JP6938093B2 - 検査対象物の境界部を検査する方法及びその検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象物の境界部を検査する方法及びその検査装置に関する。

検査対象物の表面、他の平面及び境界部の凹凸を検査する方法として、検査対象物の表面に平行光線からなる照明を当てて、その反射光から検査対象物の境界部の凹凸や直線性を検査するものがある。しかし、光沢のある表面、例えば金属の表面では、表面からの反射光が強くなり、表面以外では、画面が暗くなり、境界部の状態を判断することが困難である。

また、図１５に示すように、検査対象物１５０の表面１５１の広い範囲に照射装置１２０から縞状のパターン１２１の照明光１３０を投影して、その反射光１４０をカメラ１６０で撮影して、縞状のパターン１２１の乱れから検査対象物１５０の表面１５１の凹凸を検査するものがある（例えば、特許文献１及び２参照。）。しかしながら、この場合には、表面１５１と他の平面との境界部の検査は困難であり、また、反射光１４０が、照射装置１２０のどの位置から照射された光であるかを認識することができず、そのため、撮影した画像に高度な画像処理を行っている場合がある。従って、画像処理に時間がかかり、装置も大型になる。

また、図１６に示すように、円環状の光源２２０を使用して、内側から赤色ＬＥＤ２２１、次に緑色ＬＥＤ２２２、最も外側に青色ＬＥＤ２２３の光を被検査基板２５０に置かれた検査対象物に投影して、色相の変化をカメラ２６０で撮影するものがある（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、この場合には、赤色ＬＥＤ２２１と青色ＬＥＤ２２３と緑色ＬＥＤ２２４がそれぞれ必要であり、装置が大型となり、また、表面と他の平面との境界部の検査は困難である。

特開２０１４−２０４１号公報 特開２０１６−１３０６９５号公報 特開２００５−２７４５５８号公報

そこで本発明は、装置が小型であり、検査物の表面と他の面との境界部の微小な凹凸や変化も素早く確実に検査できる検査方法とその装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために請求項１の本発明は、検査対象物の表面と、表面と所定の角度で傾斜する傾斜面又は表面から湾曲して形成される湾曲面との境界部を検査する方法において、
複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第１回折光を表面に照射し、複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第２回折光を、傾斜面又は湾曲面に照射して、
第１回折光が検査対象物の表面から反射される第１反射光と、第２回折光が傾斜面又は湾曲面から反射される第２反射光を検出し、検査対象物の表面と傾斜面又は湾曲面の部分との境界部の部分の第１反射光と第２反射光の色の変化により検査対象物の境界部を検査する方法である。

請求項１の本発明では、検査対象物の表面と、表面と所定の角度で傾斜する傾斜面又は表面から湾曲して形成される湾曲面との境界部を検査する方法において、複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第１回折光を表面に照射している。第１回折光は、検査対象物の表面から反射される第１反射光が一定の同じ色となるように構成可能であり、表面以外の部分からの反射光と容易に識別することができる。

複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第２回折光を、傾斜面又は湾曲面に照射している。第２回折光は、検査対象物の表面から反射される第２反射光が一定の同じ色の反射光となるように構成可能であり、傾斜面又は湾曲面以外の部分からの反射光と容易に識別することができる。

第１回折光が検査対象物の表面から反射される第１反射光と、第２回折光が傾斜面又は湾曲面から反射される第２反射光を検出し、検査対象物の表面と傾斜面又は湾曲面の部分との境界部の部分の第１反射光と第２反射光の色の変化により検査対象物の境界部を検査する。このため、境界部の部分に凹凸等の異常があれば、その部分の色が変わり、特別な画像処理を必要とせず、検査が容易であるとともに、検査速度を早くすることができる。また、表面の反射光と傾斜面又は湾曲面からの反射光の色が異なる場合には、反射光の色の変化により検査できるため、表面と傾斜面又は記湾曲面の部分との境界部の部分が、明確となる。

請求項２の本発明は、複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第１回折光と第２回折光は、白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過又は反射した回折光を使用する検査対象物の境界部を検査する方法である。

請求項２の本発明では、複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第１回折光と第２回折光は、白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過又は反射した回折光を使用する。このため、ホログラフィック回折光学素子で容易に複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される回折光を作成することができる。また、ホログラフィック回折光学素子は、柔軟性を有して、検査対象物に応じて曲げることができ、局面を有する検査対象物に確実に回折光を照射することができる。
なお、回折光の強度を強くするため、ホログラフィック回折光学素子として位相変調型の体積ホログラムを用いることが好ましい。

請求項３の本発明は、ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べた検査対象物の境界部を検査する方法である。

請求項３の本発明では、ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べたため、１個のホログラフィック回折光学素子からの反射光は、反射面により異なった色様として観察することができ、検査対象物の境界部の微細な変化に対しても、確実に縞模様の色変化として観察することができ、境界部の凹凸を容易に発見することができる。

請求項４の本発明は、第２回折光は、第１回折光を反射鏡又はプリズムで角度を変えて傾斜面又は湾曲面に照射する、又はホログラフィック回折光学素子を屈曲又は湾曲させて第1回折光を照射する部分以外の部分から第２回折光を照射する検査対象物の境界部を検査する方法である。

請求項４の本発明では、第２回折光は、第１回折光を反射鏡又はプリズムで角度を変えて傾斜面又は湾曲面に照射する場合には、１つの光源から異なった回折光を照射することができ、装置を簡略化することができる。
ホログラフィック回折光学素子を屈曲又は湾曲させて第1回折光を照射する部分以外の部分から第２回折光を照射する場合には、柔軟性を有するホログラフィック回折光学素子を使用して、検査対象物に沿って、ホログラフィック回折光学素子を屈曲又は湾曲させて１つの光源である1個のホログラフィック回折光学素子から第1回折光と第２回折光を照射することができる。

請求項５の本発明は、第１回折光と第２回折光は、別の光源から発光された光である検査対象物の境界部を検査する方法である。

請求項５の本発明では、第１回折光と第２回折光は、別の光源から発光された光であるため、第１回折光と第２回折光は、別の表面を自由な角度から照射することができ、検査対象物の表面と傾斜面又は湾曲面を適切に照射して、境界部の第１反射光と第２反射光の異なりを際立たせることができ、確実に検査することができる。

請求項６の本発明は、第１反射光と第２反射光をカメラで撮影し、撮影した反射光のデータを記録して、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断し、検査対象物の境界部の凹凸を検査する検査対象物の境界部を検査する方法。

請求項６の本発明では、第１反射光と第２反射光をカメラで撮影し、撮影した反射光のデータを記録して、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断し、検査対象物の境界部の凹凸を検査する。検査対象物の境界部の凹凸を色の変化に基づき判断するため、特別な画像処理を必要としなく、検査を確実に、素早く検査することができるとともに、検査対象物から離れて検査することもでき、記録したデータに基づき、自動判断装置を使用して自動的に検査することができる。

請求項７の本発明は、検査対象物の表面と該表面と所定の角度で傾斜する傾斜面又は該表面から湾曲して形成される湾曲面との境界部を検査する方法において、
光源と、光源から照射される光を複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第１回折光を表面に照射する装置と、光源と、光源から照射される光を複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第２回折光を、傾斜面又は湾曲面に照射する装置と、
第１回折光が検査対象物の表面から反射される第１反射光と、第２回折光が上記傾斜面又は湾曲面から反射される第２反射光を検出し、検査対象物の表面と傾斜面又は湾曲面の部分との境界部の部分の第１反射光と第２反射光の色の変化により検査対象物の境界部を検査する検査装置である。

請求項７の本発明では、検査対象物の表面と該表面と所定の角度で傾斜する傾斜面又は該表面から湾曲して形成される湾曲面との境界部を検査する方法において、光源と、光源から照射される光を複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第１回折光を表面に照射する装置を有している。このため、第１回折光により検査対象物の表面の第１反射光は、一定の同じ色の反射光であり、表面以外の部分からの反射光と容易に識別することができる。

光源と、光源から照射される光を複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第２回折光を、傾斜面又は湾曲面に照射する装置を有している。このため、傾斜面又は湾曲面の第２反射光は、表面からの反射光と色が異なる場合があり、表面との区別が容易である。

第１回折光が検査対象物の表面から反射される第１反射光と、第２回折光が上記傾斜面又は湾曲面から反射される第２反射光を検出し、検査対象物の表面と傾斜面又は湾曲面の部分との境界部の部分の第１反射光と第２反射光の色の変化により検査対象物の境界部を検査する。このため、境界部の部分に凹凸等の異常があれば、その部分の色が変わり、特別な画像処理を必要とせず、検査が容易であるとともに、検査速度を早くすることができる。また、表面の反射光と傾斜面又は湾曲面からの反射光の色が異なる場合には、反射光の色の変化により検査できるため、表面と傾斜面又は記湾曲面の部分との境界部の部分が、明確となる。

請求項８の本発明は、光源は、白色光源であり、照射装置は、白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過又は反射した第１回折光と第２回折光とし、第１回折光と第２回折光は、複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される回折光とする検査装置である。

請求項８の本発明では、光源は、白色光源であり、照射装置は、白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過又は反射した第１回折光と第２回折光とし、第１回折光と第２回折光は、複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される回折光である。このため、ホログラフィック回折光学素子で容易に複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される回折光を作成することができる。また、ホログラフィック回折光学素子は、柔軟性を有して、検査対象物に応じて曲げることができ、局面を有する検査対象物に確実に回折光を照射することができる。
なお、回折光の強度を強くするため、ホログラフィック回折光学素子として位相変調型の体積ホログラムを用いることが好ましい。

請求項９の本発明は、ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べた検査装置である。

請求項９の本発明では、ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べたため、反射光は、反射面により異なった色様として観察することができ、検査対象物の境界部の微細な変化に対しても、確実に縞模様の色変化として観察することができ、境界部の凹凸を容易に発見することができる。

請求項１０の本発明は、第２回折光は、第１回折光を反射鏡又はプリズムで角度を変えて傾斜面又は湾曲面に照射する、又はホログラフィック回折光学素子を屈曲又は湾曲させて第1回折光を照射する部分以外の部分から第２回折光を照射する検査装置である。

請求項１０の本発明では、第２回折光は、第１回折光を反射鏡又はプリズムで角度を変えて傾斜面又は湾曲面に照射する場合には、１つの光源から異なった回折光を照射することができ、装置を簡略化することができる。
ホログラフィック回折光学素子を屈曲又は湾曲させて第1回折光を照射する部分以外の部分から第２回折光を照射する場合には、柔軟性を有するホログラフィック回折光学素子を使用して、検査対象物に沿って、ホログラフィック回折光学素子を屈曲又は湾曲させて１つの光源である1個のホログラフィック回折光学素子から第1回折光と第２回折光を照射することができる。

請求項１１の本発明は、第１回折光と第２回折光は、別の光源から発光された光である検査装置である。

請求項１１の本発明では、第１回折光と第２回折光は、別の光源から発光された光であるため、第１回折光と第２回折光は、別の表面を自由な角度から照射することができ、検査対象物の境界部の反射光の異なりを際立たせることができ、確実に検査することができる。

請求項１２の本発明は、反射光を撮影するカメラと、撮影した反射光のデータを記録する記録装置を有し、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断する判断装置を有する検査装置である。

請求項１２の本発明では、反射光を撮影するカメラと、撮影した反射光のデータを記録する記録装置を有し、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断する判断装置を有する。このため検査対象物の境界部の凹凸を色の変化に基づき判断するため、特別な画像処理を必要としなく、検査を確実に、素早く検査することができるとともに、検査対象物から離れて検査することもでき、記録したデータに基づき、自動判断装置を使用して自動的に検査することができる。

第１反射光と第２反射光を検出し、検査対象物の表面と傾斜面又は湾曲面の部分との境界部の部分の第１反射光と第２反射光の色の変化により検査対象物の境界部を検査するため、表面の第１反射光と傾斜面又は湾曲面からの第２反射光の色が異なり、反射光の色の変化により検査できるため、表面と傾斜面又は記湾曲面の部分との境界部の部分が、明確となり、境界部の部分に凹凸等の異常があれば、特別な画像処理を必要とせず、検査が容易である。

本発明の実施の形態を示すもので、検査装置の全体の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面に照射した撮影画面の模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から同一方向の回折光を検査対象物の表面と斜面状に照射し、反射光をとらえるカメラを検査対象物の表面垂直上部に置いた検査装置の模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子の場所により異なる角度の回折光を検査対象物の表面と斜面状に照射し、反射光をとらえるカメラを検査対象物の表面の斜め上部に置いた検査装置の模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面、斜面状と境界部に照射した撮影画面の模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面と斜面状に照射し、表面と斜面状の境界部が凸部の場合の反射光の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面と斜面状に照射し、表面と斜面状の境界部が凹部の場合の反射光の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面と斜面に照射し、表面、斜面と境界部の反射光の状態を示す模式図である。（ａ）は、斜面が４５度のものを示し、（ｂ）は、表面、斜面と境界部の反射光の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面と斜面に照射し、表面、斜面と境界部の反射光の状態を示す模式図である。（ａ）は、斜面が３０度のものを示し、（ｂ）は、表面、斜面と境界部の反射光の状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面と斜面に照射し、表面、垂直面と湾曲した境界部の反射光の状態を示す模式図である。（ａ）は、表面と垂直面との境界部分が湾曲した境界部のものを示し、（ｂ）は、表面、斜面と湾曲した境界部の反射光の状態を示す模式図である。 ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面と斜面に照射し、表面、斜面と境界部の反射光の状態を示す写真である。（ａ）は、表面、斜面と境界部の反射光の状態を示す写真であり、（ｂ）は、境界部の部分を拡大した写真である。 本発明の実施の形態を示すもので、ホログラフィック回折光学素子から回折光を検査対象物の表面と斜面に照射し、表面と湾曲面の反射光の状態を示す写真である。（ａ）は、表面、湾曲面の反射光の状態を示す写真であり、（ｂ）は、湾曲面の部分を拡大した写真である。 本発明の実施の形態を示すもので、検査対象物の表面側面との間の境界部が湾曲した状態を示し、ホログラフィック回折光学素子が湾曲した溝に沿って回折光を照射する模式図である。 本発明の実施の形態を示すもので、検査対象物の表面に漏斗状の凹部があり、漏斗状の凹部に沿って回折光を照射する模式図である。 従来の検査装置の構成を示す模式図であり、照射装置から縞状のパターンの回折光を投影して、その反射光を撮影する構成を示す模式図である。 従来の他の検査装置の構成を示す模式図であり、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを環状に配置して検査する構成を示す模式図である。

本発明の実施の形態を図１〜図１４に基づき説明する。
本発明の検査装置は、図１に示すように、検査対象物５０の表面５１に回折光３０である第１回折光３１と、傾斜面５２に対して回折光３０である第２回折光３２をミラー７０で反射させて照射するホログラフィック回折光学素子２０と、ホログラフィック回折光学素子２０に光を照射する光源である白色光源１０を有し、検査対象物５０の表面５１、傾斜面５２及び表面５１と傾斜面５２の境界部５３からの反射光４０を検査するものである。なお、傾斜面５２は、平板状に傾斜した面と、湾曲して傾斜した面を含むものである。

さらに、検査対象物５０の表面５１、傾斜面５２及び境界部５３からの反射光４０を撮像するカメラ６０を設けて、カメラ６０からの画像データを記録する画像データ記録装置を設けることができる。図２は、検査対象物５０の表面５１にホログラフィック回折光学素子２０から照射したときに、第１回折光３１の各成分毎の照射状態を示すものである。

画像データ記録装置からのデータに基づき、検査対象物５０の表面５１、傾斜面５２及び境界部５３からの反射光４０の色情報により、表面５１、傾斜面５２及び境界部５３の不良情報である凹凸の検査を自動的に行うことができる。
なお、カメラ６０のデータを自動的に判断しない場合には、目視により反射光４０を検査することができる。

白色光源としてＬＥＤ光源を使用することができる。ＬＥＤ光源を使用する場合には、青色発光ＬＥＤを黄色蛍光体に当てて白色としたものを使用することができる。また、赤色、緑色及び青色を発光するＬＥＤ素子を使用することもできる。ＬＥＤ光源を使用すると、安定した波長で、強い光を得ることができる。
なお、白色光源として、キセノン光、ハロゲン光、レーザー光等を使用することもできる。

以下ではホログラフィック回折光学素子２０として、回折光が透過光となる、透過型ホログラフィック回折光学素子について説明する。
また、ホログラフィック回折光学素子２０は、透光性を有する軟質プラスチックで柔軟性を有するシート状に形成することができ、検査対象物５０の形状に応じて、湾曲させることができる。さらに、ホログラフィック回折光学素子２０は、透光性であるため、ホログラフィック回折光学素子２０の後ろ側にカメラ６０等を置き、観察することができる。

ホログラフィック回折光学素子２０の回折角度は、プリズムの回折角度よりも大きく、シャープに各色を分離することができる。
このように、ホログラフィック回折光学素子２０を使用して、回折させると色毎に明確に回折角度が異なった光を得ることができる。

このため、図２に示すように、ホログラフィック回折光学素子２０から出た光は、第１回折光３１の青成分３１ａ、緑成分３１ｂ及び赤成分３１ｃ毎にそれぞれ異なる角度で照射され、且つ青成分３１ａ、緑成分３１ｂ及び赤成分３１ｃは、同色では同じ角度で高い指向性を有する。

図２に示すように、水平に置いた検査対象物５０の表面５１にホログラフィック回折光学素子２０から出た第１回折光３１を照射すると、第１回折光３１の青成分３１ａ、緑成分３１ｂ及び赤成分３１ｃは、それぞれホログラフィック回折光学素子２０から出る角度が異なる。青成分３１ａは、最も回折角度が大きく、赤成分３１ｃは元も回折角度が小さく、緑成分３１ｂの回折角度はその中間である。青成分３１ａ、緑成分３１ｂ及び赤成分３１ｃは、それぞれ青成分３１ａ同士、緑成分３１ｂ同士、赤成分３１ｃ同士ではホログラフィック回折光学素子２０から高い指向性を持って照射される。

本実施の形態では、第１回折光３１は、縦または横方向に変化するものを使用したが、アーチ状に変化するもの、或いはリング状の縞模様にすることができる。また、後述するように、検査対象物の形状に沿って、湾曲した縞模様にすることができる。

水平に置いた検査対象物５０の表面５１から反射する第１反射光４１は、色毎に反射角度が異なる。そのため、カメラ６０を所定の場所に置くと、平らな表面５１からの第１反射光４１のうち特定の色の第１反射光４１のみを見ることができる。図２においては、第１反射光４１は緑成分４１ｂのみを見ることができる。なお、カメラ６０を使用せずに、目視により確認することができる。カメラ６０に位置に目を置くと、検査対象物５０の表面５１は、緑色に見える。

次に、図３に示すように、検査対象物５０が上部の平面である表面５１と、表面５１から４５度の角度で形成された傾斜面５２と、傾斜面５２から垂直方向に形成された側面５４と、表面５１と傾斜面５２の境界に形成された境界部５３を有する場合に、カメラ６０をホログラフィック回折光学素子２０の垂直表面に置いた場合について説明する。ホログラフィック回折光学素子２０は、反射光を透過することができる。

白色光源１０から照射された白色光は、ホログラフィック回折光学素子２０を通過して回折光３０となり、表面５１に照射される第１回折光３１は表面５１で反射して、第１反射光４１となる。その時、上述のように、第１回折光３１の緑成分３１ｂが第１反射光４１の緑成分４１ｂとしてカメラ６０に到達する。

傾斜面５２には、第２回折光３２がミラー７０により反射されて照射され、傾斜面５２から反射されて第２反射光４２となる。その時、第２回折光３２の緑成分３２ｂが第２反射光４２の緑成分４２ｂとしてカメラ６０に到達する。
側面５４に照射された第２回折光３２は、下方に反射されるために、カメラ６０には到達せず、カメラ６０には背景として黒く写る。

次に、図４に示すように、同様に、検査対象物５０が上部の表面５１と、傾斜面５２と、側面５４と、境界部５３を有する場合に、カメラ６０をホログラフィック回折光学素子２０の斜め表面に置いた場合について説明する。ホログラフィック回折光学素子２０は、右側と左側でそれぞれ中心方向に回折光を出しており、第１回折光３１と第２回折光３２は、回折光の光源が異なる。

ホログラフィック回折光学素子２０の第１回折光３１を照射すると、第１回折光３１の青成分３１ａ、緑成分３１ｂ及び赤成分３１ｃは、それぞれ角度が異なる。
また、ホログラフィック回折光学素子２０の第２回折光３２を照射すると、第２回折光３２の青成分３２ａ、緑成分３２ｂ及び赤成分３２ｃは、それぞれ角度が異なる。

白色光源１０から照射された白色光は、ホログラフィック回折光学素子２０を通過して回折光３０となり、表面５１に照射される第１回折光３１は表面５１で反射して、第１反射光４１となる。その時、第１回折光３１の緑成分３１ｂが第１反射光４１の緑成分４１ｂとしてカメラ６０に到達する。

傾斜面５２には、第２回折光３２がミラー７０により反射されて照射され、傾斜面５２から反射されて第２反射光４２となる。その時、第１回折光３１とは異なり、第２回折光３２の青成分３２ａが第２反射光４２の青成分４２ａとしてカメラ６０に到達する。このため、検査対象物５０の境界部５３の左右は、色が異なるため、境界部５３の観測が容易である。
側面５４に照射された第２回折光３２は、下方に反射されるために、カメラ６０には到達せず、カメラ６０には背景として黒く写る。

その時の第１回折光３１、第１反射光４１、第２回折光３２及び第２反射光４２の模式図を図５〜図７に示す。
図５に示すように、検査対象物５０が上部の表面５１は、第１回折光３１の緑成分３１ｂが第１反射光４１の緑成分４１ｂとしてカメラ６０に到達するため、緑色となる。
検査対象物５０の傾斜面５２は、図５の場合には、第２回折光３２の緑成分３２ｂが第２反射光４２の緑成分４２ｂとしてカメラ６０に到達する。
側面５４は、背景として黒くなる。

図５に示すように、検査対象物５０の表面５１と傾斜面５２の境界部５３に凹部５５と凸部５６がある場合には、凹部５５は青色に変化し、凸部５６の場合には、赤色に変化する。このため、金属表面等の反射光の違いが見にくい場合でも、境界部５３に凹凸がある場合には色の違いにより容易に、検出することができる。これは、図３に示す照射の場合でも、図４に示す照射の場合でも同様である。

検査対象物５０の境界部５３に凸部５６がある場合には、図６に示すように、表面５１では第１回折光３１の緑成分３１ｂが反射して第１反射光４１の緑成分４１ｂが観測され、傾斜面５２では第２回折光３２の緑成分３２ｂが反射して第２反射光４２の緑成分４２ｂが観測される。境界部５３に凸部５６では、第１回折光３１の赤成分３１ｃが反射して第１反射光４１の赤成分４１ｃが観測される。このため、検査対象物５０の境界部５３に凸部５６を容易に検出することができる。

検査対象物５０の境界部５３に凹部５５がある場合には、図７に示すように、表面５１では第１回折光３１の緑成分３１ｂが反射して第１反射光４１の緑成分４１ｂが観測され、傾斜面５２では第２回折光３２の緑成分３２ｂが反射して第２反射光４２の緑成分４２ｂが観測される。境界部５３に凹部５５では、第１回折光３１の青成分３１ａが反射して第１反射光４１の青成分４１ａと第２回折光３２の青成分３２ａが反射して第２反射光４２の青成分４２ａが観測される。このため、検査対象物５０の境界部５３に凹部５５を容易に検出することができる。

次に、図８〜図１０により、検査対象物５０の表面５１、傾斜面５２及び境界部５３の撮影画像の模式図を説明する。
図８は、傾斜面５２が表面５１に対して４５度傾斜した検査対象物５０の撮影画像である。図８の（ａ）は、検査対象物５０の断面図と、黒い太線が回折光の照射範囲を示す図である。（ｂ）は、検査対象物５０の表面５１、傾斜面５２及び境界部５３の撮影画像の模式図である。（ｂ）に示すように、検査対象物５０の境界部５３が、明確に検査することができる。

図９は、傾斜面５２が表面５１に対して３０度傾斜した検査対象物５０の撮影画像である。図９の（ａ）は、検査対象物５０の断面図と、黒い太線が回折光の照射範囲を示す図である。（ｂ）は、検査対象物５０の表面５１、傾斜面５２及び境界部５３の撮影画像の模式図である。（ｂ）に示すように、検査対象物５０の傾斜面５２の傾斜が少なくても、境界部５３が、明確に検査することができる。

図１０は、傾斜面５２が表面５１と側面５４を円弧状に湾曲した湾曲面の検査対象物５０の撮影画像である。図１０の（ａ）は、検査対象物５０の断面図と、黒い太線が回折光の照射範囲を示す図である。（ｂ）は、検査対象物５０の表面５１、湾曲面である傾斜面５２及び境界部５３の撮影画像の模式図である。（ｂ）に示すように、検査対象物５０の傾斜面５２が湾曲していても、境界部５３が、明確に検査することができる。

図１１は、図１２との比較のために示すもので、ホログラフィック回折光学素子２０から一方の回折光のみを検査対象物５０の表面５１と傾斜面５２に照射し、表面５１と傾斜面５２と境界部５２の反射光の状態を示す写真である。（ａ）は、表面５１と傾斜面５２と境界部５２の反射光の状態を示す写真であり、（ｂ）は、境界部５２の部分を拡大した写真である。この場合には、傾斜面５２の部分が暗いので、傾斜面５２と境界部５３の観察がむつかしい。

図１２は、ホログラフィック回折光学素子２０から第１回折光３１と第２回折光３２を検査対象物５０の表面５１と傾斜面５２に照射し、表面５１、傾斜面５２及び境界部５３の反射光の状態を示す写真である。（ａ）は、表面５１と傾斜面５２と境界部５２の反射光の状態を示す写真であり、（ｂ）は、境界部５２の部分を拡大した写真である。この場合には、表面５１と傾斜面５２と境界部５２のいずれも十分な反射光があり、傾斜面５２と境界部５３の観察が容易である。

図１３は、検査対象物５０の傾斜面５２と境界部５３が蛇行した場合を示すものである。この場合におも、ホログラフィック回折光学素子２０をこの傾斜面５２と境界部５３に沿って、回折光３０の第１回折光３１と第２回折光３２が照射するように形成することができる。このため、検査対象物５０が直線状の場合と同様に、ホログラフィック回折光学素子２０を使用して検査対象物５０の表面５１、傾斜面５２と境界部５３を検査することができる。

図１４は、検査対象物５０に漏斗状の穴を開けた場合における表面５１と、漏斗状の穴の傾斜面５２と、表面５１と傾斜面５２の境界部５３を検査するものである。
ホログラフィック回折光学素子２０の回折光３０の第１回折光３１と第２回折光３２を円弧状に照射するように形成することができる、ホログラフィック回折光学素子２０を使用して検査対象物５０の表面５１、傾斜面５２と境界部５３を検査することができる。

１０ 白色光源
２０ ホログラフィック回折光学素子
３０ 回折光
３１ 第１回折光
３２ 第２回折光
４０ 反射光
４１ 第１反射光
４２ 第２反射光
５０ 検査対象物
５１ 表面
５２ 傾斜面
５３ 境界部
５５ 凹部
５６ 凸部

Claims (12)

1. 検査対象物の表面と、該表面と所定の角度で傾斜する傾斜面又は上記表面から湾曲して形成される湾曲面との境界部を検査する方法において、
   複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第１回折光を上記表面に照射し、複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第２回折光を、上記傾斜面又は上記湾曲面に照射して、
   上記第１回折光が上記検査対象物の上記表面から反射される第１反射光と、上記第２回折光が上記傾斜面又は上記湾曲面から反射される第２反射光を検出し、上記検査対象物の上記表面と上記傾斜面又は上記湾曲面の部分との上記境界部の部分の上記第１反射光と第２反射光の色の変化により上記検査対象物の境界部を検査する方法。
2. 上記複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される上記第１回折光と上記第２回折光は、白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過又は反射した回折光を使用する請求項１に記載の検査対象物の境界部を検査する方法。
3. 上記ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べた請求項２に記載の検査対象物の境界部を検査する方法。
4. 上記第２回折光は、上記第１回折光を反射鏡又はプリズムで角度を変えて上記傾斜面又は上記湾曲面に照射する、又はホログラフィック回折光学素子を屈曲又は湾曲させて上記第1回折光を照射する部分以外の部分から上記第２回折光を照射する請求項１又は請求項２に記載の検査対象物の境界部を検査する方法。
5. 上記第１回折光と上記第２回折光は、別の光源から発光された光である請求項１又は請求項２に記載の検査対象物の境界部を検査する方法。
6. 上記第１反射光と第２反射光をカメラで撮影し、撮影した上記第１反射光と第２反射光のデータを記録して、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断し、上記検査対象物の境界部の凹凸を検査する請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の検査対象物の境界部を検査する方法。
7. 検査対象物の表面と該表面と所定の角度で傾斜する傾斜面又は該表面から湾曲して形成される湾曲面との境界部を検査する方法において、
   光源と、該光源から照射される光を複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第１回折光を上記表面に照射する装置と、光源と、該光源から照射される光を複数の色が同一の照射装置から各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される第２回折光を、上記傾斜面又は上記湾曲面に照射する装置と、
   上記第１回折光が上記検査対象物の上記表面から反射される第１反射光と、上記第２回折光が上記傾斜面又は上記湾曲面から反射される第２反射光を検出し、上記検査対象物の上記表面と上記傾斜面又は上記湾曲面の部分との上記境界部の部分の上記第１反射光と第２反射光の色の変化により上記検査対象物の境界部を検査する検査装置。
8. 上記光源は、白色光源であり、上記照射装置は、上記白色光源からの光をホログラフィック回折光学素子に透過又は反射した第１回折光と第２回折光とし、該第１回折光と第２回折光は、複数の色が各色は所定の角度で放射され、且つ、色毎に指向性を有する光で照射される照射光とする請求項７に記載の検査装置。
9. 上記ホログラフィック回折光学素子は、回折角度が異なる回折領域を複数個並べた請求項８に記載の検査装置。
10. 上記第２回折光は、上記第１回折光を反射鏡又はプリズムで角度を変えて上記傾斜面又は上記湾曲面に照射する、又はホログラフィック回折光学素子を屈曲又は湾曲させて上記第1回折光を照射する部分以外の部分から上記第２回折光を照射する請求項８又は請求項９に記載の検査装置。
11. 上記第１回折光と上記第２回折光は、別の光源から発光された光である請求項８又は請求項９に記載の検査装置。
12. 上記第１反射光と第２反射光を撮影するカメラと、撮影した上記第１反射光と第２反射光のデータを記録する記録装置を有し、記録したデータに基づき色の変化を自動的に判断する判断装置を有する請求１１に記載の検査装置。
    

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