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公開番号2025071641
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-08
出願番号2023181985
出願日2023-10-23
発明の名称光学検査装置、光学検査方法、および、光学検査プログラム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G01N 21/84 20060101AFI20250428BHJP(測定;試験)
要約【課題】欠陥等の特異部の誤検出を抑制することができる光学検査装置を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、光学検査装置は、制御部を有する。制御部は、物体の端部の方向と変調方向がほぼ平行である強度変調パターンを持つ第1の変調パターン光を物体にそれぞれ投影させ、第1の変調パターン光が投影された物体をそれぞれ撮像して第1の画像群を取得させ、物体の端部又は端部の内側の領域にあり、第1の画像群に基づいて抽出され、第1の変調パターン光により特異的に光散乱する特異領域の像を含み得る第1の特異光散乱画像を特異散乱抽出処理により生成する。
【選択図】図5A

特許請求の範囲【請求項１】
物体の端部が延びる方向と変調方向がほぼ平行である強度変調パターンを持つ第１の変調パターン光を物体にそれぞれ投影させ、
前記第１の変調パターン光が投影された前記物体をそれぞれ撮像して第１の画像群を取得させ、
前記物体の前記端部又は前記端部の内側の領域にあり、前記第１の画像群に基づいて抽出され、前記第１の変調パターン光により特異的に光散乱する特異領域の像を含み得る第１の特異光散乱画像を特異散乱抽出処理により生成する、
制御部を有する、光学検査装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記第１の特異光散乱画像を用いて前記物体の前記特異領域を検知する、請求項１に記載の光学検査装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記物体の前記端部の方向と非平行な変調方向を持ち、前記第１の変調パターン光とは変調方向が異なる強度変調パターンを持つ第２の変調パターン光を前記物体にそれぞれ投影させ、
前記第２の変調パターン光が投影された前記物体をそれぞれ撮像して第２の画像群を取得させ、
前記物体の前記端部からある距離以上離れた位置にあり、前記第２の画像群に基づいて抽出され、前記第２の変調パターン光により特異的に光散乱する特異領域の像を含み得る第２の特異光散乱画像を前記特異散乱抽出処理により生成する、
請求項１又は請求項２に記載の光学検査装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２の特異光散乱画像を用いて前記物体の前記特異領域を検知する、請求項３に記載の光学検査装置。
【請求項５】
前記制御部の前記特異散乱抽出処理は、各画素点における変調振幅を計算する処理である、請求項１又は請求項２に記載の光学検査装置。
【請求項６】
前記強度変調パターンは周期的な変調パターンである、請求項１又は請求項２に記載の光学検査装置。
【請求項７】
前記制御部に制御され、前記第１の変調パターン光を前記物体にそれぞれ投影させるプロジェクタと、
前記制御部に制御され、前記第１の画像群を取得する撮像装置と、
を有する、請求項１又は請求項２に記載の光学検査装置。
【請求項８】
物体の端部が延びる方向と変調方向がほぼ平行である強度変調パターンを持つ第１の変調パターン光を物体にそれぞれ投影すること、
前記第１の変調パターン光が投影された前記物体をそれぞれ撮像して第１の画像群を取得すること、
前記物体の前記端部又は前記端部の内側の領域にあり、前記第１の画像群に基づいて抽出され、前記第１の変調パターン光により特異的に光散乱する特異領域の像を含み得る第１の特異光散乱画像を特異散乱抽出処理により生成すること、
を含む、光学検査方法。
【請求項９】
前記第１の特異光散乱画像を用いて前記物体の前記特異領域を検知すること、
を含む、請求項８に記載の光学検査方法。
【請求項１０】
前記物体の前記端部の方向と非平行な変調方向を持ち、前記第１の変調パターン光とは変調方向が異なる強度変調パターンを持つ第２の変調パターン光を前記物体にそれぞれ投影すること、
前記第２の変調パターン光が投影された前記物体をそれぞれ撮像して第２の画像群を取得すること、
前記物体の前記端部からある距離以上離れた位置にあり、前記第２の画像群に基づいて抽出され、前記第２の変調パターン光により特異的に光散乱する特異領域の像を含み得る第２の特異光散乱画像を前記特異散乱抽出処理により生成すること、
を含む、請求項８又は請求項９に記載の光学検査方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光学検査装置、光学検査方法、および、光学検査プログラムに関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な産業において、物体を非接触で光学検査することが重要となっている。非接触での光学検査の手法として、例えば三角関数で表せる空間強度変調を持つパターン光を次々と物体に投影（投映）し、その都度物体を撮像し、撮像により得られた複数の画像から物体の性状を取得するパターン投影イメージングがある。しかし、物体の端部でのその端部による光の反射の影響により偽信号が現れることがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
D. J. Cuccia, et. al., “Quantitation and mapping of tissue optical properties using modulated imaging,” Journal of Biomedical Optics 14(2), (2009).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、欠陥等の特異領域の誤検出を抑制することができる光学検査装置、光学検査方法、及び、光学検査プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、光学検査装置は、制御部を有する。制御部は、物体の端部の方向と変調方向がほぼ平行である強度変調パターンを持つ第１の変調パターン光を物体にそれぞれ投影させ、第１の変調パターン光が投影された物体をそれぞれ撮像して第１の画像群を取得させ、物体の端部又は端部の内側の領域にあり、第１の画像群に基づいて抽出され、第１の変調パターン光により特異的に光散乱する特異領域の像を含み得る第１の特異光散乱画像を特異散乱抽出処理により生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１の実施形態に係る一例の光学検査装置の構成を示す図。
制御装置のハードウェア構成の一例について示す図。
物体の投影面に投影される、位相をλ／４ずつずらした４つのパターン光を重ねて示す図。
図３Ａに示す４つのパターン光の投影に応じた物体面での光の一例を示す図。
図３Ａのパターン光の投影に応じた図３Ｂの物体面の光を撮像した画像を用いて生成した振幅画像の一例を示す図。
第１の実施形態の光学検査装置で光学検査される物体の一例を示す概略的な斜視図。
図４Ａ中の符号Ｖで示す端部を含む位置の、パターン光の変調方向が物体の端部が延びる方向に対してほぼ平行な場合の散乱画像（第１の特異光散乱画像）を示す図。
図４Ａ中の符号Ｖで示す端部を含む位置の、パターン光の変調方向が物体の端部が延びる方向に対して非平行な場合の散乱画像（第２の特異光散乱画像）を示す図。
物体の端部及びその近傍に特異領域（欠陥）がある場合の特異光散乱画像の例。
第１の実施形態に係る光学検査装置を用いて行う光学検査プログラムによる処理について示すフローチャート。
図７に示すステップＳ１１のサブルーチンを示すフローチャート。
第１の実施形態に係る光学検査装置を用いて行う光学検査プログラムによる処理について示すフローチャート。
第１の実施形態の第１変形例に係る光学検査装置で検査する対象となり得る物体、その物体を検査するときに用いるパターン光、及び、パターン光の変調方向を示す概略図。
第１の実施形態の第２変形例に係る一例の光学検査装置の構成を示す図。
第１の実施形態の第２変形例に係る光学検査装置を用いて行う光学検査プログラムによる処理について示すフローチャート。
物体の端部が延びる方向に対して非平行なパターン光（第２の変調パターン光）を用いて生成した特異光散乱画像の図４の符号Ｖで示す領域を示すとともに、特異光散乱画像における検査対象領域を模式的に示した図。
物体の端部が延びる方向に対して非平行なパターン光（第２の変調パターン光）を用いて生成した特異光散乱画像の図４の符号Ｖで示す領域を示すとともに、特異光散乱画像における検査対象領域を模式的に示した図。
平行四辺形の外形（端部）を持つ物体に対し、上端又は下端が延びる方向に平行な方向に変調方向を持つパターン光を用いて検査を行う際の検査対象領域の設定範囲の例を模式的に示した図。
平行四辺形の外形（端部）を持つ物体に対し、左端又は右端が延びる方向に平行な方向に変調方向を持つパターン光を用いて検査を行う際の検査対象領域の設定範囲の例を模式的に示した図。
第２の実施形態に係る光学検査装置を用いて行う光学検査プログラムによる処理について、図７に示すステップＳ１１のサブルーチンを示すフローチャート。
第２の実施形態の変形例に係る光学検査装置で検査する対象となり得る物体、その物体を検査するときに用いるパターン光、パターン光の変調方向、及び、検査対象範囲を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図面は模式的又は概念的なものである。図面に記載された各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率等は、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
また、以下の説明において用いられる用語「光」は、電磁波の一種であり、ガンマ線、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線、電波等も含むものである。以下では、光は、可視光であるとして説明が続けられる。可視光は、例えば４００ｎｍから７５０ｎｍの波長領域に属する。一方で、以下の説明で光と記載されている場合には、それは、ガンマ線、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線、電波等に置き換えられ得る。
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１から図９を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係る一例の光学検査装置１の構成を示す図である。第１の実施形態の光学検査装置１は、プロジェクタ１０と、撮像装置２０と、制御装置３０とを有する。
【００１０】
プロジェクタ１０は、物体Ｏに対して空間的な強度変調パターンを有する変調パターン光（以下、主に、パターン光という）を投影する。本実施形態におけるパターン光は、物体Ｏにおいて明暗が周期的に変化する光である。ここで、明暗が周期的に変化することは、光の強度が大きい領域と強度が小さい領域とが周期的に位置するように強度が変化することに相当する。ただし、周期的とは、必ずしも一定の間隔で繰り返されるパターンのみを意味するものではない。つまり、周期は変動してもよい。言い換えれば、周期的とは、強度が大きい領域と強度が小さい領域とが繰り返して位置することに相当する。以下では、説明を簡単にするため、特に断らない限り、周期的とは一定の周期を持つパターンとする。また、後で詳しく説明されるが、第１の実施形態では、プロジェクタ１０は、２つの異なる空間的な強度変調パターンに対応した２つの変調モードでパターン光を投影できるように構成されている。以下の説明において、用語「投影」は、用語「投映」と同じ意味で用いられ得るものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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