JP7175214B2 - inspection equipment - Google Patents

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本発明は、物体に光を照射して得られる画像データから物体の検査を行う検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus that inspects an object from image data obtained by irradiating the object with light.

目視による検査に代わって検査対象物を照明して撮像し、画像データから検査を行う検査装置の導入が進められている。
特に、硬貨や紙幣などの検査を行う際には、表面の傷や色味など、確認すべき事柄が多く、また検知しなければならない傷や特徴部分も小さいため、照明の照度を照射範囲内で一定にするとともに、十分な光量の確保が求められている。
しかしながら、従来の撮像装置側からハーフミラーなどを用いて検査対象物を照らす、所謂落射照明と言われる方法では、光源の光量がハーフミラーによって減光されてしまうことや、装置自体のサイズを小型化することが難しいなどの問題が生じていた。
一方、入射角度の異なる複数の光源を用いて一様に照明を行う方法についても知られている(例えば特許文献1~6等参照)。しかしながら、このような構成では、複数個所からの光が迷光として撮像面に写り込んでしまう問題が生じていた。
2. Description of the Related Art In place of visual inspection, an inspection apparatus is being introduced that illuminates an object to be inspected, takes an image, and performs inspection based on image data.
In particular, when inspecting coins and banknotes, there are many things to check, such as surface scratches and color, and the scratches and characteristic parts that need to be detected are small. is required to be constant and to secure a sufficient amount of light.
However, in the so-called epi-illumination method, in which a half mirror or the like is used to illuminate an object to be inspected from the side of a conventional imaging device, the amount of light from the light source is attenuated by the half mirror, and the size of the device itself can be reduced. There were problems such as the difficulty of
On the other hand, a method of uniformly illuminating using a plurality of light sources with different incident angles is also known (see Patent Documents 1 to 6, for example). However, in such a configuration, there is a problem that light from a plurality of locations is reflected on the imaging plane as stray light.

本発明は以上のような課題に基づきなされたものであり、複数の光源を用いたときにも映り込みを抑制する新規な検査装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a novel inspection apparatus capable of suppressing glare even when a plurality of light sources are used.

本願発明にかかる検査装置は、物体の外観の検査を行う検査装置であって、前記物体を所定の視野角の撮像面で撮像する撮像部と、入射角が前記視野角以下、即ち最小斜入射角が前記視野角に対応する斜入射角以上となる第1照明光で前記物体の面を照明する第1照明部と、最大斜入射角が前記斜入射角及び前記第1照明光の最小斜入射角より小さい第2照明光で前記物体の面を照明する第2照明部と、を有し、前記第1照明部は、前記第1照明光の照度を前記物体の面において一様になるように調整するための第1拡散部を含み、前記第2照明部は、前記第2照明光の照度を前記物体の面において一様になるように調整するための第2拡散部を含み、前記第1照明部と前記第2照明部とは、前記撮像面の外側端部を通り前記視野角に対応する斜入射角と同様の斜入射角を有する仮想的な補助線を挟んで両側に配置され、前記第1照明光から得られた前記物体の明視野画像と、前記第2照明光から得られた前記物体の暗視野画像と、を用いて前記外観の検査を行うとともに、前記撮像部の視野の直径:WL、第2照明光の最大斜入射角:θ3、前記第2照明光の光軸中心が前記物体の面の中心を通るとき前記物体の面となす角:θ5とし、前記撮像部の視野の外側端部と前記第1拡散部の外側端部とを結ぶ線が前記物体の面となす角:θαとしたとき、θ3>θ5>1.5θαを満足することを特徴とする。 An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus for inspecting the appearance of an object, comprising: an imaging unit for imaging the object on an imaging plane with a predetermined viewing angle; a first illumination unit that illuminates a surface of the object with first illumination light whose angle is equal to or greater than the oblique incidence angle corresponding to the viewing angle; a second illumination unit that illuminates the surface of the object with second illumination light having a smaller incident angle, wherein the first illumination unit makes the illuminance of the first illumination light uniform on the surface of the object. and the second illumination unit includes a second diffusion unit for adjusting the illuminance of the second illumination light to be uniform on the surface of the object, The first illumination unit and the second illumination unit are provided on both sides of a virtual auxiliary line that passes through the outer edge of the imaging surface and has the same oblique incidence angle as the oblique incidence angle corresponding to the viewing angle. The external appearance is inspected using a bright field image of the object obtained from the first illumination light and a dark field image of the object obtained from the second illumination light, and the imaging is performed. The diameter of the field of view of the part: WL, the maximum oblique incident angle of the second illumination light: θ3, the angle formed by the surface of the object when the center of the optical axis of the second illumination light passes through the center of the surface of the object: θ5, θ3>θ5>1.5θα, where θα is an angle formed by a line connecting the outer edge of the field of view of the imaging unit and the outer edge of the first diffusion unit and the surface of the object. and

本発明の検査装置によれば、複数の光源を用いたときにも映り込みを抑制して迷光の影響を低減される。 According to the inspection apparatus of the present invention, it is possible to reduce the influence of stray light by suppressing glare even when a plurality of light sources are used.

本発明の実施形態としての検査装置の一例を示す図である。It is a figure showing an example of an inspection device as an embodiment of the present invention. ハイアングル照明による照明の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of illumination by high angle illumination. ローアングル照明による照明の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of illumination by low-angle illumination. 本発明の検査装置の一例を示す断面図である。It is a sectional view showing an example of an inspection device of the present invention. 図1に示した検査装置の第1照射光の経路の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a path of first irradiation light of the inspection apparatus shown in FIG. 1; FIG. 図1に示した検査装置の第2照射光の経路の一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a path of second irradiation light of the inspection apparatus shown in FIG. 1; FIG. 検査装置の第1拡散部の配置の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of arrangement of the first diffusion part of the inspection device; 検査装置のそれぞれの斜入射角と第1拡散板の位置関係を示す図である。It is a figure which shows each oblique-incidence angle of an inspection apparatus, and the positional relationship of a 1st diffusion plate. 検査装置の第2拡散部の配置の具体例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the arrangement of the second diffusion section of the inspection device; 検査装置の配置の具体的な数値実施例を示す図である。It is a figure which shows the concrete numerical example of arrangement|positioning of an inspection apparatus. 検査装置の配置の他の実施例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another example of the arrangement of inspection devices;

本発明の第1の実施形態の概念図として、図1に撮像装置10を備える検査装置100を示す。
なお、以降の説明では、撮像装置10のレンズの光軸方向をZ方向、Z軸に垂直な方向のうち、図1に示す紙面横方向をY方向、Z方向とY方向とに垂直な方向をX方向とする。
As a conceptual diagram of the first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows an inspection apparatus 100 equipped with an imaging device 10 .
In the following description, the direction of the optical axis of the lens of the imaging device 10 is the Z direction, and among the directions perpendicular to the Z axis, the lateral direction of the paper surface shown in FIG. is the X direction.

検査装置100は、検査対象物たるワークMをZ方向から所定の視野角θで撮像する撮像部としての撮像装置10と、第1照明光L1でワークMの照射面Pを照明するハイアングル照明としての第1照明部11と、第2照明光L2で照射面Pを照明するローアングル照明としての第2照明部12と、を有している。
検査装置100はまた、撮像装置10から得られた画像データ50に基づいて、ワークMの外観の検査を行う画像認識部20と、を有している。
画像認識部20は、第1照明光L1から得られたワークMの明視野画像と、第2照明光L2から得られたワークMの暗視野画像と、を画像データ50として用いてワークMの外観の検査を行う検査部としての機能を有している。
また、本実施形態においては、図4に示すように下側から撮像面Wの撮影を可能にするため撮像面W上に配置されてワークWを載置するカバーガラス30を設けている。
The inspection apparatus 100 includes an imaging device 10 as an imaging unit that captures an image of a workpiece M, which is an inspection target, from the Z direction at a predetermined viewing angle θ1, and a high-angle imaging unit that illuminates an irradiation surface P of the workpiece M with a first illumination light L1. It has the 1st illumination part 11 as illumination, and the 2nd illumination part 12 as low-angle illumination which illuminates the irradiation surface P with the 2nd illumination light L2.
The inspection apparatus 100 also has an image recognition section 20 that inspects the appearance of the work M based on the image data 50 obtained from the imaging device 10 .
The image recognition unit 20 uses the bright field image of the work M obtained from the first illumination light L1 and the dark field image of the work M obtained from the second illumination light L2 as the image data 50 to recognize the work M. It has a function as an inspection unit that inspects appearance.
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 4, a cover glass 30 is provided on the imaging surface W to place the workpiece W thereon so that the imaging surface W can be photographed from below.

撮像装置10は、ワークMの-Z方向に取り付けられたカメラであり、ワークMを-Z方向側から撮影して画像データ50を取得するための撮像部である。
撮像装置10は、図1に模式的に示すように、YZ平面において視野角θの視野で撮像面Wを撮影する。また、視野角θを撮像面Wから見た角θ=90°-θとして図1に示している。このように、光線の入射方向と境界面との間の角度を「斜入射角」と表現する。
また、後述するように、視野角θを示す線の交点Oは基準点であり、撮像装置10の入射瞳の位置として示している。
The imaging device 10 is a camera attached to the work M in the -Z direction, and is an imaging unit for capturing image data 50 by photographing the work M from the -Z direction side.
As schematically shown in FIG. 1, the image capturing apparatus 10 captures an image of an image capturing plane W with a field of view of a viewing angle θ1 on the YZ plane. Also, the viewing angle θ 1 is shown in FIG. 1 as an angle θ 2 =90°−θ 1 when viewed from the imaging surface W. As shown in FIG. Thus, the angle between the incident direction of the ray and the boundary surface is expressed as "grazing incidence angle".
Further, as will be described later, the intersection point O of the lines indicating the viewing angle θ1 is a reference point, which is indicated as the position of the entrance pupil of the imaging device 10 .

まず、図2を用いて第1照明部11によるハイアングル照明について説明する。なお図2においては説明を単純化するために、ワークMと撮像装置10の間にカバーガラス30がなく、屈折や散乱などの影響が無視できる場合について説明する。
図2において一点鎖線で示した補助線O’は、視野角θ内に正反射光が入る領域を模式的に示す補助線であり、『視野角θの斜入射角θと同様の斜入射角を有し、撮像面Wの外側端部Qを通る補助線』である。かかる補助線O’よりも-Z側に第1照明部11が配置されている。
First, high-angle illumination by the first illumination unit 11 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, in order to simplify the explanation, the case where there is no cover glass 30 between the work M and the imaging device 10 and the effects of refraction, scattering, etc. can be ignored will be explained.
In FIG. 2, an auxiliary line O′ indicated by a dashed line is an auxiliary line that schematically shows a region in which specularly reflected light enters within the viewing angle θ 1 , and is “similar to the oblique incidence angle θ 2 of the viewing angle θ 1 . auxiliary line having an oblique incidence angle and passing through the outer edge Q of the imaging plane W'. The first lighting unit 11 is arranged on the -Z side of the auxiliary line O'.

第1照明部11は、照射面Pに向けて拡散性の光である第1照明光L1を照射する。
照射された第1照明光L1のうち、照射面Pに当たることで正反射した光線は、図2中において二点鎖線で示すように、撮像装置10に入射する。
このとき、第1照明部11は、かかる第1照明光L1の正反射光が視野角θ内に入るように配置される。言い換えれば、第1照明光L1の最小斜入射角:θとするとき、θ≦θとなる配置によって第1照明光L1は直接反射光として撮像装置10の視野角θに収まるように入射する。
The first illumination unit 11 irradiates the irradiation surface P with the first illumination light L1, which is diffusive light.
Among the radiated first illumination light L1, light beams specularly reflected by striking the irradiation surface P enter the imaging device 10 as indicated by the two-dot chain line in FIG.
At this time, the first illumination unit 11 is arranged so that the specularly reflected light of the first illumination light L1 falls within the viewing angle θ1. In other words, when the minimum oblique incident angle of the first illumination light L1 is θ4, the arrangement that satisfies θ2≦θ4 allows the first illumination light L1 to fall within the viewing angle θ1 of the imaging device 10 as directly reflected light. incident on

第1照明光L1は、ワークMが撮像面W上に配置された時には、ワークMに照射されて正反射成分が撮像装置10へと入射する。かかる正反射成分からワークMの色味や形状、サイズ等を測定することができる。
かかる第1照明光L1を用いた照明を「ハイアングル照明」と呼び、ハイアングル照明によって撮像装置10を用いて撮影された画像を「明視野画像」と呼ぶ。
When the work M is placed on the imaging surface W, the first illumination light L1 is applied to the work M, and the regular reflection component is incident on the imaging device 10 . The color, shape, size, and the like of the workpiece M can be measured from such specular reflection components.
Illumination using the first illumination light L1 is referred to as "high-angle illumination", and an image captured using the imaging device 10 under high-angle illumination is referred to as a "bright field image".

次に、図3を用いて第2照明部12によるローアングル照明について説明する。なお、図2と同様に説明を単純化するためにカバーガラス30については省略して図示する。
図3において一点鎖線で示した補助線は、図2と同様に視野角θ内に正反射光が入る領域を模式的に示す補助線であり、かかる補助線よりも+Z側に第2照明部12が配置されている。すなわち、第1照明部11と第2照明部12とは、視野角θの斜入射角θと同様の斜入射角を有し、撮像面Wの外側端部Qを通る補助線O’を挟んで両側に配置される。
図3においては、第2照明光L2の最大斜入射角:θ、として示している。
Next, low-angle illumination by the second illumination section 12 will be described with reference to FIG. Note that the illustration of the cover glass 30 is omitted in order to simplify the explanation, as in FIG.
The auxiliary line indicated by the dashed-dotted line in FIG. 3 is an auxiliary line that schematically shows the area where specularly reflected light enters within the viewing angle θ1, as in FIG. A part 12 is arranged. That is, the first illumination unit 11 and the second illumination unit 12 have an oblique incidence angle similar to the oblique incidence angle θ2 of the viewing angle θ1, and the auxiliary line O′ passing through the outer edge Q of the image pickup surface W. are placed on both sides of the
In FIG. 3, the maximum oblique incident angle of the second illumination light L2 is indicated as θ 3 .

第2照明部12は、照射面Pに向けて拡散性の光である第2照明光L2を照射する。
照射された第2照明光L2の最大斜入射角θは、θ>θを満たすように設定される。従って第2照明光L2の正反射光(直接反射光)は、撮像装置10の視野角には入らないこととなるが、撮像面W上にワークMが配置されると、ワークMの表面に傷や凹凸がある場合には、かかるエッジ部分や傷の傾斜によって乱反射が生じて、乱反射光の一部が撮像装置10へと入射することとなる。
すなわち、ワークMのエッジ部分だけが撮像装置10に検出されることとなって、かかるエッジ部分についての画像が得られる。
かかる第2照明光L2の散乱光を用いた照明を「ローアングル照明」と呼び、ローアングル照明によって撮像装置10を用いて撮影された画像を「暗視野画像」と呼ぶ。
The second illumination unit 12 irradiates the irradiation surface P with the second illumination light L2, which is diffuse light.
The maximum oblique incident angle θ 3 of the second illumination light L2 is set to satisfy θ 23 . Therefore, the specularly reflected light (directly reflected light) of the second illumination light L2 does not enter the viewing angle of the imaging device 10, but when the work M is placed on the imaging surface W, the surface of the work M is If there is a scratch or unevenness, irregular reflection occurs due to the inclination of the edge portion or the scratch, and part of the irregularly reflected light enters the imaging device 10 .
That is, only the edge portion of the workpiece M is detected by the imaging device 10, and an image of the edge portion is obtained.
Illumination using the scattered light of the second illumination light L2 is called "low-angle illumination", and an image captured using the imaging device 10 with low-angle illumination is called a "dark field image".

このように第2照明部12を配置することで、第2照明部12から撮像面Wへと出射された第2照明光L2のうち、正反射光は撮像装置10に入射せず、ワークM等に当たって散乱あるいは反射された一部の光が撮像装置10に入射することとなる。 By arranging the second illumination unit 12 in this way, out of the second illumination light L2 emitted from the second illumination unit 12 to the imaging surface W, specularly reflected light does not enter the imaging device 10, and the workpiece M A part of the light scattered or reflected by the surface 10 is incident on the imaging device 10 .

図2、図3を用いて説明したように、撮像装置10は、第1照明光L1の反射光によって得られる明視野画像51と、第2照明光L2の反射光によって得られる暗視野画像52と、を含む画像データ50を取得する。
したがって、撮像装置10は、第1照明光L1の正反射光を明視野画像51として、第2照明光L2の拡散光を暗視野画像52として、それぞれ撮影することとなる。
なお、本実施形態においては明視野画像51と暗視野画像52とをそれぞれ個々に撮影する場合について説明するが、かかる構成に限定されるものではない。また、本実施形態では、撮像装置10の撮像面Wと、ハイアングル撮影面である照射面Pとが略同一(W≒P)の範囲であるとして説明するが、かかる撮像面Wと照射面Pとが異なっていても構わない。
As described with reference to FIGS. 2 and 3, the imaging device 10 has a bright field image 51 obtained by reflected light of the first illumination light L1 and a dark field image 52 obtained by reflected light of the second illumination light L2. and image data 50 including .
Therefore, the imaging device 10 captures the specularly reflected light of the first illumination light L1 as the bright field image 51 and the diffused light of the second illumination light L2 as the dark field image 52, respectively.
In this embodiment, the case where the bright-field image 51 and the dark-field image 52 are individually photographed will be described, but the configuration is not limited to this. Further, in the present embodiment, the imaging surface W of the imaging device 10 and the irradiation surface P, which is a high-angle imaging surface, are described as being in substantially the same range (W≈P). P may be different.

図4に本実施形態の具体的な実施形態として、検査装置100の断面図を示す。
第1照明部11は、図4に示すように、光源として機能するLEDライト13と、第1拡散部たる第1拡散板15と、を有している。
LEDライト13と第1拡散板15とは、それぞれ撮像装置10の周囲を取り囲むように周状に形成されており、また第1拡散板15は、±Y方向の端部から中心部に向けて-Z方向に傾斜するように配置されている。
すなわち、第1拡散板15は、底面と上面が取り外された円錐台の形状を有している。
LEDライト13からZ方向に沿って出射された光は、第1拡散板15によって指向性を拡散されて、照度が一様となるように照射面Pへと第1照明光L1として照射される。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of an inspection apparatus 100 as a specific embodiment of this embodiment.
As shown in FIG. 4, the first illumination section 11 has an LED light 13 functioning as a light source and a first diffusion plate 15 as a first diffusion section.
The LED lights 13 and the first diffusion plate 15 are formed in a circumferential shape so as to surround the imaging device 10, respectively. - It is arranged so as to tilt in the Z direction.
That is, the first diffusion plate 15 has a truncated cone shape with the bottom and top removed.
The light emitted from the LED light 13 along the Z direction is diffused in directivity by the first diffuser plate 15, and irradiated as the first illumination light L1 onto the irradiation surface P so that the illuminance becomes uniform. .

第2照明部12は、光源として機能するLEDライト14と、第2拡散部たる第2拡散板16と、導光路としての導光素子17と、を有している。
LEDライト14からZ方向に沿って出射された光は、第2拡散板16によって指向性を拡散されて、照度が一様となるように照射面Pへと第2照明光L2として照射される。
なお、第2拡散板16は、XY平面において拡散性があり、Z軸を含む平面では拡散性が小さいまたは拡散が起こらない異方性の拡散板である。すなわち、第2拡散板16から出射された第2照射光L2は斜入射角度については拡散され難く、略円形の撮像面には照度が一様になるように照射される。
本実施形態では、LEDライト13、14を光源として用いることとしたが、かかる構成に限定されるものではなく、その他種々の光源を用いることができる。
The second illumination section 12 has an LED light 14 functioning as a light source, a second diffusion plate 16 as a second diffusion section, and a light guide element 17 as a light guide path.
The light emitted from the LED light 14 along the Z direction is diffused in directivity by the second diffusion plate 16, and irradiated as the second illumination light L2 onto the irradiation surface P so that the illuminance becomes uniform. .
The second diffusion plate 16 is an anisotropic diffusion plate that has diffusion in the XY plane and little or no diffusion in the plane containing the Z axis. That is, the second irradiation light L2 emitted from the second diffusion plate 16 is difficult to be diffused with respect to the oblique incident angle, and the substantially circular imaging surface is irradiated with uniform illuminance.
In this embodiment, the LED lights 13 and 14 are used as the light sources, but the configuration is not limited to this, and various other light sources can be used.

図5、図6に、第1照明部11及び第2照明部12から出射されるそれぞれの光線について、第2照明光L2の最大斜入射角:θ、第1照明光L1の最小斜入射角θ、としてそれぞれ示す。説明の単純化のため、図5には第1照明部11を、図6には第2照明部12を、それぞれ示している。 5 and 6 show the maximum oblique incidence angle of the second illumination light L2: θ 3 and the minimum oblique incidence angle of the first illumination light L1 for the light beams emitted from the first illumination unit 11 and the second illumination unit 12, respectively. θ 4 , respectively. For simplification of explanation, FIG. 5 shows the first illumination section 11, and FIG. 6 shows the second illumination section 12, respectively.

図5からも明らかなように、第1照明光L1の最小斜入射角:θとすると、θ≦θによって第1照明光L1は直接反射光として撮像装置10の視野角θに収まるように入射する。
本実施形態においては、第1拡散板15を照射面Pに対して傾斜して配置することで、図5に破線で拡散板11’を示すように、仮に傾斜して配置しなかった(すなわち照射面Pと平行に配置した)場合と比べてより第1拡散板15のサイズを小型化しながらも、最小斜入射角θを大きくして、θ≦θの条件式を維持するように配置されている。このように第1拡散板15を斜めに配置することで、照明範囲の確保と小型化とを両立している。
As is clear from FIG. 5, when the minimum oblique incident angle of the first illumination light L1 is θ4 , the first illumination light L1 is directly reflected light and falls within the viewing angle θ of the imaging device 10 due to θ2≦θ4. to be incident.
In the present embodiment, the first diffuser plate 15 is arranged to be inclined with respect to the irradiation surface P, so that the diffuser plate 11' is not arranged to be inclined as indicated by the dashed line in FIG. While the size of the first diffuser plate 15 is made smaller than in the case where the first diffusion plate 15 is arranged parallel to the irradiation surface P), the minimum oblique incident angle θ4 is increased to maintain the conditional expression θ2θ4 . are placed in By arranging the first diffuser plate 15 obliquely in this way, it is possible to ensure both the illumination range and the size reduction.

図6に示したように、第2照明光L2の最大斜入射角θは、θ>θを満たすように設定される。従って既に述べたようにローアングル照明である第2照明光L2の正反射光(直接反射光)は、撮像装置10の視野角には入らないこととなるが、撮像面W上にワークMが配置されると、ワークMの表面に傷や凹凸がある場合には、かかるエッジ部分や傷の傾斜によって乱反射が生じて、乱反射光の一部が撮像装置10へと入射することとなる。
すなわち、ワークMのエッジ部分だけが撮像装置10に検出されることとなって、かかるエッジ部分についての暗視野画像52が得られる。
As shown in FIG . 6, the maximum oblique incident angle θ3 of the second illumination light L2 is set to satisfy θ2> θ3 . Therefore, as already described, the specularly reflected light (directly reflected light) of the second illumination light L2, which is low-angle illumination, does not enter the viewing angle of the imaging device 10, but the work M is on the imaging surface W. When the work M is arranged, if there are scratches or unevenness on the surface of the work M, diffused reflection occurs due to the inclination of the edge portion or the scratches, and part of the diffusely reflected light enters the imaging device 10 .
In other words, only the edge portion of the workpiece M is detected by the imaging device 10, and the dark field image 52 for this edge portion is obtained.

ところで、このように第1照明光L1を用いたハイアングル照明に加えて、第2照明光L2を用いたローアングル照明による撮影を行う場合には、図7(a)に示すように、第1拡散板15に第2照明光L2の直接反射光が当たることで再拡散されて迷光として撮像装置10へと入ってしまう映り込み現象が生じることが新たに明らかとなった。
特に、本実施形態において示すように、撮像装置10の視野角θが所定の範囲(例えば30°≦θ≦60°)の場合およびより広角な視野角である場合においては、第1拡散板15と撮像面Wとの間の間隔が短くなるため、第2照明部12からの第2照明光L2が第1拡散板15にあたって拡散されることが懸念される。
すなわち、単に図7(a)に示すように第1拡散板15を深い円錐台としてしまうと、下段に示した第2照明部12を用いたローアングル側の撮影において、第2照明光L2が第1拡散板15にあたって拡散され、迷光となってしまう虞がある。
他方、図7(c)のように第1拡散板15を照射面Pと平行に配置してしまうときには、第1拡散板15と第2拡散板16との間隔が十分に開くために映り込みの影響は低減されるが、第1照明部11を用いたハイアングル照明での撮影のときには、照明範囲の十分な確保が難しい。
このような映り込み現象を抑制しながらも、十分な光量を確保するために、本実施形態では、図7(b)、図8に示すように、第1拡散板15の下限位置から撮像面Wまでの間隔:H、撮像面Wの直径:Wとしたとき、条件式(1)を満足する。
さらに、図7(c)に示すように、第1拡散板15を撮像面Wに平行に配置した場合には、検査装置100のサイズが増大してしまう懸念があるが、図7(b)のように第1拡散板15を斜めに配置することによれば、斜入射角を維持したまま、コンパクトに配置できるため、検査装置100の小型化に寄与する。さらに、第1照明部11や第2照明部12を支持するための支柱や壁等の配置によって光路が邪魔されることを抑制できるため、スペースの自由度が向上する。
By the way, in addition to high-angle illumination using the first illumination light L1, in the case of photographing with low-angle illumination using the second illumination light L2, as shown in FIG. It has been newly clarified that the direct reflected light of the second illumination light L2 impinges on the 1 diffusion plate 15 and is re-diffused and enters the imaging device 10 as stray light.
In particular, as shown in this embodiment, when the viewing angle θ 1 of the imaging device 10 is within a predetermined range (for example, 30°≦θ 1 ≦60°) and when the viewing angle is wider, the first diffusion Since the distance between the plate 15 and the imaging plane W is shortened, there is a concern that the second illumination light L2 from the second illumination section 12 will strike the first diffuser plate 15 and be diffused.
That is, if the first diffusion plate 15 is simply formed into a deep truncated cone as shown in FIG. 7A, the second illumination light L2 will be There is a possibility that the light hits the first diffuser plate 15 and is diffused, resulting in stray light.
On the other hand, when the first diffusion plate 15 is arranged parallel to the irradiation surface P as shown in FIG. However, when shooting with high-angle illumination using the first illumination unit 11, it is difficult to secure a sufficient illumination range.
In order to secure a sufficient amount of light while suppressing such a reflection phenomenon, in this embodiment, as shown in FIGS. When the distance to W is H and the diameter of the imaging surface W is W, conditional expression (1) is satisfied.
Furthermore, as shown in FIG. 7C, when the first diffusion plate 15 is arranged parallel to the imaging surface W, there is a concern that the size of the inspection apparatus 100 increases. By arranging the first diffusion plate 15 obliquely as shown in , it can be arranged compactly while maintaining the oblique incident angle, which contributes to miniaturization of the inspection apparatus 100 . Furthermore, since it is possible to prevent the optical path from being obstructed by the arrangement of supports, walls, and the like for supporting the first lighting unit 11 and the second lighting unit 12, the flexibility of the space is improved.

Figure 0007175214000001
Figure 0007175214000001

このように条件式(1)を満足することによれば、撮像面Wから撮像装置10までの距離と、第1拡散板15の下限位置から撮像面Wまでの間隔を調整することにより、第2照明光L2が第1拡散板15に当たって迷光となることが防げるため、光量を確保しながらも映り込みを抑制して、精度よく暗視野画像52を得ることができる。 By satisfying the conditional expression (1) in this way, by adjusting the distance from the imaging surface W to the imaging device 10 and the interval from the lower limit position of the first diffusion plate 15 to the imaging surface W, the first 2. Since it is possible to prevent the illumination light L2 from hitting the first diffusion plate 15 and becoming stray light, it is possible to obtain the dark field image 52 with high accuracy by suppressing reflection while ensuring the amount of light.

撮像装置10の視野角θは一定であるから、撮像面Wの直径WLは、撮像面Wから撮像装置10の入射瞳たる基準点Oまでの距離:hの関数である。
同様に、ハイアングル照明の最小斜入射角:θは、第1拡散板15の配置によるが、本実施形態のようにZ方向に傾斜させて配置した態様においては、図5に破線として示したように、最も下端から照射面Pの端部へと向けて出射される光線が最小斜入射角:θとなるはずである。
照射面Pと撮像面Wとは略等しいから、照射面Pあるいは撮像面Wから第1拡散板15の下端までの距離:Hとすれば、ローアングル照明の第2照明光L2の正反射光が第1拡散板15に当たらない条件とはすなわち、撮像装置10の視野の外側端部Qと第1拡散部11の外側端部とを結ぶ線が撮像面Wとなす角:θαとしたとき、数式(2)を満たすとしても良い。
Since the viewing angle θ1 of the imaging device 10 is constant, the diameter WL of the imaging surface W is a function of the distance h from the imaging surface W to the reference point O, which is the entrance pupil of the imaging device 10 .
Similarly, the minimum oblique incident angle of high-angle illumination: θ4 depends on the arrangement of the first diffuser plate 15, but in the aspect in which it is inclined in the Z direction as in the present embodiment, it is shown as a dashed line in FIG. As described above, the light rays emitted from the lowermost end toward the edge of the irradiation surface P should have the minimum oblique incident angle: θ4 .
Since the irradiation surface P and the imaging surface W are substantially equal, if the distance from the irradiation surface P or the imaging surface W to the lower end of the first diffuser plate 15 is set to H, the specularly reflected light of the second illumination light L2 of the low-angle illumination does not hit the first diffusion plate 15, that is, when the angle formed by the imaging surface W and the line connecting the outer edge Q of the field of view of the imaging device 10 and the outer edge of the first diffusion section 11 is θα , may satisfy the formula (2).

Figure 0007175214000002
Figure 0007175214000002

さらに第1拡散板15は、図9に示すように、第2照明光L2が照射面Pの中心を通るとき照射面Pとなす角:θ5とし、撮像装置10の視野の外側端部と第1拡散板15の外側端部とを結ぶ線が撮像面Wとなす角:θαとしたとき、数式(3)を満足する。 Further, as shown in FIG. 9, the first diffusion plate 15 has an angle of θ5 with respect to the irradiation surface P when the second illumination light L2 passes through the center of the irradiation surface P. When the angle formed by the imaging plane W and the line connecting the outer edge of the first diffusion plate 15 is θα, the formula (3) is satisfied.

Figure 0007175214000003
Figure 0007175214000003

なお、より好ましくは、数式(4)を満足することが好ましい。 More preferably, it satisfies Equation (4).

Figure 0007175214000004
Figure 0007175214000004

さらに、本実施形態では、かかる数式(1)及び/または数式(3)を満足するように、かつ第1拡散板15を大径化しながらもかかる数式(1)及び/または数式(3)を満足するべく、第1拡散板15を円錐台の側面形状として撮像装置10の周囲を取り囲むように配置している。言い換えると、第1拡散板15は照射面Pに対して傾斜して配置される。
すなわち、本実施形態においては、第1拡散板15の下端から撮像面Wまでの距離:Hとし、視野角θにおける撮像面Wの幅をWとしたとき、条件式(2)を満足する。
かかる構成によれば、ハイアングル側の拡散板のサイズを十分に確保できて、図7(b)に示すように光量を落とすことなく、ローアングル側の暗視野画像52にハイアングル側の拡散板が写り込む現象についても抑制することができる。
かかる構成により、暗視野と明視野との互いの映り込みを抑制して迷光の影響を低減される。
Further, in the present embodiment, the formulas (1) and/or (3) are satisfied while increasing the diameter of the first diffusion plate 15 so as to satisfy the formulas (1) and/or (3). In order to satisfy the requirements, the first diffusion plate 15 has a truncated cone side shape and is arranged so as to surround the imaging device 10 . In other words, the first diffusion plate 15 is arranged to be inclined with respect to the irradiation surface P. As shown in FIG.
That is, in the present embodiment, when the distance from the lower end of the first diffusion plate 15 to the imaging surface W is H, and the width of the imaging surface W at the viewing angle θ1 is WL, conditional expression (2) is satisfied. do.
With such a configuration, a sufficient size of the diffusion plate on the high angle side can be ensured, and as shown in FIG. It is also possible to suppress the phenomenon that the board is reflected.
With such a configuration, it is possible to reduce the influence of stray light by suppressing mutual reflection between the dark field and the bright field.

このような構成において、ワークMの画像データ50を取得して、ワークMの外観の検査を行う方法について説明する。 A method of acquiring the image data 50 of the work M and inspecting the appearance of the work M in such a configuration will be described.

まず、検査装置100は、第1照明部11を用いてハイアングル照明を行い、ワークMの一面である照射面Pを撮像装置10を用いて撮影する。
かかるハイアングル照明での撮影は、明視野画像51として撮像装置10に取得され、ワークMの色味や形状、サイズ等を測定することに優れている。
次に、検査装置100は、第2照明部12を用いてローアングル照明を行い、照射面Pを撮影する。
かかるローアングル照明での撮影においては、かりにワークMの表面が平坦な場合には、反射角が第2入射角θとなるため、撮像装置10には何も反射光が入射しないはずであるが、ワークMの表面に傷や凹凸がある場合には、かかるエッジ部分や傷の傾斜によって乱反射が生じて、乱反射光の一部が撮像装置10へと入射することとなる。
First, the inspection apparatus 100 uses the first illumination unit 11 to perform high-angle illumination, and images the irradiation surface P, which is one surface of the workpiece M, using the imaging device 10 .
Photographing with such high-angle illumination is acquired by the imaging device 10 as a bright-field image 51, and is excellent in measuring the color, shape, size, and the like of the work M.
Next, the inspection apparatus 100 performs low-angle illumination using the second illumination unit 12 and photographs the illuminated surface P. As shown in FIG.
In photographing with such low-angle illumination, if the surface of the work M is flat, the reflection angle is the second incident angle θ2, so no reflected light should enter the imaging device 10. However, if the surface of the workpiece M has scratches or unevenness, irregular reflection occurs due to the inclination of the edge portion or the scratches, and part of the irregularly reflected light enters the imaging device 10 .

すなわち、ローアングル照明によってワークMを撮影するときには、表面が平坦なワークMであればワークMの外観の縁部分が見えるに過ぎないが、表面に模様や傷がある場合には、かかる模様や傷に応じて乱反射が生じうるため、撮像装置10に撮影されることとなる。
すなわち、ローアングル照明においては、撮像装置10は凹凸検知手段として機能することとなる。また、ローアングル照明は、暗視野画像52として撮像装置10に取得される。
That is, when photographing the work M with low-angle illumination, if the work M has a flat surface, only the edge portion of the outer appearance of the work M can be seen. Since irregular reflection may occur depending on the scratch, the image is captured by the imaging device 10 .
That is, in low-angle illumination, the imaging device 10 functions as unevenness detection means. Also, the low-angle illumination is acquired by the imaging device 10 as a dark field image 52 .

撮像装置10は、得られた明視野画像51と暗視野画像52とを画像認識部20へと送信し、画像認識部20は明視野画像51と暗視野画像52とを用いて、ワークMの外観を検査する。 The imaging device 10 transmits the obtained bright-field image 51 and dark-field image 52 to the image recognition unit 20, and the image recognition unit 20 uses the bright-field image 51 and the dark-field image 52 to identify the workpiece M. Inspect appearance.

かかる方法により検査装置100が、かかる色や形状を検知するハイアングル照明を用いた撮影と、模様や傷を検知するローアングル照明を用いた撮影とを併用することでワークMの外観を精度良く検査する。言い換えれば、明視野画像51と暗視野画像52とを含む画像データ50を用いて、ワークMの外観を検査する。 By using such a method, the inspection apparatus 100 uses both photographing using high-angle lighting for detecting such colors and shapes and photographing using low-angle lighting for detecting patterns and flaws, so that the appearance of the work M can be accurately determined. inspect. In other words, the appearance of the workpiece M is inspected using the image data 50 including the bright field image 51 and the dark field image 52 .

さて、このようなローアングル照明においては、第2照明部12から出射された第2照明光L2は大部分が撮像装置10にはいかないため、光量が少ないという問題点がある。
かかる微小な光量のローアングル照明による反射光を捉えようとすると、第2照明光L2のうち、たまたま第1拡散板15に当たってしまったような光が第1拡散板15によって拡散されて撮像装置10に迷光として入り込んでしまうことが新たに明らかとなった。
Now, in such low-angle illumination, most of the second illumination light L2 emitted from the second illumination unit 12 does not enter the imaging device 10, so there is a problem that the amount of light is small.
When trying to capture the reflected light of such a small amount of low-angle illumination, the light of the second illumination light L2 that happens to hit the first diffuser plate 15 is diffused by the first diffuser plate 15 and emitted into the imaging device 10. It was newly clarified that it enters as stray light in the

そこで、本実施形態では、第2照明部12から出射された光が、第1拡散板15に照射されたとしても、ハイアングル照明での撮影時に光量を確保するべく、既に述べたように、第2照明光L2が照射面Pの中心を通るとき照射面Pとなす角:θとし、撮像装置10の視野の外側端部Qと第1拡散板15の外側端部とを結ぶ線が照射面Pとなす角:θαとしたとき、数式(3)を満足するように配置される。 Therefore, in the present embodiment, even if the light emitted from the second illumination unit 12 irradiates the first diffusion plate 15, in order to ensure the amount of light at the time of photographing with high-angle illumination, as already described, The angle formed by the second illumination light L2 with the irradiation surface P when it passes through the center of the irradiation surface P is θ5, and the line connecting the outer edge Q of the field of view of the imaging device 10 and the outer edge of the first diffusion plate 15 is When the angle formed with the irradiation surface P is θα, they are arranged so as to satisfy the formula (3).

このように、第1照明部11と第2照明部12との間の位置関係を調整することにより、暗視野と明視野との映り込みを抑制して迷光の影響を低減される。 By adjusting the positional relationship between the first lighting unit 11 and the second lighting unit 12 in this manner, reflection between the dark field and the bright field is suppressed, and the influence of stray light is reduced.

すなわち本実施形態における検査装置100は、ワークMの外観の検査を行う検査装置であって、ワークMを所定の視野角θで撮像する撮像装置10と、視野角θ以下即ち入射角が照射面でつくる斜入射角θ以上の最大斜入射角θの第1照明光L1で照射面Pを照明する第1照明部11と、視野角θ即ち斜入射角θ及び最大斜入射角θより小さい最小斜入射角θの第2照明光L2で照射面Pを照明する第2照明部12と、撮像装置10から得られた画像データ50に基づいて、外観の検査を行う画像認識部20と、を有している。
また、画像認識部20は、第1照明光L1から得られたワークMの明視野画像51と、第2照明光L2から得られたワークMの暗視野画像52とを画像データ50として用いて外観の検査を行う。
かかる構成によれば、暗視野と明視野との互いの映り込みを抑制して迷光の影響を低減できる。
That is, the inspection apparatus 100 according to the present embodiment is an inspection apparatus for inspecting the appearance of the workpiece M. The imaging apparatus 10 images the workpiece M at a predetermined viewing angle θ1, A first illumination unit 11 that illuminates the irradiation surface P with the first illumination light L1 having the maximum oblique incidence angle θ4 that is equal to or greater than the oblique incidence angle θ2 formed on the irradiation surface; Appearance inspection is performed based on the second illumination unit 12 that illuminates the irradiation surface P with the second illumination light L2 having the minimum oblique incident angle θ3 smaller than the incident angle θ4 and the image data 50 obtained from the imaging device 10. and an image recognition unit 20 for performing.
Further, the image recognition unit 20 uses, as image data 50, a bright field image 51 of the workpiece M obtained from the first illumination light L1 and a dark field image 52 of the workpiece M obtained from the second illumination light L2. Inspect the appearance.
According to such a configuration, it is possible to reduce the influence of stray light by suppressing mutual reflection between the dark field and the bright field.

また本実施形態では、第1照明部11は、第1照明光L1の照度を照射面Pにおいて一様になるように調整するための第1拡散板15を含み、第2照明部12は、第2照明光L2の照度を照射面Pにおいて一様になるように調整するための第2拡散板16を含む。
かかる構成により、照射面Pにおける光の照度が一様になるから、より精度よくワークMの外観を検査することができる。
Further, in this embodiment, the first illumination unit 11 includes a first diffusion plate 15 for adjusting the illuminance of the first illumination light L1 so as to be uniform on the irradiation surface P, and the second illumination unit 12 includes A second diffusion plate 16 is included for adjusting the illuminance of the second illumination light L2 so as to be uniform on the irradiation surface P. As shown in FIG.
With such a configuration, the illuminance of the light on the irradiation surface P becomes uniform, so the appearance of the workpiece M can be inspected more accurately.

また本実施形態では、第1拡散板15は、照射面Pに対して傾斜している。
かかる構成により、第1拡散板15の長さを長くすることができるとともに、第1照明光L1が照射面Pに対して視野角内で撮像装置10の撮影光学系に正反射光が入射するようになり、その光量を十分に確保することができるから、特にハイアングル照明において光量の確保が容易となる。
Further, in this embodiment, the first diffusion plate 15 is inclined with respect to the irradiation plane P. As shown in FIG.
With this configuration, the length of the first diffusion plate 15 can be increased, and the specularly reflected light enters the imaging optical system of the imaging device 10 within the viewing angle of the first illumination light L1 with respect to the irradiation surface P. As a result, a sufficient amount of light can be ensured, making it easy to ensure a sufficient amount of light, especially in high-angle illumination.

また本実施形態では、第2照明光L2の光軸中心が照射面Pの中心を通るとき照射面Pとなす角:θ5とし、撮像装置10の視野の外側端部Qと第1拡散板15の外側端部とを結ぶ線が照射面Pとなす角:θαとしたとき、数式(3)を満足する。 In this embodiment, the angle formed by the center of the optical axis of the second illumination light L2 and the irradiation surface P when passing through the center of the irradiation surface P is θ5, and the outer end Q of the field of view of the imaging device 10 and the first diffusion plate When the angle formed by the line connecting the outer end of 15 and the irradiation surface P is θα, the formula (3) is satisfied.

また本実施形態では、第2拡散板16は、XY平面において拡散性があり、Z軸を含む平面では拡散性が小さいまたは拡散が起こらない異方性の拡散板である。すなわち、第2拡散板16から出射された第2照射光L2は斜入射角度については拡散され難く、略円形の撮像面には照度が一様になるように照射される。
かかる構成により、ワークMに照射される第2照明光L2は、周方向に均一になりながらも、入射角が大きくなり難いため、ローアングル照明における模様や傷の検知という機能を損なうことなく、照射される光量を一様にすることができる。
Further, in the present embodiment, the second diffusion plate 16 is an anisotropic diffusion plate that has diffusion in the XY plane and little or no diffusion in the plane including the Z axis. That is, the second irradiation light L2 emitted from the second diffusion plate 16 is difficult to be diffused with respect to the oblique incident angle, and the substantially circular imaging surface is irradiated with uniform illuminance.
With such a configuration, the second illumination light L2 irradiated to the workpiece M is uniform in the circumferential direction, but the incident angle is unlikely to increase. The amount of irradiated light can be made uniform.

以上の構成を備えた具体的な数値実施例について、次の数値実施例1に示す。
なお、本発明はかかる数値実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された内容においてどのような数値範囲を取っても構わない。
Numerical Example 1 below shows a specific numerical example having the above configuration.
It should be noted that the present invention is not limited to such numerical examples, and any numerical range may be adopted within the content described in the scope of claims.

(数値実施例1)
図10に示すように、本数値実施例1においては、撮像装置10と照射面Pとの間の距離:21mm、撮像装置10のカメラ径φ10mm、第1拡散板15の外径はφ52mm、第1拡散板15と照射面Pとの間の傾斜角は24°である。
このとき、ハイアングル照明による明視野画像51の撮像範囲はφ32mm、照射面Pの外側端部と第1拡散部11の外側端部とを結ぶ線が照射面Pとなす角θαは18°以上である。また、本数値実施形態においては、第2拡散板16としてシェーディング、光量を良くするため、円周方向に半値全角60°、撮像面Wの中心方向に半値全角1°の異方性拡散板を使用している。
(Numerical example 1)
As shown in FIG. 10, in Numerical Example 1, the distance between the imaging device 10 and the irradiation surface P: 21 mm, the camera diameter of the imaging device 10 is φ10 mm, the outer diameter of the first diffusion plate 15 is φ52 mm, the 1 The inclination angle between the diffusion plate 15 and the irradiation surface P is 24°.
At this time, the imaging range of the bright-field image 51 by high-angle illumination is φ32 mm, and the angle θα between the irradiation surface P and the line connecting the outer edge of the irradiation surface P and the outer edge of the first diffusion section 11 is 18° or more. is. In this numerical embodiment, in order to improve shading and light quantity as the second diffusion plate 16, an anisotropic diffusion plate having a half-value full angle of 60° in the circumferential direction and a half-value full angle of 1° in the center direction of the imaging surface W is used. are using.

また、数式(1)を満足する範囲において、第1照明部11と第2照明部12とは、補助線O’の延長線上において近傍に配置されるとしても良い。
具体的には、図11に示すように、第1照明部11と第2照明部12とが、仮想的な補助線O’上で接するような構成であっても良い。
なお、かかる構成においては、理想的にはθ=θ=θである。
In addition, the first lighting unit 11 and the second lighting unit 12 may be arranged near each other on the extension line of the auxiliary line O′ within the range that satisfies the formula (1).
Specifically, as shown in FIG. 11, the first illumination unit 11 and the second illumination unit 12 may be configured to contact each other on a virtual auxiliary line O'.
In such a configuration, ideally θ 234 .

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、本実施形態においては検査部として画像認識部20を設けて画像データの解析によって測定対象物の外観を検査するとしたが、目視による検査であっても良い。
また、第1拡散板は、傾斜形状だけでなく平形状のものを用いるとしても良い。
Although the preferred embodiment has been described in detail above, it is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiment without departing from the scope of the claims. can be added.
For example, in the present embodiment, the image recognition unit 20 is provided as an inspection unit and the appearance of the object to be measured is inspected by analyzing image data, but visual inspection may also be used.
Also, the first diffuser plate may have a flat shape as well as an inclined shape.

10…撮像部(撮像装置)
11…第1照明部
12…第2照明部
15…第1拡散部(第1拡散板)
16…第2拡散部(第2拡散板)
20…検査部(画像認識部)
50…画像データ
51…明視野画像
52…暗視野画像
100…検査装置
O…入射瞳
O’…補助線
θ…視野角
θ…視野角θを撮像面Wから見た角
θ…第2斜入射角(第2照明光L2の最大斜入射角)
θ…第1斜入射角(第1照明光L1の最小斜入射角)
L1…第1照明光
L2…第2照明光
θ…第2照明光L2が照射面Pの中心を通るとき照射面Pとなす角
10... Imaging unit (imaging device)
REFERENCE SIGNS LIST 11: First illumination section 12: Second illumination section 15: First diffusion section (first diffusion plate)
16... Second diffusion part (second diffusion plate)
20... Inspection unit (image recognition unit)
50 Image data 51 Bright-field image 52 Dark-field image 100 Inspection device O Entrance pupil O' Auxiliary line θ 1 Viewing angle θ 2 Angle θ 3 of viewing angle θ 1 viewed from imaging surface W Second oblique incident angle (maximum oblique incident angle of second illumination light L2)
θ 4 . . . First oblique incidence angle (minimum oblique incidence angle of first illumination light L1)
L1 First illumination light L2 Second illumination light θ5 Angle formed with the irradiation surface P when the second illumination light L2 passes through the center of the irradiation surface P

特開2018-066590号公報JP 2018-066590 A 特開2018-048895号公報JP 2018-048895 A 特開2017-040510号公報JP 2017-040510 A WO16135910号公開公表Publication of WO16135910 特開2015-094642号公報JP 2015-094642 A 特許第6121253号公報Japanese Patent No. 6121253

Claims (6)

物体の外観の検査を行う検査装置であって、
前記物体を所定の視野角の撮像面で撮像する撮像部と、
入射角が前記視野角以下、即ち最小斜入射角が前記視野角に対応する斜入射角以上となる第1照明光で前記物体の面を照明する第1照明部と、
最大斜入射角が前記斜入射角及び前記第1照明光の最小斜入射角より小さい第2照明光で前記物体の面を照明する第2照明部と、
を有し、
前記第1照明部は、前記第1照明光の照度を前記物体の面において一様になるように調整するための第1拡散部を含み、
前記第2照明部は、前記第2照明光の照度を前記物体の面において一様になるように調整するための第2拡散部を含み、
前記第1照明部と前記第2照明部とは、前記撮像面の外側端部を通り前記視野角に対応する斜入射角と同様の斜入射角を有する仮想的な補助線を挟んで両側に配置され、
前記第1照明光から得られた前記物体の明視野画像と、前記第2照明光から得られた前記物体の暗視野画像と、を用いて前記外観の検査を行うとともに、
前記撮像部の視野の直径:WL、第2照明光の最大斜入射角:θ3、前記第2照明光の光軸中心が前記物体の面の中心を通るとき前記物体の面となす角:θ5とし、前記撮像部の視野の外側端部と前記第1拡散部の外側端部とを結ぶ線が前記物体の面となす角:θαとしたとき、
θ3>θ5>1.5θα
を満足することを特徴とする検査装置。
An inspection device for inspecting the appearance of an object,
an imaging unit that captures an image of the object on an imaging plane with a predetermined viewing angle;
a first illumination unit that illuminates the surface of the object with first illumination light having an incident angle equal to or less than the viewing angle, that is, having a minimum oblique incident angle equal to or greater than the oblique incident angle corresponding to the viewing angle;
a second illumination unit that illuminates the surface of the object with second illumination light having a maximum oblique incidence angle smaller than the oblique incidence angle and the minimum oblique incidence angle of the first illumination light;
has
The first illumination unit includes a first diffusion unit for adjusting the illuminance of the first illumination light so as to be uniform on the surface of the object,
The second illumination unit includes a second diffusion unit for adjusting the illuminance of the second illumination light so as to be uniform on the surface of the object,
The first illumination unit and the second illumination unit are provided on both sides of a virtual auxiliary line that passes through the outer edge of the imaging surface and has the same oblique incidence angle as the oblique incidence angle corresponding to the viewing angle. placed and
Inspecting the appearance using a bright field image of the object obtained from the first illumination light and a dark field image of the object obtained from the second illumination light ,
The diameter of the field of view of the imaging unit: WL, the maximum oblique incident angle of the second illumination light: θ3, the angle formed by the surface of the object when the center of the optical axis of the second illumination light passes through the center of the surface of the object: θ5 and the angle formed by the line connecting the outer edge of the field of view of the imaging unit and the outer edge of the first diffusion unit and the surface of the object: θα,
θ3>θ5>1.5θα
An inspection device characterized by satisfying
請求項1に記載の検査装置であって、
前記第1拡散部の下端から前記撮像面までの距離:H、としたとき、
Figure 0007175214000005
を満足することを特徴とする検査装置。
The inspection device according to claim 1,
When the distance from the lower end of the first diffusion section to the imaging surface is H,
Figure 0007175214000005
An inspection device characterized by satisfying
請求項2に記載の検査装置であって、
前記第1拡散部は、前記物体の面に対して傾斜していることを特徴とする検査装置。
The inspection device according to claim 2 ,
The inspection apparatus, wherein the first diffusion section is inclined with respect to the surface of the object.
請求項2または3に記載の検査装置であって、
前記第1拡散部の下端から前記撮像面までの距離:Hとし、
前記撮像部の入射瞳から前記撮像面までの距離:hとしたとき、
H≧h/2
を満足することを特徴とする検査装置。
The inspection device according to claim 2 or 3 ,
The distance from the lower end of the first diffusion portion to the imaging surface is set to H,
When the distance from the entrance pupil of the imaging unit to the imaging surface is h:
H≧h/2
An inspection device characterized by satisfying
請求項1乃至4の何れか1つに記載の検査装置であって、
前記第2拡散部は異方性の拡散板であることを特徴とする検査装置。
The inspection device according to any one of claims 1 to 4 ,
The inspection apparatus , wherein the second diffusion unit is an anisotropic diffusion plate .
請求項1乃至5の何れか1つに記載の検査装置であって、
前記第1照明部と前記第2照明部とは、前記補助線の延長線上において近傍に配置されることを特徴とする検査装置。
The inspection device according to any one of claims 1 to 5 ,
The inspection apparatus , wherein the first illumination unit and the second illumination unit are arranged in the vicinity on an extension line of the auxiliary line .
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