JP2022003325A - 表面検査装置および表面検査システム - Google Patents
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Abstract
Description
(表面検査装置100の構成)
第1の実施の形態に係る表面検査装置100の構成を図1〜3を参照して説明する。
次に、ライン照明10とカメラ20との配置(位置関係)について、図3を参照しながら説明する。ライン照明10とカメラ20は、カメラ20が、スライドレール25を矢印βで示す、x方向に平行移動することにより、図3(A)に示す第1の配置と、図3(B)に示す第2の配置とを遷移しうるように構成されている。
次に表面検査装置100による表面欠陥の検出原理について説明する。カメラによる画像データの取得は、カメラ20とライン照明10を、位置関係を保持しながらワーク90の表面をx方向に走査することにより行う。
図7は、表面検査実行時の表面検査装置100の動作のフローチャートである。
(表面検査装置200の構成)
次に、第2の実施の形態に係る表面検査装置200の構成を図8,9を参照しながら説明する。
次に表面検査装置200による表面欠陥の検出原理について説明する。カメラによる画像データの取得は、表面検査装置100と同様に、カメラ20とライン照明210を、位置関係を保持しながらワーク90の表面をx方向に走査することにより行う。
図12は、本実施の形態の1つの変形例にかかる、表面検査装置200Aの斜視図である。図13(A)〜(D)は、表面検査装置200Aの検査実行時の動作を説明する図であり、表面検査装置200Aを上から見ている。また、ワーク90は省略されている。表面検査装置200Aは、概略として、表面検査装置200と同様の構成を有するが、以下の点で異なる。図中、方向を認識する便宜のため、治具40Aの4つの凸部42のうち、前方に配置される凸部42を破線で示す。
図14は、本実施の形態の1つの変形例にかかる、表面検査装置200Bの斜視図である。表面検査装置200Bは、概略として、表面検査装置200と同様の構成を有するが、以下の点で異なる。
図15は、第3の実施の形態に係る表面検査システム1の斜視図、図16は同平面図である。図15は一部を透過させている。表面検査システム1は、円形ステージ2と、表面検査装置100と、表面検査装置200とを備える。
(1) ワーク搬入位置4に第1のワーク90を設置する。
(2) 円形ステージ2を1/4回転させる。
(3) 表面検査装置100による第1のワーク90の検査を行うと同時に、ワーク搬入位置4に第2のワーク90を設置する。
(4) 円形ステージ2を1/4回転させる。表面検査装置200による第1のワーク90の検査を行うと同時に、表面検査装置100による第1のワーク90の検査を行い、ワーク搬入位置4に第2のワーク90を設置する。
(5) 円形ステージ2を1/4回転させる。
(6) ワーク搬出位置6で、第1のワーク90を搬出する。表面検査装置200による第2のワーク90の検査を行うと同時に、表面検査装置100による第3のワーク90の検査を行い、ワーク搬入位置4に第4のワーク90を設置する。
(7) 円形ステージ2を1/4回転させる。
という動作を繰り返すことにより、表面検査装置100による表面検査と、表面検査装置200による表面検査とを並行して行うことができるようになっている。
ところで、上記第1〜第3の実施の形態においては、治具40として矩形のフレーム状の基部40aと、基部40aに設けられた、ワーク90の外観形状に沿う形状の開口41、および開口41の周縁部に形成された凸部42を備えるものを用いた。また、ワーク90は一例として図1に示す外観形状を有するもの、図5に示すx−x方向の断面形状を有するものとして模式的に説明した。
図18は、ワーク90Aを治具940の基部940aの上方で支持するように構成した比較例2に係る表面検査装置900Aを示す。図18(A)は、比較例2に係る表面検査装置900Aの平面図である。図18(B1),図18(B2)は、それぞれ、治具940の、図18(A)のBI−BI線,BII−BII線に沿う端面図であり、カメラがそれぞれBI−BI線,BII−BII線を通過するときの端面を示す。図18(C)は、カメラ20a,20bをx−x方向に走査して得られる画像データのイメージを示す。
図19(A)は、第4の実施の形態に係る表面検査装置400の平面図である。図19(B1),図19(B2)は、それぞれ表面検査装置400の図19(A)のBI−BI線、BII−BII線に沿う断面図である。表面検査装置400は、治具440を除き、第1の実施の形態に係る表面検査装置100と同様の構成を備える。
図20(A)は、本実施の形態の1つの変形例に係る表面検査装置400Aの平面図である。図20(B1),図20(B2)は、それぞれ表面検査装置400Aの図20(A)のBI−BI線,BII−−BII線に沿う断面図である。表面検査装置400Aは、比較例1,2の関係と同様に、第4の実施の形態に係る表面検査装置400の、1台のカメラ20に代えて、カメラ20a,20bをy−y方向に直列に2つ設けたものである。また、治具440に代えて、治具440Aを備える。
図21(A)は、第5の実施の形態に係る表面検査装置500の平面図である。図21(B1),図21(B2)は、それぞれ表面検査装置500の図21(A)のBI−BI線、BII−BII線に沿う断面図である。表面検査装置500は、治具540を除き、第4の実施の形態に係る表面検査装置400と同様の構成を備える。治具540では、支持部446に代えて支持部546が備えられている。
第4〜5の実施の形態に係る支持部は、図22に示すように組み合わせて用いてもよい。図22(A)は、第6の実施の形態に係る表面検査装置600の平面図である。図22(B1),図22(B2)は、それぞれ表面検査装置600の図22(A)のBI−BI線、BII−BII線に沿う断面図である。
10 :ライン照明
20 :カメラ
22 :ラインセンサ
40,40A,40B,440,440A,540,640 :治具
440a,440Aa,540a,640a :(治具の)基部
441 :開口
443,443a,443b,443A,443Aa,443Ab,446,446A,446Aa,446Ab,543,643b,646a,646b :支持部
50 :検査部
90 :ワーク(被検査体)
91 :表面
100,200,200A,200B,400,400A,500,600 :表面検査装置
210,210A :ライン照明
210a :第1のライン照明装置
210b :第2のライン照明装置
C :カメラの光軸
L :ライン照明の光軸
Claims (13)
- ラインセンサを有し、第1の方向に延在するライン状の領域を撮像して、画像データを取得する少なくとも1つのカメラと、
前記カメラと対向して配置され、前記第1の方向と平行に延在するライン照明と、
前記カメラと前記ライン照明との間に被検査体を保持する治具と、
前記画像データに基づいて前記被検査体の表面の欠陥を検出する検査部と、を備え
前記第1の方向に直交する第2の方向の断面において、前記ライン照明が前記カメラの光軸からオフセットされた第1の配置、または前記ライン照明が前記カメラの光軸に対して前記第1の配置の反対側になるようにオフセットされた第2の配置、を維持しながら、前記カメラおよび前記ライン照明を、前記第2の方向に前記被検査体に対して相対移動させることにより、前記カメラで前記被検査体を走査して、前記第1のおよび前記第2の配置における、前記ライン照明の点灯状態での、前記被検査体の前記画像データをそれぞれ取得するように構成され、
前記検査部は、前記第1のおよび前記第2の配置における前記画像データから光スジに対応する部分を除去して、統合した画像に基づいて、前記被検査体の表面の欠陥を検出することを特徴とする表面検査装置。 - 前記第2の配置では、前記ライン照明が前記カメラの光軸に対して前記第1の配置から線対称となるようにオフセットされていることを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。
- 前記ライン照明は、その光軸が前記カメラの光軸と平行になるように配置され、
前記ライン照明は、前記被検査体を透過する照明光が前記カメラに入射する範囲で、
前記カメラの光軸からオフセットされていることを特徴とする請求項1または2に記載の表面検査装置。 - 前記カメラが前記ライン照明に対して第2の方向に平行移動することにより、前記第1の配置と、前記第2の配置とを遷移しうるようになっていることを特徴とする請求項3に記載の表面検査装置。
- 前記ライン照明は、その光軸が前記カメラの光軸に対して傾斜するように配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の表面検査装置。
- 前記カメラおよび前記ライン照明が、前記被検査体との相対位置を反転させることにより前記第1の配置と、前記第2の配置を遷移しうるようになっていることを特徴とする請求項5に記載の表面検査装置。
- 前記ライン照明は、前記第1の配置に配置された第1のライン照明装置、および前記第2の配置に配置された第2のライン照明装置を備えることを特徴とする請求項1、2、3および5のいずれかに記載の表面検査装置。
- 前記治具は、
前記被検査体の平面視形状と略相似し、かつ等倍以上の寸法を有する開口を有する平板状の基部と、
前記開口の周縁部の少なくとも一部に設けられ、前記開口の前記周縁部から前記少なくとも1つのカメラの方向へと立設されて前記被検査体の周縁部を少なくとも3点で支持する支持部とを備え、
前記第1の方向の断面において、
前記少なくとも1つのカメラのうち第1のカメラが、前記開口の内方に配置され、
前記支持部のうち前記第1のカメラの視野に入る部分は、前記第1のカメラのレンズの中心と、被検査領域の外縁とを通る直線よりも外方に配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の表面検査装置。 - 前記治具は、
前記被検査体の平面視形状と略相似し、かつ等倍以上の寸法を有する開口を有する平板状の基部と、
前記開口の周縁部の少なくとも一部に設けられ、前記開口の前記周縁部から前記少なくとも1つのカメラの方向へと立設されて前記被検査体の周縁部を少なくとも3点で支持する支持部とを備え、
前記第1の方向の断面において、
前記少なくとも1つのカメラのうち第1のカメラが前記開口の外方に配置されている場合、
前記支持部うち前記第1のカメラから遠い方の部分であり、かつ前記第1のカメラの視野に含まれる部分は、前記第1のカメラのレンズの中心と、前記被検査体の検査領域の外縁とを通る直線よりも外方に配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の表面検査装置。 - 前記支持部は、少なくとも一部が、前記基部に向かうに従って、前記延長線よりも前記治具の外方に向かうように傾斜することを特徴とする請求項8または9に記載の表面検査装置。
- 前記支持部は、少なくとも一部が、ワークとの係合部から基部と平行に、前記治具の外方に向かって延在し、屈曲して前記開口の前記周縁部まで延在することを特徴とする請求項8または9に記載の表面検査装置。
- 前記支持部は、前記開口の前記周縁部に、連続せずに設けられていることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の表面検査装置。
- 請求項3または4に記載の表面検査装置、および請求項5または6に記載の表面検査装置を備える表面検査システム。
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