(57)【要約】【課題】必要性がますます増大している欠陥検出のための効率的な方法及びシステムを提供する。【解決手段】対象物の初期走査に複数照明経路が対象物を同時に照射し；初期走査中に取得された検出信号に応答して対象物をセグメントにセグメント化し；各セグメントについて、セグメントの主材料及びセグメントの表面粗さレベルから選択された少なくとも１つのパラメータに応答して、セグメントの欠陥検出走査中に、活動状態にされるべき照明経路を選択し；対象物の各セグメントを、対象物の選択された照明経路のみによって照明し；当該照明するステップに応答して、欠陥を示す検出信号を発生する。【選択図】図８Ａ
2008298784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数照明経路システムにより欠陥を検出する方法であって、
対象物の初期走査を実行するステップであって、初期走査中に、複数照明経路が前記対象物を同時に照射する、前記実行するステップと、
前記初期走査中に取得された検出信号に応答して、前記対象物をセグメントにセグメント化するステップと、
各セグメントについて、当該セグメントの主材料及び当該セグメントの表面粗さレベルから選択された少なくとも１つのパラメータに応答して、当該セグメントの欠陥検出走査中に、活動状態にされるべき選択される照明経路を選択するステップと、
前記対象物の各セグメントを、当該対象物の選択された照明経路のみによって照明するステップと、
前記照明するステップに応答して、欠陥を示す検出信号を発生するステップと
を備える方法。
【請求項２】
前記検出信号を処理して、欠陥を検出するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項３】
セグメント情報を受け取るステップを備え、
前記セグメント化するステップが更に、対象物のセグメントを示す対象物情報に応答する
請求項１記載の方法。
【請求項４】
セグメントの選択された照明経路を選択する前記ステップが、
セグメントの主材料を決定した後で、当該セグメントを複数照明経路により一時に１つの照明経路で照明するステップであって、異なる照明経路が前記セグメントの異なるあり得る粗さレベルに適合されている、前記照明するステップと、
前記照明に起因する検出信号を発生するステップと、
前記検出信号を処理して、セグメントのために１つの照明経路を選択するステップと
を備える請求項１記載の方法。
【請求項５】
金属表面の粗さレベルに関係なく、金属表面の欠陥のイメージが実質的に黒であり且つ金属表面のイメージが実質的に白であるように、前記金属表面及び前記金属表面の欠陥を照明する照明経路を選択するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項６】
半透明の表面の粗さレベルに関係なく、半透明の表面の欠陥のイメージが実質的に白であり且つ半透明の表面のイメージが実質的に黒であるように、前記半透明の表面及び前記半透明の表面の欠陥を照明する照明経路を選択するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項７】
鏡面反射性の照明経路、拡散型の傾斜したチャネル及び近鏡面反射性の（ｎｅａｒ−ｓｐｅｃｕｌａｒ）照明経路のうちのいずれかを選択するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項８】
カメラ及びマスクを備えるイメージ形成経路により検出信号を発生するステップを備え、
前記カメラは、前記対象物の表面に平行である検知表面を備え、
前記マスクは、前記イメージ形成経路の角度収集範囲の中に非対称を導入する
請求項７記載の方法。
【請求項９】
鏡面反射性の照明経路、前方傾斜した（ｆｒｏｎｔ−ｏｂｌｉｑｕｅ）照明経路及び後方散乱の傾斜した（ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｏｂｌｉｑｕｅ）照明経路のうちのいずれかを選択するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項１０】
構成可能な照明経路の２つの構成から１つの構成を選択するステップを備え、
第１の構成において、前記構成可能な照明経路は、前記対象物を連続の角度範囲で照明し、
第２の構成において、前記構成可能な照明経路は、前記対象物を、互いに離間している連続の角度範囲の２つのサブ範囲で照明する
請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前方傾斜した照明経路、後方散乱の傾斜した照明経路及び光軸外し鏡面反射性の（ｏｆｆ−ａｘｅｓ  ｓｐｅｃｕｌａｒ）照明経路のうちのいずれかを選択するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項１２】
光沢のある金属表面、半無光沢の（ｓｅｍｉ−ｍａｔｔ）金属表面、無光沢の金属表面、及び半透明の誘電体表面を備える前記セグメントの分類化に応答して、セグメントに対して選択される照明経路を選択するステップを備える請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記対象物及び他の対象物を有する対象物のグループを受け取るステップであって、前記対象物及び前記他の対象物が互いに理想的に同一であり且つ実質的に同じ製造条件を受けている、前記受け取るステップと、
それぞれの他の対象物のそれぞれのセグメントを、前記対象物の対応のセグメントと関連した選択された照明経路により照明するステップと
を備える請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記対象物が、電気回路であり、
前記方法が、
前記対象物及び他の対象物を有する１バッチの電気回路を受け取るステップと、
それぞれの他の対象物のそれぞれのセグメントを、前記対象物の対応のセグメントと関連した選択された照明経路により照明するステップと
を備える請求項１記載の方法。
【請求項１５】
欠陥を検出する方法であって、
対象物の各セグメントを、当該セグメントと関連した選択された照明経路のみにより照明するステップであって、単一の選択された照明経路が当該セグメントの主材料及び当該セグメントの表面粗さレベルから選択された少なくとも１つのパラメータに応答して選択される、前記照明するステップと、
前記照明するステップに応答して、欠陥を示す検出信号を発生するステップと、
前記検出信号を処理して、欠陥を検出するステップと
を備える欠陥検出方法。
【請求項１６】
鏡面反射性の照明経路、拡散型の傾斜したチャネル及び近鏡面反射性の照明経路から選択された照明経路により前記対象物のセグメントを照明するステップを備える請求項１５記載の欠陥検出方法。
【請求項１７】
カメラ及びマスクを備えるイメージ形成経路により検出信号を発生するステップを備え、
前記カメラは、前記の評価される対象物の表面に平行である検知表面を備え、
前記マスクは、前記イメージ形成経路の角度収集範囲の中に非対称を導入する
請求項１５記載の欠陥検出方法。
【請求項１８】
鏡面反射性の照明経路、前方傾斜した照明経路及び後方散乱の傾斜した照明経路から選択された照明経路によりセグメントを照明するステップを備える請求項１５記載の欠陥検出方法。
【請求項１９】
構成可能な照明経路の２つの構成から１つの構成を選択するステップを備え、
第１の構成において、前記構成可能な照明経路は、前記対象物を連続の角度範囲で照明し、
第２の構成において、前記構成可能な照明経路は、前記対象物を、互いに離間している連続の角度範囲の２つのサブ範囲で照明する
請求項１５記載の欠陥検出方法。
【請求項２０】
前方傾斜した照明経路、後方散乱の傾斜した照明経路及び光軸外し鏡面反射性の照明経路から選択された照明経路によりセグメントを照明するステップと、
前記対象物の表面に対する法線とは実質的に異なる角度で前記対象物をイメージ形成する前記検出信号を発生するステップと
を備える請求項１５記載の欠陥検出方法。
【請求項２１】
セグメントを前記の選択された照明経路により照明するステップを備え、
前記の選択される照明経路の選択は、光沢のある金属表面、半無光沢の金属表面、無光沢の金属表面、及び半透明の誘電体表面を備える前記セグメントの分類化に応答する
請求項１５記載の欠陥検出方法。
【請求項２２】
別の対象物の対応のセグメントの検査に応答して、前記の選択される照明経路を選択するステップを備える請求項１５記載の欠陥検出方法。
【請求項２３】
前記対象物及び前記他の対象物が、同じバス（ｂａｔｈ）の電気回路に属する請求項２２記載の欠陥検出方法。
【請求項２４】
複数照明経路、プロセッサ及びイメージ形成経路を備える複数照明経路システムであって、
前記プロセッサは、
対象物の初期走査を制御し、
前記初期走査中に取得された検出信号に応答して、前記対象物をセグメントにセグメント化し、
各セグメントの表面粗さを決定し、且つ
各セグメントについて、当該セグメントの主材料及び当該セグメントの表面粗さレベルから選択された少なくとも１つのパラメータに応答して、当該セグメントの欠陥検出プロセス中に、活動状態にされるべき選択される照明経路を選択するよう適合されており、
前記複数照明経路は、前記対象物を前記初期走査中に同時に照明するよう適合されており、
選択された照明経路は、前記の選択された照明経路と関連しているセグメントを前記対象物の欠陥検出走査中に照明し、
前記イメージ形成経路は、前記の照明することに応答して、欠陥を示す検出信号を発生するよう適合されている、複数照明経路システム。
【請求項２５】
前記プロセッサが、前記検出信号を処理して、欠陥を検出するよう適合されている請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項２６】
前記プロセッサが、対象物のセグメントを示す対象物情報に応答して、評価される対象物をセグメント化するよう適合されている請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項２７】
前記複数照明経路システムが、
前記セグメントを複数照明経路により一時に１つの照明経路で照明し、そこにおいては、異なる照明経路が異なる表面粗さレベルに適合されており、
前記イメージ形成経路により、前記照明に起因する検出信号を発生し、且つ
前記プロセッサにより、前記検出信号を処理し、且つセグメントのための１つの照明経路を選択する
よう適合されている請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項２８】
前記プロセッサが、金属表面の粗さレベルに関係なく、金属表面の欠陥のイメージが実質的に黒であり且つ金属表面のイメージが実質的に白であるように、前記金属表面及び前記金属表面の欠陥を照明する照明経路を選択するよう適合されている請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項２９】
前記プロセッサが、半透明の表面の粗さレベルに関係なく、半透明の表面の欠陥のイメージが実質的に白であり且つ半透明の表面のイメージが実質的に黒であるように、前記半透明の表面及び前記半透明の表面の欠陥を照明する照明経路を選択するよう適合されている請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項３０】
前記複数照明経路が、鏡面反射性の照明経路、拡散型の傾斜したチャネル及び近鏡面反射性の照明経路を備える請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項３１】
前記イメージ形成経路が、カメラ及びマスクを備え、
前記カメラは、前記評価される対象物の表面に平行である検知表面を備え、
前記マスクは、前記イメージ形成経路の角度収集範囲の中に非対称を導入する
請求項３０記載の複数照明経路システム。
【請求項３２】
前記複数照明経路が、鏡面反射性の照明経路、前方傾斜した照明経路及び後方散乱の傾斜した照明経路を備える請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項３３】
２つの構成のうちの１つの構成を有することが可能である構成可能な照明経路を備え、
第１の構成において、前記構成可能な照明経路は、前記対象物を連続の角度範囲で照明し、
第２の構成において、前記構成可能な照明経路は、前記対象物を、互いに離間している連続の角度範囲の２つのサブ範囲で照明する
請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項３４】
前記複数照明経路が、前方傾斜した照明経路、後方散乱の傾斜した照明経路及び光軸外し鏡面反射性の照明経路を備え、
前記イメージ形成経路が、前記対象物の表面に対する法線とは実質的に異なる角度で前記対象物をイメージ形成するカメラを備える
請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項３５】
前記プロセッサが、光沢のある金属表面、半無光沢の金属表面、無光沢の金属表面及び半透明の誘電体表面を備える前記セグメントの分類化に応答して、セグメントに対して選択される照明経路を選択するよう適合されている請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項３６】
前記照明経路が、前記対象物の対応の経路と関連している選択された照明経路により他の対象物のセグメントを照明するよう適合されており、
前記他の対象物が前記対象物と理想的に同一であり、
前記対象物及び前記他の対象物が、実質的に同じ製造条件を受けている
請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項３７】
前記照明経路が、前記対象物の対応のセグメントと関連している選択された照明経路により他の対象物のセグメントを照明するよう適合されており、
前記対象物及び前記他の対象物が、同じバッチに属する電気回路である
請求項２４記載の複数照明経路システム。
【請求項３８】
プロセッサ、イメージ形成経路及び複数照明経路を備える欠陥検出システムであって、
前記欠陥検出システムが、対象物の各セグメントを、当該セグメントと関連した選択された照明経路のみによって照明するよう適合されており、
前記の選択された照明経路は、セグメントの主材料及び当該表面セグメントの表面粗さレベルから選択された少なくとも１つのパラメータに応答して選択され、
前記イメージ形成経路が、前記の照明することに応答して、欠陥を示す検出信号を発生するよう適合されており、
前記プロセッサが、前記検出信号を処理して欠陥を検出する
欠陥検出システム。
【請求項３９】
前記複数照明経路が、鏡面反射性の照明経路、拡散型の傾斜したチャネル及び近鏡面反射性の照明経路を備える請求項３８記載の欠陥検出システム。
【請求項４０】
前記イメージ形成経路が、カメラ及びマスクを備え、
前記カメラは、前記評価される対象物の表面に平行である検知表面を備え、
前記マスクは、前記イメージ形成経路の角度収集範囲の中に非対称を導入する
請求項３８記載の欠陥検出システム。
【請求項４１】
前記複数照明経路が、鏡面反射性の照明経路、前方傾斜した照明経路及び後方散乱の傾斜した照明経路を備える請求項３８記載の欠陥検出システム。
【請求項４２】
２つの構成を有する構成可能な照明経路を備え、
第１の構成において、前記構成可能な照明経路は、前記対象物を連続の角度範囲で照明し、
第２の構成において、前記構成可能な照明経路は、前記対象物を、互いに離間している連続の角度範囲の２つのサブ範囲で照明する
請求項３８記載の欠陥検出システム。
【請求項４３】
前記複数照明経路が、前方傾斜した照明経路、後方散乱の傾斜した照明経路及び光軸外し鏡面反射性の照明経路を備え、
前記イメージ形成経路が、前記対象物の表面に対する法線とは実質的に異なる角度で前記対象物をイメージ形成するカメラを備える
請求項３８記載の欠陥検出システム。
【請求項４４】
前記プロセッサが、光沢のある金属表面、半無光沢の金属表面、無光沢の金属表面及び半透明の誘電体表面を備える前記セグメントの分類化に応答して、セグメントに対して選択される照明経路を選択する請求項３８記載の欠陥検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２００７年６月３日に出願された米国仮特許出願Ｎｏ．６０／９７１，６７２の優先権を主張するものである。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、自動の光学的検査システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
製品の梱包及び出荷の前の生産ラインの終わりで、完成したＨＤＩ（高密度相互接続）基板は、表面欠陥及び／又は整合性違反（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）を視覚的に検査されることになる。そのような視覚検査は、それらを品質管理判定基準に従って適正又は不良と選別される。
【０００４】
表面欠陥は、不満足な生産品質及び／又は不満足な処理の結果である。ここで、全体品質は、全ての含められた表面タイプ、即ち、積層基板材料の上の金メッキされた相互接続パッドのような金属表面及び半田マスクと関係している。そのような表面の各タイプは、その起点材料及び製造プロセスの積としての特定のタイプの欠陥により影響を受ける。
【０００５】
光学的視点からは、各材料は、異なる光学的特性を取り入れ、従って、その異なる光学的特性に（手作業及び自動機械の両方で）検査するとき対処することが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
欠陥検出のための効率的な方法及びシステムを提供する必要性がますます増大している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［一度承認されている追加されるべき特許請求の範囲の表現を変えたテキスト］
本発明は、図面と関係した以下の詳細な説明から一層完全に理解されそして認められるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
複数照明経路システムが提供される。複数照明経路システムは、複数照明経路、プロセッサ及びイメージ形成経路を含む。前記プロセッサは、（ｉ）対象物の初期走査を制御し、（ｉｉ）前記初期走査中に取得された検出信号に応答して、前記対象物をセグメントにセグメント化し、（ｉｉｉ）各セグメントの表面粗さを決定し、且つ（ｉｖ）各セグメントについて、当該セグメントの主材料及び当該セグメントの表面粗さレベルから選択された少なくとも１つのパラメータに応答して、当該セグメントの欠陥検出プロセス中に、活動状態にされるべき選択される照明経路を選択するよう適合されている。前記複数照明経路は、前記対象物を前記初期走査中に同時に照明するよう適合されている。選択された照明経路は、前記の選択された照明経路と関連しているセグメントを前記対象物の欠陥検出走査中に照明する。前記イメージ形成経路は、前記の照明することに応答して、欠陥を示す検出信号を発生するよう適合されている。
【０００９】
前記プロセッサは、前記検出信号を処理して、欠陥を検出するよう適合されていることが都合よい。
前記プロセッサは対象物のセグメントを示す対象物情報に応答して、評価される対象物をセグメント化するよう適合されていることが都合よい。
【００１０】
前記複数照明経路システムが、（ｉ）前記セグメントを複数照明経路により一時に１つの照明経路で照明し、そこにおいては、異なる照明経路が異なる表面粗さレベルに適合されており、（ｉｉ）前記イメージ形成経路により、前記照明に起因する検出信号を発生し、且つ（ｉｉｉ）前記プロセッサにより、前記検出信号を処理し、且つセグメントのための１つの照明経路を選択するよう適合されていることが都合よい。
【００１１】
前記プロセッサは、半透明の表面の粗さレベルに関係なく、半透明の（誘電体）表面の欠陥のイメージが実質的に白であり且つ半透明の表面のイメージが実質的に黒であるように、前記半透明の誘電体表面及び前記半透明の誘電体表面の欠陥を照明する照明経路を選択するよう適合されていることが都合よい。
【００１２】
前記プロセッサが、導体表面の粗さレベルに関係なく、導体表面の欠陥のイメージが実質的に黒であり且つ導体表面のイメージが実質的に白であるように、前記導体表面及び前記導体表面の欠陥を照明する照明経路を選択するよう適合されていることが都合よい。
【００１３】
前記プロセッサが、半透明の表面の粗さレベルに関係なく、半透明の誘電体表面の欠陥のイメージが実質的に白であり且つ半透明の表面のイメージが実質的に黒であるように、前記半透明の誘電体表面及び前記半透明の表面の欠陥を照明する照明経路を選択するよう適合されていることが都合よい。
【００１４】
前記複数照明経路が、鏡面反射性の照明経路、拡散型の傾斜したチャネル及び近鏡面反射性の（ｎｅａｒ−ｓｐｅｃｕｌａｒ）照明経路を備えることが都合よい。
前記イメージ形成経路がカメラ、対物レンズ及びマスクを備え、前記カメラは前記評価される対象物の表面に平行である検知表面を備え、且つ前記マスクは前記イメージ形成経路の角度収集範囲の中に非対称を導入することが都合よい。
【００１５】
前記複数照明経路が、鏡面反射性の照明経路、前方傾斜した（ｆｒｏｎｔ−ｏｂｌｉｑｕｅ）照明経路及び後方散乱の傾斜した（ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｏｂｌｉｑｕｅ）照明経路を備えることが都合よい。
【００１６】
前記複数照明経路システムが２つの構成のうちの１つの構成を有することが可能である構成可能な照明経路を備え、第１の構成において、前記構成可能な照明経路は前記対象物を連続の角度範囲で照明し、第２の構成において、前記構成可能な照明経路は前記対象物を、互いに離間している連続の角度範囲の２つのサブ範囲で照明することが都合よい。
【００１７】
前記複数照明経路が前方傾斜した照明経路、後方散乱の傾斜した照明経路及び光軸外し鏡面反射性の（ｏｆｆ−ａｘｅｓ  ｓｐｅｃｕｌａｒ）照明経路を備え、前記イメージ形成経路が前記対象物の表面に対する法線とは実質的に異なる角度で前記対象物をイメージ形成するカメラを備えることが都合よい。
【００１８】
前記プロセッサが光沢のある金属表面、半無光沢の（ｓｅｍｉ−ｍａｔｔ）金属表面、無光沢の金属表面及び半透明の誘電体表面を備える前記セグメントの分類化に応答して、セグメントに対して選択される照明経路を選択するよう適合されていることが都合よい。
【００１９】
前記照明経路が前記対象物の対応の経路と関連している選択された照明経路により他の対象物のセグメントを照明するよう適合されており、前記他の対象物が前記対象物と理想的に同一であり、前記対象物及び前記他の対象物が実質的に同じ製造条件を受けていることが都合よい。
【００２０】
前記照明経路が前記対象物の対応のセグメントと関連している選択された照明経路により他の対象物のセグメントを照明するよう適合されており、前記対象物及び前記他の対象物が同じバッチに属する電気回路であることが都合よい。
【００２１】
欠陥検出システムが提供される。当該欠陥検出システムは、プロセッサ、イメージ形成経路及び複数照明経路を備える。前記欠陥検出システムが、対象物の各セグメントを、当該セグメントと関連した選択された照明経路のみによって照明するよう適合されており、そこにおいて、前記の選択された照明経路は、セグメントの主材料及び当該表面セグメントの表面粗さレベルから選択された少なくとも１つのパラメータに応答して選択される。前記イメージ形成経路が、前記の照明することに応答して、欠陥を示す検出信号を発生するよう適合されている。前記プロセッサが、前記検出信号を処理して、欠陥を検出する。
【００２２】
前記複数照明経路が、鏡面反射性の照明経路、拡散型の傾斜したチャネル及び近鏡面反射性の照明経路を備えることが都合よい。
前記イメージ形成経路がカメラ及びマスクを備え、前記カメラは前記評価される対象物の表面に平行である検知表面を備え、前記マスクは前記イメージ形成経路の角度収集範囲の中に非対称を導入することが都合よい。
【００２３】
前記複数照明経路が、鏡面反射性の照明経路、前方傾斜した照明経路及び後方散乱の傾斜した照明経路を備えることが都合よい。
前記欠陥検出システムは２つの構成を有する構成可能な照明経路を備え、第１の構成において、前記構成可能な照明経路は前記対象物を連続の角度範囲で照明し、且つ第２の構成において、前記構成可能な照明経路は前記対象物を、互いに離間している連続の角度範囲の２つのサブ範囲で照明することが都合よい。
【００２４】
前記複数照明経路が前方傾斜した照明経路、後方散乱の傾斜した照明経路及び光軸外し鏡面反射性の照明経路を備え、且つ前記イメージ形成経路が前記対象物の表面に対する法線とは実質的に異なる角度で前記対象物をイメージ形成するカメラを備えることが都合よい。
【００２５】
前記プロセッサが、光沢のある金属表面、半無光沢の金属表面、無光沢の金属表面及び半透明の誘電体表面を備える前記セグメントの分類化に応答して、選択される照明経路を選択することが都合よい。
【００２６】
アプリケーション不変イメージ出現（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｉｎｖａｒｉａｎｔ  Ｉｍａｇｅ  Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）及び統一された欠陥検出アルゴリズム
欠陥検出プロセス・アプリケーションを不変にし、そして標準し、従って高速で信頼性を良くするため、目標とされるグレイ・スケール・イメージ形成は、次の方向性（ｐｏｌａｒｉｔｙ）であるべき、即ち、（ｉ）規則正しい（ｒｅｇｕｌａｒ）金属表面は高強度のピクセルにより提供されて「白」く見え、（ｉｉ）半透明の（ｓｅｍｉ−ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｔ）誘電体表面は低強度のピクセルにより提供されて「黒」に見え、（ｉｉｉ）金属表面の欠陥は「白」の背景上に「黒」く見え、即ち、局所テクスチャ異常（ｌｏｃａｌ  ｔｅｘｔｕｒｅ  ａｎｏｍａｌｉｔｉｅｓ）が高強度の規則正しい金属テクスチャにより囲まれた低強度のピクセルにより提供され、（ｉｖ）誘電体表面及び表面下の（ｓｕｂ−ｓｕｒｆａｃｅ）欠陥は、「黒」の背景上に「白」く見える。誘電体表面及び表面下の異常は、低強度の規則正しい誘電体テクスチャにより囲まれた高強度のピクセルにより提供される。
【００２７】
金属部品及び誘電体部品の両方を含む対象物（これはまた「アプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」と呼ばれる。）（例えば、ＢＧＡ）において、それらのイメージは、図１に示されるように、「黒」の欠陥（１４）を有する高強度の「白」の金のピクセル（１３）と、「白」の欠陥（１２）を有する低強度の「黒」の半田マスクのピクセル（１１）とを有する高いダイナミック・レンジ・グレイ・スケール・イメージである。
【００２８】
図１はまた、これらの欠陥、即ち、半田マスクのかき傷１７、導体の３次元（３Ｄ）欠陥１８、半田マスク・ボイド（ｖｏｉｄ）１９、半田マスク下の異物１６を示す。
前述した標準化されたアプローチは、事前定義されたイメージ極性を示し、そこでは、金属の３次元（３Ｄ）欠陥は、「白」の上の「黒」として見え、そして反対に、表面及び表面下の誘電体の欠陥は、「黒」の上の「白」として見える。３Ｄ欠陥上の白の周囲内に黒のピクセルを生成するため、陰影表示及び閉塞（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ）効果が、特別に設計された照明配置の使用により誘発される。誘電体の欠陥を黒の周囲内の白のピクセルとして可視化するため、散乱（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）技術が適用される。
【００２９】
表面仕上げの不変性（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｎｉｓｈ  Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ）
複数照明経路システムは、様々な表面仕上げに関係なく標準化されたアプローチに適合するグレイ・スケール・イメージを与える光学的構成を有する。このシステムにより検査されるべき任意の対象物として定義される全ての表面は、それらの反射率特性により、次のグループに分類されることができる。その次のグループとは、（ｉ）図２Ａに示されるようにそして特に光源２１０及び照明パターン２１４により示されるように、入射光を大部分、鏡面のように反射する非常に平滑で且つ光沢のある不透明な表面２１２（光沢のある金属）、（ｉｉ）図２Ｂに示されるそして特に光源２１０及び照明パターン２１８により示されるように、入射光を、１つの方向性に拡散するように反射する僅かに粗い半無光沢（ｓｅｍｉ−ｍａｔｔ）で不透明の表面２１６（半無光沢の金属）２１６、（ｉｉｉ）図２Ｃに示されそして特に光源２１０及び照明パターン２２０により示されるように、入射光を全体に拡散（ランバート型（乱反射）（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）そして更に等方性で）するように反射する粗い無光沢の表面２１８（無光沢の金属）、及び（ｉｖ）図２Ｄに示されそして特に光源２１０及び照明パターン２３０により示されるように、表面の鏡面反射性の反射とボリューム拡散型反射（ｖｏｌｕｍｅ  ｄｉｆｆｕｓｅｄ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）とを組み合わせた平滑な誘電体の半透明及びセミ半透明（ｓｅｍｉ−ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｔ）層２４０（光沢のある絶縁体）である。
【００３０】
グレイ・スケール・イメージは、（ｉ）検査される表面に対するイメージ形成及び照明光学機器（これはまたイメージ経路（複数）及びイメージ形成経路と呼ばれる。）の角度位置、（ｉｉ）表面反射特性、（ｉｉｉ）イメージ形成光学機器の開口数及び解像度、（ｉｖ）照明光学機器の有効角度範囲、及び（ｖ）照明スペクトルの関数である。
【００３１】
複数照明経路システムは、対象物に対して固定した角度位置に配置される単一のカメラ（ＣＣＤのようなものであるがこれに限定されない。）を含むイメージ形成経路を含むことが都合よい。
【００３２】
そのようなシステムにおいては、表面不変のイメージ出現は、互いにそれらの照明の角度だけ異なる複数の照明経路を設けることにより達成され、そして様々な表面仕上げに適している。
【００３３】
単一のカメラを用いることは、システムのコストを著しく低減する。複数照明経路及び単一カメラのシステムは、複数のカメラ・システムより安価である。
非対称の照明及び／又はイメージ形成経路を用いること
光沢の金属表面上の欠陥の３Ｄ視覚化のため陰影表示及び閉塞効果を増強するために、破れた対称性（ｂｒｏｋｅｎ  ｓｙｍｍｅｔｒｙ）原理が課される。組込型の非対称性を有する注意深く設計された光学的構成は、望ましくない勾配効果を導入することなしに、規則正しい表面に対して欠陥のコントラストを増強する。誘発された非対称性を有する単なる鏡面反射性の光学的構成は、光沢の金属表面について目標とされたグレイ・スケール・イメージ及び増強された欠陥を与える。このアプローチは、以下の光学的構成により示される。
【００３４】
白の近傍に位置される黒欠陥の（図３の（Ｄ）の）イメージを与えることができる様々な光学的構成が、図３の（Ａ）、図３の（Ｂ）及び図３の（Ｃ）に示される。
図３の（Ａ）は、鏡面の角度位置にある傾斜したイメージ形成及び照明光学機器を示す。これは、光源２１０、照明パターン３０２及びカメラ３１０により示される。
【００３５】
図３の（Ｂ）は、軸上の鏡面反射性の照明を有する直交したイメージ形成光学機器を示し、そこにおいては、非対称性が、照明光学機器により（都合よくには、マスクにより）誘発される。これは、光源２１０、非対称照明パターン３１２、ビーム・スプリッタ３２０及びカメラ３１０により示される。
【００３６】
図３の（Ｃ）は、軸上の鏡面反射性の照明を有する直交したイメージ形成光学機器を示す。非対称性は、マスク３３０の非対称のイメージ形成開口により誘発される。これは、光源２１０、非対称イメージ形成パターン３３２、ビーム・スプリッタ３２０及びカメラ３１０により示される。
【００３７】
図３の（Ｄ）は、図３の（Ａ）−図３の（Ｃ）の各構成により取得された所望のイメージを示す。所望のイメージは、白の背景（ピクセル３４０）により取り囲まれている黒の欠陥（ピクセル３５０）を含む。
【００３８】
半無光沢及び無光沢の金属表面のための欠陥増強照明：好ましい角度ゾーン及び禁止された角度ゾーン
固定のイメージ形成光学機器位置（傾斜した又は直交している）で、欠陥極性（ｄｅｆｅｃｔ  ｐｏｌａｒｉｔｙ）（白の上の黒又は黒の上の白）は、表面仕上げ（粗さレベル）及び照明角度の関数である。欠陥は、変化する照明角度の下でそれらの極性を変える。
【００３９】
図４Ａは、半無光沢の表面４００の３Ｄ表面欠陥４０２、不規則な光沢のあるテクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）４０４、及び規則正しい半無光沢のテクスチャ４０６を示す。不規則な光沢のテクスチャ４０４は、ＣＣＤカメラ及びレンズ（集約的に３１０で示す）を含むイメージ形成経路によりイメージ形成される。対象物の表面に対して垂直であるカメラの光軸の両側上に様々な照明経路が存在する。
【００４０】
これらの照明経路は、傾斜した拡散照明経路４１０及び４２０、近鏡面反射性の拡散照明経路４１４及び４２４、及び望ましくない照明経路（これはまた禁止された角度ゾーンとも呼ばれる。）４１２及び４２２を含む。図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄは、半無光沢の表面４００を照明するとき取得される様々なイメージを示す。
【００４１】
半無光沢の表面上の３Ｄ欠陥及びテクスチャ偏差（ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ）は、（経路４１４及び４２４により示されるように）近鏡面反射性の拡散照明の下で白の背景上の黒のピクセル（４３０及び４３２）として見える。（経路４１０及び４２０により示されるように）低い傾斜の照明で、同じ欠陥は、それらの極性を反対に、即ち、黒の背景（４４４）上の白のピクセル（４３４及び４３５）に変える。中間の角度ゾーン（４１２及び４２２）が存在し、そこにおいては、同じ欠陥は、それらの周囲から区別不能、即ち、図４Ｃ（グレイ・ピクセル４４２）で例示されるように、「グレイ」上の「グレイ」に見える。
【００４２】
図５Ａは、無光沢の表面５００の３Ｄ表面欠陥５０２、不規則な光沢のテクスチャ５０４及び規則正しい半無光沢のテクスチャ５０６を示す。不規則な光沢のテクスチャ５０４は、ＣＣＤカメラ及びレンズ（集約的に３１０で示す。）を含むイメージ形成経路によりイメージ形成される。対象物の表面に対して垂直であるカメラの光軸の両側上に様々な照明経路が存在する。
【００４３】
これらの照明経路は、傾斜した拡散照明経路５１０及び５２０、近鏡面反射性の拡散照明経路５１４及び５２４、及び望ましくない照明経路（これはまた禁止された角度ゾーンと呼ばれる。）５１２及び５２２を含む。図５Ｂ、図５Ｃ及び図５Ｄは、半無光沢の表面４００を照明するとき取得される様々なイメージを示す。
【００４４】
低い傾斜の照明（５２０及び５１０）は、「正しい」欠陥の出現（図５Ｄ）を与え、近鏡面反射性の照明経路（５１４及び５２４）は、欠陥の色について混同を招き（図５Ｂ）、そして中間の角度の照明（５１２及び５１４）は、図５Ｃで例示されるように、「全体にグレイ」であることを表す。
【００４５】
近鏡面反射角度ゾーンは、半無光沢の表面にとって好ましい。無光沢の表面は、低い傾斜で照明されるべきである。中間の角度ゾーンは、全ての金属仕上げに対して禁止された角度ゾーンとして定義される。反対の極性を与える照明の組み合わせはまた、それが欠陥の非視覚化を招くので禁止される。
【００４６】
光沢のある半透明の誘電体層のための欠陥増強照明
そのようなタイプの応用のための目標とされるイメージは、「黒の」背景上の「白の」欠陥により提供される。上記の要件に適合する最良の解は、低い傾斜の照明である。それは、鏡面反射性（ｓｐｅｃｕｌａｒｉｔｉｅｓ）なしに、規則正しい光沢のある表面の「黒」の一様の出現を与える。強い散乱中心を表す表面及びサブ表面の欠陥は、図６に例示されるように「白」に見える。
【００４７】
図６Ｂは、黒の背景（図６Ｂのピクセル６４６）の上の白い欠陥（ピクセル６４２及び６４４）を示す。図６Ａは、イメージ形成プロセスで増強されるサブ表面欠陥を含む半田マスク表面を照明することからもたらされる光パターン６１０を示す。
【００４８】
角度有効範囲及び表面欠陥の増強
イメージ出現に対する角度有効範囲の影響が、図７の（Ａ）−図７の（Ｃ）に例示されている。より広い角度有効範囲は、図７の（Ｂ）のグラフ７４０により示されるように（特に図７の（Ｃ）のグラフ７５０と比較すると）、より滑らかなイメージ出現につながる。平滑化効果は、角度α１で指向されている光により取得されるイメージ７３１、角度α２で指向されている光により取得されるイメージ７３２、及びこれらのイメージから取得される平均イメージ７３３により示されるような角度範囲内で取得される信号の光の平均化を含む。ＣＣＤカメラ３１０は、平均化されたイメージを取得する。
【００４９】
より強い表面緩和偏差があればあるほど、より広い角度有効範囲が、平滑化効果を達成するため要求される。表面欠陥を増強するため、規則正しいテクスチャ雑音を抑圧し（背景平滑化）、そして表面の不規則さの局所的コントラストを増大することが必要である。特定の応用のための好ましい角度ゾーンを満たす角度ゾーンは、要求されたイメージ極性を保存し、そして背景雑音を抑圧する。これは、最小の誤り警報を伴って、表面検出をより安定にする。
【００５０】
表面欠陥検出のための最適な光学的構成
応用不変グレイ・スケール・イメージを提供するため、複数角度照明の光学的構成が開発された。
【００５１】
本発明の様々な実施形態に従った直交型の構成が、図８Ａ及び図８Ｂに提示される。ＣＣＤカメラ及び対物レンズ（集約的に３１０で示す。）を含むイメージ形成光学機器は、検査される表面を直角に視る（ＣＣＤカメラが、対象物に対して平行であり、それによりＣＣＤカメラの光軸が対象物に対して直角である。）。
【００５２】
動的イメージ形成のマスクされた開口８１０は、対物レンズの集光角８１１に非対称に挿入する。照明光学機器は、３つの独立の照明チャネルにより提供される。
光源３１０、マスク８２０及びビーム・スプリッタ８３０を含む一軸の鏡面反射性の照明経路は、光沢のある金属表面上の欠陥検出のため用いられる。それはまた、角度有効範囲をフルの［−８°…＋８°］から半分の［０°…＋８°］又は［−８°…０°］へ変える対称性を破るマスクされた開口を含む。前者は、図８Ｂの照明パターン８３１により示されている。
【００５３】
近鏡面反射性で対称の照明経路８５０及び８６０は、半無光沢の金属表面上の欠陥検出のためである。対応する角度有効範囲は、図８Ｂの照明パターン８６１及び８５１により示されるように［−３２°…−８°］及び［８°…３２°］の角度ゾーン内に入る。
【００５４】
低い傾斜で対称の照明経路８４０及び８７０は、無光沢の金属表面上、及び半透明の光沢のある誘電体層の上、その中、及びその下の欠陥検出のためである。対応する角度有効範囲は、図８Ｃの照明パターン８４１及び８７１により示されるように、［−６３°…−４７°］及び［４７°…６３°］の角度ゾーン内に入る。
【００５５】
適切な照明チャネルが、特定の応用（特に、セグメント毎に、どの主材料、及び関連があるならば表面の粗さ）に従って選択される。異なる照明チャネルの組み合わせも禁止される。
【００５６】
システムは、方法１０００、１１００及び１２００からのいずれかの方法を適用することができるプロセッサ８０１により制御される。
傾斜された構成が、図８Ｃに提示されている。ＣＣＤカメラ３１０及び対物レンズ８９０を含むイメージ形成光学機器は、検査される表面を−１６°の小さい傾斜角度で視る。［５°…２５°］の範囲内の他の視角がまた、許容可能である。照明光学機器は、３つの独立した照明チャネルにより与えられる。
【００５７】
構成可能な照明経路は、表面の法線に対して１６°の反射角に位置決めされた光沢のある金属表面及び半無光沢の金属表面上の欠陥を検出するために、軸外しの広い鏡面反射性の照明経路及び近鏡面反射性の照明経路を与えるよう構成されることができる。このチャネルは、２つの作業位置間を切り替えるために角度を操作する光学的操作素子を含む。
【００５８】
（連続した角度範囲８９２により示される）第１の位置（これはまた「０位置」と呼ばれる。）、又は光沢のある表面に専用である鏡面反射性の位置では、上記の光学的操作素子は、オフであり、［０°…３２°］間の範囲にわたるフルの角度有効範囲のうちのいずれの位置も隠さ（ｈｉｄｅ）ない。
【００５９】
第２の位置（これはまた「１位置」と呼ばれる。）、又は半無光沢の表面に専用である近鏡面反射性の位置では、光学的操作素子は、オンであり、そして［１０°−２２°］の角度有効範囲の中央の純粋に鏡面反射性部分を排除する。アクティブな角度有効範囲は、［０°…１０°］及び［２２°…３２°］の近鏡面反射性の角度ゾーンを満たす。角度領域８９２のこれらの２つのサブ角度領域は、８９３及び８９４で示され、そしてゾーン８９５により分離されている。
【００６０】
前方傾斜した照明（ｆｒｏｎｔ  ｏｂｌｉｑｕｅ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）は、無光沢の金属表面及び半透明の光沢のある誘電体層上の欠陥検出のためである。照明経路８９６の対応の角度有効範囲は、［８°…３２°］の角度ゾーンを含む。角度範囲の別の（対称的な）ゾーンは、光学的経路８９１内に含まれ、従って、示されていない。
【００６１】
後方散乱の傾斜した照明は、半透明の光沢のある誘電体層上の、その中の、及びその下の欠陥検出のためである。対応の角度有効範囲は、［−２８°…６０°］の角度ゾーンを満たす。それは、光パターン８９１により示される。
【００６２】
適切な照明チャネルが、特定の応用に従って選択される。即ち、（ｉ）光沢のある金属については軸外しの鏡面反射性の照明、０位置であり、（ｉｉ）半無光沢の金属については、軸外しの鏡面反射性の照明、１位置であり、（ｉｉｉ）無光沢の金属については、前方傾斜の照明であり、（ｉｖ）半透明の光沢のある誘電体層については、前方傾斜した照明及び後方散乱の傾斜した照明である。
【００６３】
欠陥検出中に、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）のうちのいずれの組み合わせも禁止されることが都合よい。
ＰＢＧＡ、ＣＳＰ及び他のＨＤＩ応用についての自動表面欠陥検出のための例示的ライン走査照明装置
図９Ａは、傾斜したライン走査照明装置を示し、それは、様々なＨＤＩ応用のための自動表面欠陥検出用に設計されている。
【００６４】
提示された光学的システムは、（ｉ）リニアＣＣＤアレイ９０８及び対物レンズ９０７を備える１６°に傾斜したイメージ形成光学機器、及び（ｉｉ）３つのリニア光源９０１、９０２及び９０３（これらは、リニア光ファイバ又は線状ＬＥＤアレイのいずれでもよい。）を含む。光源は、走査方向に対して垂直である。
【００６５】
各リニア光源は、集束させる円筒形の光学機器、例えば、円筒レンズ・ダブレット（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  ｌｅｎｓ  ｄｏｕｂｌｅｔ）を平行に配置されるように設けられる。各集束させる円筒形ダブレットは、（ｉ）構成を規定する角度有効範囲、及び（ｉｉ）応用に適した光線幅を生成するよう設計された。
【００６６】
３つの全ての集束された光線は、検査される表面上に一致する。
円筒形ダブレット９０４を備えるリニア光源９０１は、表面の法線から１６°傾いた鏡面反射性の光チャネル９１４を形成する。円筒形ダブレット９１４により与えられる合計の角度有効範囲は、±１６°である。図９Ｂの回転するリニア開口９１２は、光角度操作効果を生成する。
【００６７】
円筒形ダブレット９０５を備えるリニア光源９０２は、表面の法線から５５°傾いた前方鏡面反射性の傾斜した光チャネル９２５を形成する。円筒形ダブレット９０５により与えられる合計の角度有効範囲は、±８°である。
【００６８】
円筒形ダブレット９０６を備えるリニア光源９０３は、表面の法線から−４４°傾いた後方散乱の鏡面反射性の光チャネル９３６を形成する。円筒形ダブレット９０６により与えられる合計の角度有効範囲は、±１６°である。
【００６９】
０位置において（図９Ｂの）回転するリニア開口９１２を備える（図９Ａの）鏡面反射性の光チャネル９１４は、光沢のある金の照明経路を表す。
１位置において（図９Ｂの）回転するリニア開口９１２を備える（図９Ａの）鏡面反射性の光チャネル９１４は、半無光沢の金の照明経路を表す。
【００７０】
前方の傾斜した光チャネル９２５は、無光沢の金の照明経路を表す。
後方散乱の傾斜した光チャネル９３６及び前方の傾斜した光チャネル９２５は、半田マスクの照明経路を表す。
【００７１】
選択される光路の選択
応用不変のイメージを形成するため、発明された複数の角度付けされた装置と関連した自動表面識別の方法が、開発された。表面を識別するアルゴリズムが、図１０に提示されている。
【００７２】
図１０の方法１０００は、フル照明（全ての照明経路が同時に作動されている。）でもって対象物を走査する段階１０１０により開始する。
段階１０１０には、金セグメント及び半田マスク・セグメントを定義するように、対象物のセグメントを生成する段階１０２０が続く。このセグメント化は、セグメント内の各材料の相対的な優位性に応答する。セグメントは、それらのサイズ及びそれらの形状により異なることができる。
【００７３】
多くのセグメントを見つけることができる。
各半田マスク・セグメントについては、段階１０２０に、半田マスクを照明する照明経路を選択する段階１０２５が続く。
【００７４】
各金セグメントについては、段階１０２０に、金セグメントの位置、即ち、セグメントを形成するピクセルの金セグメントの位置を格納する段階１０３０が続く。
段階１０３０には、（この例では）４つの異なる表面粗さレベルに適合することができる４つの異なる照明経路が存在するので、インデックスｉを１から４の間に設定する段階１０３５が続く。
【００７５】
インデックスｉの各値について、段階１０４０、１０４５及び１０５０が実行される。
段階１０４０は、ｉ番目の照明経路でもってセグメント（フレーム）を走査することを含む。
【００７６】
段階１０４０には、そのセグメントに対する金仕上げパラメータを決定する段階１０４５が続く。これは、１組のパラメータ、例えば、｛金標準偏差（Ｇｏｌｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）（ＳＴＤ）；イメージ全体コントラスト｝であり、ここで金ＳＴＤは、金表面信号の標準偏差を意味し、イメージ全体コントラストは、平均化された金信号と平均化された半田信号と間の比として定義される。
【００７７】
段階１０４０には、計算された金仕上げパラメータを、課された判定基準により分析する段階１０５０が続く。上記の定義に続いて、課された判定基準は、２つの同時に実行される条件、即ち、最小金標準偏差及び最大全体コントラストを含む。
【００７８】
上記の手順が完了された後で、方法１０００は、最も適合する照明経路を見つける（即ち、最良の仕上げ判定基準照明チャネル（ｉ０と示される。）を「見つける」）段階１０６０に進む。
【００７９】
段階１０６０には、このセグメント及び対応のセグメントを欠陥検出シーケンス中に照明するための照明経路を選択する（ｉ０を特定の応用のための最良適合照明チャネルとして選択する）ことが続く。
【００８０】
図１１は、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムにより欠陥を検出する方法１１００を示す。
方法１１００は、その間に照明経路がセグメント毎に選択される段階１１１０−１１４０を含む較正手順により開始する。
【００８１】
ひとたび較正プロセスが完了されると、セグメント毎の照明経路の選択が、１又は複数の理想的に同一の対象物の欠陥検出中用いられることに注目されたい。
例えば、１バッチの電気的対象物が、或る一定の電気回路について較正プロセスを実行することにより検査される。
【００８２】
従って、方法１１１０の様々な段階の複数回の繰り返しが、１グループの対象物の中の欠陥を検出するため実行されることができる。これらの繰り返しは、（較正プロセス中に検査される）対象物を含む１グループの理想的に同一の対象物（即ち、理想的な条件の下で同一であると期待される対象物）及び（それらの欠陥検出が較正プロセスの結果の恩恵を受ける）別の対象物を受け取ることの後に続く。これらの対象物及び他の対象物は、実質的に同じ製造条件を受けている筈である。従って、それらの表面は、実質的に同じ粗さレベルにより特徴付けられている筈である。
【００８３】
この受け取る段階には、較正プロセスが続く。その較正プロセスには、全ての（又は複数の）他の対象物にわたり適用される欠陥検出プロセスが続く。
方法１１００は、対象物の初期走査を実行する段階１１１０により開始する。初期走査中に、複数の照明経路が、対象物を同時に照明することができる。
【００８４】
段階１１１０には、初期走査中に取得された検出信号に応答して、対象物をセグメントに分ける、即ちセグメント化する段階１１２０が続く。各セグメントは、主材料により特徴付けられる。例えば、セグメントは、大部分金属を含むことができるか、又は大部分半透明の誘電体を含むことができる。
【００８５】
本発明の様々な実施形態に従って、段階１１２０には、段階１１４０、段階１１２５、段階１１３０、又はそれらの組み合わせが続く。
段階１１２５は、セグメント情報（例えば、対象物の設計ファイル、前の走査の結果、及び類似のこと）を受け取ることを含む。段階１１２５には、セグメント情報に応答して各セグメントの主材料を決定する段階１１３０が続く。
【００８６】
段階１１３０は、各セグメントの主材料を決定することを含む。
段階１１３０には、各セグメントの主材料を知った後で、各セグメントの表面粗さを決定する段階１１３５が続く。従って、ひとたび主材料が定義されると、セグメントの粗さレベルに最良に適合する照明経路がどれかを決定する必要性がある。
【００８７】
段階１１３５は、例えば、（ｉ）セグメントの主材料を決定した後に、複数の照明経路により一時に１つの照明経路でセグメントを照明することであって、異なる照明経路がセグメントの異なる可能性のある粗さレベルに適している、上記セグメントを一時に照明すること、（ｉｉ）この照明から結果として生じる検出信号を発生すること、及び（ｉｉｉ）その検出信号を処理して、当該セグメントのための１つの照明経路を選択することを含むことができる。
【００８８】
段階１１４０は、各セグメント毎に、セグメントの欠陥検出走査中に動作状態にされるべき選択される照明経路を選択することを含む。この選択は、セグメントの主材料に応答するが、しかしまた、セグメントの表面粗さレベルにも応答することができる。
【００８９】
段階１１４０には、欠陥検出シーケンスが続く。欠陥検出シーケンスは、対象物の各セグメントをその対象物の選択された照明経路のみによって照明する段階１１５０が続く。
段階１１５０には、照明することに応答して、欠陥を示す検出信号を発生する段階１１６０が続く。
【００９０】
段階１１６０には、検出信号を格納し、そしてその上又は代替として検出信号を処理して欠陥を検出することが続くことができる。欠陥検出の処理は、当該技術で既知である。欠陥処理のプロセスは、ひとたびそれが対象物の標準化されたイメージを受け取ると、より高速にそしてより強固である。
【００９１】
方法１１００は、前述したシステムのいずれに対しても適用することができる。
段階１１４０は、セグメントの主材料が金属である場合金属表面及び金属表面の欠陥を照明するセグメントの選択される照明経路を選択し、それにより金属表面の粗さレベルに関係なく、金属表面の欠陥のイメージが実質的に黒であり、そして金属表面のイメージが実質的に白であることを含むことができる。
【００９２】
段階１１４０は、セグメントの主材料が半透明の誘電体材料である場合セグメントの半透明の表面及び半透明の表面の欠陥を照明するセグメントの選択される照明経路を選択し、それにより半透明の表面の粗さレベルに関係なく、半透明の表面の欠陥のイメージが実質的に白であり、半透明の表面のイメージが実質的が黒であることを含むことができる。
【００９３】
段階１１４０は、鏡面反射性の照明経路、拡散型の傾斜したチャネル、及び近鏡面反射性の照明経路の間で選択することを含むことができる。そのような選択は、前述のシステムの一部、例えば、図８Ａ及び図８Ｂのシステムと関連付けることができる。
【００９４】
段階１１６０は、カメラ及びマスクを含むイメージ形成経路により検出信号を発生することを含むことができる。カメラは、対象物の表面に平行である検知表面を有する。マスクは、イメージ形成経路の角度収集範囲の中に非対称を導入する。そのような検出のサンプルは、前述のシステムの一部、例えば、図８Ａ及び図８Ｂのシステムと関連付けることができる。
【００９５】
段階１１４０は、鏡面反射性の照明経路、前方の傾斜した照明経路、及び後方散乱の傾斜した照明経路の間で選択することを含むことができる。そのような検出のサンプルは、前述のシステムの一部、例えば、図８Ｃのシステムと関連付けることができる。
【００９６】
段階１１４０は、構成可能な照明経路の２つの構成から１つの構成を選択することを含むことができることが都合よい。第１の構成では、構成可能な照明経路は、対象物を連続した角度範囲で照明する。第２の構成では、構成可能な照明経路は、互いに離間している連続した角度範囲の２つのサブ範囲で対象物を照明する。そのような構成可能な照明経路のサンプルは、図８Ｃ、図９及び図９Ａに示されている。
【００９７】
段階１１４０は、前方の傾斜した照明経路、後方散乱の傾斜した照明経路、及び軸外し鏡面反射性の照明経路の間で選択することを含むことが都合よく、そこにおいては、検出信号を発生するカメラは、対象物の表面に対する法線とは実質的に異なる角度で対象物をイメージ形成する。そのような検出のサンプルは、前述のシステムの一部、例えば、図８Ｃのシステムと関連付けることができる。
【００９８】
段階１１４０は、光沢のある金属表面、半無光沢の金属表面、無光沢の金属表面、又は半透明の誘電体表面を含むセグメントの分類化に応答してセグメントのための選択される照明経路を選択することを含むことができる。
【００９９】
段階１１００の初期走査は、段階１１５０の欠陥検出の走査とは、次のパラメータ、即ち、速度、信号対雑音比及び解像度のうちの少なくとも１つだけ異なることができることが都合よい。
【０１００】
段階１３５０の表面の粗さレベルを決定する走査は、段階１１５０の欠陥検出の走査とは、次のパラメータ、即ち、速度、信号対雑音比及び解像度のうちの少なくとも１つだけ異なることができることが都合よい。
【０１０１】
欠陥検出の走査は、通常、他の走査より遅く、また解像度が他の走査より高く、そして信号対雑音比が他の走査より良好である。
図１２は、本発明の一実施形態に従った方法１２００を示す。
【０１０２】
方法１２００は、欠陥検出プロセスを含み、そして較正プロセス中に取得された情報（セグメント毎の照明経路の選択に関する）を用いる。
較正プロセス及び欠陥検出プロセスは、同じ対象物に適用することができるが、しかしこれは、必ずしもそうである必要はない。較正プロセスは、対象物に適用することができる一方で、欠陥検出プロセスは、１又はそれより多い他の対象物に適用することができる。例えば、対象物及び他の対象物は、同じバス（ｂａｔｈ）の電気回路に属する。
【０１０３】
方法１２００は、対象物の各セグメントを、当該セグメントと関連した選択された照明経路のみによって照明する段階１２１０により開始する。選択される照明経路は、セグメントの主材料に応答して選択され、そしてまたセグメントの粗さレベルに応答することができる。
【０１０４】
段階１２１０には、照明することに応答して、欠陥を示す検出信号を発生する段階１２２０が続く。
段階１２２０には、検出信号を処理して、欠陥を検出する段階１２３０が続く。
【０１０５】
段階１２１０は、鏡面反射性の照明経路、拡散型の傾斜したチャネル、及び近鏡面反射性の照明経路から選択された照明経路により対象物のセグメントを照明することを含むことができる。
【０１０６】
段階１２２０は、カメラ及びマスクを含むイメージ形成経路により検出信号を発生することを含むことができる。カメラは、評価される対象物の表面に平行である検知表面を含む。マスクは、イメージ形成経路の角度収集範囲の中に非対称を導入する。
【０１０７】
段階１２１０は、鏡面反射性の照明経路、前方の傾斜した照明経路、及び後方散乱の傾斜した照明経路から選択された照明経路により照明することを含むことができる。
段階１２１０は、構成可能な照明経路の２つの構成から１つの構成を選択することを含むことができる。第１の構成では、構成可能な照明経路は、対象物を連続した角度範囲で照明する。第２の構成では、構成可能な照明経路は、互いに離間している連続した角度範囲の２つのサブ範囲で対象物を照明する。
【０１０８】
段階１２１０は、前方の傾斜した照明経路、後方散乱の傾斜した照明経路、及び軸外し鏡面反射性の照明経路から選択された照明経路によりセグメントを照明することを含むことができる。段階１２２０は、対象物の表面に対する法線とは実質的に異なる角度で対象物をイメージ形成する検出信号を発生することを含むことができる。
【０１０９】
段階１２１０は、光沢のある金属表面、半無光沢の金属表面、無光沢の金属表面、又は半透明の誘電体表面を備えるセグメントの分類化に応答して選択される照明経路によりセグメントを照明することを含むことができる。
【０１１０】
数値が本発明の複数のパラメータについて本発明のこの説明で提供されたが、複数の異なる値が、当業者には明らかなように、本発明の異なる実施形態に従って、それらのパラメータに対して適用可能であることに留意されたい。
【０１１１】
更に、本発明の詳細な説明及び図面は、本発明の実施形態の一部を詳述していること、及び本発明の異なる実施形態が、本発明を実現する様々な方法を実行することに注目されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】図１は、欠陥の例と、本発明の一実施形態に従ってそのような欠陥を表す所望のグレイ・レベル信号を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、様々なタイプの表面仕上がり及び反射モードの１つを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、様々なタイプの表面仕上がり及び反射モードの１つを示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、様々なタイプの表面仕上がり及び反射モードの１つを示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、様々なタイプの表面仕上がり及び反射モードの１つを示す。
【図３】図３の（Ａ）、図３の（Ｂ）及び図３の（Ｃ）は、本発明の様々な実施形態に従った様々な照明及びイメージ形成スキームを示し、図３の（Ｄ）は、本発明の一実施形態に従った欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一実施形態に従った照明及びイメージ形成スキームを示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージの１つを示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージの１つを示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージの１つを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の一実施形態に従った照明及びイメージ形成スキームを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の一実施形態に従った照明及びイメージ形成スキームを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図７】図７の（Ａ）は、本発明の一実施形態に従った照明及びイメージ形成スキーム、及び異なる角度から取得された様々なイメージを示し、図７の（Ｂ）及び図７の（Ｃ）は、異なる照明を適用することにより取得された検出信号を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムを示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムを示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムを示す。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の一実施形態に従った構成可能な照明経路の１つを示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の一実施形態に従った構成可能な照明経路の１つを示す。
【図９Ｄ】図９Ｄは、本発明の一実施形態に従った構成可能な照明経路の１つを示す。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に従った方法を示す。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に従った方法を示す。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態に従った方法を示す。
【符号の説明】
【０１１３】
２１０  光源
２１４，２１８，２２０，２３０  照明パターン
３０２  照明パターン
３１０  カメラ
３１２  非対称照明パターン
３２０  ビーム・スプリッタ
４００，５００  半無光沢の表面
８０１  プロセッサ
８２０  マスク
８３０  ビーム・スプリッタ
８４０，８５０，８６０，８７０  照明経路
９０４，９０６  円筒形ダブレット
９０１，９０２，９０３  リニア光源
９０７  対物レンズ
９０８  リニアＣＣＤアレイ
９１４，９３６  光チャネル
【図１０】
2008298784.tif 000003
【図１１】
2008298784.tif 000004
【図１２】
2008298784.tif 000005
【図１３】
2008298784.tif 000006
【図１】
2008298784.tif 000007
【図２Ａ】
2008298784.tif 000008
【図２Ｂ】
2008298784.tif 000009
【図２Ｃ】
2008298784.tif 000010
【図２Ｄ】
2008298784.tif 000011
【図３】
2008298784.tif 000012
【図４Ａ】
2008298784.tif 000013
【図４Ｂ】
2008298784.tif 000014
【図４Ｃ】
2008298784.tif 000015
【図４Ｄ】
2008298784.tif 000016
【図５Ａ】
2008298784.tif 000017
【図５Ｂ】
2008298784.tif 000018
【図５Ｃ】
2008298784.tif 000019
【図５Ｄ】
2008298784.tif 000020
【図６Ａ】
2008298784.tif 000021
【図６Ｂ】
2008298784.tif 000022
【図７】
2008298784.tif 000023
【図８Ａ】
2008298784.tif 000024
【図８Ｂ】
2008298784.tif 000025
【図８Ｃ】
2008298784.tif 000026
【図９Ａ】
2008298784.tif 000027
【図９Ｂ】
2008298784.tif 000028
【図９Ｃ】
2008298784.tif 000029
【図９Ｄ】
2008298784.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月14日(2008.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
【図１】図１は、欠陥の例と、本発明の一実施形態に従ってそのような欠陥を表す所望のグレイ・レベル信号を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、様々なタイプの表面仕上がり及び反射モードの１つを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、様々なタイプの表面仕上がり及び反射モードの１つを示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、様々なタイプの表面仕上がり及び反射モードの１つを示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、様々なタイプの表面仕上がり及び反射モードの１つを示す。
【図３】図３の（Ａ）、図３の（Ｂ）及び図３の（Ｃ）は、本発明の様々な実施形態に従った様々な照明及びイメージ形成スキームを示し、図３の（Ｄ）は、本発明の一実施形態に従った欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一実施形態に従った照明及びイメージ形成スキームを示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージの１つを示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージの１つを示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージの１つを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の一実施形態に従った照明及びイメージ形成スキームを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の一実施形態に従った照明及びイメージ形成スキームを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの異なる照明に応答して取得された欠陥及びその背景のイメージを示す。
【図７】図７の（Ａ）は、本発明の一実施形態に従った照明及びイメージ形成スキーム、及び異なる角度から取得された様々なイメージを示し、図７の（Ｂ）及び図７の（Ｃ）は、異なる照明を適用することにより取得された検出信号を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムを示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムを示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムを示す。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の一実施形態に従った複数照明経路システムを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の一実施形態に従った構成可能な照明経路の１つを示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の一実施形態に従った構成可能な照明経路の１つを示す。
【図９Ｄ】図９Ｄは、本発明の一実施形態に従った構成可能な照明経路の１つを示す。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に従った方法を示す。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に従った方法を示す。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態に従った方法を示す。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態に従った方法を示す。
【外国語明細書】
2008298784000001.pdf