表示デバイスを用いた面型パターン照明による欠陥検査法の開発

工業製品表面の微小な欠陥(凹凸)の検査において,バイナリパターンなど何らかのパターンを持つ面型照明を用いる手法は有効である.本研究課題では面型照明に,液晶に代表される表示デバイスを用いることで高機能・高精度で汎用性の高い検査システムを開発することを目的とし,以下の結果が得られた.1.曲面対象に対応可能な照明装置を目指し,将来の有望な表示デバイスである有機ELの適応可能性の検討を行ったが,曲面化可能なフレキシブル有機ELの技術環境は汎用的に用いることが可能なレベルに至っていなかった.そこで平成19年度はシミュレーションによって曲面対象に対する曲面照明または複数平面照明の効果を検討し,照明を曲面化(複数平面化)することが効果的であることを確認した.2.最適な面型照明を検討するための光学シミュレータでは,検討過程の操作性が作業効率に大きく影響する.そこでインタラクティブな操作環境を実現するためにグラフィック用APIであるOpenGLを用いてGUIの改良を行った.また,シミュレーションで行うレイトレーシングなどの計算の一部をグラフィック用演算装置GPUで行うことで計算速度の高速化を図った.3.欠陥検査において欠陥の有無と同時にその形状や大きさの情報を得ることは生産管理上重要である.そこで表示デバイスに円形のパターンを表示し,その大きさを徐々に変化させつつ欠陥に投影することで欠陥の形状の推定が可能であることをシミュレーションおよび実験を通じて明らかにした.4.面型パターン照明を用いた検査手法を半導体上の欠陥のような小スケールへと適用可能か検討を行った.小スケール化してもパターンが映り込むことが確認され原理的に可能であることがわかった.しかし,検査画像の画質に照明の解像度が影響することも同時に確認され,実用レベルでの小スケール化にはより高解像度な表示デバイスを必要とすることがわかった.

工業製品表面の微小な欠陥(凹凸)の検査において,バイナリパターンなど何らかのパターンを持つ面型照明を用いる手法は有効である.本研究課題では面型照明に,液晶に代表される表示デバイスを用いることで高機能・高精度で汎用性の高い検査システムを開発することを目的とし,以下の結果が得られた.1.曲面対象に対応可能な照明装置を目指し,将来の有望な表示デバイスである有機ELの適応可能性の検討を行ったが,曲面化可能なフレキシブル有機ELの技術環境は汎用的に用いることが可能なレベルに至っていなかった.そこで平成19年度はシミュレーションによって曲面対象に対する曲面照明または複数平面照明の効果を検討し,照明を曲面化(複数平面化)することが効果的であることを確認した.2.最適な面型照明を検討するための光学シミュレータでは,検討過程の操作性が作業効率に大きく影響する.そこでインタラクティブな操作環境を実現するためにグラフィック用APIであるOpenGLを用いてGUIの改良を行った.また,シミュレーションで行うレイトレーシングなどの計算の一部をグラフィック用演算装置GPUで行うことで計算速度の高速化を図った.3.欠陥検査において欠陥の有無と同時にその形状や大きさの情報を得ることは生産管理上重要である.そこで表示デバイスに円形のパターンを表示し,その大きさを徐々に変化させつつ欠陥に投影することで欠陥の形状の推定が可能であることをシミュレーションおよび実験を通じて明らかにした.4.面型パターン照明を用いた検査手法を半導体上の欠陥のような小スケールへと適用可能か検討を行った.小スケール化してもパターンが映り込むことが確認され原理的に可能であることがわかった.しかし,検査画像の画質に照明の解像度が影響することも同時に確認され,実用レベルでの小スケール化にはより高解像度な表示デバイスを必要とすることがわかった.