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

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750102
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 杉野 直規 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90294529)
• Keywords: 外観検査 / 液晶 / シミュレーション / パターン照明 / 面光源 / バイナリーパターン / 市松模様 / 照明むら

Research Abstract

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.

Research Products

• [Publications] Tadanori SUGINO: "Ray tracing simulator for evaluation of surface irregularity using image processing"Proceedings of the Sixth International Conference on Progress of Machining Technology. 689-694 (2002)
• [Publications] 杉野直規: "液晶を用いたパターン照明による外観検査"2002年度精密工学会徳島地方講演会論文集. 41-42 (2002)
• [Publications] 杉野直規: "光学シミュレーションとLCDを用いた照明パターン検討システムの開発"2003年度精密工学会春季大会学術講演会論文集. 424 (2003)