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公開番号2025023295
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2024212416,2021149457
出願日2024-12-05,2021-09-14
発明の名称光学検査方法、光学検査プログラム、処理装置、及び、光学検査装置
出願人株式会社東芝,東芝デジタルソリューションズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G01N 21/88 20060101AFI20250206BHJP(測定;試験)
要約【課題】被検物の表面状態を良好に検査可能な光学検査方法を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、被検物の表面状態の光学検査方法は、被検物の表面からの互いに異なる複数の波長を選択的に通過させる波長選択部を用いた光学的イメージングによって、イメージセンサの各画素の複数の色チャンネルの数と同じかそれよりも少ないn次元(nは1以上の自然数)の色座標系でその波長に対応する色の色ベクトルを取得することと、色座標系における色ベクトルの方向に基づいて、被検物の表面状態を判別することとを含む。
【選択図】図8

特許請求の範囲【請求項１】
被検物の表面からの互いに異なる複数の波長を選択的に通過させる波長選択部を用いた光学的イメージングによって、イメージセンサの各画素の複数の色チャンネルの数と同じかそれよりも少ないｎ次元（ｎは１以上の自然数）の色座標系で前記波長に対応する色の色ベクトルを取得することと、
前記色座標系における前記色ベクトルの方向に基づいて、前記被検物の表面状態を判別することと
を含む、被検物の表面状態の光学検査方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記色座標系における前記色ベクトルの方向と、前記複数の波長との対応付けを行うことを含む、
請求項１に記載の光学検査方法。
【請求項３】
前記互いに異なる複数の波長は、それぞれ前記被検物からの光の方向が異なる、
請求項１又は請求項２に記載の光学検査方法。
【請求項４】
前記被検物の表面状態を判別することは、前記被検物の表面状態の判別の基準となる基準ベクトルを設定し、前記基準ベクトルと前記色ベクトルとの方向の違いに基づいて判別することを含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学検査方法。
【請求項５】
前記被検物の表面状態を判別することは、前記被検物の表面状態の判別の基準となる基準ベクトルと、前記色ベクトルとの方向の近さを算出することを含む、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学検査方法。
【請求項６】
前記被検物の表面からの正反射方向又は第１の散乱方向に対応する色ベクトルを第１の基準ベクトルとし、前記正反射方向又は前記第１の散乱方向と異なる第２の散乱方向に対応する色ベクトルを第２の基準ベクトルとするとき、
前記被検物の表面状態を判別することは、前記色ベクトルの方向が前記第１の基準ベクトルに方向が近いか、前記第２の基準ベクトルに方向が近いかで、前記表面の種類を判別することを含む、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学検査方法。
【請求項７】
被検物の表面からの互いに異なる複数の波長を選択的に通過させる波長選択部を用いた光学的イメージングによって、イメージセンサの各画素の複数の色チャンネルの数と同じかそれよりも少ないｎ次元（ｎは１以上の自然数）の色座標系で前記波長に対応する色の色ベクトルを取得させること、
前記色座標系における前記色ベクトルの方向に基づいて、前記被検物の表面状態を判別させること
をコンピュータに実行させる、被検物の表面状態の光学検査プログラム。
【請求項８】
被検物の表面からの互いに異なる複数の波長を選択的に通過させる波長選択部を用いた光学的イメージングによって、イメージセンサの各画素の複数の色チャンネルの数と同じかそれよりも少ないｎ次元（ｎは１以上の自然数）の色座標系で前記波長に対応する色の色ベクトルを取得し、
前記色座標系における前記色ベクトルの方向に基づいて、前記被検物の表面状態を判別する
プロセッサを含む、被検物の表面状態の光学検査に用いる処理装置。
【請求項９】
結像光学系の焦点の位置に設けられ、被検物の表面からの互いに異なる複数の波長を選択的に通過させる波長選択部と、
前記波長選択部を通過する光を撮像するイメージセンサと
を有する撮影部と、
前記イメージセンサで取得した像に基づいて前記色ベクトルを取得するとともに、前記色ベクトルの方向に基づいて、前記被検物の表面状態を判別する、請求項８に記載の処理装置と
を有する、光学検査装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光学検査方法、光学検査プログラム、処理装置、及び、光学検査装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば通常のカメラで被検物の表面を撮影し、撮影した被検物の表面の像に基づいて、被検物の表面状態の検査が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２０９７２６号公報
【非特許文献】
【０００４】
W. L. Hows, “Rainbow schlieren and its application,” Applied Optics, vol. 23, No. 14, 1984
J. S. Kim and T. Kanade, “Multiaperture telecentric lens for 3D reconstruction,” Optics Letters, vol. 36, No. 7, 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、被検物の表面状態を検査可能な光学検査方法、光学検査プログラム、処理装置、及び、光学検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、被検物の表面状態の光学検査方法は、被検物の表面からの互いに異なる複数の波長を選択的に通過させる波長選択部を用いた光学的イメージングによって、イメージセンサの各画素の複数の色チャンネルの数と同じかそれよりも少ないｎ次元（ｎは１以上の自然数）の色座標系でその波長に対応する色の色ベクトルを取得することと、色座標系における色ベクトルの方向に基づいて、被検物の表面状態を判別することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態から第３実施形態に係る光学検査システムを示す概略的なブロック図。
第１実施形態及び第２実施形態に係る光学検査システムの光学検査装置の一部を示す概略図。
図２に示す光学検査装置のカメラのカラーフィルタを示す概略図。
結像光学系の図示を省略するカメラを示すとともに、被検物の表面状態が標準表面であるときにカラーフィルタからイメージセンサへの光線の透過状態を示す概略図。
横軸にＲ光の画素値ＩＲを取り、縦軸にＢ光の画素値ＩＢを取ったとき、被検物の表面状態が図４に示す標準表面であるときの像から算出される、色座標系の色ベクトルを示す概略的なグラフ。
結像光学系の図示を省略するカメラを示すとともに、被検物の表面状態が標準表面に被検出部を有するときにカラーフィルタからイメージセンサへの光線の透過状態を示す概略図。
横軸にＲ光の画素値ＩＲを取り、縦軸にＢ光の画素値ＩＢを取ったとき、被検物の表面状態が図６に示す標準表面に被検出部を有するときの像から算出される、色座標系の色ベクトルを示す概略的なグラフ。
第１実施形態から第３実施形態に係る光学検査システムの光学検査装置を用いて被検物の表面状態の検査結果を得るための処理を示すフローチャート。
被検物として、マット（艶消し）状態の表面を有する紙（左側）と、グロス（光沢）状態の表面を有する紙（右側）とを並べて通常のカメラ（ＲＧＢカメラ）で撮像したＲＧＢ像データ。
第２実施形態に係る光学検査システムの光学検査装置のカメラを用いて図９に示す被検物を撮像したＲＧＢ像データ。
横軸にＲ光の画素値ＩＲを取り、縦軸にＢ光の画素値ＩＢを取ったとき、被検物の表面状態が図９及び図１０に示すマット（艶消し）状態の表面を有する紙の表面の像、グロス（光沢）状態の表面を有する紙の表面の像からそれぞれ得られる画素値プロット、及び、それぞれの画素値プロットから算出される色座標系の色ベクトルを示す概略的なグラフ。
第３実施形態に係る光学検査システムの光学検査装置のカメラを示す概略的な斜視図。
図１２に示す光学検査システムの光学検査装置のカメラを、光軸を含む第１の面で見たときの概略的な断面図。
図１２に示す光学検査システムの光学検査装置のカメラを、光軸を含む第２の面で見たときの概略的な断面図。
第４実施形態に係る光学検査システムの光学検査装置のカメラを示す概略図。
横軸にＲ光の画素値ＩＲを取り、縦軸にＢ光の画素値ＩＢを取ったとき、被検物の表面状態が図１５に示す標準表面の像から算出される色ベクトル、及び、被検出部の像から算出される色ベクトルを示す概略的なグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
本実施形態に係る光学検査システム２について、図１から図８を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る光学検査システム２の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、光学検査システム２は、光学検査装置４と、ディスプレイ６とを備える。
【００１０】
光学検査装置４は、光学装置１２と、イメージセンサ（撮像部）１４と、光源１６と、ビームスプリッタ１８と、処理装置２０とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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