CN106971387A - 检查装置、检查系统和制造物品的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及检查装置、检查系统和制造物品的方法。本发明提供一种执行表面的外观检查的检查装置，该装置包括多个成像器件、包含多个光源的照射器件和处理器，其中，多个成像器件被布置为使得多个成像器件分别对表面成像的方位方向相互不同，并且，处理器被配置为在使得多个成像器件中的每一个对表面成像的情况下控制照射器件，使得表面被多个光源中的对表面成像的方位角与对表面照射的方位角之间的角度差小于90度的光源照射。

Description

检查装置、检查系统和制造物品的方法

技术领域

本发明涉及用于检查表面的外观的检查装置、检查系统和制造物品的方法。

背景技术

在表面外观检查中，基于表面的图像来检查表面的外观以取代目视观察的检查方式的检查装置继续被推行。在日本专利公开No.2014-215217中，提出如下的检查装置：在该检查装置中，通过布置于表面上方的单个照相机，在改变表面的照射方向(方位角)的同时多次执行表面的成像，并且基于通过合成这样获得的多个图像而得到的合成图像来检查表面的缺陷(划痕等)。

近年来，存在如下的需要：检查表面以使得在检查装置中检测具有大致等于或者小于表面的表面粗糙度的量级的宽度或深度的细微划痕。为了以这种方式检查表面，希望配置检查装置，使得被表面的缺陷反射并且入射于照相机上的光的强度关于被表面中的缺陷以外的部分反射并且入射于照相机上的光的强度的比值或者差值变大。

发明内容

本发明例如提供在相对于噪声大小的信号大小方面有利的检查装置。

根据本发明的一个方面，提供一种执行表面的外观检查的检查装置，该装置包括：多个成像器件，分别被配置为斜着从表面的上方对表面成像；照射器件，包含多个光源并且被配置为从相互不同的方向照射表面；以及处理器，被配置为使得多个成像器件中的每一个对表面成像并且执行基于通过多个成像器件获得的多个图像进行检查的处理，其中，多个成像器件被布置为使得多个成像器件分别对表面成像的方位方向相互不同，并且其中，处理器被配置为在使得多个成像器件中的每一个对表面成像的情况下控制照射器件，使得表面被多个光源中的对表面成像的方位角与照射表面的方位角之间的角度差小于90度的光源照射。

根据本发明的一个方面，提供一种执行表面的外观检查的检查装置，该装置包括：照射器件，被配置为斜着从表面上方照射表面；成像器件，被配置为斜着从表面上方对表面成像；处理器，被配置为执行基于通过使得成像器件将通过照射器件照射的表面成像所获得的图像进行检查的处理，其中，该装置被配置为使得照射器件沿成像器件对表面成像的方位方向照射表面。

根据本发明的一个方面，提供一种制造物品的方法，该方法包括以下步骤：通过使用检查装置执行物体的表面的外观检查；和处理执行检查的物体以制造物品，其中，检查装置包括：照射器件，被配置为斜着从表面上方照射表面；成像器件，被配置为斜着从表面上方对表面成像；处理器，被配置为执行基于通过使得成像器件将通过照射器件照射的表面成像所获得的图像进行检查的处理，其中，该装置被配置为使得照射器件沿成像器件对表面成像的方位方向照射表面。

参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是例示出目视检查系统的示意图。

图2A是例示出照射器件的配置的示图。

图2B是例示出照射器件的配置的示图。

图3是例示出检查表面外观的方法的流程图。

图4是例示出通过主成像器件对表面成像的方法的流程图。

图5是从上方观看的照射器件的透视图。

图6是例示出通过主成像器件获得的表面的缺陷的图像的示图。

图7是例示出在外观检查中使用的合成图像的示图。

图8A是从上方观看的照射器件的透视图。

图8B是从上方观看的照射器件的透视图。

图9是例示出表面的正常部分中的散射光的强度分布的示图。

图10是例示出副成像器件的成像角θc与S/N比之间的关系的示图。

图11是例示出通过副成像器件获得的图像的示图。

图12A是用于解释副成像器件的布置的示图。

图12B是用于解释副成像器件的布置的示图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的示例性实施例。注意，相同的附图标记在附图中始终表示相同的部件，并且，将不给出其重复的描述。

[器件配置]

解释根据本发明的目视检查系统1。图1是例示出目视检查系统1的示意图。例如，目视检查系统1可包含用于执行具有作为平面的表面11a(被检查表面)的工件(目标物体)的外观检查的检查装置10和用于将工件11传送到检查装置10执行外观检查的位置的传送装置12(例如，传送机构)。例如，工件11是用于工业产品的金属零件或树脂零件。有着在工件11的表面上形成诸如划痕、凸凹或凸块等的缺陷的情况，检查装置10检测这些缺陷，并且，基于检测结果，工件11被归类为无缺陷产品或有缺陷产品。此外，虽然在本实施例中对传送装置12使用传送机构，但是可通过诸如机器人、滑块或者手动放置之类的其它手段来传送工件11。

检查装置10可包含照射器件101、主成像器件102(第二成像器件)、多个副成像器件103(103a和103b)(成像器件)和控制单元104。主成像器件102和多个副成像器件103是例如包含上面二维地布置像素并且将工件11的表面11a成像的诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器的图像传感器的区域传感器照相机。通过以这种方式使用区域传感器照相机，能够一并获得比线传感器照相机宽的视场的图像，因此，能够高速地执行工件11的外观检查。此外，控制单元104由具有例如CPU和存储器的计算机构成，并且，它控制检查装置10的各部分。本实施例的控制单元104具有作为用于基于通过主成像器件102和多个副成像器件103获得的多个图像根据工件11(表面11a)的外观检查执行处理的处理器的功能。但是，它不限于此，并且，可与控制单元104分开地设置处理器。

主成像器件102可被布置为从上方将表面11a成像，即，由将表面11a成像的方向与表面11a形成的角度(以下，称为成像角θc)为90度。此外，多个副成像器件103中的每一个可被布置为斜着从上方将表面11a成像，即，使得成像角θc小于90度。多个副成像器件103中的每一个被布置为使得成像角θc处于60±10度的范围中是有利的。此外，多个副成像器件103被布置为使得它们将表面11a成像的方位角相互不同。本实施例中的多个副成像器件103可包含两个成像器件103a和103b，这两个成像器件被布置为使得它们将表面11a成像的方位角相差90度。例如，副成像器件103a可被布置为使得它将表面11a成像的方位角为第一方位角(225度)，副成像器件103b可被布置为使得它将表面11a成像的方位角为第二方位角(315度)。

这里，表面11a被成像的方向是沿主成像器件102或副成像器件103中的任一个的光轴的方向，并且是从主成像器件102或者副成像器件103中的任一个引向表面11a的方向。此外，本实施例中的方位角是与表面11a平行的平面(例如，XY面(水平面))上的角，并且，被定义为对于该面上的基准方位方向(例如，X方向)的逆时针方向的角度。

照射器件101具有用于从相互不同的方向向表面11a照射光使得可从多个方向照射表面11a的多个光源112。图2是例示出照射器件101的配置的示图。图2A是照射器件101的断面图，图2B是从上方观看的照射器件101的透视图。本实施例的照射器件101可包含用于包围表面11a(工件11)的盖子部件113(支撑部件)，并且，可在盖子部件113的面向被检查表面的一侧由盖子部件113支撑多个光源112。这里，为了减少被表面11a反射的光被盖子部件113的面向被检查表面侧的表面反射并且再次照射于表面11a上，盖子部件113可被配置为在面向被检查表面侧具有光吸收率大于或等于80％的光吸收材料。此外，光向表面11a照射的方向是沿从光源112(112a，112b，112c)发射的光的光轴的方向并且是从光源112指向表面11a的方向。

多个光源112可包含例如多个(四个)第一光源112a、多个(八个)第二光源112b和多个(八个)第三光源112c。多个第一光源112a被布置为使得由它们向表面11a照射光的方向与表面11a形成的角度(以下，称为照射角θi)是第一角度θ1，并且它们向表面11a照射光的方位角相互不同。多个第二光源112b被布置为使得照射角θi是小于第一角度θ1的第二角度θ2且它们向表面11a照射光的方位角相互不同。多个第三光源112c被布置为使得照射角θi是小于第二角度θ2的第三角度θ3且它们从方位角相互不同的方向向表面11a照射光。这里，第一角度θ1处于60±10度的范围内、第二角度θ2处于45±10度的范围内、第三角度θ3处于30±10度的范围内是有利的。

此外，可在盖子部件113上形成用于通过主成像器件102将表面11a成像的开口110和用于分别通过副成像器件103a和103b将表面11a成像的开口111a和111b。在本实施例中，副成像器件103a和103b的成像角θc被配置为第一角度θ1。因此，在布置多个第一光源112a中的每一个的第一角度θ1的位置上，可在盖子部件113中形成图2B所示的开口111a和111b，使得方位角与布置多个第一光源112a中的每一个的方位角不同。但是，不限于该配置，并且，副成像器件103a和103b可被布置为使得成像角θc等于或小于第一角度且大于第三角度(或第二角度)，即，满足θ3＜θc≤θ1(或θ2＜θc≤θ1)。在这种情况下，可在盖子部件113中形成开口111a和111b，使得它们与副成像器件103a和103b的布置对应。

[关于外观检查方法]

下面，解释用于通过使用以上参照图3描述的检查装置10检查表面11a的外观的方法。图3是例示出检查表面11a的外观的方法的流程图。例如，图3所示的流程图的各步骤可由控制单元104控制。

在步骤S11中，控制单元104在改变表面11a的照射方向的同时通过主成像器件102多次将表面11a成像。以下参照图4～图6解释步骤S11的细节。图4是用于例示出用于在步骤S11中通过主成像器件102将表面11a成像的方法的流程图。图5是从上方观看的照射器件101的透视图，并且与图2B对应。图5用于描述多个光源112中的通过变黑来例示的光源112被点亮的状态，即，光照射到表面11a上的状态。此外，图6是例示出作为在图5所示的状态中的每一个中通过主成像器件102获得的表面11a的缺陷的图像的示图。在图6中，分别例示出在表面11a中形成的划痕或凸凹和具有吸光性质的外来粒子(以下，称为“光吸收性外来粒子”)的图像。这里，在步骤S11中，将表面11a的划痕与表面11a的表面粗糙度的量级相比较，并且，使得宽度足够宽或者深度足够深的划痕为检查目标。在后面描述的步骤S13中，具有大致等于或小于表面11a的表面粗糙度的量级的宽度和深度的划痕可以是检查目标。

在步骤S11-1中，控制单元104控制照射器件101，使得它进入光向表面11a照射的方位角相互不同的多个状态，并且控制主成像器件102以在多个状态中的每一个中将表面11a成像。例如，如图5的501～504所示，控制单元104可通过改变多个第三光源112c中的向表面11a照射光的第三光源112c而使得光向表面11a照射的方位角相互不同。然后，可通过控制单元104控制主成像器件102以在光照射到表面11a的方位角相互不同的多个状态中的每一个中将表面11a成像，获得图6的附图标记601～604所示的图像。这里，在图6的附图标记601～604所示的图像中，在表面11a的不形成缺陷(划痕、凸凹或光吸收性外来粒子)的部分(以下，称为正常部分)上，出现亮度在各像素中不同的亮度噪声。这种亮度噪声可通过由于表面11a的表面粗糙度使得光在表面11a上被散射而出现。

图5的附图标记501例示出从0度和180度的方位角通过使用将光照射到表面11a的第三光源112c来照射表面11a的状态，并且，在这种状态下获得图6的附图标记601所示的图像。图5的附图标记502例示出从45度和225度的方位角通过使用将光照射到表面11a上的第三光源112c来照射表面11a的状态，并且，在这种状态下获得图6的附图标记602所示的图像。图5的附图标记503例示出从90度和270度的方位角通过使用将光照射到表面11a上的第三光源112c来照射表面11a的状态，并且，在这种状态下获得图6的附图标记603所示的图像。图5的附图标记504例示出从135度和315度的方位角通过使用将光照射到表面11a上的第三光源112c来照射表面11a的状态，并且，在这种状态下获得图6的附图标记604所示的图像。虽然在本实施例的步骤S11-1的步骤中仅使用多个第三光源112c，但是不限于此，并且，例如可使用多个第一光源112a或多个第二光源112b。

对于表面11a的划痕，如图6的附图标记601～604所示，当光照射于表面11a上的方位角改变时，图像上的外观根据方位角改变。例如，当光如图6的附图标记601所示的那样以与划痕延伸的方位角平行的方位角照射于表面11a上时，检测图像上的划痕是困难的。此外，当光如图6的附图标记603所示的那样以与划痕延伸的方位角不同(例如，正交)的方位角照射于表面11a上时，能够容易地检测图像上的划痕。这是由于，光被划痕反射或散射并且入射于主成像器件102上越多，则光照射于表面11a上的方位角与划痕延伸的方位角之间的角度差越接近90度。以这种方式，能够通过使得光照射于表面11a上的方位角改变来获得用于检查表面11a的划痕的图像。这里，关于表面11a的光吸收性外来粒子或凸凹，即使光照射于表面11a上的方位角改变，图6的附图标记601～604所示的图像上的外观也几乎不变。出于这种原因，可分别获得步骤S11-2中的用于检查凸凹的图像和步骤S11-3中的用于检查光吸收性外来粒子的图像。

在步骤S11-2中，控制单元104控制照射器件101，使得它进入照射角θi相互不同的多个状态，并且控制主成像器件102，使得在多个状态中的每一个中将表面11a成像。例如，如图5的附图标记505所示，控制单元104可控制照射器件101以通过多个第三光源112c将光照射于表面11a上，并且，当它使得主成像器件102在这种状态下将表面11a成像时，获得图6的附图标记605所示的图像。此外，如图5的附图标记506所示，控制单元104可控制照射器件101，以通过多个第二光源112b将光照射于表面11a上，并且当它使得主成像器件102在这种状态下将表面11a成像时，获得图6的附图标记606所示的图像。类似地，如图5的附图标记507所示，控制单元104可控制照射器件101，以通过多个第一光源112a将光照射于表面11a上，并且当它使得主成像器件102在这种状态下将表面11a成像时，获得图6的附图标记607所示的图像。

这里，当照射角θi改变时，被表面11a反射并且入射于主成像器件102上的光的强度可由于表面11a的表面粗糙度而改变。出于这种原因，希望调整从各光源112发射的光的强度，使得入射于主成像器件102上的光的强度在表面11a在照射角θi相互不同的多个状态中的每一个中被成像的情况下变得在多个状态中相同。

对于表面11a的划痕，如图6的附图标记605～607所示，当照射角θi改变时，图像上的外观根据照射角θi改变。例如，在使用多个第三光源112c时的图像(图6的附图标记605)中，划痕的亮度变得大于正常部分。此外，在使用多个第二光源112b时的图像(图6的附图标记606)中，划痕的亮度变得与正常部分相同，并且，在使用多个第一光源112a时的图像(图6的附图标记607)中，划痕的亮度变得小于正常部分。这是由于，被划痕的侧表面(构成划痕的表面)反射并且入射于主成像器件102上的光的强度根据照射角θi改变。

对于表面11a的凸凹，如图6的附图标记605～607所示，当照射角θi改变时，图像上的外观根据照射角θi改变。这是由于，与划痕类似，被凸凹反射并且入射于主成像器件102上的光的强度根据照射角θi改变。同时，关于光吸收性外来粒子，即使照射角θi改变时，图像上的外观也几乎不变。这里，与图6的附图标记601～604相比，在图6的附图标记605～607所示的图像中，正常部分中的亮度噪声较小。这是由于，通过用布置于相互不同的方位角处的多个光源112在表面11a上照射光，各像素的亮度被平均化。

在步骤S11-3中，如图5的附图标记508所示，控制单元104控制照射器件101以用所有的光源112c将光照射于表面11a上，并且，控制主成像器件102以在这种状态下将表面11a成像。这样，控制单元104可获得图6的附图标记608所示的图像。在这种情况下，对于表面11a的划痕和凸凹，亮度变得与正常部分相同，并且，检测是困难的。同时，由于关于正常部分的亮度差变大，因此变得能够容易地检测表面11a的光吸收性外来粒子。这里，与图6的附图标记605～607相比，在图6的附图标记608所示的图像中，正常部分中的亮度噪声较小。这是由于通过用所有光源112照射表面11a，各像素之间的亮度被另外平均化。

返回图3的流程图，控制单元104在步骤S12中基于在步骤S11中获得的图像产生用于检测表面11a的缺陷(划痕、凸凹、光吸收性外来粒子)的图像。例如，在控制单元104对在步骤S11-1的步骤中获得的四个图像(图6的附图标记601～604)中的每一个执行遮蔽校正之后，它对于像素的各位置获得校正之后的四个图像中的亮度的最大值与最小值之间的差值。关于具有大于表面11a的表面粗糙度的量级的宽度和深度的划痕，当光照射于表面11a上的方位角改变时，如图6的附图标记601～604的四个图像所示，图像中的划痕的亮度与正常部分相比大大改变。出于这种原因，如图7的附图标记701所示，控制单元104能够通过获得四个图像中的亮度的最大值与最小值之间的差值来获得可容易地检测划痕的合成图像。

此外，在控制单元对在步骤S11-2的步骤中获得的三个图像(图6的附图标记605～607)中的每一个执行遮蔽校正之后，它对于像素的各位置获得校正之后的三个图像中的亮度的最大值与最小值之间的差值。关于表面11a的划痕和凸凹，当照射角θi改变时，如图6的附图标记605～607的三个图像所示，图像中的划痕和凸凹的亮度与正常部分相比大大改变。出于这种原因，如图7的附图标记702所示，控制单元104能够通过获得三个图像中的亮度的最大值与最小值之间的差值来获得可容易地检测划痕和凸凹的合成图像。注意，关于光吸收性外来粒子，即使不产生合成图像，也可根据在步骤S11-3的步骤中获得的图像(图6的附图标记608)容易地检测它。此外，当产生合成图像时，也可添加没有缺陷的无缺陷产品的图像。

这里，将描述具有等于或小于表面11a的表面粗糙度的量级的宽度和深度的划痕(以下，称为微划痕)的检测。在步骤S11和步骤S12的步骤中，难以产生可检测微划痕的图像。出于这种原因，在步骤S13中，本实施例的控制单元104通过用副成像器件103a和103b中的每一个将表面11a成像获得用于检测在表面11a上形成的微划痕的图像。以下参照图8～11解释步骤S13的细节。

图8A和图8B是从上方观看的照射器件101的透视图，并且，与图2B对应。图8A和图8B描述多个光源112中的通过变黑所例示出的光源112被点亮的状态，即，光照射到表面11a上的状态。此外，图8A是例示出通过副成像器件103a将表面11a成像的情况下的照射器件101的控制的示图，图8B是例示出通过副成像器件103b将表面11a成像的情况下的照射器件101的控制的示图。

在通过副成像器件103a将表面11a成像的情况下，控制单元104控制照射器件101，使得由表面11a被成像的方位角与光照射于表面11a上的方位角之间的角度差小于90度的光源112照射表面11a。此时，控制单元104可控制照射器件101，使得照射角θi小于副成像器件103a的成像角θc。例如，在通过副成像器件103a将表面11a成像的情况下，控制单元104可控制照射器件101，使得通过满足上述的条件的三个第三光源112c1、112c2和112c3中的至少一个照射表面11a。在本实施例中，在通过副成像器件103a将表面11a成像的情况下，控制单元104控制照射器件101，使得通过第三光源112c2照射表面11a，如图8A所示。

在通过副成像器件103b将表面11a成像的情况下，控制单元104控制照射器件101，使得由表面11a被成像的方位角与光照射于表面11a上的方位角之间的角度差小于90度的光源112照射表面11a。此时，控制单元104可控制照射器件101，使得照射角θi小于副成像器件103b的成像角θc。例如，在通过副成像器件103b将表面11a成像的情况下，控制单元104可控制照射器件101，使得通过满足上述的条件的第三光源112c3、112c4和112c5中的至少一个照射表面11a。在本实施例中，在通过副成像器件103b将表面11a成像的情况下，如图8B所示，控制单元104控制照射器件101，使得通过第三光源112c4照射表面11a。

下面，将描述能够通过如上面描述的那样控制照射器件101来检测通过副成像器件103a和103b中的每一个获得的图像上的微划痕的原因。图9是例示出表面11a的正常部分中的散射光的强度分布的示图。在作为检查目标的表面11a是粗糙表面的情况下，在表面11a的正常部分中产生散射光。如图9所示，散射光形成分布，其中，光强度在照射光的镜面反射的方向上最强，并且，方向越与镜面反射方向分开，则光强度变得越弱。出于这种原因，在通过副成像器件103将表面11a成像的情况下，能够在如上面描述的那样控制照射器件101时减少入射于副成像器件103上的散射光的强度。具体而言，在通过副成像器件103获得的图像中，S/N比可增大。

图10是例示出副成像器件103的成像角θc与微划痕的S/N比之间的关系的示图。图10中的横轴表示副成像器件103的成像角θc，纵轴表示S/N比。图中的线51和线52表示表面11a被成像的方位角与光照射于表面11a上的方位角相同的情况下的成像角θc与S/N比之间的关系。图中的线53和线54表示表面11a被成像的方位角与光照射于表面11a上的方位角相差180度的情况下的成像角θc与S/N比之间的关系。此外，线51和线54表示使用第三光源112c的情况，线52和线53表示使用第二光源112b的情况。

参照图10，在光照射于表面11a上的方位角与表面11a被成像的方位角相同的情况下，与这些方位角相差180度的情况相比，S/N比较高。这表示，对于光照射于表面11a上的方位角与表面11a被成像的方位角之间的较小的角度差，S/N比变高。此外，当表面11a被第三光源112c照射时，与表面11a被第二光源112b照射时相比，S/N比较高。这表示，当照射角θi较小时，S/N比变高。具体而言，可以看出，为了容易地检测通过副成像器件103获得的图像的顶部的微划痕，表面11a可被照射，使得光照射于表面11a上的方位角与表面11a被成像的方位角之间的角度差与照射角θi一起变小。

此外，参照图10，当成像角θc变小时，S/N比变大。由此可以看出，当通过成像角θc小于主成像器件102的副成像器件103将表面11a成像时，通过使得S/N比在图像中更高，能够更容易地检测图像上的微划痕。但是，成像角θc越小，则表面11a的成像越斜，因此为了一并将表面11a成像，需要使得焦点深度更大。出于这种原因，考虑焦点深度，副成像器件103的成像角θc被设定于60±10度的范围内是有利的。

图11是例示出通过各自用副成像器件103a和103b将微划痕成像获得的图像的示图。图11的附图标记1101～1104表示由副成像器件103a获得的图像，图11的附图标记1105～1108表示由副成像器件103b获得的图像。此外，图11的附图标记1101和1105表示微划痕延伸的方位角为0度时的图像，并且，图11的附图标记1102和1106表示微划痕延伸的方位角为45度时的图像。图11的附图标记1103和1107表示微划痕延伸的方位角为90度时的图像，图11的附图标记1104和1108表示微划痕延伸的方位角为135度时的图像。

在通过副成像器件103a获得的图像(图11的附图标记1101～1104)中，当微划痕延伸的方位角为135度(图11的附图标记1104)时，S/N比变得最高。这是由于，当微划痕延伸的方位方向关于通过副成像器件103a将表面11a成像的方位角方向接近正交时，通过微划痕反射并且入射于副成像器件103a上的光的强度变高。出于这种原因，当微划痕延伸的方位角为45度(图11的附图标记1102)时，微划痕延伸的方位方向与通过副成像器件103a将表面11a成像的方位方向平行，并且，S/N比最低。

此外，在通过副成像器件103b获得的图像(图11的附图标记1105～1108)中，当微划痕延伸的方位角为45度(图11的附图标记1106)时，S/N比最高，并且，当微划痕延伸的方位角为135度(图11的附图标记1108)时，S/N比最低。具体而言，为了更精确地检测表面11a的微划痕，两个副成像器件103a和103b被布置使得它们将表面11a成像的方位角相互相差90度是有利的。以这种方式，通过布置两个副成像器件103a和103b，即使在不能通过副成像器件103中的一个检测微划痕的情况下，也可通过另一副成像器件103检测微划痕。

在本实施例中，虽然描述的是使用两个副成像器件103的例子，但是可以使用三个或更多个副成像器件103。此外，在本实施例中，虽然描述在通过副成像器件103将表面11a成像的情况下表面11a被照射使得表面11a被成像的方位角与光照射于表面11a上的方位角变得相同的例子，但是不限于此。例如，如果表面11a被成像的方位角与光照射于表面11a上的方位角之间的角度差小于90度，那么这些方位角可相互不同。

返回图3的流程图，在步骤S14中，控制单元104基于由主成像器件102获得的图像和由副成像器件103获得的图像评价表面11a(工件11)的外观。例如，控制单元104可基于在步骤S12的步骤中产生的合成图像(图7的附图标记701和702)以及在步骤S13中获得的图像(例如，图11的附图标记1101～1108)执行在表面11a上是否有划痕(也包含微划痕)的评价。此外，控制单元104可基于在步骤S12的步骤中产生的合成图像(图7的附图标记702)执行在表面11a上是否存在凸凹的评价，并且，可基于在步骤S11-3的步骤中获得的图像(图6的附图标记608)执行在表面11a上是否存在光吸收性外来粒子的评价。这里，为了评价表面11a的外观可使用的图像不限于上述的图像，并且，例如，控制单元104可基于合成图像或图6、图7和图11所示的图像中的任一个评价表面11a的外观。此外，在本实施例中，通过使用所有的光源112照射表面11a来获得图6的附图标记608所示的图像，并且，执行基于图像评价光吸收性外来粒子是否在表面11a上。但是，不限于此，例如，作为图6的附图标记608所示的图像的替代，可以使用通过合成或平均化图6的附图标记605～607所示的图像而获得的图像。

以下，将描述通过控制单元104评价表面11a的外观的方法的一个例子。在本实施例中，首先，控制单元104学习多个无缺陷产品的图像，并且产生用于计算用于确定外观的质量的分数的质量确定模型。具体而言，控制单元104通过基于多个无缺陷产品的图像在外观的质量确定中确定有效的多个图像特征并且自动确定用于从各图像特征的特征量计算异常程度(或正常程度)分数的方法，产生质量确定模型。

然后，控制单元104通过关于各图像特征获得工件11的特征量，从通过对检查目标的工件11(表面11a)成像所获得的图像计算异常程度分数，并且基于计算的异常程度分数确定表面11a的外观的质量。具体而言，控制单元104参照用户事先设定的异常程度分数阈值，并且，如果作为检查目标的工件11的异常程度分数大于或等于该阈值，则确定工件11为有缺陷产品，如果它小于阈值，则确定工件11为无缺陷产品。这里，例如，多个图像特征可包含工件11(表面11a)上的划痕、凸凹或光吸收性外来粒子。此外，虽然可产生多个质量确定模型，以便对多个图像特征中的每一个计算分数，但是，考虑缩短评价时间，产生一个质量确定模型以使得从多个图像特征计算一个分数是有利的。

如上所述，本实施例的检查装置10基于通过用主成像器件102和多个副成像器件103将表面11a成像所获得的多个图像来评价表面11a的外观。由此，能够以更高的精度检测表面11a的缺陷。特别地，本实施例的检查装置10在通过副成像器件103将表面11a成像的情况下控制照射器件101，使得表面11a被成像的方位角与光照射于表面11a上的方位角之间的角度差变得小于90度。这样，能够以更高的精度检测在表面11a上形成的微划痕。

这里，参照图12A和图12B，描述副成像器件103的布置。图12A是例示出副成像器件103与工件11(表面11a)之间的位置关系的示图，图12B是例示出副成像器件103的视场(通过副成像器件103获得的图像)的示图。如图12A所示，由于从成像角θc小于90度的方向将表面11a成像，因此，副成像器件103被布置为关于表面11a倾斜。出于这种原因，从副成像器件103的透镜的主面到表面11a的距离在表面11a的较接近副成像器件103的端部11a₁处为D₁，在表面11a的较远离副成像器件103的端部11a₂处为D₂，并且，可出现依赖于表面上的位置的差异。换句话说，如果副成像器件103中的透镜是非远心的，那么副成像器件103中的表面11a的外观可在端部11a₁侧与端部11a₂侧之间不同。

具体而言，当副成像器件103的透镜的焦距为f、副成像器件103的图像传感器的尺寸(一侧的长度)为L且副成像器件103与表面11a之间的距离为D时，副成像器件103的视场由(D/f-1)×L表达。即，副成像器件103的视场在端部11a₁侧(距离D₁)为(D₁/f-1)×L且副成像器件103的视场在端部11a₂侧(距离D₂)为(D₂/f-1)×L，并且，表面11a的外观在端部11a₁与端部11a₂之间不同。

因此，在副成像器件103中，获得图像，其中，随着表面11a与副成像器件103之间的距离变得更近，图像上的表面11a的尺寸变大。此时，当副成像器件103被布置为使得副成像器件103的视场的中心与表面11a的中心对准时，整个表面11a可能不配合于图像中，如图12B所示。出于这种原因，在副成像器件103中，视场的中心从表面11a的中心偏移以使得整个表面11a配合于图像中是有利的。

此外，在主成像器件102中，为了在改变用于将光照射于表面11a上的光源112的同时多次将表面11a成像，透镜的孔径可被设定于它在一定程度上被加宽使得成像时间被缩短的状态。当在透镜的孔径被加宽的状态下将表面11a成像时，由于分辨率提高，因此能够更精确地检测表面11a的缺陷。同时，在副成像器件103中，透镜的孔径可被设定于它在一定程度上被关闭的状态，原因是一并将表面11a成像以减少失焦是有利的。因此，主成像器件102的透镜的孔径可被设定为与副成像器件103的透镜的孔径相比更多地打开。

在这种情况下，入射于副成像器件103的图像传感器上的光的量比入射于主成像器件102的图像传感器上的光的量少。出于这种原因，在通过副成像器件103获得的图像中，与通过主成像器件102获得的图像相比，噪声会更多。因此，在表面11a由副成像器件103成像的情况下，与表面11a由主成像器件102成像的情况相比，成像时间延长并且使得通过照射器件101照射于表面11a上的光的强度更大是有利的。

在本实施例中，虽然通过使用被配置为使得物体面和成像面平行的透镜作为副成像器件103的透镜描述了例子，但是不限于此。例如，被配置为使得它满足防闪条件(shine-proof condition)的透镜可被用作副成像器件103的透镜。在这种情况下，由于不需要副成像器件103的透镜的孔径在一定程度上关闭，因此，与通过主成像器件102将表面11a成像的情况相比，成像时间不需要延长，并且，通过照射器件101照射于表面11a上的光的强度不需要增加。

此外，在本实施例中，虽然描述的是通过副成像器件103a和103b中的每一个获得(成像)仅仅一个图像的例子，但是不限于此。此外，还可通过用方位方向与其不同的光源照射表面11a来进一步获得(成像)单独的图像。例如，可通过由光源沿与照相机的方位方向相反的方位方向来照射表面11a并且通过副成像器件103进行成像，以高的对比度将有着表面的适度倾斜的缺陷可视化。以这种方式，通过由副成像器件103获得不同照射条件的多个图像，不仅可检测诸如微划痕的缺陷，而且可检测各种其它缺陷。

[根据制造物品的方法的实施例]

根据上述的实施例的检查装置可用于制造物品的方法中。制造物品的方法可包括用于通过使用检查装置执行物体的检查的步骤和用于处理在该步骤中执行检查的物体的步骤。处理可包括例如测量、处理、切割、传送、设置(组装)、检查和选择中的至少一个。与常规的方法相比，本实施例的制造物品的方法在制造能力、质量、生产率和制造成本中的至少一个方面上是有利的。

<其它实施例>

也可通过读出并执行记录于存储介质(也可被更完整地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多个程序)以执行上述实施例中的一个或更多个的功能并且/或者包含用于执行上述实施例中的一个或更多个的功能的一个或更多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，或者，通过由系统或装置的计算机通过例如读出并执行来自存储介质的计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能并且/或者控制一个或更多个电路以执行上述实施例中的一个或更多个的功能而执行的方法，实现本发明的实施例。计算机可包括一个或更多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可包含单独的计算机或单独的处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可例如从网络或存储介质被提供给计算机。存储介质可包含例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的储存器、光盘(诸如紧致盘(CD)、数字万用盘(DVD)或蓝光盘(BD)^TM)、闪存设备和存储卡等中的一个或更多个。

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的变更方式以及等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种检查装置，执行表面的外观检查，该装置包括：

多个成像器件，分别被配置为斜着从表面上方对表面成像；

照射器件，包含多个光源，并且被配置为从相互不同的方向照射表面；以及

处理器，被配置为使得多个成像器件中的每一个对表面成像，并且执行基于通过多个成像器件获得的多个图像进行检查的处理，

其中，多个成像器件被布置为使得多个成像器件分别对表面成像的方位方向相互不同，以及

其中，处理器被配置为，在使多个成像器件中的每一个对表面成像的情况下控制照射器件，使得所述表面被多个光源中的对表面成像的方位角与对表面照射的方位角之间的角度差小于90度的光源照射。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，在使得多个成像器件中的每一个对表面成像的情况下使用的光源是满足如下的条件的光源：在表面与对表面照射的方向之间形成的角度小于在表面与对表面成像的方向之间形成的角度。

3.根据权利要求1所述的装置，还包括被配置为支撑多个光源的支撑件，

其中，支撑件的面向所述表面的面具有不小于80％的光吸收率。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个成像器件包含如下的两个成像器件：这两个成像器件被布置为使得这两个成像器件分别对所述表面成像的方位角彼此相差90度。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个光源包含多个第一光源和多个第二光源，其中，每个第一光源在所述表面与所述表面被其照射的方向之间具有第一角度，每个第二光源在表面与表面被其照射的方向之间具有小于第一角度的第二角度，以及

所述多个成像器件中的每一个被布置为使得在表面与由其对表面成像的方向之间形成的角度小于第一角度且大于第二角度。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述多个光源包含多个第三光源，每个第三光源在所述表面与所述表面被其照射的方向之间具有小于第二角度的第三角度。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，分别在所述多个成像器件对所述表面成像的情况下使用的光源相互不同。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，在通过所述多个成像器件中的每一个对所述表面成像的情况下使用的光源在所述表面与所述表面被其照射的方向之间具有在30±10度的范围内的角度。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个成像器件中的每一个被布置为使得在所述表面与由其对所述表面成像的方向之间形成的角度在60±10度的范围内。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个成像器件中的每一个包含图像传感器。

11.根据权利要求1所述的装置，还包括被配置为从上方对表面成像的第二成像器件，其中，

处理器被配置为进一步基于通过第二成像器件获得的图像执行处理。

12.一种检查装置，执行表面的外观检查，该装置包括：

照射器件，被配置为斜着从表面上方照射表面；

成像器件，被配置为斜着从表面上方对表面成像；

处理器，被配置为执行基于通过使成像器件将通过照射器件照射的表面成像所获得的图像进行检查的处理，

其中，该装置被配置为使得照射器件沿成像器件对表面成像的方位方向照射所述表面。

13.一种检查系统，执行物体的表面的外观检查，该系统包括：

根据权利要求12所述的检查装置；以及

传送机构，被配置为将物体传送到检查装置执行检查的位置。

14.一种用于制造物品的方法，该方法包括以下步骤：

通过使用检查装置执行物体的表面的外观检查；以及

处理执行检查的物体以制造物品，

其中，检查装置包括：

照射器件，被配置为斜着从表面上方照射表面；

成像器件，被配置为斜着从表面上方对表面成像；

处理器，被配置为执行基于通过使成像器件将通过照射器件照射的表面成像所获得的图像进行检查的处理，

其中，该装置被配置为使得照射器件沿成像器件对表面成像的方位方向照射所述表面。