JP2017161487A - Visual inspection apparatus, visual inspection method, visual inspection program, and computer-readable storage medium, and recorded instrument - Google Patents

Visual inspection apparatus, visual inspection method, visual inspection program, and computer-readable storage medium, and recorded instrument Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow precise visual inspection of a stereoscopic inspection object such as micro needle using image processing.SOLUTION: An average interval between a plurality of projections in an X-axis direction is denoted by L, an average interval in a Y-axis direction by L, a maximum height of an area for visual inspection in height directions of the projections is denoted by H, and a maximum thickness of the projections is denoted by W. When a first optical axis tilt mechanism sets a first optical axis horizontal tilt angle αto be in a range satisfying -W<m*L*sinβcosα-sinα(m*L*cosβ+n*L)<W (conditional expression 1)(m, n are any integers), a first lens inclination mechanism 32 sets a first lens vertical tilt angle θ, and a first image pick-up device tilt mechanism 31 sets a first imaging tilt angle θ, respectively to be in a range in which a first optical axis vertical tilt angle θsatisfies (conditional expression 2).SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、検査対象物の外観を光学的に撮像して検査するための外観検査装置、外観検査方法、外観検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記憶媒体並びに記録した機器に関し、例えばマイクロニードルの検査装置及び検査方法に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus, an appearance inspection method, an appearance inspection program, a computer-readable storage medium, and a recorded device for optically imaging and inspecting the appearance of an inspection object. The present invention relates to an apparatus and an inspection method.

近年、安全性の意識の高まりや製造物責任等の観点から、製品の製造時や出荷前の外観検査の重要性が高まっている。このような検査は、検査対象物の外観を光学カメラで撮像して光学画像を取得し、画像処理等により、形状の異常や異物の付着等がないかを確認して行われている。特に、食品や薬品、医療機器等の分野では、人の体内に取り込まれることから、異物の混入等に対して厳格な対策が求められるところであり、製品の全量に対して外観検査が行われている。特に大量の検査対象物を効率よく、かつ漏れなく処理するためには、目視でなく機械的な画像処理が必須となる。画像処理による外観検査の場合、例えば検査対象物の光学画像を撮像し、エッジ検出等の画像処理により外観形状を抽出し、特徴量に基づく判定やパターン認識等の手法を用いて、異常判定や良品判定を行うことが行われている。   In recent years, the importance of appearance inspection at the time of manufacturing a product or before shipment is increasing from the viewpoint of increasing safety awareness and product liability. Such an inspection is performed by capturing the appearance of an inspection object with an optical camera to obtain an optical image, and confirming that there is no abnormality in the shape or adhesion of foreign matter by image processing or the like. In particular, in the fields of food, medicine, medical equipment, etc., since it is taken into the human body, strict measures against contamination by foreign substances are required, and appearance inspection is performed on the entire amount of products. Yes. In particular, in order to efficiently process a large amount of inspection objects without omission, mechanical image processing, not visual inspection, is essential. In the case of appearance inspection by image processing, for example, an optical image of an inspection object is captured, the appearance shape is extracted by image processing such as edge detection, and an abnormality determination or pattern recognition method is used. Non-defective product judgment is performed.

このような画像処理を用いた外観検査において、判定の精度を向上させるためには、検査対象物の検査対象領域の全体でピントの合った光学画像(以下、本明細書では「合焦点画像」と呼ぶ。)を撮像することが肝要である。仮にピントの合っていない、ぼやけた光学画像に対して画像処理を行うと、エッジ検出等の前処理が正確になされず、その後の処理においても形状の異常や異物の付着を判別し難くなって、誤検出に繋がる虞がある。このため、検査対象領域において一様にピントの合った合焦点画像を取得することが求められている。   In the appearance inspection using such image processing, in order to improve the accuracy of the determination, an optical image focused on the entire inspection target region of the inspection target (hereinafter referred to as “focused image” in this specification). It is important to capture the image. If image processing is performed on a blurred optical image that is not in focus, pre-processing such as edge detection will not be performed accurately, and it will be difficult to determine abnormal shapes or adhesion of foreign objects in subsequent processing. There is a risk of erroneous detection. For this reason, it is required to obtain a focused image that is uniformly focused in the region to be inspected.

この場合、検査対象物の形状が平面的であれば、合焦点画像の撮像は比較的容易であるものの、立体的な形状や配列の場合は、このような撮像が困難となる。一例として、図76A〜図78に示すようなマイクロニードルアレイを検査対象物とする場合について説明する。マイクロニードルアレイは、皮膚の表皮層に微小な針を穿刺して薬剤を投与する経皮吸収促進デバイスである(例えば特許文献1)。一般には図76Aの平面図、図77の斜視図及び図78の拡大写真に示すように、円形等、平板状の基板SUBの上面に、多数の微細針(マイクロニードルMN)がXY平面に均一に並べられている。このような多数のマイクロニードルMNのそれぞれに対して、例えば図79の拡大斜視図に示すような先端部分の折れや欠け、曲がりが発生していないかどうか、充填不足による先端部の成型不良、充填中の気泡の発生等を検査する必要がある。   In this case, if the shape of the inspection object is planar, it is relatively easy to capture a focused image. However, in the case of a three-dimensional shape and arrangement, such imaging is difficult. As an example, a case where a microneedle array as shown in FIGS. The microneedle array is a percutaneous absorption promotion device that administers a drug by puncturing a fine needle in the epidermis layer of the skin (for example, Patent Document 1). In general, as shown in the plan view of FIG. 76A, the perspective view of FIG. 77, and the enlarged photograph of FIG. 78, a large number of microneedles (microneedles MN) are uniformly on the XY plane on the upper surface of a flat substrate SUB such as a circle. Are listed. For each of such a large number of microneedles MN, for example, whether or not the tip portion is bent, chipped or bent as shown in the enlarged perspective view of FIG. It is necessary to inspect the generation of bubbles during filling.

しかしながら、マイクロニードルアレイのすべてのマイクロニードルの外表面を検査することは困難を極める。すなわち、マイクロニードルアレイの上面から平面図を撮像したのでは、図80に示すような状態となって、マイクロニードルの先端部分の形状を十分に把握することができない。よって、図78の拡大斜視図に示すように、斜め上方から見た斜視図を撮像する必要がある。また各マイクロニードルは微細な立体構造物であり死角が多いため、複数方向からの外観検査も必要となる。よって複数枚の光学画像を撮像する必要があるところ、検査の効率を考えると製造時にインラインでの外観検査が可能となるよう、光学画像の撮像に要するタクトタイムを極力短くする必要がある。   However, it is extremely difficult to inspect the outer surface of every microneedle of the microneedle array. That is, if a plan view is imaged from the upper surface of the microneedle array, the state shown in FIG. 80 is obtained, and the shape of the tip portion of the microneedle cannot be sufficiently grasped. Therefore, as shown in the enlarged perspective view of FIG. 78, it is necessary to image a perspective view as viewed obliquely from above. Moreover, since each microneedle is a fine three-dimensional structure and has many blind spots, appearance inspection from a plurality of directions is also required. Therefore, when it is necessary to capture a plurality of optical images, it is necessary to shorten the tact time required to capture the optical image as much as possible so that in-line appearance inspection is possible at the time of manufacture in consideration of inspection efficiency.

例えば、奥行きのある検査対象物に対して、焦点を合わせるため、フォーカス位置を異ならせた画像を複数枚撮像し、合焦領域のみを抽出して重ねる、深度合成画像(「合焦画像」、「多重フォーカス画像」等とも呼ばれる。)を生成する方法が考えられる。しかしながら、この方法では予めフォーカス位置を異ならせた複数の画像を撮像し、さらにこれらを合成する演算処理時間を要する。このため、深度合成画像を得るには一般に相応のタクトタイムを必要とし、製造ラインにインラインで実装する検査用途のような高速化が求められる場面には適しない。   For example, in order to focus on an inspection object having a depth, a plurality of images with different focus positions are captured, and only a focus area is extracted and superimposed, a depth composite image (“focus image”, A method of generating “multi-focus image” or the like) is conceivable. However, this method requires a calculation processing time for capturing a plurality of images with different focus positions and combining them. For this reason, in general, a suitable tact time is required to obtain a depth composite image, and it is not suitable for a scene in which high speed is required such as an inspection application mounted in-line on a production line.

特開2015−16362号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-16362

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものである。本発明の目的の一は、立体的な検査対象物の外観検査を精度よく画像処理にて実現可能な外観検査装置、外観検査方法、外観検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記憶媒体並びに記録した機器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a situation. An object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus, an appearance inspection method, an appearance inspection program, a computer-readable storage medium, and a recorded device capable of accurately performing an appearance inspection of a three-dimensional inspection object by image processing. Is to provide.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

以上の目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る外観検査装置によれば、立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査装置であって、検査対象物の光学画像を撮像するための第一撮像素子と、検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、前記第一光軸を、平面視において突起物の列方向に対して傾斜させた第一光軸水平傾斜角αOA1(0<αOA1<90°)と、側面視において検査対象領域の平面に対して傾斜させた第一光軸垂直傾斜角θOA1(0<θOA1<90°)とを調整するための第一光軸傾斜機構とを備え、複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる検査対象領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、前記第一光軸傾斜機構でもって第一光軸水平傾斜角αOA1
−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1:m、nは任意の整数)
を満たす範囲に設定したとき、前記第一光軸傾斜機構でもって第一光軸垂直傾斜角θOA1
(条件式2)
を満たす範囲に設定することができる。上記構成により、複数の突起物がXY平面上に規則正しく配列された検査対象物の外観検査に際して、パラメータを所定範囲に収めるよう第一撮像素子傾斜機構や第一レンズ傾斜機構を調整するのみで、側面から撮像した際に背面側の突起物が前面側の突起物の影になって外観検査ができなくなる事態を回避できる。特に、従来のように実際に撮像素子や結像レンズを配置し、試行錯誤を繰り返しながら最適な設置条件を見出す作業を経ることなく、突起物の太さや高さ、間隔といった所期のパラメータに応じて、第一撮像素子傾斜機構や第一レンズ傾斜機構を設定するのみで、外観検査に必要な設置条件を決定することができ、面倒な調整作業の大幅な省力化が可能となる。
In order to achieve the above object, according to the appearance inspection apparatus according to the first aspect of the present invention, a three-dimensional projection is crossed at the X axis and an angle β (0 <β ≦ 90 °). An appearance inspection apparatus for performing an appearance inspection by imaging an inspection object region of an inspection object arranged in a plurality of rows on an XY plane defined by an axis, for capturing an optical image of the inspection object The first imaging element, the first imaging lens arranged on the first optical axis of the first imaging element for imaging the inspection object, and the first optical axis in the row direction of the protrusions in plan view The first optical axis horizontal inclination angle α OA1 (0 <α OA1 <90 °) inclined with respect to the first optical axis vertical inclination angle θ OA1 (0 <α OA1 <90 °) and the first optical axis vertical inclination angle θ OA1 ( 0 <θ OA1 <90 °) and a first optical axis tilting mechanism for adjusting, put the plurality of protrusions, in the X-axis direction The average interval of the projection between L x, the average distance in the Y-axis direction L y, of the height direction of the projections, the maximum height of the inspection areas to be visual inspection H, of each protrusion When the maximum thickness is W, the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 is set to −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1: m, n is an arbitrary integer)
When the range is set to satisfy the first optical axis tilt mechanism θ OA1 with the first optical axis tilt mechanism.
(Condition 2)
The range can be set to satisfy. With the above configuration, at the time of visual inspection of an inspection object in which a plurality of protrusions are regularly arranged on the XY plane, only by adjusting the first image sensor tilt mechanism and the first lens tilt mechanism so that the parameters fall within a predetermined range, When the image is taken from the side, it is possible to avoid a situation where the projection on the back side becomes a shadow of the projection on the front side and the appearance inspection cannot be performed. In particular, the actual parameters such as the thickness, height, and spacing of the protrusions can be set without going through the process of finding the optimal installation conditions through repeated trial and error by actually arranging the image sensor and imaging lens as in the past. Accordingly, only by setting the first image sensor tilt mechanism and the first lens tilt mechanism, the installation conditions necessary for the appearance inspection can be determined, and the labor-saving adjustment work can be greatly saved.

また、第2の態様に係る外観検査装置によれば、前記第一光軸傾斜機構は、前記第一光軸水平傾斜角αOA1が前記条件式1を満たさない範囲に設定されたとき、前記条件式2によらず、任意の第一光軸垂直傾斜角θOA1に設定可能とすることができる。上記構成により、複数の突起物がXY平面上に規則正しく配列された検査対象物の外観検査に際して、側面から撮像しても背面側の突起物が前面側の突起物の影になって外観検査ができなくなる事態が生じない場合には、斜め上方に観察方向を変化させる角度を任意に設定可能として、外観検査の自由度を向上させることができる。 Further, according to the visual inspection apparatus according to the second aspect, when the first optical axis tilt mechanism is set in a range where the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 does not satisfy the conditional expression 1, Regardless of the conditional expression 2, it can be set to an arbitrary first optical axis vertical inclination angle θ OA1 . With the above configuration, in the appearance inspection of the inspection object in which a plurality of protrusions are regularly arranged on the XY plane, the protrusion on the back side becomes a shadow of the protrusion on the front side even when imaged from the side, and the appearance inspection is performed. When the situation where it cannot be performed does not occur, an angle for changing the observation direction obliquely upward can be arbitrarily set, and the degree of freedom of the appearance inspection can be improved.

さらに、第3の態様に係る外観検査装置によれば、突起物の先端が先細り状となっている場合に、前記条件式2を
Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the third aspect, when the tip of the projection is tapered, the conditional expression 2 is

とすることができる。上記構成により、円錐形の微小針のような検査対象物に対して、先端部分の先細り部分の外観検査を効率よく行える利点が得られる。   It can be. With the configuration described above, there is an advantage that the appearance inspection of the tapered portion of the tip portion can be efficiently performed on the inspection object such as the conical micro needle.

さらにまた、第4の態様に係る外観検査装置によれば、
Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the fourth aspect,

(条件式3)
を満たすm、nに対して、
−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式4)
を満たす第一光軸水平傾斜角αOA1となるよう、前記第一光軸傾斜機構でもって前記第一光軸水平傾斜角αOA1を固定値に設定することができる。
(Condition 3)
For m and n satisfying
−W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 4)
The so that the first optical axis horizontal tilt angle alpha OA1 satisfying, the first optical axis horizontal tilt angle alpha OA1 with by the first optical axis tilting mechanism can be set to a fixed value.

さらにまた、第5の態様に係る外観検査装置によれば、Hを各突起物の平均高さ、Wを平均太さとできる。上記構成により、突起物の一部のみならず全体を外観検査することも可能となる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the fifth aspect, H can be the average height of each protrusion, and W can be the average thickness. With the above configuration, it is possible to inspect the appearance of not only a part of the projection but also the whole.

さらにまた、第6の態様に係る外観検査装置によれば、前記第一光軸傾斜機構が、前記第一結像レンズの主点を含む主平面と検査対象領域とがなす第一レンズ垂直傾斜角θL1を調整するための第一レンズ垂直傾斜機構と、前記第一撮像素子の受光面と検査対象領域とがなす第一撮像傾斜角θI1を調整するための第一撮像垂直傾斜機構とを備えており、検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面の各延長線が、シャインプルーフの原理に従い一点で交差するように、前記第一レンズ垂直傾斜機構で第一レンズ垂直傾斜角θL1を、前記第一撮像垂直傾斜機構で第一撮像傾斜角θI1を、それぞれ異なる角度に調整して、検査対象領域の各位置で合焦された光学画像を前記第一撮像素子で撮像可能とすることができる。上記構成により、検査対象領域の広範囲でピントの合った光学画像を取得することが可能となり、さらに複数列の突起物同士が重なり合って視認できなくなる事態を回避でき、信頼性の高い外観検査が実現される。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the sixth aspect, the first optical axis tilting mechanism is a first lens vertical tilt formed by a main plane including the main point of the first imaging lens and a region to be inspected. A first lens vertical tilt mechanism for adjusting the angle θ L1 , and a first imaging vertical tilt mechanism for adjusting the first image tilt angle θ I1 formed by the light receiving surface of the first image sensor and the inspection target region; The first object is arranged such that the inspection target area, the main plane of the first imaging lens, and the extended lines of the light receiving surface of the first imaging element intersect at one point according to the Scheinproof principle. The first lens vertical tilt angle θ L1 is adjusted by the lens vertical tilt mechanism, and the first image tilt angle θ I1 is adjusted by the first imaging vertical tilt mechanism to different angles, and is focused at each position in the inspection target area. An optical image can be captured by the first image sensor. With the above configuration, it is possible to acquire a focused optical image over a wide area of the inspection target area, and it is possible to avoid the situation where multiple rows of projections overlap each other and become invisible, realizing a highly reliable appearance inspection Is done.

さらにまた、第7の態様に係る外観検査装置によれば、立体的な突起物を複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査装置であって、検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子と、検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、前記第一結像レンズの主点を含む主平面に対する、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1、前記第一撮像素子の受光面に対する、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1を、前記第一撮像素子及び/又は第一結像レンズを、第一光軸に対して相対的に傾斜させることで調整可能な第一光軸傾斜機構と、を備え、前記第一光軸傾斜機構は、検査対象物の検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面の各延長線が、シャインプルーフの原理に従い一点で交差するように、第一レンズ垂直傾斜角θL1、第一撮像傾斜角θI1をそれぞれ異なる角度に調整可能とできる。上記構成により、第一撮像素子はシャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された光学画像を撮像することが可能となる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the seventh aspect, the visual inspection apparatus for performing visual inspection by imaging the inspection target area of the inspection target formed by arranging the three-dimensional protrusions in a plurality of rows. A first imaging element that captures an optical image of the inspection object; a first imaging lens that is disposed on a first optical axis of the first imaging element that images the inspection object; The first lens vertical inclination angle θ L1 with respect to the inspection target area with respect to the main plane including the principal point of the image lens, and the first imaging inclination angle θ I1 with respect to the inspection target area with respect to the light receiving surface of the first imaging element, A first optical axis tilting mechanism that can be adjusted by tilting the imaging element and / or the first imaging lens relative to the first optical axis. An inspection object region of the object, a main plane of the first imaging lens, and the first Each extension line of the light receiving surface of the image elements, so as to intersect at one point in accordance with the principles of the Scheimpflug first lens vertical inclination angle theta L1, it can be adjusted the first imaging tilt angle theta I1 is varied to different angles. With the above configuration, the first image sensor can capture an optical image focused at each position in the inspection target area in accordance with the principle of Scheinproof.

さらにまた、第8の態様に係る外観検査装置によれば、前記第一光軸傾斜機構が、前記第一レンズ垂直傾斜角θL1を26°〜60°、前記第一撮像傾斜角θI1を48°〜70°に、それぞれ設定できる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the eighth aspect, the first optical axis tilting mechanism has the first lens vertical tilt angle θ L1 of 26 ° to 60 ° and the first imaging tilt angle θ I1 . Each can be set to 48 ° to 70 °.

さらにまた、第9の態様に係る外観検査装置によれば、前記第一光軸傾斜機構は、前記第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を調整可能な第一レンズ傾斜機構と、前記第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を調整可能な第一撮像素子傾斜機構とを備えることができる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the ninth aspect, the first optical axis tilting mechanism has a first lens vertical tilt with respect to the inspection target region with respect to a main plane including the main point of the first imaging lens. An angle θ L1 and a first lens horizontal inclination angle α L1 (0 <α L1 <90 °) obtained by inclining the first optical axis of the first imaging lens with respect to the row direction of the protrusions in plan view. An adjustable first lens tilt mechanism, a first imaging tilt angle θ I1 with respect to the inspection target region with respect to the light receiving surface of the first image sensor, and a projection of the first optical axis of the first image sensor in plan view A first image sensor tilt mechanism capable of adjusting a first image sensor horizontal tilt angle α I1 (0 <α I1 <90 °) tilted with respect to the column direction of the object.

さらにまた、第10の態様に係る外観検査装置によれば、前記第一光軸傾斜機構は、筒状の内部に、前記第一結像レンズと、前記第一撮像素子を共通の第一光軸上に配置した鏡筒を備えており、前記鏡筒内で、前記第一結像レンズは固定され、前記第一撮像素子は回転軸を中心に回転自在に支持されており、前記第一撮像素子傾斜機構は、前記鏡筒内で、前記第一撮像素子を回動させて第一撮像傾斜角θI1を調整可能としており、前記第一レンズ傾斜機構は、前記鏡筒を傾斜させる鏡筒傾斜機構でもって、前記鏡筒内で固定された前記第一結像レンズの第一レンズ垂直傾斜角θL1を調整可能とできる。上記構成により、鏡筒傾斜機構でもって、第一結像レンズ傾斜機構を実現しつつ、鏡筒内では第一結像レンズを固定して第一撮像素子側を傾斜させることで、シャインプルーフの原理に従った傾斜角度に第一結像レンズと第一撮像素子を調整することが可能となり、傾斜角度の調整作業を容易に行える利点が得られる。さらに、従来のように第一撮像素子側を固定して第一結像レンズ側を傾斜させる構成と比べ、第一撮像素子の傾斜範囲を大きく変化させることが可能となり、より傾斜させた姿勢での合焦画像の撮像が可能となる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the tenth aspect, the first optical axis tilting mechanism has a first light common to the first imaging lens and the first imaging element in a cylindrical shape. The first imaging lens is fixed in the lens barrel, and the first imaging element is supported rotatably about a rotation axis. The imaging element tilting mechanism can adjust the first imaging tilt angle θ I1 by rotating the first imaging element in the barrel, and the first lens tilting mechanism is a mirror that tilts the barrel. With the tube tilt mechanism, the first lens vertical tilt angle θ L1 of the first imaging lens fixed in the lens barrel can be adjusted. With the above configuration, the first imaging lens tilting mechanism is realized with the lens barrel tilting mechanism, and the first imaging lens is fixed in the lens barrel and the first imaging element side is tilted, thereby It becomes possible to adjust the first imaging lens and the first image sensor to the inclination angle according to the principle, and there is an advantage that the adjustment operation of the inclination angle can be easily performed. Furthermore, compared with the conventional configuration in which the first image sensor side is fixed and the first imaging lens side is tilted, the tilt range of the first image sensor can be greatly changed, and the tilted posture is further increased. The in-focus image can be captured.

さらにまた、第11の態様に係る外観検査装置によれば、さらに検査対象物に対して照明光を照射するための照明部と、平面視において第一光軸の方向に対して、前記照明部の照明光の進行方向を傾斜させた照明水平傾斜角αLSと、前記照明部の照明光の垂直面内の照明垂直傾斜角θLSを調整可能な照明傾斜機構を備えることができる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the eleventh aspect, the illumination unit for irradiating the inspection object with illumination light, and the illumination unit with respect to the direction of the first optical axis in plan view An illumination tilt mechanism capable of adjusting the illumination horizontal tilt angle α LS in which the traveling direction of the illumination light is tilted and the illumination vertical tilt angle θ LS in the vertical plane of the illumination light of the illumination unit can be provided.

さらにまた、第12の態様に係る外観検査装置によれば、前記照明傾斜機構で、前記照明垂直傾斜角θLSを30°以下に設定できる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twelfth aspect, the illumination vertical inclination angle θ LS can be set to 30 ° or less by the illumination inclination mechanism.

さらにまた、第13の態様に係る外観検査装置によれば、前記照明傾斜機構で、前記照明水平傾斜角αLSを0°〜90°に設定できる。 Furthermore, according to the appearance inspection apparatus according to a thirteenth aspect, in the illumination tilting mechanism, the illumination horizontal tilt angle alpha LS can be set to 0 ° to 90 °.

さらにまた、第14の態様に係る外観検査装置によれば、さらに検査対象物の光学画像を撮像する第二撮像素子と、検査対象物を撮像する前記第二撮像素子の第二光軸上に配置された第二結像レンズと、前記第二結像レンズの主点を含む主平面及び前記第二撮像素子の受光面に対しそれぞれ、検査対象領域に対する第二レンズ垂直傾斜角θL2、第二撮像傾斜角θI2を調整可能で、かつ平面視において前記第二撮像素子の第二光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第二光軸水平傾斜角αOA2を調整可能な第二光軸傾斜機構とを備えることができる。上記構成により、同一の検査対象物を異なる角度から撮像することにより、一方の側からでは判別できない異常を別の視点から確認可能として、外観検査の信頼性を一層高めることが可能となる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the fourteenth aspect, on the second optical axis of the second image pickup device that picks up an optical image of the inspection object and the second image pickup device that picks up the inspection object. The second imaging lens, the main plane including the principal point of the second imaging lens, and the light receiving surface of the second imaging element, respectively, the second lens vertical tilt angle θ L2 with respect to the inspection target region, Two imaging inclination angles θ I2 can be adjusted, and the second optical axis horizontal inclination angle α OA2 in which the second optical axis of the second imaging element is inclined with respect to the column direction of the protrusions in a plan view can be adjusted A second optical axis tilting mechanism. With the above configuration, by imaging the same inspection object from different angles, it is possible to check an abnormality that cannot be determined from one side from another viewpoint, and it is possible to further improve the reliability of the appearance inspection.

さらにまた、第15の態様に係る外観検査装置によれば、前記第二撮像素子は、第一光軸水平傾斜角αOA1と正負が異なる第二光軸水平傾斜角αOA2で設置できる。上記構成により、第二撮像素子を第一撮像素子と逆側に配置して裏面側の光学画像を撮像可能とできる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the fifteenth aspect, the second image sensor can be installed at a second optical axis horizontal inclination angle α OA2 that is different from the first optical axis horizontal inclination angle α OA1 . With the above configuration, the second image sensor can be disposed on the opposite side of the first image sensor, and an optical image on the back side can be captured.

さらにまた、第16の態様に係る外観検査装置によれば、前記第二撮像素子と第一撮像素子のなす水平傾斜角度αOA1+OA2を、45°〜135°とできる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the sixteenth aspect, the horizontal inclination angle α OA1 + OA2 formed by the second image sensor and the first image sensor can be set to 45 ° to 135 °.

さらにまた、第17の態様に係る外観検査装置によれば、さらに光学画像に対して、画像処理を行い、異常の有無を判別するための画像処理部と、検査対象物をライン上に搬送するための搬送部とを備え、前記画像処理部は、前記搬送部で搬送される検査対象物に対して外観検査を行うよう構成できる。上記構成により、ライン上を搬送される検査対象物に対しても、一度の撮像で合焦された光学画像を画像処理することで、処理の高速化が要求される製造ライン等においても信頼性の高い外観検査が実現される。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the seventeenth aspect, the optical processing is further performed on the optical image, and the image processing unit for determining whether there is an abnormality and the inspection object are conveyed on the line. And the image processing unit can be configured to perform an appearance inspection on the inspection object conveyed by the conveyance unit. With the above configuration, even for inspection objects transported on the line, the optical image focused by a single imaging process is image-processed, making it reliable even in production lines that require high-speed processing. High appearance inspection is realized.

さらにまた、第18の態様に係る外観検査装置によれば、さらに前記搬送部で搬送される検査対象物を、所定の姿勢に位置決めするための検査対象物姿勢ガイド機構を備えており、前記検査対象物姿勢ガイド機構で位置決めされた検査対象物の光学画像を、前記第一撮像素子で撮像するよう構成できる。上記構成により、撮像前に検査対象物の回転位置等の姿勢が検査対象物姿勢ガイド機構によって一義的に規定されるため、常に同じ姿勢の検査対象物の光学画像を撮像することができ、後の画像処理等において有利となる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the eighteenth aspect, the inspection object posture guide mechanism for positioning the inspection object conveyed by the conveyance unit in a predetermined attitude is further provided, An optical image of the inspection object positioned by the object posture guide mechanism can be configured to be captured by the first image sensor. With the above configuration, since the posture such as the rotation position of the inspection object is uniquely defined by the inspection object posture guide mechanism before imaging, an optical image of the inspection object having the same posture can always be captured. This is advantageous in image processing.

さらにまた、第19の態様に係る外観検査装置によれば、前記画像処理部が、光学画像からエッジを抽出したエッジ画像を生成するエッジ画像生成部を備えており、前記画像処理部は、前記エッジ画像生成部で生成されたエッジ画像に基づいて、予め登録された基準形態と対比することにより、正常又は異常を判定するよう構成できる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the nineteenth aspect, the image processing unit includes an edge image generation unit that generates an edge image obtained by extracting an edge from an optical image, and the image processing unit Based on the edge image generated by the edge image generation unit, it can be configured to determine normality or abnormality by comparing with a reference form registered in advance.

さらにまた、第20の態様に係る外観検査装置によれば、前記画像処理部が、検査対象物に対して形状が処理の前後で変化する所定の表面処理が正常に行われたか否かを判定するものであって、前記画像処理部が、処理の前後で撮像された検査対象物の光学画像に対して、差分を抽出するための差分抽出部を備えており、前記差分抽出部で抽出された差分量に基づき、所定の表面処理が正常に行われたか否かを判定するよう構成できる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twentieth aspect, the image processing unit determines whether or not a predetermined surface treatment whose shape changes before and after the processing is normally performed on the inspection object. The image processing unit includes a difference extraction unit for extracting a difference with respect to the optical image of the inspection object captured before and after the process, and is extracted by the difference extraction unit. Based on the difference amount, it can be configured to determine whether or not the predetermined surface treatment has been performed normally.

さらにまた、第21の態様に係る外観検査装置によれば、前記所定の表面処理が、検査対象物に対して被覆材を塗布する被覆処理であり、前記差分抽出部が、該被覆処理の前後で撮像された検査対象物の光学画像に対して、差分を抽出することにより得られる差分量に基づき、被覆材の塗布量を算出するよう構成できる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twenty-first aspect, the predetermined surface treatment is a coating process for applying a coating material to an inspection object, and the difference extraction unit is configured to perform before and after the coating process. The coating amount of the covering material can be calculated based on the difference amount obtained by extracting the difference with respect to the optical image of the inspection object imaged in (1).

さらにまた、第22の態様に係る外観検査装置によれば、さらに複数の検査対象物をそれぞれ撮像した複数枚の第一光学画像と、前記複数の検査対象物に対して所定の表面処理を施した後に撮像した複数の第二光学画像との対応関係を特定する対応関係特定部を備えており、前記差分抽出部が、前記対応関係特定部に従い、一の検査対象物の第一光学画像と、該第一光学画像と対応する第二光学画像とを選択して差分量を抽出するよう構成できる。上記構成により、各検査対象物毎に正確な差分量を個別に抽出することが可能となり、外観検査の精度を向上させることができる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twenty-second aspect, a plurality of first optical images obtained by imaging a plurality of inspection objects, respectively, and a predetermined surface treatment is performed on the plurality of inspection objects. A correspondence relationship identifying unit that identifies a correspondence relationship with a plurality of second optical images captured after the imaging, and the difference extraction unit, according to the correspondence relationship identifying unit, and a first optical image of one inspection object The difference amount can be extracted by selecting the first optical image and the corresponding second optical image. With the above configuration, it is possible to individually extract an accurate difference amount for each inspection object, and to improve the accuracy of appearance inspection.

さらにまた、第23の態様に係る外観検査装置によれば、さらに検査対象物が前記搬送部で搬送されて所定位置に達したことを検出してトリガ信号を生成するためのトリガ生成部と、前記トリガ生成部と接続され、該トリガ生成部が生成したトリガ信号を受けるタイミングに基づいて、前記第一撮像素子で検査対象物を撮像するタイミングを制御するための撮像タイミング制御部とを備えることができる。上記構成により、トリガ生成部が発するトリガ信号に基づいて光学画像を撮像可能となり、搬送部で搬送される複数の検査対象物に対して撮像タイミングを適切に制御することが可能となる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twenty-third aspect, a trigger generation unit for generating a trigger signal by detecting that the inspection object is further conveyed by the conveyance unit and has reached a predetermined position; An imaging timing control unit that is connected to the trigger generation unit and controls the timing of imaging the inspection object with the first imaging element based on the timing of receiving the trigger signal generated by the trigger generation unit; Can do. With the above configuration, an optical image can be captured based on the trigger signal generated by the trigger generation unit, and the imaging timing can be appropriately controlled for a plurality of inspection objects conveyed by the conveyance unit.

さらにまた、第24の態様に係る外観検査装置によれば、検査対象物を、透光性を有する素材で構成することができる。上記構成により、金属製の検査対象物と異なり、透光性を有し撮像が困難な検査対象物に対しても、照明光を調整して画像処理に適した光学画像の取得が可能となる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twenty-fourth aspect, the inspection object can be made of a material having translucency. With the above configuration, unlike a metal inspection object, it is possible to obtain an optical image suitable for image processing by adjusting illumination light even for an inspection object that is translucent and difficult to image. .

さらにまた、第25の態様に係る外観検査装置によれば、検査対象物がマイクロニードルアレイとできる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twenty-fifth aspect, the inspection object can be a microneedle array.

さらにまた、第26の態様に係る外観検査装置によれば、前記マイクロニードルアレイを生分解性樹脂製で構成できる。   Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twenty-sixth aspect, the microneedle array can be made of a biodegradable resin.

さらにまた、第27の態様に係る外観検査装置によれば、先端を円錐状とする細長いマイクロニードルを複数の、X軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなるマイクロニードルアレイを撮像して、少なくとも各マイクロニードルの先端部分を含む検査対象領域の外観検査を行うための外観検査装置であって、マイクロニードルアレイの光学画像を撮像する第一撮像素子と、マイクロニードルアレイを撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、前記第一結像レンズの主点を含む主平面と検査対象領域とがなす第一レンズ垂直傾斜角θL1、前記第一撮像素子の受光面と検査対象領域とがなす第一撮像傾斜角θI1を調整するための傾斜機構と、前記第一撮像素子で撮像されるマイクロニードルアレイに対して、照明光を照射するための照明部と、前記第一撮像素子で撮像された光学画像に対して、画像処理を行い、異常の有無を判別するための画像処理部と、マイクロニードルアレイをライン上に搬送するための搬送部とを備え、前記傾斜機構が、マイクロニードルアレイの検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面が、一点で交差するように前記第一レンズ垂直傾斜角θL1、第一撮像傾斜角θI1をそれぞれ異なる角度に調整して、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された光学画像を撮像可能としており、前記画像処理部は、前記搬送部で搬送中のマイクロニードルアレイを撮像した、前記合焦された光学画像に対して、インラインで外観検査を行うよう構成できる。 Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twenty-seventh aspect, a plurality of elongate microneedles having a conical tip are arranged on a plurality of X axes and a Y axis that intersects this with an angle β (0 <β ≦ 90 °). An appearance inspection apparatus for imaging a microneedle array arranged in a plurality of rows on a prescribed XY plane and performing an appearance inspection of an inspection target region including at least a tip portion of each microneedle. A first imaging element for imaging an optical image of the array; a first imaging lens disposed on a first optical axis of the first imaging element for imaging a microneedle array; and a principal point of the first imaging lens A first lens vertical inclination angle θ L1 formed by a main plane including the inspection target area and an inclination mechanism for adjusting a first imaging inclination angle θ I1 formed by the light receiving surface of the first image sensor and the inspection target area; The first imaging In order to determine whether there is an abnormality by performing image processing on the illumination unit for irradiating illumination light to the microneedle array imaged by the child and the optical image captured by the first image sensor An image processing unit and a transport unit for transporting the microneedle array onto the line, and the tilt mechanism includes an inspection target region of the microneedle array, a main plane of the first imaging lens, and the first The first lens vertical inclination angle θ L1 and the first imaging inclination angle θ I1 are adjusted to different angles so that the light receiving surfaces of one image sensor intersect at one point, and each of the inspection target areas is adjusted according to the Scheinproof principle. An optical image focused at a position can be picked up, and the image processing unit outputs the focused optical image obtained by picking up the microneedle array being transferred by the transfer unit inline. Inspection can be configured to perform.

さらにまた、第28の態様に係る外観検査装置によれば、複数のマイクロニードルの、X軸方向におけるマイクロニードル同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各マイクロニードルの高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各マイクロニードルの最大太さをWとするとき、前記第一レンズ傾斜機構でもって第一光軸水平傾斜角αOA1が次式
−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)を満たす範囲に設定されているとき、前記第一レンズ傾斜機構でもって前記第一レンズ垂直傾斜角θL1を、前記第一撮像素子傾斜機構でもって前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれ第一光軸垂直傾斜角θOA1が次式
Furthermore, according to the visual inspection apparatus according to the twenty-eighth aspect, the average interval between the microneedles in the X-axis direction of the plurality of microneedles is L x , the average interval in the Y-axis direction is L y , and When the maximum height of the region to be inspected in the height direction is H, and the maximum thickness of each microneedle is W, the first optical axis horizontal inclination angle α OA1 with the first lens inclination mechanism. There the formula -W <m · L x · sinβcosα OA1 -sinα OA1 (m · L x · cosβ + n · L y) <W ( condition 1)
(M and n are arbitrary integers) when set in a range that satisfies the first lens tilt mechanism, the first lens vertical tilt angle θ L1 is set by the first image sensor tilt mechanism. The imaging tilt angle θ I1 is the first optical axis vertical tilt angle θ OA1

(条件式2)
を満たす範囲に設定できる。
(Condition 2)
It can be set to a range that satisfies.

さらにまた、第29の態様に係る外観検査方法によれば、立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行う外観検査方法であって、前記第一撮像素子で検査対象物の光学画像を撮像する工程と、前記撮像された光学画像に対し、画像処理によって外観検査を行う工程とを含み、検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子を、該第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を調整する第一撮像素子傾斜機構と、検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズを、該第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を調整する第一レンズ傾斜機構とで、複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、前記第一レンズ傾斜機構でもって第一光軸水平傾斜角αOA1が次式−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)
を満たし、かつ前記第一レンズ垂直傾斜角θL1と、前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれθOA1が次式
Furthermore, according to the appearance inspection method according to the twenty-ninth aspect, the three-dimensional protrusion is placed on the XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting with this at an angle β (0 <β ≦ 90 °). An appearance inspection method for performing an appearance inspection by imaging an inspection object region of an inspection object arranged in a plurality of rows, the optical image of the inspection object being captured by the first image sensor, and the captured image A first image pickup device for picking up an optical image of the inspection object with respect to the light receiving surface of the first image pickup device, and a first inspection for the inspection target region. The first imaging element horizontal inclination angle α I1 (0 <α I1 <90 °) obtained by inclining the imaging inclination angle θ I1 and the first optical axis of the first imaging element in a plan view with respect to the column direction of the protrusions. ) For adjusting the first imaging element and the first imaging for imaging the inspection object The first imaging lens disposed on the first optical axis of the element is compared with the main plane including the principal point of the first imaging lens, the first lens vertical inclination angle θ L1 with respect to the inspection target region, and in plan view A first lens tilt mechanism for adjusting a first lens horizontal tilt angle α L1 (0 <α L1 <90 °) in which the first optical axis of the first imaging lens is tilted with respect to the row direction of the projections The average interval between the protrusions in the X-axis direction of the plurality of protrusions is L x , the average interval in the Y-axis direction is L y , and the area to be subjected to appearance inspection in the height direction of each protrusion When the maximum height of each projection is H and the maximum thickness of each protrusion is W, the first optical axis horizontal inclination angle α OA1 is expressed by the following formula: −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1)
(M and n are arbitrary integers)
And the first lens vertical inclination angle θ L1 and the first imaging inclination angle θ I1 are respectively expressed by the following equations:

(条件式2)
を満たす範囲に設定できる。これにより、複数の突起物がXY平面上に規則正しく配列された検査対象物の外観検査に際して、側面から(θ=0)撮像した際に背面側の突起物が前面側の突起物の影になって外観検査ができなくなる事態を回避し、一回の撮像で突起物の全体が表示された光学画像を取得して外観検査を行うことが可能となる。
(Condition 2)
It can be set to a range that satisfies. As a result, in the appearance inspection of the inspection object in which a plurality of protrusions are regularly arranged on the XY plane, the protrusion on the back side becomes the shadow of the protrusion on the front side when imaged from the side surface (θ = 0). Thus, it becomes possible to avoid the situation where the appearance inspection cannot be performed, and to obtain the optical image on which the entire protrusion is displayed by one imaging, and to perform the appearance inspection.

さらにまた、第30の態様に係る外観検査方法によれば、立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行う外観検査方法であって、検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子を、該第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を第一撮像素子傾斜機構で調整すると共に、検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズを、該第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を第一レンズ傾斜機構で調整する工程とを含み、複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、前記第一レンズ傾斜機構でもって第一光軸水平傾斜角αOA1が次式−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)(m、nは任意の整数)を満たす範囲に設定したとき、前記第一レンズ傾斜機構でもって前記第一レンズ垂直傾斜角θL1を、前記第一撮像素子傾斜機構でもって前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれθOA1が次式 Furthermore, according to the appearance inspection method according to the thirtieth aspect, the three-dimensional protrusion is placed on the XY plane defined by the X axis and the Y axis that intersects this at an angle β (0 <β ≦ 90 °). An appearance inspection method for performing an appearance inspection by imaging an inspection object region of an inspection object arranged in a plurality of rows, wherein a first imaging element that captures an optical image of the inspection object The first imaging element horizontal inclination in which the first imaging inclination angle θ I1 with respect to the inspection target region and the first optical axis of the first imaging element in plan view are inclined with respect to the light receiving surface with respect to the column direction of the protrusions The first imaging lens arranged on the first optical axis of the first image sensor for adjusting the angle α I1 (0 <α I1 <90 °) with the first image sensor tilt mechanism and imaging the inspection object. With respect to the main plane including the principal point of the first imaging lens, The first lens horizontal inclination angle α L1 (0 <α L1 <90 °) in which the oblique angle θ L1 and the first optical axis of the first imaging lens in the plan view are inclined with respect to the row direction of the protrusions Adjusting the average distance between the protrusions in the X-axis direction by L x , the average distance in the Y-axis direction by L y , and the height of each protrusion. When the maximum height of the region to be inspected in the direction is H and the maximum thickness of each protrusion is W, the first optical axis horizontal inclination angle α OA1 is the next with the first lens tilt mechanism. When the range is set to satisfy the formula −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1) (m and n are arbitrary integers) The first lens vertical tilt angle θ L1 is determined by the first lens tilt mechanism, and the first image sensor tilt mechanism is used to determine the first lens vertical tilt angle θ L1 . One imaging tilt angle θ I1 and θ OA1 are

(条件式2)
を満たす範囲に設定できる。これにより、複数の突起物がXY平面上に規則正しく配列された検査対象物の外観検査に際して、側面から(θOA1=0)撮像した際に背面側の突起物が前面側の突起物の影になって外観検査ができなくなる事態を回避し、一回の撮像で突起物の全体が表示された光学画像を取得して外観検査を行うことが可能となる。
(Condition 2)
It can be set to a range that satisfies. As a result, in the appearance inspection of the inspection object in which a plurality of protrusions are regularly arranged on the XY plane, the protrusion on the back side becomes the shadow of the protrusion on the front side when imaged from the side (θ OA1 = 0). Thus, it is possible to avoid the situation where the appearance inspection cannot be performed, and to obtain the optical image on which the entire protrusion is displayed by one imaging and to perform the appearance inspection.

さらにまた、第31の態様に係る外観検査方法によれば、検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子と、検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、前記第一撮像素子と第一結像レンズとの、第一光軸上における相対的な傾斜角度を調整可能な傾斜機構とを備える外観検査装置を用いて、立体的な突起物をX軸及びこれと交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行う外観検査方法であって、該検査対象物の検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面とが、一点で交差するように前記傾斜機構でもってそれぞれ異なる傾斜角度に調整して、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された、検査対象物の第一光学画像を、前記第一撮像素子で撮像する工程と、検査対象物に対して所定の表面処理を行う工程と、同じくシャインプルーフの原理に従い、前記表面処理後の検査対象物の、検査対象領域の各位置で合焦された、第二光学画像を撮像する工程と、前記第一光学画像及び第二光学画像に対して、差分抽出部で差分を抽出し、得られる差分量に基づき、所定の表面処理が正常に行われたか否かを判定する工程とを含むことができる。   Furthermore, according to the appearance inspection method according to the thirty-first aspect, the first image pickup device that picks up an optical image of the inspection object and the first image pickup device that picks up the inspection object are arranged on the first optical axis. By using an appearance inspection apparatus including the first imaging lens that is formed, and an inclination mechanism that can adjust a relative inclination angle of the first imaging element and the first imaging lens on the first optical axis, This is an appearance inspection method for performing an appearance inspection by imaging an inspection object region of an inspection object formed by arranging three-dimensional projections in a plurality of rows on an XY plane defined by an X axis and a Y axis intersecting with the X axis. Thus, the tilting mechanism has different tilt angles so that the test target region of the test target object, the main plane of the first imaging lens, and the light receiving surface of the first image sensor intersect at one point. Adjust the area of the inspection area according to the Scheinproof principle. In accordance with the principle of Scheinproof, the step of capturing the first optical image of the inspection object focused by the first imaging element, the step of performing a predetermined surface treatment on the inspection object, A step of imaging a second optical image focused on each position of the inspection target region of the inspection target after the surface treatment, and a difference extraction unit for the first optical image and the second optical image And a step of determining whether or not a predetermined surface treatment has been normally performed based on the obtained difference amount.

さらにまた、第32の態様に係る外観検査プログラムによれば、立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に、y軸方向に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査プログラムであって、前記第一撮像素子で検査対象物の光学画像を撮像する機能と、前記撮像された光学画像に対し、画像処理によって外観検査を行う機能とをコンピュータに実現させ、検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子を、該第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を調整する第一撮像素子傾斜機構と、検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズを、該第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を調整する第一レンズ傾斜機構とで、複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、第一光軸水平傾斜角αOA1が次式−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)を満たし、かつ
前記第一レンズ垂直傾斜角θL1と、前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれθOA1が次式
Furthermore, according to the appearance inspection program according to the thirty-second aspect, the three-dimensional protrusion is placed on the XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting with this at an angle β (0 <β ≦ 90 °). , An appearance inspection program for performing an appearance inspection by imaging an inspection object region of an inspection object arranged in a plurality of rows in the y-axis direction, and taking an optical image of the inspection object with the first image sensor A first image sensor that captures an optical image of an inspection object is received by the first image sensor. The first imaging element inclination angle θ I1 with respect to the surface to be inspected and the first imaging element horizontal inclination angle obtained by inclining the first optical axis of the first imaging element in a plan view with respect to the column direction of the protrusions First imaging to adjust α I1 (0 <α I1 <90 °) An element tilting mechanism and a first imaging lens arranged on the first optical axis of the first imaging element that images the inspection object are inspected with respect to a main plane including a principal point of the first imaging lens. The first lens vertical tilt angle θ L1 with respect to the target region and the first lens horizontal tilt angle α L1 (0) in which the first optical axis of the first imaging lens in the plan view is tilted with respect to the column direction of the protrusions. With the first lens tilt mechanism that adjusts <α L1 <90 °), the average interval between the protrusions in the X-axis direction of the plurality of protrusions is L x , the average interval in the Y-axis direction is L y , and each protrusion The first optical axis horizontal inclination angle α OA1 is expressed by the following equation −W <, where H is the maximum height of the region to be inspected in the height direction of the object, and W is the maximum thickness of each protrusion. m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1)
(M and n are arbitrary integers) and the first lens vertical inclination angle θ L1 and the first imaging inclination angle θ I1 are respectively expressed by the following equations:

(条件式2)
を満たす範囲に設定できる。これにより、複数の突起物がXY平面上に規則正しく配列された検査対象物の外観検査に際して、側面から(θOA1=0)撮像した際に背面側の突起物が前面側の突起物の影になって外観検査ができなくなる事態を回避し、一回の撮像で突起物の全体が表示された光学画像を取得して外観検査を行うことが可能となる。
(Condition 2)
It can be set to a range that satisfies. As a result, in the appearance inspection of the inspection object in which a plurality of protrusions are regularly arranged on the XY plane, the protrusion on the back side becomes the shadow of the protrusion on the front side when imaged from the side (θ OA1 = 0). Thus, it is possible to avoid the situation where the appearance inspection cannot be performed, and to obtain the optical image on which the entire protrusion is displayed by one imaging and to perform the appearance inspection.

さらにまた、第33の態様に係る外観検査プログラムによれば、立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査プログラムであって、検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子を、該第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を第一撮像素子傾斜機構で調整すると共に、検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズを、該第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を第一レンズ傾斜機構で調整する機能をコンピュータに実現させ、複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、前記第一レンズ傾斜機構でもって第一光軸水平傾斜角αOA1が次式−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)を満たす範囲に設定されているとき、前記第一レンズ傾斜機構でもって前記第一レンズ垂直傾斜角θL1を、前記第一撮像素子傾斜機構でもって前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれθOA1が次式
Furthermore, according to the visual inspection program according to the thirty-third aspect, the three-dimensional protrusion is placed on the XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting with this at an angle β (0 <β ≦ 90 °). An appearance inspection program for performing an appearance inspection by imaging an inspection object area of an inspection object arranged in a plurality of rows, wherein the first imaging device that captures an optical image of the inspection object The first imaging element in which the first imaging inclination angle θ I1 with respect to the inspection target region and the first optical axis of the first imaging element in a plan view are inclined with respect to the light receiving surface of the element with respect to the row direction of the protrusions The horizontal inclination angle α I1 (0 <α I1 <90 °) is adjusted by the first image sensor tilt mechanism, and the first result arranged on the first optical axis of the first image sensor that images the inspection object. The image lens is directed to the inspection target region with respect to the main plane including the main point of the first imaging lens. First lens vertical tilt angle θ L1 and the first lens horizontal tilt angle α L1 (0 <α) in which the first optical axis of the first imaging lens in the plan view is tilted with respect to the column direction of the protrusions. L1 <90 °) is adjusted by the first lens tilt mechanism in a computer, and the average interval between the protrusions in the X-axis direction of the plurality of protrusions is L x , and the average interval in the Y-axis direction is L y In the height direction of each projection, when the maximum height of the region to be subjected to appearance inspection is H and the maximum thickness of each projection is W, the first optical axis is formed by the first lens tilt mechanism. The horizontal inclination angle α OA1 is expressed by the following formula: −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1)
(M and n are arbitrary integers) when set in a range that satisfies the first lens tilt mechanism, the first lens vertical tilt angle θ L1 is set by the first image sensor tilt mechanism. The imaging tilt angle θ I1 is the following equation for θ OA1

(条件式2)
を満たす範囲に設定できる。これにより、複数の突起物がXY平面上に規則正しく配列された検査対象物の外観検査に際して、側面から(θOA1=0)撮像した際に背面側の突起物が前面側の突起物の影になって外観検査ができなくなる事態を回避し、一回の撮像で突起物の全体が表示された光学画像を取得して外観検査を行うことが可能となる。
(Condition 2)
It can be set to a range that satisfies. As a result, in the appearance inspection of the inspection object in which a plurality of protrusions are regularly arranged on the XY plane, the protrusion on the back side becomes the shadow of the protrusion on the front side when imaged from the side (θ OA1 = 0). Thus, it is possible to avoid the situation where the appearance inspection cannot be performed, and to obtain the optical image on which the entire protrusion is displayed by one imaging and to perform the appearance inspection.

さらにまた、第34の態様に係る外観検査プログラムによれば、検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子と、検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、前記第一撮像素子と第一結像レンズとの、第一光軸上における相対的な傾斜角度を調整可能な傾斜機構とを備える外観検査装置を用いて、立体的な突起物をX軸及びこれと交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査プログラムであって、   Furthermore, according to the appearance inspection program according to the thirty-fourth aspect, the first image pickup device that picks up the optical image of the inspection object and the first image pickup device that picks up the inspection object are arranged on the first optical axis. By using an appearance inspection apparatus including the first imaging lens that is formed, and an inclination mechanism that can adjust a relative inclination angle of the first imaging element and the first imaging lens on the first optical axis, An appearance inspection program for performing an appearance inspection by imaging an inspection object region of an inspection object formed by arranging a three-dimensional projection in a plurality of rows on an XY plane defined by an X axis and a Y axis intersecting with the X axis Because

該検査対象物の検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面とが、一点で交差するように前記傾斜機構でもってそれぞれ異なる傾斜角度に調整して、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された、検査対象物の第一光学画像を、前記第一撮像素子で撮像する機能と、検査対象物に対して所定の表面処理を行う機能と、同じくシャインプルーフの原理に従い、前記表面処理後の検査対象物の、検査対象領域の各位置で合焦された、第二光学画像を撮像する機能と、前記第一光学画像及び第二光学画像に対して、差分抽出部で差分を抽出し、得られる差分量に基づき、所定の表面処理が正常に行われたか否かを判定する機能とをコンピュータに実現させることができる。   The tilting mechanism adjusts the tilt angle so that the inspection target area of the inspection target object, the main plane of the first imaging lens, and the light receiving surface of the first imaging element intersect at a single point. The first optical image of the inspection object focused at each position of the inspection object area in accordance with the Scheinproof principle and a predetermined surface treatment for the inspection object In accordance with the principle of Scheimpflug, the function of capturing the second optical image focused on each position of the inspection target region of the inspection target after the surface treatment, the first optical image and A difference extraction unit extracts a difference from the second optical image, and based on the obtained difference amount, a function for determining whether or not a predetermined surface treatment has been normally performed can be realized by a computer.

さらにまた第35のコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納したものである。記録媒体には、CD−ROM、CD−R、CD−RWやフレキシブルディスク、磁気テープ、MO、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD+R、DVD−RW、DVD+RW、Blu−ray(登録商標)、HD DVD(AOD)等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録媒体にはプログラムを記録可能な機器、例えば上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。   Furthermore, the 35th computer-readable recording medium or recorded device stores the above program. CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disk, magnetic tape, MO, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD + R, DVD-RW, DVD + RW, Blu-ray (registered) Trademark), HD DVD (AOD), and other magnetic disks, optical disks, magneto-optical disks, semiconductor memories, and other media that can store programs. The program includes a program distributed in a download manner through a network line such as the Internet, in addition to a program stored and distributed in the recording medium. Further, the recording medium includes a device capable of recording the program, for example, a general purpose or dedicated device in which the program is implemented in a state where the program can be executed in the form of software, firmware, or the like. Furthermore, each process or function included in the program may be executed by program software that can be executed by a computer, or each part of the process or function may be executed by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC), or program software. And a partial hardware module that realizes a part of hardware elements may be mixed.

図1Aは本発明の実施形態に係る外観検査装置の平面図である。FIG. 1A is a plan view of an appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1Bは図1Aのマイクロニードルアレイの拡大平面図である。FIG. 1B is an enlarged plan view of the microneedle array of FIG. 1A. 図1Cは図1Aの外観検査装置の側面図である。FIG. 1C is a side view of the appearance inspection apparatus of FIG. 1A. 図1Dは図1Aのマイクロニードルアレイの拡大側面図である。FIG. 1D is an enlarged side view of the microneedle array of FIG. 1A. 図2Aはマイクロニードルを縦横に並べたマトリックス状のマイクロニードルアレイの平面図、図2Bは隣接する行同士でオフセット状に配置したマイクロニードルアレイの平面図である。2A is a plan view of a matrix-like microneedle array in which microneedles are arranged vertically and horizontally, and FIG. 2B is a plan view of the microneedle array in which adjacent rows are arranged in an offset manner. シャインプルーフの原理に従い斜め上方から検査対象領域を撮像する場合の合焦範囲を示す模式側面図である。It is a model side view which shows the focusing range in the case of imaging a test object area | region from diagonally upward according to the principle of Scheinproof. 鏡筒の平面図である。It is a top view of a lens-barrel. 図4の鏡筒の側面図である。FIG. 5 is a side view of the lens barrel of FIG. 4. 図4の鏡筒のLIII−LIII線における縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view in the LIII-LIII line of the lens-barrel of FIG. 図4の鏡筒のLIV−LIV線における横断面図である。It is a cross-sectional view in the LIV-LIV line of the lens barrel of FIG. 図4の鏡筒のLV−LV線における水平断面図である。It is a horizontal sectional view in the LV-LV line of the lens barrel of FIG. 図4の鏡筒でシャインプルーフの原理に従い、傾斜角を調整する様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mode that an inclination angle is adjusted with the lens barrel of FIG. 4 according to the principle of Scheinproof. 実施形態2に係る外観検査装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the external appearance inspection apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 変形例に係る外観検査装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the external appearance inspection apparatus which concerns on a modification. 実施形態2に係る外観検査装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the external appearance inspection apparatus which concerns on Embodiment 2. FIG. 画像処理部による画像処理の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the image process by an image process part. テンプレートマッチングの一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of template matching. グラフマッチングの一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of graph matching. テンプレートマッチングを用いて、マイクロニードルアレイの良否判定を行う例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which performs the quality determination of a microneedle array using template matching. 二方向からマイクロニードルを撮像する様子を示す平面図である。It is a top view which shows a mode that a microneedle is imaged from two directions. 検査対象物のエッジ画像を撮像して画像処理を行う様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the edge image of a test target object is imaged and image processing is performed. 一般的な光学顕微鏡で斜め上方から検査対象領域を撮像する場合の合焦範囲を示す模式側面図である。It is a schematic side view which shows the focusing range when imaging a test object area | region from diagonally upward with a common optical microscope. 検査対象領域で合焦していない光学画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the optical image which is not focused in a test object area | region. 図20の光学画像から生成したエッジ画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the edge image produced | generated from the optical image of FIG. 検査対象領域で合焦した光学画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the optical image focused on the test | inspection area | region. 図22の光学画像から生成したエッジ画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the edge image produced | generated from the optical image of FIG. マイクロニードルの重なりが生じている光学画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the optical image in which the overlap of the microneedle has arisen. 図24の光学画像から生成したエッジ画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the edge image produced | generated from the optical image of FIG. 図26Aはマイクロニードル同士が重なった状態のエッジ画像、図26Bは重なりのないエッジ画像を示す模式図である。FIG. 26A is a schematic diagram showing an edge image in a state where microneedles overlap each other, and FIG. 26B is a schematic diagram showing an edge image without overlapping. 光学画像撮像装置を示す平面図である。It is a top view which shows an optical image imaging device. 図27の光学画像撮像装置の側面図である。It is a side view of the optical imaging device of FIG. 図27の光学画像撮像装置で撮像したマイクロニードルアレイの光学画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the optical image of the microneedle array imaged with the optical image imaging device of FIG. 回転軸方向から見たときのマイクロニードルあるいは第一撮像素子に対する垂線と、第一結像レンズの第一光軸とのなす角を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the angle | corner which the perpendicular with respect to the microneedle or the 1st image pick-up element and the 1st optical axis of a 1st imaging lens make when it sees from a rotating shaft direction. マイクロニードル観察時のレンズ位置と光源位置の関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the relationship between the lens position at the time of microneedle observation, and a light source position. 図31においてレンズと光源の角度αを60°、90°、120°、150°、180°とし、マイクロニードル平面とレンズの角度γを30°、45°、60°とし、マイクロニードル平面と光源の角度θLSを0°、30°、45°、60°、90°としたときに円板状の基板を用いたPGA製のマイクロニードルアレイを撮像した光学画像を示すイメージ図である。In FIG. 31, the angle α between the lens and the light source is 60 °, 90 °, 120 °, 150 °, 180 °, and the angle γ between the microneedle plane and the lens is 30 °, 45 °, 60 °. It is an image figure which shows the optical image which imaged the microneedle array made from PGA using the disk-shaped board | substrate when the angle (theta) LS of 0 is set to 0 degree, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, and 90 degrees. 図31においてレンズと光源の角度αを60°、90°、120°、150°、180°とし、マイクロニードル平面とレンズの角度γを30°、45°、60°とし、マイクロニードル平面と光源の角度θLSを0°、30°、45°、60°、90°としたときに円板状の基板を用いたPGA製のマイクロニードルアレイを撮像した光学画像を示すイメージ図である。In FIG. 31, the angle α between the lens and the light source is 60 °, 90 °, 120 °, 150 °, 180 °, and the angle γ between the microneedle plane and the lens is 30 °, 45 °, 60 °. It is an image figure which shows the optical image which imaged the microneedle array made from PGA using the disk-shaped board | substrate when the angle (theta) LS of 0 is set to 0 degree, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, and 90 degrees. 図31においてレンズと光源の角度αを60°、90°、120°、150°、180°とし、マイクロニードル平面とレンズの角度γを30°、45°、60°とし、マイクロニードル平面と光源の角度θLSを0°、30°、45°、60°、90°としたときに円板状の基板を用いたPGA製のマイクロニードルアレイを撮像した光学画像を示すイメージ図である。In FIG. 31, the angle α between the lens and the light source is 60 °, 90 °, 120 °, 150 °, 180 °, and the angle γ between the microneedle plane and the lens is 30 °, 45 °, 60 °. It is an image figure which shows the optical image which imaged the microneedle array made from PGA using the disk-shaped board | substrate when the angle (theta) LS of 0 is set to 0 degree, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, and 90 degrees. 図31においてレンズと光源の角度αを60°、90°、120°、150°、180°とし、マイクロニードル平面とレンズの角度γを30°、45°、60°とし、マイクロニードル平面と光源の角度θLSを0°、30°、45°、60°、90°としたときに矩形状の基板を用いたシリコーン製のマイクロニードルアレイを撮像した光学画像を示すイメージ図である。In FIG. 31, the angle α between the lens and the light source is 60 °, 90 °, 120 °, 150 °, 180 °, and the angle γ between the microneedle plane and the lens is 30 °, 45 °, 60 °. It is an image figure which shows the optical image which imaged the microneedle array made from a silicone using the rectangular-shaped board | substrate when the angle (theta) LS of 0 was set to 0 degree, 30 degrees, 45 degrees, 60 degrees, and 90 degrees. 図31においてγ=50°とし、αとθLSを変化させて撮像した光学画像を示すイメージ図である。FIG. 32 is an image view showing an optical image picked up with γ = 50 ° in FIG. 31 and changing α and θ LS . 図31においてγ=50°とし、αとθLSを変化させて撮像した光学画像を示すイメージ図である。FIG. 32 is an image view showing an optical image picked up with γ = 50 ° in FIG. 31 and changing α and θ LS . 円柱状のマイクロニードルを碁盤目状に配置したマイクロニードルアレイを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the microneedle array which has arrange | positioned the column-shaped microneedle in the checkerboard shape. 図39Aは図38のマイクロニードルアレイの平面図、図39Bは側面図である。39A is a plan view of the microneedle array of FIG. 38, and FIG. 39B is a side view. 図38のマイクロニードルアレイを矢印VD1で示す方向から観察した側面図である。It is the side view which observed the microneedle array of FIG. 38 from the direction shown by arrow VD1. 図40から斜め上に視点を移動させた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which moved the viewpoint diagonally upward from FIG. 図38のマイクロニードルアレイを矢印VD2で示す方向から観察した側面図である。It is the side view which observed the microneedle array of FIG. 38 from the direction shown by arrow VD2. 図42から斜め上に視点を移動させた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which moved the viewpoint diagonally upward from FIG. マイクロニードル同士の間隔が疎なマイクロニードルアレイの斜視図である。It is a perspective view of the microneedle array where the space | interval of microneedles is sparse. 図44のマイクロニードルアレイの側面図である。It is a side view of the microneedle array of FIG. 円柱状のマイクロニードルをオフセット配置したマイクロニードルアレイを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the microneedle array which arranged cylindrical microneedle offset. 図47Aは図46のマイクロニードルアレイの平面図、図47Bは側面図である。47A is a plan view of the microneedle array of FIG. 46, and FIG. 47B is a side view. 円柱状のマイクロニードルをX軸、Y軸に沿って配置したマイクロニードルアレイを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the microneedle array which has arrange | positioned the column-shaped microneedle along the X-axis and the Y-axis. 図48のマイクロニードルアレイの側面図である。It is a side view of the microneedle array of FIG. 図48のマイクロニードルアレイにおいて、基準針Aと対象針Xの位置関係を示すの平面図である。49 is a plan view showing the positional relationship between the reference needle A and the target needle X in the microneedle array of FIG. 48. FIG. 図48のマイクロニードルアレイにおいて、基準針Aと対象針Xの位置関係を示すの平面図である。49 is a plan view showing the positional relationship between the reference needle A and the target needle X in the microneedle array of FIG. 48. FIG. 図50に補助線を示した平面図である。It is the top view which showed the auxiliary line in FIG. 図51に補助線を示した平面図である。It is the top view which showed the auxiliary line in FIG. 図50に補助線を示した平面図である。It is the top view which showed the auxiliary line in FIG. 図48のマイクロニードルアレイにおいて、基準針Aと対象針Xに補助線を示した平面図である。49 is a plan view showing auxiliary lines for the reference needle A and the target needle X in the microneedle array of FIG. 48. FIG. 図49のマイクロニードルアレイにおいて、基準針Aと対象針Xに補助線を示した側面図である。FIG. 50 is a side view showing auxiliary lines for the reference needle A and the target needle X in the microneedle array of FIG. 49. 円錐状のマイクロニードルを碁盤目状に配置したマイクロニードルアレイを示す斜視図である。It is a perspective view showing a microneedle array in which conical microneedles are arranged in a grid pattern. 図57のマイクロニードルアレイの側面図である。FIG. 58 is a side view of the microneedle array of FIG. 57. 円錐状のマイクロニードルの外観検査が必要な部分を示す側面図である。It is a side view which shows the part which needs the external appearance test | inspection of a conical microneedle. 式6のm、nの関係を示す模式的である。6 is a schematic diagram showing the relationship between m and n in Formula 6. サンプル1のマイクロニードルが重複しない条件で観察可能な水平傾斜角αと仰角θOA1の範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the range of horizontal inclination | tilt angle (alpha) and elevation angle (theta) OA1 which can be observed on the conditions which the microneedle of sample 1 does not overlap. サンプル4のマイクロニードルが重複しない条件で観察可能な水平傾斜角αと仰角θOA1の範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the range of horizontal inclination | tilt angle (alpha) and elevation angle (theta) OA1 which can be observed on the conditions which the microneedle of sample 4 does not overlap. サンプル6のマイクロニードルが重複しない条件で観察可能な水平傾斜角αと仰角θOA1の範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the range of horizontal inclination | tilt angle (alpha) and elevation angle (theta) OA1 which can be observed on the conditions which the microneedle of the sample 6 does not overlap. サンプル7のマイクロニードルが重複しない条件で観察可能な水平傾斜角αと仰角θOA1の範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the range of horizontal inclination | tilt angle (alpha) and elevation angle (theta) OA1 which can be observed on the conditions in which the microneedle of the sample 7 does not overlap. 検査対象物姿勢ガイド機構を示す平面図である。It is a top view which shows a test object attitude | position guide mechanism. 他の変形例に係る検査対象物姿勢ガイド機構を示す平面図である。It is a top view which shows the test subject attitude | position guide mechanism which concerns on another modification. 検査対象物姿勢ガイド機構を検査対象物側に設けた例を示す平面図である。It is a top view which shows the example which provided the inspection object attitude | position guide mechanism in the inspection object side. マイクロニードルの薬液を塗布した領域を抽出する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the area | region which apply | coated the chemical | medical solution of a microneedle is extracted. マイクロニードルアレイの側面側から撮像した、薬液塗布前の光学画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the optical image before chemical | medical solution application | coating imaged from the side surface side of the microneedle array. 図69のマイクロニードルアレイの、薬液塗布後の光学画像を示すイメージ図である。FIG. 70 is an image view showing an optical image of the microneedle array of FIG. 69 after chemical solution application. 図71Aは、薬液を均一に塗布する前のマイクロニードルアレイのエッジ画像、図71Bは塗布後のマイクロニードルアレイのエッジ画像を示す模式図、図71Cは図71Aと図71Bの差分を示すエッジ画像である。71A is an edge image of the microneedle array before the chemical solution is uniformly applied, FIG. 71B is a schematic diagram showing the edge image of the microneedle array after application, and FIG. 71C is an edge image showing the difference between FIG. 71A and FIG. It is. 図72Aは、薬液を不均一に塗布する前のマイクロニードルアレイのエッジ画像、図72Bは塗布後のマイクロニードルアレイのエッジ画像を示す模式図、図72Cは図72Aと図72Bの差分を示すエッジ画像である。72A is an edge image of the microneedle array before the chemical solution is applied non-uniformly, FIG. 72B is a schematic diagram showing the edge image of the microneedle array after application, and FIG. 72C is an edge showing the difference between FIG. 72A and FIG. It is an image. 図73Aは、薬液を不均一に塗布する前のマイクロニードルアレイのエッジ画像、図73Bは塗布後のマイクロニードルアレイのエッジ画像を示す模式図、図73Cは図73Aと図73Bの差分を示すエッジ画像である。FIG. 73A is an edge image of a microneedle array before the chemical solution is applied non-uniformly, FIG. 73B is a schematic diagram showing an edge image of the microneedle array after application, and FIG. 73C is an edge showing the difference between FIG. 73A and FIG. It is an image. 薬液で成型されたマイクロニードルアレイの先端を示す模式拡大図である。It is a model enlarged view which shows the front-end | tip of the microneedle array shape | molded with the chemical | medical solution. シンボルを設けたマイクロニードルアレイを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the microneedle array which provided the symbol. 図76Aはマイクロニードルアレイの平面図、図76Bはマイクロニードルの拡大断面図である。76A is a plan view of the microneedle array, and FIG. 76B is an enlarged cross-sectional view of the microneedles. マイクロニードルアレイの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a microneedle array. マイクロニードルアレイの拡大写真である。It is an enlarged photograph of a microneedle array. マイクロニードルアレイのマイクロニードルの先端部分に折れが発生している状態を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows the state in which bending has generate | occur | produced in the front-end | tip part of the microneedle of a microneedle array. 図77のマイクロニードルアレイの拡大斜視図である。FIG. 78 is an enlarged perspective view of the microneedle array of FIG. 77.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is an example for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. Moreover, this specification does not specify the member shown by the claim as the member of embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specifically described. Only. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing. In addition, the contents described in some examples and embodiments may be used in other examples and embodiments.

本発明の実施例において使用される外観検査装置とこれに接続される操作、制御、表示、その他の処理等のためのコンピュータ、プリンタ、外部記憶装置その他の周辺機器との接続は、例えばIEEE1394、RS−232xやRS−422、RS−423、RS−485、USB等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは10BASE−T、100BASE−TX、1000BASE−T等のネットワークを介して電気的、あるいは磁気的、光学的に接続して通信を行う。接続は有線を使った物理的な接続に限られず、IEEE802.1x等の無線LANやBluetooth(登録商標)、その他のNFC等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらにデータの交換や設定の保存等を行うための記録媒体には、メモリカードや磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等が利用できる。なお本明細書において外観検査装置とは、外観検査装置本体のみならず、これにコンピュータ、外部記憶装置等の周辺機器を組み合わせた外観検査システムも含む意味で使用する。   The connection between the visual inspection apparatus used in the embodiments of the present invention and computers, printers, external storage devices and other peripheral devices for operation, control, display, and other processing connected thereto is, for example, IEEE 1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485, serial connection such as USB, parallel connection, or electrical or magnetic via a network such as 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, Communication is performed by optical connection. The connection is not limited to a physical connection using a wire, but may be a wireless connection using a wireless LAN such as IEEE802.1x, Bluetooth (registered trademark), other radio waves such as NFC, infrared rays, optical communication, or the like. Furthermore, a memory card, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, or the like can be used as a recording medium for exchanging data or storing settings. In this specification, the appearance inspection apparatus is used to include not only an appearance inspection apparatus body but also an appearance inspection system in which peripheral devices such as a computer and an external storage device are combined.

また、本明細書において外観検査装置は、外観検査を行うシステムそのもの、ならびに撮像に関連する入出力、表示、演算、通信その他の処理をハードウェア的に行う装置や方法に限定するものではない。ソフトウェア的に処理を実現する装置や方法も本発明の範囲内に包含する。例えば汎用の回路やコンピュータにソフトウェアやプログラム、プラグイン、オブジェクト、ライブラリ、アプレット、コンパイラ、モジュール、特定のプログラム上で動作するマクロ等を組み込んで撮像そのものあるいはこれに関連する処理を可能とした装置やシステムも、本発明の外観検査装置に該当する。また本明細書においてコンピュータには、汎用あるいは専用の電子計算機の他、ワークステーション、端末その他の電子デバイスも包含する。さらに本明細書においてプログラムとは、単体で使用されるものに限られず、特定のコンピュータプログラムやソフトウェア、サービス等の一部として機能する態様や、必要時に呼び出されて機能する態様、OS等の環境においてサービスとして提供される態様、環境に常駐して動作する態様、バックグラウンドで動作する態様やその他の支援プログラムという位置付けで使用することもできる。
(実施形態1)
Further, in this specification, the appearance inspection apparatus is not limited to the system itself that performs the appearance inspection, and the apparatus and method that perform input / output, display, calculation, communication, and other processes related to imaging in hardware. An apparatus and method for realizing processing by software are also included in the scope of the present invention. For example, a general-purpose circuit or computer that incorporates software, programs, plug-ins, objects, libraries, applets, compilers, modules, macros that operate on specific programs, etc., and enables imaging itself or related processing The system also corresponds to the appearance inspection apparatus of the present invention. In this specification, the computer includes a workstation, a terminal, and other electronic devices in addition to a general-purpose or dedicated electronic computer. Further, in the present specification, the program is not limited to a program that is used alone, an aspect that functions as a part of a specific computer program, software, service, etc., an aspect that is called and functions when necessary, an environment such as an OS, etc. It can also be used as a mode provided as a service, a mode that operates resident in the environment, a mode that operates in the background, and other support programs.
(Embodiment 1)

図1A〜図1Dに、本発明の実施形態に係る外観検査装置100を示す。ここでは、製造ライン上を搬送される立体的な形状の検査対象物に対して、外観検査を行う例を説明している。具体的には、検査対象物は図2A、図2Bに示すようなマイクロニードルアレイMNAである(詳細は後述)。マイクロニードルアレイMNAは、その上面に多数のマイクロニードルMNを離間して配置し、突出させている。   1A to 1D show an appearance inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Here, an example is described in which an appearance inspection is performed on a three-dimensional inspection object conveyed on the production line. Specifically, the inspection object is a microneedle array MNA as shown in FIGS. 2A and 2B (details will be described later). In the microneedle array MNA, a large number of microneedles MN are arranged on the upper surface of the microneedle array MNA so as to protrude.

図1A〜図1Dに示す外観検査装置100は、撮像部1と、照明部50と、制御部60と、搬送部6と、トリガ生成部7と、表示部8と、操作部9とを備えている。この撮像部1は、第一撮像部10を有する。第一撮像部10は、マイクロニードルアレイMNAの光学画像を撮像する第一撮像素子11と、この第一撮像素子11の第一光軸OA1上に配置された第一結像レンズ12を備える。第一撮像素子11は、受光素子や受光センサーで構成され、CCDやCMOS等が用いられる。第一結像レンズ12は、両側テレセントリックレンズが好適に用いられる。第一撮像素子11で撮像された光学画像は、制御部60に送られて画像処理される。これにより、検査対象物の外観検査が行われる。外観検査は、製造時や出荷前等に製造物の全量を検査する用途、あるいは検品等において利用される。特に、食品や薬品、医療機器等は、異物の混入等に対して厳格な対策が求められている。このような検査目的で、製造物の光学画像を撮像して、画像処理により、形状の異常や異物の付着等を確認する。   The appearance inspection apparatus 100 illustrated in FIGS. 1A to 1D includes an imaging unit 1, an illumination unit 50, a control unit 60, a transport unit 6, a trigger generation unit 7, a display unit 8, and an operation unit 9. ing. The imaging unit 1 includes a first imaging unit 10. The first imaging unit 10 includes a first imaging element 11 that captures an optical image of the microneedle array MNA, and a first imaging lens 12 that is disposed on the first optical axis OA1 of the first imaging element 11. The first image sensor 11 is composed of a light receiving element and a light receiving sensor, and a CCD, a CMOS, or the like is used. The first imaging lens 12 is preferably a double-sided telecentric lens. The optical image captured by the first image sensor 11 is sent to the control unit 60 and subjected to image processing. Thereby, the appearance inspection of the inspection object is performed. The appearance inspection is used for the purpose of inspecting the entire amount of a product at the time of manufacture or before shipment, or for inspection. In particular, foods, medicines, medical devices, and the like are required to take strict measures against foreign matters. For such an inspection purpose, an optical image of the product is taken, and an abnormal shape or adhesion of foreign matter is confirmed by image processing.

また、本発明において外観検査とは、形状が異常か否かの良否判定を行う場合に限られず、他の検査においても適用できる。例えば表面を被膜する処理において、被膜後の光学画像から、適切な被膜が行われているかどうかを判定することが挙げられる。あるいは、表面を被膜する処理の前後において光学画像を撮像し、その差分から、被膜された量を推定し、適切な量の塗布が行われたかどうかの判定を行うこともできる。この場合において、ほぼ均一な膜厚の場合は膜厚の平均値から塗布量を演算したり、あるいは不均一な膜厚の場合は、塗布の前後の差分から断面積を演算して、この断面積から塗布量を演算してもよい。   In the present invention, the appearance inspection is not limited to the case of determining whether the shape is abnormal or not, and can be applied to other inspections. For example, in the process of coating the surface, it is possible to determine whether or not an appropriate coating is performed from the optical image after coating. Alternatively, it is also possible to take an optical image before and after the process of coating the surface, estimate the coated amount from the difference, and determine whether or not an appropriate amount of application has been performed. In this case, if the film thickness is almost uniform, the coating amount is calculated from the average value of the film thickness. If the film thickness is not uniform, the cross-sectional area is calculated from the difference between before and after the coating. The application amount may be calculated from the area.

さらには、光学画像の差分から演算された膜厚や断面積に基づいて、別途計測、あるいは指定された直径、高さ等に基づいて、塗布量を演算する方法のみならず、直接三次元形状の体積を演算することもできる。例えば照明光として構造化照明(位相シフト法、空間コード化法、マルチスリット法等のパターン投影法)を用いた三角測距法により、検査対象物の三次元形状を取得することが可能となる。このようにして得られた三次元画像に対して、体積や重心、傾き等を求めることにより、検査対象物の形状や体積をより正確に把握し、良否判定を行うことができる。   Furthermore, based on the film thickness and cross-sectional area calculated from the difference of the optical image, not only a method for separately measuring or calculating the coating amount based on the specified diameter, height, etc., but also a direct three-dimensional shape The volume of can also be calculated. For example, the three-dimensional shape of the inspection object can be acquired by a triangulation method using structured illumination (pattern shift method such as phase shift method, spatial coding method, and multi-slit method) as illumination light. . By determining the volume, the center of gravity, the inclination, and the like of the three-dimensional image obtained in this way, the shape and volume of the inspection object can be grasped more accurately and the quality can be determined.

このように、外観検査は、検査対象物の形状の良否判定のみならず、差分に基づく表面処理の適否判定や、塗布量の推定も含まれる。表面処理の適否判断は、例えば薬剤の塗布やめっき、コーティングが均一に行われているか、部分的に欠けている、あるいは不均一な箇所がないか、さらには部分的に厚くなる等、平滑度が所望の精度で達成されているか、その他光沢の度合い等が挙げられる。このような塗布量の演算のような工程管理も、本明細書においては外観検査に含めるものとする。特に塗布量の演算は、従来の方法では、一旦塗布された対象物を抜き取り検査して、塗布された被覆材を洗浄するなどして分離した上で計量する破壊検査であったところ、本発明によれば検査対象物の全量に対して、破壊することなく塗布量を演算することが可能となる。なお、光学画像を用いた外観検査装置であることから、光学検査装置と呼ぶこともできる。   As described above, the appearance inspection includes not only the quality determination of the shape of the inspection object but also the suitability determination of the surface treatment based on the difference and the estimation of the coating amount. Whether surface treatment is appropriate or not is determined by, for example, whether the drug is applied, plated, or coated uniformly, partially missing, uneven, or partially thickened. Is achieved with a desired accuracy, and other gloss levels. Process management such as calculation of the coating amount is also included in the appearance inspection in this specification. In particular, the calculation of the coating amount is a destructive inspection in which, in the conventional method, the object once applied is sampled and inspected, and the applied coating material is separated by washing or the like and then weighed. According to the above, it is possible to calculate the coating amount without destroying the entire amount of the inspection object. Since it is an appearance inspection apparatus using an optical image, it can also be called an optical inspection apparatus.

制御部60は、撮像部1や照明部50、トリガ生成部7、表示部8と接続され、これらの動作を制御する。具体的には第一撮像素子で検査対象物を撮像するタイミングを制御する撮像タイミング制御部61を備えている。撮像タイミング制御部61は、トリガ生成部7が発するトリガ信号を受けて、第一撮像部の撮像タイミングを規定する。また、照明光の光量やフラッシュのタイミングを撮像タイミング制御部61で規定することもできる。なお、照明光の光量や点灯タイミングを制御しない場合、すなわち運転時において一定光量の照明光を常時点灯させる場合は、照明部50の制御は不要である。また制御部と照明部とを接続する必要も無い。   The control unit 60 is connected to the imaging unit 1, the illumination unit 50, the trigger generation unit 7, and the display unit 8 and controls these operations. Specifically, an imaging timing control unit 61 that controls the timing at which the inspection object is imaged by the first imaging element is provided. The imaging timing control unit 61 receives the trigger signal generated by the trigger generation unit 7 and defines the imaging timing of the first imaging unit. The imaging timing control unit 61 can also define the amount of illumination light and the flash timing. In addition, when the light quantity and lighting timing of illumination light are not controlled, that is, when the illumination light with a constant light quantity is always turned on during operation, the control of the illumination unit 50 is unnecessary. Further, there is no need to connect the control unit and the illumination unit.

さらに制御部60は、画像処理部62を備えている。この制御部60は撮像部で撮像した光学画像を受け取り、画像処理部62により画像処理を行うことにより、外観検査を行う。例えば画像処理部62は、エッジ画像生成部63と差分抽出部64を備えている。このようにエッジ画像や画像の差分などに基づいて、一定の基準に従い良否を判定することで外観検査を行う。このような制御部60には、汎用のコンピュータや専用設計されたMPU、ASIC等が利用できる。   Further, the control unit 60 includes an image processing unit 62. The control unit 60 receives the optical image captured by the imaging unit, and performs image processing by the image processing unit 62 to perform an appearance inspection. For example, the image processing unit 62 includes an edge image generation unit 63 and a difference extraction unit 64. As described above, the appearance inspection is performed by determining pass / fail according to a certain standard based on the edge image and the difference between the images. As such a control unit 60, a general-purpose computer, a specially designed MPU, ASIC, or the like can be used.

操作部9は、制御部60に接続され、ユーザの操作を受け付けて制御部60に対して各種の設定を行うための部材である。例えば、画像処理を行う範囲や演算する項目、得られた値に対して良品と判定される範囲等を設定すべく、ユーザの指示を受け付ける。このような操作部9には、キーボードやコンソール、ポインティングデバイス等で構成できる。ポインティングデバイスとしては、マウス又はジョイスティック等が利用可能である。   The operation unit 9 is a member that is connected to the control unit 60 and receives various user operations and performs various settings for the control unit 60. For example, a user instruction is accepted to set a range for performing image processing, items to be calculated, a range determined to be non-defective for the obtained value, and the like. Such an operation unit 9 can be constituted by a keyboard, a console, a pointing device, or the like. As the pointing device, a mouse or a joystick can be used.

表示部8は、撮像部3で撮像した光学画像や、光学画像から得られるエッジ画像や差分画像等を表示させるための部材である。表示部8は、例えばLCDパネルや有機ELパネルにより構成される。さらに表示部にタッチパネルを利用することで、操作部と兼用することができる。   The display unit 8 is a member for displaying an optical image captured by the imaging unit 3, an edge image obtained from the optical image, a difference image, and the like. The display unit 8 is configured by, for example, an LCD panel or an organic EL panel. Furthermore, by using a touch panel for the display unit, it can also be used as an operation unit.

搬送部6は、検査対象物をライン上に搬送するための部材であり、ベルトコンベアやローラーコンベヤ等が利用できる。
(トリガ生成部7)
The conveyance unit 6 is a member for conveying the inspection object on the line, and a belt conveyor, a roller conveyor, or the like can be used.
(Trigger generation unit 7)

トリガ生成部7は、トリガ信号を生成し、制御部60に伝達するための部材である。このトリガ生成部7は、制御部60と接続される。検査対象物が搬送部6で搬送されて所定位置に達したことをトリガ生成部7が検出すると、トリガ信号を発し、制御部60に送出する。これを受けて制御部60は、撮像部で検査対象物を撮像させる。トリガ発生部は、例えば搬送対象物の有無によって、反射光や音波等の検出信号のレベルを異ならせる光電センサやマイクロスイッチ等が利用できる。   The trigger generation unit 7 is a member for generating a trigger signal and transmitting it to the control unit 60. The trigger generation unit 7 is connected to the control unit 60. When the trigger generation unit 7 detects that the inspection object has been transported by the transport unit 6 and has reached a predetermined position, a trigger signal is generated and sent to the control unit 60. In response to this, the control unit 60 causes the imaging unit to image the inspection object. As the trigger generation unit, for example, a photoelectric sensor, a micro switch, or the like that varies the level of a detection signal such as reflected light or a sound wave depending on the presence or absence of an object to be transported can be used.

このように、トリガ生成部7は撮像部の撮像タイミングを規定する。撮像タイミングは、トリガ生成部7がトリガ信号を発したタイミングで撮像部が撮像するように構成してもよいし、あるいはトリガ信号を発した後所定時間後(例えば1秒後)といったタイミングで撮像するように構成してもよい。これらは、トリガ発生部を配置する位置や検査対象物の搬送距離、搬送速度等に応じて設定される。また、複数の撮像部を用意する場合、各撮像部用に個別にトリガ発生部を設けてもよいし、あるいは共通のトリガ発生部からトリガ信号に応じて、撮像位置までの時間差を設定するように構成することもできる。   As described above, the trigger generation unit 7 defines the imaging timing of the imaging unit. The imaging timing may be configured such that the imaging unit images at the timing when the trigger generation unit 7 issues the trigger signal, or the imaging is performed at a timing after a predetermined time (for example, after 1 second) after the trigger signal is issued. You may comprise. These are set according to the position where the trigger generation unit is arranged, the transport distance of the inspection object, the transport speed, and the like. When preparing a plurality of imaging units, a trigger generation unit may be provided for each imaging unit, or a time difference from the common trigger generation unit to the imaging position is set according to a trigger signal. It can also be configured.

このようにして、トリガ生成部7が発するトリガ信号に基づいて光学画像を撮像可能となり、搬送部6で搬送される複数の検査対象物に対して撮像タイミングを適切に制御することが可能となる。
(傾斜機構3)
In this manner, an optical image can be captured based on the trigger signal generated by the trigger generation unit 7, and the imaging timing can be appropriately controlled for a plurality of inspection objects conveyed by the conveyance unit 6. .
(Inclination mechanism 3)

さらに、第一結像レンズ12の主点を含む主平面及び第一撮像素子11の受光面の少なくとも一方を傾斜可能な傾斜機構3を設けている。傾斜機構3は、例えば第一結像レンズ12を傾斜させる第一レンズ傾斜機構32と、第一撮像素子11を傾斜させる第一撮像素子傾斜機構31を含む。第一レンズ傾斜機構32は、第一結像レンズ12の主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、平面視において第一結像レンズ12の第一光軸OA1を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1を調整可能なとしている。また第一撮像素子傾斜機構31は、第一撮像素子11の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、平面視において第一撮像素子11の第一光軸OA1を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1を調整可能としている。このような第一撮像素子傾斜機構31や第一レンズ傾斜機構32には、ピボット式の固定具やボールジョイント、蛇腹等、角度を調整可能な既存の機構が適宜利用できる。 Further, an inclination mechanism 3 that can incline at least one of the main plane including the main point of the first imaging lens 12 and the light receiving surface of the first imaging element 11 is provided. The tilt mechanism 3 includes, for example, a first lens tilt mechanism 32 that tilts the first imaging lens 12 and a first image sensor tilt mechanism 31 that tilts the first image sensor 11. The first lens tilt mechanism 32 has a first lens vertical tilt angle θ L1 with respect to the inspection target region with respect to the main plane including the main point of the first imaging lens 12 and the first lens tilting mechanism 12 in plan view. The first lens horizontal inclination angle α L1 in which the optical axis OA1 is inclined with respect to the row direction of the protrusions is adjustable. In addition, the first image sensor tilt mechanism 31 has a first image tilt angle θ I1 with respect to the inspection target region and a first optical axis OA1 of the first image sensor 11 in plan view with respect to the light receiving surface of the first image sensor 11. The first image sensor horizontal tilt angle α I1 tilted with respect to the row direction of the protrusions can be adjusted. As the first image sensor tilt mechanism 31 and the first lens tilt mechanism 32, an existing mechanism capable of adjusting the angle, such as a pivot-type fixture, a ball joint, and a bellows, can be used as appropriate.

これらの傾斜機構3は、図3の模式側面図に示すように、マイクロニードルアレイMNAの検査対象領域MNPと、第一結像レンズ12の主平面と、第一撮像素子11の受光面が、一点で交差するように調整する。これにより、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された光学画像を撮像することができる。図3において、ピントを合わせることのできる範囲を合焦領域FA1として、網掛けで示す。この結果、第一撮像素子11の受光面で合焦して結像された合焦点画像が得られる。制御部60の画像処理部62は、この合焦点画像に対して画像処理を行い、マイクロニードルアレイMNAの折れや欠けといった不良を精度よく検出することが可能となる。この例では傾斜機構として、第一撮像素子11と第一結像レンズ12の傾斜角度を、図1Cの側面図に示すように、水平面(XY平面)に対して光軸OA1を傾斜角θOA1で傾斜させる。同時に、光軸でなく受光面や結像面を基準とした角度として、図3に示すように検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1、撮像傾斜角θI1も調整可能としている。 As shown in the schematic side view of FIG. 3, these tilting mechanisms 3 include an inspection target region MNP of the microneedle array MNA, a main plane of the first imaging lens 12, and a light receiving surface of the first imaging element 11. Adjust to intersect at one point. Accordingly, it is possible to take an optical image focused at each position of the inspection target area according to the principle of Scheinproof. In FIG. 3, the range in which focus can be achieved is shown by shading as a focusing area FA1. As a result, a focused image formed by focusing on the light receiving surface of the first image sensor 11 is obtained. The image processing unit 62 of the control unit 60 performs image processing on the focused image, and can accurately detect defects such as breakage or chipping of the microneedle array MNA. As tilt mechanism in this example, the first image pickup device 11 the angle of inclination of the first imaging lenses 12, as shown in the side view of FIG. 1C, the inclination angle of the optical axis OA1 with respect to the horizontal plane (XY plane) theta OA1 Tilt with. At the same time, the first lens vertical inclination angle θ L1 and the imaging inclination angle θ I1 with respect to the inspection target region can be adjusted as shown in FIG. 3 as angles based on the light receiving surface and the imaging surface instead of the optical axis.

結像レンズの結像面とシャインプルーフ合焦面のなす角θは、5°〜45°が望ましく、15°〜30°がさらに望ましい。45°以上になると、マイクロニードルの上から見下ろす形になるため、マイクロニードルの微細な折曲がりを検出するのが難しくなる。例えば第一レンズ垂直傾斜角θL1を26°〜60°、第一撮像傾斜角θI1を48°〜70°に設定する。
(鏡筒33)
The angle θ formed by the imaging surface of the imaging lens and the Scheinproof focusing surface is preferably 5 ° to 45 °, and more preferably 15 ° to 30 °. When the angle is 45 ° or more, the shape is looked down from above the microneedle, so that it is difficult to detect the minute bending of the microneedle. For example, the first lens vertical inclination angle θ L1 is set to 26 ° to 60 °, and the first imaging inclination angle θ I1 is set to 48 ° to 70 °.
(Tube 33)

第一結像レンズ12と第二撮像素子11は、好ましくは共通のハウジングに収納される。さらにハウジングに傾斜機構を組み込むこともできる。一例として、第二撮像素子11と第一結像レンズ12を収納する鏡筒33を図4〜図8に示す。これらの図において、図4は鏡筒33の平面図、図5は鏡筒33の側面図、図6は図4のLIII−LIII線における縦断面図、図7は図4のLIV−LIV線における横断面図、図8は図4のLV−LV線における水平断面図を、それぞれ示している。中空の円筒状に形成された鏡筒33内において、第一結像レンズと第一撮像素子は、共通の第一光軸OA1上に配置されている。また図6に示すように、鏡筒33内で第一結像レンズは固定されており、第一撮像素子を第一光軸OA1に対して傾斜させるよう、第一撮像素子傾斜機構を設けている。第一撮像素子傾斜機構は、第一光軸OA1と直交する回転軸を中心に第一撮像素子を回動自在に支持している。この回転軸は、図7、図8の断面図に示すように鏡筒33の側面に設けられた撮像素子傾斜つまみ34と固定されており、撮像素子傾斜つまみ34を回転させることで第一撮像素子の第一撮像傾斜角を調整でき、第一撮像素子傾斜機構を実現している。
(鏡筒傾斜機構35)
The first imaging lens 12 and the second imaging element 11 are preferably housed in a common housing. Further, a tilting mechanism can be incorporated in the housing. As an example, a lens barrel 33 that houses the second image sensor 11 and the first imaging lens 12 is shown in FIGS. In these drawings, FIG. 4 is a plan view of the lens barrel 33, FIG. 5 is a side view of the lens barrel 33, FIG. 6 is a longitudinal sectional view taken along line LIII-LIII in FIG. FIG. 8 is a horizontal sectional view taken along line LV-LV in FIG. In the lens barrel 33 formed in a hollow cylindrical shape, the first imaging lens and the first imaging element are disposed on a common first optical axis OA1. Further, as shown in FIG. 6, the first imaging lens is fixed in the lens barrel 33, and a first image sensor tilt mechanism is provided to tilt the first image sensor relative to the first optical axis OA1. Yes. The first image sensor tilt mechanism supports the first image sensor so as to be rotatable about a rotation axis orthogonal to the first optical axis OA1. As shown in the cross-sectional views of FIGS. 7 and 8, the rotation axis is fixed to the image sensor tilt knob 34 provided on the side surface of the lens barrel 33, and the first image pickup is performed by rotating the image sensor tilt knob 34. The first imaging tilt angle of the element can be adjusted, and a first imaging element tilting mechanism is realized.
(Lens barrel tilting mechanism 35)

一方で第一結像レンズの第一レンズ垂直傾斜角を調整するため、図9の断面図に示すように、鏡筒33自体の傾斜角を調整することでの第一レンズ傾斜機構の機能を実現している。このため鏡筒33を支持し、所望の角度で保持可能な鏡筒傾斜機構35が第一レンズ傾斜機構に相当する。そしてこれら撮像素子傾斜つまみ34と鏡筒傾斜機構35でもって、シャインプルーフの原理に従い、検査対象物の検査対象範囲が合焦位置となるように、第一撮像傾斜角θI1と、第一レンズ垂直傾斜角θL1を調整する。すなわち図9に示すように、検査対象範囲の平面の延長線上で、第一結像レンズの平面の延長線と、第一撮像素子の平面の延長線が交差するように、撮像素子傾斜つまみ34と、鏡筒傾斜機構35を調整する。いいかえると、第一光軸OA1と第一撮像素子の受光面の交点は、常に第一撮像素子の回転軸上にある。ここで従来の傾斜機構を備える撮像部は、傾斜可能なレンズのマウント部に角度調整の回転中心があるため、シフト機構を設ける必要がある。また、回転半径が大きくなるため、イメージサークルから第一撮像素子が出てしまうという問題があった。これに対して、本実施形態によれば、鏡筒33内で第一結像レンズを固定し、第一光軸OA1上に第一撮像素子11の回転軸を配置したことで、このような問題を回避し、シフト機構を設ける必要がない。 On the other hand, in order to adjust the first lens vertical tilt angle of the first imaging lens, the function of the first lens tilt mechanism by adjusting the tilt angle of the lens barrel 33 itself as shown in the sectional view of FIG. Realized. Therefore, the lens barrel tilting mechanism 35 that supports the lens barrel 33 and can be held at a desired angle corresponds to the first lens tilting mechanism. Then, with the imaging element tilt knob 34 and the lens barrel tilt mechanism 35, the first imaging tilt angle θ I1 and the first lens are set so that the inspection target range of the inspection target becomes the in-focus position according to the Scheinproof principle. Adjust the vertical tilt angle θ L1 . That is, as shown in FIG. 9, on the extension line of the plane of the inspection target range, the image sensor tilt knob 34 is set so that the plane extension line of the first imaging lens and the plane extension line of the first image sensor intersect. Then, the lens barrel tilting mechanism 35 is adjusted. In other words, the intersection of the first optical axis OA1 and the light receiving surface of the first image sensor is always on the rotation axis of the first image sensor. Here, since an imaging unit including a conventional tilt mechanism has a rotation center for angle adjustment in the mount portion of the tiltable lens, it is necessary to provide a shift mechanism. In addition, since the radius of rotation becomes large, there is a problem that the first image sensor comes out of the image circle. On the other hand, according to the present embodiment, the first imaging lens is fixed in the lens barrel 33, and the rotation axis of the first image pickup device 11 is arranged on the first optical axis OA1. The problem is avoided and there is no need to provide a shift mechanism.

また傾斜機構は、上述した鏡筒を用いることで、第一結像レンズと第一撮像素子の光軸がマイクロニードルの列方向とがなす角度である第一光軸水平傾斜角αOA1を共通としている。すなわち、平面視における第一結像レンズの第一光軸とマイクロニードルの列方向とがなす角度である第一レンズ水平傾斜角αL1と、第一撮像素子の第一光軸とマイクロニードルの列方向とがなす角度である第一撮像素子水平傾斜角αI1を、第一光軸水平傾斜角αOA1と一致させている。ただ、傾斜機構はこの構成に限られず、例えば第一レンズ水平傾斜角αL1と第一撮像素子水平傾斜角αI1を、個別調整可能としてもよい。すなわち、傾斜機構として、第一結像レンズの主平面に対し、平面視において第一結像レンズの第一光軸OA1を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を調整可能な第一レンズ傾斜機構と、第一撮像素子の受光面に対し、平面視において第一撮像素子の第一光軸OA1を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を調整可能な第一撮像素子傾斜機構とを、個別に設けることもできる。そして第一レンズ傾斜機構と、第一撮像素子傾斜機構とでもって、第一レンズ水平傾斜角αL1及び第一撮像素子水平傾斜角αI1を、それぞれ上述した第一光軸水平傾斜角αOA1とするように調整する。
(実施形態2)
(第二撮像部20)
In addition, the tilting mechanism uses the above-described lens barrel, so that the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 , which is an angle formed by the optical axis of the first imaging lens and the first imaging element, and the column direction of the microneedle is shared. It is said. That is, the first lens horizontal inclination angle α L1 that is an angle formed by the first optical axis of the first imaging lens and the row direction of the microneedles in plan view, the first optical axis of the first image sensor, and the microneedles The first image sensor horizontal tilt angle α I1 , which is an angle formed by the column direction, is made to coincide with the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 . However, the tilt mechanism is not limited to this configuration, and for example, the first lens horizontal tilt angle α L1 and the first image sensor horizontal tilt angle α I1 may be individually adjustable. That is, as a tilting mechanism, the first lens horizontal tilt angle in which the first optical axis OA1 of the first imaging lens is tilted with respect to the main plane of the first imaging lens in a plan view with respect to the column direction of the protrusions. With respect to the first lens tilt mechanism capable of adjusting α L1 (0 <α L1 <90 °) and the light receiving surface of the first image sensor, the first optical axis OA1 of the first image sensor in plan view is A first image sensor tilt mechanism that can adjust the first image sensor horizontal tilt angle α I1 (0 <α I1 <90 °) tilted with respect to the column direction can also be provided individually. Then, with the first lens tilt mechanism and the first image sensor tilt mechanism, the first lens horizontal tilt angle α L1 and the first image sensor horizontal tilt angle α I1 are respectively set to the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 described above. Adjust so that.
(Embodiment 2)
(Second imaging unit 20)

また撮像部は複数設けてもよい。複数の撮像部で同一の検査対象物を異なる角度から撮像することにより、一面だけでは判別できない異常を別の視点から確認することができ、外観検査の信頼性が向上される。このような例として、実施形態2に係る画像検査装置を図10に示す。この図に示す例では、撮像部として第一撮像部10と第二撮像部20の2つを設けている。   A plurality of imaging units may be provided. By imaging the same inspection object from different angles with a plurality of imaging units, it is possible to confirm an abnormality that cannot be discriminated from only one surface from another viewpoint, and the reliability of the appearance inspection is improved. As such an example, an image inspection apparatus according to the second embodiment is shown in FIG. In the example shown in this figure, two imaging units, a first imaging unit 10 and a second imaging unit 20, are provided as imaging units.

第二撮像部20は、第二撮像素子21と、この第二撮像素子21の第一光軸OA2上に配置された第二結像レンズ22を備える。また第二撮像素子21と第二結像レンズ22の設置角度を調整する第二光軸傾斜機構4を備える。第二光軸傾斜機構4は、第二結像レンズ22の主点を含む主平面及び第二撮像素子21の受光面に対しそれぞれ、検査対象領域に対する第二レンズ垂直傾斜角θL2、第二撮像傾斜角θI2を調整可能で、かつ平面視において第二撮像素子21の第二光軸OA2を、突起物の列方向に対して傾斜させた第二光軸水平傾斜角αOA2を調整可能としている。このため第二光軸傾斜機構4は、第二撮像素子21の第二撮像傾斜角θI2、第二撮像素子水平傾斜角αI2(図10の例では第二光軸水平傾斜角αOA2と等しい)をそれぞれ調整するための第二撮像素子傾斜機構41と、第二結像レンズ22の第二レンズ垂直傾斜角θL2、第二レンズ水平傾斜角αL2(図10の例では第二光軸水平傾斜角αOA2と等しい)を調整するための第二レンズ傾斜機構42を備えている。これらの第二撮像素子傾斜機構41や第二レンズ傾斜機構42は、上述した第一撮像素子傾斜機構31や第一レンズ傾斜機構32と同様の部材が利用できる。同様に、このような第二光軸傾斜機構4を用いて、図1C等に示した第一撮像素子傾斜機構31や第一レンズ傾斜機構32で構成される第一光軸傾斜機構と同様、側面視における第二光軸OA2が検査対象領域の平面となす角度である第二光軸垂直傾斜角θOA2(0<θOA2<90°)、あるいは第二光軸OA2でなく、第二結像レンズ22の結像面や第二撮像素子21の撮像面が検査対象領域の平面となす角度である第二レンズ垂直傾斜角θL2、第二撮像傾斜角θI2を調整できる。このように第二レンズ傾斜機構42は第一撮像素子傾斜機構31と同様であるので、図示を含めて詳細説明を省略し、以下で説明する第一光軸水平傾斜角αOA1、第一光軸垂直傾斜角θOA1、第一レンズ垂直傾斜角θL1、第一撮像傾斜角θI1等の説明は数式も含めてすべて、第二光軸水平傾斜角αOA2、第二光軸垂直傾斜角θOA2、第二レンズ垂直傾斜角θL2、第二撮像傾斜角θI2にも適用可能とする。同様に、後述する第三撮像部30に関しても、ラインの搬送方向と第三光軸OA3がなす角である第三光軸水平傾斜角αOA3等に対して、第一撮像部10等と同様の部材や配置を採用できるので、詳細説明を省略する。 The second imaging unit 20 includes a second imaging element 21 and a second imaging lens 22 disposed on the first optical axis OA2 of the second imaging element 21. A second optical axis tilt mechanism 4 that adjusts the installation angle of the second imaging element 21 and the second imaging lens 22 is provided. The second optical axis tilting mechanism 4 has a second lens vertical tilt angle θ L2 with respect to the inspection target region and a second plane with respect to the main plane including the main point of the second imaging lens 22 and the light receiving surface of the second imaging element 21, respectively. The imaging inclination angle θ I2 can be adjusted, and the second optical axis horizontal inclination angle α OA2 obtained by inclining the second optical axis OA2 of the second imaging element 21 with respect to the column direction of the protrusions in a plan view can be adjusted. It is said. For this reason, the second optical axis tilting mechanism 4 includes the second imaging tilt angle θ I2 of the second image sensor 21, the second image sensor horizontal tilt angle α I2 (in the example of FIG. 10, the second optical axis horizontal tilt angle α OA2 and Are equal to each other, and the second lens vertical tilt angle θ L2 and the second lens horizontal tilt angle α L2 of the second imaging lens 22 (second light in the example of FIG. 10). A second lens tilt mechanism 42 for adjusting the horizontal axis tilt angle αOA2 ). The second image sensor tilt mechanism 41 and the second lens tilt mechanism 42 can use the same members as the first image sensor tilt mechanism 31 and the first lens tilt mechanism 32 described above. Similarly, using the second optical axis tilt mechanism 4 as described above, similarly to the first optical axis tilt mechanism configured by the first image sensor tilt mechanism 31 and the first lens tilt mechanism 32 shown in FIG. The second optical axis vertical tilt angle θ OA2 (0 <θ OA2 <90 °), which is the angle formed by the second optical axis OA2 in the side view with the plane of the inspection target region, or the second optical axis OA2, not the second connection It is possible to adjust the second lens vertical inclination angle θ L2 and the second imaging inclination angle θ I2 that are angles formed by the imaging surface of the image lens 22 and the imaging surface of the second imaging element 21 with the plane of the inspection target region. Thus, since the second lens tilt mechanism 42 is the same as the first image sensor tilt mechanism 31, detailed description including illustration is omitted, and a first optical axis horizontal tilt angle α OA1 , which will be described below, The description of the axis vertical tilt angle θ OA1 , the first lens vertical tilt angle θ L1 , the first imaging tilt angle θ I1, etc., including the formulas, is all the second optical axis horizontal tilt angle α OA2 , the second optical axis vertical tilt angle It can be applied to θ OA2 , the second lens vertical tilt angle θ L2 , and the second imaging tilt angle θ I2 . Similarly, with respect to the third imaging unit 30 described later, the third optical axis horizontal inclination angle α OA3, which is an angle formed by the line conveyance direction and the third optical axis OA3, is the same as the first imaging unit 10 and the like. Since these members and arrangements can be adopted, detailed description will be omitted.

特にシャインプルーフの原理を用いた結像レンズは、複数台の結像レンズを搬送方向に対する水平傾斜角度αOAxを変えて設置することが望ましい。なぜなら、マイクロニードルの変形が撮像素子の光軸方向に存在する場合(例えば光軸方向に突出した異物)、外観検査が難しいからである。そこで、少なくとも2台の、異なる角度をなす結像レンズを用いて観察することが好ましい。水平傾斜角度αOAxは、マイクロニードルを観察した際に、背面に位置するマイクロニードルと重複しない角度に設定することが望ましい。後ろのマイクロニードルと重なると、重なった部分の外観検査が阻害されるからである。マイクロニードル同士が重ならない条件の詳細については後述する。 In particular, in an imaging lens using the Scheinproof principle, it is desirable to install a plurality of imaging lenses while changing the horizontal inclination angle α OAx with respect to the transport direction. This is because, when the deformation of the microneedle is present in the optical axis direction of the image sensor (for example, a foreign object protruding in the optical axis direction), the appearance inspection is difficult. Therefore, it is preferable to perform observation using at least two imaging lenses having different angles. The horizontal inclination angle α OAx is desirably set to an angle that does not overlap with the microneedles located on the back surface when the microneedles are observed. This is because the appearance inspection of the overlapped portion is hindered when it overlaps the back microneedle. Details of the conditions under which the microneedles do not overlap will be described later.

第一結像レンズ12の第一光軸OA1と、第二結像レンズ22の第二光軸OA2のなす水平傾斜角度αOA1+OA2(=αOA1+αOA2)は、45°〜135°が望ましく、特に90°が望ましい。特に、突起物の傾斜角度を検査する用途においては、ほぼ直交する二方向から観察することで、いずれの方向に傾斜していてもこれを判別できる。 The horizontal inclination angle α OA1 + OA2 (= α OA1 + α OA2 ) formed by the first optical axis OA1 of the first imaging lens 12 and the second optical axis OA2 of the second imaging lens 22 is 45 ° to 135 °. Desirably, particularly 90 ° is desirable. In particular, in an application for inspecting the inclination angle of the projection, it is possible to determine whether it is inclined in any direction by observing from two directions substantially orthogonal to each other.

また第二撮像部20は、平面視において検査対象物の進行方向に対して対称な位置に設けてもよい。この場合、第二光軸傾斜機構4は、第二撮像部20の第二光軸水平傾斜角αOA2を、突起物の列方向に対して撮像部の第一光軸水平傾斜角αOA1と対象となるよう、絶対値を等しくし正負の符号を反転させた値とする(αOA2=−αOA1)。このように第二撮像素子21を第一撮像素子11と逆側に配置することで、第一撮像素子11では撮像できない面の光学画像を取得でき、より確実な外観検査が実現される。またこの方法であれば、後述する突起物の重なりを考慮して設定された第一光軸水平傾斜角αOA1に対し、第二光軸水平傾斜角αOA2の設定を容易に行うことができる。 Further, the second imaging unit 20 may be provided at a position symmetrical with respect to the traveling direction of the inspection object in plan view. In this case, the second optical axis tilting mechanism 4 sets the second optical axis horizontal tilt angle α OA2 of the second imaging unit 20 to the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 of the imaging unit with respect to the column direction of the protrusions. The absolute values are made equal and the signs of the positive and negative signs are reversed so as to be the target (α OA2 = −α OA1 ). By disposing the second image sensor 21 on the side opposite to the first image sensor 11 in this way, an optical image of a surface that cannot be captured by the first image sensor 11 can be acquired, and a more reliable appearance inspection is realized. Also, with this method, the second optical axis horizontal inclination angle α OA2 can be easily set with respect to the first optical axis horizontal inclination angle α OA1 set in consideration of the overlapping of protrusions described later. .

なお、撮像部は2つに限らず、3以上とすることもできる。撮像部を増やすことで、より多面的に外観検査を行い、検査ミスを低減できる。特に、検査対象物を挟んで背面側に追加の撮像部を配置することで、正面側から観察できない背面側の外観検査を行うことが可能となる。例えば、図11に示す変形例のように、第三撮像部30を第一撮像部に対して検査対象物の背面側に配置する。また平面視における第三撮像部30の第三光軸OA3とラインの搬送方向とがなす角を第三光軸水平傾斜角αOA3として、後述する式3等のαを適用して、適切な角度範囲を特定できる。特に、突起物の傾斜角度のみならず、表面状態の検査、例えば薬剤の塗布が均一に行われているか、部分的に塗布されていない箇所が存在しないか等を確認できる。 Note that the number of imaging units is not limited to two, and may be three or more. By increasing the number of image pickup units, it is possible to perform an appearance inspection from various aspects and reduce inspection errors. In particular, by arranging an additional imaging unit on the back side with the inspection object interposed therebetween, it is possible to perform an appearance inspection on the back side that cannot be observed from the front side. For example, the 3rd imaging part 30 is arrange | positioned with respect to the 1st imaging part on the back side of a test object like the modification shown in FIG. Further, an angle formed by the third optical axis OA3 of the third imaging unit 30 in the plan view and the line conveyance direction is set as a third optical axis horizontal inclination angle α OA3 , and an appropriate α is applied by applying α such as Equation 3 described later. The angle range can be specified. In particular, it is possible to check not only the inclination angle of the protrusions but also the surface condition, for example, whether the drug is uniformly applied or whether there is a part that is not partially applied.

なおこの例では、第三撮像部30の撮像位置を、ラインの搬送方向において第一撮像部10よりも上流側に配置しているが、第一撮像部の撮像位置よりも下流側に第三撮像部を配置してもよい。また、後述する照明部を各撮像部毎に設けてもよい。   In this example, the imaging position of the third imaging unit 30 is arranged upstream of the first imaging unit 10 in the line conveyance direction, but the third imaging unit 30 is arranged downstream of the imaging position of the first imaging unit. An imaging unit may be arranged. Moreover, you may provide the illumination part mentioned later for every imaging part.

一方で、多くの光学画像を画像処理することにより、処理速度の高速化が必要となり、特に搬送ライン上でインライン処理する際に求められる処理速度との関係で限界が生じる。よって、要求される画像検査の精度や処理能力に応じて、撮像部の数を決定する。
(照明部50)
On the other hand, by processing many optical images, it is necessary to increase the processing speed. In particular, there is a limit in relation to the processing speed required when performing inline processing on the transport line. Therefore, the number of imaging units is determined according to the required accuracy and processing capability of the image inspection.
(Lighting unit 50)

照明部50は、マイクロニードルアレイMNAに対して照明光を照射するための部材である。照明部50は、光源としてLED等の半導体発光素子やハロゲンランプ、蛍光灯、白熱電球等が使用できる。特に半導体発光素子は、スイッチング応答性に優れ、低消費電力で長寿命であり好ましい。照明光は、白色光とする他、検査対象物の色や透光性等に応じて適宜選択される。また、照明の種類として、落射照明や透過照明など、検査対象物の材質、例えば樹脂のような透光性を有する場合や金属のような反射する材質等に応じて適宜選択される。また照明光としてテレセントリック光を発するテレセントリック照明を用いることもできる。さらに、照明部を鏡筒に組み込んでもよい。   The illumination unit 50 is a member for irradiating illumination light to the microneedle array MNA. The illumination unit 50 can use a semiconductor light emitting element such as an LED, a halogen lamp, a fluorescent lamp, an incandescent lamp, or the like as a light source. In particular, a semiconductor light-emitting element is preferable because of its excellent switching response, low power consumption and long life. The illumination light is appropriately selected according to the color, translucency, and the like of the inspection object in addition to white light. Further, the type of illumination is appropriately selected according to the material of the inspection object such as epi-illumination or transmission illumination, for example, when it has translucency such as resin, or reflective material such as metal. Telecentric illumination that emits telecentric light as illumination light can also be used. Furthermore, you may incorporate an illumination part in a lens-barrel.

検査対象物が、金属製等、正反射する材質の場合は、比較的鮮明な光学画像を撮像しやすい。一方で、検査対象物が透光性のある樹脂のような、乱反射する材質の場合は、ハレーション等を起こしやすくなって鮮明な光学画像の撮像が困難となる。特に樹脂製のマイクロニードルアレイは、立体形状であることと相俟って、ピントを合わせ且つハレーションの少ない鮮明な光学画像を撮像することが容易でない。そこで、照明光の角度や光量を調整して、ハレーションや黒つぶれの少ない、適切な光学画像を得られるよう、照明部50を設置する。
(照明傾斜機構55)
When the inspection object is made of a material that is regularly reflected such as metal, it is easy to capture a relatively clear optical image. On the other hand, when the object to be inspected is a material that diffusely reflects, such as a translucent resin, halation is likely to occur, making it difficult to capture a clear optical image. In particular, a resin microneedle array, combined with its three-dimensional shape, is not easy to focus on and take a clear optical image with little halation. Therefore, the illumination unit 50 is installed so that an appropriate optical image with less halation and blackout can be obtained by adjusting the angle and amount of illumination light.
(Lighting tilt mechanism 55)

またこの外観検査装置100は、照明部50の照明光LSの角度を調整する照明傾斜機構55を備えている。照明傾斜機構55は、図1Aや図1Bに示すように平面視において第一光軸OA1の方向に対して、照明部50の照明光の進行方向を傾斜させた照明水平傾斜角αLSと、図1Cに示すように照明部50の照明光の垂直面内の照明垂直傾斜角θLSを、それぞれ調整可能としている。照明傾斜機構55で、照明垂直傾斜角θLSを例えば30°以下に設定する。また照明水平傾斜角αLSを0°〜90°に設定する。 In addition, the appearance inspection apparatus 100 includes an illumination tilt mechanism 55 that adjusts the angle of the illumination light LS of the illumination unit 50. As shown in FIGS. 1A and 1B, the illumination tilt mechanism 55 includes an illumination horizontal tilt angle α LS in which the traveling direction of the illumination light of the illumination unit 50 is tilted with respect to the direction of the first optical axis OA1 in plan view, As shown in FIG. 1C, the illumination vertical inclination angle θ LS in the vertical plane of the illumination light of the illumination unit 50 can be adjusted. The illumination vertical tilt angle θ LS is set to, for example, 30 ° or less by the illumination tilt mechanism 55. Further, the illumination horizontal inclination angle α LS is set to 0 ° to 90 °.

なお、上述した第一光軸傾斜機構、第二光軸傾斜機構、照明傾斜機構は、外観検査装置の設置時に撮像部や照明部の傾斜角度を調整するための部材であり、例えば手動で角度を調整して固定する治具や接着材等が利用できる。あるいは、制御部60で角度を自動調整するよう構成してもよい(詳細は後述)。   The first optical axis tilt mechanism, the second optical axis tilt mechanism, and the illumination tilt mechanism described above are members for adjusting the tilt angle of the imaging unit and the illumination unit when the appearance inspection apparatus is installed. It is possible to use a jig, an adhesive, or the like that adjusts and fixes the angle. Alternatively, the controller 60 may be configured to automatically adjust the angle (details will be described later).

図1Aの例では、一の照明部50で第一撮像部10、第二撮像部20の照明を共用している。ただ、本発明は照明部の数を一に限定せず、照明部を複数設けることもできる。例えば、第一撮像部用、第二撮像部用に、専用の照明部をそれぞれ設けてもよい。例えば、図11に示す変形例においては、第一撮像部用、第二撮像部用、第三撮像部用に、それぞれ第一照明部51、第二照明部52、第三照明部53を、それぞれ設置している。また各撮像部毎に照明部を一のみ設ける構成のみならず、一の撮像部に対して照明部を複数設けてもよい。例えば、検査対象物の両側から照明光を照射するような場合には、撮像部の左右にそれぞれ照明部を設けることができる。   In the example of FIG. 1A, the illumination of the first imaging unit 10 and the second imaging unit 20 is shared by one illumination unit 50. However, the present invention does not limit the number of illumination units to one, and a plurality of illumination units can be provided. For example, dedicated illumination units may be provided for the first imaging unit and the second imaging unit, respectively. For example, in the modification shown in FIG. 11, the first illumination unit 51, the second illumination unit 52, and the third illumination unit 53 are respectively used for the first imaging unit, the second imaging unit, and the third imaging unit. Each is installed. In addition to the configuration in which only one illumination unit is provided for each imaging unit, a plurality of illumination units may be provided for one imaging unit. For example, when illuminating light is irradiated from both sides of the inspection object, illumination units can be provided on the left and right sides of the imaging unit.

なお第一撮像部10と第二撮像部20が撮像を行うタイミングは、同時としてもよいが、個別のタイミングで行ってもよい。特に図12に示すように、第一撮像部10用と第二撮像部20用に、個別に照明部として第一照明部51、第二照明部52を設ける構成においては、異なるタイミングで撮像を行うことにより、他方の照明光の影響を低減できる。すなわち、第一撮像部10で撮像する際には第一照明部51を点灯させつつ、第二照明部52を消灯あるいは光量低下させ、一方第二撮像部20で撮像する際には第二撮像照明部52を点灯させつつ、第一撮像照明部51を消灯あるいは光量を低下させる。これにより、異なる角度から検査対象物に照明光を投入するように設置された各照明部に対して、他方の照明光をカットすることで必要な照明光のみを照射し企図した光学画像を得ることが可能となる。このような照明光の制御は、照明光制御部67で行わせることができる。   Note that the timing at which the first imaging unit 10 and the second imaging unit 20 perform imaging may be simultaneous, or may be performed at individual timings. In particular, as shown in FIG. 12, in the configuration in which the first illumination unit 51 and the second illumination unit 52 are individually provided as illumination units for the first imaging unit 10 and the second imaging unit 20, imaging is performed at different timings. By doing so, the influence of the other illumination light can be reduced. That is, when the first imaging unit 10 captures an image, the first illumination unit 51 is turned on while the second illumination unit 52 is turned off or the amount of light is reduced. While the illumination unit 52 is turned on, the first imaging illumination unit 51 is turned off or the amount of light is reduced. Thereby, with respect to each illumination part installed so that illumination light may be input to the inspection object from different angles, the other illumination light is cut so that only the necessary illumination light is irradiated to obtain an intended optical image. It becomes possible. Such illumination light control can be performed by the illumination light control unit 67.

このような撮像タイミングの制御は、撮像部と接続された制御部60で行う。制御部60は、上述の通り搬送部6上で搬送される検査対象物が所定位置に搬送されたことを検出するトリガ生成部7からのトリガ信号に従って、各撮像部の撮像タイミングを制御する撮像タイミング制御部61を備えている。またトリガ生成部7は、検査対象物の位置を検出するよう、搬送部6に沿って配置される。   Such imaging timing control is performed by the control unit 60 connected to the imaging unit. The control unit 60 controls the imaging timing of each imaging unit in accordance with a trigger signal from the trigger generation unit 7 that detects that the inspection object conveyed on the conveyance unit 6 has been conveyed to a predetermined position as described above. A timing control unit 61 is provided. Moreover, the trigger production | generation part 7 is arrange | positioned along the conveyance part 6 so that the position of a test target object may be detected.

このようにして第一撮像部10と第二撮像部20でそれぞれ撮像された、同一の検査対象物の光学画像は、それぞれ制御部60に送出されて、画像処理される。
(制御部60)
In this way, the optical images of the same inspection object captured by the first imaging unit 10 and the second imaging unit 20 are respectively sent to the control unit 60 and subjected to image processing.
(Control unit 60)

制御部60は、撮像部で撮像された光学画像に対して画像処理を行う画像処理部62を備えている。画像処理部62は、画像処理により、検査対象物の異常の有無を判別する。例えば、画像処理部62が光学画像に対してエッジ抽出を行い、予め登録された基準形態と比較の上、正常、異常を判定する。あるいは、検査対象物中から、予め登録されたパターンを抽出して、このパターンに対して設定された基準項目(例えば突起物の高さ、太さ、先端部の角度)を検査するよう構成してもよい。
(パターン認識)
The control unit 60 includes an image processing unit 62 that performs image processing on the optical image captured by the imaging unit. The image processing unit 62 determines the presence / absence of an abnormality in the inspection object through image processing. For example, the image processing unit 62 performs edge extraction on the optical image, and determines whether the image is normal or abnormal after comparison with a reference form registered in advance. Alternatively, a pattern registered in advance is extracted from the object to be inspected, and a reference item (for example, the height, thickness, and tip angle of the protrusion) set for the pattern is inspected. May be.
(Pattern recognition)

画像処理部62による画像処理の一例を、図13のブロック図に基づいて説明する。この図に示す画像処理部62は、撮像部で撮像された光学画像を受けて、パターン認識の結果を出力し、検査結果出力部65に送出する。この画像処理部62は、前処理部62aと、特徴量抽出部62bと、特徴圧縮部62cと、分類器62dとを備える。   An example of image processing by the image processing unit 62 will be described based on the block diagram of FIG. The image processing unit 62 shown in this figure receives the optical image captured by the imaging unit, outputs the result of pattern recognition, and sends it to the inspection result output unit 65. The image processing unit 62 includes a preprocessing unit 62a, a feature amount extraction unit 62b, a feature compression unit 62c, and a classifier 62d.

撮像部で撮像された光学画像は、まず前処理部62aで前処理される。前処理部62aでは、ノイズ除去や画像の大きさの正規化などが行われる。   The optical image captured by the imaging unit is first preprocessed by the preprocessing unit 62a. In the pre-processing unit 62a, noise removal, image size normalization, and the like are performed.

次に特徴量抽出部62bで特徴量の抽出が行われる。ここでは、識別に必要な特徴量を算出する。算出された特徴量はベクトル化され、特徴ベクトルとして扱われる。特徴ベクトルとして、例えば光学画像に対して色ヒストグラム、エッジ検出、方向性特徴、ウェーブレット係数などが用いられる。   Next, feature quantity extraction is performed by the feature quantity extraction unit 62b. Here, a feature amount necessary for identification is calculated. The calculated feature quantity is vectorized and treated as a feature vector. As the feature vector, for example, a color histogram, edge detection, directional feature, wavelet coefficient, or the like is used for an optical image.

得られた特徴ベクトルは、高次元から低次元の特徴ベクトルとするよう、特徴圧縮部62cにより圧縮される。さらに圧縮された特徴ベクトルは分類器62dにおいて、所定のクラスに分類される。またクラス情報を出力することもできる。この際、分類器62dの分類性能を向上させるため、分類器62dを学習させてもよい。例えば、学習用に用意した正解のクラス情報付きの特徴ベクトル群を用いて、学習により、適切な分類を行うような分類器62dを構築する。   The obtained feature vector is compressed by the feature compression unit 62c so as to obtain a high-dimensional to low-dimensional feature vector. Further, the compressed feature vector is classified into a predetermined class in the classifier 62d. Class information can also be output. At this time, the classifier 62d may be learned in order to improve the classification performance of the classifier 62d. For example, a classifier 62d that performs appropriate classification by learning is constructed by using a feature vector group with correct class information prepared for learning.

なお本明細書においては、画像処理の対象となる画像として、光学撮像素子であるCCD等で得られた光学画像を用いる例を説明しているが、本発明は画像処理の対象を光学画像に限定するものでなく、例えば高さ情報を輝度値に置き換えた高さ画像等を対象として画像処理を行うこともできる。
(特徴抽出)
Note that, in this specification, an example is described in which an optical image obtained by a CCD or the like that is an optical imaging device is used as an image to be subjected to image processing. For example, the image processing can be performed on a height image in which height information is replaced with a luminance value.
(Feature extraction)

光学画像中の特徴として、特徴点は基本となる要素である。特徴点とは、輝度や色度を周囲の画素と区別でき、その位置を正確に決定することができる点である。光学画像中の特徴点を抽出することにより、複数の画像間の対応付けが容易となるため、様々な画像処理に用いることが可能となる。   A feature point is a basic element as a feature in an optical image. The feature point is a point where brightness and chromaticity can be distinguished from surrounding pixels and the position can be accurately determined. By extracting the feature points in the optical image, it becomes easy to associate a plurality of images, so that it can be used for various image processing.

以下、特徴点を抽出する方法について説明する。特徴量抽出部62bは、光学画像中で位置を正確に決定するために、特徴点として輝度又は色の変化が大きい、例えば画像中で角に見える部分を選択する。
(画像照合方法の分類)
Hereinafter, a method for extracting feature points will be described. In order to accurately determine the position in the optical image, the feature amount extraction unit 62b selects, as the feature point, a portion having a large change in luminance or color, for example, a portion that looks like a corner in the image.
(Classification of image matching methods)

光学画像から抽出された特徴を照合することにより、目的のパターンを検索する。このような照合方法としては、テンプレートマッチングやグラフマッチングが利用できる。   The target pattern is searched by collating the features extracted from the optical image. As such a collation method, template matching or graph matching can be used.

テンプレートマッチングは、図14に示すように、画像T(サイズMT×NT)と類似した部分を入力画像I(サイズMI×NI)中で検出する。具体的にはTをI上でずらしながら、重なった領域の類似度S(または相違度D)を計算する。 In the template matching, as shown in FIG. 14, a portion similar to the image T (size M T × N T ) is detected in the input image I (size M I × N I ). Specifically, the similarity S (or dissimilarity D) of the overlapping regions is calculated while shifting T on I.

一方グラフマッチングは、図15に示すように、画像から得られた特徴を頂点とし、特徴間の関係を辺とするグラフをつくり、グラフ間の対応付けを行うことにより特徴集合間を照合する。   On the other hand, in graph matching, as shown in FIG. 15, a graph having a feature obtained from an image as a vertex and a relationship between features as sides is created, and matching between the graphs is performed by matching the graphs.

ここで、テンプレートマッチングを用いて、マイクロニードルアレイの光学画像を解析して、良品形状と比較することにより良否判定の外観検査を行う例を、図16に基づいて説明する。この図に示すように、各マイクロニードルの中心軸CAXを画像処理により演算する。そして、得られた中心軸CAXが直線かどうかを判定する。例えば図16の右端に示すように中心軸CAXに折れ曲がりがある場合は、不良と判定する。また、各マイクロニードルの中心軸CAXについて、基板SUBに対する傾斜角度を検出し、所定の範囲内にあるかどうかを判定する。さらに、中心軸CAXがマイクロニードルの頂点を通るか否かを判定する。あるいは、予め良品のマイクロニードルを基準画像として登録しておき、撮像したマイクロニードルをこの基準画像と対比して類似度を判定してもよい。   Here, an example of performing an appearance inspection for pass / fail determination by analyzing an optical image of a microneedle array using template matching and comparing it with a non-defective shape will be described with reference to FIG. As shown in this figure, the central axis CAX of each microneedle is calculated by image processing. Then, it is determined whether or not the obtained center axis CAX is a straight line. For example, as shown at the right end of FIG. 16, when the center axis CAX is bent, it is determined as defective. Further, with respect to the central axis CAX of each microneedle, an inclination angle with respect to the substrate SUB is detected to determine whether or not it is within a predetermined range. Further, it is determined whether or not the central axis CAX passes through the apex of the microneedle. Alternatively, a non-defective microneedle may be registered as a reference image in advance, and the degree of similarity may be determined by comparing the captured microneedle with the reference image.

このような判定処理は、好ましくは複数を組み合わせて行う。また、処理速度やラインの搬送速度に応じて、画像処理に許容される時間内に行えるよう、選択される。   Such determination processing is preferably performed by combining a plurality. Further, the selection is made according to the processing speed and the line conveyance speed so that the processing can be performed within the time allowed for the image processing.

なおこの例では、製造ライン上を搬送される検査対象物に対して、移動中に撮像部で撮像して検査処理を行う例を説明している。画像処理部62は、ライン上を搬送される検査対象物に対してインライン処理を行う。これにより、一度の撮像で合焦された光学画像を画像処理することで、処理の高速化が要求される製造ライン等においても信頼性の高い外観検査が実現される。ただ、検査処理の速度等によっては、撮像時に検査対象物を一旦停止させて撮像、検査処理を行うように構成してもよい。あるいは、撮像された画像に対してオフラインで画像処理を行う構成としてもよい。   In this example, an example is described in which an inspection process is performed by capturing an image of an inspection target conveyed on a production line with an imaging unit during movement. The image processing unit 62 performs inline processing on the inspection object conveyed on the line. Thus, by performing image processing on an optical image focused by one imaging, a highly reliable appearance inspection can be realized even in a production line or the like that requires high-speed processing. However, depending on the speed of the inspection process or the like, the inspection target may be temporarily stopped at the time of imaging to perform imaging and inspection processing. Or it is good also as a structure which performs image processing offline with respect to the imaged image.

また、以上の例では第一撮像部10や照明部50を、搬送ラインの周辺に設置し、その姿勢や角度を第一撮像素子傾斜機構31や第一レンズ傾斜機構32で調整する作業を手作業で行う例を説明した。ただ、第一撮像素子傾斜機構や第一レンズ傾斜機構に電動駆動機構を設けて、入力された角度となるよう自動的に傾斜させる機構を設けたり、さらに制御部からの制御信号で傾斜角度を制御できるように構成してもよい。この場合は、第一撮像素子傾斜機構や第一レンズ傾斜機構を制御部と電気的に接続し、制御部からの制御信号で第一撮像素子傾斜機構や第一レンズ傾斜機構の第一撮像傾斜角θI1、第一レンズ垂直傾斜角θL1等を制御可能な構成とする。ユーザは、制御部に対して第一撮像傾斜角θI1、第一レンズ垂直傾斜角θL1等の情報を入力し、この入力に応じて、制御部から第一撮像素子傾斜機構や第一レンズ傾斜機構に、第一撮像傾斜角θI1や第一レンズ垂直傾斜角θL1の角度値を調整する制御信号を送出し、これらを所期の角度に調整する。また、このようなユーザによる制御は、制御部と接続された専用のコンソールから行う他、制御部と接続されたコンピュータ等から行うこともできる。あるいは、制御部自体をコンピュータで構成してもよい。この場合、コンピュータにインストールされた外観検査プログラムを操作して、必要な角度地の入力や制御を行う。
(マイクロニードルアレイ)
In the above example, the first imaging unit 10 and the illumination unit 50 are installed around the transport line, and the work of adjusting the posture and angle of the first imaging unit tilting mechanism 31 and the first lens tilting mechanism 32 is performed manually. The example performed by work was explained. However, an electric drive mechanism is provided in the first image sensor tilt mechanism or the first lens tilt mechanism, and a mechanism for automatically tilting to the input angle is provided, or the tilt angle is set by a control signal from the control unit. You may comprise so that it can control. In this case, the first image sensor tilt mechanism or the first lens tilt mechanism is electrically connected to the control unit, and the first image tilt of the first image sensor tilt mechanism or the first lens tilt mechanism is controlled by a control signal from the control unit. The angle θ I1 and the first lens vertical tilt angle θ L1 can be controlled. The user inputs information such as the first imaging tilt angle θ I1 and the first lens vertical tilt angle θ L1 to the control unit, and in response to this input, the control unit sets the first image sensor tilt mechanism and the first lens. A control signal for adjusting the angle values of the first imaging tilt angle θ I1 and the first lens vertical tilt angle θ L1 is sent to the tilt mechanism, and these are adjusted to the intended angles. Further, such control by the user can be performed from a dedicated console connected to the control unit, or from a computer connected to the control unit. Alternatively, the control unit itself may be configured by a computer. In this case, a visual inspection program installed in the computer is operated to input and control a necessary angle location.
(Microneedle array)

ここで、検査対象物としてマイクロニードルアレイの外観検査を行う場合を説明する。マイクロニードルアレイは、皮膚の表皮層に微小な針(マイクロニードル)を穿刺して薬剤を投与する経皮吸収促進デバイスである。マイクロニードルアレイは、低侵襲性で、痛みや恐怖感が少なく、針刺し事故の危険性が少ない利点を有する。また、表皮投与であり、皮膚免疫の利用による効率の良い免疫獲得が実現される。さらに角質を穿刺するため、経皮吸収が困難であった薬物を経皮投与可能にする利点も得られる。   Here, a case where an appearance inspection of a microneedle array is performed as an inspection object will be described. The microneedle array is a percutaneous absorption enhancing device that administers a drug by puncturing a microneedle (microneedle) in the epidermis layer of the skin. Microneedle arrays have the advantages of minimally invasiveness, less pain and fear, and less risk of needle stick accidents. Moreover, it is epidermal administration, and efficient immunity acquisition is realized by utilizing skin immunity. Furthermore, since the stratum corneum is punctured, an advantage of allowing transdermal administration of a drug that has been difficult to percutaneously absorb is obtained.

マイクロニードルアレイMNAの一例を図77の斜視図に示す。この例では、円形の平板状の基板SUBの上面に、多数のマイクロニードルMNをXY平面に均一に配置している。基板SUBの形状は、円形の他、矩形状、多角形状等も利用できる。またマイクロニードルMNの配置パターンとしては、図2Aに示すようにマイクロニードルを縦横に並べたマトリックス状又は碁盤目状のマイクロニードルアレイMNAGや、図2Bに示すように隣接する行同士でオフセット状に配置したマイクロニードルアレイMNAOが挙げられる。   An example of the microneedle array MNA is shown in the perspective view of FIG. In this example, a large number of microneedles MN are uniformly arranged on the XY plane on the upper surface of a circular flat substrate SUB. As the shape of the substrate SUB, a rectangular shape, a polygonal shape, or the like can be used in addition to a circular shape. As the arrangement pattern of the microneedles MN, a matrix-like or grid-like microneedle array MNAG in which the microneedles are arranged vertically and horizontally as shown in FIG. 2A, or an offset between adjacent rows as shown in FIG. 2B. The arranged microneedle array MNAO can be mentioned.

各マイクロニードルは、例えば高さ50〜800μmの微小針であり、このようなマイクロニードルが基板上に1cm2あたり数十〜数百個、規則的に並べて配置される。マイクロニードルを構成する材質は、樹脂や金属等が挙げられる。樹脂の場合は、ある程度の透光性を有する材質が使用されることがある。好ましくは、生分解性樹脂が用いられる。生分解性樹脂として、例えばポリ乳酸樹脂(PLA)、ポリグリコール酸樹脂(PGA)等の公知の生分解性樹脂が用いられる。 Each microneedle is a microneedle having a height of 50 to 800 μm, for example, and several tens to several hundreds of such microneedles are regularly arranged on a substrate per 1 cm 2 . Examples of the material constituting the microneedle include resin and metal. In the case of resin, a material having a certain degree of translucency may be used. Preferably, a biodegradable resin is used. As the biodegradable resin, known biodegradable resins such as polylactic acid resin (PLA) and polyglycolic acid resin (PGA) are used.

このようなマイクロニードルアレイは、注射剤に近い品質が求められる。すなわち製造途中に破損したマイクロニードルや、異物の付着したマイクロニードル等が含まれることは許されず、外観を全数検品することが求められる。例えばマイクロニードルの外観を撮像して光学画像を取得し、この光学画像に対して画像処理等により外観検査を行い、各マイクロニードルに対して異常がないか検査する。異常の例としては、マイクロニードルの折れ、欠け、曲り、樹脂の充填不足による先端部の成型不良、樹脂中の気泡(ボイド)の発生等が挙げられる。
(マイクロニードルアレイの外観検査)
(検査対象項目)
Such a microneedle array is required to have a quality close to that of an injection. That is, it is not allowed to include microneedles that are broken during the manufacturing process, microneedles with foreign matters, and the like, and it is required to inspect all appearances. For example, the appearance of the microneedle is imaged to obtain an optical image, the optical image is subjected to appearance inspection by image processing or the like, and each microneedle is inspected for any abnormality. Examples of abnormalities include microneedle breakage, chipping, bending, poor molding of the tip due to insufficient filling of the resin, generation of bubbles in the resin, and the like.
(Appearance inspection of microneedle array)
(Items to be inspected)

次にマイクロニードルアレイの外観検査について説明する。外観検査の項目としては、例えば
1.各マイクロニードルが垂直姿勢で基板上に設けられているか、軸が途中で曲がっていたり傾いていたりしないか、といったマイクロニードルの中心軸の直線性や、傾斜角度の検査;
2.マイクロニードルの表面に異物が付着していないかどうかの異物検査;
3.マイクロニードルアレイに薬液が正しく塗布されているか、塗布量や塗布面積の検査
等が挙げられる。これらについて順次説明する。
(1.傾斜検査)
Next, the appearance inspection of the microneedle array will be described. As an item of the appearance inspection, for example, Inspecting the linearity of the central axis of the microneedle, such as whether each microneedle is provided on the substrate in a vertical posture or whether the axis is bent or inclined in the middle, and the inclination angle;
2. Foreign matter inspection for foreign matter adhering to the surface of the microneedle;
3. Check that the chemical solution is correctly applied to the microneedle array, the amount of application and the inspection of the application area, and the like. These will be described sequentially.
(1. Inclination inspection)

まず、マイクロニードルの中心軸の傾斜角度や直線性を調べる場合は、マイクロニードルアレイを二方向以上から撮像する。例えば図17の平面図に示すように、同一のマイクロニードルに対して水平傾斜角度αOA1+OA2で交差する第一光軸OA1と第二光軸OA2の二方向から検査すれば、傾斜角度を検出できる。水平傾斜角度αOA1+OA2は、90°が好ましい。また、例えば図16に示すように、マイクロニードルMNの中心軸CAXを画像処理で求め、中心軸CAXと基板SUBとのなす傾斜角度αCAXを求め、所定の閾値内にあるかどうかを画像処理部62で判定し、検査結果出力部65に出力する。また、マイクロニードルMNの中心軸CAXの直線性や、中心軸CAXがマイクロニードルMNの頂点を通るかどうか等の検査項目について判定することもできる。なお、傾斜検査においては、後述するエッジ画像を生成する必要は必ずしもなく、光学画像に対して画像処理を行うことで判定することもできる。
(2.異物検査)
First, when examining the inclination angle and linearity of the central axis of the microneedle, the microneedle array is imaged from two or more directions. For example, as shown in the plan view of FIG. 17, if the same microneedle is inspected from two directions of the first optical axis OA1 and the second optical axis OA2 that intersect at a horizontal inclination angle α OA1 + OA2 , the inclination angle is It can be detected. The horizontal inclination angle α OA1 + OA2 is preferably 90 °. Further, for example, as shown in FIG. 16, the central axis CAX of the microneedle MN is obtained by image processing, the inclination angle α CAX formed by the central axis CAX and the substrate SUB is obtained, and whether or not it is within a predetermined threshold value is processed. The determination is made by the unit 62 and the result is output to the inspection result output unit 65. It is also possible to determine the inspection items such as the linearity of the central axis CAX of the microneedle MN and whether the central axis CAX passes through the apex of the microneedle MN. In the tilt inspection, it is not always necessary to generate an edge image to be described later, and it can also be determined by performing image processing on the optical image.
(2. Foreign object inspection)

次に異物検査について検討する。マイクロニードルアレイの製造工程において、マイクロニードルの表面に異物、例えばマイロニードルを形成する樹脂の成型屑などが付着することがある。このような異物を製造の段階で検出して除去すべく、外観検査により各マイクロニードルの表面を検査する。この異物検査においては、マイクロニードルの全体、あるいは少なくとも刺入される領域の、光学画像を撮像する必要がある。ここでマイクロニードルは基板の平面状から垂直に直立姿勢で設けられているため、マイクロニードルアレイを真上から撮像した外観検査では、図80に示すようにマイクロニードル先端部分の外観検査がほぼ不可能であり、マイクロニードルの真横から斜め上にかけた角度から検査する必要がある。また、微細な立体構造物であって死角が多いため、複数方向からの検品が必要となる。さらに無菌的に製造することから、作業者の手が介入することも許されない。このため、マイクロニードルアレイの製造時にインラインでの外観検査が求められる。
(エッジ画像)
Next, foreign matter inspection will be considered. In the manufacturing process of the microneedle array, foreign matter, for example, resin molding waste forming a myloneedle may adhere to the surface of the microneedle. In order to detect and remove such foreign matter at the manufacturing stage, the surface of each microneedle is inspected by visual inspection. In this foreign matter inspection, it is necessary to take an optical image of the entire microneedle, or at least a region to be inserted. Here, since the microneedles are provided in an upright posture perpendicularly from the planar shape of the substrate, in the appearance inspection obtained by imaging the microneedle array from directly above, the appearance inspection of the tip portion of the microneedle is almost impossible as shown in FIG. This is possible, and it is necessary to inspect from an angle applied from the side of the microneedle to the upper side. Moreover, since it is a fine three-dimensional structure and has many blind spots, inspection from a plurality of directions is required. Furthermore, since it is manufactured aseptically, it is not allowed for the operator's hand to intervene. For this reason, an in-line appearance inspection is required when manufacturing the microneedle array.
(Edge image)

ここで、検査対象物であるマイクロニードルアレイのエッジ画像を撮像して画像処理を行う様子を、図18に基づいて説明する。まず撮像部1でマイクロニードルアレイを撮像して、光学画像OPIを取得する。次に得られた光学画像OPIから、画像処理部62でもってエッジ画像EDIを生成する。ここでは、光学画像OPIに対して、マイクロニードルアレイの輪郭(エッジ)を抽出する。さらに、必要に応じて離散的なエッジ同士を連結して計測領域を自動的に設定することもできる。輪郭抽出には、例えば動的輪郭法、ウォーターシェッド(Watershed)、エッジトレース等が利用できる。   Here, a state in which an edge image of a microneedle array that is an inspection target is captured and image processing is performed will be described with reference to FIG. First, the imaging unit 1 images the microneedle array to obtain an optical image OPI. Next, an edge image EDI is generated by the image processing unit 62 from the obtained optical image OPI. Here, the outline (edge) of the microneedle array is extracted from the optical image OPI. Furthermore, the measurement region can be automatically set by connecting discrete edges as necessary. For the contour extraction, for example, a dynamic contour method, watershed, edge tracing, or the like can be used.

マイクロニードルアレイの外観検査は、微細な構造の検査を広い範囲で実施する必要がある。一般的な光学顕微鏡でマイクロニードルアレイを斜め上方から観察する場合、図19に示すように焦点の合う合焦範囲FA2は網掛けで示す領域となり、マイクロニードルアレイMNAの検査対象領域に含まれるマイクロニードルMNの内、一部のみにしか合焦させることができない。例えば図20に示すような光学画像OPI’を撮像した場合、この光学画像OPI’に対してエッジ抽出処理を行っても、図21のようなエッジ画像EDI’となって、合焦された領域でしかエッジを正確に抽出できない結果、マイクロニードルの輪郭が部分的にしか得られないこととなって、完全な外観検査を行うことができない。これを回避するためには、1枚のマイクロニードルアレイの検査のために、ピント位置を変えて光学画像を複数枚撮像し、さらに撮像した複数枚の光学画像中から合焦された部分を抽出して合成し、この合成画像に対して画像解析を行う必要が生じ、処理に多くの時間がかかることとなる。このため、この方法でマイクロニードルアレイを検品するには、処理速度の関係からインラインでの処理が困難となる。   In the appearance inspection of the microneedle array, it is necessary to inspect a fine structure in a wide range. When the microneedle array is observed obliquely from above with a general optical microscope, the focused range FA2 that is in focus is a shaded area as shown in FIG. 19, and the microneedle array MNA includes a microscopic area included in the inspection target area. Only a part of the needle MN can be focused. For example, when an optical image OPI ′ as shown in FIG. 20 is imaged, even if edge extraction processing is performed on this optical image OPI ′, an edge image EDI ′ as shown in FIG. As a result, the edge of the microneedle can only be partially obtained, so that a complete appearance inspection cannot be performed. In order to avoid this, in order to inspect one microneedle array, a plurality of optical images are picked up by changing the focus position, and a focused portion is extracted from the plurality of picked up optical images. Therefore, it is necessary to perform image analysis on the synthesized image, and a long time is required for processing. For this reason, inspecting the microneedle array by this method makes in-line processing difficult due to the processing speed.

そこで、図22に示すように検査対象領域で合焦された光学画像OPIを一度の撮像で取得することが求められる。これにより、この光学画像OPIに対してエッジ抽出を行うことで、図23に示すような、各マイクロニードルのプロファイルを含んだエッジ画像EDIを得ることができる。   Therefore, as shown in FIG. 22, it is required to acquire the optical image OPI focused on the inspection target region by one imaging. Thus, by performing edge extraction on this optical image OPI, an edge image EDI including the profile of each microneedle as shown in FIG. 23 can be obtained.

さらに、複数のマイクロニードルを配列したマイクロニードルアレイを観察する方向によっては、マイクロニードル同士が重なってしまい、手前側のマイクロニードルに奥側のマイクロニードルの一部又は全部が隠れてしまい、影になった部分の外観検査が妨げられるという問題もある。例えば図24に示すような、マイクロニードル同士が重なった観察角度乃至視野でマイクロニードルアレイの光学画像OPI”を撮像すると、得られるエッジ画像EDI”においても、図25に示すようにマイクロニードルの輪郭が部分的に得られない状態となる。このため、光学画像を撮像する段階で各マイクロニードルの輪郭が表示されるように、視野や観察角度を調整すべく、撮像部とマイクロニードルアレイとの相対的な位置関係を設定する必要がある。すなわち、図26Bに示すようなマイクロニードル同士が重なりあうエッジ画像EDI”でなく、図26Aに示すような重なりのないエッジ画像EDIを得る必要がある。   Further, depending on the direction of observing the microneedle array in which a plurality of microneedles are arranged, the microneedles may overlap each other, and some or all of the backside microneedles may be hidden behind the microneedles on the front side. There is also a problem that the appearance inspection of the part that has become obstructed. For example, as shown in FIG. 24, when an optical image OPI ″ of the microneedle array is captured at an observation angle or field of view where the microneedles overlap each other as shown in FIG. Is partially unobtainable. For this reason, it is necessary to set the relative positional relationship between the imaging unit and the microneedle array in order to adjust the field of view and the observation angle so that the outline of each microneedle is displayed when the optical image is captured. . That is, it is necessary to obtain an edge image EDI having no overlap as shown in FIG. 26A instead of an edge image EDI "in which the microneedles overlap each other as shown in FIG. 26B.

そこで、本実施形態においては、マイクロニードルアレイの光学画像を撮像するに際して、撮像手段の角度を傾斜手段を用いて適切に調整することで、上記2つの課題を同時に解決する。   Therefore, in the present embodiment, when the optical image of the microneedle array is captured, the above two problems can be solved simultaneously by appropriately adjusting the angle of the imaging unit using the tilting unit.

まず、斜め上方からマイクロニードルアレイの光学画像を撮像する際に、各マイクロニードルのピントを合わせるために、図3の側面図に示すようにシャインプルーフの原理に従い、マイクロニードルアレイMNAの検査対象領域MNPと、第一結像レンズ12の主平面LNPと、第一撮像素子11の受光面ISPの延長線が、一点で交差するように傾斜機構でもって第一レンズ垂直傾斜角θL1、第一撮像傾斜角θI1を調整する。これにより、シャインプルーフの原理に従い合焦領域FA1(図3において網掛けで示す領域)を検査対象領域と一致させ、マイクロニードルの各位置で合焦された光学画像を撮像することができる。 First, in order to focus each microneedle when taking an optical image of the microneedle array obliquely from above, in accordance with the Scheimpflug principle as shown in the side view of FIG. The first lens vertical tilt angle θ L1 , the first lens vertical tilt angle θ L1 , and the first lens vertical tilt angle θ L1 with the tilt mechanism so that the extension line of the main plane LNP of the first imaging lens 12 and the light receiving surface ISP of the first image sensor 11 intersect at one point. Adjust the imaging tilt angle θ I1 . Thereby, the focus area FA1 (area shown by hatching in FIG. 3) is made to coincide with the inspection target area in accordance with the Scheinproof principle, and an optical image focused at each position of the microneedle can be taken.

さらに、マイクロニードル同士が重なる問題は、マイクロニードルの配列に応じて、水平面内の角度を調整して対応する(詳細は後述)。
(光学画像撮像装置)
Furthermore, the problem that the microneedles overlap each other is dealt with by adjusting the angle in the horizontal plane according to the arrangement of the microneedles (details will be described later).
(Optical imaging device)

以下、垂直面内の傾斜角度範囲と、水平面内の傾斜角度範囲のそれぞれについて説明する。本発明者らは、図27及び図28に示す光学画像撮像装置200を用いて、撮像部の傾斜角度を適切な角度範囲に調整することで、マイクロニードルアレイの外観検査が正確に行えることを確認した。この光学画像撮像装置200では、第一結像レンズ12を固定し、回転式のステージSTG上に固定されたマイクロニードルアレイMNAと第一撮像素子11を傾斜させることで、これらの相対的な角度を調整している。ここでは、第一結像レンズ12の主平面LNPを固定し、マイクロニードルアレイMNAの検査対象領域MNPの傾斜角度(第一レンズ垂直傾斜角θL1)を第一レンズ傾斜機構32に相当するワークステージで調整している。また第一撮像素子11の受光面ISPの第一撮像傾斜角θI1を、第一撮像素子傾斜機構31に相当するイメージセンサステージで調整している。また第一結像レンズ12として、両側テレセントリックレンズを使用した。ワークステージ、イメージセンサステージはそれぞれ、XY平面を移動可能なXYステージXYSと回転角を調整可能なθステージTHSを備えている。図28の例では、XYステージXYS上にθステージTHSを連結し、さらにθステージTHS上に回転式ステージSTGを直立させている。
(垂直方向角度範囲)
Hereinafter, each of the inclination angle range in the vertical plane and the inclination angle range in the horizontal plane will be described. The present inventors have found that the appearance inspection of the microneedle array can be accurately performed by adjusting the tilt angle of the image pickup unit to an appropriate angle range using the optical image pickup device 200 shown in FIGS. 27 and 28. confirmed. In this optical image pickup device 200, the first imaging lens 12 is fixed, and the microneedle array MNA fixed on the rotary stage STG and the first image pickup device 11 are tilted, so that their relative angles are increased. Is adjusted. Here, the main plane LNP of the first imaging lens 12 is fixed, and the inclination angle (first lens vertical inclination angle θ L1 ) of the inspection target area MNP of the microneedle array MNA is a work corresponding to the first lens inclination mechanism 32. It is adjusted on the stage. The first imaging tilt angle θ I1 of the light receiving surface ISP of the first image sensor 11 is adjusted by an image sensor stage corresponding to the first image sensor tilt mechanism 31. Further, as the first imaging lens 12, a double-sided telecentric lens was used. Each of the work stage and the image sensor stage includes an XY stage XYS that can move on the XY plane and a θ stage THS that can adjust the rotation angle. In the example of FIG. 28, the θ stage THS is connected to the XY stage XYS, and the rotary stage STG is further upright on the θ stage THS.
(Vertical angle range)

この光学画像撮像装置200を用いて、検査対象物の検査対象領域MNPと、第一結像レンズ12の主平面LNPと、第一撮像素子11の受光面ISPが、一点で交差するように第一レンズ傾斜機構32、第一撮像素子傾斜機構31でもって第一レンズ垂直傾斜角θL1、撮像傾斜角θI1をそれぞれ異なる角度に調整することで、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域MNPの各位置で合焦された光学画像を撮像することができる。このようにして得られたマイクロニードルアレイMNAの光学画像を図29に示す。ここでは、透光性の樹脂製で、円板状の基板上にマトリックス状にマイクロニードルが設けられたPGA製のマイクロニードルアレイを撮像した。この図に示すように、イメージセンサステージで第一撮像傾斜角θI1を調整することで、マイクロニードルアレイMNAの全面でマイクロニードルの様子が確認できた。
(水平方向角度範囲)
Using this optical image pickup device 200, the inspection object region MNP of the inspection object, the main plane LNP of the first imaging lens 12, and the light receiving surface ISP of the first image pickup element 11 are crossed at one point. By adjusting the first lens vertical inclination angle θ L1 and the imaging inclination angle θ I1 to different angles by the one-lens inclination mechanism 32 and the first imaging element inclination mechanism 31, each of the inspection target areas MNP is adjusted in accordance with the Scheinproof principle. An optical image focused at a position can be taken. An optical image of the microneedle array MNA thus obtained is shown in FIG. Here, an image of a PGA microneedle array made of a translucent resin and provided with microneedles in a matrix on a disk-shaped substrate was taken. As shown in this figure, the state of the microneedles could be confirmed on the entire surface of the microneedle array MNA by adjusting the first imaging inclination angle θI1 with the image sensor stage.
(Horizontal angle range)

次に、配列されたマイクロニードルの重なりを考慮し、マイクロニードルの全面が良好に観察できる角度範囲、具体的にはマイクロニードルアレイと第一結像レンズ間、第一結像レンズと第一撮像素子間の角度の範囲について述べる。ここでは、上述した光学画像撮像装置200を用いて、マイクロニードルアレイMNAと第一結像レンズ12、第一結像レンズ12と第一撮像素子11間の角度を変更しながら観察を行った。   Next, in consideration of the overlapping of the arranged microneedles, an angular range in which the entire surface of the microneedles can be satisfactorily observed, specifically, between the microneedle array and the first imaging lens, and between the first imaging lens and the first imaging. The range of angles between elements will be described. Here, using the optical image pickup device 200 described above, observation was performed while changing the angle between the microneedle array MNA and the first imaging lens 12 and the first imaging lens 12 and the first imaging element 11.

まず、マイクロニードルアレイMNAと第一結像レンズ12間の角度を設定し、第一結像レンズ12と第一撮像素子11間の角度を調整していき、全面にピントが合ったときの角度を記録した。ここでは、図30に示すように、回転軸方向から見たときのマイクロニードルあるいは撮像素子に対する垂線と、結像レンズの第一光軸OA1とのなす角をマイクロニードル−結像レンズ角度、結像レンズ−撮像素子角度とした。この結果を表1に示す。なお、表1におけるマイクロニードル−レンズ角度θTHSは、図30に示すように光学画像撮像装置で設定した角度θTHSであり、実際に図1A等で示す外観検査装置100で設定する角度θ、すなわちシャインプルーフ合焦面となす角度θは、θ=90°−(光学画像撮像装置200で用いたマイクロニードル−レンズ角度θTHS)となる。 First, the angle between the microneedle array MNA and the first imaging lens 12 is set, the angle between the first imaging lens 12 and the first imaging element 11 is adjusted, and the angle when the entire surface is in focus. Was recorded. Here, as shown in FIG. 30, the angle formed between the perpendicular to the microneedle or the image sensor when viewed from the rotation axis direction and the first optical axis OA1 of the imaging lens is the microneedle-imaging lens angle. An image lens-imaging element angle was used. The results are shown in Table 1. In addition, the microneedle-lens angle θ THS in Table 1 is an angle θ THS set by the optical imaging device as shown in FIG. 30, and is actually set by the angle inspection device 100 shown in FIG. That is, the angle θ formed with the Scheimpflug focusing surface is θ = 90 ° − (microneedle-lens angle θ THS used in the optical imaging device 200).

表1に示すように、マイクロニードル−結像レンズ角度が30°〜64°の間でマイクロニードル全面が良好に観察できる結像レンズ−撮影素子角度20°、33°、40°、42°が得られた。言い換えると、結像レンズの仰角θが26°〜60°の範囲で、撮像素子の角度を48°〜70°に調整して、合焦した光学画像を撮像できることが確認された。
(照明部50の角度)
As shown in Table 1, when the microneedle-imaging lens angle is between 30 ° and 64 °, the imaging lens-photographing element angles of 20 °, 33 °, 40 °, and 42 ° can be observed well. Obtained. In other words, it was confirmed that a focused optical image can be taken by adjusting the angle of the imaging element to 48 ° to 70 ° in the range of the elevation angle θ of the imaging lens in the range of 26 ° to 60 °.
(Angle of the illumination unit 50)

さらに、照明部50の角度についても検討する。ここでは、図31に示すように、マイクロニードル観察時のレンズ位置と光源位置の関係を検討した。図31において、平面視における第一光軸OA1と照明光LSがなす照明−光軸水平傾斜角α’を60°、90°、120°、150°、180°とし、一方垂直視におけるマイクロニードル平面の垂線と第一光軸OA1とがなす角度γ(図1Cの第一光軸垂直傾斜角θOA1とはθOA1=90°−γの関係にある)を30°、45°、60°とし、さらにマイクロニードル平面と照明光LSとがなす角度θLSを0°、30°、45°、60°、90°としたときに、図29のマイクロニードルアレイMNAをそれぞれ撮像した光学画像を、図32、図33、図34に示す。各図に示す光学画像の左上で示す凡例においてはαはα’、γはθLSを、それぞれ示している。図32は、図31においてγ=60°に固定し、α’とθLSを変化させた状態を示しており、図33はγ=45°に固定し、α’とθLSを変化させた状態を示しており、図34はγ=30°に固定し、α’とθLSを変化させた状態を、それぞれ示している。また、他のマイクロニードルアレイとして、金属製で基板を矩形状としたシリコン社製のマイクロニードルアレイMNA’を撮像した光学画像を、図35に示す。図35では、γ=45°に固定し、α’とθLSを変化させた状態を示している。 Furthermore, the angle of the illumination unit 50 is also examined. Here, as shown in FIG. 31, the relationship between the lens position and the light source position during microneedle observation was examined. In FIG. 31, the illumination-optical axis horizontal inclination angle α ′ formed by the first optical axis OA1 and the illumination light LS in plan view is set to 60 °, 90 °, 120 °, 150 °, 180 °, while the microneedle in the vertical view. The angle γ formed by the perpendicular to the plane and the first optical axis OA1 (the first optical axis vertical inclination angle θ OA1 in FIG. 1C has a relationship of θ OA1 = 90 ° −γ) is 30 °, 45 °, 60 °. Furthermore, when the angle θ LS formed by the microneedle plane and the illumination light LS is set to 0 °, 30 °, 45 °, 60 °, and 90 °, optical images obtained by imaging the microneedle array MNA of FIG. 32, 33, and 34. In the legend shown in the upper left of the optical image shown in each figure, α indicates α ′, and γ indicates θ LS . FIG. 32 shows a state where γ = 60 ° is fixed in FIG. 31 and α ′ and θ LS are changed. FIG. 33 is a state where γ = 45 ° is fixed and α ′ and θ LS are changed. FIG. 34 shows a state in which γ = 30 ° is fixed and α ′ and θ LS are changed. Further, FIG. 35 shows an optical image obtained by imaging a microneedle array MNA ′ made of silicon, which is made of metal and has a rectangular substrate shape, as another microneedle array. FIG. 35 shows a state in which γ = 45 ° is fixed and α ′ and θ LS are changed.

以上の図32〜図34に示すとおり、透光性の材質で構成したマイクロニードルアレイの場合は、θLSが小さい程、マイクロニードル部分のみが照らされて外観検査が容易となることが判明した。具体的には、θLS≦30°が好ましい。 As shown in FIGS. 32 to 34 above, in the case of the microneedle array made of a light-transmitting material, it was found that the smaller the θ LS is, the more the microneedle portion is illuminated and the appearance inspection becomes easier. . Specifically, θ LS ≦ 30 ° is preferable.

またθLS>30°では、θLSが大きい程、マイクロニードルと基板のコントラストがはっきりしなくなった。γが小さい程、光源の方向α’の影響を受け難いことが判明した。 When θ LS > 30 °, the greater the θ LS , the less the contrast between the microneedle and the substrate becomes clear. It was found that the smaller γ is, the less affected by the light source direction α ′.

一方で、図35に示すとおり、金属製のような光が透過しない材質のマイクロニードルアレイMNA’の場合は、θLSが大きい程、検査が容易であった。逆にθLSが小さいと、マイクロニードルの影ができるため、検査が困難となることが判明した。この場合は、光源の方向α’は0<α’≦90°が好ましい。また順光の方が好ましく、正面からの照射は望ましくないことが判った。さらにα’=180°、かつγ+θLS=90°の場合は、マイクロニードル基板面からの反射角とレンズの設置角が等しくなり、外観検査が困難となることが判明した。 On the other hand, as shown in FIG. 35, in the case of the microneedle array MNA ′ made of a material that does not transmit light such as metal, the inspection becomes easier as the θ LS is larger. Conversely, it was found that when θ LS is small, the microneedle is shaded, which makes inspection difficult. In this case, the light source direction α ′ is preferably 0 <α ′ ≦ 90 °. Further, it was found that forward light is preferable, and irradiation from the front is not desirable. Further, when α ′ = 180 ° and γ + θ LS = 90 °, the reflection angle from the microneedle substrate surface and the lens installation angle are equal, and it has been found that the appearance inspection becomes difficult.

以上と同様の傾向が、シャインプルーフの原理を満たす条件でも得られるかどうか確認した。ここではマイクロニードル角度を50°、センサー角度を33°として設置した。またレンズと光源の角度α’、マイクロニードル平面と光源の角度θLSを変えて観察した。この結果を図36〜図37に示す。ここでは、図31においてγ=50°とし、α’とθLSを変化させた状態を示している。これらの図に示すように、シャインプルーフの原理を満たす条件で設置した際も同様の結果が得られることが判明した。すなわちθLS≦30°であれば外観検査が容易となり、θLS>30°では、θLSが大きいほどコントラストがはっきりしないことが確認された。
(手前のマイクロニードルの陰に入らないレンズ設置位置の設計)
It was confirmed whether the same tendency as above could be obtained even under conditions satisfying the Scheinproof principle. Here, the microneedle angle was set to 50 ° and the sensor angle was set to 33 °. In addition, the angle α ′ between the lens and the light source and the angle θ LS between the microneedle plane and the light source were changed for observation. The results are shown in FIGS. Here, FIG. 31 shows a state in which γ = 50 ° and α ′ and θ LS are changed. As shown in these figures, it has been found that the same results can be obtained even when installed under conditions that satisfy the Scheinproof principle. That is, when θ LS ≦ 30 °, the appearance inspection becomes easy, and when θ LS > 30 °, it is confirmed that the contrast becomes less clear as θ LS increases.
(Design of the lens installation position that does not fall behind the front microneedle)

次に、多数のマイクロニードルが基板のXY平面上に配置されたマイクロニードルアレイを様々な方向や角度から観察する際に、手前側のマイクロニードルと奥側のマイクロニードルとが重なり合わない条件について、検討する。
(円柱状のマイクロニードル)
Next, when observing a microneedle array in which a large number of microneedles are arranged on the XY plane of the substrate from various directions and angles, the front side microneedles and the backside microneedles do not overlap. ,consider.
(Cylindrical microneedle)

まず、マイクロニードルを円柱状と仮定し、図38、図39A、図39Bに示すように、円柱状のマイクロニードルが碁盤目状に配置されたマイクロニードルアレイMNAGについて検討する。まず、図38の斜視図において、矢印VD1で示すように、真横側の、アレイの縦列と同方向から観察する場合、図40に示すように背面のマイクロニードルと重複してしまい、背面側のマイクロニードルの外観検査ができなくなる。この場合は、図41に示すように真横からでなく斜め上方から観察するように観察位置を変更することで、すべてのマイクロニードルが重複することなく観察可能となる。   First, assuming that the microneedles are cylindrical, a microneedle array MNAG in which cylindrical microneedles are arranged in a grid pattern as shown in FIGS. 38, 39A, and 39B will be examined. First, in the perspective view of FIG. 38, as shown by the arrow VD1, when observing from the same direction as the column of the array on the lateral side, it overlaps with the microneedles on the back as shown in FIG. The appearance inspection of the microneedle cannot be performed. In this case, as shown in FIG. 41, it is possible to observe all the microneedles without overlapping by changing the observation position so that the observation is performed from obliquely above instead of directly from the side.

次に、図38の斜視図において、矢印VD2で示すように、真横側の、アレイの対角線方向から観察する場合は、図42に示すように背面のマイクロニードルと重複して、同様に背面側のマイクロニードルの外観検査ができなくなる。この場合も、同様に真横でなく、図43に示すように斜め上方から観察するように観察位置を変更することで、すべてのマイクロニードルが重複することなく観察可能となる。   Next, in the perspective view of FIG. 38, when observing from the diagonal direction of the array on the right side as shown by the arrow VD2, it overlaps with the microneedles on the back as shown in FIG. The microneedle cannot be visually inspected. In this case as well, the microneedle can be observed without being overlapped by changing the observation position so as to be observed from obliquely upward as shown in FIG.

なお、マイクロニードルアレイのマイクロニードル間のピッチや、マイクロニードルの本数、太さ等の条件によっては、真横からすべての針が観察できる場合がある。例えば、図44の斜視図に示すように、マイクロニードル同士の間隔が疎なマイクロニードルアレイの場合であれば、観察位置の角度を調整することで、図45に示すようにすべてのマイクロニードルを真横側から観察することが可能となる。またこの場合は、任意の角度で斜め上から観察することも可能となる。
(観察条件)
Depending on conditions such as the pitch between the microneedles of the microneedle array, the number of microneedles, and the thickness, all the needles may be observed from the side. For example, as shown in the perspective view of FIG. 44, in the case of a microneedle array in which the intervals between the microneedles are sparse, by adjusting the angle of the observation position, as shown in FIG. It is possible to observe from the side. In this case, it is also possible to observe from an oblique angle at an arbitrary angle.
(Observation conditions)

以上から、碁盤目状に配置されたマイクロニードルが重複せずにマイクロニードルアレイを観察できる観察条件は、以下の観察条件1、2であることがわかる。   From the above, it can be seen that the observation conditions under which the microneedle array can be observed without overlapping the microneedles arranged in a grid pattern are the following observation conditions 1 and 2.

観察条件1:マイクロニードルアレイの任意のマイクロニードルを真横から観察する際、他のマイクロニードルと重なってしまう場合は、斜め上から観察することで他のマイクロニードルと重複せずに観察できる。   Observation condition 1: When observing an arbitrary microneedle of a microneedle array from the side, if it overlaps with another microneedle, it can be observed without overlapping with another microneedle by observing obliquely from above.

観察条件2:マイクロニードルアレイの任意のマイクロニードルを真横から観察する際、他のマイクロニードルと重らずに観察できる場合は、任意の仰角で斜め上あるいは真横から観察することができる。   Observation condition 2: When observing an arbitrary microneedle of the microneedle array from the side, if it can be observed without overlapping with other microneedles, it can be observed obliquely above or from the side at an arbitrary elevation angle.

ここで、観察条件1を満たす数式を導出する。マイクロニードルアレイにおけるマイクロニードルの配置パターンは様々な例が考えられるところ、製造時の利便性や使用時の確実性を考慮すると、ランダムな位置にマイクロニードルを配置するよりも、一定の規則性を有するパターンで配置することが望まれる。一般的には、上述した図38や図39Aの通りマイクロニードルを碁盤目状、すなわち四角形の頂点に並べた(以下、「碁盤目配置」という。)マイクロニードルアレイMNAG場合の他、図46、図47A、図47Bに示すように、円柱状のマイクロニードルが行方向でオフセットするよう細密充填で配置される場合、いいかえるとマイクロニードルをハニカム状の座標に配置して、三角形の頂点にマイクロニードルを並べた(以下「オフセット配置」という。)マイクロニードルアレイMNAOが考えられる。   Here, a mathematical formula satisfying the observation condition 1 is derived. There are various examples of the arrangement pattern of microneedles in the microneedle array. Considering the convenience during manufacturing and the certainty during use, it is more regular than arranging microneedles at random positions. It is desirable to arrange in a pattern having. In general, as shown in FIG. 38 and FIG. 39A described above, the microneedles are arranged in a grid pattern, that is, in a quadrangular apex (hereinafter referred to as “grid grid arrangement”). As shown in FIGS. 47A and 47B, when the columnar microneedles are arranged in close packing so as to be offset in the row direction, in other words, the microneedles are arranged at honeycomb-like coordinates, and the microneedles are placed at the apexes of the triangle Are arranged (hereinafter referred to as “offset arrangement”) microneedle array MNAO.

まず碁盤目配置のマイクロニードルアレイMNAGの場合、図39Aの平面図に示すように、観察方向からみて、横方向にM個、奥行き方向にN個のマイクロニードルが並んだマイクロニードルアレイMNAGについて、マイクロニードルの高さをH、マイクロニードルの太さをW、マイクロニードルの配列のピッチをL、マイクロニードル列と結像レンズの第一光軸OA1のなす角度をαOA1-MNとし、さらに図39Bに示すように、マイクロニードル基板面と結像レンズの第一光軸OA1のなす角度をθOA1とする。ここで、マイクロニードル列と第一結像レンズ12の第一光軸OA1がなす第一レンズ水平傾斜角αL1と、マイクロニードル列と第一撮像素子11の第一光軸OA1がなす第一撮像素子水平傾斜角αI1は、平面視においては同等とみなすことができる。よって以降では、結像レンズの第一光軸OA1がマイクロニードル列となす角度のみを検討する。 First, in the case of a microneedle array MNAG arranged in a grid pattern, as shown in the plan view of FIG. 39A, with respect to the microneedle array MNAG in which M microneedles are arranged in the lateral direction and N microneedles in the depth direction as viewed from the observation direction. The height of the microneedle is H, the thickness of the microneedle is W, the pitch of the microneedle array is L, the angle between the microneedle array and the first optical axis OA1 of the imaging lens is α OA1-MN , As shown in 39B, the angle formed by the microneedle substrate surface and the first optical axis OA1 of the imaging lens is θ OA1 . Here, the first lens horizontal inclination angle α L1 formed by the microneedle array and the first optical axis OA1 of the first imaging lens 12, and the first optical axis OA1 formed by the microneedle array and the first imaging element 11 are formed. The image sensor horizontal inclination angle α I1 can be regarded as equivalent in plan view. Therefore, hereinafter, only the angle formed by the first optical axis OA1 of the imaging lens and the microneedle array will be considered.

またオフセット配置のマイクロニードルアレイMNAOの場合、図47Aの平面図及び図47Bの側面図に示すように、マイクロニードルの高さをH、マイクロニードルの太さをW、ピッチをL、マイクロニードルの列数をM、マイクロニードルの行数をN、マイクロニードルの列と結像レンズの第一光軸OA1とがなす角度を光軸−MN水平傾斜角αOA1-MN(図47A)、マイクロニードルの基板面と結像レンズの第一光軸OA1とがなす角度をθOA1とする(図47B)。
(座標軸角度β)
In the case of the microneedle array MNAO having an offset arrangement, as shown in the plan view of FIG. 47A and the side view of FIG. 47B, the height of the microneedle is H, the thickness of the microneedle is W, the pitch is L, The number of columns is M, the number of microneedles is N, the angle between the microneedle column and the first optical axis OA1 of the imaging lens is the optical axis -MN horizontal inclination angle α OA1-MN (FIG. 47A), the microneedle An angle formed by the substrate surface of the lens and the first optical axis OA1 of the imaging lens is θ OA1 (FIG. 47B).
(Coordinate axis angle β)

以上の2つの場合を一般化することを考える。図48の平面図に示すように、2本以上のマイクロニードルがパターン化された位置に設置されたマイクロニードルアレイMNAにおいて、すべてのマイクロニードルの位置を座標で示すことができるように、X軸、Y軸を設定する。また、X軸とY軸の交点のなす角度を座標軸角度βとする(ただし0°<β≦90°)。   Consider generalizing the above two cases. As shown in the plan view of FIG. 48, in the microneedle array MNA in which two or more microneedles are installed at the patterned positions, the positions of all the microneedles can be indicated by coordinates. Set the Y axis. Further, an angle formed by the intersection of the X axis and the Y axis is a coordinate axis angle β (where 0 ° <β ≦ 90 °).

ここでβ=90°のときは、直交するXY座標の交点にマイクロニードルを配置した碁盤目配置のマイクロニードルアレイMNAGとなる(図39A)。またβ=60°のときは、オフセット配置のマイクロニードルアレイMNAOとなる(図47)。
(Y−OA1水平傾斜角αY-OA1
Here, when β = 90 °, a microneedle array MNAG having a grid arrangement in which microneedles are arranged at intersections of orthogonal XY coordinates (FIG. 39A). When β = 60 °, the microneedle array MNAO is offset (FIG. 47).
(Y-OA1 horizontal tilt angle α Y-OA1 )

また結像レンズの第一光軸OA1は、原点からY軸のプラスの方向に設定し、Y軸と結像レンズの第一光軸OA1のなす角度をY−OA1水平傾斜角αY-OA1とする。また、図49に示すように、マイクロニードルアレイMNAのXY平面(マイクロニードル基板面)と結像レンズの第一光軸OA1のなす角度を仰角θOA1とする(ただし0°≦θOA1≦90°)。これら図48、図49において、マイクロニードルの高さをH、マイクロニードルの太さをW、X軸方向のマイクロニードル間の間隔(ピッチ)をLx、Y軸方向のマイクロニードル間のピッチをLyとする。
(基準針A)
The first optical axis OA1 of the imaging lens is set in the positive direction of the Y axis from the origin, and the angle formed by the Y axis and the first optical axis OA1 of the imaging lens is Y-OA1 horizontal inclination angle α Y-OA1. And Further, as shown in FIG. 49, an angle formed by the XY plane (microneedle substrate surface) of the microneedle array MNA and the first optical axis OA1 of the imaging lens is an elevation angle θ OA1 (where 0 ° ≦ θ OA1 ≦ 90). °). These Figure 48, Figure 49, of the microneedle height H, W the thickness of the microneedles, the spacing (pitch) L x between the X-axis direction of the microneedle, the pitch between the Y-axis direction of the microneedle Let Ly .
(Reference needle A)

ここで、基準とするマイクロニードル(基準針)Aと、基準針Aから(X,Y)方向に(m,n)個の位置にあるマイクロニードル(対象針)Xを考える。   Here, a reference microneedle (reference needle) A and microneedles (target needles) X at (m, n) positions in the (X, Y) direction from the reference needle A are considered.

まず、基準となるマイクロニードルとして、基準針Aを設定する。基準針Aは、X軸とY軸の交点すなわち原点に位置させ、XY座標を用いてA(X,Y)=A(0,0)と表させる。この基準針Aの位置を基準位置として、基準針Aからm行×n列目の対象針Xを、X(m,n)で表すことができる。
(対象針X)
First, a reference needle A is set as a reference microneedle. The reference needle A is positioned at the intersection of the X axis and the Y axis, that is, the origin, and expressed as A (X, Y) = A (0, 0) using the XY coordinates. With the position of the reference needle A as a reference position, the target needle X in the mth row × nth column from the reference needle A can be represented by X (m, n).
(Target needle X)

ここで、基準針Aと任意の対象針Xの位置関係を、図50及び図51の平面図から考える。マイクロニードルを真横から観察したとき、基準針Aと対象針Xが重複するような角度αY-OA1の範囲は、次式で表される。 Here, the positional relationship between the reference needle A and an arbitrary target needle X is considered from the plan views of FIGS. The range of the angle α Y-OA1 where the reference needle A and the target needle X overlap when the microneedle is observed from the side is expressed by the following equation.

(図50のαA)<(重複する角度αY-OA1)<(図51のαBA in FIG. 50) <(overlapping angle α Y-OA1 ) <(α B in FIG. 51)

ここで図50において、Y軸に直交するXY平面上の軸、X’を設定すると、対象針Xの中心の座標位置は、次式で表現できる。   Here, in FIG. 50, when an axis on the XY plane orthogonal to the Y axis, X ′, is set, the coordinate position of the center of the target needle X can be expressed by the following equation.

(X’,Y)=(m・Lx・sinβ,m・Lx・cosβ+n・Ly(X ′, Y) = (m · L x · sin β, m · L x · cos β + n · L y )

結像レンズの第一光軸OA1は、図50、図51中では基準針Aと対象針Xの外側に接する接線として表示されている。ここで、図52に示すように基準針A、対象針Xの中心から接線に対して垂線を引く。また、対象針Xの中心からY軸に垂線を引き、さらに対象針Xからの垂線が接線に交わる点からY軸に垂線を引く。この状態で、基準針Aの中心をA、対象針Xの中心をX、結像レンズの第一光軸OA1とY軸の交点をB、結像レンズの第一光軸OA1と点Aからの垂線の交点をC、結像レンズの第一光軸OA1と点Xからの垂線の交点をD、Y軸と点Dからの垂線の交点をE、Y軸と点Xからの垂線の交点をF、直線FXと結像レンズの第一光軸OA1の交点をG、直線GXと点Dからの垂線の交点をHとする。   The first optical axis OA1 of the imaging lens is displayed as a tangent line in contact with the outside of the reference needle A and the target needle X in FIGS. Here, a perpendicular line is drawn with respect to the tangent line from the center of the reference needle A and the target needle X as shown in FIG. A perpendicular line is drawn from the center of the target needle X to the Y axis, and a perpendicular line is drawn from the point where the perpendicular line from the target needle X intersects the tangent line to the Y axis. In this state, the center of the reference needle A is A, the center of the target needle X is X, the intersection of the first optical axis OA1 and the Y axis of the imaging lens is B, and the first optical axis OA1 and the point A of the imaging lens. Is the intersection of the perpendicular from the first optical axis OA1 of the imaging lens and the point X, E is the intersection of the perpendicular from the Y axis and the point D, and the intersection of the perpendicular from the Y axis and the point X F, G represents the intersection of the straight line FX and the first optical axis OA1 of the imaging lens, and H represents the intersection of the straight line GX and the perpendicular from the point D.

このとき、△ABC、△GBF、△DBE、△GXD、△DXHは相似であり、次式が成立する。   At this time, ΔABC, ΔGBF, ΔDBE, ΔGXD, ΔDXH are similar, and the following equation is established.

∠ABC=∠GBF=∠DBE=∠GXD=∠DXH=αA ∠ABC = ∠GBF = ∠DBE = ∠GXD = ∠DXH = α A

また対象針Xの中心位置は、次式で表示できる。   The center position of the target needle X can be displayed by the following equation.

(X’,Y)=(m・Lx・sinβ,m・Lx・cosβ+n・Ly(X ′, Y) = (m · L x · sin β, m · L x · cos β + n · L y )

ここで、△DBEにおいて、辺BEの長さは、次式で表現できる。   Here, in ΔDBE, the length of the side BE can be expressed by the following equation.

BE=AB+AF+EF=AB+AF+DH   BE = AB + AF + EF = AB + AF + DH

ここで、△ABCおよび△DXHは相似であるから、次式が成立する。   Here, since ΔABC and ΔDXH are similar, the following equation is established.

sinαA=AC/AB=DH/DX
AB=AC/sinαA
DH=DX・sinαA
sin α A = AC / AB = DH / DX
AB = AC / sin α A
DH = DX · sinα A

また、AFは対象針XのY値と等しいため、次式が成立する。   Further, since AF is equal to the Y value of the target needle X, the following equation is established.

AF=m・Lx・cosβ+n・Ly AF = m · L x · cos β + n · L y

さらに、AC=DX=W/2(マイクロニードル太さWの半分)より、辺BEの長さは次式で表現できる。
Furthermore, from AC = DX = W / 2 (half of the microneedle thickness W), the length of the side BE can be expressed by the following equation.

また、辺DEの長さは、次式で表現できる。
Further, the length of the side DE can be expressed by the following equation.

以上より、次式が成立する。
From the above, the following equation is established.

ここでsin2αA+cos2αA=1より、次式の式1が成立する。 Here, from sin 2 α A + cos 2 α A = 1, the following equation 1 is established.

sinαA(m・Lx・cosβ+n・Ly)+W>m・Lx・sinβ・cosαA sin α A (m · L x · cos β + n · L y ) + W> m · L x · sin β · cos α A

W>m・Lx・sinβ・cosαA−sinαA(m・Lx・cosβ+n・Ly)・・・式1 W> m · L x · sin β · cos α A −sin α A (m · L x · cos β + n · L y ) Equation 1

図51の場合についても同様に考えると、対象針Xの中心位置は次式で表現できる。   If the case of FIG. 51 is considered similarly, the center position of the target needle X can be expressed by the following equation.

(X’,Y)=(m・Lx・sinβ,m・Lx・cosβ+n・Ly(X ′, Y) = (m · L x · sin β, m · L x · cos β + n · L y )

ここで図53に示すように、基準針Aの中心をA、対象針Xの中心をX、結像レンズの第一光軸OA1とY軸の交点をB、結像レンズの第一光軸OA1と点Aからの垂線の交点をC、結像レンズの第一光軸OA1と点Xからの垂線の交点をD、Y軸と点Dからの垂線の交点をE、Y軸と点Xからの垂線の交点をF、直線DEと点Xからの垂線の交点をHとする。このとき、△ABC、△DBE、△XDHは相似であり、次式が成立する。   53, the center of the reference needle A is A, the center of the target needle X is X, the intersection of the first optical axis OA1 and the Y axis of the imaging lens is B, and the first optical axis of the imaging lens. The intersection of the perpendicular from OA1 and point A is C, the intersection of the first optical axis OA1 of the imaging lens and the perpendicular from point X is D, the intersection of the perpendicular from Y axis and point D is E, and the Y axis and point X Let F be the intersection of perpendicular lines from H and H be the intersection of perpendicular lines from the straight line DE and the point X. At this time, ΔABC, ΔDBE, and ΔXDH are similar, and the following equation is established.

∠ABC=∠DBE=∠XDH=αB ∠ABC = ∠DBE = ∠XDH = α B

また対象針Xの中心位置は、次式で表現できる。   The center position of the target needle X can be expressed by the following equation.

(X’,Y)=(m・Lx・sinβ,m・Lx・cosβ+n・Ly(X ′, Y) = (m · L x · sin β, m · L x · cos β + n · L y )

このことから、△DBEにおいて、辺BEの長さは、次式で表現できる。   From this, in ΔDBE, the length of the side BE can be expressed by the following equation.

BE=AF−AB−EF=AF−AB−HX   BE = AF-AB-EF = AF-AB-HX

また、△ABCおよび△XDHは相似であり、sinαB=AC/AB=XH/XDより、次式が成立する。 ΔABC and ΔXDH are similar, and the following equation is established from sin α B = AC / AB = XH / XD.

AB=AC/sinαB、HX=DX・sinαBAB = AC / sin α B , HX = DX · sin α B ,

また、AFは対象針XのY値と等しいため、次式が成立する。
AF=m・Lx・cosβ+n・Ly
Further, since AF is equal to the Y value of the target needle X, the following equation is established.
AF = m · L x · cos β + n · L y

さらに、AC=DX=W/2(マイクロニードル太さWの半分)より、辺BEの長さは次式で表現できる。
Furthermore, from AC = DX = W / 2 (half of the microneedle thickness W), the length of the side BE can be expressed by the following equation.

また、辺DEの長さは、次式で表現できる。
Further, the length of the side DE can be expressed by the following equation.

以上より、次式が成立する。
From the above, the following equation is established.

ここでsin2αB+cos2αB=1より、次式の式2が成立する。 Here, from sin 2 α B + cos 2 α B = 1, the following equation 2 is established.

sinαB(m・Lx・cosβ+n・Ly)−m・Lx・sinβcosαB<W・・・式2 sin α B (m · L x · cos β + n · L y ) −m · L x · sin β cos α B <W Expression 2

式1、式2より、真横から観察したときに、基準とする基準針Aが任意の対象針Xと重複する場合の条件は、次式の式3で表現できる。   From the expressions 1 and 2, the condition when the reference needle A as a reference overlaps with an arbitrary target needle X when observed from the side can be expressed by the following expression 3.

−W<m・Lx・sinβcosαY-OA1−sinαY-OA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W・・・式3
(m、nは任意の整数)
−W <m · L x · sin βcos α Y-OA1 −sin α Y-OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W Equation 3
(M and n are arbitrary integers)

ここで、式3が示す内容を考察する。図54の平面座標図に示すように、基準針Aと対象針Xの中心を通り、結像レンズの第一光軸OA1に平行な補助線を補助線B、補助線Cとする。また点XからY軸への垂線とY軸の交点をDとする。さらに点Dから結像レンズの第一光軸OA1に垂線を引き、補助線Bと垂線の交点をE、補助線Cと垂線の交点をFとする。このとき、△ADEと△DXFは相似となり、次式が成立する。   Here, the content represented by Equation 3 will be considered. As shown in the plane coordinate diagram of FIG. 54, let auxiliary lines B and C pass through the centers of the reference needle A and the target needle X and parallel to the first optical axis OA1 of the imaging lens. Also, let D be the intersection of the perpendicular from the point X to the Y axis and the Y axis. Further, a perpendicular line is drawn from the point D to the first optical axis OA1 of the imaging lens, an intersection point of the auxiliary line B and the perpendicular line is E, and an intersection point of the auxiliary line C and the perpendicular line is F. At this time, ΔADE and ΔDXF are similar, and the following equation is established.

∠DAE=∠XDF=αC ∠DAE = ∠XDF = α C

また対象針Xの中心の座標位置は、図55に示すように次式で表現できる。   Further, the coordinate position of the center of the target needle X can be expressed by the following equation as shown in FIG.

(X’,Y)=(m・Lx・sinβ,m・Lx・cosβ+n・Ly(X ′, Y) = (m · L x · sin β, m · L x · cos β + n · L y )

このことから、次式が成立する。   From this, the following equation is established.

AD=m・Lx・cosβ+n・Ly、DX=m・Lx・sinβ AD = m · L x · cos β + n · L y , DX = m · L x · sin β

また、△ADEにおいて、sinαC=DE/ADより、次式の式4が成立する。 Further, in ΔADE, the following equation 4 is established from sin α C = DE / AD.

DE=AD・sinαC=(m・Lx・cosβ+n・Ly)・sinαC・・・式4 DE = AD · sin α C = (m · L x · cos β + n · L y ) · sin α C Equation 4

同様に△DXFにおいて、cosαC=DF/DXより、次式の式5が成立する。
DF=DX・cosαC=m・Lx・sinβ・cosαC・・・式5
Similarly, in ΔDXF, the following expression 5 is established from cos α C = DF / DX.
DF = DX · cos α C = m · L x · sin β · cos α C Formula 5

式3、式4、式5より、式3は−W<DE−DF<Wと表される。すなわち、基準となる基準針Aと任意の対象針Xの中心を通り、結像レンズの第一光軸OA1と平行な線の距離が、マイクロニードルの太さWより短い場合に、基準針Aが任意の対象針Xと重複することが、式3で示されている。
(基準針Aと対象針Xが重ならない仰角θOA1の範囲)
From Equation 3, Equation 4, and Equation 5, Equation 3 is expressed as -W <DE-DF <W. That is, when the distance between the reference needle A serving as a reference and the center of any target needle X and parallel to the first optical axis OA1 of the imaging lens is shorter than the thickness W of the microneedle, the reference needle A Is overlapped with an arbitrary target needle X as shown in Equation 3.
(Range of elevation angle θ OA1 where reference needle A and target needle X do not overlap)

次に、式3のときに、基準針Aと対象針Xが重ならないように観察可能な仰角θOA1の範囲を検討する。対象針Xの中心位置は、次式で表現できる。 Next, the range of the elevation angle θ OA1 that can be observed so that the reference needle A and the target needle X do not overlap in the case of Expression 3 is examined. The center position of the target needle X can be expressed by the following equation.

(X’,Y)=(m・Lx・sinβ,m・Lx・cosβ+n・Ly(X ′, Y) = (m · L x · sin β, m · L x · cos β + n · L y )

このため、図55のAXについて、次式が成立する。
Therefore, the following equation is established for AX in FIG.

このとき、図56の側面図に示す基準針Aの頂点が対象針Xの底部に重なることなく観察できる仰角θOA1の範囲は、次式の式6で表現できる。
At this time, the range of the elevation angle θ OA1 that can be observed without the apex of the reference needle A shown in the side view of FIG. 56 overlapping the bottom of the target needle X can be expressed by the following equation (6).

・・・式6   ... Formula 6

以上より、マイクロニードルアレイをマイクロニードル同士が重複せずに観察するためには、αY-OA1、β等のパラメータが以下の条件式1を充足することが求められる。 From the above, in order to observe the microneedle array without overlapping each other, it is required that parameters such as α Y-OA1 and β satisfy the following conditional expression 1.

−W<m・Lx・sinβcosαY-OA1−sinαY-OA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W
・・・条件式1
(0<αY-OA1<90°、0<β≦90°;m、nは任意の整数)
−W <m · L x · sin βcos α Y-OA1 −sin α Y-OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W
... Condition 1
(0 <α Y-OA1 <90 °, 0 <β ≦ 90 °; m and n are arbitrary integers)

また、上記の条件式1を満たす角度αY-OA1で観察する際の仰角は、次式の条件式2を充足することが求められる。
Further, the elevation angle when observing at an angle α Y-OA1 that satisfies the above-described conditional expression 1 is required to satisfy the following conditional expression 2.

・・・条件式2   ... Condition 2

なお、観察する水平角度αY-OA1が条件式1を満たさない場合は、0≦θOA1<90°となる任意の仰角θOA1を選択することができる。
(碁盤目配置のマイクロニードルアレイMNAGの場合)
When the observed horizontal angle α Y-OA1 does not satisfy the conditional expression 1, an arbitrary elevation angle θ OA1 that satisfies 0 ≦ θ OA1 <90 ° can be selected.
(In the case of microneedle array MNAG arranged in a grid pattern)

次に、マイクロニードルが図38等に示すように碁盤目状に配置された場合の条件式1を検討する。碁盤目配置のマイクロニードルアレイMNAGの場合はβ=90°となるので、αOA1-MN=αY-OA1であるから、条件式1は、次式で示される。 Next, Conditional Expression 1 when the microneedles are arranged in a grid pattern as shown in FIG. In the case of a microneedle array MNAG arranged in a grid pattern, β = 90 °, and α OA1−MN = α Y−OA1. Therefore, conditional expression 1 is expressed by the following expression.

−W<m・Lx・cosαY-OA1−n・Ly・sinαY-OA1<W −W <m · L x · cos α Y-OA1 −n · L y · sin α Y-OA 1 <W

このとき条件式2は、次式で示される。
At this time, the conditional expression 2 is expressed by the following expression.

(オフセット配置のマイクロニードルアレイMNAOの場合)   (For microneedle array MNAO with offset arrangement)

また、マイクロニードルが図47に示すようにオフセット配置されている場合の条件式1を検討する。まずオフセット配置のマイクロニードルアレイMNAOの場合はβ=60°であるから、sin60°=(√3)/2、cos60°=1/2となる。よって条件式1は、次式で表現できる。   Also, consider conditional expression 1 when the microneedles are offset as shown in FIG. First, in the case of the microneedle array MNAO having an offset arrangement, β = 60 °, so sin 60 ° = (√3) / 2 and cos 60 ° = 1/2. Therefore, the conditional expression 1 can be expressed by the following expression.

−W<√3/2(m・Lx・cosαOA1-MN)−sinαOA1-MN(1/2・m・Lx+n・Ly)<W −W <√3 / 2 (m · L x · cos α OA1-MN ) −sin α OA1-MN (1/2 · m · L x + n · L y ) <W

また条件式2は、次式で示される。
Conditional expression 2 is expressed by the following expression.

(円錐状のマイクロニードルCMNの場合)   (In the case of conical microneedle CMN)

以上の例では、マイクロニードルを円筒状とする場合を説明した。ただ、本発明はマイクロニードルを、太さが均一な円筒状に限定するものでなく、太さの変化するマイクロニードルに対しても適用できる。例えば、図57に示すような円錐状のマイクロニードルCMNのように、先端部分の太さが無視できる程度に小さい場合は、条件式2において基準となるマイクロニードルの先端太さを無視することができる。この結果、図58に示すように仰角θOA1は、次式で表現できる。
In the above example, the case where the microneedle is cylindrical has been described. However, the present invention is not limited to a cylindrical shape having a uniform thickness, and can also be applied to a microneedle whose thickness changes. For example, when the thickness of the tip portion is small enough to be ignored like a conical microneedle CMN as shown in FIG. 57, the tip thickness of the microneedle serving as a reference in the conditional expression 2 can be ignored. it can. As a result, as shown in FIG. 58, the elevation angle θ OA1 can be expressed by the following equation.

(マイクロニードルの一部を観察する場合)   (When observing a part of the microneedle)

また本発明は、マイクロニードルの高さ方向に渡る全体を外観検査する構成に限られず、その一部のみを外観検査する態様に適用することもできる。例えば、図59に示すようにマイクロニードルの全体でなく、先端から所定長さの領域のみを観察できれば足りる場合では、W=観察したい部分の最大の太さ、H=観察したい部分の高さ、として観察条件1’を計算することができる。
(第一光軸垂直傾斜角θOA1の決定後に観察可能な第一光軸水平傾斜角αOA1を算出する方法)
Further, the present invention is not limited to the configuration in which the entire appearance of the microneedles in the height direction is inspected, and can be applied to an aspect in which only a part thereof is inspected. For example, as shown in FIG. 59, in the case where it is sufficient to observe not only the entire microneedle but only a region having a predetermined length from the tip, W = the maximum thickness of the portion to be observed, H = the height of the portion to be observed, The observation condition 1 ′ can be calculated as follows.
(Method for calculating first optical axis horizontal inclination angle α OA1 observable after determination of first optical axis vertical inclination angle θ OA1 )

次に、θOA1が決まっている場合に、αの範囲を算出することを考える。ここで、 Next, let us consider calculating the range of α when θ OA1 is determined. here,

より、
Than,

となる。また、すべての変数≧0より
It becomes. From all variables ≧ 0

となる。ここで、sin2β+cos2β=1より、次式を得ることができる。
It becomes. Here, from sin 2 β + cos 2 β = 1, the following equation can be obtained.

・・・式6   ... Formula 6

式6は、図60に示すように軸が傾いた楕円の式と考えることができる。このようにして仰角θOA1が決まると、式6を満たす(図60の網掛け部分)m、nを選択することで、マイクロニードルが重複することなく外観検査が行える。また観察条件1’は、次式で表される。 Equation 6 can be considered as an equation of an ellipse whose axis is inclined as shown in FIG. When the elevation angle θ OA1 is determined in this way, appearance inspection can be performed without overlapping the microneedles by selecting m and n that satisfy Expression 6 (shaded portions in FIG. 60). Observation condition 1 ′ is expressed by the following equation.

−W<m・Lx・sinβcosα−sinα(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W・・・観察条件1’ -W <m · L x · sinβcosα -sinα (m · L x · cosβ + n · L y) <W ··· observation condition 1 '

ここでLx、Ly、W、sinβ、cosβは定数であるため、式6を満たすm、nを取るときに、観察条件1’を満たすαであればマイクロニードルが重複することなく外観検査できることが分かる。 Here, since L x , L y , W, sin β, and cos β are constants, when m and n satisfying Expression 6, if α satisfies the observation condition 1 ′, appearance inspection without overlapping the microneedles I understand that I can do it.

このように本発明は、マイクロニードルの高さをH、マイクロニードルの太さをWとして、マイクロニードルの全体を撮像して外観検査を行う例に限らず、マイクロニードルの一部を外観検査する用途にも適用できる。例えば図59に示したようにマイクロニードルが長く、先端のみを刺入するよう構成されているような場合は、先端部分のみの検査で足りることがある。この場合、マイクロニードル等の突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとする。これにより部分的な外観検査が可能となり、外観検査の範囲を限定したことで処理の効率化による低負荷、高速化が図られる。
(マイクロニードルアレイのαの範囲)
(サンプル1)
As described above, the present invention is not limited to an example in which the height of the microneedle is H and the thickness of the microneedle is W, and the appearance of the microneedle is imaged and the appearance is inspected. It can also be applied to applications. For example, as shown in FIG. 59, when the microneedle is long and is configured to insert only the tip, it may be sufficient to inspect only the tip. In this case, in the height direction of the projections such as microneedles, the maximum height of the region to be subjected to the appearance inspection is H, and the maximum thickness of each projection is W. As a result, a partial visual inspection can be performed, and by reducing the scope of the visual inspection, it is possible to reduce the load and increase the processing speed.
(Α range of microneedle array)
(Sample 1)

マイクロニードルアレイの一例として、H=600μm、W=100μm、Lx=Ly=800μm、β=90°、θOA1=45°、10行×12列のマイクロニードルをサンプル1として検討する。まず、tanθOA1=tan45°=1、cosβ=cos90°=0である。 As an example of a microneedle array, a microneedle having H = 600 μm, W = 100 μm, L x = L y = 800 μm, β = 90 °, θ OA1 = 45 °, 10 rows × 12 columns is considered as sample 1. First, tan θ OA1 = tan 45 ° = 1 and cos β = cos 90 ° = 0.

ここで式6に数値を代入して、次式が得られる。
Here, a numerical value is substituted into Equation 6 to obtain the following equation.

・・・式7   ... Formula 7

ここで式7は、(m,n)=(0,0)以外の整数で成立つため、任意の角度αで観察することが可能である。
(サンプル2)
Here, since Expression 7 is established by an integer other than (m, n) = (0, 0), it can be observed at an arbitrary angle α.
(Sample 2)

次に、他のマイクロニードルアレイとして、H=600μm、W=100μm、Lx=Ly=400μm、β=90°、θOA1=45°、10行×12列のマイクロニードルをサンプル2として検討する。 Next, as another microneedle array, H = 600 μm, W = 100 μm, L x = L y = 400 μm, β = 90 °, θ OA1 = 45 °, 10 rows × 12 columns of microneedles are considered as sample 2. To do.

式6に上記の数値を代入することで、次式が得られる。
By substituting the above numerical values into Equation 6, the following equation is obtained.

・・・式8   ... Formula 8

式7のm、nは、(m,n)=(0,0)、(1,0)、(0,1)、(1,1)以外の整数を取り得るので、観察条件1’より、次式が成立する。
−100<m・400・cosα−n・400・sinα<100
−1/4<m・cosα−n・sinα<1/4
(m,n)=(1,0):−1/4<cosα<1/4・・・式9
(m,n)=(0,1):−1/4<sinα<1/4・・・式10
(m,n)=(1,1):−1/4<cosα−sinα<1/4・・・式11
Since m and n in Expression 7 can take an integer other than (m, n) = (0,0), (1,0), (0,1), (1,1), from the observation condition 1 ′ The following equation is established.
−100 <m · 400 · cos α−n · 400 · sin α <100
−1/4 <m · cos α−n · sin α <1/4
(M, n) = (1, 0): −1/4 <cos α <1/4 (Equation 9)
(M, n) = (0, 1): −1/4 <sin α <1/4.
(M, n) = (1, 1): −1/4 <cos α−sin α <1/4 Expression 11

式9、式10、式11を満たすαは、
式9より、75.52°<α<90°
式10より、0<α<14.47°
式11より、34.8°<α<55.2°
Α satisfying Equation 9, Equation 10, and Equation 11 is
From Equation 9, 75.52 ° <α <90 °
From Equation 10, 0 <α <14.47 °
From Equation 11, 34.8 ° <α <55.2 °

以上より、
0<α<14.47°、
34.8°<α<55.2°、
75.52°<α<90°以外の任意のαで外観検査可能であることが確認できた。
(サンプル3)
From the above,
0 <α <14.47 °,
34.8 ° <α <55.2 °,
It was confirmed that appearance inspection was possible at any α other than 75.52 ° <α <90 °.
(Sample 3)

さらに、他のマイクロニードルアレイとして、H=600μm、W=100μm、Lx=Ly=800μm、β=90°、θOA1=15°、10行×12列のマイクロニードルをサンプル3として検討する。この場合、tanθOA1=tan15°=0.268として、式6に数値を代入して、次式が得られる。
Further, as another microneedle array, H = 600 μm, W = 100 μm, L x = L y = 800 μm, β = 90 °, θ OA1 = 15 °, 10 rows × 12 columns of microneedles are considered as sample 3. . In this case, assuming that tan θ OA1 = tan 15 ° = 0.268, substituting numerical values into Equation 6, the following equation is obtained.

・・・式12   ... Formula 12

式12は、(m,n)=(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)以外の整数で成立つ。   Equation 12 shows that (m, n) = (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0 ), An integer other than (2, 1).

観察条件1’より、
−100<m・800・cosα−n・800・sinα<100
−1/8<m・cosα−n・sinα<1/8
(m,n)=(0,1):−1/8<sin?α<1/8・・・式13
(m,n)=(0,2):−1/8<2sin?α<1/8・・・式14
(m,n)=(1,0):−1/8<cos?α<1/8・・・式15
(m,n)=(1,1):−1/8<cosα−sinα<1/8・・・式16
(m,n)=(1,2):−1/8<cosα−2sinα<1/8・・・式17
(m,n)=(2,0):−1/8<2cosα<1/8・・・式18
(m,n)=(2,1):−1/8<2cosα−sinα<1/8・・・式19
式13より、0°<α<7.18°
式14より、0°<α<3.58°
式15より、82.8°<α<90°
式16より、39.1°<α<50.9°
式17より、23.4°<α<29.8°
式18より、86.4°<α<90°
式19より、60.2°<α<66.7°
From observation condition 1 '
−100 <m · 800 · cos α−n · 800 · sin α <100
−1/8 <m · cos α−n · sin α <1/8
(M, n) = (0, 1): −1/8 <sin? α <1/8 Equation 13
(M, n) = (0, 2): −1/8 <2 sin? α <1/8 Equation 14
(M, n) = (1, 0): −1/8 <cos? α <1/8 Equation 15
(M, n) = (1, 1): −1/8 <cos α−sin α <1/8 Equation 16
(M, n) = (1, 2): −1/8 <cos α−2 sin α <1/8 Equation 17
(M, n) = (2, 0): −1/8 <2 cos α <1/8 Equation 18
(M, n) = (2, 1): −1/8 <2 cos α−sin α <1/8 Equation 19
From Equation 13, 0 ° <α <7.18 °
From Equation 14, 0 ° <α <3.58 °
From Equation 15, 82.8 ° <α <90 °
From Equation 16, 39.1 ° <α <50.9 °
From Equation 17, 23.4 ° <α <29.8 °
From Equation 18, 86.4 ° <α <90 °
From Equation 19, 60.2 ° <α <66.7 °

したがって、
0°<α<7.18°、
23.4°<α<29.8°、
39.1°<α<50.9°、
60.2°<α<66.7°、
82.8°<α<90°以外の任意のαで外観検査可能であることが確認された。
(サンプル4)
Therefore,
0 ° <α <7.18 °,
23.4 ° <α <29.8 °,
39.1 ° <α <50.9 °,
60.2 ° <α <66.7 °,
It was confirmed that appearance inspection was possible at any α other than 82.8 ° <α <90 °.
(Sample 4)

さらに他のマイクロニードルアレイとして、H=600μm、W=100μm、Lx=Ly=800μm、β=60°、θOA1=45°、10行×12列のマイクロニードルをサンプル4として検討する。まず、tanθOA1=tan45°=1、cosβ=cos60°=1/2であるから、次式が得られる。
Further, as another microneedle array, H = 600 μm, W = 100 μm, L x = L y = 800 μm, β = 60 °, θ OA1 = 45 °, 10 rows × 12 columns of microneedles are considered as sample 4. First, since tan θ OA1 = tan 45 ° = 1 and cos β = cos 60 ° = 1/2, the following equation is obtained.

・・・式20   ... Formula 20

式20は、(m,n)=(0,0)以外の整数で成立つため、任意の角度αで外観検査が可能である。
(サンプル5)
Since Expression 20 is established with an integer other than (m, n) = (0, 0), an appearance inspection can be performed at an arbitrary angle α.
(Sample 5)

さらに他のマイクロニードルアレイとして、H=600μm、W=100μm、Lx=Ly=800μm、β=60°、θOA1=15°、10行×12列のサンプル5に係るマイクロニードルについて検討する。まず、tanθOA1=tan15°=0.268、cosβ=cos60°=0.5であるから、次式が成立する。
As another microneedle array, a microneedle according to sample 5 of H = 600 μm, W = 100 μm, L x = L y = 800 μm, β = 60 °, θ OA1 = 15 °, 10 rows × 12 columns will be examined. . First, since tan θ OA1 = tan 15 ° = 0.268 and cos β = cos 60 ° = 0.5, the following equation is established.

・・・式21   ... Formula 21

式21は、(m,n)=(0,0)、(0,1)、(0,2)、(1,0)、(1,1)、(1,2)、(2,0)、(2,1)以外の整数で成立つ。ここで、観察条件1’より、次式が成り立つ。
Equation 21 is expressed as (m, n) = (0,0), (0,1), (0,2), (1,0), (1,1), (1,2), (2,0 ), An integer other than (2, 1). Here, the following equation is established from the observation condition 1 ′.

(m,n)=(0,1):−1/4<sinα<1/4・・・式22
(m,n)=(0,2):−1/8<sinα<1/8・・・式23
(m,n)=(1,0):−1/4<√3cosα−2sinα<1/4・・・式24
(m,n)=(1,1):−1/4<√3cosα−3sinα<1/4・・・式25
(m,n)=(1,2):−1/4<√3cosα−5sinα<1/4・・・式26
(m,n)=(2,0):−1/8<√3cosα−2sinα<1/8・・・式27
(m,n)=(2,1):−1/4<2√3cosα−5sinα<1/4・・・式28
式22より、0°<α<14.48°
式23より、0°<α<7.18°
式24より、35.47°<α<46.31°
式25より、25.86°<α<34.14°
式26より、16.4°<α<21.82°
式27より、38.18°<α<43.6°
式28より、32.36°<α<37.07°
(M, n) = (0, 1): −1/4 <sin α <1/4...
(M, n) = (0, 2): −1/8 <sin α <1/8 (Equation 23)
(M, n) = (1, 0): −1/4 <√3 cos α-2 sin α <1/4 Expression 24
(M, n) = (1, 1): −1/4 <√3 cos α-3 sin α <1/4 Expression 25
(M, n) = (1,2):-1/4 <√3 cos α-5 sin α <1/4 Equation 26
(M, n) = (2, 0): −1/8 <√3 cos α-2 sin α <1/8 Equation 27
(M, n) = (2, 1): −1/4 <2√3 cos α-5 sin α <1/4 Equation 28
From Equation 22, 0 ° <α <14.48 °
From Equation 23, 0 ° <α <7.18 °
From Equation 24, 35.47 ° <α <46.31 °
From Equation 25, 25.86 ° <α <34.14 °
From Equation 26, 16.4 ° <α <21.82 °
From Equation 27, 38.18 ° <α <43.6 °
From Equation 28, 32.36 ° <α <37.07 °

したがって、0°<α<14.48°、16.4°<α<21.82°、25.86°<α<46.31°以外の任意のαで外観検査することが可能である。
(観察可能なαとθOA1の範囲)
Therefore, the appearance can be inspected at any α other than 0 ° <α <14.48 °, 16.4 ° <α <21.82 °, and 25.86 ° <α <46.31 °.
(Range of observable α and θ OA1 )

次に、上述したサンプル1、4、及び新たなサンプル6、7のそれぞれに対して、観察可能な水平傾斜角αと仰角θOA1の範囲を図61〜図64のグラフに示す。図61は、サンプル1で示したマイクロニードルとして高さH=600μm、幅W=100μm、ピッチLx=Ly=800μm、β=90°のマイクロニードルアレイ、図62は、サンプル4で示した高さH=600μm、幅W=100μm、ピッチLx=Ly=800μm、β=60°のマイクロニードルアレイ、図63は、サンプル6として、高さH=1000μm、幅W=100μm、ピッチLx=Ly=800μm、β=90°のマイクロニードルアレイ、図64は、サンプル7として、高さH=1000μm、幅W=100μm、ピッチLx=Ly=800μm、β=60°のマイクロニードルアレイの、観察可能な範囲を塗り潰してそれぞれ示している。これらの図に示すように、水平傾斜角αと仰角θOA1を調整することで、マイクロニードルの外観検査が可能となることが判る。
(検査対象物姿勢ガイド機構)
Next, the ranges of the horizontal inclination angle α and the elevation angle θ OA1 that can be observed for each of the samples 1 and 4 and the new samples 6 and 7 described above are shown in the graphs of FIGS. 61 shows a microneedle array having a height H = 600 μm, a width W = 100 μm, a pitch L x = L y = 800 μm, and β = 90 ° as the microneedle shown in Sample 1. FIG. Microneedle array with height H = 600 μm, width W = 100 μm, pitch L x = L y = 800 μm, β = 60 °, FIG. 63 shows sample 6 as height H = 1000 μm, width W = 100 μm, pitch L x = L y = 800μm, β = 90 ° of the microneedle array, FIG. 64, as the sample 7, the height H = 1000 .mu.m, a width W = 100 [mu] m, the pitch L x = L y = 800μm, β = 60 ° micro The observable range of the needle array is shown filled in. As shown in these drawings, it is understood that the appearance inspection of the microneedle can be performed by adjusting the horizontal inclination angle α and the elevation angle θ OA1 .
(Inspection object posture guide mechanism)

以上の例では、マイクロニードルアレイを、搬送方向に対してマイクロニードルの配列の行方向が一致するような姿勢で搬送する場合を想定して、撮像部の平面視傾斜角度を調整する例を説明したが、本発明はこの構成に限られず、搬送されるマイクロニードルアレイの姿勢を、撮像に先立ち調整することで、撮像部とマイクロニードルとが相対的に上述した角度範囲となる位置関係に設定することもできる。例えば図65の平面図に示すように、検査対象物の姿勢を機械的に一定の姿勢に矯正あるいは整列させるガイド機構として、マイクロニードルアレイMNAを搬送するコンベアCNV上にピンPINを立てたり、所定の姿勢となるように誘い込むガイド板GIDを配置する等して、撮像位置に搬送される際には所定の姿勢となるように機械的に回転させる構成としてもよい。   In the above example, an example in which the tilt angle in plan view of the imaging unit is adjusted assuming that the microneedle array is transported in a posture in which the row direction of the microneedle array coincides with the transport direction. However, the present invention is not limited to this configuration, and the posture of the microneedle array to be conveyed is adjusted prior to imaging, so that the imaging unit and the microneedle are set in a positional relationship in which the above-described angular range is relatively set. You can also For example, as shown in the plan view of FIG. 65, as a guide mechanism for correcting or aligning the posture of the inspection object in a mechanically constant posture, a pin PIN is set on a conveyor CNV that conveys the microneedle array MNA, For example, a guide plate GID that guides the camera to the posture may be arranged so that it is mechanically rotated so as to be in a predetermined posture when transported to the imaging position.

あるいは、他の検査対象物姿勢ガイド機構として、図66に示すように、搬送速度の異なるコンベアCNV1、CNV2を並べることで、搬送されるマイクロニードルアレイMNAを回転させ、最終的に所定の姿勢となるように構成することもできる。この例では、コンベアCNV1の搬送速度をコンベアCNV2よりも高速とし、かつコンベアCNV1の出口側を狭くすることで、マイクロニードルアレイMNAの内、コンベアCNV1にかかった部分がコンベアCNV2との速度差で徐々に回転されて、狭窄された出口側にマイクロニードルアレイMNAの長手方向が誘い込まれる姿勢に仕向けられる。   Alternatively, as another inspection object posture guide mechanism, as shown in FIG. 66, by arranging the conveyors CNV1 and CNV2 having different conveyance speeds, the conveyed microneedle array MNA is rotated, and finally the predetermined posture is obtained. It can also be configured. In this example, the conveyance speed of the conveyor CNV1 is set to be higher than that of the conveyor CNV2, and the outlet side of the conveyor CNV1 is narrowed. By gradually rotating, the microneedle array MNA is directed to the posture in which the longitudinal direction of the microneedle array MNA is guided to the narrowed outlet side.

また、以上の例ではマイクロニードルアレイの外形を矩形状とした場合を説明したが、外形が円形状のマイクロニードルアレイに対しても同様の構成で姿勢を調整できる。あるいは、検査対象物側に、検査対象物の姿勢を調整するためのガイド機構を設けることもできる。例えば、マイクロニードルアレイの外形の一部に、位置決め用のガイド面を設けてもよい。例えば図67の平面図に示す例では、マイクロニードルアレイMNARの円形の基板SUBの一部に、直線状のガイド面GSF(オリエンテーションフラット面)を設けており、この面を利用して所定の姿勢に位置決めすることが可能となる。   Moreover, although the case where the external shape of the microneedle array was a rectangular shape was described in the above example, the posture can be adjusted with the same configuration for a microneedle array whose external shape is circular. Alternatively, a guide mechanism for adjusting the posture of the inspection object can be provided on the inspection object side. For example, a positioning guide surface may be provided on a part of the outer shape of the microneedle array. For example, in the example shown in the plan view of FIG. 67, a linear guide surface GSF (orientation flat surface) is provided on a part of the circular substrate SUB of the microneedle array MNAR, and a predetermined posture is used by using this surface. It becomes possible to position to.

以上のようにして、複数の突起物がXY平面上に規則正しく配列された検査対象物の外観検査に際して、パラメータを所定範囲に収めるよう第一撮像素子傾斜機構や第一レンズ傾斜機構を調整するのみで、側面から撮像した際に背面側の突起物が前面側の突起物の影になって外観検査ができなくなる事態を回避できる。特に、従来のように実際に撮像素子や結像レンズを配置し、試行錯誤を繰り返しながら最適な設置条件を見出す作業を経ることなく、突起物の太さや高さ、間隔といった所期のパラメータに応じて、第一撮像素子傾斜機構や第一レンズ傾斜機構32を設定するのみで、外観検査に必要な設置条件を決定することができ、面倒な調整作業の大幅な省力化が可能となる。これに加えて、第一レンズ垂直傾斜角θL1、第一撮像傾斜角θI1をそれぞれ異なる角度に調整して、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された光学画像を撮像することが可能となる。この結果、得られた合焦光学画像に対して画像検査を行い、その精度を向上させ、外観検査の信頼性を一層高めることが可能となる。 As described above, in the appearance inspection of the inspection object in which a plurality of protrusions are regularly arranged on the XY plane, only the first image sensor tilt mechanism and the first lens tilt mechanism are adjusted so that the parameters fall within a predetermined range. Thus, it is possible to avoid a situation in which when the image is taken from the side, the projection on the back side becomes a shadow of the projection on the front side and the appearance inspection cannot be performed. In particular, the actual parameters such as the thickness, height, and spacing of the protrusions can be set without going through the process of finding the optimal installation conditions through repeated trial and error by actually arranging the image sensor and imaging lens as in the past. Accordingly, only by setting the first image sensor tilt mechanism and the first lens tilt mechanism 32, the installation conditions necessary for the appearance inspection can be determined, and the labor-saving adjustment work can be greatly saved. In addition to this, the first lens vertical inclination angle θ L1 and the first imaging inclination angle θ I1 are adjusted to different angles, respectively, and optical images focused at respective positions in the inspection target area are imaged in accordance with the Scheinproof principle. It becomes possible to do. As a result, it is possible to perform image inspection on the obtained focused optical image, improve its accuracy, and further improve the reliability of the appearance inspection.

以上のようにしてピントの合ったマイクロニードルアレイの光学画像を撮像することが可能になると、この光学画像から生成されるエッジ画像も、より精細なものとなって、外観検査の精度が向上する。さらにマイクロニードル同士に重なりのない、あるいは外観検査に支障のない程度に重なりの少ない画像とすることで、複数のマイクロニードルのそれぞれに対して、外観検査を実行可能となる。
(3.薬剤塗布量検査)
When an optical image of a focused microneedle array can be taken as described above, the edge image generated from the optical image becomes finer and the accuracy of the appearance inspection is improved. . Furthermore, by forming an image that does not overlap between microneedles or has little overlap so as not to hinder the appearance inspection, the appearance inspection can be performed on each of the plurality of microneedles.
(3. Drug application amount inspection)

また外観検査として、上述の通り形状が異常か否かの良否判定に限られず、これに代えて、あるいはこれに加えて、他の検査を含めてもよい。例えばマイクロニードルアレイに対して、各マイクロニードルに薬液を塗布して表面を被膜する場合、被膜後のマイクロニードルアレイの光学画像から、適切な被膜が行われているかどうかを判定することができる。   Further, the appearance inspection is not limited to the quality determination as to whether the shape is abnormal as described above, but other inspections may be included instead of or in addition to this. For example, when a surface is coated by applying a chemical solution to each microneedle with respect to the microneedle array, it can be determined from the optical image of the microneedle array after coating whether or not an appropriate coating is being performed.

一例として図68の斜視図に示すような薬液を塗布したマイクロニードルアレイに対して外観検査を行う様子を、図69〜図73Cに示す。ここでは、各マイクロニードルMNに薬液LDPを塗布する作業の前後において、光学画像をそれぞれ撮像し、さらに両者の差分から、被膜された薬液LDPの量を演算し、適切な量の塗布が行われたかどうかの判定を行っている。ここでは説明のため、マイクロニードルアレイの側面側から撮像した、薬液塗布前の光学画像OPI(図69)と薬液塗布後の光学画像OPI(図70)に基づいて、薬液の塗布状態を検査する例を説明する。   As an example, FIGS. 69 to 73C show appearance inspections performed on a microneedle array coated with a chemical solution as shown in the perspective view of FIG. Here, before and after the operation of applying the chemical liquid LDP to each microneedle MN, an optical image is taken, and the amount of the coated chemical liquid LDP is calculated from the difference between the two to apply an appropriate amount. Judgment is made whether or not. Here, for the purpose of explanation, the application state of the chemical solution is inspected based on the optical image OPI (FIG. 69) before the chemical solution application and the optical image OPI (FIG. 70) after the chemical solution imaged from the side surface side of the microneedle array. An example will be described.

図71A〜図71Cの模式図は、薬液LDPをほぼ均一な膜厚で塗布されているものとして扱える場合を示している。この場合は、膜厚の平均値から塗布量を演算できる。   The schematic diagrams of FIGS. 71A to 71C show a case where the chemical liquid LDP can be handled as being applied with a substantially uniform film thickness. In this case, the coating amount can be calculated from the average value of the film thickness.

一方、図72A〜図72C、及び図73A〜図73Cに示す例では、薬液LDPの膜厚が不均一な場合を示している。この場合は、薬液LDPの塗布の前後の差分から断面積を演算して、この断面積から塗布量を演算してもよい。   On the other hand, the example shown in FIGS. 72A to 72C and FIGS. 73A to 73C shows a case where the film thickness of the chemical liquid LDP is not uniform. In this case, the cross-sectional area may be calculated from the difference between before and after application of the chemical liquid LDP, and the application amount may be calculated from the cross-sectional area.

また、薬液LDPの塗布量を、各マイクロニードル毎に求めて、一つでも不良品と判定されたマイクロニードルが含まれている場合は、マイクロニードルアレイを不良品と判定する方法の他、マイクロニードルアレイ全体での塗布量の総量や、各マイクロニードルの塗布量の平均値でもって判定することもできる。特にマイクロニードルアレイは、所定の量だけ薬液を看者の体内に導入できれば足り、各マイクロニードル毎の塗布量まで管理する必要はないと言うこともできる。よって、マイクロニードルアレイ全体での塗布量が、所定の基準値に達しているかどうかの判定でもって良品判定を行うことが好ましい。この方法であれば、歩留まりも改善できる。   In addition, when the amount of the chemical LDP applied is determined for each microneedle and at least one microneedle is determined to be defective, the microneedle array is determined to be defective, The determination can also be made by the total amount of coating in the entire needle array or the average value of the coating amount of each microneedle. In particular, it can be said that the microneedle array only needs to be able to introduce a predetermined amount of drug solution into the body of the observer, and it is not necessary to manage the application amount for each microneedle. Therefore, it is preferable to perform non-defective product determination by determining whether or not the coating amount in the entire microneedle array has reached a predetermined reference value. This method can improve the yield.

さらに、必ずしも薬液LDPの塗布量や体積で判定する必要はなく、差分から得られる断面積でもって判定することもできる。特に、マイクロニードルMNの大半がほぼ均一な円錐あるいは円柱又はこれらの組み合わせで、さらに塗布された薬液LDPの膜厚も同様にほぼ均一として扱える場合は、断面積でもって薬液LDPの塗布量を代用させることも可能である。また、このような差分判定においては、他の外観検査項目として、各マイクロニードルの外観形状が均一かどうかを検査し、均一でない場合には、差分の断面積でもってLDPの塗布量を代用させることができないとして、このマイクロニードルアレイを一律に不良と処理したり、あるいはこのような均一でないマイクロニードルに対してのみ、断面積でなく体積を演算するように補正処理を加えてもよい。   Furthermore, it is not always necessary to make a determination based on the application amount or volume of the chemical liquid LDP, and it can also be determined by a cross-sectional area obtained from the difference. In particular, when most of the microneedles MN are substantially uniform cones or cylinders, or a combination thereof, and the film thickness of the applied chemical solution LDP can be handled as substantially uniform, the application amount of the chemical solution LDP with the cross-sectional area is substituted. It is also possible to make it. In addition, in such difference determination, as another appearance inspection item, it is inspected whether the appearance shape of each microneedle is uniform, and if not uniform, the application amount of LDP is substituted with the sectional area of the difference. If this is not possible, the microneedle array may be treated as defective all the time, or a correction process may be added to calculate the volume, not the cross-sectional area, only for such non-uniform microneedles.

なお、薬液とマイクロニードルの色が異なる場合、各マイクロニードルの、薬液を塗布した領域と塗布していない領域とを画像処理によって区別し、塗布領域の面積から、薬液の塗布が正しく行われているかを判定することもできる。この場合の処理の一例として、薬液の色情報に基づいて着色された領域を抽出して、抽出された着色領域を薬液の塗布範囲と見なして、領域の面積に基づいて薬液の塗布量を推定する。また、着色領域の形状から、例えば着色領域中に部分的に欠けや穴がある場合は、この部分に薬剤が塗布されていない状態と判断でき、薬剤の塗布が正確に行われたかどうかの良品検査が可能となる。   In addition, when the color of the drug solution and the microneedle are different, the area of each microneedle where the drug solution is applied and the area where the drug solution is not applied are distinguished by image processing, and the drug solution is correctly applied from the area of the application region. It can also be determined. As an example of processing in this case, a colored region is extracted based on the color information of the chemical, the extracted colored region is regarded as a chemical application range, and the chemical application amount is estimated based on the area of the region To do. Also, from the shape of the colored area, for example, if the colored area has a chip or a hole, it can be determined that the drug has not been applied to this area, and a good product is determined whether the drug has been applied accurately. Inspection is possible.

また、薬液を塗布すべき塗布領域として、必ずしも各マイクロニードルの先端を完全に被覆している必要はない。例えば図73A〜図73Cに示すように、マイクロニードルMNの先端部分が露出してる状態でも許容される。いいかえると、塗布された薬液が、刺入されたマイクロニードルから看者の体内に溶出することが重要であって、この目的が達成される限りにおいて薬液の塗布された領域は限定されない。なお、図71Bや図72Bのように、マイクロニードルMNの先端まで薬液LDPを塗布すると、マイクロニードルMNの先端の鋭利さが弱められ、患者の皮膚に刺入する際、皮膚を破断することが困難となることも考えられる。この観点からは、図73A〜図73Cに示すように、マイクロニードルMNの先端を残して薬液LDPを塗布することが好ましいといえる。
(薬剤で形成したマイクロニードル)
Further, it is not always necessary to completely cover the tip of each microneedle as the application region to which the chemical solution is to be applied. For example, as shown in FIGS. 73A to 73C, the microneedle MN is allowed to be exposed even when the tip portion is exposed. In other words, it is important that the applied chemical solution elutes from the inserted microneedle into the viewer's body, and the area to which the chemical solution is applied is not limited as long as this purpose is achieved. As shown in FIG. 71B and FIG. 72B, when the drug solution LDP is applied to the tip of the microneedle MN, the sharpness of the tip of the microneedle MN is weakened, and the skin may be broken when inserted into the patient's skin. It may be difficult. From this viewpoint, as shown in FIGS. 73A to 73C, it can be said that it is preferable to apply the chemical liquid LDP while leaving the tip of the microneedle MN.
(Microneedle formed with drug)

あるいは、マイクロニードル自体を、薬液を硬化させて形成し、看者に刺入されたマイクロニードルそのものを溶出させて薬液を体内に導入する構成とすることもできる。このようなマイクロニードルアレイの例を、図74の模式拡大図に示す。薬液を含めたマイクロニードルアレイMN’においては、硬化させたマイクロニードルの外観を検査すれば足り、上述した薬液の塗布の前後で二度、光学画像を撮像する必要がない。一方で、薬剤でもってマイクロニードルを形成することから、必要とされる薬液の量が増え、製造コストが高くなる。また、薬液によっては、成型が困難であったり、成形後の強度が不十分で、看者の皮膚を刺入し難いことも考えられる。   Alternatively, the microneedle itself may be formed by curing the chemical solution, and the microneedle itself inserted into the viewer may be eluted to introduce the chemical solution into the body. An example of such a microneedle array is shown in the schematic enlarged view of FIG. In the microneedle array MN ′ including the chemical solution, it is only necessary to inspect the appearance of the hardened microneedles, and it is not necessary to take an optical image twice before and after application of the chemical solution. On the other hand, since the microneedles are formed with a drug, the amount of the required chemical solution is increased and the manufacturing cost is increased. Also, depending on the chemical solution, it may be difficult to mold, or the strength after molding may be insufficient, so that it is difficult to insert the skin of the viewer.

なお、マイクロニードルアレイの各々の形状が一様であると見なせる場合は、塗布前の各光学画像との差分を抽出せずとも、理想的な(あるいは良品としての基準となる)マイクロニードルアレイのデータを用意し、これとの差分でもって代用することができる。この場合は、塗布前の光学画像と塗布後の光学画像との対応関係を取る必要はない。(あるいは、異常のあったマイクロニードルアレイについてのみ、対応関係を取る必要があるとの考え方もあるが、異常のあったマイクロニードルアレイについては、薬剤の塗布を含めた以降の工程から除外するようにすれば、この問題も回避できる。)
(対応関係特定部66)
In addition, when each shape of the microneedle array can be regarded as uniform, an ideal (or a standard as a good product) microneedle array can be obtained without extracting a difference from each optical image before coating. Data can be prepared and replaced with the difference. In this case, it is not necessary to take the correspondence between the optical image before coating and the optical image after coating. (Alternatively, there is a view that it is necessary to take a correspondence only for the abnormal microneedle array, but the abnormal microneedle array should be excluded from the subsequent steps including the application of the drug. This can also avoid this problem.)
(Correspondence Relationship Identification Unit 66)

一方において、より正確に塗布量を演算するためには、塗布の前後に撮像する光学画像において、各マイクロニードルアレイの対応関係を取る必要がある。すなわち塗布前の光学画像に含まれる複数のマイクロニードルアレイの各々が、塗布後の光学画像に含まれるマイクロニードルアレイの各々の内、どれと対応しているかを、正確に把握する必要がある。このため制御部60は、対応関係を特定するための対応関係特定部66を備えている。具体的には、対応関係特定部66として、薬剤塗布前のマイクロニードルアレイを撮像した第一光学画像と、塗布後のマイクロニードルアレイを撮像した第二光学画像とを、1:1に対応付けるための機構を設ける。
(マイクロニードルアレイの特定)
(識別情報)
On the other hand, in order to calculate the application amount more accurately, it is necessary to take a correspondence relationship between each microneedle array in an optical image captured before and after application. That is, it is necessary to accurately grasp which of the plurality of microneedle arrays included in the optical image after application corresponds to each of the microneedle arrays included in the optical image after application. Therefore, the control unit 60 includes a correspondence relationship specifying unit 66 for specifying the correspondence relationship. Specifically, as the correspondence specifying unit 66, the first optical image obtained by imaging the microneedle array before application of the drug and the second optical image obtained by imaging the microneedle array after application are associated with 1: 1. This mechanism is provided.
(Identification of microneedle array)
(Identification information)

一例として、マイクロニードルアレイに固有の識別番号を付与し、この識別番号を撮像時に読み取ることで、光学画像として撮像されたマイクロニードルアレイを特定する。この場合は、マイクロニードルアレイに固有の識別情報を記録するため、例えば図75に示すようにマイクロニードルアレイにバーコードや二次元コード等のシンボルSMBを印字乃至刻印する。そして専用の光学読取手段でこのシンボルSMBを読み取り、撮像した光学画像に対して、この識別情報を関連付ける。好ましくは、光学画像の画像データに、識別情報を記録しておくことで、光学画像がどのマイクロニードルアレイを撮したものであるかを容易に特定でき、第一光学画像と第二光学画像との対応付けも容易となる。このような識別情報を記録するシンボルSMBには、マイクロQRコード(商品名)等、小型化に適したものが好適に利用できる。またシンボルSMBは、図75の例では基板SUBの側面に記録しているが、記録位置はこれに限らず、基板の上面としても良い。これらの例では、光学読取手段やこれと接続あるいはこれに内蔵された復号器等が対応関係特定部66に相当する。   As an example, a unique identification number is assigned to the microneedle array, and this identification number is read at the time of imaging, whereby the microneedle array captured as an optical image is specified. In this case, in order to record identification information unique to the microneedle array, for example, as shown in FIG. 75, a symbol SMB such as a barcode or a two-dimensional code is printed or stamped on the microneedle array. The symbol SMB is read by dedicated optical reading means, and this identification information is associated with the picked-up optical image. Preferably, by recording identification information in the image data of the optical image, it is possible to easily identify which microneedle array the optical image is taken from, the first optical image, the second optical image, Is also easy to associate. As the symbol SMB for recording such identification information, a symbol suitable for miniaturization such as a micro QR code (product name) can be preferably used. Further, in the example of FIG. 75, the symbol SMB is recorded on the side surface of the substrate SUB. However, the recording position is not limited to this and may be the upper surface of the substrate. In these examples, the optical reading means, a decoder connected thereto or a decoder incorporated therein corresponds to the correspondence specifying unit 66.

また、光学画像の撮像によって、シンボルの読み取りを行えるようにしてもよい。すなわち、光学画像を撮像する際に、シンボルも読み取り可能となる姿勢に予め設定しておくことにより、撮像された光学画像を画像処理することにより、シンボルの復号化も行える。この方法であれば、シンボルの光学読み取りのための光学読取手段を別途を設けたり、光学読取手段によるスキャンを行うといった手間を省くことができる。この場合は、光学画像に対して画像処理により復号を行う復号部が、対応関係特定部66に該当する。   Further, the symbol may be read by taking an optical image. That is, when an optical image is captured, the symbol can also be decoded by performing image processing on the captured optical image by setting the posture in which the symbol can be read in advance. With this method, it is possible to save the trouble of separately providing an optical reading means for optically reading symbols or performing scanning by the optical reading means. In this case, a decoding unit that decodes an optical image by image processing corresponds to the correspondence specifying unit 66.

さらに識別情報は、光学読み取りに限らず、他の無線による読み取り方法、例えばICタグやRFIDといった無線タグをマイクロニードルアレイに埋め込むなどして、識別情報を各マイクロニードルアレイに付与することもできる。特にマイクロニードルアレイが小型の場合は、シンボルの刻印スペースを設けたり、シンボルが小さくなり読み取り精度が低下するといった問題が生じるところ、無線タグを利用することでこれらを解決することが可能となる。この場合は、無線タグのリーダが対応関係特定部66に相当する。   Further, the identification information is not limited to optical reading, and other wireless reading methods, for example, a wireless tag such as an IC tag or RFID can be embedded in the microneedle array, and the identification information can be given to each microneedle array. In particular, when the microneedle array is small in size, there are problems such as providing a space for marking the symbols or reducing the reading accuracy due to the symbols becoming small, and these can be solved by using a wireless tag. In this case, the wireless tag reader corresponds to the correspondence relationship specifying unit 66.

このようにして対応関係特定部66でマイクロニードルアレイに付与された識別情報を読み取ることで、薬剤の塗布の前後のマイクロニードルアレイをそれぞれ撮像した第一光学画像、第二光学画像の対応関係を取得できる。
(位置合わせ)
In this way, by reading the identification information given to the microneedle array by the correspondence specifying unit 66, the correspondence between the first optical image and the second optical image obtained by imaging the microneedle array before and after the application of the medicine is obtained. You can get it.
(Alignment)

差分量の抽出に当たっては、前処理として各マイクロニードルを一致させるように位置合わせを行う。ここで、マイクロニードルを撮像した光学画像が、同じ視野、すなわち同じ角度でマイクロニードルを撮影している場合は、このような位置合わせは不要となる。一方、異なる角度でマイクロニードルを撮像している場合は、マイクロニードルの輪郭(プロファイル)を一致させるよう、位置合わせを行う。例えば各マイクロニードルのプロファイルを示すエッジ画像を第一光学画像から切り出し、回転付きのパターンサーチにより、第二光学画像から切り出された対応するマイクロニードルのプロファイルと一致させるよう走査する。なお、このような位置合わせを行うにあたり、前提としてプロファイルを取得した断面が一致することが望ましい。ただ、プロファイルの断面が異なる場合でも、円柱状あるいは円錐状のマイクロニードルが均一であると仮定することにより、プロファイルの重ね合わせが可能となる。この結果、差分量から、マイクロニードルに塗布された薬剤のプロファイルを抽出することが可能となる。このように対応関係特定部66は、マイクロニードルアレイの特定のみならず、対応関係が得られたマイクロニードルアレイ上のマイクロニードルの対応関係も特定する。マイクロニードルの対応関係は、上記の例では画像処理部62が受け持つ。すなわち対応関係特定部66は、マイクロニードルアレイの対応関係の特定を行う部材と、マイクロニードルの対応関係の特定を行う部材とを、異なる部材で構成することもできる。あるいは、一の対応関係特定部で、マイクロニードルアレイの特定とマイクロニードルの特定とを行うように構成してもよい。例えば、対応関係特定部に画像処理による対応関係の特定機能を持たせたり、あるいは物理的にマイクロニードルアレイの姿勢を一義的決める構成、例えば機械的なガイドを用いるなどして、一定の姿勢にマイクロニードルアレイを整列させて撮像するような構成においては、マイクロニードルアレイの座標位置が一定に決まるため、位置関係を容易に特定できる(あるいは位置関係の特定が不要とできる)。   In extracting the difference amount, as a pre-processing, alignment is performed so that the microneedles are matched. Here, when the optical image which imaged the microneedle has image | photographed the microneedle with the same visual field, ie, the same angle, such position alignment becomes unnecessary. On the other hand, when microneedles are imaged at different angles, alignment is performed so that the contours (profiles) of the microneedles are matched. For example, an edge image indicating the profile of each microneedle is cut out from the first optical image, and scanning is performed so as to match the profile of the corresponding microneedle cut out from the second optical image by pattern search with rotation. It should be noted that, when performing such alignment, it is desirable that the cross-sections from which the profiles are acquired match as a premise. However, even if the cross sections of the profiles are different, it is possible to overlap the profiles by assuming that the cylindrical or conical microneedles are uniform. As a result, it is possible to extract the profile of the medicine applied to the microneedle from the difference amount. Thus, the correspondence relationship specifying unit 66 specifies not only the specification of the microneedle array but also the correspondence relationship of the microneedles on the microneedle array from which the correspondence relationship is obtained. The correspondence relationship between the microneedles is handled by the image processing unit 62 in the above example. In other words, the correspondence relationship specifying unit 66 may be configured by using different members for the member that specifies the correspondence relationship of the microneedle array and the member that specifies the correspondence relationship of the microneedle. Or you may comprise so that the specification of a microneedle array and the specification of a microneedle may be performed by one corresponding relationship specific | specification part. For example, the correspondence specifying unit is provided with a function for specifying the correspondence by image processing, or the posture of the microneedle array is uniquely determined by using a mechanical guide, for example, using a mechanical guide. In a configuration where microneedle arrays are aligned and imaged, the coordinate position of the microneedle array is fixed, so that the positional relationship can be easily specified (or the positional relationship need not be specified).

このようにして対応関係特定部66でもって各マイクロニードルに対して正確な差分量を演算することが可能となる。この結果、単なる外観検査に基づく良品、不良品の判定のみならず、薬剤の塗布量の正確性の観点からも、良否判定を行える。さらには、良品に対しても、薬液の塗布量を演算する工程管理を実現することが可能となる。特に薬剤の塗布量の検査については、従来は、抜き取り検査により、マイクロニードルに塗布された薬剤を除去した上で分量を測定するしかなく、破壊検査となって全量の検査ができなかったところ、上記方法によれば破壊検査は不要となり、全量検査が実現できる。   In this way, it is possible to calculate an accurate difference amount for each microneedle by the correspondence specifying unit 66. As a result, it is possible to make a pass / fail judgment not only from a non-defective product / defective product based on a simple appearance inspection, but also from the viewpoint of accuracy of the amount of drug applied. Furthermore, it is possible to realize process management for calculating the amount of chemical solution applied to non-defective products. Especially for the inspection of the applied amount of the drug, conventionally, it was only possible to measure the amount after removing the drug applied to the microneedles by the sampling inspection, and the entire amount could not be inspected as a destructive inspection. According to the above method, the destructive inspection becomes unnecessary, and the entire amount inspection can be realized.

本発明に係る外観検査装置、外観検査方法、外観検査プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記憶媒体並びに記録した機器は、マイクロニードルアレイのような表面に複数の突起を有する検査対象物の外観検査に好適に利用できる。   The visual inspection apparatus, visual inspection method, visual inspection program, computer-readable storage medium, and recorded device according to the present invention are suitable for visual inspection of inspection objects having a plurality of protrusions on the surface, such as a microneedle array. Available to:

100…外観検査装置
200…光学画像撮像装置
1…撮像部
3…傾斜機構
4…第二光軸傾斜機構
6…搬送部
7…トリガ生成部
8…表示部
9…操作部
10…第一撮像部
11…第一撮像素子
12…第一結像レンズ
20…第二撮像部
21…第二撮像素子
22…第二結像レンズ
30…第三撮像部
31…第一撮像素子傾斜機構
32…第一レンズ傾斜機構
33…鏡筒
34…撮像素子傾斜つまみ
35…鏡筒傾斜機構
41…第二撮像素子傾斜機構
42…第二レンズ傾斜機構
50…照明部
51…第一照明部
52…第二照明部
53…第三照明部
55…照明傾斜機構
60…制御部
61…撮像タイミング制御部
62…画像処理部;62a…前処理部;62b…特徴量抽出部;62c…特徴圧縮部;62d…分類器
63…エッジ画像生成部
64…差分抽出部
65…検査結果出力部
66…対応関係特定部
67…照明光制御部
MNA、MNA’…マイクロニードルアレイ
MNAG…碁盤目配置のマイクロニードルアレイ
MNAO…オフセット配置のマイクロニードルアレイ
MNAR…外形が円形状のマイクロニードルアレイ
MN…マイクロニードル
MN’…薬液を含めたマイクロニードルアレイ
LDP…薬液
CMN…円錐状のマイクロニードル
SUB…基板
MNP…検査対象領域
FA1、FA2…合焦領域
LNP…結像レンズの主平面
ISP…撮像素子の受光面
STG…回転式ステージ
XYS…XYステージ
THS…θステージ
CNV、CNV1、CNV2…搬送コンベア
PIN…ピン
GID…ガイド板
GSF…ガイド面
OA…光軸
OA1…第一光軸;OA2…第二光軸;OA3…第三光軸
αI1…第一撮像素子水平傾斜角;αL1…第一レンズ水平傾斜角
αI2…第二撮像素子水平傾斜角;αL2…第二レンズ水平傾斜角
αOA1…第一光軸水平傾斜角
αOA2…第二光軸水平傾斜角
αOA3…第三光軸水平傾斜角
αOA1+OA2…第一光軸と第二光軸のなす水平傾斜角度
α’…照明−光軸水平傾斜角
αOA1-MN…光軸−MN水平傾斜角
αY-OA1…Y−OA1水平傾斜角
θOA1…第一光軸垂直傾斜角
θOA2…第二光軸垂直傾斜角
θL1…第一レンズ垂直傾斜角
θL2…第二レンズ垂直傾斜角
θI1…第一撮像傾斜角
θI2…第二撮像傾斜角
OFS…オリエンテーションフラット面
SMB…シンボル
CAX…中心軸
αCAX…中心軸と基板とのなす傾斜角度
LS…照明光;αLS…照明水平傾斜角;θLS…照明垂直傾斜角
OPI、OPI’、OPI”…光学画像
EDI、EDI’、EDI”…エッジ画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Appearance inspection apparatus 200 ... Optical imaging device 1 ... Imaging part 3 ... Inclination mechanism 4 ... Second optical axis inclination mechanism 6 ... Conveyance part 7 ... Trigger generation part 8 ... Display part 9 ... Operation part 10 ... First imaging part DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... 1st image pick-up element 12 ... 1st image formation lens 20 ... 2nd image pick-up part 21 ... 2nd image pick-up element 22 ... 2nd image pick-up lens 30 ... 3rd image pick-up part 31 ... 1st image pick-up element inclination mechanism 32 ... 1st Lens tilt mechanism 33 ... Tube 34 ... Image sensor tilt knob 35 ... Tube tilt mechanism 41 ... Second image sensor tilt mechanism 42 ... Second lens tilt mechanism 50 ... Illumination unit 51 ... First illumination unit 52 ... Second illumination unit 53 ... 3rd illumination part 55 ... Illumination inclination mechanism 60 ... Control part 61 ... Imaging timing control part 62 ... Image processing part; 62a ... Pre-processing part; 62b ... Feature-value extraction part; 62c ... Feature compression part; 62d ... Classifier 63 ... Edge image generation unit 64 ... Difference extraction unit 65 ... Inspection result Output unit 66 ... Corresponding relationship specifying unit 67 ... Illumination light control unit MNA, MNA '... Microneedle array MNAG ... Cross-needle arrangement microneedle array MNAO ... Offset arrangement microneedle array MNAR ... Circular outer shape of microneedle array MN ... Microneedle MN '... Microneedle array LDP including chemical solution ... Chemical solution CMN ... Conical microneedle SUB ... Substrate MNP ... Inspection area FA1, FA2 ... Focusing area LNP ... Main plane ISP of imaging lens ... Imaging element Light receiving surface STG ... rotary stage XYS ... XY stage THS ... θ stage CNV, CNV1, CNV2 ... transport conveyor PIN ... pin GID ... guide plate GSF ... guide surface OA ... optical axis OA1 ... first optical axis; OA2 ... second optical axis; OA3 ... third optical axis alpha I1 ... first imaging element horizontal tilt ; Alpha L1 ... first lens horizontal tilt angle alpha I2 ... second imaging element horizontal tilt angle; alpha L2 ... second lens horizontal tilt angle alpha OA1 ... first optical axis horizontal tilt angle alpha OA2 ... second optical axis horizontal tilt angle α OA3 … Third optical axis horizontal tilt angle α OA1 + OA2 … Horizontal tilt angle formed by the first and second optical axes α ′… Illumination-optical axis horizontal tilt angle α OA1-MN … Optical axis -MN horizontal tilt Angle α Y-OA1 … Y-OA1 Horizontal tilt angle θ OA1 … First optical axis vertical tilt angle θ OA2 … Second optical axis vertical tilt angle θ L1 … First lens vertical tilt angle θ L2 … Second lens vertical tilt angle θ I1 ... first imaging inclination angle θ I2 ... second imaging inclination angle OFS ... orientation flat surface SMB ... symbol CAX ... central axis α CAX ... inclination angle LS between the central axis and the substrate ... illumination light; α LS ... illumination horizontal Inclination angle: θ LS ... Illumination vertical inclination angles OPI, OPI ', OPI "... Optical image EDI, EDI', EDI" ... Edge image

Claims (35)

立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査装置であって、
検査対象物の光学画像を撮像するための第一撮像素子と、
検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、
前記第一光軸を、平面視において突起物の列方向に対して傾斜させた第一光軸水平傾斜角αOA1(0<αOA1<90°)と、側面視において検査対象領域の平面に対して傾斜させた第一光軸垂直傾斜角θOA1(0<θOA1<90°)とを調整するための第一光軸傾斜機構と、
を備え、
複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる検査対象領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、前記第一光軸傾斜機構でもって第一光軸水平傾斜角αOA1
−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1:m、nは任意の整数)
を満たす範囲に設定したとき、前記第一光軸傾斜機構でもって第一光軸垂直傾斜角θOA1
(条件式2)
を満たす範囲に設定してなる外観検査装置。
Imaging an inspection target region of an inspection target in which three-dimensional projections are arranged in a plurality of rows on an XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting with this at an angle β (0 <β ≦ 90 °) An appearance inspection apparatus for performing an appearance inspection,
A first imaging device for imaging an optical image of an inspection object;
A first imaging lens disposed on the first optical axis of the first image sensor that images the inspection object;
The first optical axis horizontal inclination angle α OA1 (0 <α OA1 <90 °) that is inclined with respect to the row direction of the projections in plan view, and the plane of the inspection target region in side view. A first optical axis tilt mechanism for adjusting a first optical axis vertical tilt angle θ OA1 (0 <θ OA1 <90 °) tilted with respect to the first optical axis;
With
Of the plurality of protrusions, the average interval between the protrusions in the X-axis direction is L x , the average interval in the Y-axis direction is L y , and the height direction of each protrusion is the inspection target region to be subjected to visual inspection. When the maximum height is H and the maximum thickness of each protrusion is W, the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 is set to −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α by the first optical axis tilt mechanism. OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1: m, n is an arbitrary integer)
When the range is set to satisfy the first optical axis tilt mechanism θ OA1 with the first optical axis tilt mechanism.
(Condition 2)
Appearance inspection device set to a range that satisfies
請求項1に記載の外観検査装置であって、
前記第一光軸傾斜機構は、前記第一光軸水平傾斜角αOA1が前記条件式1を満たさない範囲に設定されたとき、前記条件式2によらず、任意の第一光軸垂直傾斜角θOA1に設定可能としてなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 1,
When the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 is set in a range not satisfying the conditional expression 1, the first optical axis tilting mechanism is not limited to the conditional expression 2, and is arbitrary first optical axis vertical inclination Appearance inspection device that can be set to angle θ OA1 .
請求項1に記載の外観検査装置であって、
突起物の先端が先細り状となっている場合に、前記条件式2を
としてなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 1,
When the tip of the protrusion is tapered, the conditional expression 2
Appearance inspection device.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の外観検査装置であって、
(条件式3)
を満たすm、nに対して、
−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式4)
を満たす第一光軸水平傾斜角αOA1となるよう、
前記第一光軸傾斜機構でもって前記第一光軸水平傾斜角αOA1を固定値に設定してなる外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-3,
(Condition 3)
For m and n satisfying
−W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 4)
So that the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 that satisfies
An appearance inspection apparatus in which the first optical axis horizontal inclination angle α OA1 is set to a fixed value by the first optical axis inclination mechanism.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の外観検査装置であって、
Hが各突起物の平均高さであり、Wが平均太さである外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-4,
An appearance inspection apparatus in which H is the average height of each protrusion and W is the average thickness.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の外観検査装置であって、
前記第一光軸傾斜機構が、
前記第一結像レンズの主点を含む主平面と検査対象領域とがなす第一レンズ垂直傾斜角θL1を調整するための第一レンズ垂直傾斜機構と、
前記第一撮像素子の受光面と検査対象領域とがなす第一撮像傾斜角θI1を調整するための第一撮像垂直傾斜機構と、
を備えており、
検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面の各延長線が、シャインプルーフの原理に従い一点で交差するように、前記第一レンズ垂直傾斜機構で第一レンズ垂直傾斜角θL1を、前記第一撮像垂直傾斜機構で第一撮像傾斜角θI1を、それぞれ異なる角度に調整して、検査対象領域の各位置で合焦された光学画像を前記第一撮像素子で撮像可能としてなる外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-5,
The first optical axis tilt mechanism is
A first lens vertical tilt mechanism for adjusting a first lens vertical tilt angle θ L1 formed by a main plane including the main point of the first imaging lens and a region to be inspected;
A first imaging vertical tilt mechanism for adjusting a first imaging tilt angle θ I1 formed by the light receiving surface of the first image sensor and the inspection target region;
With
In the first lens vertical tilt mechanism, the inspection target area, the main plane of the first imaging lens, and the extended lines of the light receiving surface of the first imaging element intersect at one point according to the Scheinproof principle. The first lens vertical inclination angle θ L1 is adjusted to a different angle by the first imaging vertical inclination mechanism, and the first imaging inclination angle θ I1 is adjusted to a different angle. An appearance inspection apparatus capable of imaging with the first image sensor.
立体的な突起物を複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査装置であって、
検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子と、
検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、
前記第一結像レンズの主点を含む主平面に対する、
検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1
前記第一撮像素子の受光面に対する、
検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1
を、前記第一撮像素子及び/又は第一結像レンズを、第一光軸に対して相対的に傾斜させることで調整可能な第一光軸傾斜機構と、
を備え、
前記第一光軸傾斜機構は、検査対象物の検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面の各延長線が、シャインプルーフの原理に従い一点で交差するように、第一レンズ垂直傾斜角θL1、第一撮像傾斜角θI1をそれぞれ異なる角度に調整可能としてなる外観検査装置。
An appearance inspection device for performing an appearance inspection by imaging a region to be inspected of an inspection object formed by arranging three-dimensional projections in a plurality of rows,
A first imaging device for imaging an optical image of an inspection object;
A first imaging lens disposed on the first optical axis of the first image sensor that images the inspection object;
For the main plane including the principal point of the first imaging lens,
First lens vertical tilt angle θ L1 with respect to the inspection target area,
For the light receiving surface of the first image sensor,
First imaging tilt angle θ I1 with respect to the inspection target area,
A first optical axis tilt mechanism that can be adjusted by tilting the first imaging element and / or the first imaging lens relative to the first optical axis;
With
In the first optical axis tilting mechanism, the inspection target region of the inspection target, the main plane of the first imaging lens, and each extension line of the light receiving surface of the first imaging element are in one point according to the Scheinproof principle. An appearance inspection apparatus in which the first lens vertical inclination angle θ L1 and the first imaging inclination angle θ I1 can be adjusted to different angles so as to intersect each other.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の外観検査装置であって、
前記第一光軸傾斜機構が、
前記第一レンズ垂直傾斜角θL1を26°〜60°、
前記第一撮像傾斜角θI1を48°〜70°、
に、それぞれ設定してなる外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-7,
The first optical axis tilt mechanism is
The first lens vertical inclination angle θ L1 is set to 26 ° to 60 °,
The first imaging inclination angle θ I1 is 48 ° to 70 °,
Appearance inspection device that is individually set.
請求項1〜8のいずれか一項に記載の外観検査装置であって、
前記第一光軸傾斜機構は、
前記第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、
検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、
平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を調整可能な第一レンズ傾斜機構と、
前記第一撮像素子の受光面に対し、
検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、
平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αL1<90°)を調整可能な第一撮像素子傾斜機構と、
を備える外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-8,
The first optical axis tilt mechanism is
For the main plane including the principal point of the first imaging lens,
The first lens vertical tilt angle θ L1 with respect to the inspection target area,
A first lens horizontal tilt angle α L1 (0 <α L1 <90 °) in which the first optical axis of the first imaging lens is tilted with respect to the row direction of the protrusions in a plan view can be adjusted. A lens tilt mechanism;
For the light receiving surface of the first image sensor,
First imaging tilt angle θ I1 with respect to the inspection target area,
The first image sensor horizontal inclination angle α I1 (0 <α L1 <90 °) in which the first optical axis of the first image sensor is tilted with respect to the row direction of the protrusions in a plan view is adjustable. An image sensor tilt mechanism;
An appearance inspection apparatus comprising:
請求項6又は9に記載の外観検査装置であって、
前記第一光軸傾斜機構は、筒状の内部に、前記第一結像レンズと、前記第一撮像素子を共通の第一光軸上に配置した鏡筒を備えており、
前記鏡筒内で、前記第一結像レンズは固定され、前記第一撮像素子は回転軸を中心に回転自在に支持されており、
前記第一撮像素子傾斜機構は、前記鏡筒内で、前記第一撮像素子を回動させて第一撮像傾斜角θI1を調整可能としており、
前記第一レンズ傾斜機構は、前記鏡筒を傾斜させる鏡筒傾斜機構でもって、前記鏡筒内で固定された前記第一結像レンズの第一レンズ垂直傾斜角θL1を調整可能としてなる外観検査装置。
The appearance inspection device according to claim 6 or 9,
The first optical axis tilt mechanism includes a barrel in which the first imaging lens and the first imaging element are arranged on a common first optical axis inside a cylindrical shape,
In the lens barrel, the first imaging lens is fixed, and the first imaging element is supported so as to be rotatable about a rotation axis,
The first image sensor tilt mechanism is capable of adjusting the first image tilt angle θ I1 by rotating the first image sensor in the lens barrel.
The first lens tilting mechanism is a lens barrel tilting mechanism for tilting the lens barrel, and the first lens vertical tilt angle θ L1 of the first imaging lens fixed in the lens barrel can be adjusted. Inspection device.
請求項1〜10のいずれか一項に記載の外観検査装置であって、さらに、
検査対象物に対して照明光を照射するための照明部と、
平面視において第一光軸の方向に対して、前記照明部の照明光の進行方向を傾斜させた照明水平傾斜角αLSと、前記照明部の照明光の垂直面内の照明垂直傾斜角θLSを調整可能な照明傾斜機構を備えてなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to any one of claims 1 to 10, further comprising:
An illumination unit for illuminating the inspection object with illumination light;
The illumination horizontal inclination angle α LS in which the traveling direction of the illumination light of the illumination unit is inclined with respect to the direction of the first optical axis in plan view, and the illumination vertical inclination angle θ in the vertical plane of the illumination light of the illumination unit Appearance inspection device with illumination tilt mechanism that can adjust LS .
請求項11に記載の外観検査装置であって、
前記照明傾斜機構で、前記照明垂直傾斜角θLSを30°以下に設定してなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 11,
An appearance inspection apparatus in which the illumination vertical inclination angle θ LS is set to 30 ° or less by the illumination inclination mechanism.
請求項11又は12に記載の外観検査装置であって、
前記照明傾斜機構で、前記照明水平傾斜角αLSを0°〜90°に設定してなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 11 or 12,
An appearance inspection apparatus in which the illumination horizontal inclination angle α LS is set to 0 ° to 90 ° by the illumination inclination mechanism.
請求項1〜13のいずれか一に記載の外観検査装置であって、さらに、
検査対象物の光学画像を撮像する第二撮像素子と、
検査対象物を撮像する前記第二撮像素子の第二光軸上に配置された第二結像レンズと、
前記第二結像レンズの主点を含む主平面及び前記第二撮像素子の受光面に対しそれぞれ、
検査対象領域に対する第二レンズ垂直傾斜角θL2、第二撮像傾斜角θI2を調整可能で、
かつ平面視において前記第二撮像素子の第二光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第二光軸水平傾斜角αOA2を調整可能な第二光軸傾斜機構と、
を備えてなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to any one of claims 1 to 13, further comprising:
A second imaging device for imaging an optical image of the inspection object;
A second imaging lens disposed on the second optical axis of the second image sensor for imaging the inspection object;
Each of the main plane including the main point of the second imaging lens and the light receiving surface of the second image sensor,
The second lens vertical tilt angle θ L2 and the second imaging tilt angle θ I2 with respect to the inspection target area can be adjusted,
And the second optical axis tilt mechanism capable of adjusting the second optical axis horizontal tilt angle α OA2 in which the second optical axis of the second image sensor in the plan view is tilted with respect to the column direction of the protrusions;
An appearance inspection apparatus comprising:
請求項14に記載の外観検査装置であって、
前記第二撮像素子は、第一光軸水平傾斜角αOA1と正負が異なる第二光軸水平傾斜角αOA2で設置されてなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 14,
The visual inspection apparatus in which the second image sensor is installed at a second optical axis horizontal inclination angle α OA2 that is different from the first optical axis horizontal inclination angle α OA1 .
請求項14又は15に記載の外観検査装置であって、
前記第二撮像素子と第一撮像素子のなす水平傾斜角度αOA1+OA2を、45°〜135°としてなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 14 or 15,
An appearance inspection apparatus in which a horizontal inclination angle α OA1 + OA2 formed by the second image sensor and the first image sensor is set to 45 ° to 135 °.
請求項1〜16のいずれか一に記載の外観検査装置であって、さらに、
光学画像に対して、画像処理を行い、異常の有無を判別するための画像処理部と、
検査対象物をライン上に搬送するための搬送部と
を備え、
前記画像処理部は、前記搬送部で搬送される検査対象物に対して外観検査を行うよう構成してなる外観検査装置。
The visual inspection apparatus according to claim 1, further comprising:
An image processing unit for performing image processing on an optical image and determining the presence or absence of an abnormality,
A transport unit for transporting the inspection object onto the line,
The image processing unit is an appearance inspection apparatus configured to perform an appearance inspection on an inspection object conveyed by the conveyance unit.
請求項17に記載の外観検査装置であって、さらに、
前記搬送部で搬送される検査対象物を、所定の姿勢に位置決めするための検査対象物姿勢ガイド機構を備えており、
前記検査対象物姿勢ガイド機構で位置決めされた検査対象物の光学画像を、前記第一撮像素子で撮像するよう構成されてなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 17, further comprising:
An inspection object posture guide mechanism for positioning the inspection object conveyed by the conveyance unit in a predetermined posture;
An appearance inspection apparatus configured to capture an optical image of an inspection object positioned by the inspection object posture guide mechanism with the first imaging element.
請求項17又は18に記載の外観検査装置であって、
前記画像処理部が、光学画像からエッジを抽出したエッジ画像を生成するエッジ画像生成部を備えており、
前記画像処理部は、前記エッジ画像生成部で生成されたエッジ画像に基づいて、予め登録された基準形態と対比することにより、正常又は異常を判定するよう構成してなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 17 or 18,
The image processing unit includes an edge image generation unit that generates an edge image obtained by extracting an edge from an optical image;
The appearance inspection apparatus configured to determine whether the image processing unit is normal or abnormal by comparing with a reference form registered in advance based on the edge image generated by the edge image generation unit.
請求項17〜19のいずれか一項に記載の外観検査装置であって、
前記画像処理部が、検査対象物に対して形状が処理の前後で変化する所定の表面処理が正常に行われたか否かを判定するものであって、
前記画像処理部が、処理の前後で撮像された検査対象物の光学画像に対して、差分を抽出するための差分抽出部を備えており、
前記差分抽出部で抽出された差分量に基づき、所定の表面処理が正常に行われたか否かを判定するよう構成してなる外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 17-19,
The image processing unit is configured to determine whether or not a predetermined surface treatment in which the shape of the inspection target changes before and after the processing has been normally performed,
The image processing unit includes a difference extraction unit for extracting a difference with respect to the optical image of the inspection object captured before and after the processing,
An appearance inspection apparatus configured to determine whether or not a predetermined surface treatment has been normally performed based on a difference amount extracted by the difference extraction unit.
請求項20に記載の外観検査装置であって、
前記所定の表面処理が、検査対象物に対して被覆材を塗布する被覆処理であり、
前記差分抽出部が、該被覆処理の前後で撮像された検査対象物の光学画像に対して、差分を抽出することにより得られる差分量に基づき、被覆材の塗布量を算出するよう構成してなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 20,
The predetermined surface treatment is a coating treatment for applying a coating material to an inspection object,
The difference extraction unit is configured to calculate the coating amount of the covering material based on the difference amount obtained by extracting the difference with respect to the optical image of the inspection object captured before and after the covering process. Appearance inspection device.
請求項20又は21のいずれか一に記載の外観検査装置であって、さらに、
複数の検査対象物をそれぞれ撮像した複数枚の第一光学画像と、前記複数の検査対象物に対して所定の表面処理を施した後に撮像した複数の第二光学画像との対応関係を特定する対応関係特定部を備えており、
前記差分抽出部が、前記対応関係特定部に従い、一の検査対象物の第一光学画像と、該第一光学画像と対応する第二光学画像とを選択して差分量を抽出するよう構成してなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 20, further comprising:
A correspondence relationship between a plurality of first optical images obtained by imaging a plurality of inspection objects and a plurality of second optical images obtained after performing a predetermined surface treatment on the plurality of inspection objects is specified. It has a correspondence identification part,
The difference extracting unit is configured to extract a difference amount by selecting a first optical image of one inspection object and a second optical image corresponding to the first optical image according to the correspondence relationship specifying unit. Appearance inspection device.
請求項17〜22のいずれか一に記載の外観検査装置であって、さらに、
検査対象物が前記搬送部で搬送されて所定位置に達したことを検出してトリガ信号を生成するためのトリガ生成部と、
前記トリガ生成部と接続され、該トリガ生成部が生成したトリガ信号を受けるタイミングに基づいて、前記第一撮像素子で検査対象物を撮像するタイミングを制御するための撮像タイミング制御部と
を備える外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to any one of claims 17 to 22, further comprising:
A trigger generation unit for generating a trigger signal by detecting that the inspection object has been conveyed by the conveyance unit and has reached a predetermined position;
An external appearance comprising an imaging timing control unit that is connected to the trigger generation unit and controls the timing at which the first imaging element images the inspection object based on the timing at which the trigger signal generated by the trigger generation unit is received. Inspection device.
請求項1〜23のいずれか一に記載の外観検査装置であって、
検査対象物が、透光性を有する素材で構成されてなる外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-23,
An appearance inspection apparatus in which an inspection object is made of a translucent material.
請求項1〜24のいずれか一に記載の外観検査装置であって、
検査対象物がマイクロニードルアレイである外観検査装置。
It is an external appearance inspection apparatus as described in any one of Claims 1-24,
An appearance inspection apparatus in which the inspection object is a microneedle array.
請求項25に記載の外観検査装置であって、
前記マイクロニードルアレイが生分解性樹脂製である外観検査装置。
An appearance inspection apparatus according to claim 25,
An appearance inspection apparatus in which the microneedle array is made of a biodegradable resin.
先端を円錐状とする細長いマイクロニードルを複数の、X軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなるマイクロニードルアレイを撮像して、少なくとも各マイクロニードルの先端部分を含む検査対象領域の外観検査を行うための外観検査装置であって、
マイクロニードルアレイの光学画像を撮像する第一撮像素子と、
マイクロニードルアレイを撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、
前記第一結像レンズの主点を含む主平面と検査対象領域とがなす第一レンズ垂直傾斜角θL1、前記第一撮像素子の受光面と検査対象領域とがなす第一撮像傾斜角θI1
を調整するための傾斜機構と、
前記第一撮像素子で撮像されるマイクロニードルアレイに対して、照明光を照射するための照明部と、
前記第一撮像素子で撮像された光学画像に対して、画像処理を行い、異常の有無を判別するための画像処理部と、
マイクロニードルアレイをライン上に搬送するための搬送部と
を備え、
前記傾斜機構が、マイクロニードルアレイの検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面が、一点で交差するように前記第一レンズ垂直傾斜角θL1、第一撮像傾斜角θI1をそれぞれ異なる角度に調整して、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された光学画像を撮像可能としており、
前記画像処理部は、前記搬送部で搬送中のマイクロニードルアレイを撮像した、前記合焦された光学画像に対して、インラインで外観検査を行うよう構成してなる外観検査装置。
A plurality of microneedles arranged in a plurality of rows on an XY plane defined by a plurality of X-axis and a Y-axis intersecting at an angle β (0 <β ≦ 90 °) with a conical tip. An appearance inspection apparatus for imaging an array and performing an appearance inspection of an inspection target region including at least a tip portion of each microneedle,
A first imaging device for capturing an optical image of the microneedle array;
A first imaging lens disposed on the first optical axis of the first image sensor that images the microneedle array;
The first lens vertical inclination angle θ L1 formed by the main plane including the principal point of the first imaging lens and the inspection target area, and the first imaging inclination angle θ formed by the light receiving surface of the first image sensor and the inspection target area I1
A tilting mechanism for adjusting
An illumination unit for irradiating illumination light to the microneedle array imaged by the first image sensor;
An image processing unit for performing image processing on the optical image captured by the first image sensor and determining the presence or absence of abnormality;
A transport unit for transporting the microneedle array on the line,
The tilt mechanism is configured such that the inspection target region of the microneedle array, the main plane of the first imaging lens, and the light receiving surface of the first image sensor intersect at one point, the first lens vertical tilt angle θ L1 The first imaging tilt angle θ I1 is adjusted to a different angle, and an optical image focused at each position in the inspection target area can be captured according to the principle of Scheinproof,
The image processing unit is configured to perform an in-line visual inspection on the focused optical image obtained by imaging the microneedle array being conveyed by the conveyance unit.
請求項27に記載の外観検査装置であって、
複数のマイクロニードルの、X軸方向におけるマイクロニードル同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各マイクロニードルの高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各マイクロニードルの最大太さをWとするとき、
前記第一レンズ傾斜機構でもって第一光軸水平傾斜角αOA1が次式
−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)
を満たす範囲に設定しており、
前記第一レンズ傾斜機構でもって前記第一レンズ垂直傾斜角θL1を、
前記第一撮像素子傾斜機構でもって前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれ第一光軸垂直傾斜角θOA1が次式
(条件式2)
を満たす範囲に設定してなる外観検査装置。
The appearance inspection apparatus according to claim 27,
Of the plurality of microneedles, the average interval between microneedles in the X-axis direction is L x , the average interval in the Y-axis direction is L y , and the maximum height of the region to be subjected to appearance inspection in the height direction of each microneedle When the thickness is H and the maximum thickness of each microneedle is W,
With the first lens tilt mechanism, the first optical axis horizontal tilt angle α OA1 is given by the following formula: −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional formula 1 )
(M and n are arbitrary integers)
Set to a range that satisfies
The first lens vertical tilt angle θ L1 with the first lens tilt mechanism,
With the first imaging element tilt mechanism, the first imaging tilt angle θ I1 and the first optical axis vertical tilt angle θ OA1 are respectively
(Condition 2)
Appearance inspection device set to a range that satisfies
立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行う外観検査方法であって、
前記第一撮像素子で検査対象物の光学画像を撮像する工程と、
前記撮像された光学画像に対し、画像処理によって外観検査を行う工程と、
を含み、
検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子を、
該第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、
平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を調整する第一撮像素子傾斜機構と、
検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズを、
該第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、
平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を調整する第一レンズ傾斜機構とで、
複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、
第一光軸水平傾斜角αOA1が次式−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)
を満たし、かつ
前記第一レンズ垂直傾斜角θL1と、前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれ第一光軸垂直傾斜角θOA1が次式
(条件式2)
を満たす範囲に設定してなる外観検査方法。
Imaging an inspection target region of an inspection target in which three-dimensional projections are arranged in a plurality of rows on an XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting with this at an angle β (0 <β ≦ 90 °) An appearance inspection method for performing an appearance inspection,
Capturing an optical image of the inspection object with the first image sensor;
A step of performing an appearance inspection by image processing on the captured optical image;
Including
A first image sensor that captures an optical image of an inspection object,
With respect to the light receiving surface of the first imaging element, the first imaging inclination angle θ I1 with respect to the inspection target region,
First imaging for adjusting a first imaging element horizontal inclination angle α I1 (0 <α I1 <90 °) in which the first optical axis of the first imaging element is inclined with respect to the row direction of the protrusions in plan view. An element tilting mechanism;
A first imaging lens disposed on a first optical axis of the first image sensor for imaging an inspection object;
With respect to the main plane including the main point of the first imaging lens, the first lens vertical inclination angle θ L1 with respect to the inspection target region,
A first lens that adjusts a first lens horizontal inclination angle α L1 (0 <α L1 <90 °) in which the first optical axis of the first imaging lens is inclined with respect to the row direction of the protrusions in plan view. With the tilt mechanism,
Of the plurality of protrusions, the average distance between protrusions in the X-axis direction is L x , the average distance in the Y-axis direction is L y , and the maximum height of the area to be subjected to appearance inspection in the height direction of each protrusion When the thickness is H and the maximum thickness of each protrusion is W,
The first optical axis horizontal inclination angle α OA1 is expressed by the following equation: −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1)
(M and n are arbitrary integers)
They met, and said first lens perpendicular inclination angle theta L1, the first imaging tilt angle theta I1, the first light axis vertical skew angle theta OA1 the following equations
(Condition 2)
Appearance inspection method set in a range that satisfies the above.
立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行う外観検査方法であって、
検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子を、
該第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、
平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を第一撮像素子傾斜機構で調整すると共に、
検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズを、
該第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、
平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を第一レンズ傾斜機構で調整する工程と、
を含み、
複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、
前記第一光軸水平傾斜角αOA1が次式−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)
を満たす範囲に設定したとき、
前記第一レンズ傾斜機構でもって前記第一レンズ垂直傾斜角θL1を、
前記第一撮像素子傾斜機構でもって前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれ第一光軸垂直傾斜角θOA1が次式
(条件式2)
を満たす範囲に設定してなる外観検査方法。
Imaging an inspection target region of an inspection target in which three-dimensional projections are arranged in a plurality of rows on an XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting with this at an angle β (0 <β ≦ 90 °) An appearance inspection method for performing an appearance inspection,
A first image sensor that captures an optical image of an inspection object,
With respect to the light receiving surface of the first imaging element, the first imaging inclination angle θ I1 with respect to the inspection target region,
The first image sensor horizontal inclination angle α I1 (0 <α I1 <90 °) obtained by inclining the first optical axis of the first image sensor with respect to the row direction of the protrusions in plan view is tilted with the first image sensor. While adjusting with the mechanism,
A first imaging lens disposed on a first optical axis of the first image sensor for imaging an inspection object;
With respect to the main plane including the main point of the first imaging lens, the first lens vertical inclination angle θ L1 with respect to the inspection target region,
The first lens tilt mechanism is a first lens horizontal tilt angle α L1 (0 <α L1 <90 °) obtained by tilting the first optical axis of the first imaging lens with respect to the row direction of the protrusions in plan view. Adjusting in step,
Including
Of the plurality of protrusions, the average distance between protrusions in the X-axis direction is L x , the average distance in the Y-axis direction is L y , and the maximum height of the area to be subjected to appearance inspection in the height direction of each protrusion When the thickness is H and the maximum thickness of each protrusion is W,
The first optical axis horizontal inclination angle α OA1 is expressed by the following equation: −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1)
(M and n are arbitrary integers)
When set to a range that satisfies
The first lens vertical tilt angle θ L1 with the first lens tilt mechanism,
With the first imaging element tilt mechanism, the first imaging tilt angle θ I1 and the first optical axis vertical tilt angle θ OA1 are respectively
(Condition 2)
Appearance inspection method set in a range that satisfies the above.
検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子と、
検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、
前記第一撮像素子と第一結像レンズとの、第一光軸上における相対的な傾斜角度を調整可能な傾斜機構と、
を備える外観検査装置を用いて、立体的な突起物をX軸及びこれと交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行う外観検査方法であって、
該検査対象物の検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面とが、一点で交差するように前記傾斜機構でもってそれぞれ異なる傾斜角度に調整して、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された、検査対象物の第一光学画像を、前記第一撮像素子で撮像する工程と、
検査対象物に対して所定の表面処理を行う工程と、
同じくシャインプルーフの原理に従い、前記表面処理後の検査対象物の、検査対象領域の各位置で合焦された、第二光学画像を撮像する工程と、
前記第一光学画像及び第二光学画像に対して、差分抽出部で差分を抽出し、得られる差分量に基づき、所定の表面処理が正常に行われたか否かを判定する工程と
を含む外観検査方法。
A first imaging device for imaging an optical image of an inspection object;
A first imaging lens disposed on the first optical axis of the first image sensor that images the inspection object;
An inclination mechanism capable of adjusting a relative inclination angle of the first imaging element and the first imaging lens on the first optical axis;
Using the visual inspection apparatus, the three-dimensional projection is imaged on the inspection target region of the inspection target formed by arranging in a plurality of rows on the XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting therewith. An appearance inspection method for performing an appearance inspection,
The tilting mechanism adjusts the tilt angle so that the inspection target area of the inspection target object, the main plane of the first imaging lens, and the light receiving surface of the first imaging element intersect at a single point. Imaging the first optical image of the inspection object focused at each position of the inspection object area according to the principle of Scheinproof with the first imaging element;
Performing a predetermined surface treatment on the inspection object;
Similarly, in accordance with the principle of Scheinproof, the step of capturing a second optical image focused on each position of the inspection target area of the inspection target after the surface treatment;
A step of extracting a difference from the difference extraction unit with respect to the first optical image and the second optical image, and determining whether or not a predetermined surface treatment has been normally performed based on the obtained difference amount. Inspection method.
立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に、y軸方向に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査プログラムであって、
前記第一撮像素子で検査対象物の光学画像を撮像する機能と、
前記撮像された光学画像に対し、画像処理によって外観検査を行う機能と、
をコンピュータに実現させ、
検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子を、
該第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、
平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を調整する第一撮像素子傾斜機構と、
検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズを、
該第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、
平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を調整する第一レンズ傾斜機構とで、
複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、
前記第一光軸水平傾斜角αOA1が次式−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)
を満たし、かつ
前記第一レンズ垂直傾斜角θL1と、前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれ第一光軸垂直傾斜角θOA1が次式
(条件式2)
を満たす範囲に設定してなる外観検査プログラム。
An object to be inspected in which three-dimensional protrusions are arranged in a plurality of rows in the y-axis direction on the XY plane defined by the X-axis and the Y-axis that intersects this with an angle β (0 <β ≦ 90 °). An appearance inspection program for performing an appearance inspection by imaging a region to be inspected,
A function of capturing an optical image of an inspection object with the first image sensor;
A function of performing an appearance inspection by image processing on the captured optical image;
Is realized on a computer,
A first image sensor that captures an optical image of an inspection object,
With respect to the light receiving surface of the first imaging element, the first imaging inclination angle θ I1 with respect to the inspection target region,
First imaging for adjusting a first imaging element horizontal inclination angle α I1 (0 <α I1 <90 °) in which the first optical axis of the first imaging element is inclined with respect to the row direction of the protrusions in plan view. An element tilting mechanism;
A first imaging lens disposed on a first optical axis of the first image sensor for imaging an inspection object;
With respect to the main plane including the main point of the first imaging lens, the first lens vertical inclination angle θ L1 with respect to the inspection target region,
A first lens that adjusts a first lens horizontal inclination angle α L1 (0 <α L1 <90 °) in which the first optical axis of the first imaging lens is inclined with respect to the row direction of the protrusions in plan view. With the tilt mechanism,
Of the plurality of protrusions, the average distance between protrusions in the X-axis direction is L x , the average distance in the Y-axis direction is L y , and the maximum height of the area to be subjected to appearance inspection in the height direction of each protrusion When the thickness is H and the maximum thickness of each protrusion is W,
The first optical axis horizontal inclination angle α OA1 is expressed by the following equation: −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1)
(M and n are arbitrary integers)
They met, and said first lens perpendicular inclination angle theta L1, the first imaging tilt angle theta I1, the first light axis vertical skew angle theta OA1 the following equations
(Condition 2)
Appearance inspection program set to a range that satisfies
立体的な突起物をX軸及びこれと角度β(0<β≦90°)で交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査プログラムであって、
検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子を、
該第一撮像素子の受光面に対し、検査対象領域に対する第一撮像傾斜角θI1と、
平面視において前記第一撮像素子の第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一撮像素子水平傾斜角αI1(0<αI1<90°)を第一撮像素子傾斜機構で調整すると共に、
検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズを、
該第一結像レンズの主点を含む主平面に対し、検査対象領域に対する第一レンズ垂直傾斜角θL1と、
平面視において前記第一結像レンズの第一光軸を、突起物の列方向に対して傾斜させた第一レンズ水平傾斜角αL1(0<αL1<90°)を第一レンズ傾斜機構で調整する機能をコンピュータに実現させ、
複数の突起物の、X軸方向における突起物同士の平均間隔をLx、Y軸方向における平均間隔をLy、各突起物の高さ方向の内、外観検査の対象となる領域の最大高さをH、各突起物の最大太さをWとするとき、
前記第一光軸水平傾斜角αOA1が次式
−W<m・Lx・sinβcosαOA1−sinαOA1(m・Lx・cosβ+n・Ly)<W(条件式1)
(m、nは任意の整数)
を満たす範囲に設定しており、
前記第一レンズ傾斜機構でもって前記第一レンズ垂直傾斜角θL1を、
前記第一撮像素子傾斜機構でもって前記第一撮像傾斜角θI1を、それぞれ第一光軸垂直傾斜角θOA1が次式
(条件式2)
を満たす範囲に設定してなる外観検査プログラム。
Imaging an inspection target region of an inspection target in which three-dimensional projections are arranged in a plurality of rows on an XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting with this at an angle β (0 <β ≦ 90 °) A visual inspection program for performing visual inspection,
A first image sensor that captures an optical image of an inspection object,
With respect to the light receiving surface of the first imaging element, the first imaging inclination angle θ I1 with respect to the inspection target region,
The first image sensor horizontal inclination angle α I1 (0 <α I1 <90 °) obtained by inclining the first optical axis of the first image sensor with respect to the row direction of the protrusions in plan view is tilted with the first image sensor. While adjusting with the mechanism,
A first imaging lens disposed on a first optical axis of the first image sensor for imaging an inspection object;
With respect to the main plane including the main point of the first imaging lens, the first lens vertical inclination angle θ L1 with respect to the inspection target region,
The first lens tilt mechanism is a first lens horizontal tilt angle α L1 (0 <α L1 <90 °) obtained by tilting the first optical axis of the first imaging lens with respect to the row direction of the protrusions in plan view. Make the computer adjust the function with
Of the plurality of protrusions, the average distance between protrusions in the X-axis direction is L x , the average distance in the Y-axis direction is L y , and the maximum height of the area to be subjected to appearance inspection in the height direction of each protrusion When the thickness is H and the maximum thickness of each protrusion is W,
The first optical axis horizontal inclination angle α OA1 is expressed by the following equation: −W <m · L x · sin βcos α OA1 −sin α OA1 (m · L x · cos β + n · L y ) <W (conditional expression 1)
(M and n are arbitrary integers)
Set to a range that satisfies
The first lens vertical tilt angle θ L1 with the first lens tilt mechanism,
With the first imaging element tilt mechanism, the first imaging tilt angle θ I1 and the first optical axis vertical tilt angle θ OA1 are respectively
(Condition 2)
Appearance inspection program set to a range that satisfies
検査対象物の光学画像を撮像する第一撮像素子と、
検査対象物を撮像する前記第一撮像素子の第一光軸上に配置された第一結像レンズと、
前記第一撮像素子と第一結像レンズとの、第一光軸上における相対的な傾斜角度を調整可能な傾斜機構と、
を備える外観検査装置を用いて、立体的な突起物をX軸及びこれと交差するY軸で規定されるXY平面上に複数列に配置してなる検査対象物の検査対象領域を撮像して外観検査を行うための外観検査プログラムであって、
該検査対象物の検査対象領域と、前記第一結像レンズの主平面と、前記第一撮像素子の受光面とが、一点で交差するように前記傾斜機構でもってそれぞれ異なる傾斜角度に調整して、シャインプルーフの原理に従い検査対象領域の各位置で合焦された、検査対象物の第一光学画像を、前記第一撮像素子で撮像する機能と、
検査対象物に対して所定の表面処理を行う機能と、
同じくシャインプルーフの原理に従い、前記表面処理後の検査対象物の、検査対象領域の各位置で合焦された、第二光学画像を撮像する機能と、
前記第一光学画像及び第二光学画像に対して、差分抽出部で差分を抽出し、得られる差分量に基づき、所定の表面処理が正常に行われたか否かを判定する機能と
をコンピュータに実現させる外観検査プログラム。
A first imaging device for imaging an optical image of an inspection object;
A first imaging lens disposed on the first optical axis of the first image sensor that images the inspection object;
An inclination mechanism capable of adjusting a relative inclination angle of the first imaging element and the first imaging lens on the first optical axis;
Using the visual inspection apparatus, the three-dimensional projection is imaged on the inspection target region of the inspection target formed by arranging in a plurality of rows on the XY plane defined by the X axis and the Y axis intersecting therewith. An appearance inspection program for performing an appearance inspection,
The tilting mechanism adjusts the tilt angle so that the inspection target area of the inspection target object, the main plane of the first imaging lens, and the light receiving surface of the first imaging element intersect at a single point. A first optical image of the inspection object focused at each position of the inspection object area according to the principle of Scheinproof,
A function of performing a predetermined surface treatment on the inspection object;
Similarly, according to the principle of Scheinproof, the function of imaging the second optical image focused on each position of the inspection target area of the inspection target after the surface treatment,
The computer has a function of extracting a difference from the first optical image and the second optical image by a difference extraction unit and determining whether or not a predetermined surface treatment has been normally performed based on the obtained difference amount. Visual inspection program to be realized.
請求項32〜34のいずれか一項に記載のプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器。   A computer-readable recording medium or a recorded device on which the program according to any one of claims 32 to 34 is recorded.
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