CN117222886A - 检查装置 - Google Patents
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Abstract
检查装置(1)对片材状或板状的具有透光性的对象物(9)的缺陷进行检测。缺陷检测部的轮廓获取部获取在拍摄图像中,在第一方向的多个检查位置沿第二方向呈直线状延伸的多个检查区域中的多个亮度轮廓。周期性缺陷判别部对于所述多个亮度轮廓分别检测周期性亮度变动。周期性缺陷判别部在周期相同的周期性亮度变动在所述多个亮度轮廓中共同存在的情况下,判断为存在第一周期性缺陷,在与存在于所述多个亮度轮廓中的一个亮度轮廓的周期性亮度变动为相同周期的周期性亮度变动不存在于其他亮度轮廓的情况下,判断为存在第二周期性缺陷。由此,可自动判别且检测缺陷的种类。
Description
技术领域
本发明涉及一种对片材状或板状的具有透光性的对象物的缺陷进行检测的检查装置。
[相关申请的参照]
本申请主张来自在2021年4月22日提出申请的日本专利申请JP2021-072442的优先权的权益,所述申请的所有公开内容被并入本申请中。
背景技术
以往,已知有一种连续地制造片材状或板状构件的技术。例如,日本专利特开2010-46798号公报(文献1)的辊成形装置中,从模具(die)挤出的熔融树脂由辊夹着并连续地受到搬送,从而连续地成形出片材状构件。
另一方面,也提出有对连续地制造出的片材状构件进行检查的各种技术。例如,日本专利特开2007-211092号公报(文献2)的检查方法中,在光源与荧幕(screen)之间将片材状的薄膜相对于荧幕而倾斜地配置,通过配置于薄膜侧方的摄影机来拍摄被投影至荧幕的像,由此,对因薄膜表面的平缓的波状凹凸而产生的薄膜的厚度不均进行检查。而且,日本专利特开2019-191112号公报(文献3)的测定方法中,通过变更相对于荧幕而倾斜地配置的片材状的对象物的倾斜角度并反复进行图像获取,从而获取被用于对象物的检查的多个图像。日本专利特开2003-172707号公报(文献4)的检查装置中,从附有抗反射膜的偏光薄膜的铅垂上方照射光,并通过配置于荧幕的铅垂下方的摄影机来拍摄被投影至配置于偏光薄膜的铅垂下方的荧幕上的像,由此来检测抗反射膜的划痕。
此外,文献2的检查方法中,为了避免摄影机映入荧幕,是以摄影机的光轴相对于荧幕的法线方向而倾斜来方式来倾斜地配置摄影机。因此,根据荧幕上的位置,与摄影机的距离不同,因而在由摄影机所拍摄的图像中产生变形,从而难以高精度地检测厚度不均。文献3的测定方法中,摄影机也相对于荧幕的法线方向而倾斜地配置。
另一方面,文献4中,与文献2及文献3不同,偏光薄膜与荧幕是平行地配置,且未设有倾斜配置偏光薄膜的机构等。而且,即便使偏光薄膜相对于荧幕而倾斜,但由于根据偏光薄膜上的位置,与荧幕的距离也不同,因此投影至荧幕的图像仍会产生变形,从而难以高精度地检测划痕。
而且,近年来,如上所述的片材状构件也被用于液晶画面的表面基板等的光学用途。在光学用途的片材状构件中,尤其要求降低片材状构件的制造时的缺陷。因此,在片材状构件的制造装置中,需要用于降低缺陷的高精度调整。另一方面,在片材状构件的制造时,不仅会产生所述的厚度不均或划痕,还可能会产生各种缺陷。片材状构件的制造装置中,根据这些缺陷的种类,调整部位或调整方法有所不同。因此,为了高效率地调整片材状构件的制造装置,必须判别片材状构件中的缺陷的种类。
发明内容
本发明是面向对片材状或板状的具有透光性的对象物的缺陷进行检测的检查装置,目的在于自动判别并检测缺陷的种类。
本发明的优选的一形态的检查装置包括:对象物保持部,保持对象物;辅助构件保持部,与所述对象物平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件;照明部,将观察光照射至所述对象物;拍摄部,夹着所述拍摄辅助构件而与所述对象物配置于相反侧,具有与所述对象物的法线方向平行的光轴,拍摄通过透射过所述对象物的所述观察光而形成于所述拍摄辅助构件上的像,以获取拍摄图像;以及缺陷检测部,基于所述拍摄图像来检测所述对象物的缺陷。能够由所述缺陷检测部来检测的缺陷包含:第一周期性缺陷,为在所述对象物上沿着第一方向呈直线状延伸,并且在与所述第一方向垂直的第二方向上周期性地排列的多个条纹;以及非条纹状的第二周期性缺陷,在所述对象物上沿所述第二方向周期性地排列。所述缺陷检测部包括:轮廓获取部,在所述拍摄图像中,在所述第一方向的多个检查位置,设定与所述第二方向平行且分别呈直线状延伸的多个检查区域,获取所述多个检查区域各自中的所述第二方向的亮度变化即多个亮度轮廓;以及周期性缺陷判别部,对于所述多个亮度轮廓分别检测周期性亮度变动,在周期相同的周期性亮度变动共同存在于所述多个亮度轮廓的情况下,判断为存在第一周期性缺陷,在与存在于所述多个亮度轮廓中的一个亮度轮廓的周期性亮度变动为相同周期的周期性亮度变动不存在于其他亮度轮廓,判断为存在第二周期性缺陷。
所述检查装置中,可自动判别且检测缺陷的种类。
优选的是,能够由所述缺陷检测部来检测的缺陷还包含非周期性缺陷,所述非周期性缺陷为所述对象物的表面上的划痕或附着物、或者混入至所述对象物的内部的混入物。所述缺陷检测部还包括非周期性缺陷判别部,所述非周期性缺陷判别部在所述多个亮度轮廓中的至少一个亮度轮廓中检测非周期性亮度变动,将所述非周期性亮度变动判断为非周期性缺陷。
优选的是,所述检查装置还包括:旋转机构,在维持所述照明部的光轴方向上的所述对象物与所述拍摄辅助构件之间的距离、以及所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述对象物、所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部以与所述照明部的光轴垂直的旋转轴为中心而相对于所述照明部的所述光轴来相对地旋转,以变更所述照明部的所述光轴与所述对象物的法线方向所成的角度即测定角度;以及控制部,通过控制所述拍摄部以及所述旋转机构,从而在所述测定角度被设为规定的第一测定角度的状态下获取所述拍摄图像,以供所述周期性缺陷判别部所进行的缺陷检测用,且在所述测定角度被设为与所述第一测定角度不同的规定的第二测定角度的状态下获取所述拍摄图像,以供所述非周期性缺陷判别部所进行的缺陷检测用。
优选的是,所述检查装置还包括:移动机构,在维持所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部相对于所述对象物而朝所述照明部的光轴方向相对移动,以变更所述照明部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述对象物之间的距离即投影距离;以及控制部,通过控制所述拍摄部以及所述移动机构,从而获取所述投影距离不同的多个拍摄图像。所述非周期性缺陷包含:第一非周期性缺陷,为所述对象物的表面上的划痕或附着物;以及第二非周期性缺陷,为混入至所述对象物的内部的混入物。所述轮廓获取部在所述多个拍摄图像的各个中,在所述第一方向的规定的检查位置,设定与所述第二方向平行且呈直线状延伸的检查区域,获取所述检查区域中的所述第二方向的亮度变化即亮度轮廓。所述缺陷检测部还包括评价值计算部,所述评价值计算部在所述多个拍摄图像中的一个拍摄图像的所述亮度轮廓中检测非周期性亮度变动,在所述多个拍摄图像中分别求出所述非周期性亮度变动的评价值。所述非周期性缺陷判别部对于所述非周期性亮度变动,在表示所述多个拍摄图像中的评价值的变动程度的评价值变动指数为规定的阈值以下的情况下,判断为所述第一非周期性缺陷,在所述评价值变动指数大于所述阈值的情况下,判断为所述第二非周期性缺陷。
优选的是,所述检查装置还包括:旋转机构,在维持所述照明部的光轴方向上的所述对象物与所述拍摄辅助构件之间的距离、以及所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述对象物、所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部以与所述照明部的光轴垂直的旋转轴为中心而相对于所述照明部的所述光轴来相对地旋转,以变更所述照明部的所述光轴与所述对象物的法线方向所成的角度即测定角度。通过所述控制部来控制所述拍摄部、所述移动机构以及所述旋转机构,从而在多个测定角度下分别获取所述投影距离不同的多个拍摄图像。通过所述轮廓获取部,对于所述多个测定角度分别从所述多个拍摄图像获取多个亮度轮廓。通过所述评价值计算部,对于所述多个测定角度分别从所述多个拍摄图像求出所述非周期性亮度变动的多个评价值。所述评价值变动指数也基于所述多个测定角度各自的所述多个评价值的变动来求出。
优选的是,所述非周期性缺陷包含:第一非周期性缺陷,为所述对象物的表面上的划痕或附着物;以及第二非周期性缺陷,为混入至所述对象物的内部的混入物。所述非周期性亮度变动包含:下波峰,为朝下的波峰;以及第一上波峰及第二上波峰,为在所述下波峰的两侧邻接的朝上的波峰。将所述至少一个亮度轮廓中的亮度变动的朝上的半振幅以及朝下的半振幅分别设为a1以及a2,将所述第一上波峰与背景亮度a0的亮度差设为b,将所述第二上波峰与所述背景亮度a0的亮度差设为c。所述非周期性缺陷判别部在所述非周期性亮度变动中的b及c为表示a1及a2中的较大者的Max(a1、a2)以下的情况下,将与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷判断为所述第一非周期性缺陷,在b及c中的至少一者大于Max(a1、a2)的情况下,将与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷判断为所述第二非周期性缺陷。
本发明的优选的一形态的检查装置包括:对象物保持部,保持对象物;辅助构件保持部,与所述对象物平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件;照明部,将观察光照射至所述对象物;拍摄部,夹着所述拍摄辅助构件而与所述对象物配置于相反侧,具有与所述对象物的法线方向平行的光轴,拍摄通过透射过所述对象物的所述观察光而形成于所述拍摄辅助构件上的像,以获取拍摄图像;移动机构,在维持所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部相对于所述对象物而朝所述照明部的光轴方向相对移动,以变更所述照明部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述对象物之间的距离即投影距离;缺陷检测部,基于所述拍摄图像来检测所述对象物的缺陷;以及控制部,通过控制所述拍摄部以及所述移动机构,从而获取所述投影距离不同的多个拍摄图像。能够由所述缺陷检测部来检测的缺陷包含:第一非周期性缺陷,为所述对象物的表面上的划痕或附着物;以及第二非周期性缺陷,为混入至所述对象物的内部的混入物。所述缺陷检测部包括:轮廓获取部,在所述多个拍摄图像的各个中,在第一方向的规定的检查位置,设定与跟所述第一方向垂直的第二方向平行且呈直线状延伸的检查区域,获取所述检查区域中的所述第二方向的亮度变化即亮度轮廓;评价值计算部,在所述多个拍摄图像中的一个拍摄图像的所述亮度轮廓中检测非周期性亮度变动,在所述多个拍摄图像中分别求出所述非周期性亮度变动的评价值;以及非周期性缺陷判别部,对于所述非周期性亮度变动,在表示所述多个拍摄图像中的评价值的变动程度的评价值变动指数为规定的阈值以下的情况下,判断为第一非周期性缺陷,在所述评价值变动指数大于所述阈值的情况下,判断为第二非周期性缺陷。所述检查装置中,可自动判别且检测缺陷的种类。
优选的是,所述检查装置还包括:旋转机构,在维持所述照明部的光轴方向上的所述对象物与所述拍摄辅助构件之间的距离、以及所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述对象物、所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部以与所述照明部的光轴垂直的旋转轴为中心而相对于所述照明部的所述光轴来相对地旋转,以变更所述照明部的所述光轴与所述对象物的法线方向所成的角度即测定角度。通过所述控制部来控制所述拍摄部、所述移动机构以及所述旋转机构,从而在多个测定角度下分别获取所述投影距离不同的多个拍摄图像。通过所述轮廓获取部,对于所述多个测定角度分别从所述多个拍摄图像获取多个亮度轮廓。通过所述评价值计算部,对于所述多个测定角度分别从所述多个拍摄图像求出所述非周期性亮度变动的多个评价值。所述评价值变动指数也基于所述多个测定角度各自的所述多个评价值的变动来求出。
本发明的优选的一形态的检查装置包括:对象物保持部,保持对象物;辅助构件保持部,与所述对象物平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件;照明部,将观察光照射至所述对象物;拍摄部,夹着所述拍摄辅助构件而与所述对象物配置于相反侧,具有与所述对象物的法线方向平行的光轴,拍摄通过透射过所述对象物的所述观察光而形成于所述拍摄辅助构件上的像,以获取拍摄图像;旋转机构,在维持所述照明部的光轴方向上的所述对象物与所述拍摄辅助构件之间的距离、以及所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述对象物、所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部以与所述照明部的光轴垂直的旋转轴为中心而相对于所述照明部的所述光轴来相对地旋转,以变更所述照明部的所述光轴与所述对象物的法线方向所成的角度即测定角度;以及缺陷检测部,基于所述拍摄图像来检测所述对象物的缺陷。所述检查装置中,可自动判别且检测缺陷的种类。
优选的是,所述检查装置还包括:移动机构,在维持所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部相对于所述对象物而朝所述照明部的光轴方向相对移动,以变更所述照明部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述对象物之间的距离即投影距离。
优选的是,所述照明部包括:光源部;以及透镜,将来自所述光源部的光转换为作为平行光的所述观察光而照射至所述对象物。所述照明部的光轴方向上的所述透镜与所述拍摄辅助构件之间的距离为所述透镜的焦距的一半以上。
所述目的以及其他目的、特征、形态以及优点可根据以下参照随附的附图所进行的本发明的详细说明而明确。
附图说明
[图1]是一实施方式的检查装置的正面图。
[图2]是图像获取装置的平面图。
[图3]是图像获取装置的平面图。
[图4]是图像获取装置的平面图。
[图5]是表示计算机的结构的图。
[图6]是表示通过计算机而实现的功能的方块图。
[图7]是表示制造装置的图。
[图8]是表示对象物的图。
[图9]是对象物的图像。
[图10]是对象物的图像。
[图11]是对象物的图像。
[图12]是表示缺陷检测的流程的图。
[图13]是表示拍摄图像以及检查区域的图。
[图14]是表示亮度轮廓的图。
[图15]是表示亮度轮廓的图。
[图16]是表示缺陷检测的流程的图。
[图17]是表示亮度轮廓的图。
[图18]是表示评价值的图。
[图19A]是表示亮度轮廓的图。
[图19B]是表示亮度轮廓的图。
[图20]是另一检查装置的正面图。
具体实施方式
图1是表示本发明的一实施方式的检查装置1的正面图。检查装置1包括图像获取装置11以及计算机12。图2是图像获取装置11的平面图。图1以及图2中,为了便于说明,表示了X方向、Y方向以及Z方向。X方向、Y方向以及Z方向彼此垂直。图1以及图2所示的示例中,X方向以及Y方向为水平方向,Z方向为铅垂方向,但并不限定于此。
作为检查对象的对象物9是沿规定的搬送方向连续地受到搬送并制造的片材状或板状的具有透光性的构件。对象物9例如是由热塑性树脂所形成。对象物9例如可利用作为液晶画面的表面基板或智慧电话的第五代移动通信技术(5th Generation MobileCommunication Technology,5G)支援零件等的光学薄膜、或汽车的窗玻璃的替代品。对象物9的材料以及用途可进行各种变更。本实施方式中,对象物9为实质上透明的构件,但只要是具有透光性的构件,则也可为半透明的构件。对象物9例如从与主面垂直的方向观察为大致矩形状。对象物9的两主面是彼此大致平行的大致平面。所谓对象物9的主面,是指对象物9所具有的最大的面。
如图1以及图2所示,图像获取装置11包括对象物保持部21、照明部22、拍摄辅助构件23、拍摄部24、辅助构件保持部26、旋转机构27以及移动机构28。
对象物保持部21保持对象物9。图1以及图2所示的示例中,对象物保持部21是与Z方向大致平行地延伸的大致圆柱状的构件。对象物9是以主面相对于XY平面为垂直的方式,由对象物保持部21从下侧予以保持。换言之,对象物9的法线方向(即,与对象物9的主面垂直的方向)与XY平面平行。所谓XY平面,是指相对于X方向以及Y方向而平行的预先规定的假想的一个面。由对象物保持部21所保持的对象物9中,与后述的对象物9的制造时的搬送方向对应的方向相对于XY平面为平行。
照明部22包括光源221、光出射部222以及透镜223。图2中,省略了光源221的图示。图1所示的示例中,照明部22的光轴J1与X方向平行(即,相对于YZ平面而垂直)。图1所示的示例中,照明部22的光轴J1通过对象物9的主面的大致中心。光源221例如为发光二极管(Light Emitting Diode,LED)。作为光源221,也可使用LED以外的光源。由光源221所生成的光经由光纤被导向光出射部222。光出射部222从针孔出射光。即,光出射部222为点光源。光源221与光出射部222也可成为一个单元。以下的说明中,光源221以及光出射部222也总称为“光源部220”。从光出射部222出射的光由透镜223转换为平行光而照射至对象物9。以下的说明中,从照明部22照射至对象物9的光也称为“观察光71”。图1所示的示例中,光出射部222、透镜223以及对象物保持部21被安装于一个框架31而相对地固定。而且,透镜223是其中一个透镜面为平面,另一个透镜面为凸面的平凸透镜。透镜223是在使作为平面的透镜面朝向光源部220并且使作为凸面的透镜面朝向对象物9的状态下配置于光轴J1上。再者,透镜223的形状以及配置等可进行各种变更。
拍摄辅助构件23是片材状或板状的具有透光性的构件。拍摄辅助构件23例如为扩散薄膜。作为拍摄辅助构件23,也可使用扩散薄膜以外者。拍摄辅助构件23例如从与主面垂直的方向观察时为与对象物9大致相同大小的大致矩形状。拍摄辅助构件23既可大于对象物9,也可小于对象物9。而且,拍摄辅助构件23的形状可进行各种变更。拍摄辅助构件23的两主面是彼此大致平行的大致平面。所谓拍摄辅助构件23的主面,是指拍摄辅助构件23所具有的最大的面。
辅助构件保持部26保持拍摄辅助构件23。图1以及图2所示的示例中,辅助构件保持部26是与Z方向大致平行地延伸的大致圆柱状的构件。拍摄辅助构件23是以主面相对于XY平面而垂直的方式由辅助构件保持部26从下侧予以保持。辅助构件保持部26是与对象物9平行地保持拍摄辅助构件23。换言之,拍摄辅助构件23是以主面与对象物9的主面为平行的方式而由辅助构件保持部26予以保持。图1以及图2所示的示例中,拍摄辅助构件23被配置于Z方向的与对象物9大致相同的位置,沿着对象物9的法线方向观察时与对象物9的大致整体重合。
拍摄部24是夹着拍摄辅助构件23而与对象物9配置于相反侧。图1所示的示例中,对象物9、拍摄辅助构件23以及拍摄部24从(-X)侧朝向(+X)方向依序排列。而且,照明部22被配置于对象物9的(-X)侧。拍摄部24的光轴J2与XY平面平行,且与对象物9的法线方向平行。图1所示的示例中,拍摄部24的光轴J2通过拍摄辅助构件23的主面的大致中心以及对象物9的主面的大致中心。拍摄部24例如是包括互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor,CMOS)或电荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)的工业用数字摄影机。拍摄部24例如是可获取二次元图像的区域摄影机(area camera)。拍摄部24也可为其他种类的摄影机。
图像获取装置11中,通过照明部22,从(-X)侧对于对象物9照射观察光71。透射过对象物9的观察光71被导向拍摄辅助构件23,并被投影至拍摄辅助构件23上。拍摄部24从拍摄辅助构件23的(+X)侧拍摄形成于拍摄辅助构件23上的像,以获取拍摄图像。换言之,拍摄部24获取透射过拍摄辅助构件23的对象物9的透射像来作为拍摄图像。若准确地表达,则拍摄部24获取表示被投影至拍摄辅助构件23的对象物9的像的数据。
图1所示的示例中,拍摄部24以及辅助构件保持部26被安装于一个框架32,拍摄部24相对于辅助构件保持部26以及拍摄辅助构件23的相对位置被固定。因此,拍摄部24的光轴J2所延伸的方向(以下也称作“拍摄部24的光轴方向”)上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离L2被维持为固定。
旋转机构27以沿Z方向延伸的旋转轴J3为中心,而使对象物9与对象物保持部21一同旋转。再者,对象物保持部21在框架31上旋转,框架31不旋转。图3是表示通过旋转机构27来使对象物9旋转了规定角度的状态的平面图。图3所示的示例中,对象物9从图2所示的状态绕逆时针方向旋转了约30°。旋转轴J3在俯视时通过对象物保持部21的大致中心。旋转轴J3在沿着对象物9的法线方向观察时通过对象物9的主面的大致中心。而且,旋转轴J3在对象物9上与照明部22的光轴J1垂直地交叉。以下的说明中,俯视(即,沿着旋转轴J3观察的状态)时的照明部22的光轴J1与对象物9的法线方向所成的角度θ也称作“测定角度θ”。旋转机构27是变更测定角度θ的机构。
而且,旋转机构27以沿Z方向延伸的旋转轴J4为中心而使框架32旋转,由此,使拍摄辅助构件23、辅助构件保持部26以及拍摄部24一体地旋转。旋转轴J4在俯视时通过辅助构件保持部26的大致中心。旋转轴J3与旋转轴J4彼此平行。旋转轴J4在沿着拍摄辅助构件23的法线方向观察时,通过拍摄辅助构件23的主面的大致中心。而且,旋转轴J4在拍摄辅助构件23上,与照明部22的光轴J1以及拍摄部24的光轴J2垂直地交叉。
图像获取装置11中,旋转机构27对于对象物9及拍摄辅助构件23的旋转方向及旋转角度相同。因此,对象物9与拍摄辅助构件23无论所述的测定角度θ的大小如何,均彼此平行。而且,俯视(即,沿着旋转轴J4观察的状态)时的拍摄辅助构件23的法线方向与照明部22的光轴J1所成的角度等于测定角度θ。
如上所述,拍摄部24相对于辅助构件保持部26而相对地固定。因此,当拍摄辅助构件23以及辅助构件保持部26通过旋转机构27而旋转时,拍摄部24也一同旋转。拍摄部24的光轴J2不论测定角度θ的大小如何,均在旋转轴J4上与照明部22的光轴J1交叉。俯视(即,沿着旋转轴J4观察的状态)时的拍摄部24的光轴J2与照明部22的光轴J1所成的角度等于测定角度θ。而且,不论测定角度θ的大小如何,拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离L2均为固定。
图1所示的示例中,旋转机构27包括马达271以及皮带272。马达271是被安装于对象物保持部21下方的旋转马达。皮带272是与对象物保持部21以及辅助构件保持部26的侧面接触的环状构件。当马达271旋转时,连接于马达271的对象物保持部21旋转。而且,通过作用于对象物保持部21与皮带272之间的摩擦力,皮带272也旋转,对象物保持部21的旋转被传递至辅助构件保持部26,辅助构件保持部26也旋转与对象物保持部21相同的角度。
移动机构28使拍摄辅助构件23以及拍摄部24沿X方向(即,照明部22的光轴方向)移动。图4是表示拍摄辅助构件23以及拍摄部24通过移动机构28而从图3所示的位置朝(+X)方向移动的状态的平面图。图4所示的示例中,移动机构28通过使辅助构件保持部26朝X方向移动,从而使拍摄辅助构件23以及辅助构件保持部26与经由框架32而固定于辅助构件保持部26的拍摄部24一体地移动。由此,X方向上的对象物9与拍摄辅助构件23之间的距离L1(以下也称作“投影距离L1”)受到变更。投影距离L1为旋转轴J3与旋转轴J4之间的X方向的距离。移动机构28例如包括线性马达或气缸。
如上所述,图像获取装置11中,辅助构件保持部26以及拍摄部24通过移动机构28而一体地移动,因此所述移动是在将拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离L2(参照图3)维持为固定的状态下进行。当辅助构件保持部26通过移动机构28而朝X方向移动时,例如旋转机构27的皮带272伸缩,由此,拍摄辅助构件23以及辅助构件保持部26维持同步于对象物9以及对象物保持部21的旋转而旋转相同角度的状态。而且,旋转机构27对于对象物9、拍摄辅助构件23以及拍摄部24的旋转是在将X方向上的对象物9与拍摄辅助构件23之间的距离(即,投影距离L1)以及拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离L2维持为固定的状态下进行。再者,旋转机构27以及移动机构28的结构无须限定于所述示例,可进行各种变更。
图像获取装置11中,若将X方向(即,照明部22的光轴方向)上的透镜223与拍摄辅助构件23之间的距离设为L3(参照图1以及图2),则距离L3优选为透镜223的焦距的一半以上。由此,可抑制光源221的副实像通过透镜223而投影至拍摄辅助构件23上的现象,从而抑制所述副实像包含于由拍摄部24所获取的拍摄图像中的情况。所述副实像是从照明部22出射的观察光71被对象物9反射而再入射至透镜223,并被透镜223的光源部220侧的透镜面反射而较透镜223在(+X)侧成像者。本实施方式中,被对象物9反射而再入射至透镜223的光为大致平行光,因此所述副实像是较透镜223而在(+X)侧成像于透镜223的焦距的大致一半的位置。再者,详细而言,所述距离L3是在光轴J1上成为透镜223的焦距的基准的点、与光轴J1上的拍摄辅助构件23的位置(上述例中为旋转轴J4)之间的距离。
图5是表示计算机12的结构的图。计算机12是包括处理器101、存储器102、输入/输出部103以及总线104的通常的计算机系统。总线104是连接处理器101、存储器102以及输入/输出部103的信号电路。存储器102存储程序以及各种信息。处理器101通过存储于存储器102中的程序等,利用存储器102等并执行各种处理(例如数值计算或图像处理)。输入/输出部103包括受理来自操作者的输入的键盘105及鼠标106、与显示来自处理器101的输出等的显示器107。
图6是表示通过计算机12而实现的功能的方块图。图6所示的示例中,通过计算机12来实现存储部41、控制部42、缺陷检测部43。缺陷检测部43包括轮廓获取部44、周期性缺陷判别部45、非周期性缺陷判别部46以及评价值计算部47。存储部41主要是通过存储器102来实现,存储由拍摄部24所获取的拍摄图像等。控制部42主要通过处理器101来实现,对拍摄部24、旋转机构27以及移动机构28进行控制。通过控制部42来控制拍摄部24、旋转机构27和/或移动机构28,由此来获取测定角度θ和/或投影距离L1不同的多个拍摄图像。缺陷检测部43主要是通过处理器101来实现,基于由拍摄部24所获取的拍摄图像,如后所述那样检测对象物9的缺陷。
图7是表示制造对象物9的制造装置8的图。制造装置8是所谓的挤出成形装置。制造装置8包括料斗81、挤出机82、齿轮泵83、模具84以及成形辊85a~成形辊85c。成形辊85a~成形辊85c各自的外径例如为200mm~500mm。
制造装置8中,从料斗81供给的树脂颗粒或树脂粉末(即,对象物9的材料)在挤出机82内被熔融,熔融树脂通过齿轮泵83被送出至模具84。然后,从模具84的下端呈膜状掉落而被供给至旋转的成形辊85a与成形辊85b之间。从模具84的供给的熔融树脂在成形辊85a与成形辊85b之间受到夹压并冷却,而成形为规定厚度的片材构件90(即,连续的对象物9)并卷绕于成形辊85b的表面。片材构件90通过成形辊85b与成形辊85c之间而被拉出。制造装置8中,沿着成形辊85b、成形辊85c的外侧面中的与片材构件90接触的区域的方向、以及离开成形辊85c的片材构件90受到搬送的方向为片材构件90的搬送方向(即,所述对象物9的搬送方向)。图7中,以标注了符号91的箭头来表示所述搬送方向。所述对象物9是将片材构件90的一部分切出而成者。
图8是表示对象物9的图。图8中,对表示与图7中的搬送方向91对应的方向的箭头标注了符号91。以下的说明中,与搬送方向91对应的对象物9上的方向也称作“搬送方向91”。而且,与对象物9的主面平行且与搬送方向91垂直的方向也称作宽度方向92。图1以及图2中,宽度方向92垂直于XY平面。
对象物9的缺陷主要是在制造装置8的制造过程中产生。对象物9的缺陷可分类为在所述搬送方向91上周期性地出现的缺陷即周期性缺陷与不具有周期性的非周期性缺陷。
周期性缺陷包含条带状的第一周期性缺陷,所述条带状的第一周期性缺陷是在对象物9上沿搬送方向91周期性地排列的多个条纹。图9是由拍摄部24拍摄对象物9上的多个条纹所得的图像。多个条纹在对象物9上于沿着宽度方向92的方向上呈大致直线状延伸。各条纹也可理解为宽度方向92上的长度较搬送方向91上的宽度为长的大致带状。各条纹沿着宽度方向92实质上不中断地连续延伸。图9所示的示例中,各条纹沿着宽度方向92纵断所述图像。多个条纹的周期(即,邻接的两条条纹之间在搬送方向91上的距离)比成形辊85b的外侧面的周长小。例如,多个条纹的周期为成形辊85b的外侧面的周长的0.1%~5%。所述多个条纹例如是因成形辊85a~成形辊85c的旋转速度的差异等偏离适当的范围而产生。
多个条纹既可与宽度方向92平行地延伸,也可沿相对于宽度方向倾斜一定程度的方向延伸。多个条纹所延伸的方向与宽度方向92所成的角度例如为0°~10°。多个条纹既可严格地沿直线状延伸,也可稍许弯曲且呈大致直线状地延伸。多个条纹既可在搬送方向91上严格地以相同的周期而出现,也可以包含少许偏离的大致相同的周期而出现。若将所述宽度方向92以及搬送方向91分别称作“第一方向”以及“第二方向”,则多个条纹在对象物9上沿着第一方向呈大致直线状地延伸,并且在与第一方向垂直的第二方向上周期性地排列。
所述周期性缺陷还包含与作为第一周期性缺陷的多个条纹不同的、非条纹状的第二周期性缺陷。第二周期性缺陷与第一周期性缺陷大致同样地,在对象物9上沿搬送方向91周期性地排列。一般而言,第二周期性缺陷在搬送方向91上的周期存在较第一周期性缺陷在搬送方向91上的周期为大的倾向,但也可小于第一周期性缺陷的所述周期,还可为大致相同。第二周期性缺陷在搬送方向91上的周期例如为成形辊85b的外侧面的周长的0.5%~100%。所述“非条纹状”是指并非沿着宽度方向92长长地(例如长至纵断图像的程度)延伸,而是实质上为非直线状的形状。第二周期性缺陷中所含的各缺陷例如为大致椭圆形状或大致矩形状。第二周期性缺陷例如包含因在成形辊85b的外侧面违反意图而存在的凹凸形状(例如划痕或异物)被转印至片材构件90的主面而产生的缺陷(以下也称作“转印缺陷”)。例如,在成形辊85b的外侧面上存在的所述凹凸形状为一个的情况下,转印缺陷的周期与成形辊85b的外侧面的周长大致相同。
而且,第二周期性缺陷也包含在片材构件90从成形辊85b等的外侧面剥离时,在成形辊85b等的外侧面上的一部分未被适当剥离的情况下所产生的缺陷(以下也称作“剥离痕”)。第二周期性缺陷也包含因片材构件90的冷却不良而产生的缺陷。所述冷却不良造成的缺陷包含所谓的“冷却不均”以及“厚度不均”。冷却不均是在相对较厚的片材构件90受到冷却时,有可能因片材构件90的表面附近与内部的冷却速度的差异而产生的外观不良。具体而言,在片材构件90的表面附近受到冷却而固化的状态下,片材构件90的内部尚未固化而仍为熔融状态的情况下,有时会因所述状态的差异而产生冷却不均。而且,因片材构件90的熔融状态的内部的热导致已暂时固化的表面附近再次熔融,从而造成片材构件90的厚度变得不均等的缺陷为厚度不均。图10是由拍摄部24来拍摄对象物9上的冷却不均所得的图像。
而且,第二周期性缺陷也包含在熔融树脂从模具84掉落至成形辊85a与成形辊85b之间时,因风等的外界干扰或成形辊85a、成形辊85b上的熔融树脂的滞留等,导致熔融树脂被供给至偏离所期望的掉落位置的位置而进行不适当的夹压的情况下所产生的缺陷(以下也称作“掉落偏离缺陷”)。第二周期性缺陷也包含因由齿轮泵83的齿轮的咬合引起的熔融树脂的周期性脉动而产生的缺陷(以下也称作“泵痕”)、以及因通过挤出机82内的螺杆进行的混炼时产生的熔融树脂的粘度差而引起的片材构件90的厚度的周期性变动(以下也称作“流痕”)。
所述非周期性缺陷包含:第一非周期性缺陷,为形成于对象物9的表面上的划痕或附着于所述表面的异物(即附着物);以及第二非周期性缺陷,为混入至对象物9内部的异物(即混入物)。再者,混入物既可整体存在于对象物9的内部,也可一部分从对象物9的表面露出。图11是由拍摄部24来拍摄对象物9表面上的划痕(即,第一非周期性缺陷)所得的图像。图11中,以虚线的圆来包围划痕。第一非周期性缺陷是因在制造装置8中使片材构件90成形后,或者,在已利用制造装置8而成形的片材构件90的搬送等中,片材构件90的表面与某些物体接触,或者空气中的异物附着于所述表面等而产生。第二非周期性缺陷是因在制造装置8中的片材构件90的制造中,空气中的异物等混入至熔融树脂等而产生。
接下来说明检查装置1对于对象物9的缺陷检测流程。图12是表示检测对象物9的第一周期性缺陷、第二周期性缺陷以及非周期性缺陷时的缺陷检测流程的一例的图。
图1所示的检查装置1中,首先,通过控制部42(参照图6)来控制旋转机构27以及移动机构28,从而拍摄辅助构件23、辅助构件保持部26以及拍摄部24旋转以及移动,以成为规定的测定角度θ以及投影距离L1。接下来,从照明部22对于对象物9照射观察光71,进行拍摄部24对拍摄图像的获取(步骤S11)。所述拍摄图像从拍摄部24被送至计算机12,并保存于存储部41(参照图6)中。
继而,如图13所示,在拍摄图像95中,在与对象物9的宽度方向92对应的方向(以下也简称作“宽度方向92”)的多个检查位置,通过轮廓获取部44(参照图6)来分别设定多个检查区域96。图13中,显示了拍摄图像95的轮廓以及检查区域96,但省略了拍摄图像95中所含的缺陷等的图示。各检查区域96是在拍摄图像95中,沿与对象物9的搬送方向91对应的方向(以下也简称作“搬送方向91”)呈直线状延伸的矩形带状的区域。优选的是,各检查区域96是遍及拍摄图像95的搬送方向91的全长而设。各检查区域96的宽度方向92的宽度比搬送方向91的长度小,例如为拍摄图像95的宽度方向92的宽度的0.003%~0.1%。多个检查区域96在宽度方向92上彼此隔开地配置。图13所示的示例中,在拍摄图像95的宽度方向92的两端部以及中央部配置有三个检查区域96。优选的是,所述三个检查区域96在宽度方向92上大致等间隔地排列。再者,多个检查区域96的数量可在2以上的范围进行各种变更。而且,各检查区域96的宽度方向92的宽度也可小于拍摄图像95的宽度方向92的宽度的0.003%,还可大于0.1%。多个检查区域96未必需要彼此隔开地配置,也可在宽度方向92上连续地配置。
接下来,通过轮廓获取部44,对于多个检查区域96分别获取亮度轮廓(步骤S12)。所谓亮度轮廓,是指各检查区域96中的搬送方向91的亮度变化。图14是对于如图9所示的图像那样存在多个条纹的拍摄图像95,将三个检查区域96中的亮度轮廓上下排列而示意性地表示者。图14中的横轴表示搬送方向91上的位置,纵轴表示亮度。图14中表示各检查区域96的亮度轮廓的一部分。在后述的同样的附图中也相同。
缺陷检测部43中,通过周期性缺陷判别部45(参照图6),从各检查区域96的亮度轮廓中检测周期性亮度变动(步骤S13)。所谓周期性亮度变动,如图14中所示,表示在搬送方向91上周期性地出现亮度的波峰97的状态。周期性亮度变动是通过对亮度轮廓进行傅立叶变换等的频率分析而检测。周期性亮度变动的检测也可通过其他方法来进行。再者,步骤S13中,在各检查区域96的亮度轮廓不存在相对较大的亮度变动(例如从亮度轮廓的平均亮度偏离了规定的良品阈值以上的波峰)的情况下,判断为对象物9为良品。
当在步骤S13中检测出周期性亮度变动时,求出各检查区域96中的周期性亮度变动的周期(即,最大值侧或最小值侧的邻接的波峰97间的距离)。所述周期的算出也通过所述的频率分析或者其他方法来进行。如图14所示,在有周期相同的周期性亮度变动共同存在于多个亮度轮廓的情况下,周期性缺陷判别部45判断为对象物9中存在第一周期性缺陷(即,多个条纹)(步骤S14、步骤S15)。所述的周期性亮度变动的周期相同的状态是指:从多个亮度轮廓中检测出的周期性亮度变动的周期包含在误差15%以下的范围内的状态。
另一方面,在多个检查区域96的亮度轮廓如图15所示,与存在于一个亮度轮廓的周期性亮度变动为相同周期的周期性亮度变动不存在于其他亮度轮廓的情况下(即,在多个亮度轮廓未共同具有周期相同的周期性亮度变动的情况下),周期性缺陷判别部45判断为对象物9中存在第二周期性缺陷(步骤S14、步骤S16)。
再者,缺陷检测部43中,若在步骤S13中求出的周期性亮度变动的周期相对较大(例如大于成形辊85b的外侧面的周长的5%),则周期性缺陷判别部45也可不论步骤S14的结果如何而判断为存在第二周期性缺陷而非第一周期性缺陷。
当周期性缺陷的检测结束时,进行缺陷检测部43对非周期性缺陷的检测。具体而言,在所述拍摄图像95的各亮度轮廓中,相对较大的亮度变动(例如从亮度轮廓的平均亮度偏离了规定的阈值以上的波峰)中的除了所述周期性亮度变动以外的部分被非周期性缺陷判别部46(参照图6)检测为非周期性亮度变动(步骤S17)。接下来,所述非周期性亮度变动被非周期性缺陷判别部46判断为非周期性缺陷(步骤S18)。再者,步骤S17~步骤S18中,不需要使用拍摄图像95的多个检查区域96中的所有的亮度轮廓,也可使用多个亮度轮廓中的至少一个亮度轮廓,从所述一个亮度轮廓中检测非周期性缺陷。或者,也可对拍摄图像95设定与所述的多个检查区域96不同的检查区域96,使用所述不同的检查区域96的亮度轮廓来检测非周期性缺陷。
所述说明中,步骤S13~步骤S16中的周期性缺陷的检测中所使用的拍摄图像95与步骤S17~步骤S18中的非周期性缺陷的检测中所使用的拍摄图像95为相同,但也可不同。
例如,也可为,在步骤S11中,分别获取周期性缺陷检测用的拍摄图像95与非周期性缺陷检测用的拍摄图像95,在步骤S12中,获取各拍摄图像95的检查区域96的亮度轮廓。优选的是,通过控制部42来控制拍摄部24以及旋转机构27,由此,在测定角度θ被设为规定的第一测定角度的状态下获取周期性缺陷检测用的拍摄图像95,且在测定角度θ被设为规定的第二测定角度的状态下获取非周期性缺陷检测用的拍摄图像95。第二测定角度是与第一测定角度不同的角度。优选的是,第一测定角度大于第二测定角度。通过加大第一测定角度,从而在拍摄图像95中,多个条纹与条纹以外的区域的浓淡差变大,因此可高精度地检测多个条纹。例如,第一测定角度为30°~80°,第二测定角度为0°~60°。
图16是表示检测对象物9的第一非周期性缺陷以及第二非周期性缺陷时的缺陷检测流程的一例的图。图1所示的检查装置1中,与所述步骤S11大致同样地进行拍摄图像95(参照图13)的获取。接下来,通过控制部42来控制移动机构28而变更了投影距离L1后,进行拍摄部24对拍摄图像95的获取。将投影距离L1的变更以及拍摄图像95的获取反复进行规定次数,由此,获取投影距离L1不同的多个拍摄图像95(步骤S21)。所述多个拍摄图像95从拍摄部24被送至计算机12,并保存于存储部41(参照图6)中。在步骤S21中,例如获取投影距离L1为30mm、50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm以及350mm时的拍摄图像95。再者,投影距离L1可进行各种变更,多个拍摄图像95的数量也可在2以上的范围进行各种变更。
继而,通过轮廓获取部44,在各拍摄图像95中设定所述检查区域96。以下的说明中,设对各拍摄图像95设定的检查区域96的数量为一个来进行说明,但也可对各拍摄图像95设定多个检查区域96。轮廓获取部44获取各拍摄图像95的检查区域96中的亮度轮廓(步骤S22)。
缺陷检测部43中,通过评价值计算部47(参照图6),在一个拍摄图像95的亮度轮廓中检测非周期性亮度变动(步骤S23)。所述非周期性亮度变动对应于对象物9上的非周期性缺陷(即,第一非周期性缺陷或第二非周期性缺陷)。在亮度轮廓中包含所述周期性亮度变动的情况下,非周期性亮度变动的检测例如是通过下述方式来进行,即,在从所述亮度轮廓中去除了周期性亮度变动后,从剩余的亮度变动中检测相对较大的亮度变动(例如,从亮度轮廓的平均亮度偏离了规定的阈值以上的波峰)。图17是示意性地表示存在一个非周期性亮度变动的亮度轮廓的图。再者,在步骤S23中,在检查区域96的亮度轮廓不存在相对较大的亮度变动的情况下,判断为对象物9为良品。
在与非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷是作为对象物9表面上的划痕或附着物的第一非周期性缺陷的情况下,第一非周期性缺陷会使观察光71发生漫反射,因此观察光71几乎不会入射至拍摄辅助构件23上的与第一非周期性缺陷对应的区域。因此,与第一非周期性缺陷对应的非周期性亮度变动成为较周围的部位暗的颜色的点状或线状(即,为黑的点或黑的线,以下也称作“黑点等”)。即便投影距离L1发生变更,与第一非周期性缺陷对应的非周期性亮度变动也几乎不会大幅变动。
另一方面,在与非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷为作为对象物9内部的混入物的第二非周期性缺陷的情况下,则包含第二非周期性缺陷的树脂层会使观察光71发生镜面反射,因此在拍摄辅助构件23上的与第二非周期性缺陷对应的区域的周围,经镜面反射的光增强。因此,与第二非周期性缺陷对应的非周期性亮度变动在所述的黑点等与周围的区域之间,具有较所述周围的区域明亮的大致环状的区域。对于与第二非周期性缺陷对应的非周期性亮度变动,当投影距离L1变大时,所述的镜面反射后的光会大幅展开,因此黑点等将变大,所述大致环状的明亮区域也变大。
评价值计算部47算出所述非周期性亮度变动的评价值。而且,评价值计算部47在所述一个拍摄图像95以外的拍摄图像95的亮度轮廓中,检测与所述非周期性亮度变动对应的非周期性亮度变动,并算出所检测出的非周期性亮度变动的评价值。换言之,评价值计算部47在所述的多个拍摄图像95中分别求出非周期性亮度变动的评价值(步骤S24)。
所述评价值例如是将图17中与所述黑点等对应的朝下的波峰971与在所述波峰971的两侧邻接的朝上的波峰972、波峰973各自之差即A以及B中的较大者除以波峰972与波峰973之间的距离W所得的值。即,所述评价值是作为Max(A、B)/W而求出。
再者,在步骤S24中求出的评价值并不限于通过所述的式(Max(A、B)/W)而求出的评价值,只要具有以下的特征中的至少一个,则可进行各种变更。所述评价值的一个特征为:随着所述的朝下的波峰971与朝上的波峰972、波峰973之差即Max(A、B)变大而评价值变大。所述评价值的另一特征为:随着所述的波峰972与波峰973之间的距离W变大而评价值变小。例如,所述评价值也可为(Max(A、B))2/W2。或者,所述评价值也可为Max(A、B)。
非周期性缺陷判别部46(参照图6)求出表示多个拍摄图像95中的评价值的变动程度的评价值变动指数(步骤S25)。所述评价值变动指数例如是将投影距离L1不同的多个拍摄图像95中的非周期性亮度变动的评价值如图18所示那样按照投影距离L1小的顺序予以排列,并作为邻接的各两个评价值的差值(即,邻接的各两个评价值之差的绝对值)的算术平均而求出。在步骤S25中求出的评价值变动指数只要具有下述特征,则可进行各种变更,所述特征为:随着相对于投影距离L1的变动的、评价值的变动程度变大,而所述评价值变动指数变大,随着相对于投影距离L1的变动的、评价值的变动程度变小,而所述评价值变动指数变小。
如上所述,若非周期性缺陷为作为对象物9表面上的划痕或附着物的第一非周期性缺陷,则即便投影距离L1发生变更,亮度轮廓中的非周期性亮度变动也几乎不会发生变动。另一方面,在非周期性缺陷为作为对象物9内部的混入物的第二非周期性缺陷的情况下,当投影距离L1发生变更时,亮度轮廓中的非周期性亮度变动会相对较大地变动。在非周期性缺陷判别部46中,在亮度轮廓中的非周期性亮度变动的评价值变动指数为规定的阈值以下的情况下,判断为与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷为第一非周期性缺陷(步骤S26、步骤S27)。而且,在亮度轮廓中的非周期性亮度变动的评价值变动指数大于所述阈值的情况下,判断为与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷为第二非周期性缺陷(步骤S26、步骤S28)。所述阈值是基于存在第一非周期性缺陷以及第二非周期性缺陷的对象物9的拍摄图像95等来预先决定并存储于存储部41中。
所述步骤S21中,是在测定角度θ被固定为一个角度的状态下,获取与多个投影距离L1对应的多个拍摄图像95,但测定角度θ也可变更,也可获取与多个测定角度θ对应的多个拍摄图像95。在非周期性缺陷为作为对象物9表面上的划痕或附着物的第一非周期性缺陷的情况下,当测定角度θ发生变更时,与所述非周期性缺陷对应的非周期性亮度变动会相对较大地变动。另一方面,在非周期性缺陷为作为对象物9内部的混入物的第二非周期性缺陷的情况下,即便测定角度θ发生变更,与所述非周期性缺陷对应的非周期性亮度变动也几乎不会大幅变动。
在变更测定角度θ而获取拍摄图像95时,例如在测定角度θ为0°的状态下变更投影距离L1来获取多个拍摄图像95,在测定角度θ被变更为30°后,变更投影距离L1来获取多个拍摄图像95。而且,在测定角度θ被变更为60°后,变更投影距离L1来获取多个拍摄图像95,进而,在测定角度θ被变更为80°度后,变更投影距离L1来获取多个拍摄图像95。换言之,对于测定角度θ=0°、30°、60°以及80°的各状态,获取投影距离L1不同的多个拍摄图像95。再者,测定角度θ的大小可在0°以上且小于90°的范围内进行各种变更,多个拍摄图像95的数量可在2以上的范围内进行各种变更。
此时,在步骤S22中,对于多个测定角度θ的各个,从投影距离L1不同的多个拍摄图像95中获取多个亮度轮廓。而且,在步骤S23~步骤S24中,对于多个测定角度θ的各个,从投影距离L1不同的多个拍摄图像95求出非周期性亮度变动的多个评价值。
在步骤S25中,评价值变动指数是基于各测定角度θ下的多个评价值的变动而求出。具体而言,首先,对于多个测定角度θ的各个,将利用与所述评价值变动指数相同的方法而求出的值设为“临时变动指数”。并且,获取将与多个测定角度θ对应的多个临时变动指数中的最小的临时变动指数除以最大的临时变动指数所得的值来作为评价值变动指数。
在步骤S26、步骤S27中,在所述评价值变动指数为规定的阈值以下的情况下(即,在相对于测定角度θ的变化的、非周期性亮度变动的变化相对较大的情况下),判断为与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷为第一非周期性缺陷。而且,在亮度轮廓中的非周期性亮度变动的评价值变动指数大于所述阈值的情况下(即,在相对于测定角度θ的变化的、非周期性亮度变动的变化相对较小的情况下),判断为与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷为第二非周期性缺陷。在步骤S21中变更投影距离L1以及测定角度θ时的所述阈值与在步骤S21中仅变更投影距离L1而不变更测定角度θ时的阈值不同。
检查装置1中,既可如上所述那样进行步骤S11~步骤S18(即,第一周期性缺陷与第二周期性缺陷的判别、以及非周期性缺陷的检测),也可仅进行步骤S11~步骤S16(即,第一周期性缺陷与第二周期性缺陷的判别)。而且,检查装置1中,也可取代步骤S11~步骤S18中的步骤S17~步骤S18(即,非周期性缺陷的检测)而进行步骤S21~步骤S27(即,第一非周期性缺陷与第二非周期性缺陷的判别)。此时,步骤S11~步骤S16与步骤S21~步骤S27无论哪个先进行皆可。
如以上所说明那样,检查装置1对片材状或板状的具有透光性的对象物9的缺陷进行检测。检查装置1包括对象物保持部21、辅助构件保持部26、照明部22、拍摄部24以及缺陷检测部43。对象物保持部21保持对象物9。辅助构件保持部26与对象物9平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件23。照明部22将观察光71照射至对象物9。拍摄部24夹着拍摄辅助构件23而与对象物9配置于相反侧。拍摄部24具有与对象物9的法线方向平行的光轴J2,对通过透射过对象物9的观察光71而形成于拍摄辅助构件23上的像进行拍摄,以获取拍摄图像95。缺陷检测部43基于拍摄图像95来检测对象物9的缺陷。
能够由缺陷检测部43来检测的缺陷包含第一周期性缺陷与第二周期性缺陷。第一周期性缺陷是在对象物9上沿着第一方向(所述示例中为宽度方向92)呈直线状延伸,并且在与所述第一方向垂直的第二方向(所述示例中为搬送方向91)上周期性地排列的多个条纹。第二周期性缺陷是在对象物9上沿第二方向周期性地排列的非条纹状的缺陷。
缺陷检测部43包括轮廓获取部44与周期性缺陷判别部45。轮廓获取部44在拍摄图像95中,在第一方向的多个检查位置设定与第二方向平行且分别呈直线状延伸的多个检查区域96。轮廓获取部44获取多个检查区域96各自中的第二方向的亮度变化即多个亮度轮廓。周期性缺陷判别部45对在所述多个亮度轮廓分别检测周期性亮度变动。并且,周期性缺陷判别部45在周期相同的周期性亮度变动共同存在于多个亮度轮廓的情况下,判断为存在第一周期性缺陷,在与存在于所述多个亮度轮廓中的一个亮度轮廓的周期性亮度变动为相同周期的周期性亮度变动不存在于其他亮度轮廓的情况下,判断为存在第二周期性缺陷。
所述检查装置1中,对于对象物9的周期性缺陷,可自动判别且检测周期性缺陷的种类。其结果,可根据周期性缺陷的种类来准确且高效地进行对象物9的制造装置8(参照图7)等的调整。例如,在检测出多个条纹即第一周期性缺陷以作为对象物9的缺陷的情况下,在制造装置8中,通过调整成形辊85a~成形辊85c的旋转速度的差异等,可降低或防止第一周期性缺陷。
如上所述,优选的是,能够由缺陷检测部43来检测的缺陷还包含非周期性缺陷,所述非周期性缺陷为对象物9的表面上的划痕或附着物、或者混入至对象物9内部的混入物。优选的是,缺陷检测部43还包括非周期性缺陷判别部46,所述非周期性缺陷判别部46在所述多个亮度轮廓中的至少一个亮度轮廓检测非周期性亮度变动,将所述非周期性亮度变动判断为非周期性缺陷。由此,除了所述的第一周期性缺陷以及第二周期性缺陷的判别以外,也可自动检测对象物9的非周期性缺陷。其结果,可更高精度地进行对象物9的缺陷检查。
如上所述,优选的是,检查装置1还包括旋转机构27与控制部42。旋转机构27在维持照明部22的光轴方向上的对象物9与拍摄辅助构件23之间的距离(即,投影距离L1)、以及拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离的状态下,使对象物9、拍摄辅助构件23以及拍摄部24以与照明部22的光轴J1垂直的旋转轴J3、旋转轴J4为中心而相对于照明部22的光轴J1来相对地旋转,以变更照明部22的光轴J1与对象物9的法线方向所成的角度即测定角度θ。控制部42通过控制拍摄部24以及旋转机构27,从而在测定角度θ被设为规定的第一测定角度的状态下获取拍摄图像95,以供周期性缺陷判别部45所进行的缺陷检测用,且在测定角度θ被设为与所述第一测定角度不同的规定的第二测定角度的状态下获取拍摄图像95,以供非周期性缺陷判别部46所进行的缺陷检测用。
如此,基于以适合于周期性缺陷的特性的第一测定角度所获取的拍摄图像95来检测周期性缺陷,基于以适合于非周期性缺陷的特性的第二测定角度所获取的拍摄图像95来检测非周期性缺陷,由此,可高精度地检测周期性缺陷以及非周期性缺陷这两者。
再者,检查装置1中,控制部42也可对拍摄部24以及移动机构28进行控制,由此,在投影距离L1被设为规定的第一投影距离的状态下获取拍摄图像95,以供周期性缺陷判别部45所进行的缺陷检测用,在投影距离L1被设为与所述第一投影距离不同的规定的第二投影距离的状态下获取拍摄图像95,以供非周期性缺陷判别部46所进行的缺陷检测用。此时,也可高精度地检测周期性缺陷以及非周期性缺陷这两者。
如上所述,优选的是,检查装置1还包括移动机构28与控制部42。移动机构28在维持拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离的状态下,使拍摄辅助构件23以及拍摄部24相对于对象物9而朝照明部22的光轴方向相对移动,以变更照明部22的光轴方向上的拍摄辅助构件23与对象物9之间的距离即投影距离L1。控制部42对拍摄部24以及移动机构28进行控制,由此来获取投影距离L1不同的多个拍摄图像95。非周期性缺陷包含:第一非周期性缺陷,为对象物9的表面上的划痕或附着物;以及第二非周期性缺陷,为混入至对象物9内部的混入物。
优选的是,轮廓获取部44在多个拍摄图像95的各个中,在第一方向的规定的检查位置,设定与第二方向平行且呈直线状延伸的检查区域96,获取所述检查区域96中的第二方向的亮度变化即亮度轮廓。优选的是,缺陷检测部43还包括评价值计算部47。评价值计算部47在多个拍摄图像95中的一个拍摄图像95的亮度轮廓中检测非周期性亮度变动,在多个拍摄图像95中分别求出所述非周期性亮度变动的评价值。优选的是,非周期性缺陷判别部46对于非周期性亮度变动,在表示多个拍摄图像95中的评价值的变动程度的评价值变动指数为规定的阈值以下的情况下,判断为第一非周期性缺陷,在所述评价值变动指数大于所述阈值的情况下,判断为第二非周期性缺陷。由此,对于对象物9的非周期性缺陷,可自动判别且检测非周期性缺陷的种类。
更优选的是,检查装置1还包括旋转机构27。旋转机构27在维持照明部22的光轴方向上的对象物9与拍摄辅助构件23之间的距离(即,投影距离L1)、以及拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离的状态下,使对象物9、拍摄辅助构件23以及拍摄部24以与照明部22的光轴J1垂直的旋转轴J3、旋转轴J4为中心而相对于照明部22的光轴J1相对地旋转,以变更照明部22的光轴J1与对象物9的法线方向所成的角度即测定角度θ。优选的是,通过控制部42来控制拍摄部24、移动机构28以及旋转机构27,从而在多个测定角度θ下分别获取投影距离L1不同的多个拍摄图像95。并且,通过轮廓获取部44,对于多个测定角度θ分别从所述多个拍摄图像95获取多个亮度轮廓。而且,通过评价值计算部47,对于多个测定角度θ分别从所述多个拍摄图像95求出非周期性亮度变动的多个评价值。并且,优选的是,评价值变动指数也基于多个测定角度θ各自的多个评价值的变动来求出。由此,可高精度地进行非周期性缺陷的种类的自动判别。
检查装置1中,未必需要进行所述的步骤S11~步骤S18(即,第一周期性缺陷与第二周期性缺陷的判别、以及非周期性缺陷的检测),也可仅进行步骤S21~步骤S27(即,第一非周期性缺陷与第二非周期性缺陷的判别)。
此时,对片材状或板状的具有透光性的对象物9的缺陷进行检测的检查装置1包括对象物保持部21、辅助构件保持部26、照明部22、拍摄部24、移动机构28、缺陷检测部43以及控制部42。对象物保持部21保持对象物9。辅助构件保持部26与对象物9平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件23。照明部22将观察光71照射至对象物9。拍摄部24夹着拍摄辅助构件23而与对象物9配置于相反侧。拍摄部24具有与对象物9的法线方向平行的光轴J2,对通过透射过对象物9的观察光71而形成于拍摄辅助构件23上的像进行拍摄,以获取拍摄图像95。移动机构28在维持拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离的状态下,使拍摄辅助构件23以及拍摄部24相对于对象物9而朝照明部22的光轴方向相对移动,以变更照明部22的光轴方向上的拍摄辅助构件23与对象物9之间的距离即投影距离L1。缺陷检测部43基于拍摄图像95来检测对象物9的缺陷。控制部42通过控制拍摄部24以及移动机构28,从而获取投影距离L1不同的多个拍摄图像95。
能够由缺陷检测部43来检测的缺陷包含:第一非周期性缺陷,为对象物9的表面上的划痕或附着物;以及第二非周期性缺陷,为混入至对象物9内部的混入物。
缺陷检测部43包括轮廓获取部44、评价值计算部47以及非周期性缺陷判别部46。轮廓获取部44在多个拍摄图像95的各个中,在第一方向(所述示例中为宽度方向92)的规定的检查位置,设定与跟第一方向垂直的第二方向(所述示例中为搬送方向91)平行且呈直线状延伸的检查区域96。轮廓获取部44获取检查区域96中的第二方向的亮度变化即亮度轮廓。评价值计算部47在多个拍摄图像95中的一个拍摄图像95的亮度轮廓中检测非周期性亮度变动,在多个拍摄图像95中分别求出所述非周期性亮度变动的评价值。非周期性缺陷判别部46对于所述非周期性亮度变动,在表示多个拍摄图像95中的评价值的变动程度的评价值变动指数为规定的阈值以下的情况下,判断为第一非周期性缺陷,在所述评价值变动指数大于所述阈值的情况下,判断为第二非周期性缺陷。由此,对于对象物9的非周期性缺陷,可自动判别且检测非周期性缺陷的种类。其结果,可根据非周期性缺陷的种类来高效地进行对象物9的制造装置8(参照图7)等的调整或对象物9的不良品的去除。
如上所述,优选的是,检查装置1还包括旋转机构27。旋转机构27在维持照明部22的光轴方向上的对象物9与拍摄辅助构件23之间的距离(即,投影距离L1)、以及拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离的状态下,使对象物9、拍摄辅助构件23以及拍摄部24以与照明部22的光轴J1垂直的旋转轴J3、旋转轴J4为中心而相对于照明部22的光轴J1来相对地旋转,以变更照明部22的光轴J1与对象物9的法线方向所成的角度即测定角度θ。优选的是,通过控制部42来控制拍摄部24、移动机构28以及旋转机构27,从而在多个测定角度θ下分别获取投影距离L1不同的多个拍摄图像95。并且,通过轮廓获取部44,对于多个测定角度θ分别从所述多个拍摄图像95获取多个亮度轮廓。而且,通过评价值计算部47,对于多个测定角度θ分别从所述多个拍摄图像95求出非周期性亮度变动的多个评价值。并且,优选的是,评价值变动指数也基于多个测定角度θ各自的多个评价值的变动来求出。由此,可高精度地进行非周期性缺陷的种类的自动判别。
检查装置1中,可进行所述的步骤S11~步骤S18以及步骤S21~步骤S27所示的检查以外的各种缺陷检查。此时,对片材状或板状的具有透光性的对象物9的缺陷进行检测的检查装置1包括对象物保持部21、辅助构件保持部26、照明部22、拍摄部24、旋转机构27以及缺陷检测部43。对象物保持部21保持对象物9。辅助构件保持部26与对象物9平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件23。照明部22将观察光71照射至对象物9。拍摄部24夹着拍摄辅助构件23而与对象物9配置于相反侧。拍摄部24具有与对象物9的法线方向平行的光轴J2,对通过透射过对象物9的观察光71而形成于拍摄辅助构件23上的像进行拍摄,以获取拍摄图像95。旋转机构27在维持照明部22的光轴方向上的对象物9与拍摄辅助构件23之间的距离(即,投影距离L1)、以及拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23与拍摄部24之间的距离的状态下,使对象物9、拍摄辅助构件23以及拍摄部24以与照明部22的光轴J1垂直的旋转轴J3、旋转轴J4为中心而相对于照明部22的光轴J1来相对地旋转,以变更照明部22的光轴J1与对象物9的法线方向所成的角度即测定角度θ。缺陷检测部43基于拍摄图像95来检测对象物9的缺陷。由此,能够以分别适合于要检测的各个种类的缺陷的测定角度θ来获取拍摄图像95。其结果,可高精度地检测各个种类的缺陷。
如上所述,优选的是,检查装置1还包括移动机构28。移动机构28在维持拍摄部24的光轴方向上的拍摄辅助构件23以及拍摄部24之间的距离的状态下,使拍摄辅助构件23以及拍摄部24相对于对象物9而朝照明部22的光轴方向相对移动,以变更照明部22的光轴方向上的拍摄辅助构件23与对象物9之间的距离即投影距离L1。由此,能够以分别适合于要检测的各个种类的缺陷的投影距离L1来获取拍摄图像95。其结果,可更高精度地检测各个种类的缺陷。
对象物9的第一非周期性缺陷以及第二非周期性缺陷的检测方法并不限定于所述的步骤S21~步骤S27所示的示例,而可进行各种变更。以下,对在存在图19A及图19B所示的非周期性亮度变动的亮度轮廓中,判断所述非周期性亮度变动是第一非周期性缺陷以及第二非周期性缺陷中的哪一种的、其他检测方法的示例进行说明。
图19A以及图19B所示的亮度轮廓中,非周期性亮度变动包含:与所述的黑点等对应的朝下的波峰即下波峰971、以及在下波峰971的两侧邻接的朝上的波峰即第一上波峰972及第二上波峰973。检查装置1中,通过非周期性缺陷判别部46(参照图6)来获取背景亮度a0。图19A以及图19B中的背景亮度a0分别为图19A以及图19B所例示的亮度轮廓中的亮度变动的平均(即,平均亮度)。而且,非周期性缺陷判别部46获取所述亮度轮廓中的亮度变动的朝上的半振幅a1以及朝下的半振幅a2。背景亮度a0是从所述亮度轮廓中去除了非周期性亮度变动的整个区域的平均亮度。而且,半振幅a1、半振幅a2分别为从所述亮度轮廓中去除了非周期性亮度变动的整个区域中的朝上的半振幅及朝下的半振幅的平均。再者,在亮度轮廓中非周期性亮度变动所占的比例相对较小的情况下,背景亮度a0以及半振幅a1、半振幅a2也可分别作为所述亮度轮廓的包含非周期性亮度变动的整个区域中的平均而求出。继而,通过非周期性缺陷判别部46来获取第一上波峰972与背景亮度a0的亮度差b,且获取第二上波峰973与背景亮度a0的亮度差c。再者,亮度差b、亮度差c分别为绝对值(即,0以上)。
如上所述,在非周期性缺陷为第二非周期性缺陷的情况下,在非周期性亮度变动中,在所述的黑点等与周围的区域之间,存在较所述周围的区域明亮的大致环状的区域。另一方面,在非周期性缺陷为第一非周期性缺陷的情况下,黑点等的周围不怎么明亮。基于所述特征,在非周期性缺陷判别部46中,如图19A所示,在亮度差b以及亮度差c为表示半振幅a1以及半振幅a2中的较大者的Max(a1、a2)以下的情况下,判断为与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷为第一非周期性缺陷。而且,如图19B所示,在亮度差b以及亮度差c中的至少一者大于Max(a1、a2),则判断为与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷为第二非周期性缺陷。由此,对于对象物9的非周期性缺陷,可自动高精度地判别且检测非周期性缺陷的种类。
再者,下波峰971的波峰亮度值也可为背景亮度a0以上,但基于高精度地判别非周期性缺陷的种类这一观点,优选为小于背景亮度。即,若将下波峰971与第一上波峰972的亮度差设为B,将下波峰971与第二上波峰973的亮度差设为C,则优选的是(b/B)以及(c/C)中的至少一者小于1,进而优选的是两者均小于1。
再者,作为所述的背景亮度a0,也可使用与跟存在非周期性亮度变动的所述亮度轮廓对应的检查区域96邻接的其他检查区域96中的亮度轮廓的平均亮度。而且,也可将已确认了不存在非周期性亮度变动的其他检查区域96中的亮度轮廓的平均亮度设为背景亮度a0。或者,也可将过去所获取的良品的对象物9中的亮度轮廓的平均亮度设为背景亮度a0。
如上所述,优选的是,检查装置1中,照明部22包括光源部220与透镜223,透镜223将来自光源部220的光转换为作为平行光的观察光71并照射至对象物9。而且,优选的是,照明部22的光轴方向(所述示例中为X方向)上的透镜223与拍摄辅助构件23之间的距离L3为透镜223的焦距的一半以上。由此,可抑制光源221的副实像被透镜223投影至拍摄辅助构件23上的现象,从而可抑制所述副实像被包含于由拍摄部24所获取的拍摄图像中的情况。其结果,可更高精度地检测各个种类的缺陷。再者,基于抑制所述副实像被投影至拍摄辅助构件23上的观点,也优选的是,在透镜223的透镜面设有抗反射膜。
所述的检查装置1中可进行各种变更。
例如,旋转机构27以及移动机构28的结构并不限定于所述内容,而可进行各种变更。
旋转轴J3、旋转轴J4只要垂直于照明部22的光轴J1,则未必需要沿Z方向延伸,例如也可沿Y方向延伸。旋转机构27只要可使拍摄辅助构件23以及拍摄部24相对于照明部22的光轴J1而相对地旋转即可,例如也可使照明部22、对象物9以及对象物保持部21在维持彼此的相对位置的状态下旋转。移动机构28只要可使拍摄辅助构件23以及拍摄部24相对于对象物9而朝照明部22的光轴方向(即,X方向)相对移动即可,例如也可使照明部22、对象物9以及对象物保持部21在维持彼此的相对位置的状态下沿X方向移动。
所述的示例中,在步骤S13中,于在检查区域96的亮度轮廓中不存在相对较大的亮度变动的情况下,判断为对象物9为良品,但对象物9的良否判断也可通过其他的方法来进行。例如,首先以规定的测定角度θ(例如为30°,以下也称作“参照角度”)来拍摄预先经确认为良品的对象物(以下也称作“参照对象物”),将所获取的拍摄图像作为参照图像而预先保存于存储部41中。而且,将参照图像的检查区域中的亮度轮廓也作为参照轮廓而预先存储于存储部41中。假设在参照图像中存在有容许范围内的浓度差的多个条纹。继而,以与所述相同的测定角度θ(即,参照角度)来拍摄作为缺陷检查对象的对象物9,求出所获取的拍摄图像95的检查区域96中的亮度轮廓。继而,对拍摄图像95的亮度轮廓与参照图像的亮度轮廓(即,参照轮廓)进行比较,且变更测定角度θ并反复进行拍摄图像95以及亮度轮廓的获取,直至与两亮度轮廓的条纹对应的朝上的波峰与朝下的波峰之差(即,条纹的浓度差)变得大致相同为止。并且,求出在拍摄图像95的亮度轮廓与参照轮廓中条纹的浓度差变得大致相同的对象物9的测定角度θ,若所述测定角度θ为参照角度以上,则判断为良品,若小于参照角度,则判断为存在第一周期性缺陷(即,容许范围外的多个条纹)。
或者,也可使用预先经确认为良品的对象物的多个图像等来制作教学数据,通过使用所述教学数据的机器学习来生成学习完毕模型,通过所述学习完毕模型来进行第一周期性缺陷等的检测或缺陷种类的判别。
观察光71未必需要为平行光,例如也可为扩散光。再者,在使用扩散光来作为观察光71的情况下,当投影距离L1发生变化时,作为拍摄图像95而获取的对象物9上的区域的大小发生变化,观察光71中的入射至拍摄部24的光量也发生变化。因此,在基于拍摄图像95的缺陷检测之前,根据所述区域大小的变化以及所述光量的变化来修正拍摄图像95。例如,在加大投影距离L1的情况下,进行缩小拍摄图像95且加强拍摄图像95的明暗差的修正。
所述说明中,设检查装置1为独立于制造装置8的装置来进行了说明,但并不限定于此。例如,也可在由制造装置8所制造的片材构件90的搬送路径上,将作为连续构件的片材构件90的各部位作为对象物9来进行所述对象物9的缺陷检查。即,检查装置1的结构也可在片材构件90的制造线中被利用于线内(in line)检查。
图20是表示被利用于线内检查的检查装置1a的结构的一例的正面图。检查装置1a中,对象物保持部21a是保持片材构件90而沿搬送方向91搬送的搬送辊。照明部22a被配置于片材构件90的上方(即,(+Z)侧),拍摄辅助构件23a、辅助构件保持部26a、拍摄部24a被配置于片材构件90的下方(即,(-Z)侧)。旋转机构27a以沿Y方向延伸的旋转轴J5为中心而使照明部22如两点链线所示那样旋转。此时,拍摄辅助构件23a、辅助构件保持部26a以及拍摄部24a根据需要而沿X方向滑动,以使得能够接收来自照明部22a的观察光71。移动机构28a使拍摄辅助构件23a、辅助构件保持部26a以及拍摄部24a如两点链线所示那样沿Z方向移动。此时,拍摄辅助构件23a、辅助构件保持部26a以及拍摄部24a也根据需要而沿X方向滑动,以使得能够接收来自照明部22a的观察光71。
在检查装置1a中,也与所述同样地,对于对象物9(即,片材构件90的各部位)的周期性缺陷以及非周期性缺陷,可自动判别且检测缺陷的种类。检查装置1a中,也可根据所检测出的缺陷的种类来从计算机12a向制造装置8(参照图7)发送调整信息,从而自动进行制造装置8的调整以降低所述缺陷。例如,在检测出第一周期性缺陷的情况下,根据第一周期性缺陷的周期等的特性来自动调整成形辊85a~成形辊85c的负载等。而且,在检测出第二周期性缺陷的剥离痕的情况下,自动调整成形辊85a~成形辊85c的温度或片材构件的张力等。在检测出第二周期性缺陷的掉落偏离缺陷(也被称作“前端碰触缺陷”)的情况下,自动调整模具84与成形辊85a、成形辊85b之间的距离。
所述实施方式以及各变形例中的结构可在不会相互矛盾的范围内进行适当组合。
详细地描述说明了发明,但已述的说明为例示性而非限定性者。因此可以说,只要不脱离本发明的范围,则可实现多种变形或形态。
符号的说明
1、1a:检查装置
9:对象物
21、21a:对象物保持部
22、22a:照明部
23、23a:拍摄辅助构件
24、24a:拍摄部
26、26a:辅助构件保持部
27、27a:旋转机构
28、28a:移动机构
42:控制部
43:缺陷检测部
44:轮廓获取部
45:周期性缺陷判别部
46:非周期性缺陷判别部
47:评价值计算部
71:观察光
91:搬送方向
92:宽度方向
95:拍摄图像
96:检查区域
220:光源部
223:透镜
J1:(照明部的)光轴
J2:(拍摄部的)光轴
J3、J4、J5:旋转轴
L1:投影距离
S11~S18、S21~S27:步骤
θ:测定角度
Claims (11)
1.一种检查装置,对片材状或板状的具有透光性的对象物的缺陷进行检测,所述检查装置包括:
对象物保持部,保持对象物;
辅助构件保持部,与所述对象物平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件;
照明部,将观察光照射至所述对象物;
拍摄部,夹着所述拍摄辅助构件而配置于所述对象物的相反侧,具有与所述对象物的法线方向平行的光轴,拍摄通过透射过所述对象物的所述观察光而形成于所述拍摄辅助构件上的像,以获取拍摄图像;以及
缺陷检测部,基于所述拍摄图像来检测所述对象物的缺陷,
能够由所述缺陷检测部来检测的缺陷包含:
第一周期性缺陷,为在所述对象物上沿着第一方向呈直线状延伸,并且在与所述第一方向垂直的第二方向上周期性地排列的多个条纹;以及
非条纹状的第二周期性缺陷,在所述对象物上沿所述第二方向周期性地排列,
所述缺陷检测部包括:
轮廓获取部,在所述拍摄图像中,在所述第一方向的多个检查位置,设定与所述第二方向平行且分别呈直线状延伸的多个检查区域,获取所述多个检查区域各自中的所述第二方向的亮度变化即多个亮度轮廓;以及
周期性缺陷判别部,对于所述多个亮度轮廓分别检测周期性亮度变动,在周期相同的周期性亮度变动共同存在于所述多个亮度轮廓的情况下,判断为存在第一周期性缺陷,在与存在于所述多个亮度轮廓中的一个亮度轮廓的周期性亮度变动为相同周期的周期性亮度变动不存在于其他亮度轮廓的情况下,判断为存在第二周期性缺陷。
2.根据权利要求1所述的检查装置,其中
能够由所述缺陷检测部来检测的缺陷还包含非周期性缺陷,所述非周期性缺陷为所述对象物的表面上的划痕或附着物、或者混入至所述对象物的内部的混入物,
所述缺陷检测部还包括非周期性缺陷判别部,所述非周期性缺陷判别部在所述多个亮度轮廓中的至少一个亮度轮廓中检测非周期性亮度变动,将所述非周期性亮度变动判断为非周期性缺陷。
3.根据权利要求2所述的检查装置,还包括:
旋转机构,在维持所述照明部的光轴方向上的所述对象物与所述拍摄辅助构件之间的距离、以及所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述对象物、所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部以与所述照明部的光轴垂直的旋转轴为中心而相对于所述照明部的所述光轴来相对地旋转,以变更所述照明部的所述光轴与所述对象物的法线方向所成的角度即测定角度;以及
控制部,通过控制所述拍摄部以及所述旋转机构,从而在所述测定角度被设为规定的第一测定角度的状态下获取所述拍摄图像,以供所述周期性缺陷判别部所进行的缺陷检测用,且在所述测定角度被设为与所述第一测定角度不同的规定的第二测定角度的状态下获取所述拍摄图像,以供所述非周期性缺陷判别部所进行的缺陷检测用。
4.根据权利要求2所述的检查装置,还包括:
移动机构,在维持所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部相对于所述对象物而朝所述照明部的光轴方向相对移动,以变更所述照明部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述对象物之间的距离即投影距离;以及
控制部,通过控制所述拍摄部以及所述移动机构,从而获取所述投影距离不同的多个拍摄图像,
所述非周期性缺陷包含:
第一非周期性缺陷,为所述对象物的表面上的划痕或附着物;以及
第二非周期性缺陷,为混入至所述对象物的内部的混入物,
所述轮廓获取部在所述多个拍摄图像的各个中,在所述第一方向的规定的检查位置,设定与所述第二方向平行且呈直线状延伸的检查区域,获取所述检查区域中的所述第二方向的亮度变化即亮度轮廓,
所述缺陷检测部还包括评价值计算部,所述评价值计算部在所述多个拍摄图像中的一个拍摄图像的所述亮度轮廓中检测非周期性亮度变动,在所述多个拍摄图像中分别求出所述非周期性亮度变动的评价值,
所述非周期性缺陷判别部对于所述非周期性亮度变动,在表示所述多个拍摄图像中的评价值的变动程度的评价值变动指数为规定的阈值以下的情况下,判断为所述第一非周期性缺陷,在所述评价值变动指数大于所述阈值的情况下,判断为所述第二非周期性缺陷。
5.根据权利要求4所述的检查装置,还包括:
旋转机构,在维持所述照明部的光轴方向上的所述对象物与所述拍摄辅助构件之间的距离、以及所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述对象物、所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部以与所述照明部的光轴垂直的旋转轴为中心而相对于所述照明部的所述光轴来相对地旋转,以变更所述照明部的所述光轴与所述对象物的法线方向所成的角度即测定角度,
通过所述控制部来控制所述拍摄部、所述移动机构以及所述旋转机构,从而在多个测定角度下分别获取所述投影距离不同的多个拍摄图像,
通过所述轮廓获取部,对于所述多个测定角度分别从所述多个拍摄图像获取多个亮度轮廓,
通过所述评价值计算部,对于所述多个测定角度分别从所述多个拍摄图像求出所述非周期性亮度变动的多个评价值,
所述评价值变动指数也基于所述多个测定角度各自的所述多个评价值的变动来求出。
6.根据权利要求2所述的检查装置,其中
所述非周期性缺陷包含:
第一非周期性缺陷,为所述对象物的表面上的划痕或附着物;以及
第二非周期性缺陷,为混入至所述对象物的内部的混入物,
所述非周期性亮度变动包含:
下波峰,为朝下的波峰;以及
第一上波峰及第二上波峰,为在所述下波峰的两侧邻接的朝上的波峰,
将所述至少一个亮度轮廓中的亮度变动的朝上的半振幅以及朝下的半振幅分别设为a1以及a2,将所述第一上波峰与背景亮度a0的亮度差设为b,将所述第二上波峰与所述背景亮度a0的亮度差设为c,
所述非周期性缺陷判别部在所述非周期性亮度变动中的b及c为表示a1及a2中的较大者的Max(a1、a2)以下的情况下,将与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷判断为所述第一非周期性缺陷,在b及c中的至少一者大于Max(a1、a2)的情况下,将与所述非周期性亮度变动对应的非周期性缺陷判断为所述第二非周期性缺陷。
7.一种检查装置,对片材状或板状的具有透光性的对象物的缺陷进行检测,所述检查装置包括:
对象物保持部,保持对象物;
辅助构件保持部,与所述对象物平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件;
照明部,将观察光照射至所述对象物;
拍摄部,夹着所述拍摄辅助构件而配置于所述对象物的相反侧,具有与所述对象物的法线方向平行的光轴,拍摄通过透射过所述对象物的所述观察光而形成于所述拍摄辅助构件上的像,以获取拍摄图像;
移动机构,在维持所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部相对于所述对象物而朝所述照明部的光轴方向相对移动,以变更所述照明部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述对象物之间的距离即投影距离;
缺陷检测部,基于所述拍摄图像来检测所述对象物的缺陷;以及
控制部,通过控制所述拍摄部以及所述移动机构,从而获取所述投影距离不同的多个拍摄图像,
能够由所述缺陷检测部来检测的缺陷包含:
第一非周期性缺陷,为所述对象物的表面上的划痕或附着物;以及
第二非周期性缺陷,为混入至所述对象物的内部的混入物,
所述缺陷检测部包括:
轮廓获取部,在所述多个拍摄图像的各个中,在第一方向的规定的检查位置,设定与跟所述第一方向垂直的第二方向平行且呈直线状延伸的检查区域,获取所述检查区域中的所述第二方向的亮度变化即亮度轮廓;
评价值计算部,在所述多个拍摄图像中的一个拍摄图像的所述亮度轮廓中检测非周期性亮度变动,在所述多个拍摄图像中分别求出所述非周期性亮度变动的评价值;以及
非周期性缺陷判别部,对于所述非周期性亮度变动,在表示所述多个拍摄图像中的评价值的变动程度的评价值变动指数为规定的阈值以下的情况下,判断为第一非周期性缺陷,在所述评价值变动指数大于所述阈值的情况下,判断为第二非周期性缺陷。
8.根据权利要求7所述的检查装置,还包括:
旋转机构,在维持所述照明部的光轴方向上的所述对象物与所述拍摄辅助构件之间的距离、以及所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述对象物、所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部以与所述照明部的光轴垂直的旋转轴为中心而相对于所述照明部的所述光轴来相对地旋转,以变更所述照明部的所述光轴与所述对象物的法线方向所成的角度即测定角度,
通过所述控制部来控制所述拍摄部、所述移动机构以及所述旋转机构,从而在多个测定角度下分别获取所述投影距离不同的多个拍摄图像,
通过所述轮廓获取部,对于所述多个测定角度分别从所述多个拍摄图像获取多个亮度轮廓,
通过所述评价值计算部,对于所述多个测定角度分别从所述多个拍摄图像求出所述非周期性亮度变动的多个评价值,
所述评价值变动指数也基于所述多个测定角度各自的所述多个评价值的变动来求出。
9.一种检查装置,对片材状或板状的具有透光性的对象物的缺陷进行检测,所述检查装置包括:
对象物保持部,保持对象物;
辅助构件保持部,与所述对象物平行地保持片材状或板状的拍摄辅助构件;
照明部,将观察光照射至所述对象物;
拍摄部,夹着所述拍摄辅助构件而配置于所述对象物的相反侧,具有与所述对象物的法线方向平行的光轴,拍摄通过透射过所述对象物的所述观察光而形成于所述拍摄辅助构件上的像,以获取拍摄图像;
旋转机构,在维持所述照明部的光轴方向上的所述对象物与所述拍摄辅助构件之间的距离、以及所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述对象物、所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部以与所述照明部的光轴垂直的旋转轴为中心而相对于所述照明部的所述光轴来相对地旋转,以变更所述照明部的所述光轴与所述对象物的法线方向所成的角度即测定角度;以及
缺陷检测部,基于所述拍摄图像来检测所述对象物的缺陷。
10.根据权利要求9所述的检查装置,还包括:
移动机构,在维持所述拍摄部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述拍摄部之间的距离的状态下,使所述拍摄辅助构件以及所述拍摄部相对于所述对象物而朝所述照明部的光轴方向相对移动,以变更所述照明部的光轴方向上的所述拍摄辅助构件与所述对象物之间的距离即投影距离。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的检查装置,其中
所述照明部包括:
光源部;以及
透镜,将来自所述光源部的光转换为作为平行光的所述观察光而照射至所述对象物,
所述照明部的光轴方向上的所述透镜与所述拍摄辅助构件之间的距离为所述透镜的焦距的一半以上。
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