JP5714627B2 - Cylindrical inspection device - Google Patents
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Description
本発明は、円筒状の被検査物、特に半導体インゴットの欠陥を検査する、円筒体検査装置に関する。 The present invention relates to a cylindrical body inspection apparatus for inspecting a cylindrical inspection object, particularly a semiconductor ingot for defects.
半導体素子の材料として広く用いられるシリコンウェーハは、単結晶のシリコンインゴットから切り出される。シリコンインゴットの模式図を図9に示す。チョクラルスキー法(CZ法)によれば、溶解したシリコンが格納された坩堝において、種結晶により直径数ミリのネック部を形成した後、そのネック部を保持し静かに回転させながら引き上げることで、単結晶である円柱状のシリコンインゴットが生成される(図9参照)。坩堝から引き上げられたまま(アズ・グローン)の状態のシリコンインゴットは、図9に示すように、円筒部Sの両端に円錐部Cが形成された形状となっている。シリコンウェーハに加工されるのは、通常円筒部Sのみである。 A silicon wafer widely used as a material of a semiconductor element is cut out from a single crystal silicon ingot. A schematic diagram of the silicon ingot is shown in FIG. According to the Czochralski method (CZ method), in a crucible in which dissolved silicon is stored, a neck part having a diameter of several millimeters is formed by a seed crystal, and then the neck part is held and pulled up while rotating gently. A cylindrical silicon ingot that is a single crystal is produced (see FIG. 9). The silicon ingot that has been pulled up from the crucible (as grown) has a shape in which conical portions C are formed at both ends of the cylindrical portion S, as shown in FIG. Only the cylindrical portion S is usually processed into a silicon wafer.
このシリコンインゴットの製造過程において、シリコンインゴットに結晶欠陥が生じる場合がある。このシリコンインゴットIの結晶欠陥は、多くの場合、図9に示すように、シリコンインゴットIの外表面に螺旋状に走る傷Fとして現れる。この傷Fは、図9に示すように、円周方向に対して約45度傾いた螺旋状となるのが典型的であるが、約30〜60度傾いて現れる場合もある。 In the process of manufacturing the silicon ingot, crystal defects may occur in the silicon ingot. The crystal defects of the silicon ingot I often appear as flaws F running spirally on the outer surface of the silicon ingot I as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the scratch F typically has a spiral shape inclined at about 45 degrees with respect to the circumferential direction, but may appear at an angle of about 30 to 60 degrees.
もしも、インゴットのうち結晶欠陥を有する部分がウェーハに加工され、その後の検査において不良として廃棄されるのであれば、インゴットからウェーハに加工する工程が全て無駄になる。そこで、従来から、インゴットから結晶欠陥を有する部分を予め切除して、健全な部分のみをウェーハの加工に供してきた。すなわち、図9に示す健全領域が、中心軸に垂直な断面で切断され、この部分だけが後工程に送られウェーハに加工されてきた。このようにして、結晶欠陥を有するインゴットからも良品のウェーハを切り出すことが可能となり、歩留りを高めていた。 If a portion having crystal defects in an ingot is processed into a wafer and discarded as a defect in the subsequent inspection, all processes for processing from the ingot to the wafer are wasted. Therefore, conventionally, a portion having a crystal defect is cut in advance from an ingot, and only a healthy portion is used for processing a wafer. That is, the healthy region shown in FIG. 9 has been cut in a cross section perpendicular to the central axis, and only this portion has been sent to a subsequent process and processed into a wafer. In this way, a good wafer can be cut out from an ingot having crystal defects, and the yield has been increased.
インゴットのうち結晶欠陥を有する不良領域は、検査員がその円筒状の外表面を目視することにより、範囲が決定されていた。そのため、検査員が結晶欠陥を見落とした場合、結晶欠陥を有する部分がウェーハに加工されることとなり、その工程が全て無駄となる。その一方で、検査員が結晶欠陥の範囲を、余裕をもって大きめに決定すると、健全な部分の範囲が小さくなり、歩留りが悪くなるという問題があった。 The range of the defective area having crystal defects in the ingot was determined by the inspector viewing the cylindrical outer surface. Therefore, when the inspector overlooks the crystal defect, the portion having the crystal defect is processed into a wafer, and all the steps are wasted. On the other hand, when the inspector determines the range of crystal defects to be large with a margin, there is a problem that the range of the sound portion is reduced and the yield is deteriorated.
検査の目視によらないインゴットの検査装置として、インゴットに光を照射して散乱光または透過光を検出することにより、インゴット内部の欠陥を検査する検査装置が知られている(特許文献1,2参照)。しかし、特許文献1,2に記載の検査装置は、インゴットの内部の欠陥の有無を検出するのみに留まる。そのため、欠陥が検出された場合、そのインゴットは全部廃棄することになり、インゴットの中から健全な部分を取り出すことができず、歩留まりが非常に低くなる。
As an ingot inspection device that does not rely on visual inspection, an inspection device that inspects defects inside the ingot by irradiating light on the ingot to detect scattered light or transmitted light is known (
そこで、歩留まりを低下させることなく、欠陥を有するインゴットにおいても、健全な部分を確実に検出することが可能な、半導体インゴットの検査装置が求められていた。 Therefore, there has been a demand for a semiconductor ingot inspection apparatus that can reliably detect a sound portion even in a defective ingot without reducing the yield.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、インゴットのような円筒状の被検査物について、その外表面を検査して、欠陥の無い健全な部分を確実に検出することが可能な円筒体検査装置を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to inspect a cylindrical inspection object such as an ingot, and to inspect the outer surface of the cylindrical object so that a healthy part without defects can be reliably detected. Is to provide a device.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、円筒状の被検査物をその中心軸周りに回転させる回転手段と、回転する前記被検査物の外表面に光を照射する照射部と、前記外表面から反射する反射光を受光して受光信号を発する受光部と、前記受光部の前記受光信号に基づき、前記外表面を、中心軸方向と円周方向とを二つの座標軸とする、画素に分割された二次元画像として表現し、前記二次元画像を前記中心軸方向及び前記円周方向に複数の画像要素に分割して取得する画像処理手段と、前記二次元画像の前記画像要素を前記円周方向の二つの直線で区画した矩形領域であって、欠陥を全く含まない健全領域と、該矩形領域であって欠陥を含む不良領域とに区分する区分手段と、前記画像要素ごとに前記健全領域と前記不良領域との境界の、前記画像要素の原点からの前記中心軸方向の座標値を出力する出力手段とを備えることを特徴とする円筒体検査装置である。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、円筒状の被検査物において、欠陥を含まない健全領域と欠陥を含む不良領域との境界を確実に得ることができ、この境界を切断することにより、健全領域を確実に取り出すことが可能な円筒体検査装置を提供することができる。
According to the invention described in
請求項2に記載の発明は、前記画像処理手段が、前記欠陥が線分として表示された欠陥線分を前記二次元画像上に生成し、前記区分手段が、前記各画像要素において、前記円周方向に並ぶ画素列であって、少なくともその一部に前記欠陥線分を含む画素列を有欠陥画素列と判定し、前記中心軸方向に連続する前記有欠陥画素列を前記不良領域と判定することを特徴とする請求項1に記載の円筒体検査装置である。
In the invention according to claim 2, the image processing means generates a defect line segment on which the defect is displayed as a line segment on the two-dimensional image, and the segmenting means includes the circle in each image element. A pixel column arranged in the circumferential direction, the pixel column including at least part of the defective line segment is determined as a defective pixel column, and the defective pixel column continuous in the central axis direction is determined as the defective region. The cylindrical body inspection apparatus according to
請求項2に記載の発明によれば、欠陥を線分として表現することにより、確実に不良領域を判定することが可能な円筒体検査装置を提供することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a cylindrical body inspection apparatus capable of reliably determining a defective area by expressing a defect as a line segment.
請求項3に記載の発明は、前記画像処理手段が、前記欠陥が線分として表示された欠陥線分を前記二次元画像上に生成し、前記区分手段が、前記各画像要素において、前記欠陥線分を前記中心軸方向の座標軸に投影してなる欠陥線分領域を生成するとともに、重複する前記欠陥線分領域同士を繋げた領域を前記不良領域と判定することを特徴とする請求項1に記載の円筒体検査装置である。
The invention according to claim 3 is characterized in that the image processing means generates a defect line segment on which the defect is displayed as a line segment on the two-dimensional image, and the sorting means includes the defect in each image element. 2. A defect line segment region formed by projecting a line segment onto the coordinate axis in the central axis direction is generated, and a region connecting the overlapping defect line segment regions is determined as the defective region. It is a cylindrical body inspection apparatus as described in above.
請求項3に記載の発明によれば、線分として表現された欠陥を中心軸方向の座標軸に投影することにより、少ない演算量で確実かつ容易に不良領域を判定することが可能な円筒体検査装置を提供することができる。 According to the third aspect of the present invention, the cylindrical body inspection capable of reliably and easily determining the defective area with a small amount of calculation by projecting the defect expressed as a line segment onto the coordinate axis in the central axis direction. An apparatus can be provided.
請求項4に記載の発明は、前記照射部が、前記中心軸方向に延びる線状のレーザー光を前記外表面に照射し、前記受光部が、前記線状のレーザー光の反射光を受光するラインセンサーであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の円筒体検査装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the irradiation unit irradiates the outer surface with linear laser light extending in the central axis direction, and the light receiving unit receives reflected light of the linear laser light. It is a line sensor, It is a cylindrical body inspection apparatus in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
請求項4に記載の発明によれば、レーザー光源およびラインセンサーを用いることにより、低コストに構成することが可能な円筒体検査装置を提供することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a cylindrical body inspection apparatus that can be configured at low cost by using a laser light source and a line sensor.
請求項5に記載の発明は、前記照射部および前記受光部が前記中心軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項4に記載の円筒体検査装置である。 The invention according to claim 5 is the cylindrical body inspection apparatus according to claim 4, wherein the irradiation section and the light receiving section are movable in the central axis direction.
請求項5に記載の発明によれば、照射部の照射範囲より円筒体が長尺である場合でも検査することが可能な円筒体検査装置を提供することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide a cylindrical body inspection apparatus capable of inspecting even when the cylindrical body is longer than the irradiation range of the irradiation unit.
請求項6に記載の発明は、前記被検査物を前記回転手段に搭載する搭載装置をさらに備え、前記搭載装置は、前記被検査物を直径方向に把持するとともに、前記被検査物の直径を測定する把持機構を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の円筒体検査装置である。
The invention according to claim 6 further includes a mounting device for mounting the object to be inspected on the rotating means, and the mounting device grips the object to be inspected in a diameter direction and sets the diameter of the object to be inspected. The cylindrical body inspection apparatus according to
請求項6に記載の発明によれば、被検査物を回転手段に搭載することが可能となるとともに、径の寸法の品質基準を満足しない被検査物の検査を省くことが可能な円筒体検査装置を提供することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to mount the inspection object on the rotating means and to perform the cylindrical inspection capable of omitting the inspection of the inspection object that does not satisfy the quality standard of the diameter dimension. An apparatus can be provided.
請求項7に記載の発明は、前記被検査物の前記中心軸方向の長さを検出する長さ検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の円筒体検査装置である。
The invention according to claim 7 further comprises a length detection means for detecting the length of the inspection object in the central axis direction. The cylindrical body inspection according to any one of
請求項7に記載の発明によれば、長さ寸法の品質基準を満足しない被検査物の検査を省くことが可能な円筒体検査装置を提供することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to provide a cylindrical body inspection apparatus capable of omitting inspection of an inspection object that does not satisfy the quality standard for length dimensions.
本発明によれば、円筒状の被検査物において、欠陥を含まない健全領域と欠陥を含む不良領域との境界を確実に得ることができ、この境界を切断することにより、健全領域を確実に取り出すことが可能な円筒体検査装置を提供することができる。 According to the present invention, in a cylindrical inspected object, a boundary between a healthy area that does not include a defect and a defective area that includes a defect can be reliably obtained, and the healthy area can be reliably obtained by cutting the boundary. A cylindrical body inspection apparatus that can be taken out can be provided.
次に、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
(円筒体検査装置の構成)
本発明に係る円筒体検査装置の実施形態の構成について、図1,2に基づき説明する。図1は、本実施形態に係る円筒体検査装置を示す斜視図であり、図2は、本実施形態に係る円筒体検査装置を示す側面図である。
(Configuration of cylindrical body inspection device)
The configuration of the embodiment of the cylindrical body inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a cylindrical body inspection apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 is a side view showing the cylindrical body inspection apparatus according to this embodiment.
本実施形態に係る円筒体検査装置100は、回転手段10、照射部20、受光部30、軸方向移動装置40、搭載装置50およびコントローラー60を主たる構成要素とする。本実施形態において円筒体検査装置100は、図1に示すようにセットされたインゴットIの外表面の形状変化を画像化した二次元画像を、分割して取得し、取得された二次元画像について画像処理を施すことにより、インゴットIの健全領域と不良領域との境界位置を出力するよう、構成されている。
The cylindrical
回転手段10は、インゴットIを、その中心軸を周りに回転させるよう構成されている。回転手段10は、インゴットIが載置されるローラー11と、ローラー11を回転駆動する回転駆動部12とを備える。回転駆動部12がローラー11を回転することにより、インゴットIがその中心軸周りに回転する。インゴットIが回転するあいだ、後述の受光部30が、円周方向に沿ってインゴットIの円筒部Sの外表面の二次元画像を取得する。本実施形態では、インゴットIの円筒部Sの外表面の二次元画像を円周方向に分割して取得するべく、所定の角度ピッチで回転するよう構成されている。そして所定の角度ピッチでの回転を繰り返すことにより、円周方向について一周分カバーできるよう構成されている。なお、本実施形態では円周方向に四分割され、90度ピッチで回転するよう構成されている。詳細は後述する。
The rotating means 10 is configured to rotate the ingot I about its central axis. The rotating means 10 includes a
回転手段10にエアシリンダーなどを設けることによって、インゴットIを支持することが可能である。
The ingot I can be supported by providing an air cylinder or the like on the rotating
照射部20は、インゴットIの円筒部Sの外表面にレーザー光Bを照射するよう構成されている。照射部20が照射するレーザー光Bは、インゴットIの中心軸方向に、ライン状に走査するレーザー光である。このレーザー光Bは、レーザー光源からのスポット光を、高速回転しているポリゴンミラーに反射させることにより、ライン状に走査するレーザー光として、インゴットIに向けて照射される。
The
受光部30は、照射部20から照射されたレーザー光BがインゴットIの円筒部Sの外表面に当たり、そこから反射する反射光Rを受光するよう構成されており、本実施形態ではライン状の光ファイバーと光量検出器からなるラインセンサーで構成される。受光部30は受光量に応じた受光信号を発し、後述のコントローラー60に送る。受光部30は、インゴットIの円筒部Sの外表面において中心軸方向に延びる一次元の領域W(図3(a)参照)から反射する反射光Rを、受光可能に構成されている。なお、照射部20および受光部30は、後述の軸方向移動装置40により、インゴットIの中心軸方向に移動可能に構成されている。
The
受光部30で受光した光は画素(ピクセル)の集合体であるデジタル画像として記録される。インゴットIの円筒部Sの外表面全体の二次元画像は、複数の画像要素に分割して記録される。
The light received by the
軸方向移動装置40は、照射部20および受光部30を、インゴットIの中心軸方向に移動させるよう構成されている。具体的には、軸方向移動装置40は、軸方向移動体41とレール42とから構成されており、軸方向移動体41は、インゴットIの中心軸方向に延びるレール42の上を移動可能に構成されている。軸方向移動体41には、照射部20および受光部30が設置されている。軸方向移動体41は、所定のピッチ毎の移動を繰り返すよう制御される。移動のピッチは、受光部30が受光可能な一次元の領域Wの長さによって決まる。このような移動方法により、インゴットIの円筒部Sの全長について漏れなく二次元画像を取得することができる。
The
なお、照射部20および受光部30が設置されている軸方向移動体41には、照射部20および受光部30の向きを調整可能な調整機構を設けることが好適である。照射部20および受光部30の向きは、検査対象のインゴットIの円筒部Sの形状に応じて調整する。インゴットIの円筒部Sは、必ずしも完全な円筒体ではなく、若干テーバーしている場合があるが、このような場合でも確実に受光部30が反射光Rを受光できるようにするためである。
In addition, it is suitable to provide the adjustment mechanism which can adjust the direction of the
搭載装置50は、インゴットIを把持するとともに、インゴットIを回転手段10に載置可能に構成されている。具体的には、搭載装置50は、把持爪51aおよび爪駆動部51bを有する把持機構51、把持機構51を回転手段10の回転軸に垂直に水平面内で移動させる把持部並進機構52、および把持機構51全体を回転手段10の回転軸に平行な軸周りに回転させる把持部回転機構53を備えている。搭載装置50は、回転手段10の回転軸から離隔して搬送されているインゴットIを把持し、回転手段10の上に搭載するのに好適となるよう構成されている。
The mounting
把持機構51の把持爪51aはインゴットIを径方向に上下に挟むことにより、インゴットIを把持する。爪駆動部51bは、上下の把持爪51aの間隔を狭めるよう把持爪51aを駆動する。回転手段10の回転軸から離隔して搬送されているインゴットIを把持機構51が把持した後、把持部並進機構52が把持機構51をそのままの姿勢で回転手段10に接近させるよう作動する。そして把持機構51が回転手段10に十分接近した後、把持部回転機構53が把持機構51全体を180度回転させることにより、回転手段10の図1に示す位置に、インゴットIを載置する。
The
なお、搭載装置50の把持機構51は、インゴットIを把持することにより、インゴットIの径を測定可能に構成されている。そしてインゴットIの径が規定の範囲にない場合、インゴットIの欠陥の検査を省略する場合がある。
The gripping
また、搭載装置50によりインゴットIの長さを測定するよう構成することも可能である。これは、インゴットIの中心軸方向に離間した複数の近接センサーを、長さ検出手段として設けることにより可能となる。すなわち、離間した二つの近接センサーのいずれもがインゴットIの近接を検知した場合、そのインゴットIは、二つの近接センサー間の距離以上の長さを有することを示し、いずれか一方だけがインゴットIの近接を検知した場合、そのインゴットIは、二つの近接センサー間の距離より短いことを示すことになる。また、三つ以上の近接センサーを用いれば、より細かく長さを測定することも可能である。そしてインゴットIの長さが規定の範囲にない場合、インゴットIの欠陥の検査を省略する場合がある。
Further, the mounting
なお、インゴットIを回転手段10に搭載する搭載装置50は、円筒体検査装置100に必須の装置ではなく、搭載装置50に代えて、人力でインゴットIを回転手段10に搭載するよう構成することも勿論可能である。
The mounting
コントローラー60は、円筒体検査装置100全体の制御をつかさどる。そして、受光部30からの受光信号に基づきデジタル画像を生成し、その画像に関して欠陥を鮮明化する画像処理を行う。そして画像に基づき健全領域および不良領域を判定し、健全領域と不良領域との境界を出力する。この出力は、ディスプレイへの表示や、紙への印刷、フラッシュメモリへの格納、ネットワークを介した他の計算機への出力など、任意の媒体で可能である。
The
次に、本実施形態に係る円筒体検査装置100により取得される画像について、図3,4に基づき説明する。図3は、本実施形態に係る円筒体検査装置による画像の取得方法を説明する説明図であり、(a)は画像要素を取得する際の円筒体検査装置の動作を示す斜視図であり、(b)は(a)の動作により取得された画像要素の例を示す平面図である。図4は、円筒体検査装置により取得される二次元画像を示す図であり(a)は、分割された画像要素を説明する斜視図であり、(b)は、全体画像における画像要素の配置を説明する平面図である。
Next, an image acquired by the cylindrical
インゴットIが回転手段10に載置された後、所定の角度インゴットIを回転させながら、照射部20がインゴットIの円筒部Sの外表面に向けて、インゴットIの中心軸方向に所定の長さを有する線状のレーザー光Bを照射し、照射された領域Wからの反射光Rを受光部30が受光する(図3(a)参照)。これにより、インゴットIの外表面の凹凸が明暗として画像化されたデジタルの画像要素gが得られる(図3(b)参照)。なお、図3(b)に示す画像要素gの横幅は領域Wの長さであり、縦高さは、インゴットIが所定の角度回転することにより移動する周長である。インゴットIの結晶欠陥は、外表面の微小な凹凸として現れるため、画像要素gにおいて結晶欠陥は、明部または暗部が線状に延びてなる欠陥線分Fとして現れる。なお、画像要素gは、円筒形の外表面を平面に展開したものであり、外表面の螺旋状の欠陥は、画像要素gにおいては一定角度(例えば45度)傾いた線分として現れる。本実施形態では、画像要素gごとに画像処理がなされ、画像要素gの中に存在する欠陥が認識される。
After the ingot I is placed on the rotating
インゴットIの円筒部Sの外表面の二次元画像は、図4(a)に示すとおり、複数の画像要素gに分割して取得される。本実施形態では、図4(a)に示すように、円周方向に4分割、中心軸方向に7分割されており、インゴットIの円筒部Sの外表面は、合計28個の画像要素g11,・・・,g74に分割される。なお、画像要素gに付された番号は、原点Oから円周方向に沿ってg11,g12,・・・,g14のように採番し、原点Oから中心軸方向に沿ってg11,g21,・・・,g71のように採番している。 A two-dimensional image of the outer surface of the cylindrical portion S of the ingot I is acquired by being divided into a plurality of image elements g as shown in FIG. In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the outer surface of the cylindrical portion S of the ingot I is divided into four in the circumferential direction and seven in the central axis direction, and a total of 28 image elements g11. ,..., G74. The numbers given to the image elements g are numbered as g11, g12,..., G14 along the circumferential direction from the origin O, and g11, g21,. ... numbering like g71.
図4(b)は、画像要素g11,・・・,g74から、インゴットIの円筒部Sの外表面全体を表す全体画像Gを構成したものを示す。取得したすべての画像要素gを並べることにより外表面全体が全体画像Gとして表現される。図4(b)においては、画像要素gを隙間なく並べて全体画像Gを構成しているが、画像要素g同士が互いに重複する部分を有するように取得し、全体画像Gを構成することも可能である。 FIG. 4B shows an entire image G that represents the entire outer surface of the cylindrical portion S of the ingot I from the image elements g11,..., G74. By arranging all the acquired image elements g, the entire outer surface is expressed as a whole image G. In FIG. 4B, the entire image G is configured by arranging the image elements g without gaps. However, the entire image G can also be configured by acquiring the image elements g so as to have overlapping portions. It is.
なお、本実施形態においては、円周方向に4分割、中心軸方向に7分割の、合計28個の画像要素に分割したが、分割数は任意に設定することができる。例えば円周方向には分割せず、360度分の画像を取得することも可能である。また中心軸方向の分割数については、レーザー光Bが照射される領域Wの長さを長く設定することにより、分割数を少なくすることが可能となる。 In this embodiment, the image element is divided into a total of 28 image elements, which are divided into four parts in the circumferential direction and seven parts in the central axis direction. However, the number of divisions can be arbitrarily set. For example, it is possible to acquire an image of 360 degrees without being divided in the circumferential direction. As for the number of divisions in the central axis direction, it is possible to reduce the number of divisions by setting the length of the region W irradiated with the laser beam B longer.
(処理のフロー)
次に、本実施形態に係る円筒体検査装置が行う処理の手順について、図5に基づき説明する。図5は、円筒体検査装置が行う処理の手順を示すフローチャートである。なお、図5に示すフローチャートは、搭載装置50がインゴットIを把持した状態からスタートする。
(Processing flow)
Next, a procedure of processing performed by the cylindrical body inspection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of processing performed by the cylindrical body inspection apparatus. Note that the flowchart shown in FIG. 5 starts from a state in which the mounting
ステップS11では、インゴットIの径が測定される。インゴットIの径の測定は、前述のとおり、把持機構51の把持爪51aがインゴットIを径方向に挟むことにより行われる。測定された径が所定の範囲内にあれば次のステップS12に進み、径が所定の範囲内になければ、そのインゴットIは寸法不良と判定され、欠陥を検査することなくそのまま終了する。
In step S11, the diameter of the ingot I is measured. As described above, the diameter of the ingot I is measured by the gripping
ステップS12では、インゴットIの長さが測定される。インゴットIの長さは、前述のとおり、円筒体検査装置100に長さ検出手段として設けられた、複数の近接センサーにより測定される。測定された長さが所定の範囲内にあれば次のステップS13に進み、径が所定の範囲内になければ、そのインゴットIは寸法不良と判定され、欠陥を検査することなくそのまま終了する。なお、インゴットIの長さが所定の範囲内にあれば、インゴットIを支持することができるが、所定の範囲内になければ、インゴットIを回転手段10にセットすることができない。
In step S12, the length of the ingot I is measured. As described above, the length of the ingot I is measured by a plurality of proximity sensors provided in the cylindrical
ステップS13では、把持したインゴットIを回転手段10の上に搭載する。インゴットIを搭載するには、搭載装置50の把持部並進機構52の作動により先ず回転手段10に接近し、次に把持部回転機構53の作動により、図1に示す位置から把持爪51aが180度回転して、インゴットIを回転手段10の上に載置する。そしてインゴットIを回転手段10の上に載置した後、把持機構51は元の位置に戻る。
In step S <b> 13, the gripped ingot I is mounted on the rotating
ステップS14では、インゴットIの原点Oを設定する。原点Oは予めインゴットIに基準位置をマーキングすることによって付与される。本実施形態では、中心軸方向においてはインゴットIの円錐部Cと円筒部Sとの接続部分であって、円周方向においては任意の位置を、原点Oとして設定する。 In step S14, the origin O of the ingot I is set. The origin O is given by marking the reference position on the ingot I in advance. In the present embodiment, a connecting portion between the conical portion C and the cylindrical portion S of the ingot I in the central axis direction, and an arbitrary position is set as the origin O in the circumferential direction.
ステップS15では、軸方向移動装置40の位置を初期化する。具体的には、レーザー光Bが照射される領域Wの一端W1(図3(a)参照)が、原点Oを通る円周V1(図4(a)参照)上に位置するよう、軸方向移動体41をインゴットIの中心軸方向に移動させる。これにより、円周V1側から順に画像要素を取得することが可能となる。
In step S15, the position of the
ステップS16では、周方向の位置を初期化する。具体的には、原点Oを通り中心軸と平行な直線H(図4(a)参照)の領域から反射される反射光Rが受光部30に受光されるよう(すなわち、図3(a)の領域Wが、図4(a)の直線Hに乗るよう)、回転手段10を回転させる。これにより、直線H側から順に画像要素を取得することが可能となる。なお、前述のとおり円周方向においては任意の位置を原点Oとして設定できるため、本実施形態においては、インゴットIが搭載されて受光部30が受光する反射光を発する直線状の領域を直線Hとして規定し、直線Hと円周Vとの交点を原点Oとして規定している。
In step S16, the circumferential position is initialized. Specifically, the reflected light R reflected from the region of the straight line H (see FIG. 4A) passing through the origin O and parallel to the central axis is received by the light receiving unit 30 (that is, FIG. 3A). Rotating means 10 is rotated so that the region W of (1) is on the straight line H in FIG. This makes it possible to acquire image elements in order from the straight line H side. In addition, since any position in the circumferential direction can be set as the origin O as described above, in the present embodiment, a linear region where the ingot I is mounted and which emits the reflected light received by the
ステップS17では、周方向の位置を初期化してからインゴットIが一回転したかを判定する。すなわち、一回転の判定は、回転駆動部12の回転数を検出するエンコーダーの値が、インゴットIの径とローラー11の径から割り出した一回転に対応する値に達したときに行われる。インゴットIが一回転したと判定されない場合はステップS18に進み、一回転したと判定される場合はステップS20に進む。
In step S17, it is determined whether or not the ingot I has made one rotation after the circumferential position is initialized. That is, the determination of one rotation is performed when the value of the encoder that detects the number of rotations of the
ステップS18では、回転手段10を用いて所定の角度インゴットIを回転させながら反射光Rを受光部30で受光して、画像要素gを取得する。次にステップS19で、得られた画像要素gから、その画像要素gに対応するインゴットIの範囲における健全領域および不良領域を判定し、そして健全領域と不良領域との境界を検出する。健全領域および不良領域の判定の方法については後述する。なお、健全領域および不良領域を判定する前に、取得された画像要素gに現れる欠陥線分Fを明瞭化するような画像処理が適宜に行われる。健全領域および不良領域の判定、およびそれに先立つ画像処理は、コントローラー60により行われる。
In step S <b> 18, the reflected light R is received by the
そして再度ステップS17の判定に進む。このステップS17〜S19のループにより、所定の中心軸方向位置における一周分の画像要素を取得し、取得された画像要素に対応するインゴットIの範囲における、健全領域と不良領域との境界が出力される。本実施形態では、図4に示すように、ステップS17〜S19のループを、90°刻みで4回繰り返す。なお、このステップS17〜S19のループは、途中でインゴットIの回転を止めることなく360°回転させ、90°回転する毎に取得された画像要素を記憶手段に記憶させ、画像処理および境界検出の演算を並列で行うよう構成することも可能である。 And it progresses to determination of step S17 again. Through the loop of steps S17 to S19, image elements for one round at a predetermined position in the central axis direction are acquired, and the boundary between the healthy area and the defective area in the range of the ingot I corresponding to the acquired image element is output. The In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the loop of steps S17 to S19 is repeated four times at 90 ° intervals. Note that this loop of steps S17 to S19 rotates 360 ° without stopping the rotation of the ingot I halfway, and stores the image element acquired every 90 ° rotation in the storage means for image processing and boundary detection. It is also possible to configure the operations to be performed in parallel.
ステップS20では、照射部20および受光部30が、インゴットIの中心軸方向の終端に到達したかを判定する。すなわち、レーザー光Bが照射される領域Wの他端W2(図3(a)参照)が、インゴットIの円筒部Sの終端の円周V2(図4(a)参照)に到達したかを判定する。中心軸方向の終端に到達したと判定されない場合はステップS21に進み、到達したと判定される場合はステップS22に進む。
In Step S20, it is determined whether the
ステップS21では、軸方向移動体41を、中心軸方向に所定の距離移動させる。なお、この移動距離はレーザー光Bが照射される領域Wの長さ以下の距離に設定される。これにより、インゴットIの円筒部Sが中心軸方向に隙間なく取得され、円筒部S全体が複数の画像要素gによりカバーされる。ステップS21が終了した後は、ステップS16に戻る。
In step S21, the axial moving
ステップS22では、ステップS16〜S21のループを繰り返すことで得られた各画像要素における、健全領域と不良領域との境界の検出結果を統合し、インゴットIの円筒部S全体における、健全領域と不良領域との境界を出力する。すなわち本実施形態では、図4に示すように、ステップS16からS20のループを7回繰り返し、合計28個の画像要素g毎に得られた、健全領域と不良領域との境界が、ステップS22において統合される。そしてステップS23に進む。 In step S22, the detection results of the boundary between the healthy area and the defective area in each image element obtained by repeating the loop of steps S16 to S21 are integrated, and the healthy area and the defective area in the entire cylindrical portion S of the ingot I are integrated. Output the boundary with the region. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the loop from step S16 to S20 is repeated seven times, and the boundary between the healthy area and the defective area obtained for each of the total 28 image elements g is determined in step S22. Integrated. Then, the process proceeds to step S23.
ステップS23では、搭載装置50を用いてインゴットIを回転手段10から降ろす。こうして全ての処理が終了することになる。なお、この処理の流れも、コントローラー60により制御される。
In step S <b> 23, the ingot I is lowered from the rotating
(健全領域と不良領域との境界の判定)
次に、取得された画像要素gから、健全領域および不良領域を判定する方法について、図6〜8に基づき説明する。図6は、取得された画像要素gに基づき健全領域と不良領域とを区分する方法の一例を示す模式図である。図7,8は、取得された画像要素gに基づき健全領域と不良領域とを区分する方法の他の例を説明するフローチャートである。
(Judgment of boundary between healthy area and defective area)
Next, a method for determining a healthy area and a defective area from the acquired image element g will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a method for classifying a healthy area and a defective area based on the acquired image element g. FIGS. 7 and 8 are flowcharts for explaining another example of a method for classifying a healthy area and a defective area based on an acquired image element g.
図6には、画像要素gが示されており、画像要素gはインゴットIの円筒部Sの一部を平面に展開したデジタルの画像である。そして、その横軸はインゴットIの中心軸方向を示し、縦軸がインゴットIの円周方向を示す。画像要素gには、一定角度(例えば45度)方向に延びる欠陥線分F1,F2,F3,F4が現れている。なお、画像要素gの範囲は、画像要素g毎に定義される原点oから、横軸方向にXrまで、縦軸方向にYrまで広がる。 FIG. 6 shows an image element g. The image element g is a digital image in which a part of the cylindrical portion S of the ingot I is developed on a plane. The horizontal axis indicates the central axis direction of the ingot I, and the vertical axis indicates the circumferential direction of the ingot I. In the image element g, defect line segments F1, F2, F3, and F4 appearing in a certain angle (for example, 45 degrees) direction appear. The range of the image element g extends from the origin o defined for each image element g to Xr in the horizontal axis direction and Yr in the vertical axis direction.
画像要素gに基づいて、健全領域および不良領域を判定する方法は以下の通りである。すなわち、ある中心軸座標位置における円周方向に並ぶ画素列について、その画素列が欠陥線分Fのいずれか一つにでも交わることがあれば、その中心軸座標位置における円周方向に並ぶ画素列は、「有欠陥画素列」と判定される。そして有欠陥画素列が中心軸方向に連続して並べば、それは不良領域となる。これに対して、欠陥線分Fのいずれにも交わることがない画素列は、「無欠陥画素列」であり、無欠陥画素列が中心軸方向に連続して並べば、それは健全領域となる。上記の判定を、中心軸方向に並ぶ全ての画素列について繰り返すことにより、健全領域と不良領域との区分がなされる。健全領域および不良領域は、画像要素gにおいては縦軸長さを一辺とする矩形の領域であらわれる。図6においては、画像要素gは、二つの健全領域と二つの不良領域に区分されている。そして、健全領域と不良領域との境界の中心軸方向(x)座標値が決定される。図6においては、中心軸方向の座標値x1,x2,x3が境界の位置として出力される。コントローラー60がこの座標値を出力することによって、後工程においてインゴットIの切断すべき位置が認識される。
A method for determining a healthy area and a defective area based on the image element g is as follows. That is, for a pixel row arranged in the circumferential direction at a certain central axis coordinate position, if the pixel row intersects any one of the defect line segments F, pixels arranged in the circumferential direction at the central axis coordinate position The column is determined as a “defective pixel column”. If defective pixel rows are continuously arranged in the central axis direction, it becomes a defective area. On the other hand, a pixel column that does not intersect any of the defective line segments F is a “non-defective pixel column”, and if the non-defective pixel column is continuously arranged in the central axis direction, it becomes a healthy region. . By repeating the above determination for all the pixel columns arranged in the central axis direction, a healthy area and a defective area are classified. The healthy area and the defective area appear in the image element g as a rectangular area having a vertical axis length as one side. In FIG. 6, the image element g is divided into two healthy regions and two defective regions. Then, the central axis direction (x) coordinate value of the boundary between the healthy area and the defective area is determined. In FIG. 6, coordinate values x1, x2, and x3 in the central axis direction are output as boundary positions. When the
なお、実際の健全領域と不良領域との境界位置を出力することに代えて、不良領域の範囲を実際より広く設定して境界位置を出力することも可能である。また、適宜な閾値を設け、その閾値より短い区間の健全領域は不良領域とみなすよう構成することも可能である。こうすることにより、非常に範囲の狭い健全領域、すなわち非常に高さの低い短円柱状の健全部分が、細切れに切り出されることが防止できる。 Instead of outputting the boundary position between the actual healthy area and the defective area, it is also possible to output the boundary position by setting the range of the defective area wider than the actual range. It is also possible to provide an appropriate threshold value and to consider a healthy area in a section shorter than the threshold value as a defective area. By doing so, it is possible to prevent the sound region having a very narrow range, that is, the short cylindrical sound portion having a very low height, from being cut into pieces.
取得された画像要素gに基づき健全領域と不良領域とを区分する方法の他の例について、図7および図8に基づき説明する。図7は、二次元画像上の欠陥線分を中心軸方向の座標軸に投影した欠陥線分領域に基づき、健全領域と不良領域とを区分する方法を示すフローチャートであり、図8は、図7に示すフローのうち、欠陥線分領域を統合するサブルーチンを示すフローチャートである。図7および図8のフローチャートで表される方法は、一つの領域に複数の欠陥線分が重複して存在する場合に、これらを一つに統合して設定する方法を含む。 Another example of a method for classifying the healthy area and the defective area based on the acquired image element g will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing a method for classifying a healthy area and a defective area based on a defect line area obtained by projecting a defect line segment on a two-dimensional image onto a coordinate axis in the central axis direction, and FIG. Is a flowchart showing a subroutine for integrating defect line segment areas. The method represented by the flowcharts of FIGS. 7 and 8 includes a method in which when a plurality of defect line segments are overlapped in one area, these are integrated and set.
取得された画像要素gから、画像処理により、P本の欠陥線分Fが検出されたとする。各欠陥線分Fの始点および終点のx座標のみを考慮して健全領域と不良領域とを決定する。図7のフローチャートは、上述のP本の欠陥線分Fが得られた状態からスタートする。なお、x座標のみを考慮した欠陥線分F、すなわち欠陥線分Fをx軸に投影した領域を、以下において欠陥線分領域Lと称する。 It is assumed that P defect line segments F are detected from the acquired image element g by image processing. A healthy area and a defective area are determined in consideration of only the x-coordinates of the start point and end point of each defect line segment F. The flowchart of FIG. 7 starts from a state in which the above-described P defect line segments F are obtained. Note that a defect line segment F in consideration of only the x coordinate, that is, a region in which the defect line segment F is projected on the x-axis is hereinafter referred to as a defect line segment region L.
ステップS101では、欠陥線分Fが存在するか否か、具体的にはP≠0であるか否かを判定する。欠陥線分Fが存在する場合、すなわちP≠0の場合、ステップS102に進む。欠陥線分Fが存在しない場合、すなわちP=0の場合はステップS109に進み、全領域を健全領域と設定して終了する。 In step S101, it is determined whether or not a defect line segment F exists, specifically, whether or not P ≠ 0. If the defective line segment F exists, that is, if P ≠ 0, the process proceeds to step S102. If the defective line segment F does not exist, that is, if P = 0, the process proceeds to step S109, and the entire area is set as a healthy area and the process ends.
ステップS102では、P本の欠陥線分Fを始点座標の昇順に並べ、各欠陥線分を、F1,F2,・・・,Fi,・・・,FPとナンバリングする。そしてステップS103に進む。なお、i番目の欠陥線分Fiの始点のx座標をXisとし、終点のx座標をXieとすると、欠陥線分領域Liの始点座標がXis、終点座標がXieとなる。 In step S102, P defect line segments F are arranged in ascending order of the start point coordinates, and each defect line segment is numbered as F1, F2,..., Fi,. Then, the process proceeds to step S103. If the x coordinate of the start point of the i-th defect line segment Fi is Xis and the x coordinate of the end point is Xie, the start point coordinate of the defect line segment region Li is Xis and the end point coordinate is Xie.
ステップ103では、欠陥線分F1の始点のx座標X1sが、原点oの位置に不一致か否かを判定する。不一致であればステップS104に進み、不一致でなければステップS105に進む。ステップS104では、原点oから欠陥線分F1の始点座標X1sまでを健全領域として設定する。この領域には欠陥線分Fが全く存在しないため、健全領域として確定されるからである。次にステップS105に進む。なお、原点oからX1sまでの距離が、前述の、短い区間の健全領域を不良領域とみなすための閾値より短い場合も、健全領域を設定することなく、次のステップS105に進む。 In step 103, it is determined whether or not the x coordinate X1s of the starting point of the defect line segment F1 does not coincide with the position of the origin o. If they do not match, the process proceeds to step S104, and if they do not match, the process proceeds to step S105. In step S104, the region from the origin o to the start point coordinate X1s of the defect line segment F1 is set as a healthy region. This is because the defect line segment F does not exist at all in this region, so that it is determined as a healthy region. Next, the process proceeds to step S105. Even when the distance from the origin o to X1s is shorter than the above-described threshold value for considering the healthy area in the short section as a defective area, the process proceeds to the next step S105 without setting the healthy area.
ステップS105では、まず欠陥線分領域L1を基準領域に設定する。基準領域とその他の欠陥線分領域Liとを比較することにより、重複する欠陥線分領域同士を統合して不良領域を確定し、健全領域と不良領域とを区分するためである。なお、基準領域は、始点座標Xsと終点座標Xeで規定される。次にステップS106に進む。 In step S105, first, the defect line segment region L1 is set as a reference region. This is because the defective area is determined by integrating the overlapping defect line segment areas by comparing the reference area and the other defect line segment areas Li, thereby distinguishing the healthy area from the defective area. The reference area is defined by the start point coordinate Xs and the end point coordinate Xe. Next, the process proceeds to step S106.
ステップS106において、欠陥線分領域統合サブルーチンを、j=2〜Pのループで繰り返す。ステップS106の欠陥線分領域統合サブルーチンは、基準領域と検査領域(欠陥線分領域L)とを比較し、領域の重なりを検出して不良領域として統合していくサブルーチンである。 In step S106, the defect line segment integration subroutine is repeated in a loop of j = 2 to P. The defect line segment integration subroutine of step S106 is a subroutine that compares the reference area and the inspection area (defect line segment area L), detects the overlap of the areas, and integrates them as defective areas.
次に、ステップS106の欠陥線分領域統合サブルーチンの詳細について、図8に基づき説明する。欠陥線分領域統合サブルーチンがスタートすると、j番目の欠陥線分領域Ljが検査領域とされ、ステップS111において、検査領域が基準領域に包含されているか否かが判定される。具体的には、検査領域の終点Xjeと基準領域の終点Xeが比較され、Xje≦Xeの場合、模式図M1に示すように、検査領域が基準領域に包含されると判定され、サブルーチンが終了する。そうでない場合、ステップS112に進む。 Next, details of the defect line segment integration subroutine in step S106 will be described with reference to FIG. When the defect line segment integration subroutine is started, the j-th defect line segment area Lj is set as an inspection area. In step S111, it is determined whether or not the inspection area is included in the reference area. Specifically, the end point Xje of the inspection area is compared with the end point Xe of the reference area, and when Xje ≦ Xe, as shown in the schematic diagram M1, it is determined that the inspection area is included in the reference area, and the subroutine ends. To do. Otherwise, the process proceeds to step S112.
ステップS112では、検査領域が基準領域に部分的に重複しているか否かが判定される。具体的には、検査領域の始点Xjsと基準領域の終点Xeが比較され、Xjs≦Xeの場合、模式図M2に示すように、検査領域が基準領域に部分的に重複していると判定され、ステップS113に進む。そうでない場合、模式図M3に示すように、検査領域が基準領域から分離していると判定され、ステップS114に進む。 In step S112, it is determined whether or not the inspection area partially overlaps the reference area. Specifically, the start point Xjs of the inspection area is compared with the end point Xe of the reference area. If Xjs ≦ Xe, it is determined that the inspection area partially overlaps the reference area as shown in the schematic diagram M2. The process proceeds to step S113. Otherwise, as shown in the schematic diagram M3, it is determined that the inspection area is separated from the reference area, and the process proceeds to step S114.
なお、基準領域および検査領域は、いずれも一次元の領域であり一本の軸上に存在することになるが、図8の模式図M1〜M3では、位置関係を明示するため、模式的に基準領域と検査領域とを上下に分離して描いている。 The reference area and the inspection area are both one-dimensional areas and exist on one axis. In the schematic diagrams M1 to M3 in FIG. The reference area and the inspection area are drawn separately above and below.
ステップS113では、基準領域に検査領域が統合されて、基準領域が延長される。具体的には、基準領域の終点Xeに検査領域の終点Xjeが代入される。そしてこのサブルーチンが終了する。 In step S113, the inspection area is integrated with the reference area, and the reference area is extended. Specifically, the end point Xje of the inspection region is substituted for the end point Xe of the reference region. Then, this subroutine ends.
ステップS114では、検査領域が基準領域から分離しているため、基準領域の終点Xeから検査領域の始点Xjsまでを健全領域として設定する。ただし、XeからXjsまでの距離が、前述の、短い区間の健全領域を不良領域とみなすための閾値より短い場合は、健全領域として設定しない。そしてステップS115に進み、検査領域をあらたに基準領域として設定し(すなわち、XsにXjsが代入され、XeにXjeが代入される)、サブルーチンが終了する。 In step S114, since the inspection area is separated from the reference area, the area from the end point Xe of the reference area to the start point Xjs of the inspection area is set as a healthy area. However, when the distance from Xe to Xjs is shorter than the above-described threshold value for considering a healthy area in a short section as a defective area, it is not set as a healthy area. In step S115, the inspection area is newly set as a reference area (that is, Xjs is assigned to Xs and Xje is assigned to Xe), and the subroutine ends.
なお、ステップS113,S115で設定された基準領域は、次の回の欠陥線分領域統合サブルーチンにおいて、次の検査領域(j+1番目の欠陥線分領域L)と比較され、領域の重なりが検出されて統合されていく。 Note that the reference area set in steps S113 and S115 is compared with the next inspection area (j + 1-th defect line area L) in the next defect line area integration subroutine, and the overlap of the areas is detected. Will be integrated.
図7のステップS106のループが終了すると、最後の欠陥線分領域(Xs〜Xe)が確定している。次にステップS107に進む。 When the loop of step S106 in FIG. 7 is completed, the last defect line segment area (Xs to Xe) is determined. Next, the process proceeds to step S107.
ステップ107では、最後の欠陥線分領域の終点座標Xeが、画像要素gのx座標の終端Xrに不一致か否かを判定する。不一致であればステップS108に進み、不一致でなければ終了する。ステップS108では、最後の欠陥線分領域の終点座標Xeから画像要素gのx座標の終端Xrまでを健全領域として設定する。なお、XeからXrまでの距離が、前述の、短い区間の健全領域を不良領域とみなすための閾値より短い場合も、健全領域を設定することなく、終了する。 In step 107, it is determined whether or not the end point coordinate Xe of the last defective line segment region is inconsistent with the end point Xr of the x coordinate of the image element g. If they do not match, the process proceeds to step S108, and if they do not match, the process ends. In step S108, a sound region is set from the end point coordinate Xe of the last defect line segment region to the end point Xr of the x coordinate of the image element g. Note that, even when the distance from Xe to Xr is shorter than the above-described threshold value for considering the healthy area of the short section as a defective area, the process is terminated without setting the healthy area.
このように、全領域の健全領域が確定し、全領域から確定した健全領域を除くことにより、不良領域が確定する。そして健全領域と不良領域との境界を出力することが可能となる。 In this way, the healthy area of the entire area is determined, and the defective area is determined by excluding the determined healthy area from the entire area. And it becomes possible to output the boundary between a healthy area and a defective area.
なお、上述の実施形態では、画像要素gごとに健全領域と不良領域との境界を出力する構成について説明したが、個々の画像要素を統合してインゴットIの円筒部Sの外表面全体の全体画像Gを構成してから、健全領域と不良領域との境界を出力することも、もちろん可能である。 In the above-described embodiment, the configuration in which the boundary between the healthy region and the defective region is output for each image element g has been described. However, the entire outer surface of the cylindrical portion S of the ingot I is integrated by integrating the individual image elements. Of course, it is possible to output the boundary between the healthy area and the defective area after the image G is constructed.
100 円筒体検査装置
10 回転手段
20 照射部
30 受光部
50 搭載装置
51 把持機構
60 コントローラー
B レーザー光
R 反射光
G 全体画像
g 画像要素
F 欠陥線分
L 欠陥線分領域
DESCRIPTION OF
Claims (7)
回転する前記被検査物の外表面に光を照射する照射部と、
前記外表面から反射する反射光を受光して受光信号を発する受光部と、
前記受光部の前記受光信号に基づき、前記外表面を、中心軸方向と円周方向とを二つの座標軸とする、画素に分割された二次元画像として表現し、前記二次元画像を前記中心軸方向及び前記円周方向に複数の画像要素に分割して取得する画像処理手段と、
前記二次元画像の前記各画像要素を前記円周方向の二つの直線で区画した矩形領域であって、欠陥を全く含まない健全領域と、該矩形領域であって欠陥を含む不良領域とに区分する区分手段と、
前記画像要素ごとに前記健全領域と前記不良領域との境界の、前記画像要素の原点からの前記中心軸方向の座標値を出力する出力手段とを備える
ことを特徴とする円筒体検査装置。 Rotating means for rotating a cylindrical inspection object around its central axis;
An irradiation unit for irradiating light to the outer surface of the rotating inspection object;
A light receiving section for emitting the received light signal by receiving the light reflected et al or the outer surface,
Based on the light reception signal of the light receiving unit, the outer surface is expressed as a two-dimensional image divided into pixels with a central axis direction and a circumferential direction as two coordinate axes, and the two-dimensional image is expressed as the central axis. Image processing means for dividing and obtaining a plurality of image elements in the direction and the circumferential direction ;
A rectangular area obtained by dividing each image element of the two-dimensional image by the two straight lines in the circumferential direction, which is divided into a healthy area that does not include any defect and a defective area that includes the defect and includes the rectangular area. A sorting means,
A cylindrical body inspection apparatus comprising: an output unit that outputs a coordinate value in a direction of the central axis from the origin of the image element at the boundary between the healthy area and the defective area for each image element .
前記区分手段が、前記各画像要素において、
前記円周方向に並ぶ画素列であって、少なくともその一部に前記欠陥線分を含む画素列を有欠陥画素列と判定し、
前記中心軸方向に連続する前記有欠陥画素列を前記不良領域と判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の円筒体検査装置。 The image processing means generates a defect line segment on which the defect is displayed as a line segment on the two-dimensional image,
In the image elements, the sorting means
A pixel column arranged in the circumferential direction, and a pixel column including at least part of the defective line segment is determined as a defective pixel column;
The cylindrical body inspection apparatus according to claim 1, wherein the defective pixel row continuous in the central axis direction is determined as the defective area.
前記区分手段が、前記各画像要素において、
前記欠陥線分を前記中心軸方向の座標軸に投影してなる欠陥線分領域を生成するとともに、
重複する前記欠陥線分領域同士を繋げた領域を前記不良領域と判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の円筒体検査装置。 The image processing means generates a defect line segment on which the defect is displayed as a line segment on the two-dimensional image,
In the image elements, the sorting means
While generating a defect line segment region formed by projecting the defect line segment on the coordinate axis in the central axis direction,
The cylindrical body inspection apparatus according to claim 1, wherein an area in which the overlapping defect line segment areas are connected is determined as the defective area.
前記受光部が、前記線状のレーザー光の反射光を受光するラインセンサーである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の円筒体検査装置。 The irradiation unit irradiates the outer surface with linear laser light extending in the central axis direction;
The cylindrical body inspection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is a line sensor that receives reflected light of the linear laser beam.
ことを特徴とする請求項4に記載の円筒体検査装置。 The cylindrical body inspection apparatus according to claim 4, wherein the irradiation unit and the light receiving unit are movable in the direction of the central axis.
前記搭載装置は、前記被検査物を直径方向に把持するとともに、前記被検査物の直径を測定する把持機構を有する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の円筒体検査装置。 A mounting device for mounting the inspection object on the rotating means;
The cylindrical mounting apparatus according to claim 1, wherein the mounting apparatus includes a gripping mechanism that grips the object to be inspected in a diameter direction and measures the diameter of the object to be inspected. .
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の円筒体検査装置。 The cylindrical body inspection apparatus according to claim 1, further comprising a length detection unit that detects a length of the inspection object in the central axis direction.
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