JP5784815B1 - 外観検査装置および検査システム - Google Patents
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Abstract
Description
接続され、前記制御装置は、前記駆動部が、前記光源部から出射された光のうち、前記被検物に直接照射される方向に出射された光を遮らない位置に前記遮光体を移動させるように前記第2検査装置を制御してもよい。
できる。
まず、本発明の一態様に係る外観検査装置について図面を参照しながら説明する。
る外観検査装置10における光学系に光源部13以外からの光が入らないようハーフミラー14全体を覆う遮光性の箱である。遮光箱12の観察孔120には撮像部11の対物レンズ110を含む鏡筒111が入れられる。観察孔蓋121は、観察孔120内にある撮像部11の鏡筒と遮光箱12との間隙を埋め、外観検査装置10の光学系の遮光性を確保する。
出せる光の量には波長に依存するムラがない。これにより、被検物の観察において、ハーフミラーを介することによる被検物の可視光像への影響が抑えられる。
必要がある場合が考えられる。このような調整の必要がなければ、各アーム部161はテーブルに対して固定長の突出長を有し、支持部160のテーブル162に対する位置は固定であってもよい。
(進路2)ハーフミラー14に到達、入射し、ハーフミラー14を透過する。
(進路3)ハーフミラー14に到達し、反射されて被検物200に落射する。
(進路4)上記(進路3)の光はさらに被検物200によって反射され、ハーフミラー14に到達、入射し、ハーフミラー14を透過する。
射させうるものであれば本発明の技術的範囲に含まれる。
上記では、外観検査の時間の短縮と精度の維持または向上との両立を図ることができる構成を有する外観検査装置を本発明の実施の形態のひとつとして説明した。
図6は、本発明の一態様に係る検査システム100の外観斜視図である。
て相互に異なる検査をそれぞれ実施するように複数の検査装置50を制御する。ここで、複数の検査装置50の一である第1検査装置51は実施の形態1で説明した外観検査装置10である。
し実施の形態2では、回転搬送部30が備える保持部32が保持部16に相当する。第1検査装置51では、回転搬送部30(保持部32)は遮光箱12と光源部13との間に位置し、回転搬送部30の回転により複数の保持部32が順次入れ替わる構成を有する。第1検査装置51はこの点で実施の形態1としての外観検査装置10と異なる。なお、この差異点によって外観検査装置10の構成がもたらす効果が損なわれないために、回転搬送部30、遮光箱12、光源部13の間の隙間から被検物に直接入射する光が入らないようこれらの位置関係は調整される。この構成を有する第1検査装置51を複数の検査装置の一として用いることで、外観検査の工程がボトルネックとなって検査システム100のスループットが低下することを防いでいる。
御対象の各構成要素を遠隔で制御するものであってもよい。
次に、検査システム100の動作について説明する。ここでは、上記に例示した構成を有する検査システム100による4つの被検物200から203の検査を例に図8を参照しながら説明する。各被検物は下記の手順で検査される。
(工程2)第1検査装置51による被検物の検査
(工程3)第2検査装置52による被検物の検査
(工程4)被検物の回転搬送部30からの排出
送部30が備える保持部32に保持されて回転移動をする複数の被検物は、それぞれその回転移動の軌跡上で複数種類の検査を順次受ける。また、複数の被検物に対してこれらの複数種類の検査は並行して行われる。したがって、時間的に効率よく当該品質検査を行うことができる。また、被検物を円状の移動軌跡に沿って搬送しているため、無駄な経路を経ることなく被検物が移載されていき、空間的にも効率よく当該品質検査を行うことができる。
被検物によっては、品質検査の一部として内部の状態に関する検査が必要な場合がある。たとえばレンズのように光を透過させる光学素子の品質検査では、外観検査装置による表面のコーティングの検査に加えて、泡、異物、フローマーク、脈理などの有無に関する被検物内部の検査、およびレンズの表面にあって透過光線を遮る汚れやキズ、透過光線の方向を変える窪みやキズなどの検査が必要である。以下では検査システム100が備える上記の第2検査装置52が被検物の内部の検査をするための装置である例について説明する。
を打ち消し、さらに収束させる凸レンズを設けることで当該凹レンズの上記暗視野観察による検査を実施することができる。凹レンズのみならず、組合せレンズの場合も同様である。また、被検物200が集光機能がない光学素子(たとえば光学フィルター)であっても、被検物200を透過する光に対して上述のような大きさおよび形状の遮光体を個被検物200から見て光源部側に配置することで暗視野観察による検査が可能になる。
実施の形態2で説明した検査システム100の動作には、工程1として被検物の回転搬送部30への載置が含まれている。この工程は人手によって行われてもよいし、機械を用いて行われてもよい。以下では、機械を用いてこの工程を実施し、さらに別の検査の実施を可能にする例を説明する。
図15は本発明の一態様に係る検査システム100がさらに移載部を備える例の部分の概略斜視図である。
次に、移載部40および第3検査装置53の動作について説明する。この動作は、移載部40および第3検査装置53が制御装置60の制御の下、実施の形態2として記載した検査システムの動作の工程1で行う動作であり、下記の工程101から工程106からなる。初期状態で、吸着機構410は吸着位置にあるものとする。また、回転搬送部30はこの動作の間一時停止しているものとする。
検査システム100がこの構成を有する場合、複数の被検物200は同一の姿勢で、同一の軌跡に沿って移動して回転搬送部30へ載置される。そのため、その軌跡上に検査領域を有する検査装置を備えれば被検物の検査が可能である。上記の例では、検査システム100はその軌跡上にある被検物の画像を取得することができる検査装置53を備える。また、検査装置53によって、被検物の被観察面とは反対の面から、保持部32で保持されていない状態で被検物を検査することができる。これにより被検物の保持部32によって隠れる範囲の状態の検査をすることができる。たとえば、被検物が周辺にフランジを有するレンズである場合、保持部32に保持されている間は支持部160で隠れるフランジ周辺のゲート残りやフランジの形状不良の有無を検査するための被検物像を取得することができる。
(第1〜第3検査装置を備える検査システムの構成)
図17は、検査システム100が、上記で実施の形態2から実施の形態2の変形例2として説明した構成を有する場合の機能ブロック図である。図17に示されるように、検査システム100において制御装置60は回転搬送部30、第1検査装置51、第2検査装置52、第3検査装置53、および移載部40と通信可能に接続されている。そして制御装置60はこれらの構成要素に制御のための信号を送信して、上述のとおり回転搬送部30を制御してこれらの検査装置間を搬送させ、これらの検査装置を制御して各検査領域の中にある被検物の検査のための動作をさせる。
および第2検査装置52のそれぞれからデータを取得し、被検物200が各検査装置による検査に合格であるか否かを判断する(ステップS10、S20、S30)。この例では
、これらの検査のすべてに合格した被検物200は、制御装置60による制御の下、排出部70により第1載置領域801に載置される(ステップS40)。また、これらの検査
のうちいずれかひとつでも不合格であった被検物200は、制御装置60による制御の下、排出部70により第2載置領域802に載置される(ステップS45)。
この排出部70の構成について例を用いてさらに説明する。図19は、被検物200の選別を実施するための構成を有する検査システム100の排出部周辺の概略斜視図である。図20は、本発明の一態様に係る検査システム100が備える排出部70と、被検物トレイ800と、被検物200の移動軌跡との位置関係を示す概略平面図である。
次に、排出部70の動作について説明する。この動作は、排出部70が制御装置60の制御の下、実施の形態2として記載した検査システムの動作の工程4で行う動作であり、下記の工程401から工程405からなる。つまり、第3検査装置、第1検査装置51および第2検査装置による検査を終えた被検物200を保持している保持部32は、この動作の前に第2検査装置52の検査領域のある位置から90度回転して、図8で示すOUTの位置に最も近い位置で一時停止している。
711で吸着する。
この構成により、検査システム100は一連の検査が終わった各被検物の良不良の判断結果に応じて、各被検物を選別することができる。
本発明の各実施の態様に係る検査システム100では、支持部160に収まる各被検物200は、回転搬送部30の一時停止時に移動経路上で第1検査装置51または第2検査装置52の検査領域に確実に収まる必要がある。また、被検物の回転搬送部30への載置や回転搬送部30からの排出においても各被検物200は所定の位置にあることを前提として移載部40および排出部70は制御されている。
る位置決め部90を備えてもよい。この位置決め部90は、回転搬送部30によって搬送される被検物の円状の移動軌跡を含む平面と直交する軸を有する直円錐体であり、この軸に沿って上下動可能に台座20に固定され、支持部160の位置決め時に、前記直円錐体が支持部160の露出孔1601を貫通して当接する位置まで上下されてもよい。
位置決め部90を用いた支持部160の位置調整の方法の例を以下に説明する。
当接すればこの支持部160の位置合わせを終了する。露出孔1601の最下部と位置決め部90の側面とは一部のみが当接し隙間がある場合は、この隙間がなくなるようアーム長調整部163を操作して支持部160のXY平面上での位置を調整する。必要に応じて位置決め部90の上下位置も調整し、露出孔1601の最下部全体と位置決め部90の側面とを当接させてこの支持部160の位置合わせを終了する。
13、23 光源部
14 ハーフミラー
15、25 遮光体
16、32 保持部
160 支持部
161 アーム部
20 台座
26 移動部
30 回転搬送部
31 ターンテーブル
40 移載部
400、700 吸着機構
50 検査装置
51 第1検査装置
52 第2検査装置
53 第3検査装置
60 制御装置
70 排出部
90 位置決め部
500、800 被検物トレイ
200 被検物
Claims (13)
- 被検物が反射する光がなす反射光像によって前記被検物の外観を検査する外観検査装置であって、
前記被検物の被観察面の反対側に位置し、前記被検物に向けて光を出射する光源部と、
前記被検物の被観察面側に位置し、前記光源部から出射された光を前記被観察面に向けて反射させるとともに、前記被観察面で反射された光を透過させるハーフミラーと、
前記光源部と前記被検物との間に配置され、前記光源部から出射された光のうち、前記被検物に直接照射される方向に出射された光をすべて遮る遮光体とを備え、
前記光源部は前記反射光像をなす光の唯一の光源であって、前記出射した光で前記ハーフミラーの前記被検物に対向する面を略一様の照度で照射し、
前記ハーフミラーは、前記光源部から出射された光を前記被観察面に向けて反射する領域内に穴および隙間を有しない、
外観検査装置。 - 前記ハーフミラーは、前記被検物の被観察面に対向する凹面を有する、
請求項1に記載の外観検査装置。 - 前記ハーフミラーは、前記被検物の被観察面側を覆うドーム形状を有する、
請求項1または2に記載の外観検査装置。 - 前記ハーフミラーは、少なくとも450nm〜700nmの波長帯の光に対する透過率と反射率とが略一致する特性を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の外観検査装置。 - 前記凹面には、チタンを主成分とする膜と二酸化ケイ素を主成分とする膜とを交互に積層してなる積層膜が形成されている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の外観検査装置。 - 複数の被検物の検査を並行に実施する検査システムであって、
台座と、
前記台座に対して回転可能に接続されるターンテーブルと、前記ターンテーブルによって支持され、前記ターンテーブルに所定の間隔で前記複数の被検物を保持する複数の保持部とを備える回転搬送部と、
前記台座の複数の位置に配置され、前記ターンテーブルが回転したときの前記複数の被検物の移動軌跡上に検査領域をそれぞれ有する複数の検査装置と、
前記回転搬送部および前記検査装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記ターンテーブルが一時停止と所定の角度の回転とを交互に繰り返し、前記ターンテーブルの一時停止の間、前記複数の検査装置の検査領域の中に前記複数の保持部のそれぞれに保持されている前記被検物のいずれかが位置するように前記回転搬送部を制御し、前記複数の検査装置が前記ターンテーブルの一時停止の間に前記検査領域の中にある前記被検物の検査であって相互に異なる検査をそれぞれ実施するように前記複数の検査装置を制御し、
前記複数の検査装置の一である第1検査装置は、請求項1から5のいずれか1項に記載の外観検査装置である、
検査システム。 - 前記複数の被検物のそれぞれは、集光機能を有する光学素子であり、
前記複数の検査装置の他の一である第2検査装置は、
前記検査領域にある被検物の被観察面の反対側に位置し、前記被検物に向けて光を出射する光源部と、
前記光源部と前記被検物との間であって前記被検物の焦点距離よりも前記被検物に近い位置に配置され、前記被検物の被観察面側から前記被検物に入射する平行光の集光光束を前記位置で前記集光光束の中心軸に垂直な面で切断したときに得られる前記集光光束の断面の形状に略一致する形状を有し、前記光源部から出射された光のうち、前記被検物に直接照射される方向に出射された光を遮る遮光体とを備える、
請求項6に記載の検査システム。 - 前記第2検査装置は駆動部をさらに備え、
前記遮光体は前記駆動部と連動可能に接続され、
前記制御装置は、前記移動部が、前記光源部から出射された光のうち、前記被検物に直接照射される方向に出射された光を遮らない位置に前記遮光体を移動させるように前記駆動部を制御する、
請求項7に記載の検査システム。 - 前記被検物の被観察面側を吸着する吸着機構を備える移載部と、
前記複数の被検物を検査する検査装置である第3検査装置とをさらに備え、
前記制御装置はさらに、前記移載部が前記吸着機構を用いて前記複数の被検物を順次吸着して前記移動軌跡上の所定の場所まで移動し、前記回転搬送部の一時停止時に前記所定の場所で吸着を解除して前記被検物を前記複数の保持部に順次載置するよう前記移載部および前記回転搬送部を制御し、前記第3検査装置が前記移載部によって吸着されている前記被検物の被観察面と反対側の面を検査するよう前記第3検査装置を制御する、
請求項7または8に記載の検査システム。 - 前記制御装置は、前記第1検査装置を制御することで、少なくとも前記被検物の被観察面の状態に関する情報を含む第1検査情報を前記第1検査装置から取得し、
前記制御装置は、前記第2検査装置を制御することで、少なくとも前記被検物の内部の状態に関する情報を含む第2検査情報を前記第2検査装置から取得し、
前記制御装置は、前記第3検査装置を制御することで、少なくとも前記被検物の被観察面と反対側の面の状態に関する情報を含む第3検査情報を前記第3検査装置から取得する、
請求項9に記載の検査システム。 - 前記第1検査装置、前記第2検査装置、および前記第3検査装置による検査を受けた被検物を前記複数の保持部から順次取り出して第1載置領域および第2載置領域を有するトレイに載置する排出部をさらに備え、
前記制御装置は、前記第1検査情報、前記第2検査情報、および前記第3検査情報に基づいて、前記取り出された被検物が前記検査に合格したか否かを判断し、前記取り出された被検物を前記判断の結果に応じて前記第1載置領域または前記第2載置領域に載置するよう前記排出部を制御する、
請求項10に記載の検査システム。 - 前記複数の保持部のそれぞれは、前記被検物を支持する支持台および前記支持台が支持する前記被検物の光学面を露出する円形状の露出孔を有する支持部と、前記支持部と前記ターンテーブルとを離隔して接続し、前記露出孔が前記平面上で移動可能なよう前記支持部を支持する3以上のアーム部とを備える、
請求項6から11のいずれか1項に記載の検査システム。 - さらに前記ターンテーブルにおける前記複数の保持部がそれぞれ備える支持部の位置決めに用いられる治具である位置決め部を備え、
前記位置決め部は、前記移動軌跡を含む平面と直交する軸を有する直円錐体であり、前記軸に沿って上下動可能に前記台座に固定され、前記支持部の位置決め時に、前記直円錐体が前記露出孔を貫通して当接する位置まで上下される
請求項12に記載の検査システム。
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