JP2013007589A - 欠陥検出装置およびその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワークWの表面の検査区域Tから異なる方向から、検査区域Tに向かって照射可能な発光手段(O1・・・O8)と、発光手段(O1・・・O8)が発した光を絞って検査区域Tに照射するためのレンズ手段(L1・・・L8)と、受光部が検査区域Tに正対するように検査区域Tの表面に対して鉛直方向に固定して配置され、発光手段(O1・・・O8)が発した光の検査区域Tにおける反射光を受光可能な撮影手段Cと、撮影手段Cが発光手段(O1・・・O8)の点灯方向に対応して受光部により反射光を受光して、異なる方向からの照光に対応した検査区域Tの表面の画像を撮影するように撮影手段Cを制御する制御部とを備えることを特徴とする欠陥検出装置により解決する。
【選択図】 図1
Description
図2,図3および図4を参照して、本発明の実施例1の欠陥検出装置1について説明する。実施例1は、上述した実施の形態において、全方位の軌道OI上の任意の位置に、固定した複数の発光素子を適用とした形態に対応する。図2は、欠陥検出装置1の外観を示した図である。図3は、図2における断面X−Xで示した検査ヘッド2の断面の概略を示した図である。図4は、欠陥検出装置1を動作させるための、制御系の構成の概略を示した図である。欠陥検出装置1は、検査ヘッド2と、撮像制御部3とを具備する。
照明装置33は制御部32に接続されている。制御部32は、照明装置33に供給させる複数の発光素子21への電圧を調整して、複数の発光素子21のそれぞれの点灯および消灯のタイミング、および発光素子21の輝度を制御可能である。たとえば、複数の発光素子21の全てを消灯しておき、まず、最も端に位置する一の発光素子21を点灯させる。その発光素子21が消灯したタイミングをみて、その発光素子に隣接する発光素子21を点灯させる。これを順次繰り返す。点灯の時間は、たとえば1ミリ秒とすることができる。これにより、列をなした複数の発光素子21が順々に点灯消灯を繰り返すことになる。複数の発光素子21の点灯消灯は、必ずしも、隣接する発光素子21の順序で点灯・消灯を行う必要はなく、点灯した発光素子21の位置に応じて撮影手段23が撮像を行う限り、検査区域5aに対して撮影手段22と発光素子21とのなす角度に対しての検査区域5aの表面映像として関連付けられればよい。すなわち、制御部32は、複数の発光素子21のうちの点灯した発光手段21の位置に応じて撮影手段23が検査区域5aの表面の画像を撮影するように制御し、撮影された表面画像と点灯した発光素子の位置とを関連付けた情報を生成する。生成された情報は、記憶装置(不図示)等に格納することができる。点灯した発光素子の位置は、たとえば、検査対象面(水平面)内の任意の一方向をX軸(たとえば、ワーク支持台6のXテーブル26の可動方向など)とし、これに直交する方向をY軸(たとえば、ワーク支持台6のYテーブル27の可動方向など)とし、水平検査区域5aの表面に対して鉛直方向をZ軸と仮定し、X軸からのZ軸に反時計周りを正とした方向の偏角θと、Z軸からの偏角φとにより、極座標(θ,φ)として表すことができる。実施例1の場合には、複数の発光素子21の全てが固定されているので、それぞれの発光素子に偏角θと偏角φとが一意に割り当てられることになる。検査対象物の面)の方向を変更することなく、異なる方向から光を照射することができるので、どの方向からの照光であろうとも、変換をすることなく検査区域5aの面に対する共通の極座標(θ,φ)として表すことができる。
続いて、図15,図16および図17を参照して、本発明の実施例2の欠陥検出装置1について説明する。実施例2は、実施の形態において、全方位の軌道OI上にそって、発光素子を移動させる形態に対応する。実施例2は、発光素子を移動させて異なる方向から光を検査区域5aに照射する点を除いては、実施例1と同じである。ここでは、実施例1と異なる部分について説明する。図15は、実施例2の欠陥検出装置1の外観を示した図である。図16は図15の矢視Yから見た図であり、図17は矢視Zから見た図である。欠陥検出装置1を動作させるための制御系の構成は図4と同じである。実施例2の欠陥検出装置1も、検査ヘッド2と、撮像制御部3とを具備する。ワーク5も実施例1と同様にワーク支持台6に取り付けられ、ワーク支持台6も実施例1と同様に動作する。
2,8 検出ヘッド
5 ワーク
21,41 発光素子
23 撮影手段
Claims (13)
- 検査対象物の表面に生じた欠陥を検出して判定する欠陥検出装置であって、
前記表面の検査区域に異なる方向から、前記検査区域に向かって照射可能な発光手段と、
前記発光手段が発した光を絞って前記検査区域に照射するためのレンズ手段と、
受光部が前記検査区域に正対するように、前記検査区域の表面に対して鉛直方向に固定して配置され、前記発光手段が発した光の前記検査区域における反射光を受光可能な撮影手段と、
前記撮影手段が前記発光手段の点灯に対応して前記受光部により前記反射光を受光して、異なる方向からの照光に対応した前記検査区域の表面の画像を撮影するように前記撮影手段を制御する制御部とを備えることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1に記載の欠陥検出装置であって、
前記レンズ手段は、前記発光手段が発した光を前記検査区域に平行光線として照射可能であることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1または2に記載した欠陥検出装置であって、
前記欠陥検出装置は画像処理部を備え、
前記画像処理部は、前記撮影手段が撮影した表面画像の画素値に基づいて、前記発光手段の点灯方向に対する反射光強度としての撮影配光分布を生成し、前記撮影配光分布と、正常面において前記発光手段の点灯方向に対する反射光強度としての反射光の配光分布との比較により欠陥の判別を行うことを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項3に記載した欠陥検出装置であって、
前記欠陥の判別は、前記撮影配光分布における反射光強度と、正常面における前記配光分布における反射光強度との比を所定の閾値と比較して判別することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の欠陥検出装置であって、
前記発光手段は複数の発光素子であって、
前記レンズ手段は、複数のコリメータレンズであって、
前記複数の発光素子の各々は、前記表面の検査区域から異なる方向に配置され、
前記複数のコリメータレンズの各々は、前記複数の発光素子の各々が発した光を前記検査区域に照射することが可能であり、
前記制御部は、前記複数の発光素子のそれぞれを連続的に点灯および消灯させ、点灯した発光手段の位置に応じて前記撮影手段が前記検査区域の表面の画像を撮影するように制御し、撮影された画像と点灯した発光素子とを関連付けた情報を生成することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項5に記載した欠陥検出装置であって、
前記複数の発光素子は、球面上に取り付けられていることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項5に記載した欠陥検出装置であって、
前記複数の発光素子は、多面体を構成する部材に取り付けられていることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の欠陥検出装置であって、
前記発光手段は、前記発光手段が前記検査区域を中心として回動可能となる回動手段に取り付けられ、
前記制御部は、前記発光手段の位置に応じて前記検査区域の表面の画像を撮影し、撮影した画像と前記位置とを関連付けた情報を生成することを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項8に記載した欠陥検出装置であって、
前記発光手段は、発光素子とハーフミラーとを備え、
前記レンズ手段は、前記発光素子と前記ハーフミラーとの間に配置されるコリメータレンズであって、
前記回動手段が回動した際に、前記ハーフミラーは前記検査区域の表面から前記受光部に至るまでの光路中に、前記光路に対して45度の傾斜を保つように位置し、
前記発光素子は、前記ハーフミラーに向けて光を照射可能な方向に配置され、
前記受光部が受光する反射光は、前記発光素子から照射された平行光が前記ハーフミラーで反射して前記検査区域に照射され、前記検査区域の表面で反射した反射光が前記ハーフミラーを透過したものであることを特徴とする欠陥検出装置。 - 請求項5から9のいずれか一項に記載した欠陥検出装置であって、
前記発光素子のそれぞれは、発光ダイオード素子であることを特徴とする欠陥検出装置。 - 検査対象物の表面に生じた欠陥を検出して判定する欠陥検出方法であって、
検査対象物の表面の検査区域に異なる方向から、前記検査区域に向かって発光手段から光を発する工程と、
前記発光手段が発した光を絞って前記検査区域に光を照射する工程と、
受光部を前記検査区域に正対させて、前記発光手段の点灯に対応して前記検査区域に照射された光の反射光を受光して、表面画像を撮影する工程と、
前記撮影手段が撮影した表面画像の画素値に基づいて、前記発光手段の点灯方向に対する反射光強度としての撮影配光分布を生成し、前記撮影配光分布と、正常面において前記発光手段の点灯方向に対する反射光強度としての反射光の配光分布との比較により欠陥の判別を行う工程とを備える欠陥検出方法。 - 請求項11に記載の欠陥検出方法であって、
前記レンズ手段は、前記発光手段が発した光を前記検査区域に平行光線として照射可能であることを特徴とする欠陥検出方法。 - 請求項11または12に記載した欠陥検出方法であって、
前記欠陥の判別を行う工程では、前記撮影配光分布における反射光強度と、正常面における前記配光分布における反射光強度との比を、所定の閾値と比較して判別する工程を含むことを特徴とする欠陥検出方法。
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