检查系统和检查方法技术方案

实施方式的检查系统具有：面方式的照明部，其赋予光强度的周期性的时间变化和空间变化；时间相关图像生成部，其通过时间相关照相机或进行与其等效的动作的摄像系统生成时间相关图像；以及运算处理部，其根据时间相关图像计算与检查对象面的法线向量的分布对应的特征，该特征是通过与周围的不同和与参照表面的不同中的至少一方来检测异常的特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及检查系统和检查方法。
技术介绍
以往，提出了如下技术：对被检查体照射光，拍摄来自该被检查体的表面的反射光作为图像数据，根据该图像数据的亮度变化等来检测被检查体的异常。提出了这样的技术：在此时使照射到被检查体的光的强度周期性地变化，根据所拍摄到的图像数据的亮度变化来检测异常。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-2125号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，虽然在现有技术中使光的强度变化，但是，在所拍摄到的图像数据中并不包含与使光的强度变化时的时间的迁移相关的信息。因此，在利用所拍摄到的图像数据检测被检查体的异常时，检测精度可能变低。用于解决问题的手段在实施方式的检查系统中具有：面方式的照明部，其赋予光强度的周期性的时间变化和空间变化；时间相关图像生成部，其通过时间相关照相机或进行与时间相关照相机等效的动作的摄像系统生成时间相关图像；以及运算处理部，其根据时间相关图像计算与检查对象面的法线向量的分布对应的特征，该特征是通过与周围的不同和与参照表面的不同中的至少一方来检测异常的特征。附图说明图1是示出第1实施方式的检查系统的结构例的图。图2是示出第1实施方式的时间相关照相机的结构的框图。图3是表述在第1实施方式的时间相关照相机中按时间序列依次蓄积的帧的概念图。图4是示出第1实施方式的照明装置照射的条纹图案的一例的图。图5是示出第1实施方式的时间相关照相机进行的被检查体的异常的第1检测例的图。图6是示出在被检查体中存在图5所示的异常的情况下，根据该异常而变化的光的振幅的例子的图。图7是示出第1实施方式的时间相关照相机进行的被检查体的异常的第2检测例的图。图8是示出第1实施方式的时间相关照相机进行的被检查体的异常的第3检测例的图。图9是示出第1实施方式的照明控制部向照明装置输出的条纹图案的例子的图。图10是示出表示经由第1实施方式的屏幕后的条纹图案的波的形状的例子的图。图11是示出第1实施方式的异常检测处理部中的基于振幅的异常检测处理的步骤的流程图。图12是示出第1实施方式的异常检测处理部中的基于相位的异常检测处理的步骤的流程图。图13是示出第1实施方式的异常检测处理部中的基于振幅和强度的异常检测处理的步骤的流程图。图14是示出第1实施方式的检查系统中的被检查体的检查处理的步骤的流程图。图15是示出变形例2的照明控制部输出的条纹图案的切换例的图。图16是变形例2的照明控制部向包含异常(缺陷)的表面照射了条纹图案的例子的图。图17是在y方向上使条纹图案变化的情况下的异常(缺陷)与屏幕上的条纹图案之间的关系的图。图18是示出变形例3的照明控制部向照明装置输出的条纹图案的例子的图。图19是示出第2实施方式的照明控制部向照明装置输出的条纹图案的例子的图。图20是示出第2实施方式的检查系统中的图像传感器、屏幕、被检查体的表面形状之间的对应关系的图。图21是示出第2实施方式的检查系统的检查对象、即二階微分fxx＜0的情况下的被检查体的表面形状的例子的图。图22是示出第2实施方式的检查系统的检查对象、即fxx＞0的情况下的被检查体的表面形状的例的图。图23是示出使条纹图案中的条纹宽度进行各种变化的情况下的g/p的标志。图24是示出第2实施方式的检查系统所使用的振幅比对应表的例子的图。图25是示出第3实施方式的检查系统的、从屏幕照射了与被检查体的表面形状一致的条纹图案的图。图26是示出第3实施方式的检查系统的被检查体的检查处理的步骤的流程图。图27是示出第3实施方式的照明装置在屏幕中显示的条纹图案的例子的图。图28是示出用于生成图27的条纹图案的利用明暗(浓淡)表示被检查体或屏幕的表面中的初始的相位分布(空间相位分布)的例子的图。图29是示出在球面状的被检查体上投影的条纹图案的例子的图，其中，该条纹图案如图25所示，在从时间相关照相机观察的视线中为移动的平行条纹。图30是示出在第5实施方式中执行使用相位限定拉普拉斯算子的处理之前的相位图像数据的例子的图。图31是示出图30中的相位的变化的例子的概略图。图32是示出与第5实施方式的检查系统中使用的相位限定拉普拉斯算子对应的拉普拉斯算子滤波器的例子的图。图33是示出在第5实施方式中执行了使用相位限定拉普拉斯算子的处理后的相位图像数据的例子的图。图34是示出拉普拉斯算子滤波器的另一例的图。图35是示出拉普拉斯算子滤波器的另一例的图。图36是示出拉普拉斯算子滤波器的另一例的图。具体实施方式(第1实施方式)对本实施方式的检查系统进行说明。第1实施方式的检查系统具有用于检查被检查体的各种结构。图1是示出本实施方式的检查系统的结构例的图。如图1所示，本实施方式的检查系统具有PC100、时间相关照相机110、照明装置120、屏幕130、臂140。臂140用于固定被检查体150，根据来自PC100的控制，使时间相关照相机110能够拍摄的被检查体150的表面的位置和朝向变化。照明装置120是向被检查体150照射光的装置，能够按照来自PC100的条纹图案以区域单位对要照射的光的强度进行控制。进而，照明装置120能够按照周期性的时间的迁移来控制该区域单位的光的强度。换言之，照明装置120能够赋予光强度的周期性的时间变化和空间变化。另外，后面记述具体的光强度的控制方法。屏幕130使从图照明装置120输出的光扩散，然后以面的方式对被检查体150照射光。本实施方式的屏幕130以面的方式向被检查体150照射从照明装置120输入的被赋予了周期性的时间变化和空间变化的光。另外，在照明装置120与屏幕130之间，也可以设置聚光用的菲涅尔透镜等光学系统部件(未图示)。另外，在本实施方式中说明了组合照明装置120和屏幕130来构成赋予光强度的周期性的时间变化和空间变化的面方式的照射部的例子，但是，不限于这样的的组合，例如，也可以以面的方式配置LED来构成照明部。时间相关照相机110具有光学系统210、图像传感器220、数据缓冲器230、控制部240、参照信号输出部250。图2是示出本实施方式的时间相关照相机110的结构的框图。光学系统210包含拍摄镜头等，使来自时间相关照相机110的外部的被摄体(包含被检查体)的光束透射，使通过该光束形成的被摄体的光学像成像。图像传感器220是这样的传感器：能够按照每个像素高速地输出经由光学系统210入射的光的强弱作为光强度信号。本实施方式的光强度信号是指，检查系统的照明装置120对被摄体(包含被检查体)照射光，由图像传感器220取得来自该被摄体的反射光而得到的光强度信号。图像传感器220例如是与以往相比能够高速进行读出的传感器，构成为在行方向(x方向)、列方向(y方向)这2种方向上排列像素的二维平面状。而且，将图像传感器220的各像素设为像素P(1，1)、……、P(i，j)、……、P(X，Y)(另外，本实施方式的图像尺寸为X×Y。)。另外，不限制图像传感器220的读出速度，也可以与以往相同。图像传感器220接收通过光学系统210而透射的来自被摄体(包含被检查体)的光束并进行光电转换，由此，生成通过表示从被摄体反射的光的强弱的光强度信号(拍摄信号)而构成的二维平面状的帧，并将其输出到控制部240。本实施方式的图像传感器220按照能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检查系统，其具有：面方式的照明部，其赋予光强度的周期性的时间变化和空间变化；时间相关图像生成部，其通过时间相关照相机或进行与所述时间相关照相机等效的动作的摄像系统来生成时间相关图像；以及运算处理部，其根据所述时间相关图像计算与检查对象面的法线向量的分布对应的特征，该特征是通过与周围的不同和与参照表面的不同中的至少一方来检测异常的特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-074877;2014.12.01 JP 2014-243561.一种检查系统，其具有：面方式的照明部，其赋予光强度的周期性的时间变化和空间变化；时间相关图像生成部，其通过时间相关照相机或进行与所述时间相关照相机等效的动作的摄像系统来生成时间相关图像；以及运算处理部，其根据所述时间相关图像计算与检查对象面的法线向量的分布对应的特征，该特征是通过与周围的不同和与参照表面的不同中的至少一方来检测异常的特征。2.根据权利要求1所述的检查系统，其中，所述时间相关图像生成部生成复数时间相关图像，所述特征对应于所述复数时间相关图像的相位的分布。3.根据权利要求2所述的检查系统，其中，所述特征是所述相位的分布的梯度。4.根据权利要求3所述的检查系统，其中，所述特征是通过对所述复数时间相关图像实施使用了相位限定拉普拉斯算子的处理而得到的所述相位的分布的梯度的变化。5.根据权利要求2所述的检查系统，其中，所述特征对应于检查对象面的法线向量分布的梯度。6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的检查系统，其中，所述时间相关图像生...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗原徹，安藤繁，
申请(专利权)人：国立大学法人东京大学，高知县公立大学法人，
类型：发明
国别省市：日本;JP