JPH09189664A - 透明体の外観検査方法 - Google Patents

透明体の外観検査方法

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JPH09189664A
JPH09189664A JP137496A JP137496A JPH09189664A JP H09189664 A JPH09189664 A JP H09189664A JP 137496 A JP137496 A JP 137496A JP 137496 A JP137496 A JP 137496A JP H09189664 A JPH09189664 A JP H09189664A
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JP
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Application number
JP137496A
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English (en)
Inventor
Takeshi Yoshioka
剛 吉岡
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ARコートのバラツキ(反射率、色目など)
に対しても、一定の投光照明下で、背面側に他の部品な
どが存在するガラスなどの透明体のワレや傷の有無、お
よび異物の付着の程度などを客観的に、かつ、正確に検
査をすることができる透明体の外観検査方法を提供す
る。 【解決手段】 背面側に他の部品が存在する透明体の外
観検査方法であって、前記透明体に垂直に照明を照射
し、その反射光によるカラー画像をカラー用カメラ1に
より読み取り、色差変換器5により前記カラー画像の明
るさL、赤みa、青みbを基準エリアのL、a、bとそ
れぞれ比較したのち、その違いの程度を白黒映像信号の
濃淡レベル差に変換して白黒濃淡画像を出力し、該白黒
濃淡画像を画像処理装置6により画像処理することによ
り透明体の欠陥の有無を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はキャンシール型レー
ザダイオードの窓ガラスなどの電子部品の組立体におけ
る透明体の外観検査方法に関する。さらに詳しくは、背
面側に他の部品などが存在する透明体の異物、傷、ワレ
などの欠陥を、画像処理による自動化により客観的に検
査をすることができる透明体の外観検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば図6(a)〜(b)に平面図お
よび断面図が示されるようなキャンシール型レーザダイ
オードにおいては、ステム21と一体化されたヒートシ
ンク21aに、サブマウント22を介してレーザチップ
23がボンディングされている。このステム21には、
リード26、27がステム21と絶縁してハーメティッ
クシールされると共に、リード28が溶接などにより接
続されている。レーザチップ23の一方の電極端子がサ
ブマウント22を介してリード26と、図示しないモニ
ター用フォトダイオードの一方の電極がリード27とそ
れぞれワイヤボンディングされている。また、レーザチ
ップ23および図示しないフォトダイオードの他方の電
極がそれぞれヒートシンク21aを介してリード28と
接続されている。この周囲にキャップ24が溶接などに
より接着されてシールされている。キャップ24の頂部
にはレーザチップ23からの光を取り出すため貫通孔が
設けられ、内部を機密にするため、窓ガラス25が低融
点ガラスなどにより溶着されている。このキャップ24
と窓ガラス25とはあらかじめ溶着された状態でキャッ
プ24がステム21に溶接される。そのため、窓ガラス
25はあらかじめ検査されていても、キャップ24とス
テム21との溶接の際にストレスが加わり、窓ガラス2
5にクラックが入ったり、傷や異物などがつくおそれが
あり、最終的に窓ガラス25の欠陥の有無を調べるた
め、外観検査をする必要がある。
【0003】この窓ガラス25の欠陥の有無を検査をす
る場合、窓ガラス25の背面側にはレーザチップ23や
サブマウント22が存在し、表面側から窓ガラス25を
見るとそれらも視野の中に入り、自動化による画像処理
により検査をしようとすると、傷などとの区別がつきに
くい。
【0004】さらに、このような窓ガラス25は、レー
ザチップ23から発せられる光を効率よく外部に取り出
すため、その発振波長(たとえば780nm)に対する
透過率が99%以上になるように非反射膜(AR膜)が
コーティング(以下、ARコートという)されており、
そのコーティングの条件によりその波長より短い波長の
光の反射率が大幅に変化する。すなわち、発振波長以外
の波長領域における透過率は保証されていない場合が多
く、また逆に保証するための製造条件は歩留りを低下さ
せ、現実的ではない。一方、画像処理によく用いられる
ハロゲン光源は、可視光領域の全体に広がっているもの
の600nm程度のところに光の強度のピークがあり、
その両側では光の強度が急速に弱くなる。そのため、6
00nm付近での反射率が大幅に変化すると画像データ
の読み取りの際の明暗の差が大きく、通常のCCDカメ
ラとハロゲン照明(色フィルタ付)では帯域通過フィル
タを用いても欠陥部のコントラストが画像処理の可能な
レベルに保てない。その結果、一層傷などの欠陥と窓ガ
ラスの背面にある部品の境界との区別がつかず、画像認
識による自動化の検査を行うことができない。
【0005】そのため、このような別の部品が透けて見
え、しかもARコートがされてコーティング条件により
波長による反射率が大幅に変化するガラスなどの透明体
の傷などの有無を検査する場合、従来は目視検査により
行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、目視検査で透
明体の傷や異物などの欠陥を検査すると、主観的な判断
となり客観的な検査をすることができない。傷や異物な
どの大きさ、個数、位置などの組み合わせでスペックが
定められている場合はなおさらである。とくに長時間検
査を続けると同じ人間が行っていても、目の疲れなどに
よっても検査の基準が異なり、正確な検査をすることが
できない。
【0007】本発明はこのような状況に鑑み、ARコー
トのバラツキ(反射率、色目など)に対しても、一定の
投光照明下で、背面側に他の部品などが存在するガラス
などの透明体のワレや傷の有無、および異物の付着の程
度などを客観的に、かつ、正確に検査をすることができ
る透明体の外観検査方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による透明体の外
観検査方法は、背面側に他の部品が存在する場合の外観
検査方法であって、前記透明体に垂直に照明を照射し、
その反射光によりカラー画像を読み取り、該カラー画像
の明るさ、赤み、および青みを前記他の部品が背面側に
存在しない部分の透明体に設定した基準色エリアの明る
さ、赤み、および青みとそれぞれ比較し、前記カラー画
像の明るさ、赤み、および青みのいずれもが前記基準色
エリアの明るさ、赤み、および青みとそれぞれ異なる場
合にその違いの程度を白黒映像信号の濃淡レベル差に変
換して白黒濃淡画像を出力し、該白黒濃淡画像を画像処
理することにより透明体の欠陥の有無を検査することを
特徴とする。
【0009】前記検査の後にリング照明により前記透明
体に斜め上方から適当な帯域フィルタを通した照明を照
射し、その反射光により画像を読み取り、該画像データ
を画像処理することにより透明体の欠陥の有無をさらに
検査することが、透明体に垂直に入ったクラックなどを
も正確に検出することができるため好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の透明体の外観検
査方法について図面を参照しながら説明をする。
【0011】図1は本発明の外観検査方法に使用するカ
ラー画像を読み込んで処理する装置の構成図、図2はそ
の装置を用いて検査を行う手順を示すフローチャート、
図3は白黒濃淡画像を読み込んで処理する装置の構成
図、図4はカメラで読み取られる画像で、基準色エリア
とガラスを通して見える部品の状態を示す図、図5は読
み取られた画像を画像処理して現される図をそれぞれ示
している。
【0012】図1において、1はカラー画像を読み取る
カメラで、たとえばソニー(株)製の商品名XC−00
3、2はレンズを組み合わせたマクロレンズで、たとえ
ば(株)モリテックス製の商品名MML2−65D、3
は照明電源で、たとえば(株)モリテックス製の商品名
MHF−C50LR、4は照明電源3からマクロレンズ
2へ光を伝達する光ファイバで、たとえば(株)モリテ
ックス製の商品名MSP4−1100S、5は色差変換
器で、たとえばクラボウ(株)製の商品名KA−200
を欠陥色と内部反射色とを区別できるように改造したも
ので、基準色エリア20(図4参照)の明るさL、赤み
a、および青みbと、読み込んだ画像データのこれらと
を比較してそれぞれが大幅に異なる場合に濃い出力とす
る白黒濃淡画像(0〜256)に変換し、出力する。
【0013】ここで、基準色エリア20とは、図4にカ
メラ1で透明体を観察した画像の例を示すように、レー
ザチップ23やヒートシンク21aなどの他の部品が窓
ガラス25を通して見えない位置で、中心に近い場所に
設定され、基準の色とするものである。もしこの基準色
エリア20に欠陥がある場合は明るさなどの絶対値が大
きく異なるため判別され、他の場所に設定され直す。な
お、図4において、24はキャップ、29は溶着ガラス
部であり、サブマウントは先端部が斜めにカットされて
いるため、上部からの画像認識では認識されない。
【0014】6は画像処理装置で、たとえばパソコンと
多値化の機能を有する画像処理ボードを用い、白黒の濃
淡を2値化し、画面を走査して白黒が反転する特徴量を
抽出してその大きさを判定し、異物やワレなどの欠陥の
有無について判断をする。この画像処理がなされた状態
はテレビモニタ7(たとえばソニー(株)製の商品名P
UM−9041Q)で観察されるが、その図形は、たと
えば図5に示されるような図形で表示され、異物31や
ワレ32が存在する場合は、不良品と判定され、その情
報が出力される。照明電源3から送られる光はマクロレ
ンズ2の下部に設けられたハーフミラー8により真下側
に反射され、半導体レーザ10に真上から垂直に照射さ
れ、その反射光がハーフミラー8を介してカラー用カメ
ラ1に入射する。この照明方法を同軸落射といい、この
方法により、半導体レーザ10の窓ガラスに映る画像が
読み取られる。
【0015】なお、図5において33は窓ガラス部で、
透けて見える部分を示し、34はそれより外周部を示
し、窓ガラスとキャップを溶着する低融点ガラスが窓ガ
ラスの中心方向に流れ、透けて見える部分はキャップの
貫通孔の径より小さくなると共に、真円でなくなってい
る。35は貫通孔より内側で低融点ガラスが流れ出た部
分で局所的に光って見えるテカリ部である。また、範囲
Aは周囲のワレを検査する範囲を示す。この画像処理装
置6による判定結果は図示しないメカ制御部に送られ、
良品と不良品との振り分けがなされる。
【0016】本発明は、カラー画像で認識し、基準色エ
リアの色と比較しているため、窓ガラスを通して見える
レーザチップやサブマウント、ヒートシンクなどはその
色調から傷などとは区別して観察される。そのため、レ
ーザチップやヒートシンクなどが窓ガラスを通して観察
されても、色差変換器5の出力からその部分は除外さ
れ、その境界などがワレなどと誤認されることはない。
その結果、これらの正規の部品の観察は除外され、それ
以外の部分の画像が白黒の濃淡による画像信号とされ、
画像処理装置により異物やワレ、カケなどの欠陥の有無
を確実に検査することができる。
【0017】この装置で透明体の欠陥を検査する手順を
図2のフローチャートを参照しながらさらに詳細に説明
する。まず、カメラ1により画像の取り込みを開始する
(S1)。つぎに、色差変換器にそのカラー画像を取り
込む(S2)。ついで、色差変換器で、基準色エリアの
明るさL、赤みa、および青みbと画像データ内のそれ
ぞれL、a、bとを比較し、その差ΔL、Δa、Δbを
演算し、その結果を白黒映像信号の濃淡レベル差(0〜
256;たとえばΔL、Δa、Δbのすべてがプラスの
場合255を出力)に変換して白黒濃淡画像を出力する
(S3〜4)。この際、レーザチップとかサブマウント
などは透けて見えるため画像内に読み込まれるが、基準
色エリアの色調と差がないため、色差変換の結果はほと
んど0となり、白黒画像として現れなくなる。つぎに、
その白黒濃淡画像を画像処理装置に取り込む(S5)。
それから画面内での明るさを平準化する簡易シェーディ
ング処理をする(S6)。その後、明るさを2値化し、
雑音除去処理を行い(S7〜8)、濃淡に大きな変化の
ある特徴量を抽出し、その変化部分の大きさである開口
面積判定を行う(S9〜10)。そしてその濃淡の変化
部分が異物であるか、ワレまたはカケであるかを判定す
る(S11〜12)。
【0018】図1に示される装置によれば、照明電源か
らの光が検査の対象物である透明体に垂直方向から入射
する同軸落射により照射されているため、窓ガラスなど
に斜めに入っているクラックや傷などに対してはそれら
による反射光が得られやすく、確実に欠陥を認識するこ
とができる。通常の傷やクラックなどはガラス板などに
対して垂直に入ることは殆どないため、前述の同軸落射
の照射方法で問題ないが、垂直に入るクラックに対して
は認識しにくい場合がある。このような問題が想定され
る場合、さらに図3に示されるようなリング照明による
光の照射により同様の画像処理による欠陥の有無の検査
を行うことが望ましい。
【0019】図3において、11は白黒用のカメラで、
たとえばソニー(株)製の商品名XC−75、12はレ
ンズが組み合わされたマクロレンズで、図1の構成と同
じものを使用することができる。13は照明電源で、た
とえば(株)モリテックス製の商品名MHF−D100
LR、14はファイバがリング状に並べられ、斜め下の
中心部に光を照射するリング照明18を有するリング照
明ファイバで、たとえば(株)モリテックス製の商品名
MRP16−1500V、16はカメラ11により読み
込んだ画像を処理する画像処理装置で、たとえば図1に
示されるものと同じもの、17は画像処理をして異物な
どの欠陥を白黒で表示するテレビモニタで、たとえばソ
ニー(株)製の商品名PVS−96Jである。この装置
で、画像処理をした欠陥部を示す画像は、斜光照明を使
用しているため、図2の装置の場合と白黒が反転した画
像となる。なお、リング照明18からの光は適当な帯域
フィルタ、たとえば中心波長が400nm、半値幅が1
3nmで透過率が50%以上の帯域フィルタを通すこと
が好ましく、図示されていないが、リング照明18また
は照明電源13の出力側に入れられる。
【0020】図3に示される装置は、半導体レーザに照
射する照明を同軸落射ではなく、リング照明18により
斜めから照射していることと、カラーで画像を読み込む
のではなく、白黒で画像を読み込み画像処理をしてお
り、そのため、色差変換器を有していないことで図1の
装置と異なっている。その理由は、前述のように、窓ガ
ラスなどに垂直に入っているクラックなどを検出するの
が目的で、垂直のクラックなどで光が反射しやすくする
ように斜めから照射すると共に、他の部分の検査はすで
に終了しているため、カラー画像の処理をする必要がな
いからである。この場合、図1に示される装置で、照明
部分をリング照明に取り替えて同軸落射による検査と斜
め照射の両方の検査を行ってもよいが、高価なカラーの
画像処理システムの稼働率をあげるためには図3に示さ
れる装置を新たに設定することが好ましい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ラー画像を読み取り、色差変換器により基準色エリアの
明るさなどと比較してから白黒の濃淡画像に変換してい
るため、透明体を通して見える透明体の背面側にある部
品などによる影響や透明体のARコートのバラツキに起
因する波長に対する反射率の変動の影響も受けることな
く、異物、傷、ワレなどの欠陥を正確に検出することが
できる。その結果、人間の目視に頼ることなく自動化に
より客観的に外観の検査をすることができ、外観検査の
信頼性が向上すると共に、検査工数を大幅に減少させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の外観検査方法を行う装置の概要を示す
図である。
【図2】図1の装置で外観検査をする手順を示すフロー
チャートである。
【図3】本発明の外観検査方法の他の実施形態で、さら
に付加する検査の装置の一例の概要を示す図である。
【図4】カメラでキャンシール型半導体レーザを観察し
た状態を示す図である。
【図5】画像処理により傷やクラックが表示された状態
を示す図である。
【図6】キャンシール型半導体レーザの構造を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 カラー用カメラ 3 照明電源 5 色差変換器 6 画像処理装置 8 ハーフミラー 18 リング照明

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 背面側に他の部品が存在する透明体の外
    観検査方法であって、前記透明体に垂直に照明を照射
    し、その反射光によりカラー画像を読み取り、該カラー
    画像の明るさ、赤み、および青みを前記他の部品が背面
    側に存在しない部分の透明体に設定した基準色エリアの
    明るさ、赤み、および青みとそれぞれ比較し、前記カラ
    ー画像の明るさ、赤み、および青みのいずれもが前記基
    準色エリアの明るさ、赤み、および青みとそれぞれ異な
    る場合にその違いの程度を白黒映像信号の濃淡レベル差
    に変換して白黒濃淡画像を出力し、該白黒濃淡画像を画
    像処理することにより透明体の欠陥の有無を検査するこ
    とを特徴とする透明体の外観検査方法。
  2. 【請求項2】 前記検査の後にリング照明により前記透
    明体に斜め上方から照明を照射し、その反射光により画
    像を読み取り、該画像のデータを画像処理することによ
    り透明体の欠陥の有無をさらに検査する請求項1記載の
    透明体の外観検査方法。
JP137496A 1996-01-09 1996-01-09 透明体の外観検査方法 Pending JPH09189664A (ja)

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Effective date: 20040608

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