JP2010107408A

JP2010107408A - 被検体の照明装置及びそれを用いた検査装置

Info

Publication number: JP2010107408A
Application number: JP2008280796A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sugihara; 杉原　　淳; Kenji Sato; 健司佐藤
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-13

Abstract

【課題】撮像対象物の表面欠陥検査とピンホール検査を１つの検査ユニットで実現することができる照明装置と検査装置を提供する。
【解決手段】撮像対象物３を載置し得る表面を有する所定長さの透明な円筒ローラー２又は円柱ローラー８と、該円筒ローラー２又は円柱ローラー８の撮像対象物３を載置する側とは直径方向反対側において該円筒ローラー２又は円柱ローラー８に近接配置された光源装置４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置、特にラインカメラを用いた帯状の撮像対象物表面の欠陥を検出するのに好適な照明装置と、その照明装置を用いた検査装置に関する。

半導体関連製品等の製造装置の表面検査にはラインセンサ（ラインカメラ）が用いられる。このラインセンサは、撮像素子を一列に配列したものであって、これらの撮像素子で視野が構成されている。このようなラインセンサによる撮像には、線状の撮像領域を照明領域とする照明装置が必要である。従来、この種の照明装置としては、図４に示すようなライン型光ファイバを用いた照明装置が知られており、光源からの光をこの光ファイバによって導き、撮像対象物を照射するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２３３１８９号公報

ところで、このような撮像方式では、撮像対象物の表面の凹凸や汚れを検査する表面欠陥検査の場合は、表側からの照明で明暗を作ってから撮像し、ピンホールの様な貫通穴の欠陥検査では表側を暗くし、裏側から照明を当て、ピンホールを光らせることで欠陥検出を行っていた。
このように、表面欠陥検査では表側を明るくする必要があり、ピンホール検査では表側を暗くする必要があるので、表側照明装置と裏側照明装置を照明が干渉することのないように別々に設置する必要があり、また、検査装置も表面欠陥検査用とピンホール検査用を別々に設ける必要であるため、装置全体が大型化すると共に高価になるという問題があった。

また、このような線状の撮像方式では、カメラの視野領域に均質な照明が施されていることが望ましい。不均質な照明では撮像の結果得られる画像の明るさも不均質となり、製品の不具合による明るさの変化を見つけ難くなる。照明装置を経済的に構築するためには、カメラが見ている部分に効率的に光を当てることが望ましい。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするころは、撮像対象物の表面欠陥検査とピンホール検査を１つの検査ユニットで実現することができる照明装置と、それを用いた検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明による照明装置は、撮像対象物を載置し得る表面を有する所定長さの透明な円筒ローラー又は円柱ローラーと、該円筒ローラー又は円柱ローラーの撮像対象物を載置する側とは直径方向反対側において該円筒ローラー又は円柱ローラーに近接配置された光源装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、前記光源装置は、前記円筒ローラー又は円柱ローラーの長さ方向に延びたライン状光源を含んでいることを特徴とする。

また、本発明によれば、前記光源装置は、前記円筒ローラーと前記ライン状光源との間に配置されていて、前記円筒体の撮像対象物載置面に前記光源からの光を集光させ得るシリンドリカルレンズを含んでいることを特徴とする。

また、本発明による照明装置は、撮像対象物を載置し得る表面を有する所定長さの透明な円筒ローラーと、該円筒ローラー内に封入されたガス放電装置とを備えていることを特徴とする。

また、本発明による照明装置は、撮像対象物を載置し得る表面を有する所定長さの透明な円筒ローラーと、該円筒ローラーの内壁に塗布された蛍光発光体とを備えていることを特徴とする。

本発明による検査装置は、上記何れかの照明装置と、該照明装置の透明な円筒ローラー又は円柱ローラーの撮像対象物載置面の上方に配置されたラインカメラとを備えていることを特徴とする。

また、本発明による検査装置は、撮像対象物載置面を照明し得る前記円筒ローラー又は円柱ローラーの長さ方向に延びた第２のライン状光源を備えていることを特徴とする。

また、本発明による検査装置は、帯状の透明な撮像対象物で前記円筒ローラー又は円柱ローラー表面を抱かせ、前記撮像対象物を前記ラインカメラにより１ライン撮像する毎に前記撮像対象物の裏面と表面への照明を切り換えて二種類の検査画面を得つつ、前記裏面の照明で検出される欠陥と前記表面の照明で検出される欠陥の相互の位置関係を求めることができるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成でカメラと照明の設置自由度が高い状態において透過照明を実現できる照明装置を提供することができ、また、表面欠陥検査とピンホール検査を同時に実現できる、特に帯状撮像対象物等に好適な検査装置を廉価に提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図示した実施例に基づき説明する。
実施例１
図１は本発明に係る照明装置を用いた検査装置の第一実施例の基本構成を示す斜視図である。図中、１は装置本体に取り付けられた撮像手段としてのラインカメラ、２は図示しない適宜の支持装置により回転可能に支持された透明な円筒ローラー、３は円筒ローラー２を抱くように転接されて図示しない繰出しリールより繰出され図示しない巻取りリールに巻き取られて矢印方向へ搬送され得る帯状の撮像対象物、４は円筒ローラー２の下側即ち円筒ローラー２の撮像対象物３を載置する側とは直径方向反対側下方に近接配置された図４に示された如きライン型光ファイバを用いた光源装置、５，６は円筒ローラー２の上方に配置されていて円筒ローラー２と撮像対象物３との転接領域を照明する光源装置４と同様に構成された一対のライン型照明装置である。なお、光源装置４及び照明装置５，６の光源としては、高速に切り換え可能なLEDが使用された。

第一実施例はこのように構成されているから、光源装置４のみを点灯すると、光源装置４の出射面から出射した光は円筒ローラー２を透過して撮像対象物３の裏面を照明する。従って、この状態をラインカメラ１で撮像すれば、撮像対象物３のピンホール検査用画像が得られる。また、照明装置５，６のみを点灯してラインカメラ１で撮像すれば、撮像対象物３の表用検査画像が得られる。従って、照明装置５，６と光源装置４を、それぞれ１ライン撮像する度に切り換えると、表用検査画像とピンホール検査用画像が１ラインずつ交互に混ざった画像が得られる。どちらの照明で得られた画像なのかはライン番号の偶奇により容易に判断できるので、二種類の検査画像に分離できる。

このとき、分離した二種類の検査画像は、撮像対象物３の表面の二次元空間位置がほぼ一致していることに意味がある。表面欠陥検査とピンホール検査を別々のユニットで行った場合は、それぞれから出てきた欠陥の位置関係を求めることは共通の位置基準が無いため困難であるが、本発明の場合は、±１検査ライン幅の誤差以内で表面欠陥とピンホール欠陥の位置と距離を同定できる特徴がある。多くの場合、表面欠陥検査にはピンホールも写っていることが多い。しかし、従来はピンホール欠陥も表面欠陥として計数されてしまい、別途行ったピンホール欠陥と二重に評価されてしまうという問題があったが、本発明によればこのような問題はない。

第一実施例によれば、円筒ローラー２を採用することにより、素材代を節約できる上に、ローラーの自重を軽減でき、ローラーのたわみ量を減らすことができるという利点がある。たわみ量が多いと、ラインカメラ１の焦点が合わなくなり、高分解能な検査ができなくなる。

一般に透明円筒体は、境界面で光を屈折する際に光源からの光を一線上に集中できなくなる収差が発生する。そこで、図２に示す如く、この収差を補正するためにシリンドリカルレンズ７を円筒ローラー２と光源装置４の間に挿入して、効率的に光をラインカメラ１の視野内に集めることができるようにすると、照明装置４をより小型に構成することができて好都合である。

なお、円筒ローラー２の内部には、公知構造のガス放電装置を封入して使用時に発光させ、その発光を照明光として利用するように構成しても良いし、また、円筒ローラー２の内壁に蛍光発光体を塗布して照明光又は照明補助光として利用するようにしても良い。これにより、照明装置及び検査装置を一層簡素化することができる。

実施例２
図３は本発明に係る照明装置を用いた検査装置の第二実施例の基本構成を示す側面図である。この実施例は、透明な円筒ローラーに替えて中実の円柱ローラー８を使用している点で、第一実施例と異なる。従って、図中、第一実施例と実質上同一の部材には同一符号を用い、それらについての説明は省略する。本実施例では、ローラーの加工が表面だけで済み、容易に入手できるという利点がある。

また、ローラー自身がシリンドリカルレンズの役割を一部果たすので、別途シリンドリカルレンズを設置した場合に比べると照明効率は若干低いものの、シリンドリカルレンズを設置して調整する費用を掛けずに中空パイプ形状のローラーのみの場合より照明効率を上げることができるというメリットがある。

この実施例においても、基本的な作用効果は第一実施例と同様で、既設装置の改造を安易に、かつ、安価に行うことができた。表面欠陥とピンホール欠陥の位置関係と分布の相関を取ることができた。

本発明に係る照明装置を用いた検査装置の第一実施例の基本構成を示す斜視図である。第一実施例にシリンドリカルレンズを組み込んだ場合の図１の右側面図である。本発明に係る照明装置を用いた検査装置の第二実施例の基本構成を示す図２と同様な側面図である。ライン型照明装置の一例の正面図である。

符号の説明

１ラインカメラ
２円筒ローラー
３帯状撮像対象物
４ライン状光源装置
５，６ライン型照明装置
７シリンドリカルレンズ
８円柱ローラー

Claims

撮像対象物を載置し得る表面を有する所定長さの透明な円筒ローラー又は円柱ローラーと、該円筒ローラー又は円柱ローラーの撮像対象物を載置する側とは直径方向反対側において該円筒ローラー又は円柱ローラーに近接配置された光源装置とを備えた照明装置。
前記光源装置は、前記円筒ローラー又は円柱ローラーの長さ方向に延びたライン状光源を含んでいる請求項１に記載の照明装置。
前記光源装置は、前記円筒ローラーと前記ライン状光源との間に配置されていて、前記円筒ローラーの撮像対象物載置面に前記光源からの光を集光させ得るシリンドリカルレンズを含んでいる請求項２に記載の照明装置。
撮像対象物を載置し得る表面を有する所定長さの透明な円筒ローラーと、該円筒ローラー内に封入されたガス放電装置とを備えた照明装置。
撮像対象物を載置し得る表面を有する所定長さの透明な円筒ローラーと、該円筒ローラーの内壁に塗布された蛍光発光体とを備えた照明装置。
請求項１乃至５の何れかに記載の照明装置と、前記照明装置の透明な円筒ローラー又は円柱ローラーの撮像対象物載置面の上方に配置されたラインカメラとを備えた検査装置。
撮像対象物載置面を照明し得る前記円筒ローラー又は円柱ローラーの長さ方向に延びた第２のライン状光源を備えた請求項６に記載の検査装置。
帯状の透明な撮像対象物で前記円筒ローラー又は円柱ローラー表面を抱かせ、前記撮像対象物を前記ラインカメラにより１ライン撮像する毎に前記撮像対象物の裏面と表面への照明を切り換えて二種類の検査画面を得つつ、前記裏面の照明で検出される欠陥と前記表面の照明で検出される欠陥の相互の位置関係を求めることができるようにした請求項７に記載の検査装置。