JP2008096319A - Visual inspection apparatus - Google Patents

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Masatoshi Sasai
昌年 笹井
Tetsuo Kawabata
鉄男 川畑
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a visual inspection apparatus capable of accurately detecting a defective state, even if defective parts having directionality are present, when the state of formation of an object to be inspected is to be inspected and emitting uniform light within a region of which images are to be acquired. <P>SOLUTION: The visual inspection apparatus 1 is provided with both an illumination device 2 for emitting light to a plane of the object to be measured from an angle and a light-receiving device 6 for receiving reflected light from the plane of the object to be measured, and inspects the appearance of the object to be measured by receiving reflected light reflected at the plane of the object to be measured from among the lights emitted from the illuminating device 2. The illumination device 2 is provided with both a light-emitting part 2a, to which LEDs 21 are mounted planarly and a rotating mechanism 3 for rotating the light-emitting part 2a or the object to be measured, on a straight line as an axis extending perpendicularly from any point, inside a region to be inspected defined as a part or the whole of the plane of the object to be measured. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、検査対象物の外観を検査する外観検査装置に関するものであり、より詳しくは、種々の方向から光を照射することによって検査精度を向上させるようにした外観検査装置に関するものである。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus for inspecting the appearance of an inspection object, and more particularly to an appearance inspection apparatus that improves inspection accuracy by irradiating light from various directions.

一般に、製造ラインで製造された物品については、その後、自動検査装置などによって形成状態が検査される。例えば、半導体チップなどについては、クラックの有無などが検査され、また、プリント基板などにおいては、その表面に形成されたパッドや配線パターン、シルク、レジストなどが検査される。また、その他の物品についても、その表面に形成された印刷や傷の有無などが検査される。   In general, an article manufactured on a manufacturing line is then inspected for formation by an automatic inspection device or the like. For example, a semiconductor chip or the like is inspected for the presence or absence of cracks, and a printed circuit board or the like is inspected for pads, wiring patterns, silk, resist, and the like formed on the surface thereof. In addition, other articles are also inspected for the presence of prints and scratches formed on the surface thereof.

通常、このような物品の形成状態を検査する場合、図6に示すように、物品の表面に斜め方向からLED21によって光を照射するとともに、その反射光を受光装置6で受光することによって形成状態を検査する。また、このとき、光の照射角度によって不良箇所の画像の状態が変化することから、種々の方向から光を照射させ、そのうち最適な画像から物品の形成状態を検査するようにしている。   Normally, when inspecting the formation state of such an article, as shown in FIG. 6, the surface of the article is irradiated with light from an oblique direction by the LED 21 and the reflected light is received by the light receiving device 6. Inspect. At this time, since the state of the image of the defective portion changes depending on the light irradiation angle, light is irradiated from various directions, and the formation state of the article is inspected from the optimal image.

このような光を照射させる検査装置に関しては、例えば、図6に示すように、細長いバー材にLED21を取り付けて光を照射させるようにしたものや(特許文献1など)、また、図7に示すように、半球状または半円筒状に構成された部材の内側曲面に沿ってLED21を取り付けるようにしたもの(特許文献2、特許文献3など)、あるいは、図8に示すように、薄い中空円板の表面に複数のLED21を周回状に配列して光を照射させるようにしたものなどが存在する(特許文献4)。このような装置によれば、最適な角度から光を照射させることによって、不良箇所に黒い陰や強い反射光などを発生させることができ、これによって物品の不良箇所を容易に発見することができるようになる。
特開2004−226318号公報 特開2003−224353号公報 特開平10−075051号公報 特開2005−315693号公報
Regarding the inspection apparatus that irradiates such light, for example, as shown in FIG. 6, an LED 21 is attached to an elongated bar member to irradiate light (such as Patent Document 1), and FIG. As shown in FIG. 8, the LED 21 is attached along the inner curved surface of a hemispherical or semi-cylindrical member, or a thin hollow as shown in FIG. There is one in which a plurality of LEDs 21 are arranged in a circular pattern on the surface of a disk so that light is irradiated (Patent Document 4). According to such an apparatus, by irradiating light from an optimum angle, it is possible to generate black shadows, strong reflected light, or the like at the defective portion, thereby easily finding the defective portion of the article. It becomes like.
JP 2004-226318 A JP 2003-224353 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-075051 JP-A-2005-315693

しかしながら、上述のような装置では、次に示すような問題を生ずる。まず、第一に、図6に示すような細長いバー材から光を照射させる場合、そのバー材からは、そのバー材の、LEDが並んで配置されている面に対する法線方向に沿った光しか照射されないため、その光の方向と向きが一致するクラックや突起などを発見することが難しい。また、図7や図8に示すように、半球状もしくは半円筒状の部材や中空円板状の部材にLED21を円弧状あるいは周回状に取り付けた場合、3次元的に光を照射させることができるため、上述のようなクラックや突起を発見することができるが、円弧状あるいは周回状に沿って取り付けられた複数のLED21から光を照射すると、一方の角度からの光の照射で形成された黒い陰を他方からの光によって薄くしてしまい、不良箇所を発見できなくなってしまう。また、円弧状あるいは周回状のように非平面上に配置され、その結果としてそれぞれの向きが異なるように配列されたLED21から光を照射すると、被検査領域に照射される光の量が領域内で不均一になり、画像取得領域が大きくなると、場所によって輝度差を生じて、精度よく検査を行うことができなくなってしまうという問題を生ずる。   However, the apparatus as described above causes the following problems. First, when light is irradiated from an elongated bar material as shown in FIG. 6, the light from the bar material is along the normal direction to the surface of the bar material on which the LEDs are arranged side by side. Since it is only irradiated, it is difficult to find cracks or protrusions whose direction matches the direction of the light. As shown in FIGS. 7 and 8, when the LED 21 is attached to a hemispherical or semi-cylindrical member or a hollow disk-like member in an arc shape or a circular shape, light can be irradiated three-dimensionally. Therefore, cracks and protrusions as described above can be found, but when light is emitted from a plurality of LEDs 21 mounted along an arc shape or a circular shape, it is formed by light irradiation from one angle. The black shade will be thinned by the light from the other side, making it impossible to find the defective part. Further, when light is emitted from the LEDs 21 that are arranged on a non-planar shape such as an arc shape or a circular shape, and arranged in different directions as a result, the amount of light irradiated to the inspected region is within the region. If the image acquisition area becomes large, a difference in brightness occurs depending on the location, which makes it impossible to perform inspection accurately.

そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、検査対象物の形成状態を検査する際に、方向性を有する不良箇所が存在した場合であっても、正確にその不良状態を検出することができ、しかも、画像を取得する領域内において均一な光の照射を行うことのできる外観検査装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made paying attention to the above problems, and when inspecting the formation state of an inspection object, even if there is a defective portion having directionality, the defect state is accurately detected. Another object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus capable of performing uniform light irradiation in a region where an image is acquired.

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、少なくとも一面が平面状である検査対象物に当該平面に対して斜めから光を照射する照明装置と、検査対象物の前記平面からの反射光を受光する受光装置とを備え、前記照明装置から照射された光のうち検査対象物の前記平面で反射された反射光を受光することによって検査対象物の外観を検査する外観検査装置において、前記照明装置に、平面状に発光部材を取り付けた発光部と、検査対象物の前記平面の全部または一部として定義される被検査領域の内側の任意の一点から垂直に伸びる直線(以降「法線」という)を軸として前記発光部もしくは当該検査対象物を回転させる回転機構とを備えるようにしたものである。   That is, in order to solve the above-described problems, the present invention provides an illumination device that irradiates light on an inspection object having at least one flat surface obliquely with respect to the plane, and reflected light from the plane of the inspection object. A light receiving device that receives the light, and receives the reflected light reflected by the plane of the inspection object out of the light emitted from the illumination device; A light emitting part having a light emitting member mounted in a plane on the apparatus, and a straight line (hereinafter referred to as “normal line”) extending vertically from any point inside the inspection area defined as all or part of the plane of the inspection object And a rotating mechanism that rotates the light-emitting unit or the inspection object.

このように構成すれば、平面状の発光部材を回転させるようにしたため、方向性のある不良箇所が存在する場合であっても、最適な位置からその不良箇所の黒い陰や不良箇所の強い反射光を得ることができ、円弧状あるいは周回状に配列させたときのように陰を薄くしてしまうようなことがなくなる。また、平面状に構成された光を検査対象物に照射させるので、検査対象物上で輝度むらをなくすことができ、広範囲に精度よい検査を行うことができるようになる。   With this configuration, since the planar light emitting member is rotated, even if there is a directional defective portion, the black shadow of the defective portion or strong reflection of the defective portion from the optimum position. Light can be obtained, and the shade is not reduced as it is arranged in an arc shape or a circular shape. In addition, since the inspection object is irradiated with light having a planar shape, luminance unevenness can be eliminated on the inspection object, and a highly accurate inspection can be performed over a wide range.

また、このような発明において、発光部を中空円板上に取り付けるとともに、その中空円板に外部から誘導起電力によって電力を供給する。   Moreover, in such an invention, while attaching a light emission part on a hollow disc, electric power is supplied to the hollow disc by the induced electromotive force from the outside.

このように構成すれば、発光部に電力供給ケーブルを接続する必要がなくなり、中空円板の回転によって電力供給ケーブルの捻れてしまうなどといった不具合をなくすことができるようになる。   If comprised in this way, it will become unnecessary to connect an electric power supply cable to a light emission part, and it will become possible to eliminate problems, such as twisting of an electric power supply cable by rotation of a hollow disc.

さらに、前記法線方向を中心として発光部を複数設けるようにする。   Further, a plurality of light emitting portions are provided with the normal direction as the center.

このように構成すれば、発光部を360度回転させる必要がなくなり、小さな回転量で全方向からの光の照射を行うことができるようになる。これにより、大きな回転に伴う電力供給ケーブルの捻れなどを防止することができるようになる。   If comprised in this way, it will become unnecessary to rotate a light emission part 360 degree | times, and it will become possible to irradiate light from all directions with a small rotation amount. As a result, the power supply cable can be prevented from being twisted due to a large rotation.

本発明の外観検査装置では、発光物材を平面状に取り付けた発光部と、被検査領域の法線方向を中心として前記発光部を相対的に回転させる回転機構を備えるようにしたので、方向性のある不良箇所が存在する場合であっても、最適な位置からその不良箇所の黒い陰や不良箇所の強い反射光を得ることができ、円弧状に配列させたときのように陰を薄くしてしまうようなことがなくなる。また、平面状に構成された光を検査対象物に照射させるので、検査対象物上で輝度むらをなくすことができ、広範囲に精度よい検査を行うことができるようになる。   In the appearance inspection apparatus according to the present invention, since the light emitting unit having the light emitting material attached in a planar shape and the rotation mechanism that relatively rotates the light emitting unit around the normal direction of the region to be inspected are provided. Even if there is a characteristic defective part, it is possible to obtain the black shadow of the defective part and the strong reflected light of the defective part from the optimum position, and the shade is thin as when arranged in an arc shape. There will be no such thing. In addition, since the inspection object is irradiated with light having a planar shape, luminance unevenness can be eliminated on the inspection object, and a highly accurate inspection can be performed over a wide range.

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態における外観検査装置1の外観斜視図を示したものであって、照明装置2と受光装置6を含む部分を拡大した図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of an appearance inspection apparatus 1 according to the present embodiment, and is an enlarged view of a portion including an illumination device 2 and a light receiving device 6.

通常、検査対象物7の表面に段差などの不良箇所が存在する場合、図2(a)に示すように段差の低い側から高い側へ光を照射すると、段差の高い側のエッジ部分で強い反射光9が受光装置6側に反射し、その強い反射光9によってエッジ部分の存在を検出することができる。また、逆に、段差の高い方から低い方へ光を照射すると、図2(b)に示すように、低い側に黒い陰8を生じ、この黒い陰8によって段差の存在を検出することができる。しかしながら、この段差の壁と平行(すなわち、紙面の前後方向)に光を照射した場合は、黒い陰8やエッジによる強い反射光9を発生させることができないため、段差の有無を検出することができない。また、検査対象物7の表面にクラックが存在している場合は、図3に示すように、クラックの溝と直交する方向(すなわち、紙面の左右方向)から光を照射させると、照射方向と反対側に黒い陰8を生じ、その溝の存在を検出することができる。しかしながら、このクラックの溝と同じ方向(すなわち、紙面の前後方向)に光を照射させると、黒い陰8やエッジによる強い反射光9を検出することができない。また、このような段差やクラックに円弧状あるいは周回状に配列されたLED21から光を照射させると、陰8を薄くしてしまい、段差やクラックの存在を検出できなくなる可能性がある。そこで、この実施の形態では、このような方向性を有する不良箇所が存在する場合であっても、正確にその不良箇所の存在を検出できるように平行光を照射するとともに、平行光を検査対象物7上で回転させることによって種々の方向から光を照射できるうにしたものである。以下、本実施の形態における外観検査装置1について詳細に説明する。   Normally, when there is a defective portion such as a step on the surface of the inspection object 7, when light is irradiated from the low step side to the high side as shown in FIG. 2A, the edge portion on the high step side is strong. The reflected light 9 is reflected toward the light receiving device 6, and the presence of the edge portion can be detected by the strong reflected light 9. Conversely, when light is irradiated from the higher step to the lower step, a black shade 8 is generated on the lower side as shown in FIG. 2B, and the presence of the step can be detected by this black shade 8. it can. However, when light is irradiated in parallel to the wall of the step (that is, in the front-rear direction of the paper surface), it is not possible to generate the strong reflected light 9 due to the black shade 8 or the edge. Can not. Further, when cracks are present on the surface of the inspection object 7, as shown in FIG. 3, when light is irradiated from a direction perpendicular to the groove of the cracks (that is, left and right direction on the paper surface), A black shade 8 is created on the opposite side, and the presence of the groove can be detected. However, if the light is irradiated in the same direction as the groove of the crack (that is, the front-rear direction of the paper surface), it is impossible to detect the black shade 8 or the strong reflected light 9 due to the edge. Further, when light is emitted from the LEDs 21 arranged in an arc shape or a circular shape to such a step or crack, the shade 8 may be thinned, and the presence of the step or crack may not be detected. Therefore, in this embodiment, even when a defective portion having such directionality exists, the parallel light is irradiated so that the presence of the defective portion can be accurately detected, and the parallel light is inspected. By rotating on the object 7, light can be irradiated from various directions. Hereinafter, the appearance inspection apparatus 1 in the present embodiment will be described in detail.

本実施の形態における外観検査装置1は、図1に示すように、検査対象物7に斜めから光を照射する照明装置2と、この照明装置2から照射された光のうち検査対象物7で反射した反射光を受光する受光装置6とを備え、この受光装置6で受光した画像と基準データーとを比較することによって検査対象物7の外観の状態を検査できるようにしたものである。そして、特徴的には、検査対象物7の表面に斜めから平行光を照射する発光部2aと、被検査領域の法線方向を軸として発光部2aを回転させる回転機構3とを備えるようにしている。なお、この実施の形態では、検査対象物7の形成状態を検査する場合として、例えば、半導体チップの表面に形成された段差やクラックを検査する場合、プリント基板の表面に形成されたパッドや配線パターン、レジスト、シルクの形成状態を検査する場合、液晶基板の表面に形成された不良状態の検査する場合、印刷対象物の印刷状態の検査する場合、平面状物の平面度の検査する場合など、種々の物品の外観を検査する場合に適用することができる。   As shown in FIG. 1, an appearance inspection apparatus 1 according to the present embodiment includes an illumination device 2 that irradiates light on an inspection object 7 from an oblique direction, and an inspection object 7 out of light emitted from the illumination apparatus 2. A light receiving device 6 that receives the reflected reflected light is provided, and the appearance of the inspection object 7 can be inspected by comparing an image received by the light receiving device 6 with reference data. Characteristically, the light emitting unit 2a that irradiates parallel light on the surface of the inspection object 7 obliquely and the rotating mechanism 3 that rotates the light emitting unit 2a about the normal line direction of the region to be inspected are provided. ing. In this embodiment, when inspecting the formation state of the inspection object 7, for example, when inspecting a step or a crack formed on the surface of the semiconductor chip, a pad or wiring formed on the surface of the printed circuit board is used. When inspecting the formation state of patterns, resists, silks, inspecting defective states formed on the surface of liquid crystal substrates, inspecting the printing state of print objects, when inspecting the flatness of flat objects, etc. It can be applied when inspecting the appearance of various articles.

この外観検査装置1を構成する照明装置2は、検査対象物7に斜めから光を照射する発光部2aと、この発光部2aを回転させる回転機構3とを備えてなる。   The illumination device 2 constituting the appearance inspection apparatus 1 includes a light emitting unit 2a that irradiates light on the inspection object 7 from an oblique direction, and a rotating mechanism 3 that rotates the light emitting unit 2a.

この発光部2aは、細長い平面状の基板20の表面に複数のLED21を取り付けてなるもので、中空円板23の中心部分に設けられた中空部24の下方に光を照射させるように裏面側に取り付けられる。これらのLED21は、照射拡散角が5度前後に設定されるもので、その光軸の方向を一方向に揃えることによって検査対象物7にほぼ平行な光を照射させるようにしている。このようなLED21から平行光を照射させるためには、LED21の前方にフレネルレンズなどを取り付けることにより、より平行光に近い光を照射できるようにしてもよい。この発光部2aは、ベース部材22を介して中空円板23の裏面側にネジで取り付けられ、各LED21が中空円板23の中空部24の下方30度〜60度を向くように設定される。この発光部2aは、LED21の取り付け角度を固定した状態であってもよく、もしくは、その角度を任意に変更できるようにしてもよい。この取り付け角度を変更する方法としては、例えば、LED21を取り付けた基板20の一端側をヒンジによってベース部材22に取り付けるとともに、他端側に長孔を有する固定金具を取り付けてネジで固定する方法などを採用することができる。   The light emitting portion 2a is formed by attaching a plurality of LEDs 21 to the surface of an elongated flat substrate 20, and the back surface side so as to irradiate light below the hollow portion 24 provided in the central portion of the hollow disc 23. Attached to. These LEDs 21 are set to have an irradiation diffusion angle of about 5 degrees, and the inspection object 7 is irradiated with substantially parallel light by aligning the direction of the optical axis thereof in one direction. In order to irradiate such parallel light from the LED 21, a light closer to parallel light may be irradiated by attaching a Fresnel lens or the like in front of the LED 21. The light emitting unit 2a is attached to the back side of the hollow disk 23 with a screw through the base member 22, and each LED 21 is set to face 30 to 60 degrees below the hollow part 24 of the hollow disk 23. . The light emitting unit 2a may be in a state where the mounting angle of the LED 21 is fixed, or the angle may be arbitrarily changed. As a method of changing this attachment angle, for example, one end side of the substrate 20 to which the LED 21 is attached is attached to the base member 22 by a hinge, and a fixing fitting having a long hole is attached to the other end side and fixed with screws. Can be adopted.

一方、この発光部2aを回転させる回転機構3は、発光部2aを取り付けた中空円板23と、この中空円板23を回転させる回転駆動機構31とを備えてなる。この中空円板23は、検査対象物7の表面と平行状態を保った状態で回転できるようにしたもので、その中心側の中空部24に検査対象物7を移動させて、その表面からの反射光を受光装置6で受光させるようにしている。   On the other hand, the rotating mechanism 3 for rotating the light emitting unit 2a includes a hollow disk 23 to which the light emitting unit 2a is attached, and a rotation driving mechanism 31 for rotating the hollow disk 23. The hollow disk 23 is configured to be able to rotate while maintaining a state parallel to the surface of the inspection object 7. The inspection object 7 is moved to the hollow portion 24 on the center side of the hollow disk 23 from the surface. The reflected light is received by the light receiving device 6.

回転駆動機構31は、その中空円板23を回転駆動させるもので、中空円板23の外周部分に接触するモーターなどによって構成される。そして、この回転駆動機構31を駆動することによって中空円板23の外周から外力を加えて中空円板23を回転させる。なお、この実施の形態では、中空円板23の外周に接触するモーターによって中空円板23を回転させるようにしているが、その他、図5に示すようなプーリーやギアなどを用いて中空円板23を回転させるようにしてもよい。そして、この回転駆動機構31によって中空円板23を360度回転させ、これにより、任意の方向から検査対象物7に平行光を照射させる。   The rotation drive mechanism 31 rotates the hollow disk 23 and is constituted by a motor that contacts the outer peripheral portion of the hollow disk 23. Then, by driving the rotation drive mechanism 31, an external force is applied from the outer periphery of the hollow disk 23 to rotate the hollow disk 23. In this embodiment, the hollow disk 23 is rotated by a motor that contacts the outer periphery of the hollow disk 23. In addition, a hollow disk is used by using a pulley or a gear as shown in FIG. 23 may be rotated. Then, the hollow disk 23 is rotated 360 degrees by the rotation drive mechanism 31, thereby irradiating the inspection object 7 with parallel light from an arbitrary direction.

また、図1において、4は起電部であり、発光部2aのLED21に電力を供給する。この起電部4は、中空円板23の外周に沿って設けられた第一のコイル41と、その中空円板23の外周部分の表面および裏面を挟み込むように設けられた第二のコイル42とを設けてなるもので、第二のコイル42に高周波の磁界を発生させることにより第一のコイル41に誘導起電力を発生させる。そして、この誘導起電力を図示しない整流回路などによって整流させることによってLED21に安定した電力を供給する。これにより、LED21に直接電力供給ケーブルを接続する必要がなくなり、中空円板23を360度回転させた場合であっても、その電力供給ケーブルが捻れるなどといった不具合をなくすようにしている。なお、この電磁誘導によって電力を供給する場合、中空円板23をすべて金属製の部材で構成すると第一のコイル41側に電力を発生させることができなくなる。このため、外周側の第一のコイル41の存在する部分を樹脂などの非金属材料で構成するとともに、その第一のコイル41の内側については透磁率の高い金属製材料などで構成する。そして、この金属部分を第二のコイル42で挟み込むことにより、第一のコイル41の中心部分に強い磁界を発生させて高い誘導起電力を発生させる。   Moreover, in FIG. 1, 4 is an electromotive part and supplies electric power to LED21 of the light emission part 2a. The electromotive unit 4 includes a first coil 41 provided along the outer periphery of the hollow disc 23 and a second coil 42 provided so as to sandwich the front and back surfaces of the outer peripheral portion of the hollow disc 23. And an induced electromotive force is generated in the first coil 41 by generating a high-frequency magnetic field in the second coil 42. Then, the induced electromotive force is rectified by a rectifier circuit (not shown) or the like to supply stable power to the LED 21. As a result, it is not necessary to connect the power supply cable directly to the LED 21, and even when the hollow disk 23 is rotated 360 degrees, problems such as twisting of the power supply cable are eliminated. In addition, when supplying electric power by this electromagnetic induction, it becomes impossible to generate electric power on the first coil 41 side if the hollow disk 23 is entirely made of a metal member. For this reason, while the part in which the 1st coil 41 of the outer peripheral side exists is comprised with nonmetallic materials, such as resin, the inside of the 1st coil 41 is comprised with metal materials etc. with high magnetic permeability. And by pinching | interposing this metal part with the 2nd coil 42, a strong magnetic field is generated in the center part of the 1st coil 41, and a high induced electromotive force is generated.

5は、中空円板23の回転角度を検出するセンサであり、中空円板23の外周に沿って所定の角度毎に取り付けられる。なお、図1においては、説明の関係上、一カ所にのみセンサ5を取り付けた状態を示しているが実際には複数箇所設けられる。このセンサ5は発光素子51と受光素子52とを備えてなるもので、中空円板23の外周に設けられた突起部25を発光素子51と受光素子52の間に通過させることによって、その通過タイミングを検知し、LED21に電力を供給する。このセンサ5は、例えば、中空円板23の外周に沿って30度〜60度毎に設けられ、その角度毎に光を照射して画像を取得する。なお、この角度やセンサ5の数や取り付け角度などについては、適宜、検査対象物7の特性などに応じて変更することができる。   Reference numeral 5 denotes a sensor that detects the rotation angle of the hollow disk 23 and is attached along the outer periphery of the hollow disk 23 at predetermined angles. 1 shows a state where the sensor 5 is attached to only one place for the sake of explanation, a plurality of places are actually provided. The sensor 5 includes a light emitting element 51 and a light receiving element 52, and the protrusion 25 provided on the outer periphery of the hollow disk 23 is passed between the light emitting element 51 and the light receiving element 52, thereby passing the sensor 5. The timing is detected and power is supplied to the LED 21. The sensor 5 is provided, for example, every 30 degrees to 60 degrees along the outer periphery of the hollow disk 23 and irradiates light at each angle to acquire an image. In addition, about this angle, the number of sensors 5, an attachment angle, etc., it can change suitably according to the characteristic of the test object 7, etc.

6は、受光装置であり、検査対象物7からの反射光を受光するCCDカメラなどによって構成される。この受光装置6は、中空円板23の中空部24の上方に設けられるが、中空円板23の上方に取り付けることが困難な場合は、中空円板23の中空部24の上方に反射鏡などを取り付け、そこからの反射光を受光するように構成してもよい。   Reference numeral 6 denotes a light receiving device, which includes a CCD camera or the like that receives reflected light from the inspection object 7. The light receiving device 6 is provided above the hollow portion 24 of the hollow disc 23. If it is difficult to attach the light receiving device 6 above the hollow disc 23, a reflecting mirror or the like is provided above the hollow portion 24 of the hollow disc 23. And may be configured to receive reflected light therefrom.

次に、このように構成された外観検査装置1で検査対象物7の表面の形成状態を検査する場合について説明する。   Next, a case where the appearance state of the surface of the inspection object 7 is inspected by the appearance inspection apparatus 1 configured as described above will be described.

例えば、図2に示すような段差を有する検査対象物7を検査する場合、図示しないステージ上に検査対象物7を載置し、この検査対象物7を中空円板23の中空部24まで移動させる。そして、中空円板23の中空部24の中心位置でステージを停止させて、中空円板23を回転させると同時に、中空円板23の外周部分を挟み込むように設けられた第二のコイル42に高周波の磁界を発生させ、第一のコイル41に誘導起電力を発生させる。そして、この電力をLED21側に供給できる状態としておく。   For example, when an inspection object 7 having a step as shown in FIG. 2 is inspected, the inspection object 7 is placed on a stage (not shown), and the inspection object 7 is moved to the hollow portion 24 of the hollow disc 23. Let Then, the stage is stopped at the center position of the hollow portion 24 of the hollow disc 23 to rotate the hollow disc 23, and at the same time, the second coil 42 provided so as to sandwich the outer peripheral portion of the hollow disc 23. A high frequency magnetic field is generated, and an induced electromotive force is generated in the first coil 41. And it is set as the state which can supply this electric power to LED21 side.

回転機構3によって中空円板23が回転すると、中空円板23の突起部25がセンサ5の発光素子51と受光素子52の間を通過し、この受光素子52によって遮光状態が検知されることによってLED21に電力が供給される。そして、この電力供給に伴って発光部から平行光が照射され、その反射光が受光装置6によって受光される。また、さらに、この中空円板23が回転し続けると、次のセンサ5の位置に突起部25が通過し、遮光状態が検出されることによって、そのタイミングで今度は違った角度から光を照射する。このようにして種々の方向から検査対象物7に光を照射し、複数の角度からの反射光を受光装置6で受光する。   When the hollow disk 23 is rotated by the rotation mechanism 3, the projection 25 of the hollow disk 23 passes between the light emitting element 51 and the light receiving element 52 of the sensor 5, and the light blocking state is detected by the light receiving element 52. Electric power is supplied to the LED 21. With the power supply, parallel light is emitted from the light emitting unit, and the reflected light is received by the light receiving device 6. Further, when the hollow disk 23 continues to rotate, the projection 25 passes through the position of the next sensor 5 and the light shielding state is detected, so that light is emitted from a different angle at that time. To do. In this manner, the inspection object 7 is irradiated with light from various directions, and reflected light from a plurality of angles is received by the light receiving device 6.

このように発光部から平行光が照射されると、仮に、第一のセンサ5の位置で、黒い陰8や強い反射光9が受光されない場合であっても、第二のセンサ5の位置では、図2(a)や図2(b)に示すような段差の低い側に生じた黒い陰8や、段差の高い側のエッジからの強い反射光9を得ることができる。   When parallel light is irradiated from the light emitting unit in this way, even if the black shade 8 or strong reflected light 9 is not received at the position of the first sensor 5, at the position of the second sensor 5. As shown in FIGS. 2A and 2B, it is possible to obtain the black shade 8 generated on the low step side and the strong reflected light 9 from the edge on the high step side.

受光装置6がこれらの反射光を取得すると、これらの画像を画像メモリに一旦格納し、あらかじめ記憶部に格納しておいた正規の基準データーと比較することによって段差やクラックの有無を検出する。この検出においては、例えば、画像を矩形状の被検査領域毎に仕切り、この被検査領域毎に輝度と画素数からなるヒストグラムを生成する。そして、所定の輝度幅内に存在する画素数が閾値内にあるか否かを判別することなどによって行う。これにより、例えば、明るい側の輝度領域の所定輝度幅内に閾値を超える画素が存在する場合は、強い反射光9が存在するとみなすことができ、一方、低輝度領域の所定輝度幅内に閾値を超える画素が存在する場合は、黒い陰8が存在するとみなすことができる。このようにして取得した画像から検査対象物7の良否を判別し、その検査結果を出力する。   When the light receiving device 6 acquires these reflected lights, these images are temporarily stored in an image memory, and the presence or absence of a step or crack is detected by comparing with normal reference data stored in advance in a storage unit. In this detection, for example, an image is divided into rectangular areas to be inspected, and a histogram including luminance and the number of pixels is generated for each area to be inspected. Then, it is performed by determining whether or not the number of pixels existing within a predetermined luminance width is within a threshold value. Thereby, for example, when there is a pixel that exceeds the threshold within the predetermined luminance width of the luminance region on the bright side, it can be considered that strong reflected light 9 exists, while the threshold within the predetermined luminance width of the low luminance region. If there are more pixels, it can be considered that the black shade 8 exists. The quality of the inspection object 7 is determined from the image thus obtained, and the inspection result is output.

このように上記実施の形態によれば、平面状にLED21を取り付けた発光部2aと、被検査領域の法線方向を中心として発光部2aを回転させる回転機構3を備えるようにしたので、方向性を有する不良箇所が存在する場合であっても、最適な位置からその不良箇所の黒い陰8や強い反射光9を取得することができ、円弧状あるいは周回状に配列させたときのように陰8を薄くしてしまうようなことがなくなる。また、平面状に構成された光を検査対象物7に照射させるので、検査対象物7上で輝度むらをなくすことができ、広範囲に精度よい検査を行うことができるようになる。   Thus, according to the above embodiment, the light emitting unit 2a having the LED 21 mounted in a plane and the rotating mechanism 3 that rotates the light emitting unit 2a around the normal direction of the region to be inspected are provided. Even when there is a defective portion having the property, the black shadow 8 or the strong reflected light 9 of the defective portion can be acquired from the optimum position, as in the case of arranging in an arc shape or a circular shape. The shadow 8 is not made thinner. In addition, since the inspection object 7 is irradiated with light configured in a planar shape, unevenness in luminance can be eliminated on the inspection object 7, and a high-precision inspection can be performed over a wide range.

また、発光部2aを中空円板23上に取り付け、その中空円板23に外部から誘導起電力によって電力を供給するようにしたので、発光部2aに電力供給ケーブルを接続する必要がなくなり、回転による電力供給ケーブルの捻れなどをなくすことができるようになる。   Further, since the light emitting unit 2a is mounted on the hollow disk 23 and power is supplied to the hollow disk 23 from the outside by an induced electromotive force, it is not necessary to connect a power supply cable to the light emitting unit 2a. It becomes possible to eliminate the twist of the power supply cable due to the above.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in a various aspect.

例えば、図1においては、中空円板23に一つの発光部2aを設けるようにしているが、図5に示すように発光部2aを複数設けるようにしてもよい。このように中空円板23に複数の発光部2aを取り付けるようにすれば、中空円板23を360度回転させなくても全方向からの反射光を受光することができるようになり、直接LED21に電力供給ケーブルを接続した場合であっても、電力供給ケーブルの捻れを生じさせるようなことがなくなる。   For example, in FIG. 1, one light emitting unit 2 a is provided in the hollow disc 23, but a plurality of light emitting units 2 a may be provided as shown in FIG. 5. If a plurality of light emitting portions 2a are attached to the hollow disk 23 in this way, reflected light from all directions can be received without rotating the hollow disk 23 by 360 degrees, and the LED 21 directly. Even when the power supply cable is connected to the power supply cable, the power supply cable is not twisted.

また、このように発光部2aを複数設けるようにした場合において、各発光部2a毎の被検査領域平面に対する俯角を各々異なるものとしてもよい。例えば、LED21と水平方向のなす角度を各発光部2a毎に30度、45度、60度などと設定すれば、回転軸の周囲の向きだけでなく被検査領域平面に対する俯角を複数の値から選べることによって、より多様な照射条件下での画像を取得することができるようになる。   In addition, in the case where a plurality of light emitting units 2a are provided in this way, the depression angles with respect to the inspected region plane for each light emitting unit 2a may be different. For example, if the angle between the LED 21 and the horizontal direction is set to 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, etc. for each light emitting unit 2a, not only the direction around the rotation axis but also the depression angle with respect to the plane of the inspected area from a plurality of values By selecting, it becomes possible to acquire images under more various irradiation conditions.

さらに、上記実施の形態では、中空円板23に発光部2aを取り付けるようにしているが、必ずしも中空円板23に発光部2aを取り付ける必要はなく、発光部2aを保持しながら回転させる機構が備えられていれば、どのような部材に取り付けられていてもよい。   Furthermore, in the said embodiment, although the light emission part 2a is attached to the hollow disc 23, it is not necessary to attach the light emission part 2a to the hollow disc 23, and the mechanism rotated while holding the light emission part 2a. As long as it is provided, it may be attached to any member.

加えて、上記実施の形態では、発光部2a側を回転させるようにしているが、これとは逆に検査対象物7側を回転させるようにしてもよい。なお、発光部2a側を回転させるようにした場合は、受光装置6で取得した画像と基準データーの画像との位置合わせを行う必要がなくなる一方、検査対象物7側を回転させた場合は、発光部2a側を回転させるときのような電力供給ケーブルの捻れなどの問題を生ずるようなことがなくなるというメリットがある。   In addition, in the above-described embodiment, the light emitting unit 2a side is rotated. On the contrary, the inspection object 7 side may be rotated. When the light emitting unit 2a side is rotated, it is not necessary to align the image acquired by the light receiving device 6 and the image of the reference data. On the other hand, when the inspection object 7 side is rotated, There is a merit that problems such as twisting of the power supply cable as in rotating the light emitting section 2a are eliminated.

本発明の一実施の形態における外観検査装置の外観斜視図1 is an external perspective view of an external appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. 検査対象物に段差を生じている場合における光の照射状態を示す図The figure which shows the irradiation state of the light in case the level | step difference has arisen in the test target object 検査対象物にクラックを生じている場合における光の照射状態を示す図The figure which shows the irradiation state of the light in case the crack has arisen in the test object 同形態における外観検査装置の動作状態を示す図The figure which shows the operation state of the external appearance inspection apparatus in the form 他の実施の形態における外観検査装置を示す概略図Schematic which shows the external appearance inspection apparatus in other embodiment. 従来例におけるバー材にLEDを配列した外観検査装置を示す図The figure which shows the external appearance inspection apparatus which arranged LED in the bar material in a prior art example 従来例における半球状の部材内側にLEDを配列した外観検査装置を示す図The figure which shows the external appearance inspection apparatus which arranged LED inside the hemispherical member in a prior art example 従来例における中空円板上にLEDを配列した外観検査装置を示す図The figure which shows the external appearance inspection apparatus which arranged LED on the hollow disc in a prior art example

符号の説明Explanation of symbols

1・・・外観検査装置
2・・・照明装置
2a・・・発光部
20・・・基板
21・・・LED
22・・・ベース部材
23・・・中空円板
24・・・中空部
25・・・突起部
3・・・回転機構
31・・・回転駆動機構
4・・・起電部
41・・・第一のコイル
42・・・第二のコイル
5・・・センサ
51・・・発光素子
52・・・受光素子
6・・・受光装置
7・・・検査対象物
8・・・陰
9・・・強い反射光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Appearance inspection apparatus 2 ... Illumination device 2a ... Light emission part 20 ... Board | substrate 21 ... LED
22 ... Base member 23 ... Hollow disc 24 ... Hollow part 25 ... Projection part 3 ... Rotating mechanism 31 ... Rotation drive mechanism 4 ... Electromotive part 41 ... No. One coil 42 ... second coil 5 ... sensor 51 ... light emitting element 52 ... light receiving element 6 ... light receiving device 7 ... inspection object 8 ... shade 9 ... Strong reflected light

Claims (3)

少なくとも一面が平面状である検査対象物に当該平面に対して斜めから光を照射する照明装置と、検査対象物の当該平面からの反射光を受光する受光装置とを備え、前記照明装置から照射された光のうち検査対象物の前記平面で反射された反射光を受光することによって検査対象物の外観を検査する外観検査装置において、前記照明装置に、
平面状に発光部材を取り付けた発光部と、検査対象物の前記平面の全部または一部として定義される被検査領域の内側の任意の一点から垂直に伸びる直線を軸として前記発光部もしくは当該検査対象物を回転させる回転機構とを備えたことを特徴とする外観検査装置。
An illumination device that irradiates light onto the inspection object having an at least one flat surface obliquely with respect to the plane, and a light receiving device that receives reflected light from the plane of the inspection object, and is irradiated from the illumination device. In the appearance inspection apparatus that inspects the appearance of the inspection object by receiving the reflected light reflected by the plane of the inspection object among the emitted light, in the illumination device,
A light emitting part having a light emitting member attached in a planar shape, and the light emitting part or the inspection concerned with a straight line extending perpendicularly from an arbitrary point inside the inspection area defined as all or part of the plane of the inspection object An appearance inspection apparatus comprising a rotation mechanism for rotating an object.
前記発光部が、中空円板上に取り付けられるものであり、当該中空円板に外部から誘導起電力によって電力供給を行う起電部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。   The appearance inspection according to claim 1, wherein the light emitting unit is mounted on a hollow disk, and an electromotive unit that supplies electric power from the outside by an induced electromotive force is provided on the hollow disk. apparatus. 前記発光部を、前記軸を中心に複数設けたことを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。   The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the light emitting units are provided around the axis.
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