CN112525924A - 缺陷检查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种缺陷检查装置。该缺陷检查装置基于发生了干涉的激光的强度图案,来生成表示检查对象的测定区域处的位移的图像即表层检查用图像。而且,该缺陷检查装置基于非相干光的强度图案,来生成测定区域的外表面的图像即外观检查用图像。
Description
技术领域
本发明涉及一种缺陷检查装置。
背景技术
以往,已知一种使用了激光干涉法的缺陷检查装置。这种缺陷检查装置例如在日本特开2007-024674号公报中被公开。
在上述日本特开2007-024674号公报中公开了一种表面表层检查装置,该表面表层检查装置对检查对象赋予热,通过激光干涉法测量检查对象表面的位移,来评价检查对象的缺陷。上述日本特开2007-024674号公报中记载的表面表层检查装置对检查对象的表面局部地加热,使检查对象表面发生热变形。此时,在检查对象上存在龟裂、剥离等不良部位的情况下,由于不良部位的热变形变大,因此在检查对象表面发生位移。而且,上述日本特开2007-024674号公报中记载的表面表层检查装置构成为通过使用激光干涉法测量所发生的位移来评价检查对象的缺陷。
在此,除了进行表层缺陷检查以外,有时还进行外观检查,在该表层缺陷检查中,通过利用激光干涉法测量表面的位移来检查在检查对象的内部(表面和表层)发生的龟裂、剥离等,在该外观检查中,根据检查对象的不同,对附着在检查对象的外表面的污垢、附着物、微小的凹凸等进行检查。因此,虽然在上述日本特开2007-024674号公报中没有明确记载,但考虑使用上述日本特开2007-024674号公报中记载的使用了激光干涉法的表面表层缺陷检查装置来进行检查对象的外观检查。然而,在利用上述以往的表面表层检查装置进行了外观检查的情况下,在照射激光而拍摄到的检查对象的图像中包含激光彼此干涉而产生的明暗的斑点(斑纹)。该斑纹在进行外观检查时使图像质量大幅劣化,因此难以使用照射激光而拍摄到的产生了斑纹的图像进行外观检查。因此,存在难以利用一个装置对检查对象进行使用了激光干涉法的表层缺陷检查和外观检查这两种检查的问题。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的,本发明的一个目的在于提供一种能够利用一个装置进行使用了激光干涉法的表层缺陷检查和外观检查这两种检查的缺陷检查装置。
为了实现上述目的,本发明的一个方面的缺陷检查装置具备:位移部,其使检查对象的测定区域位移;第一照射部,其向测定区域照射激光;第二照射部,其向测定区域照射非相干性的光即非相干光;控制部,其控制第一照射部和第二照射部的照射;干涉部,其通过激光干涉法使在测定区域处反射的激光干涉;以及摄像部,其对发生了干涉的激光和在测定区域处反射的非相干光进行拍摄,缺陷检查装置构成为:基于由摄像部拍摄到的发生了干涉的激光的强度图案,来生成表示检查对象的测定区域处的位移的图像即表层检查用图像,并且基于由摄像部拍摄到的非相干光的强度图案,来生成测定区域的外表面的图像即外观检查用图像。此外,“非相干光”是指振幅和相位不一致的光,是指具有难以观测干涉的性质的光。
在上述一个方面的缺陷检查装置中设置有:第一照射部,其向测定区域照射激光;以及第二照射部,其向测定区域照射非相干性的光即非相干光。另外,基于由摄像部拍摄到的发生了干涉的激光的强度图案,来生成表示检查对象的测定区域处的位移的图像即表层检查用图像,并且基于由摄像部拍摄到的非相干光的强度图案,来生成测定区域的外表面的图像即外观检查用图像。由此,能够使用激光干涉法进行表层缺陷检查,并且能够使用照射非相干光而拍摄到的未产生斑纹的图像进行外观检查。其结果,能够利用一个装置进行使用了激光干涉法的表层缺陷检查和外观检查这两种检查。
附图说明
图1是用于说明第一实施方式的缺陷检查装置的结构的图。
图2是用于说明第一实施方式的表层检查用图像的图。
图3是用于说明第一实施方式的外观检查用图像的图。
图4是用于说明第一实施方式的提取图像的图。
图5是用于说明第一实施方式的叠加有提取图像的外观检查用图像的图。
图6是用于说明第一实施方式的显示部的显示的图。
图7是用于说明第一实施方式的控制部的控制的流程图。
图8是用于说明第二实施方式的缺陷检查装置的结构的图。
图9是用于说明第三实施方式的缺陷检查装置的结构的图。
图10是用于说明第四实施方式的缺陷检查装置的结构的图。
图11是用于说明第四实施方式的第二反射镜的动作的图。
图12是用于说明第五实施方式的缺陷检查装置的结构的图。
图13A是用于说明第五实施方式的外观检查图像的图,是示出进行图像处理前的图。
图13B是用于说明第五实施方式的外观检查图像的图,是示出进行了图像处理后的图。
图14是用于说明第六实施方式的缺陷检查装置的结构的图。
图15是用于说明第七实施方式的缺陷检查装置的结构的图。
具体实施方式
以下,基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。
[第一实施方式]
(缺陷检查装置的结构)
参照图1对本发明的第一实施方式的缺陷检查装置100的整体结构进行说明。
如图1所示,第一实施方式的缺陷检查装置100具备振子1、第一照射部2、第二照射部3、散斑剪切干涉仪4、控制部5、信号发生器6以及显示部7。此外,振子1是本发明的“位移部”的一例,散斑剪切干涉仪4是本发明的“干涉部”的一例。
振子1和第一照射部2经由线缆与信号发生器6连接。
振子1使检查对象P的测定区域Pa位移。具体地说,振子1在测定区域Pa激励弹性波。也就是说,振子1被配置为与检查对象P接触,将来自信号发生器6的交流信号变换为机械振动,在测定区域Pa激励弹性波。
第一照射部2向测定区域Pa照射激光L1。第一照射部2包括未图示的激光光源。从激光光源照射的激光L1通过第一照明光透镜21被扩散地照射到检查对象P的表面的整个测定区域Pa。另外,第一照射部2基于来自信号发生器6的电信号,在规定的定时照射激光L1。也就是说,第一照射部2与由振子1产生的弹性波对应地向检查对象P照射激光L1。激光光源例如是激光二极管,用于照射波长为785nm的激光L1(近红外光)。
第二照射部3向测定区域Pa照射非相干性的光即非相干光L2。在此,在本实施方式中,第二照射部3照射包含具有与由第一照射部2照射的激光L1的波长相等的波长(785nm的波长)的光的非相干光L2。即,非相干光L2包含波长范围与激光L1相同的光。另外,从第二照射部3照射的非相干光L2通过第二照明光透镜31被扩散地照射到检查对象P的表面的整个测定区域Pa。第二照射部3例如是LED(Light Emitting Diode:发光二极管),且构成为中心波长为780nm以上且800nm以下的范围内的波长。
散斑剪切干涉仪4构成为通过激光干涉法使在测定区域Pa处反射的激光L1干涉。散斑剪切干涉仪4构成为:使用使由振子1激励的在测定区域Pa的互不相同的两点处反射的激光L1干涉的方法(剪切干涉法),对检查对象P的测定区域Pa处的位移进行测定。另外,散斑剪切干涉仪4包括作为配置在激光L1的光路上的光学构件的分束器41、移相器42、第一反射镜43a、第二反射镜43b、聚光透镜44以及带通滤波器45。另外,散斑剪切干涉仪4包括图像传感器46和遮光器47。此外,图像传感器46是本发明的“摄像部”的一例,带通滤波器45是本发明的“光学滤波器”的一例。另外,遮光器47是本发明的“屏蔽部”的一例。
分束器41包括半透半反镜。分束器41配置于在检查对象P的测定区域Pa处反射的激光L1和非相干光L2要入射的位置。另外,分束器41使入射的激光L1和非相干光L2如图1中的实线S1所示的光路那样向移相器42侧反射,并且使入射的激光L1和非相干光L2如图1中的虚线S2所示的光路那样向第二反射镜43b侧透过。另外,分光器41使由第一反射镜43a反射而入射的激光L1和非相干光L2如图1中的实线S1所示的光路那样向聚光透镜44侧透过,并且使由第二反射镜43b反射的激光L1和非相干光L2如图1中的虚线S2所示那样向聚光透镜44侧反射。
第一反射镜43a以相对于分束器41的反射面形成45度的角度的方式配置在由分束器41反射的激光L1和非相干光L2的光路上。第一反射镜43a使由分束器41反射的激光L1和非相干光L2向分束器41侧反射。
第二反射镜43b以相对于分束器41的反射面形成自45度的角度稍微倾斜的角度的方式配置在要透过分束器41的激光L1和非相干光L2的光路上。第二反射镜43b使透过分束器41而入射的激光L1和非相干光L2向分束器41侧反射。
移相器42配置在分束器41与第一反射镜43a之间,通过控制部5的控制,使要透过的激光L1的相位变化(偏移)。具体地说,移相器42构成为使要透过的激光L1的光路长度变化。
图像传感器46具有多个检测元件,配置于在被分束器41反射后被第一反射镜43a反射而透过分束器41的激光L1及非相干光L2(图1中的直线S1)以及在透过分束器41后被第二反射镜43b反射并被分束器41反射的激光L1及非相干光L2(图1中的虚线S2)的光路上。图像传感器46例如包括CMOS图像传感器或CCD图像传感器等。
聚光透镜44配置在分束器41与图像传感器46之间,使透过分束器41的激光L1和非相干光L2(图1中的直线S1)以及被分束器41反射的激光L1和非相干光L2(图1中的虚线S2)会聚。
带通滤波器45配置在聚光透镜44与图像传感器46之间。另外,带通滤波器45使具有规定波长的光透过。而且,带通滤波器45构成为使不具有规定波长的光不透过(衰减)。带通滤波器45例如包括电介质多层膜,且将中心波长构成为785nm。即,带通滤波器45构成为使激光L1所包含的光以及非相干光L2所包含的光透过。
遮光器47对在互不相同的两点处反射的激光L1和非相干光L2要通过的互不相同的两条光路中的任一条光路进行屏蔽。具体地说,遮光器47构成为:通过后述的控制部5的控制在以下两种状态之间切换,即,屏蔽了分束器41与第二反射镜43b之间的光路(图1中的虚线S2)的状态(图1的实线)、以及开放分束器41与第二反射镜43b之间的光路的状态(图1的虚线)。
在使用了剪切干涉法的散斑剪切干涉仪4中,例如在测定区域Pa的表面上的位置Pa1及第一反射镜43a处反射的激光L1(图1中的直线S1)与在测定区域Pa的表面上的位置Pa2及第二反射镜43b处反射的激光L1(图1中的虚线S2)相互干涉,入射到图像传感器46的同一部位。位置Pa1和位置Pa2是彼此分开微小距离的位置。从测定区域Pa的各个区域中的互不相同的位置反射的激光L1通过散斑剪切干涉仪4进行引导,而分别入射到图像传感器46。
在此,在本实施方式中构成为:激光L1的光路的一部分和非相干光L2的光路的一部分是共用的,使用共用的光学构件来通过图像传感器46进行拍摄。即,由第二照射部3照射的非相干光L2通过配置在由第一照射部2照射的激光L1的光路上的光学构件后被图像传感器46拍摄。换言之,在激光L1和非相干光L2的光路上配置有共用的光学构件。
另外,图像传感器46对发生了干涉的激光L1和在测定区域Pa处反射的非相干光L2进行拍摄。换言之,发生了干涉的激光L1和在测定区域Pa处反射的非相干光L2由共用的图像传感器46进行拍摄。另外,发生了干涉的激光L1和在测定区域Pa处反射的非相干光L2包含具有能够通过共用的带通滤波器45的波长的光。
控制部5控制第一照射部2和第二照射部3的照射。另外,控制部5构成为:基于由图像传感器46拍摄到的发生了干涉的激光L1的强度图案,来生成表示检查对象P的测定区域Pa处的位移的图像即表层检查用图像D1(参照图2),并且基于由图像传感器46拍摄到的非相干光L2的强度图案,来生成测定区域Pa的外表面的图像即外观检查用图像D2(参照图3)。此外,关于由控制部5进行的与表层检查用图像D1和外观检查用图像D2的生成有关的控制,在后面叙述。
另外,控制部5构成为:使通过使第一照射部2照射激光L1来使图像传感器46拍摄激光L1的定时与通过使第二照射部3照射非相干光L2来使图像传感器46拍摄非相干光L2的定时互不相同。进而,控制部5构成为:在使振子1的动作停止的状态下,使第二照射部3照射非相干光L2,由此使图像传感器46拍摄非相干光L2。而且,控制部5构成为:在使遮光器47屏蔽了互不相同的两条光路(图1中的直线S1和虚线S2)中的一条光路(图1中的虚线S2)的状态下,使用另一条光路(图1中的直线S1)使第二照射部3照射非相干光L2,由此使图像传感器46拍摄非相干光L2。
信号发生器6发出用于由控制部5控制振子1的振动和第一照射部2的激光L1的照射定时的信号。
显示部7显示由控制部5生成的表层检查用图像D1和外观检查用图像D2。显示部7包括液晶显示器、有机EL显示器等。
检查对象P是在钢板上涂装有涂膜而得到的涂装钢板。不良部位Q是测定区域Pa中的在内部(表层和表面)产生的不良部位,包括龟裂、剥离等。另外,不良部位R是测定区域Pa中的在外表面产生的不良部位,是附着于外表面的污垢、附着物、微小的凹凸等。
(关于生成表层检查用图像的控制)
如图2所示,表层检查用图像D1构成为能够在视觉上识别测定区域Pa中的被判别为在内部产生的不良部位Q的位置的位置(图2的位置Pb1和位置Pb2)。即,表层检查用图像D1是在视觉上示出由振子1激励的检查对象P的振动状态的图像,是构成为能够将振动状态不连续的区域在视觉上识别为在内部产生的不良部位Q的位置的图像。
控制部5利用未图示的致动器使配置在散斑剪切干涉仪4内的移相器42工作,以使要透过的激光L1的相位变化。由此,在位置Pa1处反射的激光L1(图1中的实线S1)与在位置Pa2处反射的激光L1(图1中的虚线S2)的相位差变化。图像传感器46的各检测元件检测这两个激光L1发生干涉后的干涉光的强度。
控制部5经由信号发生器6控制振子1的振动和第一照射部2的激光L1的照射定时,一边使相位偏移量变化,一边拍摄未图示的多个干涉图像D0。相位偏移量每次变化λ/4,在各相位偏移量(0、λ/4、λ/2、3λ/4)处,拍摄到共计37张干涉图像D0,也就是在激光照射的定时j(j=0~7)拍摄到的32张干涉图像D0以及各相位偏移量(0、λ/4、λ/2、3λ/4)前后的5张熄灭时的干涉图像D0。此外,λ是激光L1的波长。
控制部5按下述过程对基于由图像传感器46拍摄到的发生了干涉的激光L1的强度图案而检测到的检测信号进行处理,并获取表示振动的状态的表层检查用图像D1。
控制部5根据照射激光L1的定时j(j=0~7)相同而相位偏移量各相差λ/4的干涉图像D0(各4张)的亮度值Ij0~Ij3,并通过式(1)来求出光相位(相位偏移量为零时的两光路间的相位差)Φj。
Φj=-arctan{(Ij3-Ij1)/(Ij2-Ij0)}···(1)
另外,控制部5通过最小二乘法对光相位Φj进行正弦波近似,来求出式(2)中的近似系数A、θ、C。
Φj=Acos(θ+jπ/4)+C=Bexp(jπ/4)+C···(2)
其中,B是复数振幅,如式(3)那样表示。
B=Aexp(iθ):复数振幅···(3)
另外,控制部5基于从式(2)去除常数项C而得到的近似式,来构成显示振动的各相位时刻ξ(0≤ξ<2π)的光相位变化的运动图像(30帧~60帧)并输出。此外,在上述过程中,为了去除噪声,对复数振幅B适当地应用空间滤波器。另外,相位偏移量和照射激光L1的定时的步骤不限于此。在该情况下,计算式是与上述式(1)~式(3)不同的式子。
控制部5应用空间滤波器,根据上述运动图像检测振动状态的不连续区域,来作为在检查对象P的内部产生的不良部位Q。然后,显示包括提取图像D1a和提取图像D1b的表层检查用图像D1,该提取图像D1a和提取图像D1b是提取出所检测到的区域所得到的图像。在此,在检查对象P本身的形状包括凹凸等的情况下,在平面部与凹凸部的边界有时也会发生振动状态的不连续。因此,也可以将控制部5构成为基于检查对象P的形状信息来以避免将它们检测为缺陷的方式检测在内部产生的不良部位Q。
(关于生成外观检查用图像的控制)
如图3所示,外观检查用图像D2构成为能够在视觉上识别测定区域Pa中的被判别为在外表面产生的不良部位R的位置的位置(图3的位置Pb3)。即,外观检查用图像D2构成为:能够通过对向测定区域Pa的外表面照射非相干光L2而拍摄到的图像进行图像处理来判别在外表面产生的不良部位R的位置,并且能够在视觉上识别所判别出的位置(图3的位置Pb3)。另外,表层检查用图像D1中的测定区域Pa和外观检查用图像D2中的测定区域Pa是大致相同的区域。
控制部5将基于由图像传感器46拍摄到的非相干光L2的强度图案而检测到的检测信号生成为图像,并且对所生成的图像进行图像处理。例如,构成为基于像素之间的亮度值的差值来判别在外表面产生的不良部位R的位置。然后,控制部5显示包括图像D2a的外观检查用图像D2,该图像D2a强调了被判别为不良部位R的位置。
(与显示部的显示有关的控制)
控制部5进行使表层检查用图像D1和外观检查用图像D2显示于显示部7的控制。另外,如图4和图5所示,控制部5使强调地表示测定区域Pa中的被判别为在内部产生的不良部位Q的位置的位置的图像叠加于外观检查用图像D2,并显示于显示部7。即,对于在内部产生的不良部位Q的位置,使作为提取出轮廓的图像的提取图像D1a和D1b叠加于外观检查用图像D2,并显示于显示部7。
另外,如图6所示,控制部5进行使表层检查用图像D1和外观检查用图像D2并排地显示于显示部7的控制。
控制部5构成为生成与测定区域Pa中的被判别为在内部产生的不良部位Q的位置的位置及被判别为在外表面产生的不良部位R的位置的位置有关的位置信息E。具体地说,如图6所示,控制部5使表层检查用图像D1、外观检查用图像D2以及位置信息E一并显示于显示部7。另外,为了能够判别在内部产生的不良部位Q和在外部产生的不良部位R的各个不良部位,例如使用与各个不良部位对应的颜色来进行显示。即,控制部5构成为输出与在内部产生的不良部位Q及在外表面产生的不良部位R有关的报告。
(由第一实施方式的缺陷检查装置100进行的控制处理)
接着,参照图7对由第一实施方式的缺陷检查装置100进行的与表层缺陷检查及外观检查有关的控制处理流程进行说明。由该缺陷检查装置100进行的与表层缺陷检查及外观检查有关的控制由控制部5执行。
首先,在步骤101中,开始从振子1向检查对象P施加振动。由此,在检查对象P的测定区域Pa激励弹性波。
接着,在步骤102中,从第一照射部2对测定区域Pa照射激光L1。
接着,在步骤103中,在使移相器42的偏移量变化的同时获取干涉数据。也就是说,获取使相位不同而发生干涉的多个干涉图像D0。由此,以使激光L1的相位每次变化λ/4的方式使散斑剪切干涉仪4的移相器42工作,并利用图像传感器46检测(拍摄)各相位的激光L1的干涉光的强度。
接着,在步骤104中,结束从振子1向检查对象P施加振动。另外,停止由第一照射部2照射激光L1。而且,通过使遮光器47动作来屏蔽激光L1的光路的一部分(图1中的实线S1)。
接着,在步骤105中,从第二照射部3对测定区域Pa照射非相干光L2。
接着,在步骤106中,利用图像传感器46检测(拍摄)非相干光L2。即,通过从第一照射部2照射激光L1来由图像传感器46拍摄激光L1的定时与通过从第二照射部3照射非相干光L2来由图像传感器46拍摄非相干光L2的定时互不相同。另外,在振子1的动作停止的状态下,通过从第二照射部3照射非相干光L2,来由图像传感器46拍摄非相干光L2。而且,在使遮光器47屏蔽了互不相同的两条光路(图1中的直线S1和虚线S2)中的一条光路(图1中的虚线S2)的状态下,使用另一条光路(图1中的直线S1)由第二照射部3照射非相干光L2,由此由图像传感器46拍摄非相干光L2。
接着,在步骤107中,基于未图示的多个干涉图像D0提取测定区域Pa中的检查对象P的振动的不连续部分,生成在视觉上示出检查对象P的振动状态的表层检查用图像D1。
接着,在步骤108中,基于所拍摄到的非相干光L2的强度图案,来生成外观检查用图像D2(参照图3)。
接着,在步骤109中,生成提取出振动的不连续部分的轮廓的图像即提取图像D1a和D1b。
接着,在步骤110中,在显示部7中显示表层检查用图像D1、外观检查用图像D2以及位置信息E。之后,通过来自作业人员的结束指示输入等,来结束表层缺陷检查和外观检查的处理。
此外,关于步骤104~106及步骤108中的拍摄非相干光L2并生成外观检查用图像D2的处理以及步骤107和步骤109中的生成表层检查用图像D1的处理及生成提取图像D1a(和D1b)的处理,无论先进行哪一个处理都可以。
(第一实施方式的效果)
在第一实施方式中,能够得到如下的效果。
如上所述,第一实施方式的缺陷检查装置100具备:振子1(位移部),其使检查对象P的测定区域Pa位移;第一照射部2,其向测定区域Pa照射激光L1;第二照射部3,其向测定区域Pa照射非相干性的光即非相干光L2;控制部5,其控制第一照射部2和第二照射部3的照射;散斑剪切干涉仪4(干涉部),其通过激光干涉法使在测定区域Pa处反射的激光L1干涉;以及图像传感器46(摄像部),其对发生了干涉的激光L1和在测定区域Pa反射的非相干光L2进行拍摄,缺陷检查装置100构成为:基于由图像传感器46拍摄到的发生了干涉的激光L1的强度图案,来生成表示检查对象P的测定区域Pa处的位移的图像即表层检查用图像D1,并且基于由图像传感器46拍摄到的非相干光L2的强度图案,来生成测定区域Pa的外表面的图像即外观检查用图像D2。另外,在第一实施方式的缺陷检查装置100中,根据上述结构,设置第一照射部2和第二照射部3,其中,该第一照射部2向测定区域Pa照射激光L1,该第二照射部3向测定区域Pa照射非相干性的光即非相干光L2。另外,基于由图像传感器46拍摄到的发生了干涉的激光L1的强度图案,来生成表示检查对象P的测定区域Pa处的位移的图像即表层检查用图像D1,并且基于由图像传感器46拍摄到的非相干光L2的强度图案,来生成测定区域Pa的外表面的图像即外观检查用图像D2。由此,能够使用激光干涉法进行表层缺陷检查,并且能够使用照射非相干光L2而拍摄到的未产生斑纹的图像进行外观检查。其结果,能够利用一个装置进行使用了激光干涉法的表层缺陷检查和外观检查这两种检查。
另外,在第一实施方式中,通过如以下那样构成,能够获得进一步的效果。
即,在第一实施方式中,散斑剪切干涉仪4(干涉部)包括配置在激光L1和非相干光L2的光路上的共用的光学构件。如果像这样构成,则不需要在散斑剪切干涉仪4中分开地具备用于激光L1的光学构件和用于非相干光L2的光学构件。其结果,即使在利用一个装置一并进行表层缺陷检查和外观检查的情况下,也能够抑制部件的数量的增加。
另外,在第一实施方式中,第二照射部3构成为照射非相干光L2,该非相干光L2包含具有与由第一照射部2照射的激光L1的波长相等的波长的光。如果像这样构成,则由于非相干光L2包含与激光L1的波长相等的波长,因此即使在基于激光L1的波长以高精度地进行激光干涉的方式构成了散斑剪切干涉仪4的情况下,也能够使用共用的光学构件(带通滤波器等)拍摄非相干光L2。其结果,即使在利用一个装置一并进行表层缺陷检查和外观检查的情况下,也能够不降低激光干涉的精度地抑制部件的数量的增加。
另外,在第一实施方式中,激光干涉法是使在测定区域Pa的互不相同的两点处反射的激光L1干涉的方法(剪切干涉法),且构成为激光L1的一部分光路和非相干光L2的一部分光路是共用的。如果像这样构成,则在光路共用的部分,能够容易地使用共用的光学构件。其结果,即使在利用一个装置一并进行表层缺陷检查和外观检查的情况下,也能够更容易地抑制部件的数量的增加。
另外,在第一实施方式中,还具备遮光器47(屏蔽部),该遮光器47(屏蔽部)对在互不相同的两点处反射的激光L1要通过的互不相同的两条光路中的任一条光路进行屏蔽,控制部5构成为:在使遮光器47屏蔽了两条光路中的任一条光路的状态下,使用另一条光路使第二照射部3照射非相干光L2,由此使图像传感器46(摄像部)拍摄非相干光L2。在此,考虑使用在互不相同的两点处反射的激光L1要通过的两条光路来使第二照射部3照射非相干光L2的情况。在该情况下,由于使在互不相同的两点处反射的非相干光L2成像并使图像传感器46进行拍摄,因此认为所拍摄到的外观检查用图像D2变得双重失真而成为劣化的图像。考虑到这一点,如上述第一实施方式那样构成为利用遮光器47屏蔽任一条光路。由此,由于使在测定区域Pa的一点处反射的非相干光L2成像,因此外观检查用图像D2不会变得双重失真,能够形成鲜明的图像。其结果,即使在使用使在测定区域Pa的互不相同的两点处反射的激光L1干涉的方法(剪切干涉法)进行激光干涉的情况下,也能够抑制外观检查用图像D2的图像质量劣化。
另外,在第一实施方式中,控制部5构成为使通过使第一照射部2照射激光L1来使图像传感器46(摄像部)拍摄激光L1的定时与通过使第二照射部3照射非相干光L2来使图像传感器46拍摄非相干光L2的定时互不相同。在此,在使通过使第一照射部2照射激光L1来使图像传感器46拍摄激光L1的定时与通过使第二照射部3照射非相干光L2来使图像传感器46拍摄非相干光L2的定时同时进行的情况下,认为在使激光L1干涉时非相干光L2作为干扰光而产生影响,表层检查用图像D1变得不鲜明。另外,在通过使图像传感器46拍摄非相干光L2而生成的外观检查用图像D2中产生由激光L1引起的斑纹,因此认为外观检查用图像D2也不鲜明。考虑到这一点,如果如上述第一实施方式那样构成,则即使在利用一个装置一并进行表层缺陷检查和外观检查的情况下,也能够抑制表层检查用图像D1和外观检查用图像D2这两方变得不鲜明。其结果,能够高精度地进行基于激光干涉的表层缺陷检查和基于非相干光L2的外观检查这两种检查。
另外,在第一实施方式中,控制部5构成为:在使振子1(位移部)的动作停止的状态下,使第二照射部3照射非相干光L2,由此使图像传感器46(摄像部)拍摄非相干光L2。如果像这样构成,则能够抑制由于振子1使检查对象P振动而导致外观检查用图像D2变得不鲜明。
另外,在第一实施方式中,还具备显示图像的显示部7,控制部5构成为进行以下控制:使显示部7显示表层检查用图像D1,并且使显示部7显示外观检查用图像D2,其中,该表层检查用图像D1构成为能够在视觉上识别测定区域Pa中的被判别为在内部产生的不良部位Q的位置的位置,该外观检查用图像D2构成为能够在视觉上识别测定区域Pa中的被判别为在外表面产生的不良部位R的位置的位置。如果像这样构成,则作业人员能够在视觉上识别检查对象P的测定区域Pa中的被判别为在内部产生的不良部位Q的位置的位置以及被判别为在外表面产生的不良部位R的位置的位置。其结果,作业人员能够更容易地在视觉上一并识别表层缺陷检查和外观检查这两种检查的结果。
另外,在第一实施方式中,控制部5构成为进行以下控制:使提取图像D1a和D1b叠加于外观检查用图像D2,并显示于显示部7,该提取图像D1a和D1b是强调地表示测定区域Pa中的被判别为在内部产生的不良部位Q的位置的位置的图像。如果像这样构成,则作业人员能够将检查对象P的测定区域Pa中的被判别为在内部产生的不良部位Q的位置的位置与表示检查对象P的外观的图像一起视觉辨认。其结果,作业人员能够基于显示部7的显示,在外观的图像上识别仅通过视觉辨认检查对象P的外观而难以判别的在内部产生的不良部位Q的位置,因此能够容易地判别不良位置。
另外,在第一实施方式中,控制部5构成为进行使表层检查用图像D1和外观检查用图像D2并排地显示于显示部7的控制。如果像这样构成,则作业人员能够容易地一边对比着看一边视觉辨认表层检查用图像D1和外观检查用图像D2。
另外,在第一实施方式中,控制部5构成为通过共用的图像传感器46(摄像部)对发生了干涉的激光L1和在测定区域Pa处反射的非相干光L2进行拍摄。在此,在通过不同的图像传感器46对发生了干涉的激光L1和在测定区域Pa处反射的非相干光L2进行了拍摄的情况下,认为需要对不同的图像传感器46分别进行调整。如果像上述实施方式那样构成为通过共用的图像传感器46进行拍摄,则只对一个图像传感器46进行调整即可,因此能够抑制作业人员的调整作业的作业负担增大。另外,与设置不同的图像传感器46的情况相比,能够抑制部件数量的增加。另外,由于通过共用的图像传感器46进行拍摄,因此表层检查用图像D1和外观检查用图像D2能够容易地构成为同一视野中的图像。其结果,作业人员不需要进行将被判别为在内部产生的不良部位Q的位置的位置与被判别为在外表面产生的不良部位R的位置的位置进行对照的作业,因此能够减轻作业人员的作业负担。
另外,在第一实施方式中,散斑剪切干涉仪4(干涉部)构成为:包括配置在激光L1和非相干光L2的光路上的共用的光学构件,光学构件具有使具有规定波长的光透过的带通滤波器45(光学滤波器),发生了干涉的激光L1和在测定区域Pa处反射的非相干光L2具有能够通过共用的带通滤波器45的波长,并且由共用的图像传感器46进行拍摄。如果像这样构成,则能够使用共用的光学滤波器进行激光L1的摄像和非相干光L2的摄像。其结果,即使在利用一个装置一并进行表层缺陷检查和外观检查的情况下,也能够抑制部件的数量的增加。
[第二实施方式]
参照图8对第二实施方式的缺陷检查装置200的结构进行说明。该第二实施方式与第一实施方式不同,该第一实施方式构成为使非相干光L2的中心波长成为接近激光L1的波长的值即780nm~800nm,以使用共用的光学构件拍摄激光L1和非相干光L2,该第二实施方式构成为使非相干光L202成为包含三原色(红色、绿色、蓝色)的波长的光。此外,在图中,对与上述第一实施方式相同的结构的部分标注同一附图标记来进行图示,并且省略说明。
(第二实施方式的缺陷检查装置的结构)
如图8所示,本发明的第二实施方式的缺陷检查装置200具备第二照射部203、散斑剪切干涉仪204以及控制部205。而且,散斑剪切干涉仪204包括带通滤波器245和图像传感器246。
第二照射部203向测定区域Pa照射非相干性的光即非相干光L202。非相干光L202构成为包含具有红色波长的光、具有绿色波长的光以及具有蓝色波长的光。具体地说,第二照射部203构成为分别照射非相干光L202r、非相干光L202g以及非相干光L202b这三种非相干性的光。非相干光L202r包含具有红色波长的光。另外,非相干光L202g包含具有绿色波长的光。另外,非相干光L202b包含具有蓝色波长的光。在此,第二照射部203既可以构成为具备分别照射包含三种波长的光的一个光源,也可以构成为具备三个光源,使得分别照射包含三种波长的光。
带通滤波器245配置在聚光透镜44与图像传感器246之间。另外,带通滤波器245使具有多个特定波长的光透过。而且,带通滤波器245构成为使不具有规定波长的光不透过(衰减)。带通滤波器245例如包括电介质多层膜。即,带通滤波器245构成为使具有激光L1所包含的光的波长、红色波长、绿色波长以及蓝色波长这四个特定波长的光透过。
图像传感器246构成为检测激光L1和非相干光L202。即,构成为分别检测具有785nm波长的光、具有红色波长的光、具有绿色波长的光以及具有蓝色波长的光。
控制部205控制第一照射部2和第二照射部203的照射。即,控制部205进行使第一照射部2照射激光L1的控制。另外,控制部205进行使第二照射部203分别切换地照射非相干光L202r、非相干光L202g以及非相干光L202b的控制。
控制部205基于由图像传感器246检测到的激光L1的强度图案,来生成表层检查用图像D1。另外,控制部205基于非相干光L202r中包含的红色波长的光、非相干光L202g中包含的绿色波长的光以及非相干光L202b中包含的蓝色波长的光的各个光的强度图案,来生成三种外观检查用单色图像。而且,控制部205构成为基于所生成的三种外观检查用单色图像来生成彩色图像的外观检查用图像D202。
此外,第二实施方式的其它结构与第一实施方式的结构相同。
(第二实施方式的效果)
在第二实施方式中,能够得到如下的效果。
在第二实施方式中,如上所述,非相干光L202包含具有红色波长的光、具有绿色波长的光以及具有蓝色波长的光。如果像这样构成,则能够以彩色图像的形式获取外观检查用图像D202。其结果,除了能够使用明度的信息进行外观检查以外,还能够使用色调信息进行外观检查,因此能够进一步提高外观检查的精度。
此外,第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第三实施方式]
参照图9对第三实施方式的缺陷检查装置300的结构进行说明。该第三实施方式与构成为通过共用的图像传感器46和246对激光L1以及非相干光L2及L202进行拍摄的第一实施方式及第二实施方式不同,该第三实施方式构成为具备第一图像传感器346a和第二图像传感器346b这两个互不相同的图像传感器(摄像部),通过各自不同的图像传感器(第一图像传感器346a和第二图像传感器346b)对激光L1和非相干光L202进行拍摄。此外,在图中,对与上述第一实施方式及第二实施方式相同的结构的部分标注同一附图标记来进行图示,并且省略说明。
(第三实施方式的缺陷检查装置的结构)
如图9所示,本发明的第三实施方式的缺陷检查装置300具备散斑剪切干涉仪304和控制部305。而且,散斑剪切干涉仪304包括第一带通滤波器345a、第二带通滤波器345b、第一图像传感器346a、第二图像传感器346b、第一分束器341以及第二分束器348。
第一带通滤波器345a配置在第一图像传感器346a与第二分束器348之间。另外,第一带通滤波器345a使具有特定波长的光透过。而且,第一带通滤波器345a构成为使不具有规定波长的光不透过(衰减)。第一带通滤波器345a例如包括电介质多层膜,将中心波长构成为785nm。即,第一带通滤波器345a构成为使具有激光L1的波长的光透过。
第二带通滤波器345b配置在第二图像传感器346b与第二分束器348之间。另外,第二带通滤波器345b使具有多个特定波长的光透过。而且,第二带通滤波器345b构成为使不具有规定波长的光不透过(衰减)。第二带通滤波器345b例如包括电介质多层膜。即,第二带通滤波器345b构成为使具有红色波长、绿色波长以及蓝色波长这三个特定波长的光透过。
第一图像传感器346a构成为检测激光L1。即,构成为检测具有785nm波长的光。
第二图像传感器346b构成为检测非相干光L202。即,构成为分别检测具有红色波长的光、具有绿色波长的光以及具有蓝色波长的光。
第一分束器341与第一实施方式及第二实施方式的分束器41同样地构成。
第二分束器348包括半透半反镜。第二分束器348配置在通过了聚光透镜44的激光L1和非相干光L202要入射的位置。另外,第二分束器348使入射的激光L1和非相干光L202向第一图像传感器346a侧透过,并且向第二图像传感器346b侧反射。
控制部305基于由第一图像传感器346a检测到的激光L1的强度图案,来生成表层检查用图像D1。另外,控制部305基于由第二图像传感器346b检测到的非相干光L202中包含的红色波长的光、绿色波长的光以及蓝色波长的光的各个光的强度图案,来生成三种外观检查用单色图像。而且,控制部305构成为基于所生成的三种外观检查用单色图像来生成彩色图像的外观检查用图像D302。
此外,第三实施方式的其它结构与第一实施方式及第二实施方式的结构相同。
(第三实施方式的效果)
在第三实施方式中,能够得到如下的效果。
在第三实施方式中,如上所述,摄像部构成为包括第一图像传感器346a(第一摄像部)和第二图像传感器346b(第二摄像部),其中,所述第一图像传感器346a用于拍摄激光L1,所述第二图像传感器346b与第一图像传感器346a分开地设置,用于拍摄非相干光L2。如果像这样构成,则能够将第一图像传感器346a的结构变为适于拍摄激光L1的结构,并且将第二图像传感器346b的结构变为适于拍摄非相干光L202的结构。即,能够将第一图像传感器346a构成为拍摄适于激光干涉法的波长的光,并且将第二图像传感器346b构成为拍摄适于外观检查的波长的光。由此,能够基于表层检查用图像D1进行更高精度的表层缺陷检查,并且能够基于外观检查用图像D302进行更高精度的外观检查。
此外,第三实施方式的其它效果与上述第一实施方式及第二实施方式的效果相同。
[第四实施方式]
参照图10和图11对第四实施方式的缺陷检查装置400的结构进行说明。该第四实施方式与第一实施方式不同,在该第一实施方式中,在使遮光器47屏蔽了互不相同的两条光路中的任一条光路的状态下,使用另一条光路使第二照射部3照射非相干光L2,由此使图像传感器46(摄像部)拍摄非相干光L2,该第四实施方式构成为:不使用遮光器47,在调整第二反射镜443b的角度以配置为相对于分束器41的反射面成为45度的角度的状态下,拍摄非相干光L2。此外,在图中,对与上述第一实施方式相同的结构的部分标注同一附图标记来进行图示,并且省略说明。
(第四实施方式的缺陷检查装置的结构)
如图10所示,本发明的第四实施方式的缺陷检查装置400具备散斑剪切干涉仪404和控制部405。而且,散斑剪切干涉仪404包括配置在激光L1要通过的光路上的第二反射镜443b。
第二反射镜443b以相对于分束器41的反射面形成自45度的角度稍微倾斜的角度的方式配置在要透过分束器41的激光L1和非相干光L2的光路上。第二反射镜43b使透过分束器41而入射的激光L1向分束器41侧反射。另外,第二反射镜443b构成为相对于分束器41变更位置(角度)。第二反射镜443b构成为使位置(角度)变更为相对于分束器41的反射面为45度的角度。
控制部405构成为使第二反射镜443b的位置(角度)变更。即,控制部405构成为:在通过使第二反射镜443b的位置(角度)变更来使在互不相同的两点处反射的激光L1要通过的互不相同的两条光路中的任一条光路发生了变更的状态下,照射非相干光L2,由此使图像传感器46拍摄非相干光L2。
控制部405在将第二反射镜443b配置为相对于分束器41的反射面为自45度的角度稍微倾斜的角度的状态下,使第一照射部2照射激光L1。然后,控制部405基于由图像传感器46拍摄到的发生了干涉的激光L1的强度图案,来生成表层检查用图像D1。即,控制部405进行使在测定区域Pa的表面上的互不相同的两点(例如,图10的位置Pa1和位置Pa2)处反射的激光L1干涉并使图像传感器46拍摄的控制,来生成表层检查用图像D。
另外,如图11所示,控制部405在使第二反射镜443b的位置(角度)变更来将第二反射镜443b配置为相对于分束器41的反射面为45度的角度的状态下,使第二照射部3照射非相干光L2。然后,控制部405基于由图像传感器46拍摄到的非相干光L2的强度图案,来生成外观检查用图像D2。即,控制部405进行使图像传感器46拍摄在测定区域Pa的一点(例如位置Pa1)处反射的非相干光L2的控制,来生成外观检查用图像D2。
此外,第四实施方式的其它结构与第一实施方式的结构相同。
(第四实施方式的效果)
在第四实施方式中,能够得到如下的效果。
在第四实施方式中,如上所述,还具备配置在激光L1要通过的光路上的第二反射镜443b(反射镜构件),控制部405构成为:在通过使第二反射镜443b的位置(角度)变更来使在互不相同的两点(Pa1和Pa2)处反射的激光L1要通过的互不相同的两条光路中的任一条光路发生了变更的状态下,照射非相干光L2,由此使图像传感器46(摄像部)拍摄非相干光L2。在此,考虑使用在互不相同的两点处反射的激光L1要通过的光路这两条光路来使第二照射部3照射非相干光L2的情况。在该情况下,使在互不相同的两点处反射的非相干光L2成像并使图像传感器46进行拍摄,因此拍摄到的外观检查用图像D2变得双重失真而成为劣化的图像。考虑到这一点,如上述第四实施方式那样构成为使第二反射镜443b的位置(角度)变更以使光路为一条。由此,使在测定区域Pa的一点处反射的非相干光L2成像,因此外观检查用图像D2不会成为失真的图像,能够变为鲜明的图像。进而,与使用遮光器等堵住光路的情况相比,能够抑制部件数量的增加。其结果,即使在使用使在测定区域Pa的互不相同的两点处反射的激光L1干涉的方法(剪切干涉法)进行激光干涉的情况下,也能够更容易地抑制外观检查用图像D2的图像质量劣化。
此外,第四实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第五实施方式]
参照图12、图13A以及图13B对第五实施方式的缺陷检查装置500的结构进行说明。该第五实施方式与第一实施方式不同,该第一实施方式构成为:在使遮光器47屏蔽了互不相同的两条光路中的任一条光路的状态下,使用另一条光路使第二照射部3照射非相干光L2,由此使图像传感器46(摄像部)拍摄非相干光L2,该第五实施方式构成为:对在测定区域Pa的互不相同的两点处反射的非相干光L2进行拍摄,并且对基于拍摄到的非相干光L2的强度图案所生成的外观检查用图像D502a进行图像处理。此外,在图中,对与上述第一实施方式相同的结构的部分标注同一附图标记来进行图示,并且省略说明。
(第五实施方式的缺陷检查装置的结构)
如图12所示,本发明的第五实施方式的缺陷检查装置500具备散斑剪切干涉仪504和控制部505。
散斑剪切干涉仪504通过激光干涉法使在测定区域Pa的互不相同的两点(例如,位置Pa1和位置Pa2)处反射的激光L1干涉。然后,散斑剪切干涉仪504使发生了干涉的激光L1在图像传感器46中成像。另外,散斑剪切干涉仪504通过图像传感器46使在测定区域Pa的互不相同的两点(例如,位置Pa1和位置Pa2)处反射的非相干光L2成像。
控制部505控制第一照射部2和第二照射部3的照射。另外,控制部505构成为基于由图像传感器46拍摄到的发生了干涉的激光L1的强度图案来生成表层检查用图像D1。
另外,控制部505构成为基于在测定区域Pa的互不相同的两点处反射的非相干光L2的强度图案来生成外观检查用图像D502a。在此,由于外观检查用图像D502a是基于在测定区域Pa的不同的两点处反射的非相干光L2的强度图案而生成的,因此为存在失真的图像。具体地说,使在测定区域Pa的彼此分开微小距离的两个位置处反射的非相干光L2在图像传感器46的一个元件中成像,因此,如图13A所示,所生成的外观检查用图像D502a成为存在重影的失真的图像。此外,在此所说的“失真”是指为了使在两点处反射的非相干光L2成像而在外观检查用图像D502a中产生的图像的不清晰度。也就是说,在此所说的“失真”是指图像的失真、模糊以及重影等的不鲜明度及不清晰度等。
控制部505构成为通过对所生成的存在失真的外观检查用图像D502a进行用于减少失真的图像处理,来生成消除了失真的外观检查用图像D502b(参照图13B)。关于图像处理,例如进行去卷积处理。去卷积处理是用于在图像中消除失真和模糊的处理。具体地说,预先获取光学系统的点像分布函数(PSF:Point spread function),并且通过对所生成的存在失真的外观检查用图像D502a进行去卷积处理,来从存在失真的外观检查用图像D502a中去除PSF,由此消除失真(重影)。
此外,第五实施方式的其它结构与第一实施方式的结构相同。
(第五实施方式的效果)
在第五实施方式中,能够得到如下的效果。
在第五实施方式中,如上所述,控制部505构成为对基于在不同的两点处反射的非相干光L2的强度图案所生成的存在失真的外观检查用图像D502a进行用于减少失真的图像处理。由此,能够由控制部505获取进行用于减少失真的图像处理而得到的外观检查用图像D502b。另外,由于不需要为了抑制外观检查用图像D502b中的失真而新设置用于使光路变更的部件,因此能够抑制部件数量的增加。
此外,第五实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第六实施方式]
参照图14对第六实施方式的缺陷检查装置600的结构进行说明。该第六实施方式与第一实施方式不同,该第一实施方式构成为:在使遮光器47屏蔽了互不相同的两条光路中的任一条光路的状态下,使用另一条光路使第二照射部3照射非相干光L2,由此使图像传感器46(摄像部)拍摄非相干光L2,该第六实施方式构成为:在互不相同的两条光路的每一条光路中具备使特定的波长透过的带通滤波器(第一带通滤波器645a和第二带通滤波器645b)。此外,在图中,对与上述第一实施方式相同的结构的部分标注同一附图标记来进行图示,并且省略说明。
(第六实施方式的缺陷检查装置的结构)
如图14所示,本发明的第六实施方式的缺陷检查装置600具备第二照射部603、散斑剪切干涉仪604以及控制部605。
第二照射部603向测定区域Pa照射非相干性的光即非相干光L602。非相干光L602构成为具有与由第一照射部2照射的激光L1的波长不同的波长。
散斑剪切干涉仪604构成为:在测定区域Pa的互不相同的两点(例如,位置Pa1和位置Pa2)处反射的激光L1和非相干光L602要共同通过的互不相同的两条光路中的一条光路上包括使具有规定波长的光透过的第一带通滤波器645a,并且在互不相同的两条光路中的另一条光路上包括使具有规定波长的光透过的第二带通滤波器645b。此外,第一带通滤波器645a是本发明的“第一光学滤波器”的一例。另外,第二带通滤波器645b是本发明的“第二光学滤波器”的一例。
第一带通滤波器645a配置在分束器41与移相器42之间。另外,第一带通滤波器645a使具有规定波长的光透过。而且,第一带通滤波器645a构成为使不具有规定波长的光不透过(衰减)。第一带通滤波器645a例如包括电介质多层膜。而且,第一带通滤波器645a构成为使具有激光L1的波长的光透过。另外,第一带通滤波器645a构成为使具有非相干光L602的波长的光不透过(衰减)。
第二带通滤波器645b配置在分束器41与第二反射镜43b之间。另外,第二带通滤波器645b使具有规定波长的光透过。而且,第二带通滤波器645b构成为使不具有规定波长的光不透过(衰减)。第二带通滤波器645b例如包括电介质多层膜。而且,第二带通滤波器645b构成为使具有激光L1的波长的光和具有非相干光L602的波长的光这两种光透过。
控制部605控制由第二照射部603进行的非相干光L602的照射。另外,控制部605基于由图像传感器46拍摄到的非相干光L602的强度图案,来生成外观检查用图像D2。另外,控制部605构成为:使通过使第一照射部2照射激光L1来使图像传感器46拍摄激光L1的定时与通过使第二照射部603照射非相干光L602来使图像传感器46拍摄非相干光L602的定时互不相同。并且,控制部605构成为:在使振子1的动作停止的状态下,使第二照射部603照射非相干光L602,由此使图像传感器46拍摄非相干光L602。
此外,第六实施方式的其它结构与第一实施方式的结构相同。
(第六实施方式的效果)
在第六实施方式中,能够得到如下的效果。
在第六实施方式中,如上所述,散斑剪切干涉仪604构成为:在互不相同的两点处反射的激光L1和非相干光L602要共同通过的互不相同的两条光路中的一条光路上包括使具有规定波长的光透过的第一带通滤波器645a(第一光学滤波器),并且在互不相同的两条光路中的另一条光路上包括使具有规定波长的光透过的第二带通滤波器645b(第二光学滤波器)。而且,第一带通滤波器645a构成为使激光L1透过并且使非相干光L602衰减,第二带通滤波器645b构成为使激光L1和非相干光L602透过。由此,使在测定区域Pa的一点处反射的非相干光L602成像,因此外观检查用图像D2不会成为失真的图像,而能够成为鲜明的图像。并且,通过在光路上配置第一带通滤波器645a和第二带通滤波器645b,不需要进行以下控制:使构成散斑剪切干涉仪604的部件进行动作以进行光路的变更和屏蔽等。其结果,即使在使用使在测定区域Pa的互不相同的两点处反射的激光L1干涉的方法(剪切干涉法)进行激光干涉的情况下,也能够抑制用于进一步抑制外观检查用图像D2的图像质量劣化的处理负担的增大。
此外,第六实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第七实施方式]
参照图15对第七实施方式的缺陷检查装置700的结构进行说明。该第七实施方式与构成为具备照射激光L1的第一照射部2和照射非相干光L2的第二照射部3的第一实施方式不同,该第七实施方式构成为具备照射激光L1的第一照射部2和通过使所照射的激光L1的相干性降低来照射非相干光L702的第二照射部703。此外,在图中,对与上述第一实施方式相同的结构的部分标注同一附图标记来进行图示,并且省略说明。
(第七实施方式的缺陷检查装置的结构)
如图15所示,本发明的第七实施方式的缺陷检查装置700具备第二照射部703和控制部705。
第二照射部703构成为通过使由第一照射部2照射的激光L1的相干性降低来向测定区域Pa照射非相干性的光即非相干光L702。第二照射部703例如包括斑纹减少器703a。斑纹减少器703a通过使激光L1扩散来使激光L1的干涉性(相干性)降低。
控制部705控制第一照射部2和第二照射部703的照射。即,控制部705进行由第一照射部2照射激光L1的控制,并且通过控制第二照射部703的动作,使由第一照射部2照射的激光L1的相干性降低,由此照射非相干光L702。另外,控制部705构成为:使通过使第一照射部2照射激光L1来使图像传感器46拍摄激光L1的定时与通过使第二照射部703照射非相干光L702来使图像传感器46拍摄非相干光L702的定时互不相同。另外,控制部705构成为:基于由图像传感器46拍摄到的发生了干涉的激光L1的强度图案,来生成表层检查用图像D1,并且基于由图像传感器46拍摄到的非相干光L702的强度图案,来生成外观检查用图像D2。
此外,第七实施方式的其它结构与第一实施方式相同。
(第七实施方式的效果)
在第七实施方式中,能够得到如下的效果。
在第七实施方式中,如上所述,第二照射部703构成为通过使由第一照射部2照射的激光L1的相干性降低来照射非相干光L702。由此,能够利用一个光源照射激光L1和非相干光L702,因此与具备两个光源(照射部)的情况相比,能够抑制部件数量的增加。另外,通过使激光L1扩散来作为非相干光L702进行照射,因此激光L1和非相干光L702的波长为大致相等的值。其结果,能够使带通滤波器等构件为相同的构件,因此能够抑制部件数量的增加。
此外,第七实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[变形例]
此外,应该认为此次公开的实施方式在所有方面均为例示,而非限制性的。本发明的范围由专利权利要求书示出,并非由上述实施方式的说明示出,并且还包含与专利权利要求书同等的含义和范围内的所有变更(变形例)。
例如,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:作为使检查对象的测定区域位移的位移部,使用与检查对象接触的、通过机械振动而在测定区域激励弹性波的振子,但本发明不限于此。例如,也可以通过配置在不与检查对象接触的位置处的强力的扬声器来激励弹性波。另外,也可以将脉冲高频源作为位移部,通过对检查对象赋予热来使测定区域位移。另外,也可以将脉冲激光器构成为位移部。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:通过使用剪切干涉法作为激光干涉法,来使用散斑剪切干涉仪,但本发明不限于此。在本发明中,也可以利用其它光干涉仪来构成干涉部。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了由控制部生成表层检查用图像、外观检查用图像等图像的例子,但本发明不限于此。例如,也可以构成为使用GPU(GraphicsProcessing Unit:图形处理单元)等外部的图像处理部来生成图像。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:在针对外观检查用图像的生成而进行图像处理时,基于像素彼此的亮度值的差值来判别在外表面产生的不良部位的位置,但本发明不限于此。也可以在针对多个图像获取亮度值的平均值之后,将具有与平均值相差超过规定阈值的量的值的区域判别为在外表面产生的不良部位的位置。另外,也可以通过机器学习来使用被称为自动编码器的方法进行判别。
另外,在上述第一~第三以及第七实施方式中,示出了遮光器构成为屏蔽分束器与第二反射镜之间的光路(图1中的虚线S2)的例子,但本发明不限于此。例如,也可以构成为屏蔽分束器与第一反射镜之间的光路(图1中的实线S1)。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:在由第一照射部进行了激光的照射以及由摄像部进行了激光的拍摄(检测)之后,由第二照射部进行非相干光的照射,但本发明不限于此。例如,也可以构成为在照射激光之前照射非相干光。另外,也可以构成为在多次照射激光的期间的中途照射非相干光。
另外,在上述第一~第七实施方式中,作为图像传感器(摄像部)的例子,示出了使用CMOS图像传感器和CCD图像传感器的例子,但本发明不限于此。例如,也可以使用线性传感器或超高速扫描摄像机。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了散斑剪切干涉仪(干涉部)包括配置在激光和非相干光的光路上的共用的光学构件的例子,但本发明不限于此。例如,也可以在拍摄激光时和拍摄非相干光时使用不同的光学构件进行拍摄。
另外,在上述第一~第五以及第七实施方式中示出了第二照射部构成为照射包含具有与由第一照射部照射的激光的波长相等的波长的光的非相干光的例子,但本发明不限于此。例如,第二照射部也可以构成为照射不包含由第一照射部照射的激光的波长的光的非相干光。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:激光干涉法是使在测定区域的互不相同的两点处反射的激光干涉的方法,构成为激光的光路的一部分和非相干光的光路的一部分是共用的,但本发明不限于此。例如,也可以构成为,通过使在测定区域的一点处反射的光干涉,来对测定区域的表面的位移进行测定。
另外,在上述第一~第三以及第七实施方式中示出了以下例子:还具备遮光器,该遮光器对在互不相同的两点处反射的激光要通过的互不相同的两条光路中的任一条光路进行屏蔽,控制部构成为在使遮光器屏蔽了两条光路中的任一条光路的状态下,使用另一条光路使第二照射部照射非相干光,由此使摄像部(图像传感器)拍摄非相干光,但本发明不限于此。例如,在拍摄非相干光时,也可以构成为:不具备屏蔽部(遮光器),在测定区域的互不相同的两点处反射的激光要通过的两条光路中的任一条光路在摄像部(图像传感器)中不成像。即,也可以构成为:不具备屏蔽部,通过使散斑剪切干涉仪所包括的光学构件(例如,反射镜)的位置变更,来使不同的两条光路中的任一条光路在摄像部中不成像。
另外,在上述第四实施方式中示出了以下例子:还具备配置在激光要通过的光路上的反射镜构件,控制部构成为:在通过使反射镜构件的位置变更来使在互不相同的两点处反射的激光要通过的互不相同的两条光路中的任一条光路发生了变更的状态下,照射非相干光,由此使摄像部拍摄非相干光,但本发明不限于此。例如,也可以是,在通过使第一反射镜和第二反射镜双方的位置变更来使互不相同的两条光路双方均变更的状态下,使摄像部拍摄非相干光。
另外,在上述第五实施方式中示出了以下例子:摄像部构成为对在互不相同的两点处反射的非相干光进行拍摄,控制部构成为对基于在互不相同的两点处反射的非相干光的强度图案而生成的存在失真的外观检查用图像进行用于使失真减少的图像处理,但本发明不限于此。例如,也可以构成为:不进行用于使失真减少的图像处理,而提取在外观检查中被判别为不良的位置并进行显示。
另外,在上述第六实施方式中示出了以下例子:散斑剪切干涉仪(干涉部)在互不相同的两点处反射的激光和非相干光共同通过的互不相同的两条光路上的一条光路上包括用于使具有规定波长的光透过的第一带通滤波器(第一光学滤波器),并且在互不相同的两条光路上的另一条光路上包括用于使具有规定波长的光透过的第二带通滤波器(第二光学滤波器),第一带通滤波器构成为在使激光透过的同时使非相干光衰减,第二带通滤波器构成为使激光和非相干光透过,但本发明不限于此。例如,也可以将散斑剪切干涉仪构成为:在互不相同的两条光路中的一条光路上包括第一带通滤波器,而在互不相同的两条光路中的另一条光路上不包括第二带通滤波器。
另外,在上述第四~第六实施方式中示出了由第二照射部3照射非相干光L2的例子,但本发明不限于此。例如,也可以构成为:代替第二照射部3而使用第二照射部203,由此照射包含三原色(红色、绿色、蓝色)的波长的光即非相干光L202。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:控制部构成为:使通过使第一照射部照射激光来使图像传感器(摄像部)拍摄激光的定时与通过使第二照射部照射非相干光来使图像传感器拍摄非相干光的定时互不相同,但本发明不限于此。例如,也可以使拍摄激光的定时与拍摄非相干光的定时同时进行。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:控制部构成为:在使振子(位移部)的动作停止的状态下,使第二照射部照射非相干光,由此使图像传感器(摄像部)拍摄非相干光,但本发明不限于此。例如,也可以在不使振子的动作停止的状态下照射非相干光。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:还具备显示图像的显示部,控制部构成为进行以下控制:使显示部显示表层检查用图像,并且使显示部显示外观检查用图像,其中,所述表层检查用图像构成为能够在视觉上识别测定区域中的被判别为在内部产生的不良部位的位置的位置,所述外观检查用图像构成为能够在视觉上识别测定区域中的被判别为在外表面产生的不良部位的位置的位置,但本发明不限于此。例如,也可以构成为:不具备显示图像的显示部,将所生成的图像以数据形式输出到外部。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了以下例子:控制部构成为进行使提取图像叠加于外观检查用图像并显示于显示部的控制,所述提取图像是强调地表示测定区域中的被判别为在内部产生的不良部位的位置的位置的图像,但本发明不限于此。例如,也可以构成为使提取图像与外观检查用图像并排地显示。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了控制部进行使表层检查用图像和外观检查用图像并排地显示于显示部的控制的例子,但本发明不限于此。例如,也可以使表层检查用图像以半透明地透过的状态叠加于外观检查用图像来进行显示。
另外,在上述第一~第三实施方式中示出了以下例子:散斑剪切干涉仪4(干涉部)包括配置在激光L1和非相干光L2的光路上的共用的光学构件,光学构件具有使具有规定波长的光透过的带通滤波器45(光学滤波器),缺陷检查装置构成为:发生了干涉的激光L1和在测定区域Pa处反射的非相干光L2具有能够通过共用的带通滤波器45的波长,并且由共用的图像传感器46拍摄,但本发明不限于此。例如,也可以构成为具备多个带通滤波器,根据激光L1以及非相干光L2及L202各自的波长来切换光路上的带通滤波器,以使对应的波长透过。
另外,在上述第三实施方式中示出了以下例子:摄像部构成为包括用于拍摄激光的第一图像传感器(第一摄像部)以及与第一图像传感器分开地设置以用于拍摄非相干光的第二图像传感器(第二摄像部),并且第二照射部构成为照射包含具有红色波长的光、具有绿色波长的光以及具有蓝色波长的光的非相干光,但本发明不限于此。例如,也可以将摄像部构成为照射包含接近激光的波长的非相干光,并且构成为通过分开设置的两个摄像部(第一图像传感器和第二图像传感器)来分别拍摄激光和非相干光。
另外,在上述第二及第三实施方式中示出了以下例子:第二照射部构成为分别照射具有红色波长的非相干光、具有绿色波长的非相干光以及具有蓝色波长的非相干光。但本发明不限于此。例如,第二照射部也可以构成为照射作为非相干性的光的白色光,该白色光包含具有红色波长的光、具有蓝色波长的光以及具有绿色波长的光。另外,此时,既可以将图像传感器构成为具备滤色器以能够获取彩色图像,也可以将图像传感器构成为具备单色传感器,从而切换地使用使红色、绿色以及蓝色各颜色波长透过的带通滤波器。
另外,在上述第一~第七实施方式中示出了激光包含具有785nm的波长的光(近红外光)的例子,但本发明不限于此。例如,也可以构成为包含具有633nm的波长的可见光。
[方式]
本领域技术人员应当理解的是,上述例示性的实施方式是以下方式的具体例。
(项目1)
一种缺陷检查装置,其具备:
位移部,其使检查对象的测定区域位移;
第一照射部,其向所述测定区域照射激光;
第二照射部,其向所述测定区域照射非相干性的光即非相干光;
控制部,其控制所述第一照射部和所述第二照射部的照射;
干涉部,其通过激光干涉法使在所述测定区域处反射的所述激光干涉;以及
摄像部,其对发生了干涉的所述激光和在所述测定区域处反射的所述非相干光进行拍摄,
所述缺陷检查装置构成为:基于由所述摄像部拍摄到的发生了干涉的所述激光的强度图案,来生成表示所述检查对象的所述测定区域处的位移的图像即表层检查用图像,并且基于由所述摄像部拍摄到的所述非相干光的强度图案,来生成所述测定区域的外表面的图像即外观检查用图像。
(项目2)
根据项目1所述的缺陷检查装置,其中,
所述干涉部包括配置在所述激光和所述非相干光的光路上的共用的光学构件。
(项目3)
根据项目1或2所述的缺陷检查装置,其中,
所述第二照射部构成为照射所述非相干光,所述非相干光包含具有与由所述第一照射部照射的所述激光的波长相等的波长的光。
(项目4)
根据项目1~3中的任一项所述的缺陷检查装置,其中,
所述激光干涉法是使在所述测定区域的互不相同的两点处反射的所述激光干涉的方法,
所述缺陷检查装置构成为:所述激光的光路的一部分和所述非相干光的光路的一部分是共用的。
(项目5)
根据项目4所述的缺陷检查装置,其中,
还具备屏蔽部,该屏蔽部对在所述互不相同的两点处反射的所述激光所通过的互不相同的两条光路中的任一条光路进行屏蔽,
所述控制部构成为:在使所述屏蔽部对所述两条光路中的任一条光路进行了屏蔽的状态下,使用另一条光路使所述第二照射部照射所述非相干光,由此使所述摄像部拍摄所述非相干光。
(项目6)
根据项目4所述的缺陷检查装置,其中,
还具备反射镜构件,该反射镜构件配置在所述激光要通过的光路上,
所述控制部构成为:在通过使所述反射镜构件的位置变更来使在所述互不相同的两点处反射的所述激光要通过的互不相同的两条光路中的任一条光路发生了变更的状态下,照射所述非相干光,由此使所述摄像部拍摄所述非相干光。
(项目7)
根据项目4所述的缺陷检查装置,其中,
所述摄像部构成为对在所述互不相同的两点处反射的所述非相干光进行拍摄,
所述控制部构成为:对基于在所述互不相同的两点处反射的所述非相干光的强度图案所生成的存在失真的外观检查用图像进行用于使所述失真减少的图像处理。
(项目8)
根据项目4所述的缺陷检查装置,其中,
所述干涉部构成为:在所述互不相同的两点处反射的所述激光和所述非相干光共同通过的互不相同的两条光路上的一条光路上包括用于使具有规定波长的光透过的第一光学滤波器,并且在所述互不相同的两条光路上的另一条光路上包括用于使具有规定波长的光透过的第二光学滤波器,
所述第一光学滤波器构成为使所述激光透过并且使所述非相干光衰减,
所述第二光学滤波器构成为使所述激光和所述非相干光透过。
(项目9)
根据项目1~8中的任一项所述的缺陷检查装置,其中,
所述控制部构成为:使通过使所述第一照射部照射所述激光来使所述摄像部拍摄所述激光的定时与通过使所述第二照射部照射所述非相干光来使所述摄像部拍摄所述非相干光的定时互不相同。
(项目10)
根据项目9所述的缺陷检查装置,其中,
所述控制部构成为:在使所述位移部的动作停止的状态下,使所述第二照射部照射所述非相干光,由此使所述摄像部拍摄所述非相干光。
(项目11)
根据项目1~10中的任一项所述的缺陷检查装置,其中,
还具备显示图像的显示部,
所述控制部构成为进行以下控制:使所述显示部显示所述表层检查用图像,并且使所述显示部显示所述外观检查用图像,其中,所述表层检查用图像构成为能够在视觉上识别所述测定区域中的被判别为在内部产生的不良部位的位置的位置,所述外观检查用图像构成为能够在视觉上识别所述测定区域中的被判别为在外表面产生的不良部位的位置的位置。
(项目12)
根据项目11所述的缺陷检查装置,其中,
所述控制部构成为进行以下控制:将强调地表示所述测定区域中的被判别为在内部产生的不良部位的位置的位置的图像叠加于所述外观检查用图像,并显示于所述显示部。
(项目13)
根据项目11或12所述的缺陷检查装置,其中,
所述控制部构成为进行以下控制:使所述表层检查用图像和所述外观检查用图像并排地显示于所述显示部。
(项目14)
根据项目1~13中的任一项所述的缺陷检查装置,其中,
所述控制部构成为:由共用的所述摄像部对发生了干涉的所述激光和在所述测定区域处反射的所述非相干光进行拍摄。
(项目15)
根据项目14所述的缺陷检查装置,其中,
所述干涉部包括配置在所述激光和所述非相干光的光路上的共用的光学构件,
所述光学构件具有使具有规定波长的光透过的光学滤波器,
所述缺陷检查装置构成为:发生了干涉的所述激光和在所述测定区域处反射的所述非相干光具有能够通过共用的所述光学滤波器的波长,并且由共用的所述摄像部拍摄。
(项目16)
根据项目1~13中的任一项所述的缺陷检查装置,其中,
所述摄像部构成为包括第一摄像部和第二摄像部,其中,所述第一摄像部用于拍摄所述激光,所述第二摄像部与所述第一摄像部分开地设置,用于拍摄所述非相干光。
(项目17)
根据项目1~16中的任一项所述的缺陷检查装置,其中,
所述缺陷检查装置构成为:所述非相干光包含具有红色波长的光、具有绿色波长的光以及具有蓝色波长的光。
(项目18)
根据项目1~17中的任一项所述的缺陷检查装置,其中,
所述第二照射部构成为:通过使由所述第一照射部照射的所述激光的相干性降低,来照射所述非相干光。
Claims (18)
1.一种缺陷检查装置,其具备:
位移部,其使检查对象的测定区域位移;
第一照射部,其向所述测定区域照射激光;
第二照射部,其向所述测定区域照射非相干性的光即非相干光;
控制部,其控制所述第一照射部和所述第二照射部的照射;
干涉部,其通过激光干涉法使在所述测定区域处反射的所述激光干涉;以及
摄像部,其对发生了干涉的所述激光和在所述测定区域处反射的所述非相干光进行拍摄,
所述缺陷检查装置构成为:基于由所述摄像部拍摄到的发生了干涉的所述激光的强度图案,来生成表示所述检查对象的所述测定区域处的位移的图像即表层检查用图像,并且基于由所述摄像部拍摄到的所述非相干光的强度图案,来生成所述测定区域的外表面的图像即外观检查用图像。
2.根据权利要求1所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述干涉部包括配置在所述激光和所述非相干光的光路上的共用的光学构件。
3.根据权利要求1所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述第二照射部构成为照射所述非相干光,所述非相干光包含具有与由所述第一照射部照射的所述激光的波长相等的波长的光。
4.根据权利要求1所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述激光干涉法是使在所述测定区域的互不相同的两点处反射的所述激光干涉的方法,
所述缺陷检查装置构成为:所述激光的光路的一部分和所述非相干光的光路的一部分是共用的。
5.根据权利要求4所述的缺陷检查装置,其特征在于,
还具备屏蔽部,该屏蔽部对在所述互不相同的两点处反射的所述激光所通过的互不相同的两条光路中的任一条光路进行屏蔽,
所述控制部构成为:在使所述屏蔽部对所述两条光路中的任一条光路进行了屏蔽的状态下,使用另一条光路使所述第二照射部照射所述非相干光,由此使所述摄像部拍摄所述非相干光。
6.根据权利要求4所述的缺陷检查装置,其特征在于,
还具备反射镜构件,该反射镜构件配置在所述激光要通过的光路上,
所述控制部构成为:在通过使所述反射镜构件的位置变更来使在所述互不相同的两点处反射的所述激光要通过的互不相同的两条光路中的任一条光路发生了变更的状态下,照射所述非相干光,由此使所述摄像部拍摄所述非相干光。
7.根据权利要求4所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述摄像部构成为对在所述互不相同的两点处反射的所述非相干光进行拍摄,
所述控制部构成为:对基于在所述互不相同的两点处反射的所述非相干光的强度图案所生成的存在失真的外观检查用图像进行用于使所述失真减少的图像处理。
8.根据权利要求4所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述干涉部构成为:在所述互不相同的两点处反射的所述激光和所述非相干光共同通过的互不相同的两条光路上的一条光路上包括用于使具有规定波长的光透过的第一光学滤波器,并且在所述互不相同的两条光路上的另一条光路上包括用于使具有规定波长的光透过的第二光学滤波器,
所述第一光学滤波器构成为使所述激光透过并且使所述非相干光衰减,
所述第二光学滤波器构成为使所述激光和所述非相干光透过。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述控制部构成为:使通过使所述第一照射部照射所述激光来使所述摄像部拍摄所述激光的定时与通过使所述第二照射部照射所述非相干光来使所述摄像部拍摄所述非相干光的定时互不相同。
10.根据权利要求9所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述控制部构成为:在使所述位移部的动作停止的状态下,使所述第二照射部照射所述非相干光,由此使所述摄像部拍摄所述非相干光。
11.根据权利要求1~8中的任一项所述的缺陷检查装置,其特征在于,
还具备显示图像的显示部,
所述控制部构成为进行以下控制:使所述显示部显示所述表层检查用图像,并且使所述显示部显示所述外观检查用图像,其中,所述表层检查用图像构成为能够在视觉上识别所述测定区域中的被判别为在内部产生的不良部位的位置的位置,所述外观检查用图像构成为能够在视觉上识别所述测定区域中的被判别为在外表面产生的不良部位的位置的位置。
12.根据权利要求11所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述控制部构成为进行以下控制:将强调地表示所述测定区域中的被判别为在内部产生的不良部位的位置的位置的图像叠加于所述外观检查用图像,并显示于所述显示部。
13.根据权利要求11所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述控制部构成为进行以下控制:使所述表层检查用图像和所述外观检查用图像并排地显示于所述显示部。
14.根据权利要求1~8中的任一项所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述控制部构成为:由共用的所述摄像部对发生了干涉的所述激光和在所述测定区域处反射的所述非相干光进行拍摄。
15.根据权利要求14所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述干涉部包括配置在所述激光和所述非相干光的光路上的共用的光学构件,
所述光学构件具有使具有规定波长的光透过的光学滤波器,
所述缺陷检查装置构成为:发生了干涉的所述激光和在所述测定区域处反射的所述非相干光具有能够通过共用的所述光学滤波器的波长,并且由共用的所述摄像部拍摄。
16.根据权利要求1~8中的任一项所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述摄像部构成为包括第一摄像部和第二摄像部,其中,所述第一摄像部用于拍摄所述激光,所述第二摄像部与所述第一摄像部分开地设置,用于拍摄所述非相干光。
17.根据权利要求1~8中的任一项所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述缺陷检查装置构成为:所述非相干光包含具有红色波长的光、具有绿色波长的光以及具有蓝色波长的光。
18.根据权利要求1~8中的任一项所述的缺陷检查装置,其特征在于,
所述第二照射部构成为:通过使由所述第一照射部照射的所述激光的相干性降低,来照射所述非相干光。
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