JP2005257404A - Small-diameter member outer surface inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、曲率半径の小さな小径レンズ等、小径部材外表面の傷の有無、傷の大きさ等を自動で検査する小径部材外表面検査装置に関する。 The present invention relates to a small-diameter member outer surface inspection apparatus that automatically inspects the presence or absence of a scratch on the outer surface of a small-diameter member, such as a small-diameter lens having a small curvature radius, and the size of the scratch.
従来より、内視鏡の細長の挿入部を体腔内や管路内に挿入して、体腔内や管路内の被写体像を表示装置の画面上に内視鏡画像を表示させて観察の行える内視鏡装置が広く利用されている。このような内視鏡装置で使用される内視鏡においては挿入部のさらなる細径化が望まれている。 Conventionally, an elongated insertion portion of an endoscope is inserted into a body cavity or a duct, and a subject image in the body cavity or the duct is displayed on the screen of a display device so that the image can be observed. Endoscopic devices are widely used. In an endoscope used in such an endoscope apparatus, it is desired to further reduce the diameter of the insertion portion.
内視鏡の挿入部に、被写体像を撮像する固体撮像素子を備えた撮像ユニットを内蔵した電子内視鏡では、挿入部を細径化するために前記撮像ユニットの小型化が求められている。 In an electronic endoscope in which an imaging unit including a solid-state imaging device that captures a subject image is incorporated in an insertion portion of the endoscope, downsizing of the imaging unit is required in order to reduce the diameter of the insertion portion. .
これら小型の撮像ユニットを構成する固体撮像素子であるCCDの受光面前面側には平板状のカバーガラス或いは平凸形状のフィールドレンズが配設されている。このフィールドレンズ等の表面に傷や欠陥等があると、その傷の場所や大きさ等によっては、内視鏡画像の画質に悪影響を及ぼす。このため、レンズ表面を目視によって、全数検査していた。 A flat cover glass or a plano-convex field lens is disposed on the front side of the light receiving surface of a CCD, which is a solid-state image sensor constituting these small image pickup units. If there are scratches or defects on the surface of the field lens or the like, the image quality of the endoscopic image is adversely affected depending on the location and size of the scratches. For this reason, all the lens surfaces were visually inspected.
直径の比較的大きな一般のレンズを検査する場合には、やとい等の筒状検査治具にレンズを設置し、その状態で、検査者が目視によってレンズ表面の検査を行う検査方法が確立されていた。そして、この検査の場合、レンズ表面の傷等の発見を比較的容易に行うことができた。 When inspecting a general lens with a relatively large diameter, an inspection method has been established in which the lens is placed on a cylindrical inspection jig such as an unfinished lens and the inspector visually inspects the lens surface. It was. In the case of this inspection, it was relatively easy to find scratches on the lens surface.
これに対して前記フィールドレンズでは直径寸法が3mm以下である。このため、従来の筒状検査治具にこの小径レンズを設置することは不可能である。そのため、新たな筒状検査治具を形成し、この治具に1つずつ小径レンズを設置して検査することも考えられるが、小径レンズを所定状態に設置する作業が煩雑で、検査に相当の時間がかかることが予想される。 In contrast, the field lens has a diameter of 3 mm or less. For this reason, it is impossible to install this small-diameter lens on a conventional cylindrical inspection jig. Therefore, it is conceivable to form a new cylindrical inspection jig and install small diameter lenses on the jig one by one, but the work of installing the small diameter lenses in a predetermined state is complicated and corresponds to inspection. It is expected to take a long time.
このため、複数のフィールドレンズをパレット上に、例えば縦横10個ずつ配列させ、検査担当者による官能検査を行っていた。そのとき、まず、第1検査工程においてスクリーニングを行う。このスクリーニングでは、パレットに配列されているフィールドレンズを一括して検査する。この検査で、レンズ表面に「傷があるのでは?」と判定したものをパレットから排除して、第2検査工程で詳細な再検査を行う。一方、「レンズ表面に傷が全くない」と判定されたものは合格品として保管された後次工程に廻される。 For this reason, a plurality of field lenses are arranged on a pallet, for example, 10 vertically and horizontally, and a sensory test is performed by an inspector. At that time, first, screening is performed in the first inspection step. In this screening, field lenses arranged on a pallet are inspected collectively. In this inspection, the lens surface that has been judged as “Is there a flaw?” Is removed from the pallet, and a detailed re-inspection is performed in the second inspection step. On the other hand, if it is determined that “the lens surface is not damaged at all”, it is stored as an acceptable product and then sent to the next process.
第2検査工程ではレンズ表面に「傷があるのでは?」と判定されたレンズの傷の大きさ及び位置等を実体顕微鏡を通して1つずつ詳細に検査する。この際、検査者は、小径レンズを1つずつピンセットで摘まみ、ピンセットで摘んだレンズを検査用の照明光に対して角度を変化させるようにかざして傷の大きさ等を判断して合否を判定していた。そして、不合格と判定されたレンズについて不良品として廃棄していた。なお、前記フィールドレンズは、芯取り、研磨、反射防止コートであるARコートを施したものである。 In the second inspection process, the size and position of the lens scratches determined as “Is there a scratch?” Are inspected in detail one by one through a stereomicroscope. At this time, the inspector picks the small-diameter lenses one by one with the tweezers and holds the lens picked with the tweezers so as to change the angle with respect to the illumination light for inspection, and judges the size of the wound or the like. Was judged. And the lens judged to be rejected was discarded as a defective product. The field lens is provided with an AR coating which is a centering, polishing and antireflection coating.
しかしながら、前記第2検査工程における実体顕微鏡による目視検査は熟練を要する技術で、検査者を養成するまでに時間がかかるので、検査者を確保することが難しかった。また、目視による官能検査であるため、検査者毎に判定基準が異なる。このため、品質にばらつきが生じるという不具合があった。また、同じ検査者が同じレンズを異なった日に検査した場合でも、前回の検査結果と同じ検査結果を得られないこともわかっており、安定した品質の維持が難しかった。 However, the visual inspection using the stereomicroscope in the second inspection step is a skillful technique, and it takes time to train the inspector, so it is difficult to secure the inspector. Moreover, since it is a visual sensory test, the judgment criteria are different for each inspector. For this reason, there has been a problem that the quality varies. Moreover, even when the same inspector inspects the same lens on different days, it is known that the same inspection result as the previous inspection result cannot be obtained, and it is difficult to maintain stable quality.
このため、市販の汎用測定器を検査工程に導入することも考えられるが、この測定器は高額であり、使い勝手も煩雑である。また、測定器の維持管理に時間及びコストがかかる等の不具合が考えられるので、汎用測定器の導入に至らないのが現状であった。 For this reason, it is conceivable to introduce a commercially available general-purpose measuring device into the inspection process, but this measuring device is expensive and cumbersome. In addition, there are problems such as the time and cost required for maintenance and management of the measuring instruments, so it has not been possible to introduce general-purpose measuring instruments.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、検査済みの小径部材の品質を安定させる小径部材外表面検査方法を提供することを目的にしている。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the small diameter member outer surface inspection method which stabilizes the quality of the inspected small diameter member.
本発明の小径部材外表面検査方法は、検査対象部材が配置されるテーブルを有するステージを含む、複数の電動で駆動されるステージを備える検査台と、前記検査対象部材に対向する対物レンズを備えた顕微鏡と、前記検査対象部材を照明する照明光を発生させる照明装置と、前記検査対象部材を前記対物レンズを通して撮像する固体撮像素子を備えたカメラ装置と、前記検査台の電動駆動されるステージの動作制御を行う制御部、前記カメラ装置で撮像した検査対象部材の光学像を光電変換して得られる電気信号を元に検査対象部材の画像を構築する画像処理部及びこの画像処理部から出力された画像データを基に各種演算処理を行って検査対象部材の位置の判定や、検査対象物の表面の傷の大きさ等を定量的に判定する演算処理部を有する制御装置とを具備する小径部材外表面検査装置を使用して、前記検査対象部材である小径部材の外表面の検査を行う小径部材外表面検査方法であって、
前記小径部材の加工データや検査条件を登録する初期設定工程と、前記テーブルに配置された小径部材の中心を、前記対物レンズの観察光軸上に配置させる自動芯合わせ処理及び前記テーブルに配置された小径部材に、前記対物レンズの焦点を合わせる自動ピント合わせ処理を有するレンズ位置調整工程と、前記制御装置からの指示に基づいて、前記検査台の所定のテーブルを動作させて、前記小径部材の表面を検査するレンズ表面検査工程と、検査エリアの画像内の不良ドットの数或いは、検査領域毎の不良ドットの数を判定して、小径部材の良否を判定する判定工程とを有する。
The small diameter member outer surface inspection method of the present invention includes an inspection table including a plurality of electrically driven stages including a stage having a table on which an inspection target member is arranged, and an objective lens facing the inspection target member. A microscope, an illuminating device that generates illumination light for illuminating the inspection target member, a camera device including a solid-state imaging device that images the inspection target member through the objective lens, and an electrically driven stage of the inspection table A control unit that controls the operation of the image processing unit, an image processing unit that constructs an image of the inspection target member based on an electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical image of the inspection target member imaged by the camera device, and an output from the image processing unit A calculation processing unit that performs various calculation processes based on the image data and determines the position of the inspection target member and quantitatively determines the size of the scratch on the surface of the inspection target object Using small diameter member outer surface inspection apparatus and a control device, a small-diameter member outer surface inspection method for inspecting the outer surface of the small diameter member is said object member,
An initial setting step for registering the processing data and inspection conditions of the small diameter member, an automatic centering process for arranging the center of the small diameter member arranged on the table on the observation optical axis of the objective lens, and the table. A lens position adjusting step having an automatic focusing process for focusing the objective lens on the small-diameter member, and operating a predetermined table of the inspection table based on an instruction from the control device. A lens surface inspection step of inspecting the surface, and a determination step of determining the quality of the small-diameter member by determining the number of defective dots in the image of the inspection area or the number of defective dots for each inspection region.
そして、前記自動芯合わせ処理は、
テーブルに配置されている検査対象部材の高さ位置を変化させるステップと、その高さ位置を高さ位置情報格納配列に格納させるステップと、前記高さ位置における画像を取り込ませるステップと、その取り込んだ画像の輝度値を算出させ、輝度情報格納配列に格納させるステップと、前記高さ位置情報格納配列に格納されている高さ位置情報及び前記輝度情報格納配列に格納されている輝度情報を補間配列を作成するステップと、前記補間配列から高さ位置と輝度値との関係を示す補間表を作成させるステップと、前記補間表から輝度値最大点を抽出させるステップと、前記補間表から前記輝度値最大点に対応する高さ位置情報を抽出させるステップと、その高さ位置情報に対応する位置にテーブルに配置された検査対象部材を配置させる制御を行わせるステップとを有する。
And, the automatic centering process is
A step of changing a height position of the inspection target member arranged on the table, a step of storing the height position in a height position information storage array, a step of capturing an image at the height position, and a capturing thereof Calculating the luminance value of the image and storing it in the luminance information storage array; interpolating the height position information stored in the height position information storage array and the luminance information stored in the luminance information storage array; Creating an array; creating an interpolation table indicating a relationship between a height position and a luminance value from the interpolation array; extracting a luminance value maximum point from the interpolation table; and calculating the luminance from the interpolation table. The step of extracting the height position information corresponding to the maximum value point and the inspection target member arranged in the table at the position corresponding to the height position information are arranged. And a step of causing the control.
また、自動ピント合わせ処理は、
所定の本数のコバ検出用ラインを画面中心に向けて出力させるステップと、出力されたコバ検出用ラインの画像を取り込ませるステップと、取り込んだコバ検出用ライン画像の画面外枠側から中央にむけてる輝度値を一画素ずつ取得させるステップと、取得した輝度値の結果から、コバを特定するコントラスト変極点を検出し、その変極点の座標を算出させるステップと、少なくとも3つ以上の変極点の座標を元に、所定の演算処理によって近似円を算出させるステップと、算出された近似円の中心座標と画面の中心座標との差分を算出させるステップと、算出された差分値に基づいて、テーブルを移動制御させるステップとを有する。
The automatic focusing process is
A step of outputting a predetermined number of edge detection lines toward the center of the screen, a step of capturing an image of the output edge detection line, and moving the captured edge detection line image from the outer frame side toward the center. Obtaining a brightness value for each pixel, detecting a contrast inflection point that identifies the edge from the result of the obtained brightness value, calculating a coordinate of the inflection point, and at least three or more inflection points. Based on the coordinates, a step of calculating an approximate circle by a predetermined calculation process, a step of calculating a difference between the calculated center coordinates of the approximate circle and the center coordinates of the screen, and a table based on the calculated difference value And controlling the movement.
この検査方法によれば、テーブルに配置された所定の曲率半径の曲面を有する小径部材の表面の検査を、各種初期設定情報及び制御装置の検査台、顕微鏡、照明装置、カメラ装置の制御の基、自動で行える。これは、制御装置の制御部から出力される制御信号によって小径部材の検査姿勢及び検査位置を適宜変化させて、対物レンズの焦点位置に対して検査対象部材の外表面位置をまんべんなく段階的に移動させて画像を取り込むことによって、小径部材の表面に形成された傷や欠陥をドット数等でとらえて小径部材の合否を定量的に判定する。 According to this inspection method, the inspection of the surface of a small-diameter member having a curved surface with a predetermined curvature radius arranged on the table is performed based on various initial setting information and the control table of the control device, microscope, illumination device, and camera device. It can be done automatically. This is because the inspection posture and inspection position of the small-diameter member are appropriately changed by a control signal output from the control unit of the control device, and the outer surface position of the inspection target member is moved stepwise evenly with respect to the focal position of the objective lens. By capturing the image, the scratches and defects formed on the surface of the small-diameter member are captured by the number of dots and the like, and the pass / fail of the small-diameter member is quantitatively determined.
そして、前記自動芯合わせ処理及び前記自動ピント合わせ処理は、初期設定情報及び制御装置の検査台、顕微鏡、照明装置、カメラ装置の制御の基、自動で行える。 The automatic centering process and the automatic focusing process can be automatically performed based on the initial setting information and the control of the inspection table of the control device, the microscope, the illumination device, and the camera device.
本発明によれば、検査済みの小径部材の品質を安定させる小径部材外表面検査方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the small diameter member outer surface inspection method which stabilizes the quality of the inspected small diameter member can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1ないし図20は本発明の一実施形態に係り、図1は小径部材外表面検査装置の構成を説明する斜視図、図2は小径部材外表面検査装置の構成を説明するブロック図、図3は検査台の構成を説明する図、図4は検査台の作用を説明する図、図5は小径部材外表面検査装置使用して小径部材を検査する工程を説明するフローチャート、図6は初期設定画面の一例を説明する図、図7は検査位置に移動された状態の検査対象部材を、曲動テーブルの回動中心を中心にして移動させた状態における、検査対象部材の位置変化と観察状態との関係を説明する図、図8はランプ光量チェック工程を説明するフローチャート、図9は自動ピント合わせ処理の工程を説明するフローチャート、図10は取り込み画像の一例を示す図、図11は自動ピント合わせ処理における高さ位置と輝度値との関係を説明する図を説明する図、図12はモニタの画面上に表示されているレンズ画像を説明する図、図13は自動芯合わせ処理を説明する図、図14はコバ検出用ライン画面外側から画面中心座標で収束するように出力している状態を説明する図、図15はコバ検出用ライン画像における検出開始点Aから検出終了点Bまでの輝度分布曲線の一例を示す図、図16は画面中心座標とレンズ画像の中心座標とのX方向及びY方向の差分を示す図、図17は画面の中心座標にレンズ画像の中心座標を配置させた状態を説明する図、図18はレンズ表面を検査する工程を説明するフローチャート、図19は検査エリア画像及び画像内の傷を説明する図、図20は検査エリアの検査中の段階移動を説明する図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 20 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view illustrating the configuration of a small-diameter member outer surface inspection device, and FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of a small-diameter member outer surface inspection device. 3 is a diagram for explaining the configuration of the examination table, FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the examination table, FIG. 5 is a flowchart for explaining the process of inspecting the small diameter member using the small diameter member outer surface inspection apparatus, and FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a setting screen. FIG. 7 is a diagram illustrating a change in position and observation of an inspection target member when the inspection target member moved to the inspection position is moved around the rotation center of the bending table. FIG. 8 is a flowchart for explaining a lamp light amount check process, FIG. 9 is a flowchart for explaining an automatic focusing process, FIG. 10 is a diagram showing an example of a captured image, and FIG. Focus FIG. 12 is a diagram for explaining a lens image displayed on the monitor screen, and FIG. 13 is for explaining an automatic centering process. FIG. 14 is a diagram for explaining a state where the output is converged from the outer side of the edge detection line screen at the screen center coordinates. FIG. 15 is a diagram from the detection start point A to the detection end point B in the edge detection line image. FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a luminance distribution curve, FIG. 16 is a diagram illustrating a difference between the screen center coordinates and the center coordinates of the lens image in the X direction and the Y direction, and FIG. 17 is a diagram in which the center coordinates of the lens image are arranged at the center coordinates of the screen. FIG. 18 is a flowchart for explaining the process of inspecting the lens surface, FIG. 19 is a diagram for explaining the inspection area image and scratches in the image, and FIG. 20 is for explaining the stage movement during the inspection area inspection. Figure to A.
なお、図4(a)は検査台に検査対象部材を配置した状態を示す図、図4(b)は検査台の検査対象部材を検査位置に移動させた状態を示す図、図10(a)はZ1画像を示す図、図10(b)はZ3画像を示す図、図10(c)はZ5画像を示す図、図10(d)はZ6画像を示す図、図10(e)はZ7画像を示す図である。 4A shows a state in which the inspection target member is arranged on the inspection table, FIG. 4B shows a state in which the inspection target member of the inspection table is moved to the inspection position, and FIG. ) Is a diagram showing a Z1 image, FIG. 10 (b) is a diagram showing a Z3 image, FIG. 10 (c) is a diagram showing a Z5 image, FIG. 10 (d) is a diagram showing a Z6 image, and FIG. It is a figure which shows Z7 image.
図1及び図2に示すように本実施形態の小径部材外表面検査装置(以下、検査装置と略記する)1は、検査対象部材である例えば内視鏡の撮像装置を構成する芯取り、研磨、反射防止コートであるARコートを施したフィールドレンズと呼ばれる、平凸レンズ(以下、レンズと略記する)が配置されるテーブルを備えるステージ21を含む、電動で動作可能な複数のステージ21、…、25を備える検査台2と、この検査台2の前記ステージ21のテーブルに配置されたレンズ20の観察を行うための複数の対物レンズ41a、41b、41c…等を備えた顕微鏡3と、前記ステージ21に配置されたレンズ20を照明する検査用照明光を供給する照明装置4と、前記顕微鏡3に配置されて前記ステージ21に配置されたレンズ20の検査対象面である曲面20aを撮像する例えば固体撮像素子であるCCD5aを内蔵したCCDカメラ(以下、カメラと略記する)5と、前記検査台2を構成する各ステージ21、…、25の動作制御を制御プログラムに基づいて行うステージ制御部61や、前記カメラ5で撮像したレンズ20の曲面20aの光電変換して得られた電気信号を基に被検レンズ表面画像データを生成する画像処理部62、この被検レンズ表面画像データから傷や欠陥部を判断して制御プログラムに基づいてレンズの合否判定等を行う演算部63等の制御部60を備える制御装置を兼ねるパーソナルコンピュータ(以下、PCと略記する)6と、このPC6で画像処理して生成された被検レンズ表面画像等が表示される表示装置である例えば液晶モニタ(以下、モニタと略記する)7とで主に構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a small-diameter member outer surface inspection apparatus (hereinafter abbreviated as an inspection apparatus) 1 according to the present embodiment is a member to be inspected, for example, centering and polishing constituting an imaging apparatus for an endoscope. A plurality of
なお、符号8は電装ボックスであり、前記PC6及び前記モニタ7等に電力を供給する。符号9はキーボードであり、例えば平凸レンズの加工データであるレンズデータの入力或いは各種検査情報の入力等を行う。符号10はマウスであり、前記モニタ7の画面上に表示される画面に設けられているボタン等を操作して、後述するレンズ検査条件の指示等を行う。符号11は手動操作用スイッチボックス(以下、スイッチボックスと略記する)であり、吸引の開始或いは停止を指示する吸引用スイッチや、検査の開始或いは停止を指示する検査用スイッチや、前記照明装置4のON/OFFを切り替える照明スイッチ等が設けられている。符号12は架台であり、前述したモニタ7、顕微鏡3、検査台2等が載置される。
図1、図2及び図3を参照して前記検査台2、前記顕微鏡3、前記照明装置4、前記カメラ5及び前記PC6について説明する。
まず、検査台2について説明する。
The inspection table 2, the
First, the inspection table 2 will be described.
前記検査台2を構成する前記複数のステージ21、…、25は、前記顕微鏡3に備えられている例えば対物レンズ41a側から順に、第1ステージであるXステージ21、第2ステージであるYステージ22、第3ステージである回転ステージ23、第4ステージであるZステージ24及び第5ステージである傾斜ステージ25である。
The plurality of
前記Xステージ21は、第1ステージ本体であるXステージ本体26と、このXステージ本体26に対して摺動自在に配置される第1テーブルであるXテーブル27とを備えている。前記Xステージ本体26は固定部材であり、前記Xテーブル27は移動部材である。このXテーブル27の移動方向は、鉛直方向に対して直交する第1軸である図3中に示すX方向である左右方向に摺動自在に配置される。このXテーブル27には検査される検査対象部材である前記レンズ20を吸引によって固定配置させるための吸着孔(図3の符号27b参照)が所定位置に形成されている。そして、前記Xステージ本体26には、前記Xテーブル27と、このXテーブル27を進退移動させるX方向用モータ27aとを備えたX方向移動機構が設けられている。
The
前記Yステージ22は、第2ステージ本体であるYステージ本体28と、このYステージ本体28に対して摺動自在に配置される第2テーブルであるYテーブル29とを備えている。前記Yステージ本体28は固定部材であり、前記Yテーブル29は移動部材である。このYテーブル29は、前記第1軸に対して直交する第2軸である図3中に示すY方向である前後方向に対して摺動自在に配置される。
The
このYテーブル29には前記Xステージ本体26が一体的に固定される。このXステージ本体26を前記Yテーブル29に固定をする際、このYテーブル29の移動方向と、前記Xステージ本体26に対して摺動するXテーブル27の移動方向とが直交するように位置関係を設定する。そして、前記Yステージ本体28には、前記Yテーブル29と、このYテーブル29を進退移動させるY方向用モータ29aとを備えたY方向移動機構が設けられている。
The X stage
前記回転ステージ23は、第3ステージ本体である回転ステージ本体30と、この回転ステージ本体30の鉛直な軸に対して回転自在に配置される第3テーブルである回転テーブル31とを備えている。前記回転ステージ本体30は固定部材であり、前記回転テーブル31は移動部材である。
The
この回転テーブル31には前記Yステージ本体28が一体的に固定される。この固定状態で前記回転テーブル31を回転させることによって、前記Yステージ22及びXステージ21が回転される。そして、前記回転ステージ本体30には前記回転テーブル31と、この回転テーブル31を回転させる回転用モータ31aとを備えた回転機構が設けられている。
The Y stage
前記Zステージ24は、第4ステージ本体であるZステージ本体32と、このZステージ本体32に鉛直状態に固設される摺動支持部材である摺動ブロック33と、この摺動ブロック33に対して図3中のZ方向である上下方向に摺動自在に配置される第4テーブルであるZテーブル34とを備えている。前記Zステージ本体32及び摺動ブロック33は固定部材であり、前記Zテーブル34は移動部材である。
The
このZテーブル34には前記回転ステージ本体30が一体的に固定される。この固定状態で前記Zテーブル34を上下動させることによって、前記回転ステージ23、Yステージ22及びXステージ21が上下動して、前記第5ステージとの間隔が変化する。そして、前記Zステージ本体32には、前記Zテーブル34と、このZテーブル34を上下動させる高さ調整機構であるZ方向用モータ34aとを備えたZ方向移動機構が設けられている。
The
前記傾斜ステージ25は、第5ステージ本体である曲動ブロック35と、この曲動ブロック35に対して図3中矢印W方向に揺動自在に配置される曲動テーブル36とを備える。前記曲動ブロック35は固定部材であり、前記曲動テーブル36は移動部材である。前記曲動ブロック35には所定半径(図中にはRと記載)の円弧状の凹面曲部35aが形成されている。一方、前記曲動テーブル36には前記曲動ブロック35の凹面曲部35aに対して摺動する曲面凸部36bが形成されている。
The
前記曲動テーブル36の平面上にはくさび形状の取り付け部材37を介して前記Zステージ本体32が一体的に固定されている。この固定状態で前記曲動テーブル36を前記凹面曲部35aに沿わせて摺動移動させることによって、前記Zステージ24、回転ステージ23、Yステージ22及びXステージ21が傾いた状態に変化する。そして、前記曲動ブロック35には、前記曲動テーブル36と、この曲動テーブル36を前記凹面曲部35a上で摺動移動させる移動用モータ36aとを備えた移動機構が設けられている。
The Z stage
そして、前記ステージ21、…、25を組み合わせて構成される検査台2においては、図3に示すように対物光学系の二点鎖線で示す観察光軸と前記回転ステージ23を構成する回転テーブル31の回転軸とが一致されると共に、前記傾斜ステージ25を構成する曲動ブロック35の凹面曲部35aの中心、言い換えれば前記曲動テーブル36を揺動させる際の回動中心C2が観察光軸上に位置されている。
Then, in the inspection table 2 configured by combining the
次に、顕微鏡3について説明する。
前記顕微鏡3は、前記対物レンズ41a、41b、41c、…と、鏡筒42と、顕微鏡筐体43とで主に構成されている。前記対物レンズ41a、41b、41c…はそれぞれ倍率等が異なったものである。前記鏡筒42には前記対物レンズ41a、41b、…が複数種類取り付けられる回転板44が配設されている。この回転板44は、前記顕微鏡筐体43に設けられた対物レンズ切替モータ44aを備えた対物レンズ切替機構によって回転されるようになっている。したがって、前記対物レンズ切替機構によって前記回転板44が回転されることによって、観察光軸上に観察に最適な対物レンズを切替配置させることが可能である。
Next, the
The
符号45は、ピント調整テーブルである。このピント調整テーブル45上には前記検査台2が載置される。この検査台2は、前記ピント調整テーブル45に設けられたピント調整モータ45aを備えたピント調整機構によって上下動されるようになっている。つまり、前記ピント調整機構によって前記ピント調整テーブル45に載置されている検査台2を上下方向に移動させることによって、例えばXテーブル27に配置されているレンズ20の曲面20a上にピントを合わせることができるようになっている。
次いで、照明装置4について説明する。
前記照明装置4は、前記Xステージ21のXテーブル27に配置された前記レンズ20を観察するための照明光等を発する。具体的に、前記照明装置4から照明される照明光は、検査対象部材が前記レンズ20のように光を透過する部材の場合には、観察範囲を黒くさせて、斜めから散乱する照明光がこの黒く見える観察範囲内に漏れ込むようにした暗視野照明を使用する。この暗視野照明下では、前記レンズ20の表面に例えば傷があった場合、前記散乱光が傷に反射して、その傷の部分が白く見える。このことによって、前記レンズ20表面の傷の有無の判断を行える。
Next, the
The
これに対して、前記検査対象部材が例えば金属球のように光を反射させる部材の場合には、例えばハロゲン光源からの照明光を対物レンズの中央から真下に向けて前記金属球を均一に照明する明視野照明を使用する。
つまり、前記照明装置4においては、暗視野照明と明視野照明とを切り替えて、検査を行えるようになっている。
On the other hand, when the inspection target member is a member that reflects light, such as a metal sphere, for example, the illumination light from a halogen light source is uniformly illuminated from the center of the objective lens directly below. Use bright field lighting.
That is, the
次に、カメラ5について説明する。
前記カメラ5は前記対物レンズ41a、41b、41c、…を通して検査対象部材を撮影する。このカメラ5は、前記顕微鏡3の鏡筒42の所定位置に取り付けられる。具体的には、前記カメラ5に内蔵されているCCD5aの中心と、前記顕微鏡3の観察光学系の観察光軸とが一致するように取り付けられる。このことによって、このカメラ5でとらえた観察画像をモニタ7の表示画面上に表示させたとき、観察画面の中心と観察画像の中心とが一致するようになっている。
Next, the
The
そして、本実施形態の検査装置1においては、例えば1日のうち、朝、夕の2回、カメラ位置が所定位置に取り付けられているか否かの確認を行う。そして、万一、前記CCD5aの中心と、顕微鏡3の観察光軸とが位置ずれしていた場合には、カメラ5側を移動させて調整を行う。
And in the
最後に、PC6について説明する。
前記PC6の図示しないCPUには、自動で検査をおこなための制御プログラムや、個別に各装置を動作させる動作プログラム等が備えられている。そして、上述した検査台2、顕微鏡3、照明装置4及びカメラ5は、前記制御プログラムの基で、前記ステージ21、…、25を左右方向や上下方向、或いは回転、揺動させる制御や、前記顕微鏡3の対物レンズ41a、41b、41c…を切り替える制御や、前記照明装置4から出射される照明光を暗視野照明又は明視野照明に切り替える制御や、前記カメラ5に備えられているCCD5aの駆動制御や、このCCD5aから伝送される電気信号から画像データを生成する処理や、この画像データを基に検査対象物の表面の傷の大きさ、位置を判断して検査対象部材が合格品であるか否かを定量的に判定する処理等が行われるようになっている。
Finally, the
A CPU (not shown) of the
前記PC6の制御部60には前記ステージ制御部61、前記画像処理部62及び前記演算処理部63の他に、対物レンズ制御部64、ピント調整部65及び照明光制御部66等が備えられている。
In addition to the
前記ステージ制御部61は前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、前記Xテーブル27を進退移動させるX方向移動機構のX方向用モータ27aの駆動制御、前記Yテーブル29を進退移動させるY方向移動機構のY方向用モータ29aの駆動制御、前記回転テーブル31を回転させる回転機構の回転用モータ31aの駆動制御、前記Zテーブル34を上下動させるZ方向移動機構のZ方向用モータ34aの駆動制御及び前記曲動テーブル36を回動中心に対して揺動させる移動機構の移動用モータ36aの駆動制御等を適宜行う。
The
前記画像処理部62は、前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、前記CCD5aを駆動させる駆動信号を出力するとともに、このCCD5aの図示しない撮像面に結像して光電変換されて伝送された電気信号から画像データを生成する画像処理や、この画像処理して得られた画像データを前記演算処理部63及び前記モニタ7に出力する処理等を行う。
The
前記演算処理部63は前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、前記レンズデータを基にXテーブル27に配置されているレンズ20の配置位置を変化させる駆動制御や、前記画像処理部62から出力された画像データを基に各種演算処理を行って、照明状態を判断したり、検査対象部材が所定の検査位置に配置されているか否かを判定したり、前記検査対象部材の検査対象面にピントが合っているか否かを判定したり、或いは検査対象物の表面の傷の大きさ、位置等を演算処理して、検査対象部材が合格品であるか否かを定量的に判定して、各部61、64、65に制御信号を出力する。
The
前記対物レンズ制御部64は前記レンズデータを踏まえ、PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、複数の対物レンズ41a、41b、41c…の中から、検査に最適な対物レンズを選択して、観察光軸上に配置されるように回転板44を動作させる制御信号を出力する。
Based on the lens data, the objective
前記ピント調整部65は前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、前記検査台2が載置されているピント調整テーブル45を上下方向に移動させる制御を行う。そして、前記演算処理部63の演算結果の基、前記検査台2のXテーブル27上に配置されている検査対象部材の検査対象面に対してピントが合焦するように移動配置させる制御信号を出力する。なお、ピント調整は、図1の符号46に示す手動ピント調整ノブを使用しても行える。
The
前記照明光制御部66は前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、照明光量を最適な状態に維持するための制御信号や、検査対象部材を照明する照明光を暗視野照明又は明視野照明に切り替える制御信号を出力する。
Based on a control program provided in the
上述のように構成した検査装置1の作用を説明する。
本実施形態の検査装置1においては、前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、前記図3に示すように前述検査台2を構成するXテーブル27、Yテーブル29及びZテーブル34を移動制御して、Xテーブル27に吸着配置されているレンズ20の曲率中心C1が観察光軸に一致した状態で、かつ、前記レンズ20の曲率中心C1と前記曲動テーブル36の移動中心C2とが一致した状態(図中ではCと記載する)にさせるとともに、前記顕微鏡3におけるピント調整テーブル45を移動制御して、前記レンズ20の曲面20の例えば頂点上に焦点を合わせる。
The operation of the
In the
そして、この合焦状態で、かつ前記Xテーブル27、前記Yテーブル29、前記Zテーブル34及び前記ピント調整テーブル45をロックした状態にして、前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、図4(a)に示すように曲動テーブル36を移動中心を兼ねる中心Cを中心にして、前記曲動ブロック35の凹面曲部35aに対して例えば矢印P方向に摺動移動させる。すると、前記Xテーブル27上に配置されているレンズ20の傾き角がθ1に変化して、焦点位置に前記レンズ20の曲面頂点に変わって、曲面中途部が配置される。
Based on the control program provided in the
この状態から、さらに、図4(b)に示すように曲動テーブル36が前記中心Cを中心にしてさらに矢印P方向に摺動移動させると、前記Xテーブル27上に配置されているレンズ20の傾き角がθ1からさらに傾き角θ2に変化する。このとき、前記焦点位置には、前記レンズ20の曲面中途部に変わって、前記曲面20aと側周面とが交差するコバ近傍が配置される。ここで、さらに、前記曲動テーブル36を所定量だけ摺動移動させることによって、図示は省略するが、さらにレンズ20が傾いた状態に変化して、前記焦点位置に前記レンズ20のコバ部分が配置される。
From this state, when the bending table 36 is further slid in the direction of the arrow P around the center C as shown in FIG. 4B, the
つまり、前記レンズ20の曲率中心を中心Cに配置させた状態にして、前記曲動テーブル36が移動中心を兼ねる中心Cを中心にして曲動テーブル36を、曲動ブロック35の凹面曲部35a上を摺動移動させることにより、前記曲動ブロック35の凹面曲部35aの表面からレンズ20の曲面20a上の合焦点までの距離は、常に一定(R+r)になる。このため、前記曲動テーブル36を摺動移動させている状態のとき、常に、観察光軸上に位置する合焦位置にレンズ20の曲面20aの一部が配置された状態になる。
That is, in the state where the center of curvature of the
したがって、前記レンズ20の曲率中心C1を観察光軸に一致させた状態で、かつ、前記レンズ20の曲率中心C1を前記曲動テーブル36の移動中心C2に一致させた状態にして、顕微鏡3の焦点を前記レンズ20のコバの位置に合焦させた状態にし、この状態で、例えば曲動テーブル36だけを中心Cを中心に摺動移動させることによって、前記顕微鏡3の焦点を調整する操作を行うことなく、前記レンズ20の一方のコバから頂点を通過して他方のコバに至るまでの観察を行える。また、前述した状態で、例えば回転テーブル31だけを回転軸C3を中心にして回転させることによって、前記顕微鏡3の焦点を調整する操作を行うことなく、前記レンズ20のコバ全周に渡る観察を行える。
Therefore, the
よって、上述した状態において、前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、前記曲動テーブル36と前記回転テーブル31とを適宜移動動作させることによって、前記顕微鏡3の焦点を調整する操作を一切行うことなく、前記レンズ20の曲面20aの外表面全面の検査を行える。
Therefore, in the state described above, the operation of adjusting the focus of the
上述のように構成した検査装置1を使用して、例えば所定の曲率半径(例えば、rとする)の曲面20aを有するレンズ20の検査を行う場合の検査手順を説明する。
An inspection procedure for inspecting a
前記検査装置1で前記レンズ20の検査を行う場合、図5のステップ1に示すように検査装置1の電源を投入する。このことによって、前記検査台2においては、各ステージ21、…、25が原点に復帰される。前記顕微鏡3においてはピント調整テーブル45が原点に復帰される。前記照明装置4においては初期照明状態になる。前記カメラ5においては撮影状態になる。前記PC6において制御プログラムが立ち上がり、前記モニタ7の画面上に図6に示す初期設定画面或いはメニュー画面(不図示)が表示される。
When the
なお、前記検査台2における原点とは前記Xテーブル27が水平に配置され、このXテーブル27に形成されている吸着孔27bの中心が観察光軸上で、かつこの観察光軸上に配置されているいずれかの対物レンズの先端面から作業性を考慮した所定距離だけ離れた位置になる。また、前記Zテーブル34については最下点に位置する。さらに、前記顕微鏡3における原点とはピント調整テーブル45が最下点に位置する状態である。
Note that the X table 27 is arranged horizontally with respect to the origin in the inspection table 2, and the center of the
次に、ステップ2に移行して前記PC6の制御プログラムに基づいてランプ光量のチェックを行う一方、ステップ3に示すようにモニタ7の画面上に表示される前記初期設定画面50にしたがって、レンズデータや検査条件等を設定、登録する。なお、前記レンズ20の検査を行う際には、検査するレンズ20とともに工程表が添付されている。
Next, the process proceeds to step 2 to check the lamp light quantity based on the control program of the
前記工程表には、前記レンズ20にかかるレンズデータや、検査条件等の設定事項が記載されており、これら記載事項が検査担当者によって登録される。
In the process chart, lens data concerning the
具体的な、登録事項としては例えば、検査レンズ種類及び検査個数(n)、レンズデータ及び検査条件である。前記レンズデータとしては、例えばレンズの径寸法(d)、厚み寸法(t)及びレンズ表面の曲率半径(r)等であり、前記検査条件としては、例えば自動芯合わせ処理における検査ライン数(p)や検査箇所数(q)、自動ピント合わせ処理におけるピント合わせ条件である高さ変更回数(h)、照明光量に関わる目標輝度値(c)及び切替変数(i)、レンズ検査を自動で行うか半自動で行うかの選択、レンズ表面の検査を行うに当たっての検査エリアの大きさの選択及び検査ピッチの選択及び検査エリアの重複度の確認等である。
これらの設定事項を、前記検査装置1に備えられているキーボード9やマウス10を使用して、モニタ7の画面上に表示された初期設定画面50上で登録していく。なお、検査レンズを選択するとともに、レンズデータのうち直径、厚み寸法等を登録した段階で、他の条件等が自動で設定されて、必要箇所のみ、工程表に伴って変更するようにしてもよい。また、前記レンズデータにおいて曲率半径に無限大と記載されているときには平行平板レンズである。
Specific registration items include, for example, the type and number of inspection lenses (n), lens data, and inspection conditions. Examples of the lens data include a lens diameter dimension (d), a thickness dimension (t), and a lens surface radius of curvature (r). The inspection conditions include, for example, the number of inspection lines (p ), The number of inspection points (q), the number of height changes (h), which is a focusing condition in the automatic focusing process, the target luminance value (c) related to the illumination light quantity, the switching variable (i), and the lens inspection are automatically performed. Selection of whether or not to perform semi-automatic operation, selection of the size of the inspection area, inspection pitch selection, and inspection area overlap upon inspection of the lens surface.
These setting items are registered on the
前記初期設定が完了したなら初期設定画面50上の終了ボタン51を操作する。すると、初期設定を完了した旨を告知する告知信号が前記制御部60に出力され、ステップ4に移行する。
When the initial setting is completed, the
このステップ4においては、スイッチボックス11に設けられている検査用スイッチを操作することによって、前記Xテーブル27の吸着孔が吸引状態になる。また、前記初期設定画面50上で登録された前記レンズ20の径寸法に基づいて、観察光軸上に所定の倍率の例えば対物光学レンズ41aが配置される。このことによって、前記モニタ7の画面上に表示される観察枠が前記レンズ20の径寸法に対応した大きさに切り替えられる。
In
そして、 前記吸着孔27bを塞ぐように検査するレンズ20を配置することによって、Xテーブル27上にレンズ20が吸着配置される。このとき、前記画面上に少なくともレンズ20の一部が確実に表示された状態になる。また、前記レンズ20が吸着孔に吸着配置されたときの圧力の変化を検知すると、その検出信号が前記制御部60に出力されて、前記初期設定画面50上で登録されたレンズ20の曲率半径に基づいて前記Zテーブル34が移動される。そして、前記レンズ20の曲率中心C1の位置が曲動ブロック35の移動中心C2と同じ位置になると、ステップ5に移行する。
Then, by arranging the
このステップ5では前記ステップ3の初期設定で登録された検査条件及び前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて後述する自動芯合わせ処理及び自動ピント合わせ処理等を実行する。これらの処理が行われることによって、各ステージ21、…、23のテーブル27、29、34及びピント調整テーブル45が移動されて、図7に示すように前記Xテーブル27の吸着孔27bに吸着配置された状態で観察光軸から位置ずれしていたレンズ20が、前記図3に示すようにレンズ表面検査位置に移動されるとともに、前記レンズ20の曲面20a上にピントが合った状態になって、ステップ6に移行する。
In
このステップ6では、前記ステップ3の初期設定で登録された検査条件及び前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、前記図4(a)及び図4(b)に示すように曲動テーブル36や回転テーブル31等を段階的に移動させて、レンズ表面画像データを収集するとともに、そのレンズ表面画像データを分析して表面検査処理を行う。そして、検査したレンズ20が合格品であるか否かの判定を行い、その判定結果を例えばモニタ7の画面上に表示させる。
In this
この判定結果が、モニタ7の画面上に表示されたなら、検査者は前記検査用スイッチを操作して吸引状態を解除して、検査済みのレンズ20をXテーブル27から取り外して合格品は保管し、不合格品は廃棄する。前記検査用スイッチが操作されて、検査状態が解除されることによって、前記検査台2のZテーブル34及び前記顕微鏡3のピント調整テーブルは原点に戻る。
If this determination result is displayed on the screen of the
続いて、ステップ7に移行して、検査するレンズがある場合にはステップ4に移行して、レンズ20の検査を続ける。一方、検査するレンズがなくなった場合にはステップ8に移行して、検査装置1の電源を遮断して、検査終了となる。
Subsequently, the process proceeds to step 7, and if there is a lens to be inspected, the process proceeds to step 4 to continue the inspection of the
ここで、前記ランプ光量チェック、レンズ位置調整工程及びレンズ表面検査工程及び判定工程について詳細に説明する。
まず、ランプ光量チェックについて説明する。
前記照明装置4で使用するランプは、ハロゲンランプである。このハロゲンランプは、暖まった状態と、その他の状態とで光量に差が生じる。つまり、ハロゲンランプは、時間の経過とともに光量の変化する不安定な光源である。このため、前記照明装置4においてはハロゲンランプの光量の調整を、ランプ電圧値を基に行うのではなく、一度、鏡に反射させて実際に測定した輝度値を元にランプ電圧値を微調整して、輝度値を一定にして測定を行うようにしている。
Here, the lamp light quantity check, the lens position adjustment process, the lens surface inspection process, and the determination process will be described in detail.
First, the lamp light quantity check will be described.
The lamp used in the
そのため、前記PC6に備えられている制御プログラムに基づく前記照明光制御部66からの制御の基、図8のステップ11に示すようにまず、階調を変化させる条件である変数iの初期化を行う。そして、ステップ12に示すように対物レンズ制御部64に顕微鏡3の対物レンズを切り替える指示信号を出力して観察光軸上に光量調節用の対物レンズを配置させる一方、ステップ13に示すようにランプ電圧値を予め登録されている初期値に設定してステップ14に移行する。
Therefore, based on the control from the illumination
このステップ14ではi値の比較を行い、万一、iの値が登録した前記値より大きかった場合には、何らかの不具合があったと判断してステップ21に移行して、エラー処理(警報をならすなどの処理)を行った後、自動照明調整を終了させる。
In
一方、前記ステップ14でiの値が初期設定で登録された前記値と同じ又はそれ以下であった場合には、ステップ15に移行してその照明光量で照明されている画像の取り込みを行ってステップ16に移行する。
On the other hand, if the value of i in
ステップ16では、取り込んだ画像の輝度値を変数c1として一度格納した後、ステップ17に示すように前記輝度値c1が初期設定で登録した前記目標輝度値(c)に対してプラスマイナス10パーセントの範囲内であるか否かの比較を行う。ここで、前記輝度値c1が前記目標輝度値のプラスマイナス10パーセントの範囲内に入っていない場合には、ステップ18に移行して条件ナンバーiを加算して、ステップ19に移行する。
In
このステップ19ではランプ電圧を調整してして輝度値を変化させる。その後、再び、ステップ14からステップ17までの処理を行う。
In
一方、前記ステップ17で輝度値c1が初期設定で登録した目標輝度値(c)のプラスマイナス10パーセントの範囲内に入っていた場合には、ステップ20に移行して輝度値に対する電圧値を記憶し、その後、ランプ光量チェックを終了して、前記電圧値による自動照明光調整を行う。
On the other hand, if the luminance value c1 is within the range of plus or minus 10% of the target luminance value (c) registered in the initial setting in
次に、レンズ位置調整工程について説明する。
前記ステップ4で記載したようにレンズ20が吸着配置されたことを告知する検出信号が出力された状態のとき、前記図7に示したように例えはXテーブル27に形成されている吸着孔27bの中心が観察光軸に一致している状態であっても、レンズ20の曲率中心C1はほとんどの場合、前記観察光軸からずれている状態である。また、このとき、レンズ20の曲面20aに対して対物レンズ41aの焦点が合っていない状態である。
Next, the lens position adjustment process will be described.
When the detection signal for notifying that the
このため、レンズ位置調整工程では、前記図7に示した配置状態のレンズ20を、図3に示した状態に配置させてレンズ表面検査を行えるようにするために、前記自動ピント合わせ処理と前記自動芯合わせ処理とを行う。
For this reason, in the lens position adjusting step, the
なお、自動ピント合わせ処理と自動芯合わせ処理とはこの順に行うものであっても、この逆の順である自動芯合わせ処理→自動ピント合わせ処理の順に行ったり、或いは、各処理を繰り返し行ったり、自動芯合わせ処理→自動ピント合わせ処理→自動芯合わせ処理などのように繰り返し行うようなパターン等であっても良く、このレンズ位置調整工程では、確実に、前記図3に示したレンズ表面検査状態にレンズ20を配置させることを目的にしている。
Note that even if the automatic focusing process and the automatic centering process are performed in this order, the reverse order of the automatic centering process → the automatic focusing process is performed, or each process is repeated. , Automatic centering processing → automatic focusing processing → automatic centering processing, and the like, a pattern that is repeatedly performed may be used. In this lens position adjustment step, the lens surface inspection shown in FIG. The purpose is to place the
まず、自動ピント合わせ処理について説明する。
前記PC6に備えられている制御プログラムに基づき、図9のステップ31に示すように前記初期設定画面50上で登録された高さ変更回数(h)を基に変数hの初期化を行う。その後、前記高さ変更回数(h)に対応させて、ステップ32に示すように高さ位置情報を格納するための配列であるZポジション(h)の初期化と、ステップ33に示すように前記Zポジションに対応する輝度情報を格納するための配列であるコントラスト(h)の初期化を行う。
First, the automatic focusing process will be described.
Based on the control program provided in the
次に、ステップ34に示すように前記初期設定画面50上で登録されたレンズ20の厚み寸法(t)、曲率半径(r)及び観察光軸に配置されている前記対物レンズ41aの光学情報を基に算出される、ピント自動調整開始位置及びこの自動調整のための送りピッチにしたがって、前記ピント調整テーブル45を上方向に移動させる。このことによって、前記レンズ20がピント自動調整開始位置に配置される。そして、ステップ35に示すようにこのときの高さ情報(Z1)をZポジション(h1)に格納する。
Next, as shown in
次いで、ステップ36に示すように前記高さ情報(Z1)におけるZ1画像52(図10(a)参照)を取り込み、その画像52の特定エリアにおける輝度値B1を算出する。そして、ステップ37に示すように前記輝度値B1をコントラスト(h1)に格納して、ステップ38に移行する。
Next, as shown in
このステップ38ではhの加算を指示し、ステップ39で前記ステップ38で加算された回数が、前記初期設定画面50上で登録された高さ変更回数(h)を越えているか否かを比較する。ここで、前記ステップ38で加算された回数が、前記初期設定画面50上で登録された高さ変更回数(h)を越えていない場合にはステップ40に移行して前記所定送りピッチだけ前記ピント調整テーブル45を上昇させる。
In
その後、再び、ステップ35からステップ39までの処理がこのステップ39の条件を越えるまで繰り返し行われる。このことによって、例えば、高さ情報(Z2)、…、高さ情報(ZN)がZポジション(h2)、…、Zポジション(hN)に格納されるとともに、前記高さ情報(Z2)、…、(ZN)に対応する例えば図10(b)ないし図10(e)に示すZ3画像53、Z5画像55、Z6画像56、Z7画像57等の取り込み及びその取り込んだ画像52ないし画像Nの特定エリアにおける輝度値B2、…、BNがそれぞれ算出されるとともに、その輝度値B2、…BNが、対応するコントラスト(h2)、…、(hN)に格納される。
Thereafter, the processing from
前記ステップ39において、前記ステップ38で加算された回数が前記初期設定画面50上で登録された高さ変更回数(h)を越えたと判定された場合には、ステップ41に移行する。
If it is determined in step 39 that the number added in
このステップ41では、前記高さ位置情報格納配列に格納されたZポジションにかかる補間配列を作成する。また、ステップ42に移行して、前記輝度情報格納配列に格納されている輝度値にかかる補間配列を作成する。そして、ステップ43に示すように補間を実施する。このことによって、例えば図11に示すようなZ位置と輝度値との関係が得られる。
In this
すると、ステップ44に示すように輝度値最大点を抽出する一方、ステップ45に示すようにその最大輝度値(或いは取り込んだ画像のうち白黒エッジのコントラストの最もはっきりわかるところ)に対応するベストピント位置である高さ情報(Zmax)の抽出を行う。その後、この高さ情報(Zmax)に対応する高さ位置に、前記レンズ20が配置されるように前記ピント調整テーブル45を移動させる。このことによって、自動ピント合わせ処理が終了する。
Then, while the maximum luminance value point is extracted as shown in
なお、前記レンズ20においては反射防止コート処理が施されている。このため、光が反射される部分がコバの部分であり、そのコバ部分にピントがあった状態になる。
The
このように、予め登録されたレンズデータ及び制御プログラムに基づいて、ピント調整テーブルを所定ピッチずつ予め設定した回数だけ移動させるとき、その位置に関する情報とその移動位置毎の輝度値とをそれぞれ複数取得し、この輝度値と移動位置との関係をソウトウエア的に処理することによって、ピント位置の決定を行うことができる。 As described above, when the focus adjustment table is moved by a predetermined number of times by a predetermined pitch based on lens data and a control program registered in advance, a plurality of pieces of information regarding the position and a luminance value for each movement position are obtained. Then, the focus position can be determined by processing the relationship between the luminance value and the moving position in software.
次に、自動芯合わせ処理について説明する。
前記ピント合わせ処理が終了した段階では、前記モニタ7の画面70には例えば図12に示すようにレンズ20のコバ71aの一部が欠けたレンズ画像71が表示される場合がある。このとき、画面70の中心座標CAとレンズ画像71の中心座標CBとは異なる場所に位置している。このため、ピント位置調整を行うことなく、レンズ表面の観察を行える状態にするためには、前記レンズ画像71の中心座標CBと、画面70の中心座標CAと一致させる必要がある。なお、画面の中心座標CAとは画面の中心に位置する画素のことをいう。
Next, the automatic centering process will be described.
At the stage where the focusing process is completed, there may be a case where a
このため、自動芯合わせ処理では、前記PC6に備えられている制御プログラムに基づいて、図13のステップ51に示すように検査ライン数に対応する変数pの初期化を行う。その後、ステップ52に移行して前記初期設定画面50上で登録された自動芯合わせ条件(2:精)に対応する検査ライン数(p)の数だけ、図14に示すようにコバ検出用ライン72a、72b、72c、…、72nを、所定のアルゴリズムにしたがって、画面外側から前記画面70の中心座標CAで収束するように出力していく。
For this reason, in the automatic alignment process, the variable p corresponding to the number of inspection lines is initialized based on the control program provided in the
このとき、ステップ53ではコバ検出用ライン72a、72b、72c、…、72nが所定数だけ、出力されたか否かをチェックする。ここで、コバ検出用ライン72a、72b、72c、…、72nの所定数、出力されたなら、ステップ54に移行して各コバ検出用ライン画像の取り込みを行う。一方、前記ステップ53でコバ検出用ライン72a、72b、72c、…が所定数、出力されていない場合には、何らかの不具合があったと判断してステップ60に移行し、エラー処理(警報をならすなどの処理)を行った後、自動芯合わせ処理を終了する。
At this time, in
前記ステップ54で各コバ検出用ライン画像の取り込みを行った後、ステップ55に示すように各コバ検出用ライン画像における輝度値を、一画素ずつの画面外枠側から中央にむけて拾っていく。すると、例えば、コバ検出用ライン72pにおいては、図15に示すよう検出開始点Aから検出終了点Bまでの輝度分布曲線を得られる。
After capturing each edge detection line image in
ステップ56に示すように前記図15で示した輝度分布曲線に示す輝度値の分布から、予め設定した閾値を越えたときのコントラスト変極点を、レンズ20の外径に当たるコバ位置(検出位置C)とし、この点の座標を算出する。すると、前記図14中の複数の黒丸(c)等で示す複数の検出点73、…、73を得られる
これら複数の検出点73、…、73を算出したなら、ステップ57に示すように最小二乗法によって図16に示すようにこれら検出点73、…、73における近似円であるレンズ画像71Aの中心座標CB1を算出する。その後、ステップ58に示すように画面中心CAの座標と前記レンズ画像71Aの中心座標CB1のX方向及びY方向の差分Dx、Dyを算出する。
As shown in
そして、これら差分Dx、Dyに従って、前記Xテーブル27をその差分Dxに対応する分だけ所定方向に移動させる制御を行うとも、前記Yテーブル29を前記差分Dyに対応する分だけ所定方向に移動させる制御を行う。 Then, according to these differences Dx and Dy, the X table 27 is moved in a predetermined direction by an amount corresponding to the difference Dx, and the Y table 29 is moved in a predetermined direction by an amount corresponding to the difference Dy. Take control.
すると、図17に示すように画面70の中心座標CAに前記レンズ画像71Aの中心座標CB1が配置される。そして、ステップ59に移行して現時点におけるX軸位置及びY軸位置を記憶して、自動芯合わせ処理を終了する。
このとき、前記レンズ20の中心が観察光軸上に配置される。
Then, the center coordinates CB1 of the
At this time, the center of the
このように、画面の外枠側から画面の中心座標で収束するコバ検出用ラインを複数本出力して、各コバ検出用ライン毎にそれぞれ1つだけ有するコントラスト変極点である検出点を求め、それぞれの検出点の座標値から所定の演算処理を行って、レンズの近似円を求めることによって、レンズの中心座標を求めることができる。 In this way, by outputting a plurality of edge detection lines that converge at the center coordinates of the screen from the outer frame side of the screen, a detection point that is a contrast inflection point having only one for each edge detection line is obtained, The center coordinate of the lens can be obtained by performing a predetermined calculation process from the coordinate value of each detection point to obtain the approximate circle of the lens.
また、画面の外枠側から画面の中心座標で収束するコバ検出用ラインを用いることによって、観察エリアからレンズの一部がはみ出た状態であっても、コントラスト変極点を検出したものに関して、その検出点の座標値から所定の演算処理を行ってレンズの近似円を求めることによって、パターンマッチング等の計測方法に比べて、確実かつ容易に中心位置を演算処理によって求めることができる。 Also, by using the edge detection line that converges at the center coordinates of the screen from the outer frame side of the screen, even if a part of the lens protrudes from the observation area, By calculating the approximate circle of the lens by performing a predetermined calculation process from the coordinate value of the detection point, the center position can be determined by the calculation process more reliably and easily than a measurement method such as pattern matching.
なお、上述した自動芯合わせ処理においては、出力するコバ検出用ラインの本数に対して、幾つのコントラスト変極点、つまり検出点が検出されたかを確認していない。このため、この検出点の数について最低数を規定して、検出点の数がその最低数に達していない場合には、前記ステップ58の処理を行って前記Xテーブル及び前記Yテーブルを移動させてコバ全周を画面70内に表示させた状態にした後、再び、前記ステップ52からの処理を行うようにしてもよい。このことによって、高精度の芯合わせを行える。
In the above-described automatic centering process, it is not confirmed how many contrast inflection points, that is, detection points are detected with respect to the number of edge detection lines to be output. For this reason, a minimum number is specified for the number of detection points, and when the number of detection points does not reach the minimum number, the process of
次いで、レンズ表面検査工程及び判定について説明する。
前記ステップ5のレンズ位置調整工程で、前記レンズ20を図3に示すようにレンズ表面検査位置に移動させ、前記レンズ20の曲面20a上にピントが合った状態になったなら、ステップ6に移行して、レンズ表面検査が開始される。
Next, the lens surface inspection process and determination will be described.
If the
まず、図18のステップ61に示すように検査エリアの半径方向の移動回数(m)を初期化する。また、ステップ62に示すように検査エリア位置情報格納配列であるθポジション(m)の初期化を行うと共に、ステップ63に示すように不良ドット情報格納配列であるドットカウント(m)の初期化を行う。また、ステップ62に示すように検査エリア位置情報格納配列であるθポジション(m)の初期化行い、ステップ63に示すように不良ドット数情報格納配列であるドットカウント(m)の初期化を行う。
First, as shown in
なお、前記検査エリアの移動回数(m)は、前記初期設定画面50上で登録したレンズ直径及びレンズ厚みと、表面検査エリア情報及び検査ピッチ情報とを元に決定されるものであり、この検査エリア移動回数(m)の他に、検査エリアの縦方向及び横方向のドット数、周方向送りピッチ(送り角度)が決定される。
The number of movements (m) of the inspection area is determined based on the lens diameter and lens thickness registered on the
次に、ステップ64に示すように前記初期設定画面50上で登録された情報を基に、必要に応じて、観察光軸に配置する対物レンズ41a、41b、41c、…の交換を行う。このステップ64で対物レンズの交換を行った場合にはステップ65に移行し、この交換された対物レンズのもとで前記自動ピント合わせ処理に基づいたピント合わせを行って、ステップ66に移行する。一方、前記ステップ64で対物レンズの交換が行われなかった場合には直接、ステップ66に移行して照明光の切り換えを行う。
Next, as shown in
次いで、ステップ67に示すように曲動テーブル36を所定量摺動移動させる。このことによって、観察光軸中に前記レンズ20のコバが配置された状態になる。そして、ステップ68に示すようにこの位置を検査開始位置として登録し、その後、ステップ69に移行して、この検査エリア位置を前記θポジション(m)に格納し、ステップ70に移行する。このステップ70では、この位置における検査画像の取り込みを行う。このとき、例えば図19に示すような縦方向及び横方向が所定ドット数の検査エリア画像80が取り込まれる。なお、符号81は検査エリア画像80中で白く見えるドットであり、このドットは散乱光が反射した部分、つまり傷の部分である。
Next, as shown in step 67, the bending table 36 is slid by a predetermined amount. As a result, the edge of the
その後、ステップ71に示すように取り込んだ画像中に白く見えるドットがある否かを判定する。ここで、検査エリア画像80内に白く見えるドットが発見されなかった場合にはステップ72に移行して検査エリアを所定ピッチ周方向に移動させる。なお、本実施形態においては、図20に示すように検査エリア82を、実線に示す検査エリア82a、点線に示す検査エリア82b、一点鎖線に示す検査エリア82c、…のように所定角度ずつ例えば矢印に示す反時計方向に移動するように、前記回転テーブル31を段階的に回転移動させる制御が行われる。そして、段階移動制御の際、隣り合うエリア同士を重なり合わせて、検出漏れが発生することを防止するようにしている。
Thereafter, as shown in
一方、前記ステップ71で図19のエリア画像80に示す白く見えるドット81を発見した場合には、ステップ91に移行して、白く見えたドット数(又はドット面積)を求め、ステップ92に示すようにドット数が規定値を超えているか否かを比較する。ここで、ドット数が規定値を超えていた場合にはステップ82に示すように検査したレンズは不合格品であると判定されて、このレンズ20の検査を終了する。一方、このステップ92でドット数が規定値を超えていないと判定された場合にはステップ93に移行してθポジション及びドットカウントに前記検査エリアの位置情報及びドット数を格納して、前記ステップ72に移行する。
On the other hand, when the white dot 81 shown in the
前記ステップ72に示す検査エリアの移動が確認されたならステップ73に移行して、移動された検査エリアの位置が検査開始位置に戻ったか否かの確認を行う。ここで、最初の検査位置に戻っていないことが確認された場合には、前記ステップ69からの処理が再度行われる。一方、前記ステップ73で前記検査エリアが観察開始位置に戻ったことを確認した場合には全周に渡る検査が完了したことになるのステップ74に移行してmを加算する。
If the movement of the inspection area shown in
その後、ステップ75でこのmの値と移動回数との比較を行う。ここで、mの値が移動回数(m)より小さかった場合にはステップ76に移行して、図20に示すように検査エリア82を所定ピッチ内側に移動させる。つまり、前記曲動テーブル36を摺動移動させる制御によって、観察エリア82の検査領域がm1からm2に移動される。その後、ステップ68からの処理が再度行われる。なお、本実施形態では、前記観察エリア82を、周方向段階移動→全周完了→検査領域変更→周方向段階移動→全周完了→検査領域変更…の順で行っている。
Thereafter, in step 75, the value of m is compared with the number of movements. Here, when the value of m is smaller than the number of movements (m), the process proceeds to step 76, and the
そして、前記ステップ75でmの値が移動回数(m)より大きいと判定された場合にはステップ77に移行して、前記不良ドット数情報格納配列のドットカウントに格納されているドット数の抽出を行い、ステップ78に示すようにこのドット数が規定値を超えているか否かの判定を行う。 If it is determined in step 75 that the value of m is greater than the number of movements (m), the process proceeds to step 77 to extract the number of dots stored in the dot count of the defective dot number information storage array. As shown in step 78, it is determined whether or not the number of dots exceeds a specified value.
前記ステップ78で、ドット数が規定値を超えていないと判定された場合にはステップ79に示すように検査したレンズ20が合格品であったと判定されて、このレンズ20に対する検査が終了となる。
If it is determined in step 78 that the number of dots does not exceed the specified value, it is determined that the inspected
一方、このステップ78でドット数が規定値を超えていると判定された場合には、ステップ80に移行して、前記検査エリア位置情報格納配列のθポジションに格納されている検査エリア位置情報と、前記不良ドット数情報格納配列のドットカウントに格納されているドット数との抽出とを行い、ドット数と検査領域との関係を抽出する。 On the other hand, if it is determined in step 78 that the number of dots exceeds the specified value, the process proceeds to step 80, and the inspection area position information stored in the θ position of the inspection area position information storage array Then, the number of dots stored in the dot count of the defective dot number information storage array is extracted, and the relationship between the number of dots and the inspection area is extracted.
そして、ステップ81に示すように検査領域毎に、ドット数と規格値とを比較する。ここで、各検査領域毎のドット数が1つも規定値を超えていなかった場合には前記ステップ79に示すように検査したレンズは合格品であると判定されて、このレンズ20の検査を終了させる。一方、前記ステップ81で検査領域の少なくとも1つにおいてドット数が規定値を超えていると判定された場合にはステップ82に示すように検査したレンズ20は不合格品であると判定されて、このレンズ20の検査を終了する。
Then, as shown in step 81, the number of dots is compared with the standard value for each inspection region. Here, when the number of dots for each inspection area does not exceed the specified value, it is determined that the inspected lens is an acceptable product as shown in step 79, and the inspection of this
そして、前記レンズ20の検査が終了になると、その結果が例えばモニタ7の画面上に表示される。この判定結果が、モニタ7の画面上に表示されたなら、上述したように、検査者は前記検査用スイッチを操作して吸引状態を解除して、検査されたレンズ20をXテーブル27から取り外し、合格品は保管し、不合格品は廃棄する。
When the inspection of the
続いて検査するレンズがある場合にはレンズ検査を続けるために、新たに検査するレンズ20を吸着孔に配置し、前記検査用スイッチを操作する。一方、検査するレンズがなくなった場合には、所定の作業を行った後、検査装置1の電源を遮断して、検査終了にする。
Subsequently, when there is a lens to be inspected, in order to continue the lens inspection, a
このように、検査エリアでとらえた画像を元に得られたドット数等のデータを、演算処理して、不良ドットの数或いは、検査領域毎の不良ドットの数を判定して、レンズの良否は不合格を定量的に判定して、品質の良好なレンズを安定して供給することができる。 In this way, the data such as the number of dots obtained based on the image captured in the inspection area is processed, and the number of defective dots or the number of defective dots for each inspection area is determined to determine whether the lens is good or bad. Can quantitatively determine the failure and stably supply a lens with good quality.
また、レンズ表面検査工程においては、回転ステージ及び傾斜ステージを駆動制御して、レンズ表面に対して検査エリアを段階的にかつ検査エリアを重複させて例えば、渦巻状に移動させてているので、レンズ表面全体を検査もれなく確実に検査することができる。 In the lens surface inspection process, the rotation stage and the tilt stage are driven and controlled, and the inspection area is moved stepwise and overlapping the inspection area with respect to the lens surface, for example, in a spiral shape. The entire lens surface can be reliably inspected without fail.
さらに、検査するレンズの径寸法や厚み寸法は、公差の範囲が異なっているが、Xテーブルにレンズを配置する毎に、ステップ4ないしステップ6を行って、ピント合わせ及び芯合わせを再調整した後、検査を行っているので、レンズ寸法の公差による違いをソフトウエアの処理によって吸収することができる。
Further, the diameter and thickness dimensions of the lens to be inspected have different tolerance ranges, but each time the lens is placed on the X table,
このことによって、検査者が吸着孔にレンズを配置する際にも、配置位置に細心の注意を払う必要なく、レンズ配置を行える。 As a result, even when the inspector places the lens in the suction hole, the lens can be placed without paying close attention to the placement position.
なお、本実施形態においては、検査するレンズを1つだけXテーブル上に配置させる構成を説明しているが、例えば前記パレットを使用して複数のレンズをXテーブル上に規則的に配列させて、一度に複数のレンズの検査を行えるように制御プログラムを形成するようにしても良い。 In the present embodiment, a configuration in which only one lens to be inspected is arranged on the X table has been described. For example, a plurality of lenses are regularly arranged on the X table using the pallet. A control program may be formed so that a plurality of lenses can be inspected at a time.
また、本実施形態においては前記ステップ92に記載の規定値と、ステップ78に記載の規定値、また、ステップ81に記載の規定値は、異なった値であり、それぞれの検査状態、検査領域によって、傷の大きさ、位置、数等をそれぞれ設定して、演算処理による判定の際の閾値を検査エリア毎変化させている。 Further, in the present embodiment, the specified value described in step 92, the specified value described in step 78, and the specified value described in step 81 are different values, and are different depending on each inspection state and inspection region. The size, position, number, and the like of the flaws are set, and the threshold value at the time of determination by calculation processing is changed for each inspection area.
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[付記]
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention as described above in detail, the following configuration can be obtained.
(1)検査対象部材が配置されるテーブルを有するステージを含む、複数の電動で駆動されるステージを備える検査台と、前記検査対象部材に対向する対物レンズを備えた顕微鏡と、前記検査対象部材を照明する照明光を発生させる照明装置と、前記検査対象部材を前記対物レンズを通して撮像する固体撮像素子を備えたカメラ装置と、前記検査台の電動駆動されるステージの動作制御を行う制御部、前記カメラ装置で撮像した検査対象部材の光学像を光電変換して得られる電気信号を元に検査対象部材の画像を構築する画像処理部及びこの画像処理部から出力された画像データを基に各種演算処理を行って検査対象部材の位置の判定や、検査対象物の表面の傷の大きさ等を定量的に判定する演算処理部を有する制御装置とを具備する小径部材外表面検査装置を使用して、前記検査対象部材である小径部材の外表面の検査を行う小径部材外表面検査方法であって、
前記小径部材の加工データや検査条件を登録する初期設定工程と、
前記テーブルに配置された小径部材の中心を、前記対物レンズの観察光軸上に配置させる自動芯合わせ処理及び前記テーブルに配置された小径部材に、前記対物レンズの焦点を合わせる自動ピント合わせ処理を有するレンズ位置調整工程と、
前記制御装置からの指示に基づいて、前記検査台の所定のテーブルを動作させて、前記小径部材の表面を検査するレンズ表面検査工程と、
検査エリアの画像内の不良ドットの数或いは、検査領域毎の不良ドットの数を判定して、小径部材の良否を判定する判定工程と、
を有する小径部材外表面検査方法。
(1) An inspection table including a plurality of electrically driven stages, including a stage having a table on which an inspection target member is disposed, a microscope including an objective lens facing the inspection target member, and the inspection target member An illumination device that generates illumination light that illuminates the camera, a camera device that includes a solid-state imaging device that images the inspection target member through the objective lens, and a control unit that performs operation control of an electrically driven stage of the inspection table, An image processing unit that constructs an image of an inspection target member based on an electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical image of the inspection target member imaged by the camera device, and various types based on image data output from the image processing unit Small-diameter portion comprising a control device having an arithmetic processing unit that performs arithmetic processing to determine the position of the inspection target member and quantitatively determine the size of the scratch on the surface of the inspection target Use outer surface inspection apparatus, a small-diameter member outer surface inspection method for inspecting the outer surface of the small diameter member is said object member,
An initial setting step for registering processing data and inspection conditions of the small-diameter member;
An automatic centering process for placing the center of the small-diameter member arranged on the table on the observation optical axis of the objective lens and an automatic focusing process for focusing the objective lens on the small-diameter member arranged on the table A lens position adjusting step having,
Based on an instruction from the control device, a lens surface inspection step of operating a predetermined table of the inspection table to inspect the surface of the small diameter member;
A determination step of determining the number of defective dots in the image of the inspection area or the number of defective dots for each inspection region, and determining the quality of the small-diameter member;
A small-diameter member outer surface inspection method comprising:
(2)前記検査台は、
鉛直方向に移動して、前記ステージに配置された検査対象部材を上下方向に移動させる第1移動部と、少なくとも、鉛直方向に対して直交する第1軸方向又は、この鉛直方向に対して直交する第1軸に対して直交する第2軸方向の一方向に移動して、前記ステージに配置された検査対象部材を前後又は左右方向に移動させる第2移動部と、観察光軸を中心に回転して、前記ステージに配置された検査対象部材を回転移動させる第3移動部と、中心位置が観察光軸を含む平面内に位置して半径寸法を所定寸法で形成した凹曲面上を摺動移動して、前記ステージに配置された検査対象部材の傾き状態が変化するように傾斜移動させる第4移動部とを具備する。
(2) The inspection table is
A first moving unit that moves in a vertical direction and moves a member to be inspected arranged on the stage in a vertical direction; at least a first axis direction orthogonal to the vertical direction or orthogonal to the vertical direction; A second moving unit that moves in one direction in a second axis direction orthogonal to the first axis to move the inspection target member arranged on the stage in the front-rear or left-right direction, and an observation optical axis A third moving part that rotates and moves the member to be inspected arranged on the stage and slides on a concave curved surface that has a center position located in a plane including the observation optical axis and has a predetermined radial dimension. And a fourth moving unit that moves and moves to incline so that the inclining state of the inspection target member arranged on the stage changes.
(3)前記第1移動部、前記第2移動部、前記第3移動部及び前記第4移動部の制御を、前記制御装置の制御部で行う付記1に記載の小径部材外表面検査装置。
(3) The small-diameter member outer surface inspection device according to
(4)前記検査台は、
固定部材である第1ステージ本体を備え、第2移動部を構成する前記第1ステージ本体の所定方向に対して摺動自在で前記検査対象部材が配置される移動部材である第1テーブル及びこの第1テーブルを前記第1ステージ本体に対して進退移動させる第1テーブル移動機構を有する第1ステージと、
固定部材である第2ステージ本体を備え、前記第2移動部を構成する前記第2ステージ本体の所定方向に対して摺動自在で、この摺動方向に対して直交する方向に前記第1テーブルが摺動するように前記第1ステージ本体が固設される移動部材である第2テーブル及びこの第2テーブルを前記第2ステージ本体に対して進退移動させる第2テーブル移動機構を有する第2ステージと、
固定部材である第3ステージ本体を備え、前記第3移動部を構成する前記第3ステージ本体に設けられる軸部に対して回転自在で、前記第2ステージ本体が固設される移動部材である第3テーブル及びこの第3テーブルを前記第3ステージ本体に対して回転移動させる第3テーブル回転機構を有する第3ステージと、
固定部材である第4ステージ本体を備え、前記第1移動部を構成する前記第4ステージ本体に対して鉛直方向に対して摺動自在で、前記第3ステージ本体が固設される移動部材である第4テーブル及びこの第4テーブルを前記第4ステージ本体に配設された摺動支持部材に対して上下動させる第4テーブル移動機構を有する第4ステージと、
固定部材であって所定半径の凹部曲面を形成した第5ステージ本体を備え、前記第4移動部を構成する前記第5ステージ本体に形成された凹部曲面に対して摺動自在な凸部曲面を有し、前記第4ステージ本体が固設される移動部材である第5テーブル及びこの第5テーブルを前記第5ステージ本体の凹部曲面に対して摺動させる第5テーブル移動機構を有する第5ステージと、
を備える付記1又は付記2に記載の小径部材外表面検査装置。
(4) The inspection table is
A first table that includes a first stage body that is a fixed member, is a movable member that is slidable with respect to a predetermined direction of the first stage body that constitutes the second moving unit, and on which the inspection target member is disposed, and the first table A first stage having a first table moving mechanism for moving the first table forward and backward with respect to the first stage body;
A second stage main body that is a fixed member is provided, and is slidable in a predetermined direction of the second stage main body constituting the second moving unit, and the first table in a direction orthogonal to the sliding direction. A second stage having a second table, which is a moving member to which the first stage main body is fixed so as to slide, and a second table moving mechanism for moving the second table forward and backward relative to the second stage main body. When,
A moving member that includes a third stage body that is a fixed member, is rotatable with respect to a shaft portion that is provided in the third stage body that constitutes the third moving portion, and is fixed to the second stage body. A third stage having a third table and a third table rotating mechanism for rotating the third table relative to the third stage body;
A moving member that includes a fourth stage body that is a fixed member, is slidable in a vertical direction with respect to the fourth stage body that constitutes the first moving unit, and is fixed to the third stage body. A fourth stage having a fourth table and a fourth table moving mechanism for moving the fourth table up and down relative to a sliding support member disposed in the fourth stage body;
A convex member curved surface which is a fixed member and has a fifth stage body formed with a concave curved surface having a predetermined radius, and which is slidable with respect to the concave curved surface formed in the fifth stage main body constituting the fourth moving unit. A fifth stage having a fifth table as a moving member to which the fourth stage main body is fixed, and a fifth table moving mechanism for sliding the fifth table against the concave curved surface of the fifth stage main body. When,
The small-diameter member outer surface inspection apparatus according to
(5)前記自動芯合わせ処理は、
テーブルに配置されている検査対象部材の高さ位置を変化させるステップと、
その高さ位置を高さ位置情報格納配列に格納させるステップと、
前記高さ位置における画像を取り込ませるステップと、
その取り込んだ画像の輝度値を算出させ、輝度情報格納配列に格納させるステップと、
前記高さ位置情報格納配列に格納されている高さ位置情報及び前記輝度情報格納配列に格納されている輝度情報を補間配列を作成するステップと、
前記補間配列から高さ位置と輝度値との関係を示す補間表を作成させるステップと、
前記補間表から輝度値最大点を抽出させるステップと、
前記補間表から前記輝度値最大点に対応する高さ位置情報を抽出させるステップと、
その高さ位置情報に対応する位置にテーブルに配置された検査対象部材を配置させる制御を行わせるステップと、
を有する付記1に記載の小径部材外表面検査方法。
(5) The automatic centering process
Changing the height position of the inspection target member arranged on the table;
Storing the height position in the height position information storage array;
Capturing an image at the height position;
Calculating the luminance value of the captured image and storing it in a luminance information storage array;
Creating an interpolation array of height position information stored in the height position information storage array and brightness information stored in the brightness information storage array;
Creating an interpolation table indicating a relationship between a height position and a luminance value from the interpolation array;
Extracting a luminance value maximum point from the interpolation table;
Extracting height position information corresponding to the luminance value maximum point from the interpolation table;
A step of performing control to arrange the inspection target member arranged on the table at a position corresponding to the height position information;
The small-diameter member outer surface inspection method according to
(6)自動ピント合わせ処理は、
所定の本数のコバ検出用ラインを画面中心に向けて出力させるステップと、
出力されたコバ検出用ラインの画像を取り込ませるステップと、
取り込んだコバ検出用ライン画像の画面外枠側から中央にむけてる輝度値を一画素ずつ取得させるステップと、
取得した輝度値の結果から、コバを特定するコントラスト変極点を検出し、その変極点の座標を算出させるステップと、
少なくとも3つ以上の変極点の座標を元に、所定の演算処理によって近似円を算出させるステップと、
算出された近似円の中心座標と画面の中心座標との差分を算出させるステップと、
算出された差分値に基づいて、テーブルを移動制御させるステップと、
を有する付記1に記載の小径部材外表面検査方法。
(6) The automatic focusing process is
Outputting a predetermined number of edge detection lines toward the center of the screen;
Capturing the output edge detection line image;
Acquiring a luminance value from the outer frame side of the captured edge detection line image toward the center one pixel at a time;
A step of detecting a contrast inflection point that identifies the edge from the acquired luminance value result, and calculating coordinates of the inflection point;
Calculating an approximate circle by a predetermined calculation process based on the coordinates of at least three inflection points;
Calculating the difference between the calculated center coordinates of the approximate circle and the center coordinates of the screen;
A step of controlling movement of the table based on the calculated difference value;
The small-diameter member outer surface inspection method according to
1…小径部材外表面検査装置 2…検査台 3…顕微鏡 5…CCDカメラ
6…パーソナルコンピュータ 21…第1ステージ 22…第2ステージ
23…第3ステージ 24…第4ステージ 25…第5ステージ
26…Xステージ本体 27…Xテーブル 28…Yステージ本体
29…Yテーブル 30…回転ステージ本体 31…回転テーブル
32…Zステージ本体 33…摺動ブロック 34…Zテーブル
35…曲動ブロック 35a…凹面曲部 36…曲動テーブル
45…ピント調整テーブル
代理人 弁理士 伊藤 進
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記小径部材の加工データや検査条件を登録する初期設定工程と、
前記テーブルに配置された小径部材の中心を、前記対物レンズの観察光軸上に配置させる自動芯合わせ処理及び前記テーブルに配置された小径部材に、前記対物レンズの焦点を合わせる自動ピント合わせ処理を有するレンズ位置調整工程と、
前記制御装置からの指示に基づいて、前記検査台の所定のテーブルを動作させて、前記小径部材の表面を検査するレンズ表面検査工程と、
検査エリアの画像内の不良ドットの数或いは、検査領域毎の不良ドットの数を判定して、小径部材の良否を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする小径部材外表面検査方法。 An inspection table including a plurality of electrically driven stages including a stage having a table on which an inspection target member is arranged, a microscope including an objective lens facing the inspection target member, and illuminating the inspection target member An illumination device that generates illumination light, a camera device including a solid-state imaging device that images the inspection target member through the objective lens, a control unit that performs operation control of an electrically driven stage of the inspection table, and the camera device The image processing unit that constructs the image of the inspection target member based on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the optical image of the inspection target member imaged in step 1, and various arithmetic processing based on the image data output from the image processing unit A small-diameter member outer surface having a control unit having an arithmetic processing unit that performs determination of the position of the inspection target member and quantitatively determines the size of the scratch on the surface of the inspection target An inspection apparatus is used to determine a small diameter member outer surface inspection method for inspecting the outer surface of the small diameter member is said object member,
An initial setting step for registering processing data and inspection conditions of the small-diameter member;
An automatic centering process for placing the center of the small-diameter member arranged on the table on the observation optical axis of the objective lens and an automatic focusing process for focusing the objective lens on the small-diameter member arranged on the table A lens position adjusting step having,
Based on an instruction from the control device, a lens surface inspection step of operating a predetermined table of the inspection table to inspect the surface of the small diameter member;
A determination step of determining the number of defective dots in the image of the inspection area or the number of defective dots for each inspection region, and determining the quality of the small-diameter member;
A small-diameter member outer surface inspection method comprising:
テーブルに配置されている検査対象部材の高さ位置を変化させるステップと、
その高さ位置を高さ位置情報格納配列に格納させるステップと、
前記高さ位置における画像を取り込ませるステップと、
その取り込んだ画像の輝度値を算出させ、輝度情報格納配列に格納させるステップと、
前記高さ位置情報格納配列に格納されている高さ位置情報及び前記輝度情報格納配列に格納されている輝度情報を補間配列を作成するステップと、
前記補間配列から高さ位置と輝度値との関係を示す補間表を作成させるステップと、
前記補間表から輝度値最大点を抽出させるステップと、
前記補間表から前記輝度値最大点に対応する高さ位置情報を抽出させるステップと、
その高さ位置情報に対応する位置にテーブルに配置された検査対象部材を配置させる制御を行わせるステップと、
を有する請求項1に記載の小径部材外表面検査方法。 The automatic centering process is
Changing the height position of the inspection target member arranged on the table;
Storing the height position in the height position information storage array;
Capturing an image at the height position;
Calculating the luminance value of the captured image and storing it in a luminance information storage array;
Creating an interpolation array of height position information stored in the height position information storage array and brightness information stored in the brightness information storage array;
Creating an interpolation table indicating a relationship between a height position and a luminance value from the interpolation array;
Extracting a luminance value maximum point from the interpolation table;
Extracting height position information corresponding to the luminance value maximum point from the interpolation table;
A step of performing control to arrange the inspection target member arranged on the table at a position corresponding to the height position information;
The small-diameter member outer surface inspection method according to claim 1, comprising:
所定の本数のコバ検出用ラインを画面中心に向けて出力させるステップと、
出力されたコバ検出用ラインの画像を取り込ませるステップと、
取り込んだコバ検出用ライン画像の画面外枠側から中央にむけてる輝度値を一画素ずつ取得させるステップと、
取得した輝度値の結果から、コバを特定するコントラスト変極点を検出し、その変極点の座標を算出させるステップと、
少なくとも3つ以上の変極点の座標を元に、所定の演算処理によって近似円を算出させるステップと、
算出された近似円の中心座標と画面の中心座標との差分を算出させるステップと、
算出された差分値に基づいて、テーブルを移動制御させるステップと、
を有する請求項1に記載の小径部材外表面検査方法。 The automatic focusing process
Outputting a predetermined number of edge detection lines toward the center of the screen;
Capturing the output edge detection line image;
Acquiring a luminance value from the outer frame side of the captured edge detection line image toward the center one pixel at a time;
A step of detecting a contrast inflection point that identifies the edge from the acquired luminance value result, and calculating coordinates of the inflection point;
Calculating an approximate circle by a predetermined calculation process based on the coordinates of at least three inflection points;
Calculating the difference between the calculated center coordinates of the approximate circle and the center coordinates of the screen;
A step of controlling movement of the table based on the calculated difference value;
The small-diameter member outer surface inspection method according to claim 1, comprising:
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115031679A (en) * | 2022-08-09 | 2022-09-09 | 四川至臻光电有限公司 | Aligning method, device and system for optical element detection |
-
2004
- 2004-03-10 JP JP2004067904A patent/JP2005257404A/en active Pending
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