パターン投影検査システムにおけるパターン・シミュレータと液晶を用いた照明の開発

工業製品の欠陥検査において,パターン照明を投影して欠陥を強調することで検出・評価する外観検査手法では,投影するパターンがその検査精度に大きく影響する.そこで昨年度は検査対象に合わせた最適な投影パターンの検討を行うツールとして光学シミュレータを開発した.本年度は検討したパターンを実際に対象に投影し,検討したパターンの検証を行う照明装置を開発し,シミュレータとその照明装置を統合し,照明パターン検討システムを構築した.構築した照明パターン検討システムにおけるシミュレーション結果の評価は,シミュレーション画像を画像処理し,欠陥像の面積などで行うことが可能である.照明装置としては任意のパターンが投影でき,さらに瞬時にパターンの切り替えが可能であることを第一条件として考え,比較的安価に手に入る液晶ディスプレイを用いた照明装置を開発した.実際に,パターンを投影しシミュレーションと同様な画像が取得できることを確認した.また,照明装置や対象などの設定条件より自在にパターンを投影できるソフトウェアを開発した.昨年度までの線形な濃度傾斜を持つパターンに加え,より汎用性の高いバイナリパターンのシミュレーションを可能とし,平面充填の可能な3種のバイナリパターン(格子,市松模様,三角形市松模様)についてシミュレーションによる検討と照明装置による確認を行った.その結果,(状況にもよるが)微細な欠陥においては三角形市松模様が欠陥像の強調に関して最も性能の良いパターンであることが分かった.また,外観検査用のパターンのシミュレーション以外にも,面光源の照明むらなどのシミュレーションも可能であることを確認し,これによって照明むらのある照明系での検査や評価の際に,あらかじめその影響について検討できることを示した.

工業製品の欠陥検査において,パターン照明を投影して欠陥を強調することで検出・評価する外観検査手法では,投影するパターンがその検査精度に大きく影響する.そこで昨年度は検査対象に合わせた最適な投影パターンの検討を行うツールとして光学シミュレータを開発した.本年度は検討したパターンを実際に対象に投影し,検討したパターンの検証を行う照明装置を開発し,シミュレータとその照明装置を統合し,照明パターン検討システムを構築した.構築した照明パターン検討システムにおけるシミュレーション結果の評価は,シミュレーション画像を画像処理し,欠陥像の面積などで行うことが可能である.照明装置としては任意のパターンが投影でき,さらに瞬時にパターンの切り替えが可能であることを第一条件として考え,比較的安価に手に入る液晶ディスプレイを用いた照明装置を開発した.実際に,パターンを投影しシミュレーションと同様な画像が取得できることを確認した.また,照明装置や対象などの設定条件より自在にパターンを投影できるソフトウェアを開発した.昨年度までの線形な濃度傾斜を持つパターンに加え,より汎用性の高いバイナリパターンのシミュレーションを可能とし,平面充填の可能な3種のバイナリパターン(格子,市松模様,三角形市松模様)についてシミュレーションによる検討と照明装置による確認を行った.その結果,(状況にもよるが)微細な欠陥においては三角形市松模様が欠陥像の強調に関して最も性能の良いパターンであることが分かった.また,外観検査用のパターンのシミュレーション以外にも,面光源の照明むらなどのシミュレーションも可能であることを確認し,これによって照明むらのある照明系での検査や評価の際に,あらかじめその影響について検討できることを示した.