JP4392558B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査装置に関する。

従来、太陽電池用基板や電子回路基板等の平板状の検査対象物における周縁部の割れや欠け等の欠陥を検出する方法として、以下に示す方法が知られている。すなわち、ベルトコンベヤ等の搬送装置上に載置されて搬送される検査対象物に対して、搬送装置の下方に配置される照明装置から光を照射し、搬送装置の上方に配置されるＣＣＤカメラ等の撮像装置により投影像を撮影する方法が知られている。この方法によれば、照明装置から照射された光が検査対象物によって遮られるため、検査対象物の周縁形状が影となって強調されることになり、検査対象物の周縁部における割れや欠け等の欠陥を確認することができる。

しかしながら、上述のような方法により検査対象物の周縁部における欠陥を検査する場合、検査対象物を搬送する搬送装置自体が照射光を遮るため、搬送装置と検査対象物とが重なっている部分の周縁部における欠陥の有無を確認することができないという問題があった。また、搬送装置と重なっている検査対象物の周縁部における欠陥の有無を検査するためには、わざわざ、検査対象物を９０°回転させて搬送装置上に載置し直した上、撮像装置による撮影を再度行う必要があり、検査の作業効率が悪いという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、平板状の検査対象物の周縁部における欠陥を効率よく検査できる検査装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、平板状の検査対象物の周縁部における欠陥を検査する検査装置であって、検査対象物の一方面を支持し上下動可能な支持部を有する支持装置と、前記支持装置の上方に配置され検査対象物の他方面を撮像する撮像装置と、前記支持装置および前記撮像装置の間に配置され、前記撮像装置に向けて光を照射する照明装置とを備えており、前記照明装置は、前記撮像装置の撮像エリア内の所定領域を取り囲むように形成された照射面を有しており、前記支持装置は、前記支持部を上昇させて、前記支持部に支持された検査対象物を、前記照明装置の前記所定領域を介して前記照明装置と前記撮像装置との間に移動させることにより、前記撮像装置により撮像される検査画像において、前記検査対象物の周縁部を前記照射面に重ねるように構成されている検査装置により達成される。

また、この検査装置において、前記照明装置は、枠体状に形成されていることが好ましい。

また、前記照明装置により取り囲まれる前記所定領域の形状は、検査対象物の外形形状と略相似形であることが好ましい。

また、前記支持装置は、検査対象物を吸引して固定する吸着部を備えていることが好ましい。

また、前記撮像装置により撮影される検査画像に基づいて、検査対象物の周縁部における欠陥の有無を判定する判定装置を備えることが好ましい。

本発明によれば、平板状の検査対象物の周縁部における欠陥を効率よく検査できる検査装置を提供することができる。

以下、本発明に係る検査装置について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る検査装置１の概略構成断面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。なお、図３においては、検査対象物を省略して記載している。

本実施形態に係る検査装置１は、太陽電池用基板や電子回路基板等の平板状の検査対象物９の周縁部における欠けや割れ等の欠陥を検査するための装置である。この検査装置１は、図１〜図３に示すように、搬送装置２と、支持装置３と、撮像装置４と、照明装置５と、判定装置６とを備えている。また、検査装置１は、搬送装置２、支持装置３、撮像装置４および照明装置５等の作動を制御する図示しない制御装置を備えている。

搬送装置２は、平板状の検査対象物９を搬送するベルトコンベヤであり、筐体７上に配設されている。この搬送装置２において検査対象物９が載置される載置面２１の幅（図２における左右方向の長さ）は、検査対象物９の幅（図２における左右方向の長さ）よりも小さくなるように構成されている。また、搬送装置２は、図示しない位置センサーを備えており、検査対象物９が支持装置３の上方の所定位置に搬送された場合に、その駆動を停止するように制御装置により制御されている。また、後述のように支持装置３が、搬送装置２上の検査対象物９を上方に移動させて撮像装置４と照明装置５との間に検査対象物９を配置し、更に検査対象物９を下方に移動させて搬送装置２上に検査対象物９を載置した後に、駆動を再開し検査対象物９を搬送するように制御されている。

支持装置３は、搬送装置２により搬送される検査対象物９の一方面９ａを支持して、検査対象物９を上下方向（図１又は図２の上下方向）に移動させる装置であり、搬送装置２を挟んだ両側にそれぞれ配置されるリフト部３ａ，３ａを備えている。各リフト部３ａは、図４に示すように、検査対象物９の一方面９ａに当接可能な支持面３１ａを有する支持部３１と、当該支持部３１を上下方向に移動可能な上下機構３２とを備えている。各支持部３１は、検査対象物９の一方面９ａであって、搬送装置２の載置面２１からはみ出ている領域の一部分を支持することができる位置に配置されている。各上下機構３２は、筐体７上に配設されており、空気圧によって、矢示Ｃに示すように支持部３１を上下動させる装置である。この各上下機構３２は、共に同期して上下方向に同量移動するように制御装置によって制御されている。また、各上下機構３２は、支持部３１に支持される検査対象物９の周縁部９ｃが、後述のように撮像装置４が撮影した検査画像において、枠体状の照明装置５の照射面５１と重なる位置まで上方に移動できるように構成されていることが好ましい。

撮像装置４は、例えばＣＣＤカメラ等であり、支持装置３により支持された検査対象物９の他方面９ｂを撮影し、当該他方面９ｂの検査画像を取り込めるような装置である。この撮像装置４は、筐体７に立設された支柱７１，７１の間に設けられたビーム７２に取り付けられており、支持装置３および照明装置５の上方から検査対象物９の他方面９ｂを撮影できるように構成されている。なお、撮像装置４により取得された検査画像のデータは、判定装置６に送られる。

照明装置５は、撮像装置４に向けて光を照射するための光源であり、筐体７上に設けられる柱部７３を介して撮像装置４と支持装置３との間に配置されている。照明装置５としては、蛍光灯やハロゲンランプ、発光ダイオード等を例示することができる。この照明装置５は、撮像装置４により撮像される撮像エリア４１を概略的に表す図５に示すように、撮像エリア４１内の所定領域４２を取り囲むように枠体状に形成されている。枠体状の照明装置５により取り囲まれる所定領域４２は、枠体状の照明装置５における開口部に相当する。この照明装置５は、撮像装置４に対向する面の全領域が光を照射する照射面５１となるように形成されている。また、照明装置５が取り囲む撮像装置４の撮像エリア４１内の所定領域４２は、検査対象物９の他方面９ｂを撮像装置４に向けた状態のまま検査対象物９が通過できるように、検査対象物９よりも大きくなるように、かつ、当該所定領域４２の形状（枠体状の照明装置５の開口部の形状）が、検査対象物９の外形形状と略相似形となるように形成されている。更に、照明装置５は、支持装置３により上方に持ち上げられる検査対象物９が、照明装置５により取り囲まれる所定領域４２（開口部）を通過できる位置に配置されている。なお、この照明装置５は、常時点灯させておいてもよく、或いは、支持装置３により持ち上げられた検査対象物９が撮像装置４と照明装置５との間の所定位置に配置された場合に点灯するように、制御装置により点灯タイミングを制御してもよい。

判定装置６は、撮像装置４により撮像された検査対象物９の他方面９ｂの検査画像に基づいて検査対象物９の周縁部９ｃにおける欠陥を検出する装置である。このような装置として、検査対象物９における欠陥を自動的に検出するための検査プログラムがインストールされたコンピュータを例示することができる。また、この判定装置６は、撮像装置４により撮像した検査画像を表示するディスプレイなどの表示装置を備えている。検査対象物９の周縁部９ｃにおける欠陥を検出する具体的方法は、予め記憶している欠陥のない良品における他方面９ｂの基準画像と、撮像装置４からそれぞれ出力された他方面９ｂの検査画像とを比較することにより行う。仮に、検査面である検査対象物９の他方面９ｂの周縁部９ｃに欠陥があり、これが検査画像に映し出されていると、欠陥の映し出されていない基準画像と比較することで欠陥を検出し、不良品と判定する。逆に、検査画像が基準画像に一致すると良品と判断する。このような判定装置６を有することにより、検査対象物９の周縁部９ｃにおける欠陥の検査を効率よく行うことができる。

次に、本実施形態に係る検査装置１の作動について説明する。まず、搬送装置２を駆動させて、搬送装置２の載置面２１に載置される検査対象物９を搬送する。なお、検査対象物は、載置面２１の幅方向の両側に検査対象物の一部領域がはみ出るように載置されている。搬送装置２の駆動は、制御装置により制御されており、図示しない位置センサーにより検査対象物９の位置を検知し、支持装置３の上方の所定位置に検査対象物９が搬送されてきた場合に、搬送装置２の駆動を停止させる。このときの検査装置１の状態を概略的に図６に示す。また、この状態における撮像装置４による撮影画像の概略図を図７に示す。

次に、支持装置３を駆動させることにより、各リフト部３ａの支持部３１を上方に移動させる。支持部３１の上方移動により、搬送装置２上の検査対象物９は、支持部３１の支持面３１ａに支持されて上方に移動する。支持部３１の上方移動をさらに進めることによって、図８に示すように、照明装置５により取り囲まれる所定領域４２（枠体状の照明装置５の開口部）を介して、検査対象物９を枠体状の照明装置５と撮像装置４との間の所定位置に配置させる。このとき、図９に示すように、撮像装置４による撮影画像において、検査対象物９の周縁部９ｃが、枠体状の照明装置５の照射面５１と重なる状態となる位置に検査対象物９を移動させることが好ましい。

そして、照明装置５が、撮像装置４に向けて光を照射すると共に、撮像装置４が、検査対象物９の他方面９ｂを撮影して検査画像を取得する。照明装置５から照射された光は、検査対象物９によって遮られるため、検査対象物９の周縁形状が陰となって強調される。検査対象物９の周縁部９ｃに割れや欠け等の欠陥が存在する場合には、割れや欠け等を通過する光が検査画像上に現れることになる。撮像装置４が取得した検査画像は、判定装置６に送られる。

撮像装置４による検査画像の取得が終了した後、支持装置３を駆動させることにより各リフト部３ａの支持部３１を下方に移動させる。この支持部３１の下方移動に伴って、検査対象物９は搬送装置２の載置面２１上に載置される。支持装置３における上下機構３２が最下点に達した場合に、搬送装置２は、その駆動を再開し検査済みの検査対象物９を搬送させる。

判定装置６においては、撮像装置４により撮像された検査画像に基づいて、検査対象物９の周縁部９ｃにおける欠陥の有無を判定する。欠陥がある場合には、不良品であると判定し、例えば、表示装置上に不良品である旨を表示したり、アラーム音を発することにより、検査作業者に知らせる。一方、検査の結果、検査対象物９が良品であると判断された場合には、例えば、表示装置上に良品である旨を表示して検査作業者に知らせる。

上述のように、本実施形態に係る検査装置１は、搬送装置２により搬送される検査対象物９を支持装置３により、搬送装置２の上方に配置される照明装置５の開口部を介して、照明装置５と撮像装置４との間に配置し、撮像装置４により検査対象物９の他方面９ｂを撮影するように構成されている。これにより、照明装置５から撮像装置４に向けて照射される光が、検査対象物９以外の物体により遮られることを確実に防止でき、撮像装置４は、検査対象物９の周縁部９ｃ全域の投影画像を効率よくかつ確実に取得することができる。

また、撮像装置４により撮像される検査画像において、検査対象物９の周縁部９ｃが枠体状の照明装置５の照射面５１と重なる位置になるまで、検査対象物９を上方に移動するように支持装置３が構成されているので、照明装置５から撮像装置４に向けて照射される光の一部分が、検査対象物９の周縁部９ｃによって確実に遮られることになる。これにより、撮像装置４が撮影した検査画像（投影画像）において、検査対象物９の周縁部９ｃに発生する割れや欠け等の欠陥部をより鮮明に明るく表示させることが可能になり、検査精度の向上を図ることが可能になる。

また、照明装置５は、枠体状に形成されているため、検査対象物９を上方に持ち上げて照明装置５と撮像装置４との間に配置した場合に、検査対象物９に遮られずに撮像装置４に到達する光の強度を均一化することができる。この結果、検査対象物９の周縁部９ｃにおける欠陥の有無を周縁部９ｃ全域にわたって高精度で検査することが可能になる。

更に、撮像装置４の撮像エリア４１内において照明装置５により取り囲まれる所定領域４２の形状を、検査対象物９の外形形状と略相似形になるように構成しているので、撮像装置４が撮影した撮像画像において、図９に示すように検査対象物９の周縁部９ｃ全周と照明装置５とが重なる状態にすることが容易となる。この結果、検査対象物９の周縁部９ｃにおける欠陥の有無を周縁部９ｃ全域に亘ってより一層高精度で検査することが可能になる。

以上、本発明に係る検査装置１の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な構成は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、照明装置５を枠体状に形成することにより、撮像装置４の撮像エリア４１の所定領域４２を照明装置５により取り囲むように構成しているが、例えば、図１０に示すように、複数の発光体５２をロ字状に並べることにより、撮像装置４の撮像エリア４１内の所定領域４２を照明装置５により取り囲むように構成してもよい。このような構成であっても、支持装置３の作動により、撮像エリア４１内の所定領域４２を介して検査対象物９を照明装置５と撮像装置４との間に配置することによって、周縁部９ｃにおける欠陥を確認することができる。

また、上記実施形態に係る検査装置においては、図３に示すように、枠体状の照明装置５の外周縁および内周縁の形状を共に平面視矩形状となるように形成しているが、このような形状に特に限定されるものではなく、例えば、照明装置５の外周縁の形状が平面視円形状となるように形成してもよく、或いは、照明装置５の外周縁および内周縁の形状が共に平面視円形状となるように形成してもよい。

また、上記実施形態において、支持装置３における各支持部３１が、検査対象物９の一方面９ａを吸着固定するための吸着部３３を備えるように構成することもできる。吸着部３３は、いわゆる空気吸引機構（エアチャック機構）であり、例えば、図１１に示すように支持部３１の支持面３１ａおよび側面３１ｂを貫通する貫通孔３３ａと、支持部３１の側面に形成される貫通孔３３ａの開口部３３ｂに接続される吸引ポンプ（図示せず）により構成されている。このような構成を採用することにより、支持装置３の支持部３１が、検査対象物９を確実に支持して、安定的に検査対象物９を上下方向に移動させることができる。

また、上記実施形態においては、検査装置１は判定装置６を備えており、当該判定装置６が検査対象物９の周縁部９ｃにおける欠陥を自動的に検知するように構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、判定装置６を設ける代わりに、撮像装置４により取得した検査画像を表示する表示装置を設けて、この表示装置に表示される検査画像に基づいて、検査担当者が目視により欠陥の有無を判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、支持装置３を二つのリフト部３ａにより構成するようにしているが、例えば、単一のリフト部３ａにより構成することもできる。このような構成を採用する場合には、例えば図１２に示すように、互いに平行に配置されるベルトコンベヤ２ａ，２ａにより搬送装置２を構成し、支持装置３を二つのベルトコンベヤ２ａ，２ａの間に配置するようにすればよい。なお、図１２においては、検査対象物を省略して記載している。

本発明の一実施形態に係る検査装置を示す概略構成断面図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ断面図である。 支持装置を構成するリフト部の概略構成図である。 撮像装置による撮影画像を概略的に示した説明図である。 本発明に係る検査装置の作動を説明するための説明図である。 図６の状態における撮像装置による撮像画像の概略図である。 本発明に係る検査装置の作動を説明するための説明図である。 図８の状態における撮像装置による撮像画像の概略図である。 図１に示す検査装置の変形例を示す概略構成断面図である。 支持装置を構成するリフト部の変形例を示す概略構成図である。 図１に示す検査装置の他の変形例を示す概略構成断面図である。

符号の説明

１ 検査装置
２ 搬送装置
２１ 載置面
３ 支持装置
３ａ リフト部
３１ 支持部
３１ａ 支持面
３２ 上下機構
３３ 吸着部
４ 撮像装置
４１ 撮像エリア
４２ 所定領域
５ 照明装置
５１ 照射面
６ 判定装置
９ 検査対象物
９ａ 一方面
９ｂ 他方面
９ｃ 周縁部

Claims (5)

1. 平板状の検査対象物の周縁部における欠陥を検査する検査装置であって、
   検査対象物の一方面を支持し上下動可能な支持部を有する支持装置と、
   前記支持装置の上方に配置され検査対象物の他方面を撮像する撮像装置と、
   前記支持装置および前記撮像装置の間に配置され、前記撮像装置に向けて光を照射する照明装置とを備えており、
   前記照明装置は、前記撮像装置の撮像エリア内の所定領域を取り囲むように形成された照射面を有しており、
   前記支持装置は、前記支持部を上昇させて、前記支持部に支持された検査対象物を、前記照明装置の前記所定領域を介して前記照明装置と前記撮像装置との間に移動させることにより、前記撮像装置により撮像される検査画像において、前記検査対象物の周縁部を前記照射面に重ねるように構成されている検査装置。
2. 前記照明装置は、枠体状に形成されている請求項１に記載の検査装置。
3. 前記照明装置により取り囲まれる前記所定領域の形状は、検査対象物の外形形状と略相似形である請求項２に記載の検査装置。
4. 前記支持装置は、検査対象物を吸引して固定する吸着部を備えている請求項１から３のいずれかに記載の検査装置。
5. 前記撮像装置により撮影される検査画像に基づいて、検査対象物の周縁部における欠陥の有無を判定する判定装置を備える請求項１から４のいずれかに記載の検査装置。

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