JP2009250680A - Apparatus for sorting crystal - Google Patents

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享佑 渋谷
Keiko Shimazawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for sorting crystal capable of automatically discriminating a desired crystal and enhanced in the recovery of the good crystal. <P>SOLUTION: The apparatus for sorting crystal is equipped with: three cameras 1, 2 and 3; three illuminators 1r, 2r and 3r; an operational processor having a determining part for determining the quality of the crystal using the photographed images due to the cameras; a supply stage 6 on which the crystal D1 is placed; a pasting stage 7 on which the crystal D2 determined to be a good article by the determining part is pasted; and a suction collet 5 (holding means) for holding one crystal D1 to feed it to the stage 7 from the stage 6. In a quality determining preparatory process, the crystal D1 illuminated by the illuminator 1r or the illuminator 2r is photographed by the camera 1 and the obtained image is used to detect the placing direction of the crystal D1 or the area of the specific surface of the crystal D1. By using a low permeable light source, of which the permeability to the crystal D1 is below 70%, as the illuminators 1r and 2r, a good image can be acquired and the recovery of the good crystal is enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、結晶体を自動的に選別する選別装置に関するものである。   The present invention relates to a sorting apparatus that automatically sorts crystals.

従来、結晶体の製造方法として、成長面を有する種結晶を結晶成長させる方法が知られている。種結晶となる単結晶の粒の成長面は、例えば、特許文献1に記載される自動選別装置を利用すると容易に判別できる。   Conventionally, a method for crystal growth of a seed crystal having a growth surface is known as a method for producing a crystal. The growth surface of a single crystal grain serving as a seed crystal can be easily discriminated using, for example, an automatic sorting device described in Patent Document 1.

上記自動選別装置は、複数の照明と、複数のカメラと、画像処理装置と、結晶粒を供給ステージから貼付ステージに移動する吸着コレットとを具える。この装置は、供給ステージ上にばら撒かれた結晶粒の撮像画像を画像処理し、この処理像を用いて成長面の欠陥の有無を判定し、良品を貼付ステージに移送し、不良品を回収箱に回収する。貼付ステージに載置された良品が種結晶に利用される。   The automatic sorting apparatus includes a plurality of lights, a plurality of cameras, an image processing apparatus, and an adsorption collet that moves crystal grains from a supply stage to a pasting stage. This device performs image processing on captured images of crystal grains scattered on the supply stage, uses this processed image to determine the presence or absence of defects on the growth surface, transfers non-defective products to the application stage, and collects defective products. Collect in a box. Non-defective products placed on the pasting stage are used as seed crystals.

特許第3646297号公報Japanese Patent No. 3646297

昨今、種結晶に使用可能である良好な結晶粒(良品)の回収率を高めて、生産効率を向上することが望まれている。しかし、従来は、良品の回収率を高めるための構成が十分に検討されていない。   Recently, it is desired to improve the production efficiency by increasing the recovery rate of good crystal grains (non-defective products) that can be used for seed crystals. However, conventionally, a configuration for increasing the collection rate of non-defective products has not been sufficiently studied.

そこで、本発明の目的は、良好な結晶体の回収率を高められる結晶体の選別装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a crystal sorting device that can improve the recovery rate of a good crystal.

本発明者らが調べたところ、従来の装置では、良好な画像が取得できないことがあった。良好な画像、即ち、輝度差(明暗差(コントラスト比)が大きな画像)を取得するには、光量が大きい照明を用いることが好ましい。光量が大きな照明として、例えば、ハロゲンランプが挙げられる。しかし、ハロゲンランプを用いた撮影画像を調べたところ、結晶粒の全体外形(輪郭像)や所望の面の輪郭を適切に抽出できないことがあった。この原因の一つとして、ハロゲンランプの波長領域(一例として500〜900nm程度、ピーク波長680nm程度)において、結晶体(例えば、Ib型ダイヤモンド)に対する透過率が70％と高いことで、輝度差が大きな画像が得られ難くなることがある、と考えられる。そこで、結晶体に対する透過率が低い光源を利用したところ、輝度差が大きな画像が取得し易くなり、結果として良品の回収率を向上できた。本発明は、これらの知見に基づくものであり、良好な画像を取得し易くするために特定の照明を具える。   As a result of investigations by the present inventors, it has been impossible to obtain a good image with a conventional apparatus. In order to obtain a good image, that is, a luminance difference (an image having a large difference in brightness (contrast ratio)), it is preferable to use illumination with a large amount of light. An example of illumination with a large amount of light is a halogen lamp. However, when a photographed image using a halogen lamp was examined, there were cases where the entire outer shape (contour image) of crystal grains and the contour of a desired surface could not be appropriately extracted. One reason for this is that in the wavelength range of halogen lamps (for example, about 500 to 900 nm, peak wavelength of about 680 nm), the transmittance with respect to the crystal (for example, Ib type diamond) is as high as 70%, so that the luminance difference is high. It may be difficult to obtain a large image. Therefore, when a light source having a low transmittance with respect to the crystal was used, an image having a large luminance difference was easily obtained, and as a result, the collection rate of non-defective products could be improved. The present invention is based on these findings, and includes specific illumination to facilitate acquisition of a good image.

具体的には、本発明結晶体の選別装置は、照明で照らした結晶体をカメラで撮影し、得られた画像を用いて判定部が結晶体の品質の良否を判定するものであり、上記照明として、結晶体に対する透過率が70％未満である低透過性光源を具えることを特徴とする。   Specifically, the crystal device of the present invention is a device for photographing a crystal body illuminated by illumination with a camera, and using the obtained image, the determination unit determines the quality of the crystal body, Illumination includes a low-transmittance light source having a transmittance of less than 70% with respect to the crystal.

低透過性光源の透過率は、選別対象である結晶体の物性に応じて選択することができる。透過率が低いほど、輝度差が大きい画像を取得し易い傾向にあるため、透過率は低いほど好ましく、60％以下、特に30％以下が好ましい。更に、透過率が10％であると、輝度差が大きな画像が得られることから、透過率は10％以下がより好ましい。   The transmittance of the low-transmitting light source can be selected according to the physical properties of the crystal to be selected. The lower the transmittance, the easier it is to obtain an image with a large luminance difference. Therefore, the lower the transmittance, the better, and it is preferably 60% or less, particularly 30% or less. Furthermore, if the transmittance is 10%, an image with a large luminance difference can be obtained. Therefore, the transmittance is more preferably 10% or less.

上記低透過性光源は、所望の透過率が得られるような波長領域のものを種々利用できる。例えば、赤外線領域、可視光線領域(下限波長:360〜400nm程度、上限波長:760〜830nm程度)、及び紫外線領域のいずれかを利用できる。可視光線領域の波長の光源を用いると、作業者が視覚的に確認することができる。特に、可視光領域において500nm未満といった短波長域では結晶体の透過率が低く好ましい。   As the low-transmission light source, various light sources having a wavelength region that can obtain a desired transmittance can be used. For example, any of an infrared region, a visible light region (lower limit wavelength: about 360 to 400 nm, upper limit wavelength: about 760 to 830 nm), and an ultraviolet region can be used. When a light source having a wavelength in the visible light region is used, the operator can visually confirm it. In particular, in the short wavelength region of less than 500 nm in the visible light region, the transmittance of the crystal is low, which is preferable.

本発明選別装置の選別対象である結晶体は、任意に選択することができる。例えば、ダイヤモンド、cBN、ルチル、サファイア、MgO、ZnSeなどが挙げられる。   The crystal body to be selected by the sorting apparatus of the present invention can be arbitrarily selected. For example, diamond, cBN, rutile, sapphire, MgO, ZnSe and the like can be mentioned.

本発明装置は、低透過性光源を用いて撮影した画像を二値化する二値化処理部と、この二値化処理部により二値化された二値化像をハフ変換して直線成分を抽出する直線抽出部と、この直線抽出部により抽出された複数の直線成分がなす角を演算する角度演算部と、この角度演算部により演算された角度が所定の大きさか否かを判定する角度判定部とを具える構成が好ましい。特に、上記演算された角度が所定の大きさでないと判定されたとき、上記二値化処理部は、二値化の閾値を変化させて二値化像を取得し、上記直線抽出部は、新たに取得した二値化像から直線成分の抽出を行い、上記角度判定部は、新たに抽出された直線成分がなす角が所定の大きさか否かを判定する構成とすることが好ましい。   The apparatus of the present invention includes a binarization processing unit that binarizes an image captured using a low-transmission light source, and a linear component obtained by performing a Hough transform on the binarized image binarized by the binarization processing unit. A straight line extraction unit that extracts the angle, an angle calculation unit that calculates an angle formed by a plurality of straight line components extracted by the straight line extraction unit, and whether or not the angle calculated by the angle calculation unit is a predetermined size A configuration including an angle determination unit is preferable. In particular, when it is determined that the calculated angle is not a predetermined size, the binarization processing unit acquires a binarized image by changing a binarization threshold, and the straight line extraction unit It is preferable that a linear component is extracted from a newly acquired binarized image, and the angle determination unit determines whether or not an angle formed by the newly extracted linear component is a predetermined size.

結晶体の品質の良否判定にあたり、撮影画像をそのまま用いるよりも、二値化した二値化像を利用すると、結晶体の形状や大きさを精度よく検出できる。このとき、二値化の閾値を固定値とし、二値化から角度判定までの処理を1回としてもよいが、1回目の角度判定で所定の角度で無いと判定された結晶体に対し、閾値を初期値から変動させて、二値化から角度判定までの処理を複数回繰り返す構成とすると、1回の撮影で得られた画像に対して、所定の角度を満たすと判定される結晶体数を増加することができる。従って、この構成によれば、結晶体の形状や大きさを高精度に検出できる上に、結果として良好な結晶体の回収率を高められる。   In determining the quality of the crystal body, the shape and size of the crystal body can be accurately detected by using the binarized binarized image rather than using the photographed image as it is. At this time, the threshold value for binarization is a fixed value, and the process from binarization to angle determination may be performed once, but for a crystal that is determined to be not a predetermined angle in the first angle determination, When the threshold value is changed from the initial value and the process from binarization to angle determination is repeated a plurality of times, a crystal body that is determined to satisfy a predetermined angle with respect to an image obtained by one shooting The number can be increased. Therefore, according to this configuration, the shape and size of the crystal can be detected with high accuracy, and as a result, a good crystal recovery rate can be increased.

本発明装置は、検査台に載置された複数の結晶体から、一つの結晶体を取り出して保持する保持手段と、この保持手段に保持された結晶体の良否を判定部が判定したとき、不良と判定された不良品を回収する回収箱(第一の回収箱)と、保持手段に保持された不良品を回収箱内に収集するために吸引する吸引手段(第一の吸引手段)とを具える構成とすることが好ましい。   The apparatus of the present invention has a holding unit that takes out and holds one crystal body from a plurality of crystal bodies placed on an inspection table, and when the determination unit determines whether the crystal body held in the holding unit is good or bad, A recovery box (first recovery box) for recovering defective products determined as defective, and a suction means (first suction means) for sucking in order to collect defective products held in the holding means in the recovery box; It is preferable to make it the structure which comprises.

この構成によれば、保持手段で保持された一つの結晶体の良否判定を確実に行える。また、この構成は、吸引手段で強制的に不良品を吸引して、不良品を保持手段から回収箱に収めるため、例えば、保持手段が不良品を離して不良品の自重により回収箱に収める構成と比較して、不良品を回収箱に確実に回収できる。   According to this configuration, it is possible to reliably determine the quality of one crystal held by the holding unit. Further, in this configuration, since the defective product is forcibly sucked by the suction unit and the defective product is stored in the collection box from the holding unit, for example, the holding unit separates the defective product and stores the defective product in the collection box by its own weight. Compared with the configuration, defective products can be reliably collected in the collection box.

本発明装置は、検査台に載置された複数の結晶体において、各結晶体が所定の載置方向を向いているか否かを判定する載置方向判定部と、この載置方向判定部により、所定の載置方向を向いていないと判定された結晶体を回収する回収箱(第二の回収箱)と、当該結晶体を上記検査台から第二の回収箱に収集するために吸引する吸引手段(第二の吸引手段)を具える構成とすることが好ましい。   The apparatus of the present invention includes a placement direction determination unit that determines whether or not each crystal body faces a predetermined placement direction in a plurality of crystals placed on an inspection table, and the placement direction determination unit. A recovery box (second recovery box) for recovering a crystal body that is determined not to face a predetermined mounting direction, and suctioning the crystal body from the inspection table to the second recovery box It is preferable that the suction means (second suction means) is provided.

結晶体の品質の良否判定の予備工程として、検査台に載置した状態で結晶体が所定の条件を満たすか否かを判定する場合、所定の条件を満たしていないと判定された結晶体を検査台から回収するにあたり、上記吸引手段を用いることで、回収対象となった結晶体を回収箱に確実に収集でき、回収対象となった結晶体が検査台に取り残されることを防止できる。   As a preliminary process for determining the quality of the crystal body, when determining whether or not the crystal body satisfies a predetermined condition in a state of being placed on the inspection table, the crystal body determined not to satisfy the predetermined condition When collecting from the inspection table, by using the suction means, it is possible to reliably collect the crystals to be collected in the collection box and prevent the crystals to be collected from being left on the inspection table.

結晶体を回収する上記回収箱は、メッシュサイズの異なる網部材が回収箱の深さ方向に並べて配置されたものが好ましい。上記網部材は、メッシュサイズが結晶体の外径よりも小さい蓋用網部材と、メッシュサイズが結晶体の外径よりも大きく、かつ結晶体の外径の4倍以下である流動規制用網部材とを具えるものが好ましい。この流動規制用網部材は、上記蓋用網部材よりも回収箱の深さ方向の下方に蓋用網部材から離間して配置されて、回収箱内で結晶体が流動する範囲を規制する構成とすることが好ましい。   The collection box for collecting the crystals is preferably one in which mesh members having different mesh sizes are arranged in the depth direction of the collection box. The mesh member includes a lid mesh member having a mesh size smaller than the outer diameter of the crystal, and a flow regulating mesh having a mesh size larger than the outer diameter of the crystal and not more than four times the outer diameter of the crystal. What comprises a member is preferable. The flow regulating net member is arranged below the lid net member in the depth direction of the recovery box and spaced apart from the lid net member, and restricts the range in which the crystal flows in the recovery box. It is preferable that

上述の吸引手段により吸引して回収箱に結晶体を回収する場合、回収箱への排気により、回収箱内で結晶体が舞い上がったり、回収箱の内周面や結晶体同士が衝突して騒音が生じることが考えられる。これに対し、メッシュサイズが細かい網部材を蓋として利用することで、結晶体が回収箱外に飛散することを防止できる上に、回収箱内にメッシュサイズが大きい網部材を仕切りとして利用することで上記舞い上がりを抑制し、回収箱内における結晶体の流動範囲を規制することができる。かつ、これら蓋や仕切りが網部材からなるため、排気を十分に行える。   When recovering crystals in the recovery box by suction using the suction means described above, the exhaust of the recovery box causes the crystals to rise in the recovery box, or the inner peripheral surface of the recovery box and the crystals collide with each other. May occur. On the other hand, by using a mesh member with a fine mesh size as a lid, it is possible to prevent the crystals from scattering outside the collection box and to use a mesh member with a large mesh size as a partition in the collection box. Thus, the above-mentioned rise can be suppressed, and the flow range of the crystal in the recovery box can be regulated. And since these lid | covers and partitions consist of a net member, exhaust can fully be performed.

本発明結晶体の選別装置によれば、所定の結晶体の選別を自動的に行えると共に、良好な結晶体の回収率が高い。   According to the crystal sorting apparatus of the present invention, a predetermined crystal can be automatically sorted and a good crystal recovery rate is high.

以下、図面を参照して本発明選別装置を詳細に説明する。
(実施形態1)
ここでは、供給ステージ(検査台)に載置した多数の結晶体から、所定の条件を満たす良好な結晶体を選別し、選別された結晶体を貼付ステージに貼り付ける場合について説明する。特に、結晶体をIb型ダイヤモンドとし、所定の大きさの成長面を有する結晶体を種結晶として選別する場合を例とする。図1は、本発明選別装置の概略斜視図、図2〜4は、選別工程の説明図であり、図2は、結晶体の粗位置検出工程、図3は、結晶体の載置方向検出工程、図4は、結晶体の特定の面の面積検出工程を示し、図6は、演算処理装置を中心に示す本発明選別装置の機能ブロック図である。なお、図2〜4に示す破線は、照明からの光を模式的に示す。また、図面において同一符号は同一物を示す。 Hereinafter, the sorting apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
Here, a case will be described in which a good crystal satisfying a predetermined condition is selected from a large number of crystals placed on a supply stage (inspection table), and the selected crystal is pasted on a pasting stage. In particular, an example is given in which the crystal is an Ib type diamond and a crystal having a growth surface of a predetermined size is selected as a seed crystal. FIG. 1 is a schematic perspective view of the sorting apparatus of the present invention, FIGS. 2 to 4 are explanatory diagrams of a sorting process, FIG. 2 is a rough position detection process of a crystal, and FIG. 3 is a detection of a mounting direction of a crystal. FIG. 4 shows an area detection process of a specific surface of the crystal body, and FIG. 6 is a functional block diagram of the sorting apparatus of the present invention mainly showing the arithmetic processing unit. In addition, the broken line shown in FIGS. 2-4 shows the light from illumination typically. Moreover, the same code | symbol shows the same thing in drawing.

まず、装置の概略構成、次に、この装置を用いた結晶体の選別手順を説明し、最後に、本発明選別装置の特徴点を説明する。   First, the schematic configuration of the apparatus, the crystal sorting procedure using this apparatus will be described, and finally, the features of the screening apparatus of the present invention will be described.

[全体構成]
この装置の基本的構成は、特許文献1に示す装置と同様であり、3台のカメラ1,2,3と、3つの照明1r,2r,3rと、カメラによる撮影画像を用いて結晶体の品質の良否を判定する判定部40(以下、品質判定部と呼ぶ、図6)を有する演算処理装置4(図6)とを主な構成とする。更に、この装置は、一つの結晶体D1を保持する吸着コレット5(保持手段)と、結晶体D1が載置される供給ステージ6と、品質判定部40により良品と判定された結晶体D2が貼付される貼付ステージ7とを具える。 [overall structure]
The basic configuration of this device is the same as the device shown in Patent Document 1, using three cameras 1, 2, and 3, and three illuminations 1r, 2r, and 3r, and images taken by the camera. An arithmetic processing device 4 (FIG. 6) having a determination unit 40 (hereinafter referred to as a quality determination unit, FIG. 6) for determining quality is mainly configured. Further, this apparatus includes an adsorption collet 5 (holding means) that holds one crystal D1, a supply stage 6 on which the crystal D1 is placed, and a crystal D2 that is determined to be non-defective by the quality determination unit 40. And a pasting stage 7 to be pasted.

カメラ1(以下、上面カメラと呼ぶ)は、供給ステージ6に載置された複数の結晶体D1のうち、一つの結晶体を上面から撮像できるように、供給ステージ6の上方に配置され、上記結晶体D1の上面画像の取得に用いられる。カメラ2(以下、下面カメラと呼ぶ)は、吸着コレット5に保持された結晶体D1を下面から撮影できるように配置され、上記結晶体D1の下面画像の取得に用いられる。カメラ3(以下、粗位置カメラと呼ぶ)は、供給ステージ6に載置された複数の結晶体D1を上面から撮影できるように、結晶体D1の上方に配置され、各結晶体D1の粗位置を検出するための上面画像の取得に用いられる。   The camera 1 (hereinafter referred to as a top camera) is disposed above the supply stage 6 so that one of the plurality of crystal bodies D1 placed on the supply stage 6 can be imaged from the top surface. It is used for acquiring the upper surface image of the crystal body D1. The camera 2 (hereinafter referred to as the bottom camera) is arranged so that the crystal body D1 held by the suction collet 5 can be photographed from the bottom surface, and is used for acquiring the bottom surface image of the crystal body D1. The camera 3 (hereinafter referred to as a coarse position camera) is arranged above the crystal body D1 so that a plurality of crystal bodies D1 mounted on the supply stage 6 can be photographed from above, and the coarse position of each crystal body D1 It is used for obtaining a top image for detecting.

カメラ1〜3はいずれもCCDカメラなどが好適に利用できる。上面カメラ1は、移動機構1xによってX軸方向に移動可能である。下面カメラ2には、このカメラ2の光軸と同軸の落射照明(図示せず)と、偏光フィルタ(図示せず)とを具え、結晶体からの所定の光成分のみを抽出した画像を取得できる。カメラ2,3も移動機構(図示せず)を具える。   As the cameras 1 to 3, a CCD camera or the like can be preferably used. The top camera 1 can be moved in the X-axis direction by the moving mechanism 1x. The bottom camera 2 includes epi-illumination (not shown) coaxial with the optical axis of the camera 2 and a polarizing filter (not shown), and acquires an image in which only a predetermined light component is extracted from the crystal. it can. The cameras 2 and 3 also have a moving mechanism (not shown).

照明1r(以下、下方側照明と呼ぶ)は、供給ステージ6が配置されるスライダ6sに内蔵され、供給ステージ6に載置された結晶体D1を下方から照らす透過照明であり、上面カメラ1による撮影の際に用いられる。照明2r(以下、上方側照明と呼ぶ)は、上面カメラ1に取り付けられ、上面カメラ1の光軸と同軸の落射照明である。この上方側照明2rは、供給ステージ6に載置された結晶体D1を上方から照らし、上面カメラ1による撮影の際に用いられる。照明3r(以下、位置検出用照明と呼ぶ)も下方側照明1rと同様にスライダ6sに内蔵され、供給ステージ6に載置された結晶体D1を下方から照らす透過照明であり、粗位置カメラ3による撮影の際に用いられる。   Illumination 1r (hereinafter referred to as lower side illumination) is a transmission illumination that is built in a slider 6s on which supply stage 6 is arranged and illuminates crystal body D1 placed on supply stage 6 from below. Used when shooting. The illumination 2r (hereinafter referred to as “upper side illumination”) is epi-illumination attached to the top camera 1 and coaxial with the optical axis of the top camera 1. The upper side illumination 2r illuminates the crystal body D1 placed on the supply stage 6 from above, and is used when photographing with the top camera 1. The illumination 3r (hereinafter referred to as position detection illumination) is also a built-in slider 6s similar to the lower illumination 1r, and is a transmitted illumination that illuminates the crystalline body D1 placed on the supply stage 6 from below, and the coarse position camera 3 Used when shooting with

吸着コレット5は、吸引機構(図示せず)により結晶体D1を吸着して供給ステージ6から貼付ステージ7に搬送する保持具である。この吸着コレット5は、上面カメラ1の移動機構1xによりX軸方向に移動可能であると共に、移動機構5zによりZ軸方向に移動可能である。移動機構1x,5zは、モータ1m,5mでボールねじ1b,5bを回転させ、このボールねじ1b,5bに螺合されたスライダ1s,5sを各ボールねじ1b,5bの軸方向に移動させて、上面カメラ1や吸着コレット5を移動させる。   The suction collet 5 is a holder that sucks the crystal body D1 by a suction mechanism (not shown) and transports it from the supply stage 6 to the pasting stage 7. The suction collet 5 can be moved in the X-axis direction by the moving mechanism 1x of the top camera 1 and can be moved in the Z-axis direction by the moving mechanism 5z. The moving mechanisms 1x and 5z rotate the ball screws 1b and 5b with motors 1m and 5m, and move the sliders 1s and 5s screwed to the ball screws 1b and 5b in the axial direction of the ball screws 1b and 5b. The top camera 1 and the suction collet 5 are moved.

各ステージ6,7は、供給テーブル6t,貼付テーブル7tに具えるスライダ6s,7sに載置される。供給ステージ6は、選別前の結晶体D1が載置され、貼付ステージ7には選別後の結晶体D2(良品)が貼り付けられる。供給ステージ6には、ガイド8gが接続されたフィーダ8が設けられる。フィーダ8は、ガイド8gを介して供給ステージ6上に結晶体D1を供給する。各テーブル6t,7tは、各ステージ6,7の移動機構を具える。この移動機構は、上述のカメラなどの移動機構1x,5zと同様の構成である。即ち、モータ6m,7mがボールねじ6b,7bを回転させることで、このボールねじ6b,7bに螺合されたスライダ6s,7sを各ボールねじ6b,7bの軸方向(Y軸方向)に移動させる。その結果、各ステージ6,7が移動する。   The stages 6 and 7 are placed on sliders 6s and 7s included in the supply table 6t and the sticking table 7t. In the supply stage 6, the crystal body D1 before sorting is placed, and in the pasting stage 7, the crystal body D2 after sorting (non-defective product) is pasted. The supply stage 6 is provided with a feeder 8 to which a guide 8g is connected. The feeder 8 supplies the crystal body D1 onto the supply stage 6 through the guide 8g. Each table 6t, 7t includes a moving mechanism for each stage 6, 7. This moving mechanism has the same configuration as the moving mechanisms 1x and 5z such as the cameras described above. That is, when the motors 6m and 7m rotate the ball screws 6b and 7b, the sliders 6s and 7s screwed to the ball screws 6b and 7b are moved in the axial direction (Y-axis direction) of the ball screws 6b and 7b. Let As a result, the stages 6 and 7 move.

演算処理装置4は、図6に示すように各カメラ1,2,3が取得した画像を処理し、種々の演算や判定を行う画像処理判定部41と、各構成部材の移動機構・カメラ1,2,3・照明1r,2r,3r・吸着コレット5・フィーダ8などの各構成部材の動作を制御する制御部42とを具える。このような演算処理装置は、汎用のパーソナルコンピュータが利用できる。演算処理装置4には、取得した画像や選別結果を表示可能なモニタ(図示せず)を接続させており、モニタの制御も上記制御部42が行う。   As shown in FIG. 6, the arithmetic processing device 4 processes the images acquired by the cameras 1, 2, 3 and performs various calculations and determinations, and the moving mechanism / camera 1 of each constituent member , 2, 3, lighting 1r, 2r, 3r, suction collet 5, feeder 8, and the like. A general-purpose personal computer can be used for such an arithmetic processing device. The arithmetic processing unit 4 is connected to a monitor (not shown) capable of displaying the acquired image and the sorting result, and the control unit 42 also controls the monitor.

画像処理判定部41は、粗位置カメラ3から取得した画像を処理して各結晶体の粗位置を検出する粗位置検出部410と、上面カメラ1から取得した画像を処理して各結晶体の載置方向を検出する載置方向判定部411と、上面カメラ1から取得した画像を処理して各結晶体の特定の面の面積を検出する面積検出部412と、品質判定部40を有する品質検出部413と、種々のデータを記憶する記憶部(図示せず)とを具える。各検出部410,412,413や判定部411の詳細は、選別手順と共に後述する。   The image processing determination unit 41 processes the image obtained from the coarse position camera 3 to detect the coarse position of each crystal body, and processes the image obtained from the top camera 1 to process each crystal body. Quality including a placement direction determination unit 411 that detects the placement direction, an area detection unit 412 that processes an image acquired from the top camera 1 to detect the area of a specific surface of each crystal body, and a quality determination unit 40 A detection unit 413 and a storage unit (not shown) for storing various data are provided. Details of each of the detection units 410, 412, 413 and the determination unit 411 will be described later together with a selection procedure.

[選別手順]
上記構成を具える選別装置は、以下の手順により、複数の結晶体D1から特定の結晶体D2を自動的に選別する。各種の処理には、図6を参照する。 [Selection procedure]
The sorting apparatus having the above configuration automatically sorts a specific crystal D2 from the plurality of crystals D1 by the following procedure. Refer to FIG. 6 for various processes.

(1)結晶体D1の粗位置検出(図2参照)
フィーダ8(図1)からガイド8gを介して供給ステージ6上に結晶体D1(種結晶)をばら撒き、供給ステージ6の下方から位置検出用照明3rで照らした状態で、粗位置カメラ3で複数の結晶体D1を撮影する。取得した撮影画像を、演算処理装置4に具える画像処理判定部41の粗位置検出部410に取り込んで二値化処理部410aで二値化する。重心演算部410bは、得られた二値化像を基に各結晶体の重心を演算する。得られた重心の位置データに基づいて、制御部42は、モータ1mやモータ6mを駆動させて上面カメラ1や供給ステージ6を移動させ、上面カメラ1が一つの結晶体D1を撮影できるように、上面カメラ1の位置を制御する。 (1) Coarse position detection of crystal D1 (see Fig. 2)
With the coarse position camera 3 in a state where the crystal D1 (seed crystal) is scattered on the supply stage 6 from the feeder 8 (FIG. 1) through the guide 8g and illuminated with the position detection illumination 3r from below the supply stage 6. Photograph a plurality of crystal bodies D1. The acquired photographed image is taken into the rough position detection unit 410 of the image processing determination unit 41 included in the arithmetic processing device 4, and binarized by the binarization processing unit 410a. The center-of-gravity calculation unit 410b calculates the center of gravity of each crystal body based on the obtained binarized image. Based on the obtained position data of the center of gravity, the control unit 42 drives the motor 1m and the motor 6m to move the top camera 1 and the supply stage 6 so that the top camera 1 can photograph one crystal D1. The position of the top camera 1 is controlled.

(2)結晶体D1の載置方向検出(図3参照)
次に、粗位置カメラ3から上面カメラ1に、位置検出用照明3rを下方側照明1rに切り換えて、上面カメラ1で一つの結晶体D1を撮影する。得られた撮影画像(上面投影画像)を、演算処理装置4に具える画像処理判定部41の載置方向判定部411に取り込む。載置方向判定部411は、二値化処理部411aで撮影画像を二値化した後、得られた二値化像から結晶体の輪郭点を抽出し、この輪郭点のデータから結晶体の全体外形(輪郭像)をつくる各直線のなす角度を求める。具体的には、直線抽出部411bは、抽出された輪郭点から直線成分を抽出するためにハフ変換を行って輪郭像をつくる直線群を抽出し、抽出した直線群から直線成分の交点を求め、この交点がつくる図形を多角形の輪郭像に近似する。そして、角度演算部411cは、上記近似処理により直線成分のなす角度を求め、角度判定部411dは、求めた角度と、予め設定した所定の角度とを照合し、求めた角度が所定の角度であるか否かを判定する。載置方向判定部411は、この判定結果から、撮影した結晶体D1の載置方向を特定する。 (2) Detection of crystal D1 mounting direction (see Fig. 3)
Next, the position detection illumination 3r is switched from the coarse position camera 3 to the upper surface camera 1 to the lower side illumination 1r, and the upper surface camera 1 photographs one crystal D1. The obtained captured image (upper surface projection image) is taken into the placement direction determination unit 411 of the image processing determination unit 41 included in the arithmetic processing device 4. The placement direction determination unit 411 binarizes the captured image by the binarization processing unit 411a, and then extracts a contour point of the crystal from the obtained binarized image, and the crystal of the crystal from the contour point data. The angle formed by each straight line that forms the overall outline (contour image) is obtained. Specifically, the straight line extraction unit 411b performs a Hough transform to extract a straight line component from the extracted contour point, extracts a straight line group that forms a contour image, and obtains an intersection of the straight line components from the extracted straight line group. The figure created by this intersection is approximated to a polygonal contour image. Then, the angle calculation unit 411c obtains the angle formed by the linear component by the above approximation process, and the angle determination unit 411d collates the obtained angle with a predetermined angle set in advance, and the obtained angle is a predetermined angle. It is determined whether or not there is. The mounting direction determination unit 411 identifies the mounting direction of the photographed crystal D1 from the determination result.

例えば、結晶体Dが図5に示すようなダイヤモンドである場合、(100)面D(100)を上面として結晶体Dを載置して上方から見ると、その輪郭像は、図5(II)に示すようにn角形状(n=4〜8、ここではn=4の正方形状)に見える。(111)面D(111)を上面として結晶体Dを載置して上方から見ると、その輪郭像は、図5(III)に示すように六角形状に見える。前者の場合、輪郭像をつくる直線がなす幾何学的理論値はn=4のとき90°(その他、例えばn=8のとき135°)である。後者の場合、120°である。従って、所定の角度として、所望の幾何学的理論値を設定して、予め記憶部に登録しておき、角度演算部411cにより演算された角度が記憶部から呼び出した値を満たすか否か(適合するか否か)を角度判定部411dで判定することで、載置方向判定部411は、結晶体の載置方向を特定できる。 For example, when the crystal D is a diamond as shown in FIG. 5, when the crystal D is placed with the (100) plane D (100) as the upper surface and viewed from above, the contour image is shown in FIG. ), It looks like an n-square shape (n = 4 to 8, here, n = 4 square shape). When the crystal D is placed with the (111) plane D (111) as the upper surface and viewed from above, the contour image looks like a hexagon as shown in FIG. 5 (III). In the former case, the geometrical theoretical value formed by the straight line forming the contour image is 90 ° when n = 4 (otherwise, for example, 135 ° when n = 8). In the latter case, it is 120 °. Therefore, a desired geometric theoretical value is set as the predetermined angle, registered in advance in the storage unit, and whether or not the angle calculated by the angle calculation unit 411c satisfies the value called from the storage unit ( The mounting direction determination unit 411 can specify the mounting direction of the crystal body by determining whether the angle is determined by the angle determination unit 411d.

結晶体の載置方向が所定の方向である場合、次の面積検出を行う。結晶体の載置方向が所定の方向でない場合、その結晶体を供給ステージ6から回収し、別の結晶体の載置方向を検出するために、上面カメラ1や供給ステージ6を移動する。以下、供給ステージ6に載置された全ての結晶体D1について、載置方向の検出を行う。供給ステージ6からの結晶体D1の回収は、供給ステージ6上の全ての結晶体D1について一連の検出が終わってからまとめて行う。各工程ごとに逐次、結晶体の回収を行ってもよい。   When the mounting direction of the crystal is a predetermined direction, the next area detection is performed. When the mounting direction of the crystal is not a predetermined direction, the crystal is recovered from the supply stage 6, and the top camera 1 and the supply stage 6 are moved in order to detect the mounting direction of another crystal. Hereinafter, the placement direction is detected for all the crystals D1 placed on the supply stage 6. The recovery of the crystal body D1 from the supply stage 6 is performed collectively after a series of detections for all the crystal bodies D1 on the supply stage 6 are completed. Crystals may be recovered sequentially for each step.

(3)結晶体D1の特定の面の面積検出(図4参照)
次に、下方側照明1rを上方側照明2rに切り換えて、載置方向が所定の方向であると判定された結晶体D1を再度上面カメラ1で撮影する。得られた撮影画像(上面反射画像)を演算処理装置4に具える画像処理判定部41の面積検出部412に取り込み、二値化処理部412aで二値化する。その後、所定面抽出部412bは、上述の全体外形(輪郭像)を取得する場合と同様の手法でハフ変換及び近似処理を利用して、二値化像から特定の面を抽出する。例えば、結晶体がダイヤモンドである場合、各面の輪郭をつくる直線がなす幾何学的理論値が決まっている(例えば、(100)面の場合:45°,90°,135°、(111)面の場合:60°,120°)。そのため、上述したように所望の幾何学的理論値を予め記憶部に登録して照合できるようにしておき、抽出した直線成分のなす角度が所定の角度であるか否かを判定することで、特定の面か否かを判別できる。抽出された特定の面について、面積演算部412cは、面積を演算する。そして、面積判定部412dは、予め設定して記憶部に登録しておいた所定の値(面積閾値)を呼び出し、演算された面積が面積閾値を満たすか否かを判定する。 (3) Detecting the area of a specific surface of crystal D1 (see Fig. 4)
Next, the lower-side illumination 1r is switched to the upper-side illumination 2r, and the crystal body D1 whose placement direction is determined to be a predetermined direction is again photographed by the top camera 1. The obtained captured image (upper surface reflection image) is taken into the area detection unit 412 of the image processing determination unit 41 included in the arithmetic processing device 4, and binarized by the binarization processing unit 412a. Thereafter, the predetermined surface extraction unit 412b extracts a specific surface from the binarized image by using the Hough transform and the approximation process in the same manner as in the case of acquiring the overall outline (contour image) described above. For example, when the crystal is diamond, the geometrical theoretical value formed by the straight line that outlines each face is determined (for example, (100) face: 45 °, 90 °, 135 °, (111) (For surfaces: 60 °, 120 °). Therefore, as described above, a desired geometrical theoretical value is registered in the storage unit in advance so that it can be collated, and by determining whether or not the angle formed by the extracted linear component is a predetermined angle, Whether it is a specific surface or not can be determined. For the extracted specific surface, the area calculation unit 412c calculates the area. Then, the area determination unit 412d calls a predetermined value (area threshold value) set in advance and registered in the storage unit, and determines whether or not the calculated area satisfies the area threshold value.

結晶体の特定の面の面積が所定の大きさである場合、次の品質判定を行うために当該結晶体を吸着コレット5で取り出す。このとき、演算処理装置4は、上面カメラ1を利用して得られた輪郭像の重心を演算して結晶体の正確な位置データを求め、この重心と上面カメラ1の画面の中心(光軸)とが一致するように位置データを修正し、この修正された位置データに基づき、吸着コレット5を移動させる。   When the area of the specific surface of the crystal body is a predetermined size, the crystal body is taken out by the adsorption collet 5 for the next quality judgment. At this time, the arithmetic processing unit 4 calculates the centroid of the contour image obtained by using the top camera 1 to obtain the accurate position data of the crystal body, and this centroid and the center of the screen of the top camera 1 (optical axis). The position data is corrected so as to coincide with (), and the suction collet 5 is moved based on the corrected position data.

結晶体の特定の面の面積が所定の大きさでない場合、その結晶体を供給ステージ6から回収し、別の結晶体の載置方向や面積を検出するために、上面カメラ1や供給ステージ6を移動する。以下、供給ステージ6に載置された全ての結晶体D1について、載置方向の検出を行い、所定の載置方向である結晶体D1について特定の面の面積の検出を行うことを繰り返す。   When the area of a specific surface of the crystal is not a predetermined size, the upper surface camera 1 or the supply stage 6 is used to recover the crystal from the supply stage 6 and detect the mounting direction and area of another crystal. To move. Hereinafter, the placement direction is detected for all the crystal bodies D1 placed on the supply stage 6, and the detection of the area of a specific surface is repeated for the crystal body D1 in the predetermined placement direction.

上記(2),(3)を品質判定の予備工程として行う。このような予備工程を具えることで、品質判定を行う結晶体数を低減する(絞る)ことができ、複数の結晶体の中から良好な結晶体を効率よく選別することができる。   The above (2) and (3) are performed as preliminary steps for quality judgment. By providing such a preliminary process, it is possible to reduce (squeeze) the number of crystals to be subjected to quality determination, and it is possible to efficiently select good crystals from a plurality of crystals.

(4)結晶体D1の品質判定(図1参照)
次に、吸着コレット5で保持した結晶体D1の直下に下面カメラ2を移動させて、結晶体D1の下方画像を取得し、下面の品質を判定する。撮影手法は、特許文献1に記載されるような下面カメラ2の光軸と同軸の落射照明と、偏光フィルタとを用いた方法が利用できる。具体的には、偏光フィルタの偏光特性を用いない像(ここでは、上述の面積を演算した特定の面の対向面の像)と、用いた像(ここでは、同対向面の周囲に存在する面(対向面以外の面)の像)とをそれぞれ下面カメラ2で撮影する。得られた二つの下方画像を演算処理装置4に具える画像処理判定部41の画像データ抽出部413aに取り込む。画像データ抽出部413aは、両下方画像について画像データ間の演算により両像の差分を求めることで、下面カメラ2の光軸(又は光軸と平行な直線)と実質的に直交する結晶面のみの画像を抽出する。 (4) Quality determination of crystal D1 (see Fig. 1)
Next, the lower surface camera 2 is moved directly below the crystal body D1 held by the suction collet 5, and a lower image of the crystal body D1 is acquired to determine the quality of the lower surface. As a photographing technique, a method using epi-illumination coaxial with the optical axis of the bottom camera 2 and a polarizing filter as described in Patent Document 1 can be used. Specifically, an image that does not use the polarization characteristics of the polarizing filter (here, an image of the opposite surface of the specific surface obtained by calculating the above-mentioned area) and an image that is used (here, present around the opposite surface) Each surface (image of a surface other than the facing surface) is photographed by the bottom camera 2. The obtained two lower images are taken into the image data extraction unit 413a of the image processing determination unit 41 provided in the arithmetic processing unit 4. The image data extraction unit 413a obtains the difference between both images by calculating between the image data for both lower images, so that only the crystal plane substantially orthogonal to the optical axis (or a straight line parallel to the optical axis) of the bottom camera 2 is obtained. Extract images.

抽出された結晶面の画像を二値化処理部413bで二値化する。輪郭抽出部413cは、得られた二値化像から、上述の全体外形(輪郭像)を取得する場合と同様の手法、即ち、ハフ変換及び近似処理を利用して、輪郭データの抽出を行う。得られた輪郭データを用いて品質判定部40は、抽出された結晶面に欠けなどの欠陥が有るか否かを判定する。例えば、この結晶面に欠けが存在すると、欠け部分は落射光を反射しない。従って、演算処理装置4は、上述した特定の面の輪郭像と抽出された結晶面の像において各々の重心を演算し、両者に一定値以上の乖離を生じれば結晶面に欠けがあると判定することができる。   The extracted crystal plane image is binarized by the binarization processing unit 413b. The contour extraction unit 413c extracts the contour data from the obtained binarized image using the same method as that for acquiring the overall outline (contour image) described above, that is, using Hough transform and approximation processing. . Using the obtained contour data, the quality determination unit 40 determines whether or not the extracted crystal plane has a defect such as a chip. For example, if there is a chip in the crystal plane, the chip does not reflect incident light. Accordingly, the arithmetic processing unit 4 calculates the center of gravity of each of the above-described contour image of the specific surface and the extracted crystal surface image, and if there is a deviation of a certain value or more between the two, the crystal surface is missing. Can be determined.

上記判定の結果、抽出された結晶面に欠陥が無いと判断された結晶体(良品)を吸着コレット5でX軸方向に搬送し、更にZ軸方向に下降させて貼付ステージ7に貼り付ける。この搬送は、予め設定した結晶体の貼り付け位置データに基づいて制御すればよい。   As a result of the determination, a crystal body (non-defective product) determined to have no defect in the extracted crystal plane is conveyed in the X-axis direction by the suction collet 5, and further lowered in the Z-axis direction and pasted on the pasting stage 7. This conveyance may be controlled on the basis of preset crystal position data.

抽出された結晶面に欠陥が有ると判断された結晶体(不良品)は、吸着コレット5の吸引を停止して、自重により回収箱(図示せず)に回収する。   The crystal body (defective product) determined to have a defect in the extracted crystal plane is stopped in the suction collet 5 and recovered in a recovery box (not shown) by its own weight.

貼り付け又は回収が終わったら、供給ステージ6に載置された別の結晶体について、上述の手順(2)〜(4)を繰り返すことで、所定の成長面をもつ結晶体D2のみを貼付ステージ7に貼り付けられる。このとき、モータ7mを介して貼付ステージ7を適宜移動させることで、複数の結晶体D2を所定間隔に整列してステージ7に貼り付けられる。供給ステージ6に載置された全ての結晶体について貼り付け又は回収が終わったら、フィーダ8により新たな結晶体D1をステージ6に載置して、上述の選別工程を繰り返す。   When pasting or collecting is finished, repeat the above steps (2) to (4) for another crystal placed on the supply stage 6 to paste only the crystal D2 having a predetermined growth surface. Affixed to 7. At this time, by appropriately moving the sticking stage 7 via the motor 7m, the plurality of crystal bodies D2 are aligned at a predetermined interval and attached to the stage 7. When pasting or recovery of all the crystals placed on the supply stage 6 is completed, a new crystal body D1 is placed on the stage 6 by the feeder 8, and the above-described selection process is repeated.

[特徴点]
上記構成を具える選別装置の最も特徴とするところは、下方側照明1rとして、結晶体D1に対する透過率が70％未満である低透過性光源を用いたところにある。上述の選別工程の少なくとも上流の工程(載置方向検出工程)で用いられる下方側照明1rを低透過性光源とすることで、撮影画像から所望のデータの抽出をより確実に行え、次工程に進める結晶体数を増加することができる。つまり、供給テーブルに載置された複数の結晶体に対して、品質判定が行われる確率を高められるため、結果として、良品の回収率を高められる。更に、上方側照明2rも、結晶体に対する透過率が70％未満である低透過性光源とすることで、面積検出工程でも撮影画像からのデータの抽出をより確実に行え、品質判定が行われる結晶体数をより増加することができる。なお、位置検出用照明3rも結晶体に対する透過率が70％未満である低透過性光源としてもよい。 [Feature point]
The most characteristic feature of the sorting apparatus having the above-described configuration is that a low-transmittance light source having a transmittance of less than 70% for the crystal D1 is used as the lower illumination 1r. By using the lower illumination 1r used in at least the upstream process (placement direction detection process) of the above-described sorting process as a low-transmission light source, it is possible to more reliably extract desired data from the photographed image, and to the next process. The number of crystals to be advanced can be increased. That is, the probability that quality determination is performed on a plurality of crystal bodies placed on the supply table can be increased, and as a result, the collection rate of non-defective products can be increased. Furthermore, the upper side illumination 2r is also a low-transmission light source with a transmittance of less than 70% for the crystal, so that data can be more reliably extracted from the photographed image even in the area detection process, and quality determination is performed. The number of crystals can be further increased. The position detection illumination 3r may also be a low-transmission light source having a transmittance of less than 70% with respect to the crystal.

[試験例1]
照明1r,2rとして、結晶体D1に対する透過率が70％未満である低透過性光源を具える装置(実施例1)と、同透過率が70％である光源を具える装置(比較例)とを作製して、これらの装置で結晶体を撮影し、得られた撮影画像及び良否判定率を調べた。 [Test Example 1]
As illuminations 1r and 2r, a device (Example 1) having a low-transmittance light source with a transmittance of less than 70% for the crystal D1 and a device having a light source with a transmittance of 70% (Comparative Example) The crystal was photographed with these devices, and the obtained photographed image and the pass / fail judgment rate were examined.

実施例1の装置は、低透過性光源として、市販の青色LED(波長領域:460〜490nm、ピーク波長:470nm、Ib型ダイヤモンドに対する透過率:10％)を用いた。比較例は、光源として、市販のハロゲンランプ(波長領域:500〜850nm、ピーク波長:680nm、Ib型ダイヤモンドに対する透過率:70％)を用いた。   In the apparatus of Example 1, a commercially available blue LED (wavelength region: 460 to 490 nm, peak wavelength: 470 nm, transmittance for type Ib diamond: 10%) was used as a low-transmission light source. In the comparative example, a commercially available halogen lamp (wavelength region: 500 to 850 nm, peak wavelength: 680 nm, transmittance for Ib type diamond: 70%) was used as a light source.

図7,8は、載置方向検出工程において下方側照明1rを用いて上面カメラ1で撮像した画像の説明図であり、(I)は、撮影画像、(II)は、撮影画像の模式図、(III)は、二値化像の模式図を示す。図7は、実施例1を示し、図8は、比較例を示す。   7 and 8 are explanatory diagrams of an image captured by the top camera 1 using the lower side illumination 1r in the mounting direction detection step, where (I) is a captured image and (II) is a schematic diagram of the captured image. (III) shows a schematic diagram of a binarized image. FIG. 7 shows Example 1, and FIG. 8 shows a comparative example.

図8(I)に示すように、透過率が70％である光源を用いた比較例では、光源の光の一部が結晶体内を透過して上面カメラ1に入射されることで、結晶体の一部の面f1(特定の面)が灰色に見え(明るく見え)、光源の残りの光が供給ステージ6側に反射して上面カメラ1に入射されないことで、上記特定の面f1の周囲に存在する面f2が黒色に見える(暗く見える)。このような撮影画像を用いて二値化を行うと、図8(II)に示すように灰色に見える領域が全体外形を描く直線Lに及ぶ場合、図8(III)に示すように全体外形を描く直線が途中で途切れて、本来の輪郭像が得られないことがある。この場合、多角形の近似処理を行うための直線の抽出が適切にできない。従って、この結晶体は、所定の載置方向を向いているにも関わらず、所定の載置方向を向いていないと判定されることになる。 As shown in FIG. 8 (I), in the comparative example using a light source with a transmittance of 70%, a part of the light from the light source is transmitted through the crystal body and incident on the top camera 1, so that the crystal body A certain surface f 1 (a specific surface) appears gray (appears bright), and the remaining light of the light source is reflected on the supply stage 6 side and is not incident on the top camera 1. face f 2 existing around looks black (appear dark). When binarization is performed using such a photographed image, when an area that appears gray as shown in FIG. 8 (II) extends to a straight line L that describes the entire outer shape, the entire outer shape as shown in FIG. 8 (III). The straight line that draws may be interrupted in the middle and the original contour image may not be obtained. In this case, it is not possible to appropriately extract straight lines for performing polygon approximation processing. Therefore, it is determined that the crystal body does not face the predetermined placement direction even though it faces the predetermined placement direction.

これに対し、図7(I)に示すように、低透過性光源を用いた実施例1は、光源の光が供給ステージ6側に反射して、上面カメラ1に実質的に入射されないことから、結晶体の全面が黒色に見え(暗く見え)、輪郭が明確である。従って、図7(II)に示すように特定の面f1の領域が全体外形を描く直線Lに及ぶ場合であっても、図7(III)に示すように二値化像において直線Lが途切れず、輪郭像を確実に取得することができる。 On the other hand, as shown in FIG. 7 (I), in Example 1 using the low-transmission light source, the light from the light source is reflected on the supply stage 6 side and is not substantially incident on the top camera 1. The entire surface of the crystal appears black (looks dark) and the outline is clear. Therefore, even if the area of the specific surface f 1 extends to the straight line L that describes the entire outer shape as shown in FIG. 7 (II), the straight line L in the binarized image as shown in FIG. The contour image can be acquired reliably without interruption.

実施例1及び比較例において、供給テーブルに同じ1000個の結晶体をばら撒き、結晶体の載置方向の判定についての良否判定率(％)＝(所定の載置方向であると判定された(良判定された)結晶体数/1000個)×100を求めた。その結果、比較例は、良否判定率が23％であるのに対し、低透過性光源を用いた実施例1は、良否判定率が25％と向上していた。   In Example 1 and the comparative example, the same 1000 crystals were dispersed on the supply table, and the pass / fail judgment rate (%) for determining the crystal placement direction was determined to be a predetermined placement direction. The number of crystal bodies (1000) (good judgment) / 100 was determined. As a result, the pass / fail judgment rate of the comparative example was 23%, whereas the pass / fail judgment rate of Example 1 using the low-transmittance light source was improved to 25%.

図9,10は、面積検出工程において上方側照明2rを用いて上面カメラ1で撮像した画像の説明図であり、(I)は、撮影画像、(II)は、撮影画像の模式図、(III)は、二値化像の模式図を示す。また、図11,12は、面積検出工程において上方側照明2rを用いて上面カメラ1で撮影した撮影画像を示す。図9,11は、実施例1を示し、図10,12は、比較例を示す。図9(II),図10(II)において、白い破線は、結晶体の全体外形の仮想線である。   9 and 10 are explanatory diagrams of an image captured by the top camera 1 using the upper side illumination 2r in the area detection step, (I) is a captured image, (II) is a schematic diagram of the captured image, III) shows a schematic diagram of a binarized image. FIGS. 11 and 12 show captured images taken by the top camera 1 using the upper illumination 2r in the area detection step. 9 and 11 show Example 1, and FIGS. 10 and 12 show a comparative example. In FIG. 9 (II) and FIG. 10 (II), the white broken line is a virtual line of the entire outer shape of the crystal.

図10(I)に示すように、透過率が70％である光源を用いた比較例では、光源の光の一部が結晶体内を透過して、更に結晶体内で屈曲して結晶体内から出射して上面カメラ1に入射される。そのため、面積の検出を行う結晶体の特定の面f1だけでなく、その周囲に存在する面f2も白色(薄灰色)に見える(明るく見える)。このような撮影画像を用いて二値化を行うと、図10(II)に示すように周囲に存在する面f2が特定の面f1の輪郭を描く直線に及ぶ場合、図10(III)に示すように、特定の面f1とその周囲に存在する面f2とがくっついて一体となった二値化像が得られる。この場合、特定の面f1の輪郭をつくる直線の抽出が適切にできないことから、特定の面f1の面積が所定の大きさを満たすにも関わらず、所定の大きさを満たさないと判定されることになる。また、透過率が70％である光源を用いた比較例は、図12に示すように、上記特定の面f1とその周囲に存在する面f2との輝度差が小さい画像が撮影され易いことが分かる。 As shown in FIG. 10 (I), in a comparative example using a light source with a transmittance of 70%, part of the light from the light source is transmitted through the crystal body and then bent inside the crystal body and emitted from the crystal body. Is incident on the top camera 1. Therefore, not only the specific surface f 1 of the crystal for which the area is detected, but also the surface f 2 existing around the surface appears white (light gray) (looks bright). When binarization is performed using such a photographed image, as shown in FIG. 10 (II), when the surface f 2 existing around extends to a straight line that outlines the specific surface f 1 , as shown in FIG. ), A binarized image in which the specific surface f 1 and the surface f 2 existing around the specific surface f 1 are bonded together is obtained. In this case, since the extraction of straight lines make the contours of a specific surface f 1 can not properly, the area of specific surface f 1 despite meeting the predetermined size, and does not satisfy the predetermined size determination Will be. Further, in the comparative example using a light source with a transmittance of 70%, as shown in FIG. 12, an image with a small luminance difference between the specific surface f 1 and the surface f 2 existing around it is easily captured. I understand that.

これに対し、図9(I)に示すように、低透過性光源を用いた実施例1は、光源の光が結晶体に殆ど透過しないで反射する。このとき、上面カメラ1の光軸に直交する面(特定の面f1)以外の面(特定の面f1の周囲に存在する面f2)からの反射光は、上面カメラ1に入射され難い。そのため、結晶体の特定の面f1が白色に見え(明るく見え)、その周囲に存在する面f2が黒灰色に見える(暗く見える)。即ち、特定の面f1の輪郭が明確である。従って、図9(II)に示すように特定の面f1の周囲に存在する面f2が特定の面f1の輪郭を描く直線に及ぶ場合であっても、図9(III)に示すように二値化像において特定の面f1の輪郭を確実に取得することができる。また、低透過性光源を用いた実施例1は、図11に示すように、特定の面f1とその周囲に存在する面f2との輝度差が大きな画像が撮影され易いことが分かる。 On the other hand, as shown in FIG. 9 (I), Example 1 using the low-transmission light source reflects the light from the light source with hardly passing through the crystal. At this time, light reflected from the plane perpendicular to the optical axis of the top camera 1 (specific surface f 1) other surfaces (surface f 2 existing around the specific plane f 1) is incident on the upper surface camera 1 hard. Therefore, the specific surface f 1 of the crystal body appears white (lightly appears), and the surface f 2 existing around it appears black-gray (looks dark). That is, the outline of the specific surface f 1 is clear. Therefore, even if the surface f 2 existing around the specific plane f 1 as shown in FIG. 9 (II) up to a straight line outlining the specific surface f 1, shown in FIG. 9 (III) Thus, the contour of the specific surface f 1 can be reliably obtained in the binarized image. In addition, in Example 1 using a low-transmission light source, as shown in FIG. 11, it can be seen that an image with a large luminance difference between a specific surface f 1 and a surface f 2 existing around the specific surface f 1 is easily captured.

実施例1及び比較例において、所定の載置方向であると判定された結晶体に対して、結晶体の特定の面の面積の判定についての良否判定率(％)＝(所定の大きさであると判定された(良判定された)結晶体数/比較例の装置によって所定の載置方向であると判定された約230個の結晶体)×100を求めた。その結果、比較例は、良否判定率が68％であるのに対し、低透過性光源を用いた実施例1は、良否判定率が80％と向上していた。   In Example 1 and the comparative example, with respect to the crystal body determined to be in the predetermined mounting direction, the pass / fail judgment rate (%) for determining the area of the specific surface of the crystal body (%) The number of crystal bodies determined to be present (goodly determined) / about 230 crystal bodies determined to be in a predetermined mounting direction by the apparatus of the comparative example) × 100 was obtained. As a result, the pass / fail judgment rate of the comparative example was 68%, whereas the pass / fail judgment rate of Example 1 using the low-transmission light source was improved to 80%.

更に、実施例1及び比較例について、特定の面の面積が所定の大きさであると判定された結晶体について、品質判定までを行い、良品と判定された個数を比較した。即ち、1000個のうち、最終的に貼付テーブルに貼付された結晶体の個数を比較した。その結果、比較例は、貼付された結晶体が79個であったのに対し、実施例1は貼付された結晶体が159個であり、比較例の約2倍であった。   Further, with respect to Example 1 and Comparative Example, quality determination was performed on the crystal body in which the area of the specific surface was determined to be a predetermined size, and the number determined to be non-defective was compared. That is, out of 1000, the number of crystals finally attached to the attachment table was compared. As a result, the comparative example had 79 attached crystals, whereas Example 1 had 159 attached crystals, which was about twice that of the comparative example.

このように、選別工程の少なくとも上流の工程で用いられる下方側照明1rに低透過性光源を用いることで、撮影画像から所望のデータの抽出を確実に行えて、良否判定において良判定の割合を高められる。また、上方側照明2rも結晶体に対する透過率が70％未満である低透過性光源を用いることで、面積検出工程でも撮影画像から所望のデータの抽出を確実に行え、良否判定において良判定の割合を高められる。このように適切な照明を用いることで、結果として品質判定工程での良品の回収率の向上に寄与することができる。   In this way, by using a low-transmission light source for the lower illumination 1r used in at least the upstream process of the sorting process, it is possible to reliably extract desired data from the photographed image, and the ratio of good judgment in the quality judgment Enhanced. The upper illumination 2r also uses a low-transmittance light source with a transmittance of less than 70% for the crystal, so that the desired data can be reliably extracted from the photographed image even in the area detection process. The ratio can be increased. Thus, by using appropriate illumination, it can contribute to the improvement of the collection rate of the good product in a quality determination process as a result.

[試験例2]
低透過性光源として、結晶体の透過率が異なる光源を用意し、試験例1と同様に載置方向検出工程において下方側照明にこれらの光源を用いて、上面カメラで撮影した画像を調べた。用いた光源の特性、及び各光源を用いて取得した画像を図13に示す。なお、二値化の閾値はいずれの光源についても等しくしている。 [Test Example 2]
As low-transmission light sources, light sources with different crystal transmittances were prepared, and images taken with a top camera were examined using these light sources for lower illumination in the mounting direction detection process as in Test Example 1. . FIG. 13 shows the characteristics of the light sources used and images acquired using the light sources. Note that the binarization threshold is the same for all light sources.

結晶体の形状などによりばらつきがあるものの、図13の撮影画像(透過画像)に示すように、透過率が低いほど、結晶体内に存在する透過光領域(結晶体内に存在する明るく見える領域)が低減される傾向が認められる。特に、透過率が10％以下の場合、透過光領域が実質的に認められない。また、各撮影画像の二値化像に示されるように、透過率が低いほど上記透過光領域(二値化像における白い領域)が低減される傾向が認められる。特に、透過率が10％以下の場合、二値化像において上記透過光領域が存在しない。この試験から、結晶体の透過率が70％未満、特に60％以下、更に30％以下、取り分け10％以下の光源を用いると、結晶体の輪郭などを適切に抽出可能な画像を取得できることが分かる。   Although there are variations due to the shape of the crystal, etc., as shown in the photographed image (transmission image) in FIG. 13, the lower the transmittance, the more the transmitted light region (the region that appears bright in the crystal) that exists in the crystal. There is a tendency to be reduced. In particular, when the transmittance is 10% or less, the transmitted light region is substantially not recognized. Further, as shown in the binarized image of each captured image, it is recognized that the transmitted light region (white region in the binarized image) tends to be reduced as the transmittance is lower. In particular, when the transmittance is 10% or less, the transmitted light region does not exist in the binarized image. From this test, it is possible to obtain an image that can appropriately extract the outline of the crystal when a light source having a crystal transmittance of less than 70%, particularly 60% or less, further 30% or less, and especially 10% or less is used. I understand.

(変形例)
実施形態1は、取得した撮影画像を二値化するにあたり、二値化の閾値を固定とし、得られた二値化像から、例えば、直線群の抽出を行い、直線のなす角度が所定の大きさを満たすか否かの判定を行う構成である。更に、角度の判定において所定の大きさを満たさないと判定された場合、上記固定値を初期値としておき、この初期値から二値化の閾値を変動させる構成とすると、角度が所定の大きさを満たすと判定される確率(良否判定における良判定の割合)を高められる。 (Modification)
In the first embodiment, when binarizing the acquired captured image, the binarization threshold is fixed, and for example, a straight line group is extracted from the obtained binarized image, and the angle formed by the straight line is a predetermined angle. In this configuration, it is determined whether or not the size is satisfied. Further, when it is determined that the angle does not satisfy the predetermined size, the fixed value is set as an initial value, and the binarization threshold is changed from the initial value. It is possible to increase the probability of determining that the condition is satisfied (ratio of good determination in the pass / fail determination).

閾値の初期値、閾値の変動割合(変動量)、及び二値化から角度判定までの処理回数は、適宜設定することができる。変動割合が小さく、処理回数が多いほど、良判定の割合が高められるが、処理時間が長くなり、結果として効率の低下を招くため、所望の処理時間となる範囲で適宜設定することが好ましい。例えば、処理回数は、5〜20回程度が適切である。変動割合は、いずれの処理においても同じ量としてもよいし、異ならせてもよい。また、閾値は、輝度が低い部分を抽出し易いように低輝度側に変動させてもよいし、輝度が高い部分を抽出し易いように、高輝度側に変動させてもよい。画像に応じて変更することが好ましい。   The initial value of the threshold value, the threshold fluctuation ratio (variation amount), and the number of times of processing from binarization to angle determination can be set as appropriate. The smaller the variation ratio and the greater the number of processing times, the higher the ratio of good judgment. However, the processing time becomes longer, resulting in a decrease in efficiency. Therefore, it is preferable to appropriately set the desired processing time. For example, it is appropriate that the number of times of processing is about 5 to 20 times. The variation ratio may be the same amount or different in any processing. Further, the threshold value may be changed to the low luminance side so that a portion with low luminance can be easily extracted, or can be changed to the high luminance side so that a portion with high luminance can be easily extracted. It is preferable to change according to the image.

この二値化における閾値を変動させる処理は、載置方向検出工程で行うと、次の面積検出工程に進める結晶体の個数の増加に寄与することができる。すると、結果として品質判定工程に進める結晶体の個数の増加に寄与することができる。   If the process of changing the threshold value in the binarization is performed in the placement direction detection step, it can contribute to an increase in the number of crystal bodies to be advanced to the next area detection step. As a result, it is possible to contribute to an increase in the number of crystals to be advanced to the quality determination step.

[試験例3]
上述した実施例1の装置に対して、載置方向検出工程において、二値化の閾値を初期値から変動させて、二値化から角度判定までの処理を最大20回繰り返すように載置方向判定部を構成した装置(変形例)を作製した。この変形例及び実施例1の装置について、良否判定率(％)(＝(所定の載置方向であると判定された(良判定された)結晶体数/1000個)×100)を比較した。その結果、変形例は、良否判定率が84％であり、二値化から角度判定までの処理を1回だけ行う実施例1の装置と比較して良否判定率が飛躍的に向上していた。この理由は、閾値を変動させて直線の抽出をし直すことで、直線が精度よく抽出され、所定の角度を満たすと判定される結晶体数が増加したためであると考えられる。 [Test Example 3]
For the apparatus of Example 1 described above, in the placement direction detection step, the placement direction is changed so that the binarization threshold is changed from the initial value and the process from binarization to angle determination is repeated up to 20 times. An apparatus (modification example) constituting the determination unit was produced. About the apparatus of this modification and Example 1, the pass / fail judgment rate (%) (= (number of crystal bodies judged to be in a predetermined mounting direction (good judged) / 1000) × 100) was compared. . As a result, in the modified example, the pass / fail judgment rate was 84%, and the pass / fail judgment rate was dramatically improved as compared with the apparatus of Example 1 in which the processing from binarization to angle determination was performed only once. . The reason for this is thought to be that the number of crystals determined to satisfy a predetermined angle is increased by accurately extracting a straight line by changing the threshold value and reextracting the straight line.

このように、特定の照明を具えることに加えて、判定方法(アルゴリズム)をも工夫することで、良否判定における良判定の割合を高められる。なお、面積検出工程や品質検出工程においても、二値化の閾値を初期値から変動させて、二値化から角度判定までの工程を複数回繰り返すように構成してもよい。   In this way, in addition to providing specific lighting, the ratio of good judgment in the good / bad judgment can be increased by devising the judgment method (algorithm). In the area detection process and the quality detection process, the binarization threshold may be changed from the initial value, and the process from binarization to angle determination may be repeated a plurality of times.

(実施形態2)
吸着コレット5に保持された状態で品質判定を行い、不良と判定された結晶体D1(不良品)を回収する機構を別途設けると、当該結晶体を確実に回収できる。 (Embodiment 2)
If the quality is determined while being held in the adsorption collet 5 and a mechanism for collecting the crystal D1 (defective product) determined to be defective is separately provided, the crystal can be reliably recovered.

図14は、回収機構の概略構成図である。この回収機構は、吸着コレット5に保持された状態で品質判定を行った際、不良と判定された結晶体D1(不良品)を吸引する吸引手段(第一の吸引手段)と、吸引された不良品を回収する回収箱20(第一の回収箱)とを具える。   FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the recovery mechanism. This recovery mechanism is a suction means (first suction means) for sucking the crystal D1 (defective product) determined to be defective when quality determination is performed while being held in the suction collet 5. A collection box 20 (first collection box) for collecting defective products is provided.

吸引手段は、配管部10と、配管部10に接続される圧縮機Cとを具える。配管部10は、T字状の本体部11と、本体部11に接続される導入側配管部12及び排出側配管部13とを具える。   The suction means includes a pipe part 10 and a compressor C connected to the pipe part 10. The piping part 10 includes a T-shaped main body part 11, an introduction side piping part 12 and a discharge side piping part 13 connected to the main body part 11.

本体部11は、直線状部11aと、直線状部11aの中間から分岐して、端部が圧縮機Cに接続された分岐部11bとを具える。本体部11の内部には、内部配管11cが配置されている。内部配管11cは、直線状部11aの内径よりも小さい短尺な管であり(但し、結晶体D1が通過可能な大きさを有する)、直線状部11aの内径に等しいフランジを導入側の開口部に具える。このフランジは、内部配管11cの軸方向と直交するように設けられており、直線状部11aと分岐部11bとの接続箇所に取り付けられている。この配置により、圧縮機Cの外気取込口(図示せず)から分岐部11bを通過した外気は、内部配管11cに接触して、流れる方向がほぼ90°変えられる。このような本体部11として市販のエアガンを利用することができる。   The main body 11 includes a straight portion 11a and a branch portion 11b branched from the middle of the straight portion 11a and having an end connected to the compressor C. Inside the main body 11, an internal pipe 11c is arranged. The internal pipe 11c is a short pipe smaller than the inner diameter of the linear portion 11a (however, it has a size through which the crystal D1 can pass), and a flange equal to the inner diameter of the linear portion 11a is provided on the introduction side opening. Prepare for. This flange is provided so as to be orthogonal to the axial direction of the internal pipe 11c, and is attached to a connecting portion between the linear portion 11a and the branch portion 11b. With this arrangement, the outside air that has passed through the branch portion 11b from the outside air intake port (not shown) of the compressor C contacts the internal pipe 11c, and the flowing direction is changed by approximately 90 °. A commercially available air gun can be used as the main body 11.

導入側配管部12は、一方の開口部(吸引口12i)が結晶体D1の吸引に用いられ、他方の開口部が本体部11に接続される。この導入側配管部12は、一方の開口部側にテーパ部12aを具える。テーパ部12aは、吸引口12i側に向かって先細りしている。吸引口12iは、結晶体D1が十分に挿通可能な大きさである。排出側配管部13は、一方の開口部が本体部11に接続され、他方の開口部(排出口13i)が結晶体D1の排出に用いられる。この排出側配管部13は、導入側配管部12から本体部11を通過した結晶体D1を回収箱20に排出する。   In the introduction side piping section 12, one opening (suction port 12i) is used for suction of the crystal body D1, and the other opening is connected to the main body section 11. The introduction side piping part 12 includes a tapered part 12a on one opening side. The tapered portion 12a is tapered toward the suction port 12i side. The suction port 12i has such a size that the crystal D1 can be sufficiently inserted. In the discharge side pipe section 13, one opening is connected to the main body 11, and the other opening (discharge port 13i) is used for discharging the crystal body D1. The discharge-side piping unit 13 discharges the crystal body D1 that has passed through the main body unit 11 from the introduction-side piping unit 12 to the recovery box 20.

この吸引手段を用いて、結晶体D1を回収するには、以下のように行う。圧縮機Cを駆動して、白矢印で示すように分岐部11bから排出口13oに向かって外気を排出する。このとき、上述のように内部配管11cにより外気の流れる方向が変化することで、導入側配管部12の吸引口12i近傍が強制的に負圧になる。その結果、直線状部11a内には、吸引口12iから排出口13oに向かって外気が排出されるような外気の流れがつくられる。この外気の流れを利用して、結晶体D1を確実に回収箱20に回収することができる。特に、この吸引手段は、テーパ部12aを具えることで、吸引口12i近傍における外気の吸い込み速さ(流速)を大きくすることができ、結晶体D1をより確実に吸引できる。   The crystal D1 is recovered using this suction means as follows. The compressor C is driven, and the outside air is discharged from the branch portion 11b toward the discharge port 13o as indicated by a white arrow. At this time, as described above, the direction in which the outside air flows is changed by the internal pipe 11c, so that the vicinity of the suction port 12i of the introduction side pipe section 12 is forced to have a negative pressure. As a result, a flow of outside air is created in the linear portion 11a such that outside air is discharged from the suction port 12i toward the discharge port 13o. The crystal D1 can be reliably recovered in the recovery box 20 using the flow of the outside air. In particular, the suction means includes the tapered portion 12a, so that the outside air suction speed (flow velocity) in the vicinity of the suction port 12i can be increased, and the crystal D1 can be sucked more reliably.

実施形態1で示した自重による回収では、吸着コレット5(図1)に結晶体D1がくっついたままになることがあった。この原因の一つとして、静電気や、吸着コレット5の吸着口に貼付テーブル7(図1)の糊が付着したことが考えられる。糊の付着は、例えば、良好な画像が取得されず、この画像を用いることで特定の面の面積の演算が適切に行われず、その結果、吸着コレット5が結晶体D1を貼付テーブル7に移送する際に結晶体D1を落下したことで、吸着コレット5の吸引口が貼付テーブル7に押し付けられて行われたと考えられる。吸着コレット5に結晶体D1がくっついたままであると、その次の結晶体D1を取り出せず、選別作業が停止してしまう。これに対し、上述のように吸引手段で結晶体D1を吸引して回収することで、選別作業の停止を低減することができる。   In the recovery by its own weight shown in the first embodiment, the crystal D1 may remain attached to the adsorption collet 5 (FIG. 1). As one of the causes, it is conceivable that the paste of the sticking table 7 (FIG. 1) is attached to the suction port of the suction collet 5 as static electricity. For example, a good image is not acquired and the area of a specific surface is not appropriately calculated by using this image. As a result, the suction collet 5 transfers the crystal D1 to the pasting table 7. When the crystal D1 was dropped at this time, the suction port of the suction collet 5 was considered to be pressed against the affixing table 7. If the crystal D1 remains attached to the adsorption collet 5, the next crystal D1 cannot be taken out and the sorting operation stops. On the other hand, as described above, it is possible to reduce the stop of the sorting operation by sucking and recovering the crystal body D1 by the suction means.

なお、上述のように外気を導入して排出する経路と、結晶体を導入して排出する経路とにおいて、排出側が共通し、導入側が異なる吸引手段だけでなく、両経路が同一である吸引手段、例えば、一般的な掃除機のような吸引手段を用いることもできる。この場合、圧縮機と直線的に回収箱(結晶体を回収する空間)が設けられるため、出力が大きい圧縮機を用いることが好ましい。   In addition, in the path | route which introduces and discharges external air as mentioned above, and the path | route which introduce | transduces and discharges a crystal | crystallization, the discharge side is common, and not only the suction means from which the introduction sides differ, but the suction means whose both paths are the same For example, a suction means such as a general vacuum cleaner can be used. In this case, since a recovery box (a space for recovering the crystal) is provided linearly with the compressor, it is preferable to use a compressor with a large output.

一方、回収箱20は、有底筒状の本体部21と、本体部21の深さ方向に並べて配置された複数の網部材22とを具える。網部材22は、本体部21の開口部側に配置される蓋用網部材22aと、蓋用網部材22aよりも深さ方向に下方の位置に、蓋用網部材22aから離間されて配置される流動規制用網部材22bとを具える。両網部材22a,22bはメッシュサイズが異なっている。蓋用網部材22aは、蓋として機能するように、即ち、回収した結晶体D1が回収箱20から飛散しないように、そのメッシュサイズが結晶体D1の外径よりも小さい。一方、流動規制用網部材22bは、回収した結晶体D1が回収箱20内の全体に亘って舞い上がらないように、回収箱20内における結晶体の流動範囲を規制するものであり、そのメッシュサイズが結晶体D1の外径よりも大きい。蓋用網部材22aは、その中央部に上記配管部10の排出側(排出側配管部13)が挿入できるように貫通孔22hが設けられている。貫通孔22hに排出側配管部13を挿入し、排出口13oが、両網部材22a,22bの中間に位置するように配管部10を配置している。   On the other hand, the collection box 20 includes a bottomed cylindrical main body 21 and a plurality of net members 22 arranged side by side in the depth direction of the main body 21. The mesh member 22 is disposed on the opening side of the main body 21 and the lid mesh member 22a, and at a position below the lid mesh member 22a in the depth direction, spaced from the lid mesh member 22a. And a flow regulating net member 22b. The mesh members 22a and 22b have different mesh sizes. The mesh member 22a for lid has a mesh size smaller than the outer diameter of the crystal body D1 so as to function as a lid, that is, so that the recovered crystal body D1 does not scatter from the recovery box 20. On the other hand, the flow regulating net member 22b regulates the flow range of the crystal in the recovery box 20 so that the recovered crystal D1 does not fly over the entire recovery box 20, and its mesh size. Is larger than the outer diameter of the crystal D1. The lid net member 22a is provided with a through hole 22h at the center thereof so that the discharge side (discharge side pipe portion 13) of the pipe portion 10 can be inserted. The discharge-side piping portion 13 is inserted into the through hole 22h, and the piping portion 10 is arranged so that the discharge port 13o is located between the two net members 22a and 22b.

蓋用網部材22aのメッシュサイズは、結晶体D1の外径に応じて適宜選択することができるが、結晶体D1の外径よりも若干小さい程度としておくと、排気抵抗を低減できて好ましい。流動規制用網部材22bのメッシュサイズも、結晶体D1の外径に応じて適宜選択することができるが、結晶体D1の外径よりも大き過ぎると、流動規制効果が小さい。   The mesh size of the lid net member 22a can be appropriately selected according to the outer diameter of the crystal D1, but it is preferable to set the mesh size slightly smaller than the outer diameter of the crystal D1 because the exhaust resistance can be reduced. The mesh size of the flow regulating net member 22b can also be appropriately selected according to the outer diameter of the crystal D1, but if it is larger than the outer diameter of the crystal D1, the flow regulating effect is small.

なお、上記吸引手段に対して網部材22を設けない回収箱を用いることもできる。しかし、網部材22を具える回収箱20を用いることで、上記吸引手段の排気抵抗を低減できる上に、排気に伴う結晶体D1の飛散を防止でき、回収箱20に確実に回収できる。また、排気に伴う結晶体D1の舞い上がりを防止でき、結晶体D1が回収箱に衝突することになどよる騒音も抑制できる。   Note that a collection box in which the net member 22 is not provided for the suction means can also be used. However, by using the collection box 20 including the net member 22, the exhaust resistance of the suction means can be reduced, and the scattering of the crystal D1 accompanying the exhaust can be prevented, and the collection box 20 can be reliably collected. Further, the crystal D1 can be prevented from flying up due to exhaust, and noise due to the crystal D1 colliding with the recovery box can be suppressed.

[試験例4]
流動規制用網部材のメッシュサイズを変化させて、結晶体の舞い上がり状態を調べた。舞い上がり状態は、以下のように評価した。回収箱から10mm離れた位置において、排気時の音を騒音計で測定し、85dB以上の場合を×、85dB未満の場合を○と評価した。その結果を表1に示す。 [Test Example 4]
By changing the mesh size of the flow regulating net member, the state of the crystal rising was investigated. The soaring state was evaluated as follows. At a position 10 mm away from the collection box, the sound during exhaust was measured with a sound level meter, and the case of 85 dB or more was evaluated as x, and the case of less than 85 dB was evaluated as ◯. The results are shown in Table 1.

表1に示すように、結晶体D1の外径dよりも大きく、かつ4倍以下であれば、結晶体の舞い上がりが抑制できることが分かる。   As shown in Table 1, it can be seen that the rise of the crystal can be suppressed if it is larger than the outer diameter d of the crystal D1 and 4 times or less.

[試験例5]
上述した実施例1の装置に対して、実施形態2で述べた回収機構を具えた装置(実施例2)を作製した。この実施例2及び比較例の装置について、吸着コレットの吸着率(％)(＝(吸着された結晶体数)/(特定の面の面積が所定の大きさである判定された結晶体数)×100)を比較した。その結果、比較例は、吸着率が46％であるのに対し、実施例2は吸着率が86％と2倍近くに向上していた。 [Test Example 5]
An apparatus (Example 2) provided with the recovery mechanism described in the second embodiment was manufactured with respect to the apparatus of Example 1 described above. For the devices of Example 2 and Comparative Example, the adsorption rate of the adsorption collet (%) (= (the number of adsorbed crystals) / (the number of determined crystals whose specific surface area is a predetermined size)) × 100) was compared. As a result, the adsorption rate of the comparative example was 46%, while the adsorption rate of Example 2 was 86%, which was nearly doubled.

このように、特定の照明を具えることに加えて、不良品の回収方法をも工夫することで、品質判定が行われる結晶体数を増加することができ、結果として、良品の回収率を高められる。   In this way, in addition to providing specific lighting, by devising a method for collecting defective products, it is possible to increase the number of crystals for which quality judgment is performed, and as a result, the recovery rate of non-defective products can be increased. Enhanced.

(実施形態3)
所定の載置方向ではないと判定された結晶体D1を回収する機構を別途設けると、当該結晶体を確実に回収できる。この回収機構は、載置方向判定部411により、所定の載置方向を向いていないと判定された結晶体D1を吸引する吸引手段(第二の吸引手段)と、吸引された結晶体D1を回収する回収箱(第二の回収箱)とを具える。 (Embodiment 3)
If a separate mechanism for recovering the crystal D1 determined not to be in the predetermined mounting direction is provided separately, the crystal can be reliably recovered. The recovery mechanism includes a suction means (second suction means) for sucking the crystal body D1 determined by the mounting direction determination unit 411 not to face the predetermined mounting direction, and the sucked crystal body D1. And a recovery box (second recovery box) to be recovered.

吸引手段は、一端に吸引口を有する配管と、配管の他端に接続され、排気口を有する圧縮機とを具えたものが挙げられる。この吸引口と圧縮機との間に回収箱を配置する。即ち、配管の中間部に回収箱が存在する。回収箱と圧縮機との間には、結晶体が通過できず、かつ排気が可能な網部材を配置する。この構成により、圧縮機を駆動すると、吸引口から外気を吸い込み、排気口から排気される気流に乗せて、結晶体D1を吸引して回収箱に回収できる。このような回収機構は、一般的な掃除機と同様な構成のものが利用できる。或いは、吸引手段として、実施形態2で示した圧縮機の外気取込口から排気口までの経路と、配管部の吸引口から排気口までの経路とが同一ではなく部分的に共通する形状の配管を具えるものを利用してもよい。また、回収箱も、実施形態2で示した複数の網部材が配置された回収箱20を利用してもよい。   The suction means includes a pipe having a suction port at one end and a compressor connected to the other end of the pipe and having an exhaust port. A collection box is disposed between the suction port and the compressor. That is, a recovery box exists in the middle part of the pipe. Between the collection box and the compressor, a net member that does not allow the crystal to pass through and can be evacuated is disposed. With this configuration, when the compressor is driven, the outside air is sucked from the suction port and is put on the air flow exhausted from the exhaust port, and the crystal D1 can be sucked and collected in the recovery box. Such a recovery mechanism can have the same configuration as a general vacuum cleaner. Alternatively, as the suction means, the path from the outside air intake port to the exhaust port of the compressor shown in Embodiment 2 and the path from the suction port to the exhaust port of the piping part are not the same, but partially in common shape You may use what has piping. Further, as the collection box, the collection box 20 in which a plurality of net members shown in the second embodiment is arranged may be used.

所定の載置方向ではないと判定された結晶体D1は、載置方向の判定の際にたまたま所定の方向を向いていなかった場合があり得る。このような結晶体D1は、回収して、改めて供給ステージ6に載置させて、載置方向の判定を行うことが望まれる。ところが、本来回収されるべき結晶体が供給ステージ6に取り残されて、供給ステージ6に新たに載置された結晶体に混ざって搭載方向の判定が行われると、再度同じ載置状態で判定されるため、所定の載置方向でないと再び判定される。即ち、同じ判定が繰り返し行われるため、選別効率が低下する。これに対して、実施形態3で述べた回収機構を具えることで、回収されるべき結晶体D1が供給ステージ6に取り残されることを防止でき、選別効率を向上できる。   The crystal D1 that is determined not to be in the predetermined placement direction may happen to have not turned to the predetermined direction when the placement direction is determined. It is desired that such a crystal body D1 is collected and placed on the supply stage 6 again to determine the placement direction. However, if the crystal to be recovered is left in the supply stage 6 and mixed with the crystal newly placed on the supply stage 6 to determine the mounting direction, it is determined again in the same mounting state. For this reason, it is determined again that it is not a predetermined mounting direction. That is, since the same determination is repeatedly performed, the sorting efficiency decreases. On the other hand, by providing the recovery mechanism described in the third embodiment, it is possible to prevent the crystalline body D1 to be recovered from being left behind in the supply stage 6, and to improve the selection efficiency.

なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、位置検出用照明3は、結晶体に対する透過率が70％以上であるものを用いてもよい。また、例えば、複数の結晶体を供給ステージ上に適当にばら撒くことに代えて、各結晶体を所定の位置に整列させて、各位置データを予め演算処理装置に登録させておいてもよい。この場合、粗位置カメラ3や位置検出用照明3rを省略した装置とすることができる。   The above-described embodiment can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention, and is not limited to the above-described configuration. For example, the position detection illumination 3 may be one having a transmittance of 70% or more with respect to the crystal. Further, for example, instead of appropriately dispersing a plurality of crystal bodies on the supply stage, each crystal body may be aligned at a predetermined position, and each position data may be registered in the arithmetic processing device in advance. . In this case, a device in which the coarse position camera 3 and the position detection illumination 3r are omitted can be obtained.

本発明結晶体の選別装置は、温度差法といった結晶成長方法を行うに当たり、結晶体の成長面を判別するときに好適に利用することができる。   The crystal sorting apparatus of the present invention can be suitably used for discriminating the growth surface of a crystal when performing a crystal growth method such as a temperature difference method.

実施形態1の選別装置の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of a sorting device according to Embodiment 1. FIG. 供給テーブルに載置された各結晶体の粗位置を検出する工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the process of detecting the rough position of each crystal body mounted on the supply table. 供給テーブルに載置された各結晶体の載置方向を検出する工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the process of detecting the mounting direction of each crystal body mounted on the supply table. 供給テーブルに載置された各結晶体において特定の面を検査する工程を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the process of test | inspecting a specific surface in each crystal body mounted on the supply table. (I)は、結晶体の斜視図、(II)は、この結晶体の(100)面を上面とした上面図(下面図)、(III)は、この結晶体の(111)面を上面とした上面図(下面図)である。(I) is a perspective view of the crystal, (II) is a top view (bottom view) with the (100) plane of the crystal as the top, and (III) is a top view of the (111) plane of the crystal. It is a top view (bottom view). 実施形態1の選別装置において、演算処理装置を中心に示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram mainly showing an arithmetic processing unit in the sorting device according to the first embodiment. 実施例1の選別装置に具える下方側照明を用いて上面カメラで撮像した画像を説明する説明図であり、(I)は、撮影画像、(II)は、撮影画像の模式図、(III)は、二値化像の模式図を示す。It is explanatory drawing explaining the image imaged with the upper surface camera using the lower side illumination provided in the sorting device of Example 1, (I) is a photographed image, (II) is a schematic diagram of the photographed image, (III ) Shows a schematic diagram of a binarized image. 比較例の選別装置に具える下方側照明を用いて上面カメラで撮像した画像を説明する説明図であり、(I)は、撮影画像、(II)は、撮影画像の模式図、(III)は、二値化像の模式図を示す。It is explanatory drawing explaining the image imaged with the upper surface camera using the lower side illumination with which the sorting device of a comparative example is provided, (I) is a photographed image, (II) is a schematic diagram of a photographed image, (III) These show the schematic diagram of a binarized image. 実施例1の選別装置に具える上方側照明を用いて上面カメラで撮像した画像を説明する説明図であり、(I)は、撮影画像、(II)は、撮影画像の模式図、(III)は、二値化像の模式図を示す。It is explanatory drawing explaining the image imaged with the upper surface camera using the upper side illumination provided in the sorting apparatus of Example 1, (I) is a photographed image, (II) is a schematic diagram of the photographed image, (III ) Shows a schematic diagram of a binarized image. 比較例の選別装置に具える上方側照明を用いて上面カメラで撮像した画像を説明する説明図であり、(I)は、撮影画像、(II)は、撮影画像の模式図、(III)は、二値化像の模式図を示す。It is explanatory drawing explaining the image imaged with the upper surface camera using the upper side illumination with which the sorting apparatus of a comparative example is provided, (I) is a picked-up image, (II) is a schematic diagram of a picked-up image, (III) These show the schematic diagram of a binarized image. 実施例1の選別装置に具える上方側照明を用いて上面カメラで撮像した撮影画像を示す。3 shows a photographed image captured by a top camera using upper side illumination provided in the sorting apparatus according to the first embodiment. 比較例の選別装置に具える上方側照明を用いて上面カメラで撮像した撮影画像を示す。The picked-up image imaged with the upper surface camera using the upper side illumination with which the sorting apparatus of a comparative example is shown is shown. 透過率が異なる光源を下方側照明に用いて、上面カメラで撮影した画像及び二値化像、及び各光源の透過率を示す表である。It is a table | surface which shows the transmittance | permeability of the image and binarized image which were image | photographed with the upper surface camera using the light source from which the transmittance | permeability differs for a lower side illumination, and each light source. 実施形態2の選別装置に具える回収機構の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a recovery mechanism provided in the sorting apparatus according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 上面カメラ 1r 下方側照明 1x 移動機構 1m モータ 1s スライダ
1b ボールねじ
2 下面カメラ 2r 上方側照明
3 粗位置カメラ 3r 位置検出用照明
4 演算処理装置 40 品質判定部 41 画像処理判定部 42 制御部
410 粗位置検出部 410a 二値化処理部 410b 重心演算部
411 載置方向判定部 411a 二値化処理部 411b 直線抽出部
411c 角度演算部 411d 角度判定部
412 面積検出部 412a 二値化処理部 412b 所定面抽出部
412c 面積演算部 412d 面積判定部
413 品質検出部 413a 画像データ抽出部 413b 二値化処理部
413c 輪郭抽出部
5 吸着コレット 5z 移動機構 5m モータ 5s スライダ
5b ボールねじ
6 供給ステージ 6t 供給テーブル 6m モータ 6s スライダ
6b ボールねじ
7 貼付ステージ 7t 貼付テーブル 7m モータ 7s スライダ
7b ボールねじ
8 フィーダ 8g ガイド
10 配管部 11 本体部 11a 直線状部 11b 分岐部 11c 内部配管
12 導入側配管部 12a テーパ部 12i 吸引口 13 排出側配管部
13o 排出口
20 回収箱 21 本体部 22 網部材 22a 蓋用網部材
22b 流動規制用網部材 22h 貫通孔
D,D1,D2 結晶体 D(100) 結晶体の(100)面 D(111) 結晶体の(111)面
C 圧縮機 f1 結晶体の特定の面
f2 結晶体の特定の面の周囲に存在する面 L 結晶体の全体外形を描く直線 1 Top camera 1r Lower illumination 1x Moving mechanism 1m Motor 1s Slider
1b Ball screw
2 Bottom camera 2r Upper illumination
3 Coarse position camera 3r Position detection illumination
4 Arithmetic processing device 40 Quality judgment unit 41 Image processing judgment unit 42 Control unit
410 Coarse position detection unit 410a Binarization processing unit 410b Center of gravity calculation unit
411 Loading direction determination unit 411a Binarization processing unit 411b Straight line extraction unit
411c Angle calculation unit 411d Angle determination unit
412 Area detection unit 412a Binarization processing unit 412b Predetermined surface extraction unit
412c Area calculation part 412d Area judgment part
413 Quality detection unit 413a Image data extraction unit 413b Binarization processing unit
413c Contour extraction unit
5 Adsorption collet 5z Moving mechanism 5m Motor 5s Slider
5b ball screw
6 Supply stage 6t Supply table 6m Motor 6s Slider
6b ball screw
7 Pasting stage 7t Pasting table 7m Motor 7s Slider
7b Ball screw
8 Feeder 8g Guide
10 Piping section 11 Body section 11a Straight section 11b Branch section 11c Internal piping
12 Inlet side piping 12a Taper 12i Suction port 13 Outlet side piping
13o outlet
20 Collection box 21 Body 22 Mesh member 22a Cover mesh member
22b Net member for flow regulation 22h Through hole
D, D1, D2 Crystal D (100) (100) face of crystal D (111) (111) face of crystal
C Compressor f 1 Specific surface of crystal
f 2 A plane existing around a specific plane of the crystal L A straight line that describes the entire external shape of the crystal

Claims (5)

照明で照らした結晶体をカメラで撮影し、得られた画像を用いて判定部が結晶体の品質の良否を判定する結晶体の選別装置であって、
前記照明は、結晶体に対する透過率が70％未満である低透過性光源を具えることを特徴とする結晶体の選別装置。 A crystal sorting device that takes a picture of a crystal illuminated by illumination with a camera and uses the obtained image to determine whether the quality of the crystal is good or not,
The crystal sorting apparatus according to claim 1, wherein the illumination includes a low-transmittance light source having a transmittance of less than 70% with respect to the crystal. 前記低透過性光源を用いて撮影した画像を二値化する二値化処理部と、
前記二値化された二値化像をハフ変換して直線成分を抽出する直線抽出部と、
前記抽出された複数の直線成分がなす角を演算する角度演算部と、
前記演算された角度が所定の大きさか否かを判定する角度判定部とを具え、
前記角度が所定の大きさでないと判定されたとき、前記二値化処理部は、二値化の閾値を変化させて二値化像を取得し、前記直線抽出部は、新たに取得した二値化像から直線成分の抽出を行い、前記角度判定部は、新たに抽出された直線成分がなす角が所定の大きさか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の結晶体の選別装置。 A binarization processing unit that binarizes an image captured using the low-transmission light source;
A straight line extraction unit for extracting a straight line component by Hough transforming the binarized binarized image;
An angle calculator that calculates an angle formed by the plurality of extracted linear components;
An angle determination unit for determining whether or not the calculated angle is a predetermined magnitude,
When it is determined that the angle is not a predetermined size, the binarization processing unit obtains a binarized image by changing a binarization threshold, and the straight line extraction unit acquires the newly acquired binarization image. 2. The crystal body according to claim 1, wherein a linear component is extracted from the digitized image, and the angle determination unit determines whether or not an angle formed by the newly extracted linear component is a predetermined size. Sorting device. 検査台に載置された複数の結晶体から、一つの結晶体を取り出して保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された結晶体の良否を前記判定部が判定したとき、不良と判定された不良品を回収する第一の回収箱と、
前記保持手段に保持された不良品を回収箱内に収集するために吸引する第一の吸引手段とを具えることを特徴とする請求項1又は2に記載の結晶体の選別装置。 A holding means for taking out and holding one crystal body from a plurality of crystal bodies placed on the inspection table;
When the determination unit determines the quality of the crystal held in the holding means, a first collection box for collecting defective products determined as defective,
3. The crystal sorting apparatus according to claim 1, further comprising first suction means for sucking in order to collect the defective product held by the holding means in the collection box. 検査台に載置された複数の結晶体において、各結晶体が所定の載置方向を向いているか否かを判定する載置方向判定部と、
前記載置方向判定部により、所定の載置方向を向いていないと判定された結晶体を回収する第二の回収箱と、
前記結晶体を前記検査台から第二の回収箱に収集するために吸引する第二の吸引手段とを具えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の結晶体の選別装置。 In the plurality of crystals mounted on the inspection table, a mounting direction determination unit that determines whether each crystal body faces a predetermined mounting direction, and
A second recovery box for recovering a crystal body determined not to face a predetermined mounting direction by the mounting direction determining unit;
The crystal body according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a second suction unit that sucks the crystal body to be collected from the examination table into a second collection box. Sorting device. 前記回収箱は、メッシュサイズの異なる網部材が回収箱の深さ方向に並べて配置されており、
前記網部材は、メッシュサイズが結晶体の外径よりも小さい蓋用網部材と、メッシュサイズが結晶体の外径よりも大きく、かつ結晶体の外径の4倍以下である流動規制用網部材とを具え、
前記流動規制用網部材は、前記蓋用網部材よりも回収箱の深さ方向の下方に離間して配置されて、回収箱内で結晶体が流動する範囲を規制することを特徴とする請求項3又は4に記載の結晶体の選別装置。 The collection box, the mesh members having different mesh sizes are arranged side by side in the depth direction of the collection box,
The mesh member includes a lid mesh member having a mesh size smaller than the outer diameter of the crystal, and a flow regulating mesh having a mesh size larger than the outer diameter of the crystal and not more than four times the outer diameter of the crystal. With materials,
The flow regulating net member is disposed at a lower distance in the depth direction of the recovery box than the lid net member, and restricts a range in which the crystal flows in the recovery box. Item 5. The crystal sorting apparatus according to Item 3 or 4.
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