. 6 optically evaluates the surface of the work 12 (inspection object) having scattering properties. On the surface of the work 12, various defects due to shape defects, scattering defects and surface properties may occur. The optical evaluation device 2 detects these defects by acquiring an image of the surface of the work 12 and evaluating a composite image generated from the image, and based on the result of the detection, for example, the work 12 is a non-defective product. Or it is a defective product.

光学評価装置1と光学評価装置2の相違点は、図1の照明部101と図6の照明部110である。ここで、照明部110を用いて画像を撮影する方法を図6、図7、図8を用いて説明する。 The difference between the optical evaluation apparatus 1 and the optical evaluation apparatus 2 is the illumination unit 101 in FIG. 1 and the illumination unit 110 in FIG. Here, a method of capturing an image using the illumination unit 110 will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 8.

照明部110の構成例を図7に示す。図7に示す如く、照明部110はドット状パターンを有する。照明部110は、少なくとも部分的に光を透過する透過部1101と、少なくとも透過部1101よりは光の透過率が小さい複数のドット状の非透過部1102と、を有する。複数のドット(非透過部1102)は、規定の間隔で配置されている。また透過部1101と非透過部1102とを含む部材は、枠1103によって保持されている。さらに、枠1103の左右には、光源であるLED1104Y1〜1104Y7がY方向に並んで配置されており、枠1103の上下には、LED1104X1〜1104X7がX方向に並んで配置されている。なお、同時に点灯させるLEDには同一符号を付している。さらに本実施形態で使用するLEDは、指向性の高いLEDが好ましい。指向性の高いLEDを使用することの効果は、ワーク12に対する照明方位範囲を小さくすることができることにあり、さらに、指向性の高いLEDを多数配置することで多様な照明方位を実現できることにある。また、本実施形態では、散乱性を有するワーク12を照明するために、ドット状パターンを有する照明部110を用いた方法について述べるが、ライン状パターンを有する照明部101を用いても良く、同様の効果が得られる。 FIG. 7 shows a configuration example of the illumination unit 110. As shown in FIG. 7, the illumination unit 110 has a dot pattern. The illumination unit 110 includes a transmissive unit 1101 that at least partially transmits light, and a plurality of dot-shaped non-transmissive units 1102 having a light transmissivity smaller than at least the transmissive unit 1101. The plurality of dots (non-transmissive portions 1102) are arranged at regular intervals. A member including the transmissive portion 1101 and the non-transmissive portion 1102 is held by the frame 1103. Further, LEDs 1104Y1 to 1104Y7, which are light sources, are arranged side by side in the Y direction on the left and right of the frame 1103, and LEDs 1104X1 to 1104X7 are arranged side by side in the X direction above and below the frame 1103. The LEDs that are turned on at the same time are designated by the same reference numerals. Further, the LED used in this embodiment is preferably an LED having high directivity. The effect of using the LED with high directivity is that the illumination azimuth range with respect to the work 12 can be reduced, and further, by arranging a large number of LEDs with high directivity, various illumination azimuths can be realized. .. Further, in the present embodiment, a method of using the illumination unit 110 having a dot pattern for illuminating the work 12 having a scattering property will be described, but the illumination unit 101 having a line pattern may be used, and the same. The effect of is obtained.

照明部110の断面図を図8に示す。照明部110はさらに、導光板1105を含みうる。導光板1105は、例えば、アクリルやガラスの平面板である。非透過部1102は、例えば、光を散乱する特性を有する素材を用いて、フィルム上にドット状のパターンを印刷することで実現しうる。こうした場合、光を散乱する素材で印刷されないフィルム部分が透過部1101となる。ドット状のパターンが印刷されたフィルムは、導光板1105に密着して貼り付けられる。なお、光を散乱する特性を有する素材を用いて直接、導光板1105上にドット状のパターンを印刷するようにしても良い。つまり、光を散乱する特性を有する素材を用いて印刷されたドット状のパターンが配されている箇所を非透過部として有し、該箇所以外を透過部として有する導光板であれば良い。 A cross-sectional view of the illumination unit 110 is shown in FIG. The lighting unit 110 may further include a light guide plate 1105. The light guide plate 1105 is, for example, a flat plate of acrylic or glass. The non-transmissive portion 1102 can be realized, for example, by printing a dot pattern on a film using a material having a property of scattering light. In such a case, the film portion that is not printed with the material that scatters light becomes the transmissive portion 1101. The film on which the dot pattern is printed is attached to the light guide plate 1105 in close contact with it. Note that a dot-shaped pattern may be printed directly on the light guide plate 1105 using a material having a property of scattering light. That is, the light guide plate may have a portion where the dot pattern printed using a material having a property of scattering light is arranged as a non-transmissive portion and a portion other than the portion as a transmissive portion.

導光板1105の周辺に設けられたLEDのうちの1つであるLED1104Y1から射出された指向性の高い光は、導光板1105の内部を全反射しながら進む。非透過部1102には光を散乱する特性を有する素材が用いられているため、入射された光の一部がワーク12に向けて散乱される。この時、指向性の高いLEDを使用しているため、左右のLED1104Y1を直線で結んだ周辺の非透過部1102のみにしか光が到達しない。そのため、ワーク12に対して照明方位とその範囲を限定することができる。一方、透過部1101では殆ど光が散乱されないため、透過部1101からワーク12に向けて照射される光は殆ど発生しない。このため、照明部110によって、ワーク12にはドット状のパターン光が投影される。ワーク12で散乱された光の一部は、照明部110の非透過部1102で遮光され、ワーク12で散乱された光の一部は、照明部110の透過部1101を透過する。透過した光をカメラ102で撮影することにより、カメラ102は照明部110を介してワーク12を撮影することができる。 Light with high directivity emitted from the LED 1104Y1 which is one of the LEDs provided around the light guide plate 1105 travels while being totally reflected inside the light guide plate 1105. Since a material having a property of scattering light is used for the non-transmissive portion 1102, a part of the incident light is scattered toward the work 12. At this time, since the LED having high directivity is used, the light reaches only the non-transmissive portion 1102 around the left and right LEDs 1104Y1 connected by a straight line. Therefore, the illumination direction and the range of the work 12 can be limited. On the other hand, since the light is hardly scattered in the transmission part 1101, almost no light is emitted from the transmission part 1101 toward the work 12. Therefore, the illumination unit 110 projects the dot-shaped pattern light on the work 12. Part of the light scattered by the work 12 is blocked by the non-transmissive part 1102 of the illumination unit 110, and part of the light scattered by the work 12 is transmitted through the transmissive part 1101 of the illumination unit 110. By photographing the transmitted light with the camera 102, the camera 102 can photograph the work 12 via the illumination unit 110.

図6に示されるように、照明部110は可動機構103によって保持されている。可動機構103は、カメラ102の光軸と垂直な2次元平面(XY平面)内で照明部110を移動させる。本実施形態では、可動機構103によって照明部110を移動させているが、照明部110に対してワーク12を動かすことで、照明部110とワーク12との間の相対的な位置関係を変えても良い。また、公知の透過型ディスプレイなどを用いて照明部110の全体は動かさずに、透過部1101及び非透過部1102だけを動かすようにしても良い。 As shown in FIG. 6, the illumination unit 110 is held by the movable mechanism 103. The movable mechanism 103 moves the illumination unit 110 within a two-dimensional plane (XY plane) perpendicular to the optical axis of the camera 102. In the present embodiment, the movable unit 103 moves the illumination unit 110. However, by moving the work 12 with respect to the illumination unit 110, the relative positional relationship between the illumination unit 110 and the work 12 is changed. Is also good. Further, it is possible to use a known transmissive display or the like and move only the transmissive part 1101 and the non-transmissive part 1102 without moving the entire illuminating part 110.

制御部104は、照明部110、カメラ102、可動機構103を同期して制御する。制御部104は、照明部110、カメラ102、可動機構103を制御することで、照明部110を発光させ、可動機構103に照明部110を移動させ、複数の画像をカメラ102に撮影させることができる。本実施形態に係るPC105は、カメラ102で得られた複数の画像に係る情報に基づいてワーク12の表面を評価する(ワーク12の光学的な評価を行う)。 The control unit 104 synchronously controls the illumination unit 110, the camera 102, and the movable mechanism 103. The control unit 104 controls the illumination unit 110, the camera 102, and the movable mechanism 103 to cause the illumination unit 110 to emit light, cause the movable mechanism 103 to move the illumination unit 110, and cause the camera 102 to capture a plurality of images. it can. The PC 105 according to this embodiment evaluates the surface of the work 12 (optically evaluates the work 12) based on the information on the plurality of images obtained by the camera 102.

前述の方法で撮影した画像には第1の実施形態と同様にさらなる課題がある。その課題とは、照明部110が2次元光源(2次元状に配されている光源)となり、カメラ102で撮影される画像上にドット状の明暗ノイズとなって撮影されてしまう。その対策として、照明部110をXY平面内で移動させて撮影し、撮影したそれぞれの画像を平均化することで、ドット状の明暗ノイズを平均化する。 The image taken by the above-mentioned method has a further problem like the first embodiment. The problem is that the illumination unit 110 becomes a two-dimensional light source (light source arranged in a two-dimensional shape), and dot-shaped bright and dark noise is captured on the image captured by the camera 102. As a countermeasure to this, the illumination unit 110 is moved in the XY plane to take an image, and the taken images are averaged to average the dot-like bright and dark noises.

次に、本実施形態に係る光学評価装置2を用いて実施する、ワーク12の表面を光学的に評価する処理について、図9のフローチャートに従って説明する。ステップS101〜S110の照明ループは、変数iiがX1,X2,X3,…,X7,Y1,Y2,Y3,…,Y7のそれぞれの場合について行う。 Next, a process of optically evaluating the surface of the work 12 performed using the optical evaluation device 2 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 9. The illumination loop of steps S101 to S110 is performed for each of the cases where the variable ii is X1, X2, X3,..., X7, Y1, Y2, Y3,.

ステップS102〜S108のY駆動グループは、Y方向の明暗ノイズを平均化するために必要な撮影をするための駆動ループであり、変数jjが1,2,3,…,Nのそれぞれの場合について行う。 The Y drive group of steps S102 to S108 is a drive loop for taking an image necessary for averaging the light-dark noise in the Y direction, and for each variable jj of 1, 2, 3,..., N. To do.

ステップS104〜S107のX駆動グループは、X方向の明暗ノイズを平均化するために必要な撮影をするためのX駆動ループであり、変数kkが1,2,3,…,Nのそれぞれの場合について行う。 The X drive group of steps S104 to S107 is an X drive loop for taking an image necessary for averaging the light-dark noise in the X direction, and when the variable kk is 1, 2, 3,..., N, respectively. Do about.

ステップS103では、制御部104は可動機構103を制御して照明部110を、基準位置からY方向にΔYjjだけ移動させることで、照明部110とワーク12との間の相対的な位置関係を変化させる。 In step S103, the control unit 104 controls the movable mechanism 103 to move the illumination unit 110 by ΔYjj from the reference position in the Y direction, thereby changing the relative positional relationship between the illumination unit 110 and the work 12. Let

ステップS105では、制御部104は可動機構103を制御して照明部110を、基準位置からX方向にΔXkkだけ移動させることで、照明部110とワーク12との間の相対的な位置関係を変化させる。 In step S105, the control unit 104 controls the movable mechanism 103 to move the lighting unit 110 from the reference position in the X direction by ΔXkk, thereby changing the relative positional relationship between the lighting unit 110 and the work 12. Let

ステップS106では、制御部104はLED1104iiを発光させてから、カメラ102により撮影を行わせることで、画像Ijj,kkを取得する。この画像は制御部104を介してPC105に送出され、RAM192や外部記憶装置195に格納される。 In step S106, the control unit 104 acquires the image I jj,kk by causing the LED 1104ii to emit light and then causing the camera 102 to perform shooting. This image is sent to the PC 105 via the control unit 104 and stored in the RAM 192 or the external storage device 195.

ステップS104〜S107のX駆動グループを変数kkが1,2,3,…,Nのそれぞれの場合について行って、X方向の駆動量の総和がドット状の明暗ノイズの整数倍とすることで、ドット状の明暗ノイズをX方向に平均化できる画像を撮影する。なお、最大の平均効果を出すために、X,Y方向の駆動量はそれぞれ一定であることが望ましい。 By performing the X drive group of steps S104 to S107 for each of the cases where the variable kk is 1, 2, 3,..., N, and the sum of the drive amounts in the X direction is an integral multiple of the dot-shaped bright and dark noise, An image is taken in which dot-like bright and dark noise can be averaged in the X direction. In order to obtain the maximum averaging effect, it is desirable that the driving amounts in the X and Y directions are constant.

ステップS109では、CPU191は、I1,1(x、y)〜IN,N(x,y)の平均値を求め、該平均値を、「LED1104iiを発光した場合に得られる合成画像Iii」の画素位置(x、y)における輝度値とする。 In step S109, the CPU 191 obtains an average value of I 1,1 (x, y) to I N,N (x, y), and sets the average value to “the composite image I ii obtained when the LED 1104ii emits light”. Is the luminance value at the pixel position (x, y).

ステップS111では、CPU191は、画像IX1,IX2,IX3,…,IX7,IY1,IY2,IY3,…,IY7から合成画像を生成する。合成画像の生成方法については特定の生成方法に限らないが、例えば、各画像に対してシェーディング補正を実施し、シェーディング補正後の画像について画素毎の最小値、最大値、平均値を用いた合成画像を上記の如く生成する。 In step S111, the CPU 191 generates a composite image from the images I X1 , I X2 , I X3 ,..., I X7 , I Y1 , I Y2 , I Y3 ,..., I Y7 . The method of generating the composite image is not limited to a specific generation method, but for example, shading correction is performed on each image, and the image after shading correction is combined using the minimum value, the maximum value, and the average value for each pixel. The image is generated as described above.

前述の最小値を利用した合成画像である最小画像、最大値を利用した合成画像である最大画像では、キズなどの照明方位によって階調値が変化する欠陥の情報を得ることができ、可視化することもできる。さらに、平均値を利用した合成画像である平均画像では、表面性状として反射率の分布を評価できる。したがって、平均画像では、色抜けや汚れ、吸収性の異物など、正常な部分と反射率に違いがある欠陥の情報を得ることができ、反射率に関わる欠陥を可視化することもできる。このように、欠陥を可視化するため、パターン照明の部分発光を用いた画像からなる合成画像によって、可視化される多様な欠陥を検出することができる。 In the minimum image, which is a composite image using the above-mentioned minimum value, and the maximum image, which is a composite image using the maximum value, it is possible to obtain and visualize information on a defect whose gradation value changes depending on the illumination direction such as a flaw. You can also Furthermore, in an average image that is a composite image using the average value, the distribution of reflectance can be evaluated as the surface texture. Therefore, in the average image, it is possible to obtain information on defects such as color loss, stains, and absorptive foreign matter that have a difference in reflectance from a normal portion, and it is possible to visualize defects related to reflectance. As described above, since the defects are visualized, various visualized defects can be detected by the combined image including the images using the partial light emission of the pattern illumination.

ステップS122では、CPU191は、ステップS109において生成した合成画像やステップS111において生成した合成画像を基にして、ワーク12の表面上の欠陥を検出する。 In step S122, the CPU 191 detects a defect on the surface of the work 12 based on the composite image generated in step S109 and the composite image generated in step S111.

このように、本実施形態によれば、透過型のパターン照明を用い、撮影系と各種照明の配置の自由度が高く、装置の小型化が可能な装置において、さらに、高精度で多様な欠陥を検出することができる。 As described above, according to the present embodiment, in a device that uses transmissive pattern illumination and has a high degree of freedom in the arrangement of the imaging system and various illuminations, and is capable of downsizing the device, it is possible to further increase the accuracy and variety of defects. Can be detected.

なお、第1の実施形態における照明部101とカメラ102とのセット、第2の実施形態における照明部110とカメラ102とのセット、は次のような構成を有する撮影装置の一例に過ぎない。 The set of the illumination unit 101 and the camera 102 in the first embodiment and the set of the illumination unit 110 and the camera 102 in the second embodiment are merely examples of the image capturing apparatus having the following configurations.

つまり撮影装置は、光が透過する透過部と、該透過部よりも光の透過率が低い非透過部と、を有する照明部であって、光源が該照明部において該透過部以外の箇所に設けられている該照明部を有する。さらに撮影装置は、該光源によって照明されている被検物を該透過部を介して撮影する撮影部と、該照明部における複数の光源の少なくとも一部を発光させる制御部と、を有し、被検物と照明部との間の相対的な位置関係は変更可能である。このような撮影装置の使用用途は上記の例に限らず、よって、このような撮影装置を有する装置(システム)の構成も上記の例に限らない。例えば、上記の各実施形態では、欠陥を検出する目的で複数の画像から合成画像を生成していたが、他の目的の場合には、合成画像を生成することは必須ではなく、場合によっては撮影した個々の画像をその目的のために使用するようにしても良い。 That is, the imaging device is an illumination unit having a transmissive portion through which light is transmitted and a non-transmissive portion having a light transmittance lower than that of the transmissive portion, and the light source is located at a location other than the transmissive portion in the illumination portion. The lighting unit is provided. Further, the imaging device includes an imaging unit that images an object illuminated by the light source via the transmission unit, and a control unit that causes at least a part of the plurality of light sources in the illumination unit to emit light. The relative positional relationship between the test object and the illumination unit can be changed. The usage of such an image capturing device is not limited to the above example, and thus the configuration of the device (system) having such an image capturing device is not limited to the above example. For example, in each of the above-described embodiments, a composite image is generated from a plurality of images for the purpose of detecting defects, but for other purposes, it is not essential to generate a composite image, and in some cases Individual captured images may be used for that purpose.

また、上記の光学評価方法は、次のような光学評価方法の一例に過ぎない。つまり、光学評価方法は、光が透過する透過部と、該透過部よりも光の透過率が低い非透過部と、を有する照明部に含まれる、該透過部とは異なる位置に設けられた複数の光源を用いて、被検物を照明する照明ステップを有する。さらに光学評価方法は、複数の光源によって照明されている被検物を、該透過部を介して撮影する撮影ステップと、撮影ステップにおいて、複数の光源のうちの少なくとも一部を発光させる制御ステップと、を備える。また、光学評価方法では、被検物と照明部との間の相対的な位置関係は変更可能である。 The above optical evaluation method is only an example of the following optical evaluation method. That is, the optical evaluation method is provided in a position different from the transmissive part included in the illumination part including the transmissive part through which light is transmitted and the non-transmissive part having a light transmittance lower than that of the transmissive part. The method has an illumination step of illuminating an object with a plurality of light sources. Furthermore, the optical evaluation method includes a photographing step of photographing the test object illuminated by a plurality of light sources through the transmission section, and a control step of causing at least a part of the plurality of light sources to emit light in the photographing step. , Is provided. Further, in the optical evaluation method, the relative positional relationship between the test object and the illumination unit can be changed.

また、上記の被検物搬送方法は、次のような被検物搬送方法の一例に過ぎない。つまり、被検物搬送方法は、光が透過する透過部と、該透過部よりも光の透過率が低い非透過部と、を有する照明部に含まれる、該透過部とは異なる位置に設けられた複数の光源を用いて、被検物を照明する照明ステップを有する。さらに被検物搬送方法は、複数の光源によって照明されている被検物を、該透過部を介して撮影する撮影ステップと、撮影ステップにおいて、複数の光源のうちの少なくとも一部を発光させる制御ステップと、を有する。さらに被検物搬送方法は、撮影ステップにおいて撮影された画像に基づいて、被検物の搬送先を切り替える搬送ステップを有する。 In addition, the above-described method of conveying an object is merely an example of the following method of conveying an object. That is, the method of transporting an object is provided at a position different from the transmissive portion, which is included in the illuminating portion having the transmissive portion that transmits light and the non-transmissive portion that has a lower light transmittance than the transmissive portion. An illumination step of illuminating an object to be inspected using the plurality of light sources provided. Further, the method of transporting an object includes a photographing step of photographing the object illuminated by a plurality of light sources through the transmitting section, and a control of causing at least a part of the plurality of light sources to emit light in the photographing step. And steps. Furthermore, the method of transporting the test object includes a transport step of switching the transport destination of the test object based on the image captured in the image capturing step.

なお、上記の各実施形態における説明は一例であって、種々の変形や変更が可能である。例えば、振幅画像、位相画像、平均画像等の、複数の画像から1枚の画像を生成するための処理(被検物について評価する内容に応じた画像生成処理)には、様々な処理が考えられ、上記の生成方法に限るものではない。また、上記の説明において登場した数(LEDの数、透過部や非透過部の数、撮影する画像の枚数など)は具体的な説明を行うために例として使用したものであって、この数に限定することを意図したものではない。 Note that the description in each of the above embodiments is an example, and various modifications and changes are possible. For example, various processes can be considered for the process for generating one image from a plurality of images such as the amplitude image, the phase image, and the average image (the image generating process according to the content to be evaluated for the test object). However, the generation method is not limited to the above. Further, the numbers (number of LEDs, number of transmissive portions or non-transmissive portions, number of images to be photographed, etc.) appearing in the above description are used as examples for specifically explaining the number. It is not intended to be limited to.

また、以上説明した各実施形態の一部若しくは全部を適宜組み合わせて使用しても構わない。また、以上説明した各実施形態の一部若しくは全部を選択的に使用しても構わない。 Further, some or all of the embodiments described above may be appropriately combined and used. Further, some or all of the embodiments described above may be selectively used.

(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. It can also be realized by the processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

1:光学評価装置 101:照明部 102:カメラ 103:可動機構 104:制御部 105:PC 106:ディスプレイ 1: Optical evaluation device 101: Illumination unit 102: Camera 103: Moving mechanism 104: Control unit 105: PC 106: Display

Claims (12)

光が透過する透過部と、該透過部よりも光の透過率が低い非透過部と、を有する照明部であって、光源が該照明部において該透過部以外の箇所に設けられている前記照明部と、
前記光源によって照明されている被検物を、前記透過部を介して撮影する撮影部と、
前記照明部における複数の光源の少なくとも一部を発光させる制御部と、
を備え、
前記被検物と前記照明部との間の相対的な位置関係は変更可能である
ことを特徴とする光学評価装置。
An illuminating unit having a transmissive part through which light passes and a non-transmissive part having a light transmittance lower than that of the transmissive part, wherein the light source is provided at a position other than the transmissive part in the illuminating part. The lighting unit,
An imaging unit that images the object illuminated by the light source through the transmission unit,
A control unit for causing at least a part of the plurality of light sources in the illumination unit to emit light;
Equipped with
An optical evaluation apparatus, wherein a relative positional relationship between the object to be inspected and the illumination unit can be changed.
前記撮影部は、前記照明部より上方から、前記透過部を介して前記被検物を撮影することを特徴とする請求項1に記載の光学評価装置。 The optical evaluation device according to claim 1, wherein the image capturing unit captures an image of the object from above the illumination unit via the transmitting unit. 前記照明部は、ライン状の前記透過部とライン状の前記非透過部とが交互に配置された部材を有し、
前記光源は前記非透過部に設けられており、前記被検物に対して光を照射する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学評価装置。
The illumination unit has a member in which the linear transmissive portion and the linear non-transmissive portion are alternately arranged,
The optical evaluation device according to claim 1 or 2, wherein the light source is provided in the non-transmissive portion and irradiates the test object with light.
前記照明部は、光を散乱する特性を有する素材を用いて印刷されたドット状のパターンが配されている箇所を非透過部として有し、該箇所以外を透過部として有する導光板を有し、
前記光源は、前記導光板の周辺から該導光板に向けて光を照射し、
前記光源からの光は前記導光板の内部を全反射しながら進み、該光の一部が前記非透過部において散乱されて前記被検物に向けて照射される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学評価装置。
The illumination unit has a light guide plate having a portion where a dot-shaped pattern printed using a material having a property of scattering light is arranged as a non-transmissive portion, and having a portion other than the portion as a transmissive portion. ,
The light source emits light from the periphery of the light guide plate toward the light guide plate,
The light from the light source travels while being totally reflected inside the light guide plate, and a part of the light is scattered in the non-transmissive portion and irradiated toward the object to be inspected. Alternatively, the optical evaluation device described in 2.
更に、
前記被検物と前記照明部との間の相対的な位置関係を変える駆動部を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の光学評価装置。
Furthermore,
The optical evaluation device according to claim 1, further comprising a drive unit that changes a relative positional relationship between the object to be inspected and the illumination unit.
更に、前記照明部における複数の光源の一部を前記制御部により発光させて前記被検物と前記照明部との間の相対的な位置関係を前記駆動部により変えて前記撮影部が撮影した複数の画像から合成画像を生成する生成部を備えることを特徴とする請求項5に記載の光学評価装置。 Further, a part of the plurality of light sources in the illumination section is caused to emit light by the control section, and the relative positional relationship between the object to be inspected and the illumination section is changed by the drive section, and the imaging section takes an image. The optical evaluation device according to claim 5, further comprising a generation unit that generates a composite image from a plurality of images. 前記生成部は、前記照明部における複数の光源のそれぞれを前記制御部により単独発光させて前記被検物と前記照明部との間の相対的な位置関係を前記駆動部により変えて前記撮影部が撮影した複数の画像から合成画像を生成することを特徴とする請求項6に記載の光学評価装置。 The generation unit causes the control unit to individually emit light from each of a plurality of light sources in the illumination unit to change the relative positional relationship between the object to be inspected and the illumination unit by the drive unit, and the imaging unit. The optical evaluation device according to claim 6, wherein a composite image is generated from a plurality of images captured by. 前記生成部は、前記照明部における複数の光源において隣接しない光源を前記制御部により発光させて前記被検物と前記照明部との間の相対的な位置関係を前記駆動部により変えて前記撮影部が撮影した複数の画像から合成画像を生成することを特徴とする請求項6に記載の光学評価装置。 The generation unit causes the control unit to cause light sources that are not adjacent to each other among the plurality of light sources in the illumination unit to emit light, and changes the relative positional relationship between the object to be inspected and the illumination unit by the drive unit to perform the imaging. The optical evaluation device according to claim 6, wherein a composite image is generated from a plurality of images captured by the unit. 前記生成部は、前記複数の画像において画素位置ごとの最大の輝度値、最小の輝度値の少なくとも一方に基づいて合成画像を生成することを特徴とする請求項6乃至8の何れか1項に記載の光学評価装置。 9. The generating unit generates a composite image based on at least one of a maximum brightness value and a minimum brightness value for each pixel position in the plurality of images. The optical evaluation device described. 前記生成部は、前記複数の画像のそれぞれに対してシェーディング補正を実施し、シェーディング補正後の画像について画素毎の最小値、最大値、平均値を用いて合成画像を生成することを特徴とする請求項6乃至8の何れか1項に記載の光学評価装置。 The generation unit performs shading correction on each of the plurality of images, and generates a composite image using the minimum value, the maximum value, and the average value of each pixel of the image after the shading correction. The optical evaluation device according to claim 6. 光が透過する透過部と、該透過部よりも光の透過率が低い非透過部と、を有する照明部に含まれる、該透過部とは異なる位置に設けられた複数の光源を用いて、被検物を照明する照明ステップと、
前記複数の光源によって照明されている前記被検物を、前記透過部を介して撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップにおいて、前記複数の光源のうちの少なくとも一部を発光させる制御ステップと、
を備え、
前記被検物と前記照明部との間の相対的な位置関係は変更可能である
ことを特徴とする光学評価方法。
Using a plurality of light sources provided at a position different from the transmissive part, which is included in an illumination part having a transmissive part through which light is transmitted and a non-transmissive part having a light transmittance lower than that of the transmissive part, An illumination step of illuminating the object to be inspected,
An imaging step of imaging the subject illuminated by the plurality of light sources via the transmission section,
In the photographing step, a control step of causing at least a part of the plurality of light sources to emit light,
Equipped with
An optical evaluation method, wherein a relative positional relationship between the object to be inspected and the illumination unit can be changed.
光が透過する透過部と、該透過部よりも光の透過率が低い非透過部と、を有する照明部に含まれる、該透過部とは異なる位置に設けられた複数の光源を用いて、被検物を照明する照明ステップと、
前記複数の光源によって照明されている前記被検物を、前記透過部を介して撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップにおいて、前記複数の光源のうちの少なくとも一部を発光させる制御ステップと、
前記撮影ステップにおいて撮影された画像に基づいて、前記被検物の搬送先を切り替える搬送ステップと
を備える被検物搬送方法。
Using a plurality of light sources provided at a position different from the transmissive part, which is included in an illumination part having a transmissive part through which light is transmitted and a non-transmissive part having a light transmittance lower than that of the transmissive part, An illumination step of illuminating the object to be inspected,
An imaging step of imaging the subject illuminated by the plurality of light sources via the transmission section,
In the photographing step, a control step of causing at least a part of the plurality of light sources to emit light,
A transportation step for switching the transportation destination of the inspection object based on the image captured in the imaging step.
JP2018231941A 2018-12-11 2018-12-11 Optical evaluation device, optical evaluation method, test object conveyance method Pending JP2020094877A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018231941A JP2020094877A (en) 2018-12-11 2018-12-11 Optical evaluation device, optical evaluation method, test object conveyance method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018231941A JP2020094877A (en) 2018-12-11 2018-12-11 Optical evaluation device, optical evaluation method, test object conveyance method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020094877A true JP2020094877A (en) 2020-06-18

Family

ID=71084011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018231941A Pending JP2020094877A (en) 2018-12-11 2018-12-11 Optical evaluation device, optical evaluation method, test object conveyance method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020094877A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230215770A1 (en) * 2022-01-06 2023-07-06 Fasford Technology Co., Ltd. Semiconductor manufacturing apparatus, inspection apparatus, and manufacturing method for semiconductor device
JP2023100562A (en) * 2022-01-06 2023-07-19 ファスフォードテクノロジ株式会社 Semiconductor manufacturing equipment, inspection equipment, and semiconductor device manufacturing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230215770A1 (en) * 2022-01-06 2023-07-06 Fasford Technology Co., Ltd. Semiconductor manufacturing apparatus, inspection apparatus, and manufacturing method for semiconductor device
JP2023100562A (en) * 2022-01-06 2023-07-19 ファスフォードテクノロジ株式会社 Semiconductor manufacturing equipment, inspection equipment, and semiconductor device manufacturing method
JP7851125B2 (en) 2022-01-06 2026-04-24 ファスフォードテクノロジ株式会社 Semiconductor manufacturing equipment, inspection equipment, and method for manufacturing semiconductor equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4719284B2 (en) Surface inspection device
JP5806808B2 (en) Imaging optical inspection device
US10887500B2 (en) Optical inspection system
KR101203210B1 (en) Apparatus for inspecting defects
JP2019082452A (en) Image generation method, image generation device, and defect determination method using the same
US20170053394A1 (en) Inspection apparatus, inspection method, and article manufacturing method
JP6402500B2 (en) Sharpness measuring apparatus and measuring method
JP2016085212A (en) Defect detection system and method
JP2011179982A (en) Surface inspection apparatus, method of inspecting surface, and surface inspection program
JP6584454B2 (en) Image processing apparatus and method
US20180367722A1 (en) Image acquisition device and image acquisition method
JP4151306B2 (en) Inspection method of inspection object
JP2020094877A (en) Optical evaluation device, optical evaluation method, test object conveyance method
JP2020041800A (en) Visual inspection device and inspection system
JP7443162B2 (en) Inspection equipment and inspection method
US20200014835A1 (en) Light irradiation apparatus, optical evaluation apparatus, and article manufacturing method
JP7444171B2 (en) Surface defect discrimination device, appearance inspection device and program
JP5787668B2 (en) Defect detection device
JP2004012423A (en) Inspection method and apparatus for light transmissive object
WO2020184530A1 (en) Inspection device
JP2002350361A (en) Method and apparatus for inspecting unevenness of periodic pattern
JP7621789B2 (en) Inspection device, inspection lighting device, inspection method, and article manufacturing method
JP2020046224A (en) Evaluation device and goods manufacturing method
JP2012150079A (en) Defect detection device for transparent member and defect detection method
JP2025007747A (en) Processing device, optical inspection system, object surface image construction method, defect identification image construction method, object surface image construction program, object surface angle estimation method, and object surface inclination angle estimation program

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20210103

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210113