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

开发利用显示装置的表面图案照明的缺陷检查方法

• 批准号: 18760312
• 负责人: 杉野 直規
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Oshima National College of Maritime Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760312/
• 关键词: パターン照明; 面型照明; 画像処理; 欠陥検査; レイトレーシング; 形状推定; バイナリパターン; 光学シミュレーション; 凹凸判定

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.

在检查工业产品表面的微小缺陷（凹凸）时，使用具有某种图案（例如二元图案）的表面照明是有效的。在本研究项目中，我们将使用液晶等显示设备用于表面照明。其目的是开发一种高精度和高通用性的检测系统，并获得了以下成果： 1.采用有机EL这种未来有前途的显示设备，旨在创造一种可以处理弯曲物体的照明设备。我们研究了这种可能性，但有可能改变它。柔性有机EL的技术环境尚未达到可用于通用目的的水平，因此，我们在2007年进行了模拟，以研究弯曲照明或多平面照明对弯曲物体的影响，并转换照明。曲面（2）在研究最优平面照明的光学模拟器中，研究过程的可操作性极大地影响了工作效率。因此，我们开发了一个交互式操作环境。为了实现我们通过使用图形 API OpenGL 改进了 GUI。我们还尝试通过执行一些计算来加快计算速度，例如使用图形处理单元 GPU 进行模拟中的光线追踪。3 在缺陷检查中，这对于生产非常重要。因此，在显示设备上显示圆形图案并投影到缺陷上，同时逐渐改变其大小，从而估计缺陷形状。通过模拟和实验，我们证实了这是可能的。 4.我们研究了使用表面图案照明的检查方法是否可以应用于半导体缺陷等小尺寸缺陷，并发现图案被反射。然而，也证实了照明的分辨率会影响检查图像的质量，并且在实际水平的小规模生产中需要更高的分辨率。是必须的。

项目成果

画型パターン照明を用いた欠陥検査法の開発-非平面検査対象に対する検討-

开发利用图像图案照明的缺陷检查方法 - 非平面检查对象的研究 -

• 发表时间: 2007
• 作者: 杉野直規;山根八洲男;杉野直規
• 通讯作者: 杉野直規

面型パターン照明を用いた欠陥検査法の開発-パターンの自動調整-

开发利用表面图案照明的缺陷检查方法 - 自动图案调整 -

• 发表时间: 2004
• 期刊: 2006年度精密工学会高松地方講演会論文集
• 作者: 杉野直規;山根八洲男
• 通讯作者: 山根八洲男