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JP2015139126A - Correction formula calculation device, correction formula calculation method, inspection device and inspection method - Google Patents

Correction formula calculation device, correction formula calculation method, inspection device and inspection method Download PDF

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JP2015139126A
JP2015139126A JP2014010146A JP2014010146A JP2015139126A JP 2015139126 A JP2015139126 A JP 2015139126A JP 2014010146 A JP2014010146 A JP 2014010146A JP 2014010146 A JP2014010146 A JP 2014010146A JP 2015139126 A JP2015139126 A JP 2015139126A
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JP
Japan
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correction formula
pattern
correction
lattice
image
Prior art date
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JP2014010146A
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小島 広一
Koichi Kojima
広一 小島
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a correction formula calculation device being capable of calculating correction formulae for performing highly accurate correction while suppressing an increase of the correction formulae and parameters included in the correction formulae.SOLUTION: A correction formula calculation device comprises: a detection section detecting a plurality of reference points related to a predetermined pattern in an image imaged with the predetermined pattern; a first calculation section 20 calculating an even-ordered polynomial expression representing components of a first direction of distortion generated in a planar manner in the image due to aberrations of lenses used for imaging on the basis of the plurality of reference points detected by the detection section; a second calculation section 22 calculating an odd-order polynomial expression of third order or more representing a coefficient of an even-ordered polynomial expression representing a distribution of the components of the first direction in a second direction different from the first direction; and a third calculation section 23 calculating correction formulae correcting the distortion on the basis of calculation results by the second calculation section.

Description

この発明は、補正式算出装置、補正式算出方法、検査装置、および検査方法に関する。   The present invention relates to a correction formula calculation apparatus, a correction formula calculation method, an inspection apparatus, and an inspection method.

撮像部により撮像される撮像画像には、結像レンズの収差による歪みが生じる。この歪みは、例えば、観測対象の微視的な構造における長さの測定や、遠方の観測対象の測定等のように、高い測定精度を必要とする測定に影響を与える。このため、結像レンズの収差による歪みを補正することで、十分な測定精度を得る手法が提案されている。   In the picked-up image picked up by the image pickup unit, distortion due to aberration of the imaging lens occurs. This distortion affects measurement that requires high measurement accuracy, such as measurement of the length of a microscopic structure of the observation target, measurement of a remote observation target, and the like. For this reason, there has been proposed a method for obtaining sufficient measurement accuracy by correcting distortion caused by aberration of the imaging lens.

これに関し、格子状パターンを撮像し、撮像された画像の各点における収差量を補正する補正式を算出することで、撮像画像の歪みを補正する歪補正装置が知られている(特許文献1参照。)。   In this regard, a distortion correction apparatus that corrects distortion of a captured image by capturing a lattice pattern and calculating a correction expression that corrects an aberration amount at each point of the captured image is known (Patent Document 1). reference.).

特開2007−288724号公報JP 2007-288724 A

しかしながら、従来の歪補正装置では、補正の精度を上げるためには、補正を行うための補正式およびその補正式に包含されるパラメーターが増大してしまうという問題があった。   However, in the conventional distortion correction apparatus, in order to increase the accuracy of correction, there is a problem that the correction formula for performing correction and the parameters included in the correction formula increase.

そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、補正式およびその補正式に包含されるパラメーターの増大を抑制しつつ高精度な補正を行うための補正式を算出することができる補正式算出装置、補正式算出方法、検査装置、および検査方法を提供する。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and calculates a correction formula for performing high-precision correction while suppressing an increase in the correction formula and parameters included in the correction formula. A correction formula calculation device, a correction formula calculation method, an inspection device, and an inspection method are provided.

本発明の一態様は、所定のパターンが撮像された画像において、前記所定のパターンに関する複数の基準点を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記複数の基準点に基づいて、前記撮像に使用されたレンズの収差により前記画像において平面的に発生する歪みの第1方向の成分を表現する偶数次多項式を算出する第1算出部と、前記第1方向とは異なる第2方向における前記第1方向の成分の分布を表現する前記偶数次多項式の係数を表す3次以上の奇数次多項式を算出する第2算出部と、前記第2算出部による算出結果に基づいて、前記歪みを補正する補正式を算出する第3算出部と、を備える補正式算出装置である。
この構成により、補正式算出装置では、所定のパターンが撮像された画像において、所定のパターンに関する複数の基準点を検出し、検出された複数の基準点に基づいて、撮像に使用されたレンズの収差により画像において平面的に発生する歪みの第1方向の成分を表現する偶数次多項式を算出し、第1方向とは異なる第2方向における第1方向の成分の分布を表現する偶数次多項式の係数を表す3次以上の奇数次多項式を算出し、算出された3次以上の奇数次多項式に基づいて、前記歪みを補正する補正式を算出する。これにより、補正式算出装置では、補正式およびその補正式に包含されるパラメーターの増大を抑制しつつ高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。
According to one aspect of the present invention, in an image in which a predetermined pattern is captured, a detection unit that detects a plurality of reference points related to the predetermined pattern, and the plurality of reference points detected by the detection unit, A first calculation unit that calculates an even-order polynomial that expresses a first-direction component of distortion generated in a plane in the image due to aberration of a lens used for imaging; and a second direction different from the first direction. A second calculation unit that calculates a third-order or higher-order odd-order polynomial that represents a coefficient of the even-order polynomial that expresses the distribution of the component in the first direction; And a third calculation unit that calculates a correction formula to be corrected.
With this configuration, the correction formula calculation apparatus detects a plurality of reference points related to a predetermined pattern in an image obtained by capturing a predetermined pattern, and based on the detected plurality of reference points, the lens used for imaging is detected. An even-order polynomial that expresses a first-order component that expresses a first-direction component of distortion that occurs in a plane in an image due to aberration, and that expresses a distribution of the first-direction component in a second direction that is different from the first direction. A third-order or higher-order odd-order polynomial representing a coefficient is calculated, and a correction formula for correcting the distortion is calculated based on the calculated third-order or higher-order odd-order polynomial. As a result, the correction formula calculation apparatus can calculate a correction formula for performing highly accurate correction while suppressing an increase in the correction formula and parameters included in the correction formula.

本発明の一態様は、補正式算出装置において、所定のパターンは、格子のパターンである、構成が用いられてもよい。
この構成により、補正式算出装置では、所定のパターンが、格子のパターンである。これにより、補正式算出装置では、格子のパターンの歪みを用いて、高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。
According to one aspect of the present invention, in the correction formula calculation apparatus, a configuration in which the predetermined pattern is a lattice pattern may be used.
With this configuration, in the correction formula calculation apparatus, the predetermined pattern is a lattice pattern. Accordingly, the correction formula calculation apparatus can calculate a correction formula for performing highly accurate correction using the distortion of the pattern of the lattice.

本発明の一態様は、補正式算出装置において、前記複数の基準点は、前記格子のパターンに対応する格子の格子点である、構成が用いられてもよい。
この構成により、補正式算出装置では、複数の基準点は、格子のパターンに対応する格子の格子点である。これにより、補正式算出装置では、格子点を有する基準の格子パターンを生成し、生成した基準の格子パターンに基づいた補正式を算出することができる。
One aspect of the present invention may be configured such that, in the correction formula calculation apparatus, the plurality of reference points are lattice points of a lattice corresponding to the lattice pattern.
With this configuration, in the correction formula calculation apparatus, the plurality of reference points are lattice points of the lattice corresponding to the lattice pattern. Thus, the correction formula calculation apparatus can generate a reference grid pattern having grid points and calculate a correction formula based on the generated reference grid pattern.

本発明の一態様は、補正式算出装置において、前記検出部は、前記画像において前記レンズの中心に対応する位置を含む1つの格子の4つの格子点に基づいて、前記複数の基準点を検出する、構成が用いられてもよい。
この構成により、補正式算出装置では、画像においてレンズの中心に対応する位置を含む1つの格子の4つの格子点に基づいて、複数の基準点を検出する。これにより、補正式算出装置では、検出された複数の基準点を格子点とする基準の格子パターンを生成し、生成した基準の格子パターンに基づいた補正式を算出することができる。
One embodiment of the present invention is the correction formula calculation apparatus, wherein the detection unit detects the plurality of reference points based on four lattice points of one lattice including a position corresponding to the center of the lens in the image. A configuration may be used.
With this configuration, the correction formula calculation apparatus detects a plurality of reference points based on four lattice points of one lattice including a position corresponding to the center of the lens in the image. Accordingly, the correction formula calculation apparatus can generate a reference grid pattern having the detected plurality of reference points as grid points, and can calculate a correction formula based on the generated reference grid pattern.

本発明の一態様は、補正式算出装置において、前記検出部は、前記画像における各格子点間の距離を算出し、算出された各格子点間の距離に基づいて前記レンズの中心に対応する位置を検出する、構成が用いられてもよい。
この構成により、補正式算出装置では、画像における各格子点間の距離を算出し、算出された各格子点間の距離に基づいてレンズの中心に対応する位置を検出する。これにより、補正式算出装置では、撮像に用いられたレンズの収差の特性の情報を使用しなくても、精度よく画像における歪みの中心の位置を推定的に検出することができ、この結果、高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。
One aspect of the present invention is the correction formula calculation apparatus, wherein the detection unit calculates a distance between the lattice points in the image and corresponds to the center of the lens based on the calculated distance between the lattice points. A configuration that detects the position may be used.
With this configuration, the correction formula calculation apparatus calculates the distance between the lattice points in the image, and detects the position corresponding to the center of the lens based on the calculated distance between the lattice points. Thereby, the correction formula calculation apparatus can accurately detect the position of the center of distortion in the image accurately without using the information of the aberration characteristics of the lens used for imaging, and as a result, A correction formula for performing highly accurate correction can be calculated.

本発明の一態様は、補正式算出装置において、前記検出部は、前記各格子点間の距離のデータを偶数次多項式でフィッティングし、前記フィッティングの結果として得られる前記偶数次多項式の値が極値となる位置に基づいて、前記レンズの中心に対応する位置を検出する、構成が用いられてもよい。
この構成により、補正式算出装置は、各格子点間の距離のデータを偶数次多項式でフィッティングし、フィッティングの結果として得られる偶数次多項式の値が極値となる位置に基づいて、レンズの中心に対応する位置を検出する。これにより、補正式算出装置では、フィッティングにより、精度よく補正を行うための補正式を算出することができる。
One aspect of the present invention is that in the correction formula calculation apparatus, the detection unit fits the distance data between the lattice points with an even-order polynomial, and the value of the even-order polynomial obtained as a result of the fitting is a pole. A configuration in which a position corresponding to the center of the lens is detected based on a position serving as a value may be used.
With this configuration, the correction formula calculation apparatus fits the distance data between the lattice points with an even-order polynomial, and based on the position where the value of the even-order polynomial obtained as a result of the fitting becomes an extreme value, the center of the lens The position corresponding to is detected. Thereby, the correction formula calculation apparatus can calculate a correction formula for performing correction with high accuracy by fitting.

本発明の一態様は、補正式算出装置において、前記第1算出部は、前記複数の基準点に基づく基準格子パターンの各格子点の位置と、前記基準格子パターンの各格子点にそれぞれ対応する前記所定のパターンの各格子点の位置との間の差分を、前記レンズの収差による歪みとして、前記偶数次多項式を算出する、構成が用いられてもよい。
この構成により、補正式算出装置では、複数の基準点に基づく基準格子パターンの各格子点の位置と、基準格子パターンの各格子点にそれぞれ対応する所定のパターンの各格子点の位置との間の差分を、レンズの収差による歪みとして、偶数次多項式を算出する。これにより、補正式算出装置では、撮像に用いられたレンズの収差の特性の情報を使用しなくても、精度よく画像における歪みを検出することができ、この結果、高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。
One aspect of the present invention is the correction formula calculation apparatus, wherein the first calculation unit corresponds to the position of each grid point of the reference grid pattern based on the plurality of reference points and each grid point of the reference grid pattern. A configuration may be used in which the even-order polynomial is calculated using a difference between the position of each lattice point of the predetermined pattern as distortion due to aberration of the lens.
With this configuration, the correction formula calculation apparatus allows the position of each grid point of the reference grid pattern based on a plurality of reference points and the position of each grid point of the predetermined pattern corresponding to each grid point of the reference grid pattern. Is calculated as an even-order polynomial. Accordingly, the correction formula calculation apparatus can accurately detect distortion in an image without using information on the aberration characteristics of the lens used for imaging, and as a result, performs high-accuracy correction. The correction formula can be calculated.

本発明の一態様は、補正式算出装置において、前記第1算出部は、前記レンズの収差による歪みのデータを偶数次多項式によりフィッティングし、前記フィッティングの結果として、前記偶数次多項式を算出する、構成が用いられてもよい。
この構成により、補正式算出装置では、レンズの収差による歪みのデータを偶数次多項式によりフィッティングし、フィッティングの結果として、偶数次多項式を算出する。これにより、補正式算出装置では、偶数次多項式によってレンズの収差による歪みを表すことができ、この結果、高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。
In one aspect of the present invention, in the correction formula calculation apparatus, the first calculation unit fits distortion data due to aberration of the lens with an even-order polynomial, and calculates the even-order polynomial as a result of the fitting. A configuration may be used.
With this configuration, the correction equation calculation apparatus fits distortion data due to lens aberration with an even-order polynomial, and calculates an even-order polynomial as a result of the fitting. As a result, the correction formula calculation apparatus can represent distortion due to lens aberration by an even-order polynomial, and as a result, a correction formula for performing highly accurate correction can be calculated.

本発明の一態様は、補正式算出装置において、前記第2算出部は、前記偶数次多項式の係数を、前記3次以上の奇数次多項式によりフィッティングし、前記フィッティングの結果として、前記3次以上の奇数次多項式を算出する、構成が用いられてもよい。
この構成により、補正式算出装置では、偶数次多項式の係数を、3次以上の奇数次多項式によりフィッティングし、フィッティングの結果として、3次以上の奇数次多項式を算出する。これにより、補正式算出装置では、偶数次多項式の係数を1つの奇数次多項式としてまとめることができ、この結果、補正式の数が増大することを抑制することができる。
One aspect of the present invention is the correction formula calculation apparatus, wherein the second calculation unit fits the coefficient of the even-order polynomial by the odd-order polynomial of the third or higher order, and the third or higher-order is obtained as a result of the fitting. A configuration may be used that calculates an odd-order polynomial.
With this configuration, the correction formula calculation apparatus fits the coefficients of the even-order polynomials with the third-order or higher-order odd-order polynomials, and calculates third-order or higher-order odd-order polynomials as a result of the fitting. Thereby, in the correction formula calculation apparatus, the coefficients of the even-order polynomial can be collected as one odd-order polynomial, and as a result, an increase in the number of correction formulas can be suppressed.

本発明の一態様は、所定のパターンが撮像された画像において、前記所定のパターンに関する複数の基準点を検出し、前記複数の基準点に基づいて、前記撮像に使用されたレンズの収差により前記画像において平面的に発生する歪みの第1方向の成分を表現する偶数次多項式を算出し、前記第1方向とは異なる第2方向における前記第1方向の成分の分布を表現する前記偶数次多項式の係数を表す3次以上の奇数次多項式を算出し、前記3次以上の奇数次多項式に基づいて、前記歪みを補正する補正式を算出する、補正式算出方法である。
この構成により、補正式算出方法では、所定のパターンが撮像された画像において、所定のパターンに関する複数の基準点を検出し、複数の基準点に基づいて、撮像に使用されたレンズの収差により画像において平面的に発生する歪みの第1方向の成分を表現する偶数次多項式を算出し、第1方向とは異なる第2方向における第1方向の成分の分布を表現する偶数次多項式の係数を表す3次以上の奇数次多項式を算出し、3次以上の奇数次多項式に基づいて、歪みを補正する補正式を算出する。これにより、補正式算出方法では、補正式およびその補正式に包含されるパラメーターの増大を抑制しつつ高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。
One aspect of the present invention is to detect a plurality of reference points related to the predetermined pattern in an image in which a predetermined pattern is captured, and based on the plurality of reference points, the aberration of the lens used for the imaging An even-order polynomial that expresses an even-order polynomial that expresses a first-direction component of distortion generated in a plane in an image, and that expresses a distribution of the component in the first direction in a second direction different from the first direction 3 is a correction formula calculation method for calculating a third-order or higher-order odd-order polynomial representing a coefficient of the first and second, and calculating a correction formula for correcting the distortion based on the third-order or higher-order odd-order polynomial.
With this configuration, in the correction formula calculation method, a plurality of reference points related to a predetermined pattern are detected in an image obtained by capturing a predetermined pattern, and an image is obtained based on the aberration of the lens used for imaging based on the plurality of reference points. An even-order polynomial that expresses the first-direction component of the distortion that occurs in a plane in FIG. 2 is calculated, and represents the coefficient of the even-order polynomial that expresses the distribution of the first-direction component in the second direction different from the first direction A third-order or higher odd-order polynomial is calculated, and a correction formula for correcting distortion is calculated based on the third-order or higher odd-order polynomial. Thereby, in the correction formula calculation method, it is possible to calculate a correction formula for performing highly accurate correction while suppressing an increase in the correction formula and parameters included in the correction formula.

本発明の一態様は、補正式算出装置と、前記補正式算出装置の前記第3算出部により算出された前記補正式を用いて、検査対象の画像を補正する画像補正部と、前記画像補正部により補正された画像の検査を行う検査部と、を備える検査装置である。
この構成により、検査装置では、補正式を用いて検査対象の画像を補正し、補正された画像の検査を行う。これにより、検査装置では、補正式の数やパラメーターの数が抑制されていることに伴う計算時間が短縮されることに加えて、高精度な検査を行うことができる。
One aspect of the present invention includes a correction formula calculation device, an image correction unit that corrects an image to be inspected using the correction formula calculated by the third calculation unit of the correction formula calculation device, and the image correction And an inspection unit that inspects an image corrected by the unit.
With this configuration, the inspection apparatus corrects the image to be inspected using the correction formula, and inspects the corrected image. As a result, the inspection apparatus can perform a highly accurate inspection in addition to shortening the calculation time associated with the number of correction equations and the number of parameters being suppressed.

本発明の一態様は、補正式算出方法により算出された前記補正式を用いて、検査対象の画像を補正し、前記補正された画像の検査を行う、検査方法である。
この構成により、検査方法では、補正式を用いて検査対象の画像を補正し、補正された画像の検査を行う。これにより、検査方法では、補正式の数やパラメーターの数が抑制されていることに伴う計算時間が短縮されることに加えて、高精度な検査を行うことができる。
One embodiment of the present invention is an inspection method in which an image to be inspected is corrected using the correction formula calculated by a correction formula calculation method, and the corrected image is inspected.
With this configuration, in the inspection method, the image to be inspected is corrected using the correction formula, and the corrected image is inspected. Thereby, in the inspection method, in addition to shortening the calculation time associated with the number of correction formulas and the number of parameters being suppressed, highly accurate inspection can be performed.

以上により、補正式算出装置、補正式算出方法、検査装置および検査方法は、所定のパターンが撮像された画像において、所定のパターンに関する複数の基準点を検出し、検出された複数の基準点に基づいて、撮像に使用されたレンズの収差により画像において平面的に発生する歪みの第1方向の成分を表現する偶数次多項式を算出し、第1方向とは異なる第2方向における第1方向の成分の分布を表現する偶数次多項式の係数を表す3次以上の奇数次多項式を算出し、算出された3次以上の奇数次多項式に基づいて、前記歪みを補正する補正式を算出する。これにより、補正式およびその補正式に包含されるパラメーターの増大を抑制しつつ高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。   As described above, the correction formula calculation apparatus, the correction formula calculation method, the inspection apparatus, and the inspection method detect a plurality of reference points related to a predetermined pattern in an image obtained by capturing a predetermined pattern, and set the detected reference points as a plurality of reference points. Based on this, an even-order polynomial expressing a first direction component of distortion generated in a plane in the image due to the aberration of the lens used for imaging is calculated, and the first direction in a second direction different from the first direction is calculated. A third-order or higher-order odd-order polynomial representing a coefficient of an even-order polynomial expressing the component distribution is calculated, and a correction formula for correcting the distortion is calculated based on the calculated third-order or higher odd-order polynomial. Thereby, it is possible to calculate a correction formula and a correction formula for performing highly accurate correction while suppressing an increase in parameters included in the correction formula.

第1実施形態に係る補正式算出装置1の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a function structure of the correction formula calculation apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment. 撮像部2により撮像されるパターンLの一例およびパターンLが撮像された撮像画像Pの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern L imaged by the imaging part 2, and an example of the captured image P by which the pattern L was imaged. 撮像画像P1上に撮像されたパターンLであって、糸巻型収差によって歪んだ格子状のパターンCL1および撮像画像P2上に撮像されたパターンLであって、樽型収差によって歪んだ格子状のパターンCL2を示す図である。A pattern L imaged on the captured image P1, which is a lattice pattern CL1 distorted by pincushion aberrations and a pattern L imaged on the captured image P2, which is distorted by barrel aberrations It is a figure which shows CL2. 傾き状態にあるパターンLを撮像部2により撮像した場合に撮像された撮像画像P3の一例およびパターンCL3が、傾き状態ではない状態で撮像されたパターンCL4となるように当該パターンCL3を回転させた画像P3’の一例を示す図である。When the pattern L in the tilted state is picked up by the image pickup unit 2, the pattern CL3 is rotated so that the example of the picked-up image P3 picked up and the pattern CL3 become the pattern CL4 picked up in the state not in the tilted state. It is a figure which shows an example of image P3 '. 制御部6において行われる処理の手順の一例を示すフローチャート図である。6 is a flowchart illustrating an example of a procedure of processing performed in a control unit 6. FIG. 撮像画像PにおけるパターンCLの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern CL in the captured image P. FIG. 格子点間距離算出部14により算出されたパターンCLの各行における各格子点間距離を格納した表T1の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of table | surface T1 which stored each grid point distance in each line of the pattern CL calculated by the grid point distance calculation part 14. FIG. 図7に示されるパターンCLの行R1における格子点間ごとに格子点間距離をプロットした折れ線グラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the line graph which plotted the distance between lattice points for every lattice point in row R1 of the pattern CL shown by FIG. 図7に示されるパターンCLの行R1における格子点間ごとの格子点間距離のデータを、2次多項式を使用してフィッティングしたグラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graph which fitted the data of the distance between the lattice points for every lattice point in row R1 of the pattern CL shown by FIG. 7 using a quadratic polynomial. パターンCLにおける列ごとの格子点間距離最小位置をプロットしたグラフの一例である。It is an example of the graph which plotted the minimum distance between lattice points for every column in pattern CL. 撮像画像PにおけるパターンCLの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern CL in the captured image P. FIG. 基準格子パターンBLをパターンCLに重ねた撮像画像Pの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the captured image P which overlap | superposed the reference | standard grid pattern BL on the pattern CL. 図12に示される領域ZAの拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view of an area ZA shown in FIG. 12. 収差量算出部18により算出された収差量のうち、基準格子パターンBLにおける各列に含まれる格子点ごとのX軸方向への収差量Δxを、それぞれの格子点の位置を示すY座標値ごとにプロットしたグラフを示す図である。Among the aberration amounts calculated by the aberration amount calculation unit 18, the aberration amount Δx in the X-axis direction for each lattice point included in each column in the reference lattice pattern BL is set for each Y coordinate value indicating the position of each lattice point. It is a figure which shows the graph plotted by (1). 第1算出部20によるフィッティングの結果として算出される2次多項式の各係数の一例を記した表T2を示す図である。It is a figure which shows Table T2 which described an example of each coefficient of the quadratic polynomial calculated as a result of fitting by the 1st calculation part. 表T2の第2列T2−2に示される係数aを、第1列T2−1のX座標ごとにプロットしたグラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graph which plotted the coefficient a shown by 2nd column T2-2 of Table T2 for every X coordinate of 1st column T2-1. 表T2の第3列T2−3に示される係数bを、第1列T2−1のX座標ごとにプロットしたグラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graph which plotted the coefficient b shown by the 3rd row | line | column T2-3 of Table T2 for every X coordinate of the 1st row | line | column T2-1. 表T2の第4列T2−4に示される係数cを、第1列T2−1のX座標ごとにプロットしたグラフの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the graph which plotted the coefficient c shown by 4th row | line | column T2-4 of Table T2 for every X coordinate of 1st row | line | column T2-1. 第2実施形態に係る検査装置3の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a function structure of the test | inspection apparatus 3 which concerns on 2nd Embodiment. 画像補正部27による撮像画像の補正の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of correction | amendment of the captured image by the image correction part 27. FIG.

<第1実施形態>
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る補正式算出装置1の機能構成の一例を示す図である。補正式算出装置1は、撮像部2と通信可能に接続される。なお、本実施形態では、補正式算出装置1、撮像部2のそれぞれが別体であるとして説明するが、これらの構成要素は、統合されたハードウェアとして一体に構成されてもよい。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a correction formula calculation apparatus 1 according to the present embodiment. The correction formula calculation apparatus 1 is connected to the imaging unit 2 so as to be communicable. In the present embodiment, the correction formula calculation device 1 and the imaging unit 2 will be described as separate units. However, these components may be integrally configured as integrated hardware.

補正式算出装置1は、撮像部2により撮像された撮像画像の歪みを補正するための補正式を算出する。ここで、本実施形態では、撮像画像の歪みとは、撮像部2が備える結像レンズによる収差に起因した歪みであるとして説明するが、他の例として、撮像画像の歪みが結像レンズ以外の光学系の影響にも起因する場合においても、結像レンズによる収差に起因した歪みと同様な特性を有する歪みについては、本実施形態と同様な補正式算出処理を適用することが可能である。
補正式算出装置1は、補正式を算出する際、撮像部2により撮像された画像であって、図2(A)に示される格子状のパターンが撮像された画像を取得する。
The correction formula calculation apparatus 1 calculates a correction formula for correcting distortion of a captured image captured by the imaging unit 2. Here, in the present embodiment, the distortion of the captured image is described as the distortion caused by the aberration caused by the imaging lens included in the imaging unit 2, but as another example, the distortion of the captured image is other than the imaging lens. Even when the distortion is caused by the influence of the optical system, it is possible to apply the same correction formula calculation processing as that of the present embodiment to the distortion having the same characteristics as the distortion caused by the aberration caused by the imaging lens. .
When calculating the correction formula, the correction formula calculation apparatus 1 acquires an image captured by the imaging unit 2 and captured by the grid pattern shown in FIG.

図2(A)は、撮像部2により撮像されるパターンLの一例を示す図である。パターンLは、例えばユーザーまたは装置により、撮像部2により撮像することが可能な領域に設置される。図2(B)は、パターンLが撮像された撮像画像Pの一例を示す図である。図2(A)および図2(B)に示されるように、パターンLは、結像レンズによる収差によって、歪んだ格子状のパターンCLとして撮像される。補正式算出装置1は、パターンCLに基づいて、撮像画像の歪みを補正するための補正式を算出する。   FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a pattern L imaged by the imaging unit 2. The pattern L is installed in an area where the image capturing unit 2 can capture an image, for example, by a user or a device. FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a captured image P in which the pattern L is captured. As shown in FIGS. 2A and 2B, the pattern L is imaged as a lattice-like pattern CL that is distorted by the aberration caused by the imaging lens. The correction formula calculation apparatus 1 calculates a correction formula for correcting distortion of the captured image based on the pattern CL.

図3(A)および図3(B)を参照して、結像レンズによる収差によって歪んだ撮像画像Pについて説明する。なお、図3(A)および図3(B)において、撮像画像P上における結像レンズの中心に対応する位置(中心対応位置)CPは、画像の中心に位置するとし、2本の一点鎖線が交差する点に位置するとして説明する。結像レンズによる収差としては、糸巻型収差と樽型収差が存在する。   With reference to FIG. 3A and FIG. 3B, the captured image P distorted by the aberration caused by the imaging lens will be described. 3A and 3B, the position (center corresponding position) CP corresponding to the center of the imaging lens on the captured image P is assumed to be positioned at the center of the image. Will be described as being located at the intersection. As the aberration caused by the imaging lens, there are pincushion aberration and barrel aberration.

図3(A)は、撮像画像P1上に撮像されたパターンLであって、糸巻型収差によって歪んだ格子状のパターンCL1を示す図である。図3(A)における点線は、結像レンズによる収差が無い理想的な場合に撮像される格子状のパターンPL1の位置を示している。糸巻型収差によって歪んだ格子状のパターンCL1の各格子点は、図3(A)に示されるように、パターンPL1の各格子点と比べて、結像レンズの中心対応位置CPから外側に遠ざかるように変位する。その結果として、格子点間距離が長くなる。   FIG. 3A is a diagram showing a pattern L1 captured on the captured image P1 and a lattice pattern CL1 distorted by pincushion aberration. The dotted line in FIG. 3A indicates the position of the lattice-like pattern PL1 that is imaged in an ideal case where there is no aberration due to the imaging lens. As shown in FIG. 3A, each lattice point of the lattice pattern CL1 distorted by pincushion aberration is farther away from the center corresponding position CP of the imaging lens than the lattice points of the pattern PL1. Displace as follows. As a result, the distance between the lattice points becomes long.

図3(B)は、撮像画像P2上に撮像されたパターンLであって、樽型収差によって歪んだ格子状のパターンCL2を示す図である。図3(B)における点線は、結像レンズによる収差が無い場合に撮像される格子状のパターンPL2の位置を示している。樽型収差によって歪んだ格子状のパターンCL2の各格子点は、図3(B)に示されるように、パターンPL2の各格子点と比べて、結像レンズの中心対応位置CPに近づくように変位する。その結果として、格子点間距離が短くなる。   FIG. 3B is a diagram showing a pattern L2 captured on the captured image P2 and a lattice pattern CL2 distorted by barrel aberration. The dotted line in FIG. 3B indicates the position of the grid pattern PL2 that is imaged when there is no aberration due to the imaging lens. As shown in FIG. 3B, each lattice point of the lattice pattern CL2 distorted by the barrel aberration is closer to the center corresponding position CP of the imaging lens than each lattice point of the pattern PL2. Displace. As a result, the distance between grid points is shortened.

図1に示される本実施形態に係る補正式算出装置1は、画像取得部4と、制御部6と、表示部8と、記憶部10と、操作部11を備える。
制御部6は、レンズ中心検出部12と、収差量算出部18と、第1算出部20と、第2算出部22と、第3算出部23を備える。なお、制御部6に含まれる機能部のうち一部または全部は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)が、記憶部10に記憶された各種プログラムを実行することで実現される。また、制御部6に含まれる機能部のうち一部または全部は、例えば、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。
A correction formula calculation apparatus 1 according to this embodiment shown in FIG. 1 includes an image acquisition unit 4, a control unit 6, a display unit 8, a storage unit 10, and an operation unit 11.
The control unit 6 includes a lens center detection unit 12, an aberration amount calculation unit 18, a first calculation unit 20, a second calculation unit 22, and a third calculation unit 23. Note that some or all of the functional units included in the control unit 6 are realized by, for example, a CPU (Central Processing Unit) (not illustrated) executing various programs stored in the storage unit 10. Also, some or all of the functional units included in the control unit 6 may be hardware functional units such as LSI (Large Scale Integration) and ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

撮像部2は、格子状のパターンの画像を撮像する。
画像取得部4は、撮像部2により撮像された画像を取得する。
レンズ中心検出部12は、格子点間距離算出部14と、回転補正部16を備える。
格子点間距離算出部14は、画像取得部4により取得された撮像画像Pに映る歪んだ格子状のパターンCLの格子点を検出し、検出された各格子点に基づいて格子点間距離を算出する。格子点間距離とは、隣り合う2つの格子点間の距離を示す。レンズ中心検出部12は、格子点間距離算出部14により算出された格子点間距離に基づいて、撮像画像Pにおける結像レンズの中心対応位置CPを検出する。
The imaging unit 2 captures an image of a lattice pattern.
The image acquisition unit 4 acquires an image captured by the imaging unit 2.
The lens center detection unit 12 includes a lattice point distance calculation unit 14 and a rotation correction unit 16.
The inter-grid point distance calculation unit 14 detects the lattice points of the distorted lattice pattern CL reflected in the captured image P acquired by the image acquisition unit 4, and calculates the inter-lattice point distance based on each detected lattice point. calculate. The distance between lattice points indicates the distance between two adjacent lattice points. The lens center detection unit 12 detects the center-corresponding position CP of the imaging lens in the captured image P based on the inter-lattice distance calculated by the inter-lattice distance calculation unit 14.

回転補正部16は、格子点間距離算出部14により算出された格子点間距離に基づいて、撮像部2の撮像素子上のX軸またはY軸と、撮像対象であるパターンLの行方向または列方向とが撮像時に平行であったか否かを判定する回転判定処理を行う。本実施形態では、これらが平行ではない状態を、傾き状態と称する。   Based on the grid point distance calculated by the grid point distance calculation unit 14, the rotation correction unit 16 and the X axis or Y axis on the image sensor of the imaging unit 2 and the row direction of the pattern L that is the imaging target or A rotation determination process is performed to determine whether or not the column direction is parallel at the time of imaging. In the present embodiment, a state in which these are not parallel is referred to as an inclined state.

ここで、図4(A)および図4(B)を参照して、回転判定処理について説明する。
図4(A)は、傾き状態にあるパターンLを撮像部2により撮像した場合に撮像された撮像画像P3の一例を示す図である。回転補正部16は、回転判定処理を行い、撮像画像P3に映るパターンCL3の格子点間距離に基づいて傾き状態であると判定した場合、図4(B)に示されるように、パターンCL3が傾き状態ではない状態で撮像されたパターンCL4となるように当該パターンCL3を回転させた画像P3’を生成する。
Here, the rotation determination process will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).
FIG. 4A is a diagram illustrating an example of a captured image P3 captured when the pattern L in the tilted state is captured by the imaging unit 2. When the rotation correction unit 16 performs the rotation determination process and determines that the inclination is based on the distance between the lattice points of the pattern CL3 shown in the captured image P3, as illustrated in FIG. An image P3 ′ obtained by rotating the pattern CL3 so as to be a pattern CL4 captured in a state other than the tilt state is generated.

図4(B)は、パターンCL3が、傾き状態ではない状態で撮像されたパターンCL4となるように当該パターンCL3を回転させた画像P3’の一例を示す図である。回転補正部16は、画像P3’を生成した後、レンズ中心検出部12に中心対応位置CPを再検出させる。なお、回転補正部16は、回転判定処理を行い、パターンCL3が傾き状態ではないと判定した場合には、そのまま、回転処理は行わない。   FIG. 4B is a diagram illustrating an example of an image P3 ′ obtained by rotating the pattern CL3 so that the pattern CL3 is a pattern CL4 that is captured in a state that is not in an inclined state. After generating the image P3 ', the rotation correction unit 16 causes the lens center detection unit 12 to re-detect the center corresponding position CP. Note that the rotation correction unit 16 performs the rotation determination process, and when it is determined that the pattern CL3 is not in the tilted state, the rotation process is not performed as it is.

収差量算出部18は、レンズ中心検出部12により検出された中心対応位置CPに基づいて、基準格子パターンBLを生成する。基準格子パターンBLとは、撮像画像Pの結像レンズによる収差を補正するために基準とするパターンであり、パターンCLの各格子点に対応する格子点を持つパターンである。収差量算出部18は、生成した基準格子パターンBLに基づいて、撮像画像Pの各格子点における収差量を算出する。各格子点における収差量とは、各格子点における結像レンズによる収差の影響(歪み)の大きさを表す量である。なお、基準格子パターンBLの各格子点は、複数の基準点の一例である。   The aberration amount calculation unit 18 generates a reference lattice pattern BL based on the center corresponding position CP detected by the lens center detection unit 12. The reference lattice pattern BL is a pattern that is used as a reference for correcting the aberration caused by the imaging lens of the captured image P, and has a lattice point corresponding to each lattice point of the pattern CL. The aberration amount calculation unit 18 calculates the aberration amount at each lattice point of the captured image P based on the generated reference lattice pattern BL. The aberration amount at each lattice point is an amount representing the magnitude of the influence (distortion) of the aberration caused by the imaging lens at each lattice point. Each grid point of the reference grid pattern BL is an example of a plurality of reference points.

第1算出部20は、収差量算出部18により算出された収差量に基づいて、基準格子パターンBLの各行および各列のそれぞれに沿った結像レンズの収差を表す式を、第1近似式として算出する。
第2算出部22は、第1算出部20により算出された第1近似式に基づいて、各行のそれぞれに沿った結像レンズの収差を表す式と、各列のそれぞれに沿った結像レンズの収差を表す式とが、行および列に対してそれぞれ1本の結像レンズの収差を表す式としてまとめられた、第2近似式を算出する。
Based on the aberration amount calculated by the aberration amount calculation unit 18, the first calculation unit 20 uses a first approximate expression that represents the aberration of the imaging lens along each row and each column of the reference grating pattern BL. Calculate as
The second calculation unit 22 is based on the first approximate expression calculated by the first calculation unit 20, and represents the aberration of the imaging lens along each row and the imaging lens along each column. A second approximate expression is calculated, in which the expressions representing the aberrations are summarized as expressions representing the aberration of one imaging lens for each row and column.

第3算出部23は、第2算出部22により算出された第2近似式に基づいて、結像レンズによる収差に起因する歪みを補正する補正式を算出する。そして、第3算出部23は、算出された補正式を表す情報を、記憶部10に出力して記憶させる。また、第3算出部23は、算出された補正式を表す情報を、表示部8に出力して表示させてもよい。
表示部8は、例えば、液晶ディスプレイパネル、あるいは、有機EL(ElectroLuminescence)ディスプレイパネルなどを用いて構成され、各種の情報を表示する。
操作部11は、例えば、ユーザーからの指示等を受け付ける各種の操作ボタンや操作キー、タッチパネル等を有する。
The third calculation unit 23 calculates a correction formula for correcting distortion caused by the aberration caused by the imaging lens based on the second approximate formula calculated by the second calculation unit 22. And the 3rd calculation part 23 outputs the information showing the calculated correction formula to the memory | storage part 10, and makes it memorize | store it. In addition, the third calculation unit 23 may output and display information representing the calculated correction formula on the display unit 8.
The display unit 8 is configured using, for example, a liquid crystal display panel or an organic EL (ElectroLuminescence) display panel, and displays various types of information.
The operation unit 11 includes, for example, various operation buttons, operation keys, a touch panel, and the like that receive instructions from the user.

記憶部10は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)、ROM(Read−Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを含み、制御部6が処理する各種の情報やプログラム、あらかじめ決められた被撮像点の位置XYを示す情報等を記憶する。また、記憶部10は、制御部6により算出される補正式を表す情報を記憶する。なお、記憶部10は、補正式算出装置1に内蔵されるものに代えて、USB(Universal Serial Bus)等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置でもよい。   The storage unit 10 includes, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), and a ROM (Read-Only Memory). Various information and programs processed by the control unit 6, information indicating the position XY of the imaged point determined in advance, and the like are stored. Further, the storage unit 10 stores information representing a correction formula calculated by the control unit 6. The storage unit 10 may be an external storage device connected by a digital input / output port such as a USB (Universal Serial Bus) instead of the one built in the correction formula calculation apparatus 1.

図5を参照して、制御部6において行われる処理の手順の一例を説明する。図5は、制御部6において行われる処理の手順の一例を示すフローチャート図である。
まず、制御部6は、画像取得部4から撮像画像Pを取得する(ステップS100)。次に、格子点間距離算出部14は、格子点間距離を算出する(ステップS110)。
With reference to FIG. 5, an example of a procedure of processing performed in the control unit 6 will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a procedure of processing performed in the control unit 6.
First, the control unit 6 acquires the captured image P from the image acquisition unit 4 (step S100). Next, the inter-grid point distance calculation unit 14 calculates the inter-lattice distance (step S110).

図6を参照して、格子点間距離を算出する処理について説明する。図6は、撮像画像PにおけるパターンCLの一例を示す図である。説明の便宜上、パターンCLの各行には、R1〜R6の記号を付し、また、パターンCLの各列には、C1〜C8の記号を付す。
なお、図6には、パターンCLの全体像が把握されるように、パターンCLの一例を8行6列の格子として示すが、実際のパターンLおよびパターンCLの行数や列数はそれぞれ任意であってもよい。
With reference to FIG. 6, the process of calculating the distance between grid points will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the pattern CL in the captured image P. For convenience of explanation, symbols R1 to R6 are given to the rows of the pattern CL, and symbols C1 to C8 are given to the columns of the pattern CL.
In FIG. 6, an example of the pattern CL is shown as an 8-by-6 grid so that the entire pattern CL can be grasped. However, the actual number of rows and columns of the pattern L and the pattern CL are arbitrary It may be.

格子点間距離算出部14は、パターンCLの各格子点を検出し、隣り合う2つの格子点の間の距離を算出する。具体的には、格子点間距離算出部14は、図6に示される格子点aと格子点bとの間の距離を、これらの格子点の撮像画像P上の座標に基づいて、格子点間距離H23として算出する。同様に、格子点間距離算出部14は、図6に示される格子点cと格子点dとの間の距離を、これらの格子点の撮像画像P上の座標に基づいて、格子点間距離V34として算出する。   The inter-grid point distance calculation unit 14 detects each lattice point of the pattern CL and calculates a distance between two adjacent lattice points. Specifically, the inter-grid point distance calculation unit 14 calculates the distance between the lattice point a and the lattice point b shown in FIG. 6 based on the coordinates on the captured image P of these lattice points. Calculated as an inter-distance H23. Similarly, the inter-grid point distance calculation unit 14 calculates the distance between the lattice points c and d shown in FIG. 6 based on the coordinates on the captured image P of these lattice points. Calculated as V34.

図7を参照して、格子点間距離算出部14により算出される格子点間距離について説明する。図7は、格子点間距離算出部14により算出されたパターンCLの各行における各格子点間距離を格納した表T1の一例を示す図である。
表T1における各列は、パターンCLの行ごとの各格子点間の距離を示し、列の番号を用いて格子の位置を示している。例えば、「1」の列は図6に示される列C1と列C2との間における格子点間の距離を示している。なお、パターンCLの各行を示す記号としては、図6に示される記号(例えば、「1行目」を示す記号「R1」等)と同じ記号を用いている。また、表T1には、実際に格子点間距離の算出に使用したパターンLに対応する格子点間距離が示されているため、図6に示されるパターンCLよりも、行数および列数が多い。格子点間距離算出部14は、表T1に示されるパターンCLの各行における各格子点間距離と同様に、パターンCLの各列における各格子点間距離を算出する。
With reference to FIG. 7, the inter-grid point distance calculated by the inter-lattice distance calculation unit 14 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a table T1 that stores the distances between grid points in each row of the pattern CL calculated by the grid point distance calculation unit 14.
Each column in the table T1 indicates the distance between each lattice point for each row of the pattern CL, and indicates the position of the lattice using the column number. For example, the column “1” indicates the distance between the lattice points between the column C1 and the column C2 shown in FIG. In addition, as the symbol indicating each row of the pattern CL, the same symbol as the symbol shown in FIG. 6 (for example, the symbol “R1” indicating “first row”) is used. In addition, since the distance between lattice points corresponding to the pattern L actually used for calculation of the distance between lattice points is shown in the table T1, the number of rows and the number of columns are larger than those of the pattern CL shown in FIG. Many. The inter-grid point distance calculation unit 14 calculates the inter-grid point distances in each column of the pattern CL in the same manner as the inter-grid point distances in each row of the pattern CL shown in Table T1.

格子点間距離算出部14によりパターンCLの各行および各列における格子点間距離が算出された後、レンズ中心検出部12は、算出されたパターンCLの各行および各列における格子点間距離に基づいて、パターンCLの各行および各列のそれぞれにおける格子点間距離最小位置を算出する(ステップS120)。格子点間距離最小位置とは、パターンCLの各行および各列のそれぞれにおける格子点間距離のデータにフィッティングされた2次多項式が示す曲線において極小値を示す点の位置である。なお、格子点間距離のデータにフィッティングする多項式は、2次多項式に代えて、他の次数の多項式であってもよい。また、本実施形態における補正式算出装置1では、結像レンズによる収差が糸巻型収差である場合を説明しているため、格子点間距離最小位置が、前述した格子点間距離のデータにフィッティングされた2次多項式が示す曲線において極小値を示す点であった。他の例として、結像レンズによる収差が樽型収差である場合、補正式算出装置1では、格子点間距離最小位置が、前述した格子点間距離のデータにフィッティングされた2次多項式が示す曲線において極大値を示す点となる。   After the inter-lattice distance calculation unit 14 calculates the inter-lattice distances in each row and each column of the pattern CL, the lens center detection unit 12 is based on the calculated inter-lattice distances in each row and each column of the pattern CL. Then, the minimum distance between grid points in each row and each column of the pattern CL is calculated (step S120). The minimum distance between grid points is the position of a point showing a minimum value in a curve indicated by a quadratic polynomial fitted to the data of the distance between grid points in each row and each column of the pattern CL. Note that the polynomial to be fitted to the data on the distance between lattice points may be a polynomial of another order instead of the quadratic polynomial. In addition, since the correction formula calculation apparatus 1 according to the present embodiment describes the case where the aberration due to the imaging lens is a pincushion type aberration, the minimum distance between lattice points is fitted to the above-described distance between lattice points data. It was a point showing a minimum value in the curve indicated by the second-order polynomial. As another example, when the aberration due to the imaging lens is barrel aberration, in the correction formula calculation apparatus 1, the minimum position between the lattice points is represented by a quadratic polynomial fitted to the data on the distance between lattice points described above. It becomes a point showing the maximum value in the curve.

図8および図9を参照して、格子点間距離最小位置を検出する処理について説明する。
図8は、図7に示されるパターンCLの行R1における格子点間ごとに格子点間距離をプロットした折れ線グラフの一例を示す図である。ここで、図8に示される折れ線グラフの横軸は、図7に示される表T1におけるパターンCLの行ごとの各格子点間の位置を示す。また、図8に示される折れ線グラフの縦軸は、図7に示されるパターンCLの行R1における格子点間ごとの格子点間距離を示す。
With reference to FIG. 8 and FIG. 9, processing for detecting the minimum distance between lattice points will be described.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a line graph in which the distance between lattice points is plotted for each lattice point in the row R1 of the pattern CL shown in FIG. Here, the horizontal axis of the line graph shown in FIG. 8 indicates the position between each grid point for each row of the pattern CL in the table T1 shown in FIG. Further, the vertical axis of the line graph shown in FIG. 8 indicates the distance between lattice points for each lattice point in the row R1 of the pattern CL shown in FIG.

結像レンズによる収差が糸巻型収差である場合、中心対応位置CPから外側では、格子点間距離が長くなる。従って、中心対応位置CPは、撮像画像PにおけるパターンCLの格子点間距離最小位置に相当する。ここで、図8の折れ線グラフに示されるように、図7に示されるデータは、その振る舞いが2次関数的に見えるが、誤差を含んでいるため、図8に示される折れ線グラフから格子点間距離が最小となる位置を検出することは困難である場合が多いと考えられる。そこで、レンズ中心検出部12は、図7に示される格子点間距離のデータを、図9に示されるように2次多項式でフィッティングする。なお、レンズ中心検出部12は、図7に示される格子点間距離のデータを、図9に示されるように2次多項式でフィッティングするのに代えて、4次以上の偶数次多項式でフィッティングしてもよい。   When the aberration due to the imaging lens is pincushion aberration, the distance between the lattice points becomes longer outside the center corresponding position CP. Therefore, the center corresponding position CP corresponds to the minimum distance between lattice points of the pattern CL in the captured image P. Here, as shown in the line graph of FIG. 8, the data shown in FIG. 7 looks like a quadratic function, but includes an error. In many cases, it is difficult to detect the position where the distance between the contacts is minimized. Therefore, the lens center detection unit 12 fits the data of the inter-lattice distance shown in FIG. 7 with a quadratic polynomial as shown in FIG. The lens center detection unit 12 fits the inter-grid point distance data shown in FIG. 7 with a quadratic or higher order even number polynomial instead of fitting with a quadratic polynomial as shown in FIG. May be.

図9は、図7に示されるパターンCLの行R1における格子点間ごとの格子点間距離のデータを、2次多項式を使用してフィッティングしたグラフの一例を示す図である。レンズ中心検出部12は、図9に示されるように、フィッティングされた2次多項式の値が極小となる位置を算出し、算出された位置を格子点間距離最小位置として検出する。レンズ中心検出部12は、行R1と同様に、CLのすべての行および列のそれぞれについて格子点間距離最小位置を算出する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a graph obtained by fitting data on the distance between lattice points in the row R1 of the pattern CL illustrated in FIG. 7 using a quadratic polynomial. As shown in FIG. 9, the lens center detection unit 12 calculates a position where the value of the fitted quadratic polynomial becomes a minimum, and detects the calculated position as the minimum position between the lattice points. Similarly to the row R1, the lens center detection unit 12 calculates the minimum distance between lattice points for each of all the rows and columns of CL.

パターンCLのすべての行および列のそれぞれについて格子点間距離最小位置が算出された後、回転補正部16は、算出された格子点間距離最小位置に基づいて、撮像画像Pが撮像されたときに関し、回転判定処理を行う(ステップS130)。
図10を参照して、回転判定処理について説明する。図10は、パターンCLにおける列ごとの格子点間距離最小位置をプロットしたグラフの一例である。ここで、このグラフの横軸には、パターンCLの列を示す記号を、その列が並んでいる順番に配置して示した。また、このグラフの縦軸は、格子点間距離最小位置を示す。撮像画像P上における糸巻型収差により歪んだ各格子点の位置は、結像レンズの中心に対応する位置から外側に遠ざかるように変位する。このため、パターンLが傾き状態ではなかった場合には、格子点間距離最小位置は、すべての列で同じ位置(測定時の誤差を除く。)となる。逆に、傾き状態であった場合には、格子点間距離最小位置は、列ごとに異なる。
After the minimum grid point distance position is calculated for each of all the rows and columns of the pattern CL, the rotation correction unit 16 captures the captured image P based on the calculated minimum grid point distance position. , A rotation determination process is performed (step S130).
The rotation determination process will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an example of a graph in which the minimum position between grid points is plotted for each column in the pattern CL. Here, on the horizontal axis of the graph, symbols indicating the columns of the pattern CL are arranged in the order in which the columns are arranged. In addition, the vertical axis of this graph indicates the minimum distance between lattice points. The position of each lattice point distorted by the pincushion aberration on the captured image P is displaced so as to move away from the position corresponding to the center of the imaging lens. For this reason, when the pattern L is not in an inclined state, the minimum distance between grid points is the same position (excluding errors during measurement) in all columns. On the other hand, in the tilted state, the minimum position between the grid points is different for each column.

従って、回転補正部16は、行および列ごとの格子点間距離最小位置をプロットしたグラフに基づいて、パターンLが傾き状態であったか否かを判定することができる。回転補正部16は、例えば、パターンCLの列ごとの格子点間距離最小位置を、図10に示されるようにプロットし、プロットされたデータにフィッティングされた1次多項式が示す直線L1が、グラフの横軸を表す直線(傾きがゼロの1次多項式)に平行であるか否かを判定する。   Therefore, the rotation correction unit 16 can determine whether or not the pattern L is in an inclined state based on a graph in which the minimum position between grid points is plotted for each row and column. For example, the rotation correction unit 16 plots the minimum distance between grid points for each column of the pattern CL as shown in FIG. 10, and a straight line L1 indicated by a first-order polynomial fitted to the plotted data is a graph. It is determined whether or not it is parallel to a straight line (a first order polynomial with a slope of zero) representing the horizontal axis.

そして、回転補正部16は、フィッティングされた1次多項式が示す直線が、直線L2のようにグラフのX軸に対して角度θで傾いていた場合、検出された角度θに基づいて、撮像画像P上の格子状のパターンCLを角度−θだけ回転し、図4(B)に示されるような傾き状態ではない状態で撮像されたパターンCL4と同様の状態の画像を生成する。そして、回転補正部16は、生成した画像に基づいて、レンズ中心検出部12に格子点間距離最小位置を再検出させる。この再検出によって、レンズ中心検出部12は、再検出を行わない場合と比べて、撮像画像P上の中心対応位置CPを高精度で検出することができる。   Then, when the straight line indicated by the fitted first-order polynomial is tilted at an angle θ with respect to the X axis of the graph like the straight line L2, the rotation correction unit 16 takes a captured image based on the detected angle θ. The lattice-like pattern CL on P is rotated by an angle −θ, and an image in a state similar to the pattern CL4 captured in a state that is not in an inclined state as shown in FIG. 4B is generated. Then, the rotation correction unit 16 causes the lens center detection unit 12 to re-detect the minimum distance between lattice points based on the generated image. By this re-detection, the lens center detection unit 12 can detect the center-corresponding position CP on the captured image P with higher accuracy than when no re-detection is performed.

回転補正部16は、パターンLが傾き状態であると判定した場合(ステップS130−Yes)、撮像画像P上においてパターンCLを回転させ(ステップS190)、ステップS110に遷移して格子点間距離算出部14に格子点間距離を算出させ直す。ここで、回転補正部16は、撮像画像P上におけるパターンCLを、撮像画像Pの中心対応位置CPを通る法線を回転軸として回転させる。なお、中心対応位置CPの検出は、以下で説明するステップS140と同じ処理によって行われる。なお、本実施形態では、好ましい例として、回転補正部16がステップS190の後、ステップS110へと遷移したが、他の例として、回転補正部16がステップS190の後、ステップS120へと遷移してもよい。一方、パターンLが傾き状態ではないと判定された場合(ステップS130−No)、レンズ中心検出部12は、格子点間距離最小位置に基づいて、中心対応位置CPを検出する(ステップS140)。   If the rotation correction unit 16 determines that the pattern L is in an inclined state (step S130—Yes), the rotation correction unit 16 rotates the pattern CL on the captured image P (step S190), and the process proceeds to step S110 to calculate the distance between lattice points. Let the unit 14 recalculate the distance between grid points. Here, the rotation correction unit 16 rotates the pattern CL on the captured image P with the normal passing through the center corresponding position CP of the captured image P as a rotation axis. The detection of the center corresponding position CP is performed by the same process as step S140 described below. In the present embodiment, as a preferred example, the rotation correction unit 16 transitions to step S110 after step S190, but as another example, the rotation correction unit 16 transitions to step S120 after step S190. May be. On the other hand, when it is determined that the pattern L is not in the tilted state (No at Step S130), the lens center detecting unit 12 detects the center corresponding position CP based on the minimum distance between lattice points (Step S140).

具体的には、レンズ中心検出部12は、行および列ごとに検出された格子点間距離最小位置の平均値を算出する。そして、レンズ中心検出部12は、行の平均格子点間距離最小位置を通る直線であって撮像画像PのY軸に平行な直線と、列の平均格子点間距離最小位置を通る直線であって撮像画像PのX軸に平行な直線とが交わる交点を、中心対応位置CPとして検出する。なお、レンズ中心検出部12は、ステップS140の処理が行われる前にステップS190においてパターンCLが回転された場合、その回転を行うために検出された中心対応位置CPを、ステップS140で検出する中心対応位置CPの代わりに用いてもよい。   Specifically, the lens center detection unit 12 calculates the average value of the minimum distance between lattice points detected for each row and column. The lens center detection unit 12 is a straight line that passes through the minimum average grid point distance position in the row and is parallel to the Y axis of the captured image P, and a straight line that passes through the minimum average grid point distance position in the column. Then, the intersection point where the straight line parallel to the X axis of the captured image P intersects is detected as the center corresponding position CP. If the pattern CL is rotated in step S190 before the processing in step S140 is performed, the lens center detection unit 12 detects the center corresponding position CP detected in order to perform the rotation in step S140. It may be used instead of the corresponding position CP.

次に、収差量算出部18は、レンズ中心検出部12により検出された撮像画像P上の結像レンズの中心対応位置CPに基づいて、収差量を算出する(ステップS150)。
図11〜図13を参照して、収差量を算出する処理について説明する。図11は、撮像画像PにおけるパターンCLの一例を示す図である。
収差量算出部18は、撮像画像Pから、レンズ中心検出部12により検出された中心対応位置CPを含む格子を検出する。
Next, the aberration amount calculation unit 18 calculates an aberration amount based on the center-corresponding position CP of the imaging lens on the captured image P detected by the lens center detection unit 12 (step S150).
Processing for calculating the aberration amount will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a pattern CL in the captured image P.
The aberration amount calculation unit 18 detects a lattice including the center corresponding position CP detected by the lens center detection unit 12 from the captured image P.

図11に示される一点鎖線L3は、レンズ中心検出部12により算出された列の平均格子点間距離最小位置を通る撮像画像PのX軸に平行な直線を示す。また、図11に示される一点鎖線L4は、レンズ中心検出部12により算出された行の平均格子点間距離最小位置を通る撮像画像PのY軸に平行な直線を示す。中心対応位置CPは、直線L3と直線L4とが交わる交点の位置である。   An alternate long and short dash line L3 illustrated in FIG. 11 indicates a straight line parallel to the X axis of the captured image P that passes through the average position between the average lattice points in the column calculated by the lens center detection unit 12. Also, an alternate long and short dash line L4 shown in FIG. 11 indicates a straight line parallel to the Y axis of the captured image P passing through the minimum average inter-grid point distance position of the row calculated by the lens center detection unit 12. The center corresponding position CP is the position of the intersection where the straight line L3 and the straight line L4 intersect.

収差量算出部18は、中心対応位置CPを内部に含む最小の四角形を構成する4つの格子点すなわち図11に示される格子点BP1〜BP4によって構成される格子を検出する。そして、収差量算出部18は、検出された格子点BP1〜BP4における4つの格子点間距離の平均値を算出する。収差量算出部18は、算出した平均値を一辺とする正方形を生成する。そして、収差量算出部18は、生成した正方形の重心の位置が、パターンCLの中心対応位置CPと一致するように、撮像画像PにおけるパターンCLに重ねる。収差量算出部18は、さらに、その正方形を撮像画像PのX方向およびY方向へ繰り返し転写することで、図12に示される基準格子パターンBLを、撮像画像PにおけるパターンCLに重ねて生成する。図12は、基準格子パターンBLをパターンCLに重ねた撮像画像Pの一例を示す図である。ここで、基準格子パターンBLの行数および列数は、パターンCLの行数および列数と同じである。   The aberration amount calculation unit 18 detects four lattice points constituting a minimum quadrangle including the center corresponding position CP, that is, a lattice constituted by the lattice points BP1 to BP4 shown in FIG. Then, the aberration amount calculation unit 18 calculates an average value of the distances between the four lattice points at the detected lattice points BP1 to BP4. The aberration amount calculation unit 18 generates a square having the calculated average value as one side. Then, the aberration amount calculation unit 18 overlaps the pattern CL in the captured image P so that the position of the center of gravity of the generated square matches the center corresponding position CP of the pattern CL. The aberration amount calculation unit 18 further repeatedly generates the reference lattice pattern BL shown in FIG. 12 over the pattern CL in the captured image P by repeatedly transferring the square in the X direction and the Y direction of the captured image P. . FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the captured image P in which the reference lattice pattern BL is superimposed on the pattern CL. Here, the number of rows and the number of columns of the reference lattice pattern BL are the same as the number of rows and the columns of the pattern CL.

そして、収差量算出部18は、パターンCLの各格子点と基準格子パターンBLの各格子点のうち、互いに最も近接した格子点同士を対応付ける。なお、収差量算出部18は、互いに最も近接した格子点同士を対応付けるのに代えて、他の対応付けの方法を用いて、パターンCLの各格子点と基準格子パターンBLの各格子点とを一対一で対応させてもよい。収差量算出部18は、対応付けられたパターンCLと基準格子パターンBLとの各格子点同士の座標値の差分値を、基準格子パターンBLの各格子点の収差量として算出する。ここで、収差量算出部18は、撮像画像PのX軸方向およびY軸方向のそれぞれについて収差量を算出する。   Then, the aberration amount calculation unit 18 associates the lattice points closest to each other among the lattice points of the pattern CL and the lattice points of the reference lattice pattern BL. Note that the aberration amount calculation unit 18 uses other association methods instead of associating the lattice points closest to each other to associate each lattice point of the pattern CL and each lattice point of the reference lattice pattern BL. One-to-one correspondence may be used. The aberration amount calculation unit 18 calculates a difference value of coordinate values between the lattice points of the associated pattern CL and the reference lattice pattern BL as an aberration amount of each lattice point of the reference lattice pattern BL. Here, the aberration amount calculation unit 18 calculates the aberration amount for each of the X-axis direction and the Y-axis direction of the captured image P.

図13は、図12に示される領域ZAの拡大図である。パターンCLの撮像画像P上の座標(x’,y’)に位置する格子点A’は、基準格子パターンBLの撮像画像P上の座標(x,y)に位置する格子点Aが、結像レンズによる収差により変位した格子点である。そこで、収差量算出部18は、格子点A(x,y)と格子点A’(x’,y’)との間におけるx座標、y座標のそれぞれの変位量Δx=f(x,y)、Δy=g(x,y)を収差量として算出する。収差量算出部18は、例えば、点A’(x’,y’)の座標値と点A(x,y)の座標値に基づいて、以下の式(1)に示すように収差量Δxおよび収差量Δyを算出する。   FIG. 13 is an enlarged view of the area ZA shown in FIG. The lattice point A ′ located at the coordinates (x ′, y ′) on the captured image P of the pattern CL is connected to the lattice point A located at the coordinates (x, y) on the captured image P of the reference lattice pattern BL. The lattice points are displaced by the aberration caused by the image lens. Therefore, the aberration amount calculation unit 18 determines the displacement amounts Δx = f (x, y) of the x coordinate and the y coordinate between the lattice point A (x, y) and the lattice point A ′ (x ′, y ′). ), Δy = g (x, y) is calculated as an aberration amount. The aberration amount calculation unit 18, for example, based on the coordinate value of the point A ′ (x ′, y ′) and the coordinate value of the point A (x, y), as shown in the following formula (1), the aberration amount Δx And an aberration amount Δy is calculated.

Figure 2015139126
Figure 2015139126

なお、格子点A(x,y)と格子点A’(x’,y’)との間の収差量としては、座標値の差分値として算出するのに代えて、他の座標変換等によって得られる値が用いられてもよい。
収差量算出部18により収差量が算出された後、第1算出部20は、算出された収差量に基づいて、基準格子パターンBLの各行および各列に沿った結像レンズによる収差を表す式を、第1近似式として算出する(ステップS160)。
Note that the aberration amount between the lattice point A (x, y) and the lattice point A ′ (x ′, y ′) is not calculated as a difference value of coordinate values, but by other coordinate conversion or the like. The resulting value may be used.
After the aberration amount is calculated by the aberration amount calculation unit 18, the first calculation unit 20 represents an aberration due to the imaging lens along each row and each column of the reference grating pattern BL based on the calculated aberration amount. Is calculated as a first approximate expression (step S160).

図14を参照して、結像レンズによる収差を表す式を算出するための処理について説明する。図14は、収差量算出部18により算出された収差量のうち、基準格子パターンBLにおける各列に含まれる格子点ごとのX軸方向への収差量Δxを、それぞれの格子点の位置を示すY座標値ごとにプロットしたグラフを示す図である。図14に示される各折れ線グラフの形は、基準格子パターンBLの各列上における結像レンズの収差に起因する歪みの形状を表す。   With reference to FIG. 14, a process for calculating an expression representing the aberration caused by the imaging lens will be described. FIG. 14 shows the aberration amount Δx in the X-axis direction for each lattice point included in each column in the reference lattice pattern BL among the aberration amounts calculated by the aberration amount calculation unit 18, and indicates the position of each lattice point. It is a figure which shows the graph plotted for every Y coordinate value. The shape of each line graph shown in FIG. 14 represents the shape of distortion caused by the aberration of the imaging lens on each column of the reference lattice pattern BL.

第1算出部20は、これらの各列に含まれる格子点ごとのX軸方向への収差量Δxに関する折れ線グラフに対して、偶数次多項式をフィッティングする。この偶数次多項式は、式(2)に示す2次多項式であるが、4次や6次等の偶数次多項式であれば他の次数の多項式でもよい。   The first calculation unit 20 fits an even-order polynomial to the line graph regarding the aberration amount Δx in the X-axis direction for each lattice point included in each column. The even-order polynomial is a second-order polynomial shown in Equation (2), but may be a polynomial of another order as long as it is an even-order polynomial such as a fourth or sixth order.

Figure 2015139126
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図15は、第1算出部20によるフィッティングの結果として算出される2次多項式の各係数の一例を記した表T2を示す図である。表T2の第1列T2−1は、基準格子パターンBLの各列の位置を示すX座標を示す。表T2の第2列T2−2は、基準格子パターンBLの列ごとに算出された第1近似式(式(1))における係数aの値を示す。表T2の第3列T2−3は、基準格子パターンBLの列ごとに算出された第1近似式における係数bの値を示す。表T2の第4列T2−4は、基準格子パターンBLの列ごとに算出された第1近似式における係数cの値を示す。   FIG. 15 is a diagram illustrating a table T2 in which an example of each coefficient of the second-order polynomial calculated as a result of the fitting by the first calculation unit 20 is described. A first column T2-1 in Table T2 indicates an X coordinate indicating the position of each column of the reference lattice pattern BL. The second column T2-2 in Table T2 indicates the value of the coefficient a in the first approximate expression (Equation (1)) calculated for each column of the reference lattice pattern BL. A third column T2-3 of Table T2 indicates the value of the coefficient b in the first approximate expression calculated for each column of the reference lattice pattern BL. A fourth column T2-4 in Table T2 indicates the value of the coefficient c in the first approximate expression calculated for each column of the reference lattice pattern BL.

このように、第1算出部20は、基準格子パターンBLの列ごとに、第1近似式を算出する。同様に、第1算出部20は、基準格子パターンBLの行ごとに、第1近似式を算出する。なお、第1近似式の数は、撮像されるパターンLの行数および列数が増大するのに伴って、同じように増大する。   As described above, the first calculation unit 20 calculates the first approximate expression for each column of the reference lattice pattern BL. Similarly, the first calculator 20 calculates a first approximate expression for each row of the reference lattice pattern BL. Note that the number of first approximate expressions increases in the same manner as the number of rows and columns of the pattern L to be imaged increases.

そこで、制御部6は、第2算出部22により、これらの第1近似式を、基準格子パターンBLの行に対して1本、列に対して1本にまとめた第2近似式を算出する。
第1算出部20により第1近似式が算出された後、第2算出部22は、算出された第1近似式の各係数に基づいて、第2近似式を算出する(ステップS170)。具体的には、第2算出部22は、図15に示される表T2の第2列T2−2、第3列2−3、第4列2−4に示した各係数a、b、cを、それぞれ撮像画像P上のX座標の関数として算出する。ここで、図16〜図18を参照して、第2近似式を算出する処理について説明する。
Therefore, the control unit 6 uses the second calculation unit 22 to calculate a second approximate expression in which the first approximate expressions are combined into one for the rows of the reference lattice pattern BL and one for the columns. .
After the first approximate expression is calculated by the first calculation unit 20, the second calculation unit 22 calculates the second approximate expression based on each coefficient of the calculated first approximate expression (step S170). Specifically, the second calculator 22 calculates the coefficients a, b, and c shown in the second column T2-2, the third column 2-3, and the fourth column 2-4 of the table T2 shown in FIG. Are each calculated as a function of the X coordinate on the captured image P. Here, the process of calculating the second approximate expression will be described with reference to FIGS.

図16は、表T2の第2列T2−2に示される係数aを、第1列T2−1のX座標ごとにプロットしたグラフの一例を示す図である。図16に示されるように、基準格子パターンBLの列ごとの第1近似式に含まれる2次項の係数aは、撮像画像P上のX座標に関して1次関数的に振る舞う。また、図17は、表T2の第3列T2−3に示される係数bを、第1列T2−1のX座標ごとにプロットしたグラフの一例を示す図である。図17に示されるように、基準格子パターンBLの列ごとの第1近似式に含まれる1次項の係数bは、撮像画像P上のX座標に関して1次関数的に振る舞う。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a graph in which the coefficient a shown in the second column T2-2 of the table T2 is plotted for each X coordinate of the first column T2-1. As illustrated in FIG. 16, the coefficient a of the quadratic term included in the first approximate expression for each column of the reference lattice pattern BL behaves as a linear function with respect to the X coordinate on the captured image P. FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a graph in which the coefficient b shown in the third column T2-3 of the table T2 is plotted for each X coordinate of the first column T2-1. As shown in FIG. 17, the coefficient b of the first-order term included in the first approximate expression for each column of the reference grid pattern BL behaves as a linear function with respect to the X coordinate on the captured image P.

また、図18は、表T2の第4列T2−4に示される係数cを、第1列T2−1のX座標ごとにプロットしたグラフの一例を示す図である。図18に示されるように、基準格子パターンBLの列ごとの第1近似式に含まれる0次項の係数cは、撮像画像P上のX座標に関して3次関数的に振る舞う。   FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a graph in which the coefficient c shown in the fourth column T2-4 of the table T2 is plotted for each X coordinate of the first column T2-1. As illustrated in FIG. 18, the coefficient c of the 0th-order term included in the first approximate expression for each column of the reference lattice pattern BL behaves as a cubic function with respect to the X coordinate on the captured image P.

第2算出部22は、例えば、図16に示されるグラフを、1次関数を包含する3次多項式でフィッティングし、フィッティングされた3次多項式に含まれる各係数を算出する。なお、第2算出部22は、この算出に関して3次多項式でフィッティングするのに代えて、5次以上の奇数次多項式でフィッティングしてもよい。   For example, the second calculation unit 22 fits the graph shown in FIG. 16 with a cubic polynomial including a linear function, and calculates each coefficient included in the fitted cubic polynomial. Note that the second calculation unit 22 may perform fitting with an odd-order polynomial of 5th order or higher instead of fitting with a third-order polynomial for this calculation.

また、第2算出部22は、例えば、図17に示されるグラフを、1次関数を包含する3次多項式でフィッティングし、フィッティングされた3次多項式に含まれる各係数を算出する。なお、第2算出部22は、この算出に関して3次多項式でフィッティングするのに代えて、5次以上の奇数次多項式でフィッティングしてもよい。さらに、第2算出部22は、例えば、図18に示されるグラフを、3次多項式でフィッティングし、フィッティングされた3次多項式に含まれる各係数を算出する。なお、第2算出部22は、この算出に関して3次多項式でフィッティングするのに代えて、5次以上の奇数次多項式でフィッティングしてもよい。   For example, the second calculation unit 22 fits the graph illustrated in FIG. 17 with a cubic polynomial including a linear function, and calculates each coefficient included in the fitted cubic polynomial. Note that the second calculation unit 22 may perform fitting with an odd-order polynomial of 5th order or higher instead of fitting with a third-order polynomial for this calculation. Further, for example, the second calculation unit 22 fits the graph shown in FIG. 18 with a cubic polynomial, and calculates each coefficient included in the fitted cubic polynomial. Note that the second calculation unit 22 may perform fitting with an odd-order polynomial of 5th order or higher instead of fitting with a third-order polynomial for this calculation.

第2算出部22は、基準格子パターンBLの各行および各列に対応する第1近似式に含まれる各係数を、これらのフィッティングによって算出された3次多項式を用いて、式(3)および式(4)のようにまとめた第2近似式を算出する。   The second calculation unit 22 uses the third-order polynomial calculated by fitting the coefficients included in the first approximate expression corresponding to each row and each column of the reference lattice pattern BL, using Expression (3) and Expression (3). The second approximate expression summarized as in (4) is calculated.

Figure 2015139126
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Figure 2015139126
Figure 2015139126

第2算出部22により第2近似式が算出された後、第3算出部23は、第2近似式に基づいて補正式を算出する。ここで、結像レンズによる収差を補正する前の撮像画像P上の任意の点CのX座標をXnとし、この点Cに関して収差を補正した後の撮像画像P上の点C’のX座標をXmとすると、その点における収差は、第2近似式を用いて式(5)のように表される。   After the second approximate expression is calculated by the second calculation unit 22, the third calculation unit 23 calculates a correction formula based on the second approximate expression. Here, the X coordinate of an arbitrary point C on the captured image P before correcting the aberration due to the imaging lens is Xn, and the X coordinate of the point C ′ on the captured image P after correcting the aberration with respect to this point C If X is Xm, the aberration at that point is expressed by Equation (5) using the second approximate equation.

Figure 2015139126
Figure 2015139126

式(5)をXmでまとめ直したものが、式(6)となる。第3算出部23は、式(6)を、X軸方向に関する補正式として算出する。   Formula (6) is obtained by rearranging Formula (5) with Xm. The third calculation unit 23 calculates Expression (6) as a correction expression related to the X-axis direction.

Figure 2015139126
Figure 2015139126

同様に、第3算出部23は、Y軸方向に関する補正式として、式(7)を算出する。   Similarly, the third calculation unit 23 calculates Expression (7) as a correction expression regarding the Y-axis direction.

Figure 2015139126
Figure 2015139126

なお、本実施形態では、結像レンズによる収差が糸巻型収差である場合を説明したが、結像レンズによる収差が樽型収差である場合についても同様な処理を行うことができる。この場合、撮像画像では、樽型収差によって歪んだ格子状のパターンの各格子点が結像レンズの中心対応位置CPに近づくように変位する。このため、この場合、制御部6の各機能部は、格子点間距離最小位置に代えて、格子点間距離最大位置を検出し、検出された格子点間距離最大位置に基づいて中心対応位置CPを検出する構成とし、以降の処理は本実施形態と同様とする。   In this embodiment, the case where the aberration due to the imaging lens is pincushion aberration has been described, but the same processing can be performed when the aberration due to the imaging lens is barrel aberration. In this case, in the captured image, each lattice point of the lattice pattern distorted by barrel aberration is displaced so as to approach the center corresponding position CP of the imaging lens. Therefore, in this case, each functional unit of the control unit 6 detects the maximum inter-grid point distance position instead of the minimum inter-grid point distance position, and the center corresponding position based on the detected maximum inter-grid point distance position. The configuration is such that the CP is detected, and the subsequent processing is the same as in this embodiment.

また、制御部6の各機能部は、撮像画像P上におけるX軸方向とY軸方向のそれぞれに関する補正式を算出したが、これに代えて、X軸方向またはY軸方向のみの補正式を算出してもよい。また、制御部6の各機能部は、撮像画像P上におけるX軸方向とY軸方向のそれぞれに関する補正式に加えて、さらにX軸方向およびY軸方向とは異なる他の方向に関する補正式を算出してもよい。その場合、補正式算出装置1は、一例として、格子状のパターンCLが撮像された撮像画像Pに代えて、三角格子が撮像された撮像画像に基づいて、X軸方向およびY軸方向とは異なる他の方向に関する補正式を算出する。   In addition, each functional unit of the control unit 6 calculates a correction formula for each of the X-axis direction and the Y-axis direction on the captured image P, but instead of this, a correction formula for only the X-axis direction or the Y-axis direction is used. It may be calculated. In addition to the correction equations for the X-axis direction and the Y-axis direction on the captured image P, each functional unit of the control unit 6 further has a correction equation for another direction different from the X-axis direction and the Y-axis direction. It may be calculated. In that case, as an example, the correction formula calculation apparatus 1 replaces the captured image P obtained by capturing the grid pattern CL with the captured image obtained by capturing the triangular lattice, and the X-axis direction and the Y-axis direction. A correction formula for another different direction is calculated.

以上説明したように、第1実施形態に係る補正式算出装置1は、所定のパターンが撮像された撮像画像Pにおいて、所定のパターンに関する複数の基準点を検出し、検出された複数の基準点に基づいて、互いに異なる複数の方向のうち少なくとも1つの第1方向について、撮像に使用されたレンズの収差による歪みを表す複数の偶数次多項式の係数を算出し、複数の方向のうち第1方向とは異なる第2方向について、複数の偶数次多項式の係数を表す3次以上の奇数次多項式を算出し、算出された3次以上の奇数次多項式に基づいて、前記歪みを補正する補正式を算出する。これにより、補正式算出装置1では、補正式およびその補正式に包含されるパラメーターの増大を抑制しつつ高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。   As described above, the correction formula calculation apparatus 1 according to the first embodiment detects a plurality of reference points related to a predetermined pattern in the captured image P obtained by capturing the predetermined pattern, and detects the plurality of detected reference points. Based on the above, for at least one first direction among a plurality of different directions, coefficients of a plurality of even-order polynomials representing distortion due to aberration of the lens used for imaging are calculated, and the first direction among the plurality of directions is calculated. A third-order or higher-order odd-order polynomial representing coefficients of a plurality of even-order polynomials is calculated in a second direction different from the above, and a correction equation for correcting the distortion is calculated based on the calculated third-order or higher odd-order polynomial. calculate. As a result, the correction formula calculation apparatus 1 can calculate a correction formula for performing highly accurate correction while suppressing an increase in the correction formula and parameters included in the correction formula.

また、補正式算出装置1は、所定のパターンが、格子のパターンである。これにより、補正式算出装置1では、格子のパターンの歪みを用いて、高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。
また、補正式算出装置1は、複数の基準点が、格子のパターンに対応する格子の格子点である。これにより、補正式算出装置1では、この格子点を有する基準の格子パターンを生成し、生成した基準格子パターンに基づいた補正式を算出することができる。
また、補正式算出装置1は、撮像画像Pにおいて中心対応位置CPを含む1つの格子の4つの格子点に基づいて、複数の基準点を検出する。これにより、補正式算出装置1では、検出された複数の基準点を格子点とする基準格子パターンBLを生成し、生成した基準格子パターンBLに基づいた補正式を算出することができる。
In the correction formula calculation apparatus 1, the predetermined pattern is a lattice pattern. Thereby, the correction formula calculation apparatus 1 can calculate a correction formula for performing highly accurate correction using the distortion of the pattern of the lattice.
In the correction formula calculation apparatus 1, the plurality of reference points are lattice points of the lattice corresponding to the lattice pattern. Accordingly, the correction formula calculation apparatus 1 can generate a reference grid pattern having the grid points and calculate a correction formula based on the generated reference grid pattern.
Further, the correction formula calculation apparatus 1 detects a plurality of reference points based on four grid points of one grid including the center corresponding position CP in the captured image P. Accordingly, the correction formula calculation apparatus 1 can generate a reference grid pattern BL having a plurality of detected reference points as grid points, and can calculate a correction formula based on the generated reference grid pattern BL.

また、補正式算出装置1は、撮像画像Pにおける各格子点間の距離を算出し、算出された各格子点間の距離に基づいて中心対応位置CPを検出するため、撮像に用いられた光学系の詳細を必要とせずに精度よく撮像画像Pにおける歪みの中心の位置を検出する。これにより、補正式算出装置1では、撮像に用いられたレンズの収差の特性の情報を使用しなくても、精度よく画像における歪みの中心の位置を推定的に検出することができ、この結果、高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。   In addition, the correction formula calculation apparatus 1 calculates the distance between the lattice points in the captured image P, and detects the center corresponding position CP based on the calculated distance between the lattice points. The position of the center of distortion in the captured image P is accurately detected without requiring details of the system. As a result, the correction formula calculation apparatus 1 can accurately detect the position of the distortion center in the image accurately without using the information on the aberration characteristics of the lens used for imaging. A correction formula for performing highly accurate correction can be calculated.

また、補正式算出装置1は、パターンCLの各格子点間の距離のデータを偶数次多項式でフィッティングし、フィッティングの結果として得られる偶数次多項式の値が極値となる位置に基づいて、中心対応位置CPを検出する。これにより、補正式算出装置1では、フィッティングにより、精度よく補正を行うための補正式を算出することができる。   Further, the correction formula calculation apparatus 1 fits the distance data between the lattice points of the pattern CL with an even-order polynomial, and based on the position where the value of the even-order polynomial obtained as a result of the fitting becomes an extreme value, Corresponding position CP is detected. As a result, the correction formula calculation apparatus 1 can calculate a correction formula for performing correction with high accuracy by fitting.

また、補正式算出装置1は、複数の基準点に基づく基準格子パターンBLの各格子点の位置と、基準格子パターンBLの各格子点にそれぞれ対応するパターンCLの各格子点の位置との間の差分を、レンズの収差による歪みとして、複数の偶数次多項式の係数を算出するため、撮像に用いられた光学系の詳細を必要とせずに精度よく撮像画像Pにおける歪みを検出する。これにより、補正式算出装置1では、撮像に用いられたレンズの収差の特性の情報を使用しなくても、精度よく画像における歪みを検出することができ、この結果、高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。   In addition, the correction formula calculation apparatus 1 includes a position between each lattice point of the reference lattice pattern BL based on a plurality of reference points and a position of each lattice point of the pattern CL corresponding to each lattice point of the reference lattice pattern BL. Is used as the distortion due to the aberration of the lens, and the coefficients of a plurality of even-order polynomials are calculated. Therefore, the distortion in the captured image P is accurately detected without requiring the details of the optical system used for imaging. As a result, the correction formula calculation apparatus 1 can accurately detect distortion in the image without using information on the aberration characteristics of the lens used for imaging. As a result, high-precision correction is performed. The correction formula for this can be calculated.

また、補正式算出装置1は、レンズの収差による歪みのデータを偶数次多項式によりフィッティングし、フィッティングの結果として、複数の偶数次多項式の係数を算出する。これにより、補正式算出装置1では、複数の偶数次多項式によってレンズの収差による歪みを表すことができ、この結果、高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。   Further, the correction formula calculation apparatus 1 fits distortion data due to lens aberration with an even-order polynomial, and calculates a plurality of even-order polynomial coefficients as a result of the fitting. Thereby, in the correction formula calculation apparatus 1, distortion due to lens aberration can be represented by a plurality of even-order polynomials. As a result, a correction formula for performing highly accurate correction can be calculated.

また、補正式算出装置1は、複数の偶数次多項式の係数を、3次以上の奇数次多項式によりフィッティングし、フィッティングの結果として、3次以上の奇数次多項式を算出する。これにより、補正式算出装置1では、複数の偶数次多項式を1つの偶数次多項式としてまとめることができ、この結果、補正式の数が増大することを抑制することができる。   In addition, the correction formula calculation apparatus 1 fits the coefficients of a plurality of even-order polynomials using a third-order or higher-order odd-order polynomial, and calculates a third-order or higher-order odd-order polynomial as a result of the fitting. Thereby, in the correction | amendment formula calculation apparatus 1, a some even-order polynomial can be put together as one even-order polynomial, As a result, it can suppress that the number of correction formulas increases.

<第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態について、図面を参照して説明する。
図19は、第2実施形態に係る検査装置3の機能構成の一例を示す図である。本実施形態に係る検査装置3は、補正式算出装置1と、画像取得部26と、画像補正部27と、検査部28と、表示部29と、操作部30と、記憶部31を備え、補正式算出装置1とともに撮像部2と通信可能に接続される。
本実施形態に係る検査装置3が備える補正式算出装置1や、撮像部2は、図1に示されるものと同様であり、同一の符号を付して説明する。また、検査装置3に備えられた画像取得部26、表示部29、操作部30および記憶部31は、それぞれ、補正式算出装置1に備えられる同様な機能部(画像取得部4、表示部8、操作部11および記憶部10)と同様な機能を有しており、補正式算出装置1と共通な機能部として構成されてもよい。
Second Embodiment
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the inspection apparatus 3 according to the second embodiment. The inspection apparatus 3 according to the present embodiment includes the correction formula calculation apparatus 1, an image acquisition unit 26, an image correction unit 27, an inspection unit 28, a display unit 29, an operation unit 30, and a storage unit 31. The correction formula calculation device 1 and the imaging unit 2 are communicably connected.
The correction formula calculation apparatus 1 and the imaging unit 2 included in the inspection apparatus 3 according to the present embodiment are the same as those illustrated in FIG. 1 and will be described with the same reference numerals. In addition, the image acquisition unit 26, the display unit 29, the operation unit 30, and the storage unit 31 provided in the inspection device 3 are respectively similar functional units (the image acquisition unit 4 and the display unit 8) provided in the correction formula calculation device 1. The operation unit 11 and the storage unit 10) have the same functions, and may be configured as a functional unit common to the correction formula calculation apparatus 1.

本実施形態では、補正式算出装置1は、検査装置3が備える画像補正部27からの要求に応じて、記憶部10に記憶した補正式を画像補正部27に出力する。
画像補正部27は、補正式算出装置1の記憶部10に記憶された補正式を読み込む。また、画像補正部27は、画像取得部26から撮像画像Pを取得する。そして、画像補正部27は、補正式算出装置1から読み込んだ補正式を用いて、取得した撮像画像における結像レンズによる収差に起因する歪みを補正した画像(補正画像)を生成する。画像補正部27は、生成した補正画像を、検査部28に出力する。
In the present embodiment, the correction formula calculation apparatus 1 outputs the correction formula stored in the storage unit 10 to the image correction unit 27 in response to a request from the image correction unit 27 included in the inspection apparatus 3.
The image correction unit 27 reads the correction formula stored in the storage unit 10 of the correction formula calculation apparatus 1. In addition, the image correction unit 27 acquires the captured image P from the image acquisition unit 26. Then, the image correction unit 27 uses the correction formula read from the correction formula calculation device 1 to generate an image (corrected image) in which the distortion caused by the aberration due to the imaging lens in the acquired captured image is corrected. The image correction unit 27 outputs the generated corrected image to the inspection unit 28.

検査部28は、画像補正部27から補正画像を取得すると、補正画像に基づいて、補正画像に映るワークWKの表面に異常があるか否かを判定するなどの検査を行う。そして、検査部28は、検査の結果を示す情報を、表示部29に出力して表示させる。なお、ワークWKは、検査対象となる物体の一例であり、例えば、プリンターのノズルプレートや、シリコンウェハー等の板状の試料であるが、他の様々な物体であってもよい。   Upon obtaining the corrected image from the image correction unit 27, the inspection unit 28 performs an inspection such as determining whether or not there is an abnormality on the surface of the work WK shown in the corrected image based on the corrected image. And the test | inspection part 28 outputs the information which shows the result of a test | inspection on the display part 29, and displays it. The workpiece WK is an example of an object to be inspected. For example, the workpiece WK is a plate sample such as a printer nozzle plate or a silicon wafer, but may be various other objects.

図20(A)および図20(B)を参照して、画像補正部27による撮像画像の補正について説明する。図20(A)および図20(B)は、画像補正部27による撮像画像の補正の概略を説明するための図である。画像補正部27は、式(6)、式(7)に基づいて、図20(A)に示される結像レンズによる収差によって歪んだ画像の点A1、A2について、収差の影響を受けなかった場合における位置B1、B2を算出する。画像補正部27は、この算出を、式(6)および式(7)に基づく連立方程式を解くことによって行う。画像補正部27は、結像レンズによる収差によって歪んだ画像の点A1、A2を、図20(B)に示されるように収差の影響を受けなかった場合における位置B1、B2へ移動(変換)する。画像補正部27は、この移動を、取得した撮像画像におけるすべての点について行い、これにより撮像画像の補正を行う。   With reference to FIG. 20A and FIG. 20B, correction of a captured image by the image correction unit 27 will be described. 20A and 20B are diagrams for explaining an outline of correction of a captured image by the image correction unit 27. FIG. The image correction unit 27 was not affected by the aberration at the points A1 and A2 of the image distorted due to the aberration by the imaging lens shown in FIG. 20A based on the equations (6) and (7). The positions B1 and B2 in the case are calculated. The image correction unit 27 performs this calculation by solving simultaneous equations based on the equations (6) and (7). The image correction unit 27 moves (converts) the points A1 and A2 of the image distorted by the aberration caused by the imaging lens to the positions B1 and B2 when not affected by the aberration as shown in FIG. To do. The image correction unit 27 performs this movement for all points in the acquired captured image, thereby correcting the captured image.

以上説明したように、第2実施形態に係る検査装置3は、補正式算出装置1により算出された補正式を用いて、検査対象の画像を補正し、補正された画像の検査を行う。これにより、検査装置3では、補正式の数やパラメーターの数が抑制されていることに伴う計算時間が短縮されることに加えて、高精度な検査を行うことができる。   As described above, the inspection apparatus 3 according to the second embodiment corrects an image to be inspected using the correction formula calculated by the correction formula calculation apparatus 1 and inspects the corrected image. As a result, the inspection apparatus 3 can perform a highly accurate inspection in addition to reducing the calculation time associated with the number of correction equations and the number of parameters being suppressed.

なお、以上に説明した補正式算出装置1は、レンズ中心検出部12により中心対応位置CPを検出したが、これに代えて、操作部11や操作部30からユーザーにより中心対応位置CPが入力され、入力された中心対応位置CPに基づいて補正式を算出してもよい。   In the correction formula calculation apparatus 1 described above, the center corresponding position CP is detected by the lens center detection unit 12, but instead, the center corresponding position CP is input from the operation unit 11 or the operation unit 30 by the user. The correction formula may be calculated based on the input center corresponding position CP.

また、補正式算出装置1は、ステップS130で撮像画像P上におけるパターンCLが傾き状態であると判定された場合、ステップS190で撮像画像P上におけるパターンCLを回転させるのに代えて、パターンCLの各格子点座標を、上述した角度θに基づいて回転座標変換させ、その後、回転座標変換された各格子点座標に基づいて、ステップS110以降の処理を行う構成としてもよい。通常、パターンCLを撮像画像P上において回転させた場合にデジタル誤差が生じるが、この構成では、前記のデジタル誤差が生じない方法として、各格子点座標を回転させる方法を用いることができる。その結果として、補正式算出装置1は、ステップS190でパターンCLを撮像画像P上において回転させた場合に比べて、より高精度な補正を行うための補正式を算出することができる。   In addition, when it is determined in step S130 that the pattern CL on the captured image P is in an inclined state, the correction formula calculating apparatus 1 replaces the pattern CL on the captured image P with the pattern CL in step S190. These grid point coordinates may be subjected to rotational coordinate conversion based on the angle θ described above, and thereafter, the processing after step S110 may be performed based on the respective grid point coordinates subjected to the rotational coordinate conversion. Normally, a digital error occurs when the pattern CL is rotated on the captured image P. In this configuration, a method of rotating each grid point coordinate can be used as a method that does not cause the digital error. As a result, the correction formula calculation apparatus 1 can calculate a correction formula for performing correction with higher accuracy than when the pattern CL is rotated on the captured image P in step S190.

また、以上に説明した装置(例えば、補正式算出装置1や検査装置3)における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD(Compact Disk)−ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー(RAM:Random Access Memory)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   Further, a program for realizing the function of an arbitrary component in the above-described apparatuses (for example, the correction formula calculation apparatus 1 and the inspection apparatus 3) is recorded on a computer-readable recording medium, and the program is stored in a computer system. You may make it read and execute. Here, the “computer system” includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices. “Computer-readable recording medium” means a portable disk such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM (Read Only Memory), a CD (Compact Disk) -ROM, or a hard disk built in a computer system. Refers to the device. Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (RAM: Random Access) inside a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Memory that holds a program for a certain period of time, such as Memory).

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
In addition, the above program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
Further, the above program may be for realizing a part of the functions described above. Further, the program may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.

1 補正式算出装置、2 撮像部、3 検査装置、4、26 画像取得部、6 制御部、8、29 表示部、10、31 記憶部、11、30 操作部、12 レンズ中心検出部、14 格子点間距離算出部、16 回転補正部、18 収差量算出部、20 第1算出部、22 第2算出部、23 第3算出部、27 画像補正部、28 検査部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Correction formula calculation apparatus, 2 Imaging part, 3 Inspection apparatus, 4, 26 Image acquisition part, 6 Control part, 8, 29 Display part, 10, 31 Storage part, 11, 30 Operation part, 12 Lens center detection part, 14 Interstitial point distance calculation unit, 16 rotation correction unit, 18 aberration amount calculation unit, 20 first calculation unit, 22 second calculation unit, 23 third calculation unit, 27 image correction unit, 28 inspection unit

Claims (12)

所定のパターンが撮像された画像において、前記所定のパターンに関する複数の基準点を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記複数の基準点に基づいて、前記撮像に使用されたレンズの収差により前記画像において平面的に発生する歪みの第1方向の成分を表現する偶数次多項式を算出する第1算出部と、
前記第1方向とは異なる第2方向における前記第1方向の成分の分布を表現する前記偶数次多項式の係数を表す3次以上の奇数次多項式を算出する第2算出部と、
前記第2算出部による算出結果に基づいて、前記歪みを補正する補正式を算出する第3算出部と、
を備える補正式算出装置。
A detection unit for detecting a plurality of reference points related to the predetermined pattern in an image obtained by capturing the predetermined pattern;
Based on the plurality of reference points detected by the detection unit, an even-order polynomial expressing a first direction component of distortion generated in a plane in the image due to the aberration of the lens used for the imaging is calculated. A first calculation unit;
A second calculation unit that calculates a third-order or higher-order odd-order polynomial that represents a coefficient of the even-order polynomial that expresses a distribution of components in the first direction in a second direction different from the first direction;
A third calculation unit that calculates a correction formula for correcting the distortion based on a calculation result by the second calculation unit;
A correction formula calculation apparatus comprising:
前記所定のパターンは、格子のパターンである、
請求項1に記載の補正式算出装置。
The predetermined pattern is a lattice pattern,
The correction formula calculation apparatus according to claim 1.
前記複数の基準点は、前記格子のパターンに対応する格子の格子点である、
請求項2に記載の補正式算出装置。
The plurality of reference points are lattice points of a lattice corresponding to the lattice pattern,
The correction formula calculation apparatus according to claim 2.
前記検出部は、前記画像において前記レンズの中心に対応する位置を含む1つの格子の4つの格子点に基づいて、前記複数の基準点を検出する、
請求項3に記載の補正式算出装置。
The detection unit detects the plurality of reference points based on four lattice points of one lattice including a position corresponding to the center of the lens in the image.
The correction formula calculation apparatus according to claim 3.
前記検出部は、前記画像における各格子点間の距離を算出し、算出された各格子点間の距離に基づいて前記レンズの中心に対応する位置を検出する、
請求項3または請求項4に記載の補正式算出装置。
The detection unit calculates a distance between the lattice points in the image, and detects a position corresponding to the center of the lens based on the calculated distance between the lattice points.
The correction formula calculation apparatus according to claim 3 or 4.
前記検出部は、前記各格子点間の距離のデータを偶数次多項式でフィッティングし、前記フィッティングの結果として得られる前記偶数次多項式の値が極値となる位置に基づいて、前記レンズの中心に対応する位置を検出する、
請求項5に記載の補正式算出装置。
The detection unit fits the distance data between the lattice points with an even-order polynomial, and based on the position where the value of the even-order polynomial obtained as a result of the fitting is an extreme value, Detect the corresponding position,
The correction formula calculation apparatus according to claim 5.
前記第1算出部は、前記複数の基準点に基づく基準格子パターンの各格子点の位置と、前記基準格子パターンの各格子点にそれぞれ対応する前記所定のパターンの各格子点の位置との間の差分を、前記レンズの収差による歪みとして、前記偶数次多項式を算出する、
請求項3から請求項6のいずれか1項に記載の補正式算出装置。
The first calculator is configured to determine a position between each grid point position of the reference grid pattern based on the plurality of reference points and each grid point position of the predetermined pattern corresponding to each grid point of the reference grid pattern. And calculating the even-order polynomial as a distortion due to the aberration of the lens,
The correction formula calculation apparatus according to any one of claims 3 to 6.
前記第1算出部は、前記レンズの収差による歪みのデータを偶数次多項式によりフィッティングし、前記フィッティングの結果として、前記偶数次多項式を算出する、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の補正式算出装置。
The first calculation unit fits distortion data due to the aberration of the lens with an even-order polynomial, and calculates the even-order polynomial as a result of the fitting.
The correction formula calculation apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記第2算出部は、前記偶数次多項式の係数を、前記3次以上の奇数次多項式によりフィッティングし、前記フィッティングの結果として、前記3次以上の奇数次多項式を算出する、
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の補正式算出装置。
The second calculating unit fits the coefficient of the even-order polynomial by the odd-order polynomial of the third order or higher, and calculates the odd-order polynomial of the third order or higher as a result of the fitting.
The correction formula calculation apparatus according to any one of claims 1 to 8.
所定のパターンが撮像された画像において、前記所定のパターンに関する複数の基準点を検出し、
前記複数の基準点に基づいて、前記撮像に使用されたレンズの収差により前記画像において平面的に発生する歪みの第1方向の成分を表現する偶数次多項式を算出し、
前記第1方向とは異なる第2方向における前記第1方向の成分の分布を表現する前記偶数次多項式の係数を表す3次以上の奇数次多項式を算出し、
前記3次以上の奇数次多項式に基づいて、前記歪みを補正する補正式を算出する、
補正式算出方法。
A plurality of reference points related to the predetermined pattern are detected in an image obtained by capturing the predetermined pattern;
Based on the plurality of reference points, an even-order polynomial expressing a first direction component of distortion generated in a plane in the image due to aberration of the lens used for the imaging is calculated,
Calculating a third or higher order odd-order polynomial representing a coefficient of the even-order polynomial expressing a distribution of components in the first direction in a second direction different from the first direction;
Calculating a correction formula for correcting the distortion, based on the third-order or higher-order odd-order polynomial;
Correction formula calculation method.
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の補正式算出装置と、
前記補正式算出装置の前記第3算出部により算出された前記補正式を用いて、検査対象の画像を補正する画像補正部と、
前記画像補正部により補正された画像の検査を行う検査部と、
を備える検査装置。
The correction formula calculation apparatus according to any one of claims 1 to 9,
An image correction unit that corrects an image to be inspected using the correction formula calculated by the third calculation unit of the correction formula calculation device;
An inspection unit for inspecting the image corrected by the image correction unit;
An inspection apparatus comprising:
請求項10に記載の補正式算出方法により算出された前記補正式を用いて、検査対象の画像を補正し、
前記補正された画像の検査を行う、
検査方法。
An image to be inspected is corrected using the correction formula calculated by the correction formula calculation method according to claim 10,
Inspecting the corrected image;
Inspection method.
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