JPH10148616A - 結晶体の自動選別方法および装置 - Google Patents
結晶体の自動選別方法および装置Info
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- JPH10148616A JPH10148616A JP32099696A JP32099696A JPH10148616A JP H10148616 A JPH10148616 A JP H10148616A JP 32099696 A JP32099696 A JP 32099696A JP 32099696 A JP32099696 A JP 32099696A JP H10148616 A JPH10148616 A JP H10148616A
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイヤモンド種結晶の選別を正確かつ自動的
に行う。 【解決手段】 供給パレット17上に配置されたダイヤモ
ンドの種結晶を上面検査カメラ１で撮像し、得られた画
像からダイヤモンドの輪郭像を抽出して、この輪郭像を
基にダイヤモンドの載置方向（どの結晶面が上（下）
か）を特定する。所定の載置方向であったダイヤモンド
のみを吸着コレット４で取り出し、吸着コレット４で保
持した状態でダイヤモンドを下面検査カメラ２で撮像す
る。得られた画像から下面検査カメラ２の光軸と実質的
に平行な垂線をもつダイヤモンド結晶面の像を抽出し
て、この結晶面の欠陥の有無を識別し、この結晶面に欠
陥がないダイヤモンドを貼付パレット18に貼り付ける。
に行う。 【解決手段】 供給パレット17上に配置されたダイヤモ
ンドの種結晶を上面検査カメラ１で撮像し、得られた画
像からダイヤモンドの輪郭像を抽出して、この輪郭像を
基にダイヤモンドの載置方向（どの結晶面が上（下）
か）を特定する。所定の載置方向であったダイヤモンド
のみを吸着コレット４で取り出し、吸着コレット４で保
持した状態でダイヤモンドを下面検査カメラ２で撮像す
る。得られた画像から下面検査カメラ２の光軸と実質的
に平行な垂線をもつダイヤモンド結晶面の像を抽出し
て、この結晶面の欠陥の有無を識別し、この結晶面に欠
陥がないダイヤモンドを貼付パレット18に貼り付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は結晶体を自動で選別
する方法および装置に関するものである。特に、温度差
法による結晶成長のためのダイヤモンド種結晶を選別
し、所定位置に整列して貼り付けることに好適な方法に
関する。
する方法および装置に関するものである。特に、温度差
法による結晶成長のためのダイヤモンド種結晶を選別
し、所定位置に整列して貼り付けることに好適な方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】単結晶ダイヤモンドの結晶成長をする
際、その種結晶を所定位置に貼り付ける作業を行う。通
常、この作業は目視により行われている。すなわち、ダ
イヤモンド種結晶の成長面となる面の向きを確認し、ピ
ンセットで種結晶を挾んで所定位置に整列して貼り付け
ていくのである。
際、その種結晶を所定位置に貼り付ける作業を行う。通
常、この作業は目視により行われている。すなわち、ダ
イヤモンド種結晶の成長面となる面の向きを確認し、ピ
ンセットで種結晶を挾んで所定位置に整列して貼り付け
ていくのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、目視による作
業では、目の疲れやピンセットを用いた微細作業に伴う
精神的・肉体的疲労が避けられない。そのため、貼り付
け方向の判断ミスや貼り付け作業の効率低下といった問
題があった。従って、本発明の主目的は、このような整
列作業を自動でかつ確実に行える方法および装置を提供
することにある。
業では、目の疲れやピンセットを用いた微細作業に伴う
精神的・肉体的疲労が避けられない。そのため、貼り付
け方向の判断ミスや貼り付け作業の効率低下といった問
題があった。従って、本発明の主目的は、このような整
列作業を自動でかつ確実に行える方法および装置を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明方法は、平面上に配置された特定の結晶体を
第一のカメラで撮像し、得られた画像から結晶体の輪郭
像を抽出して、この輪郭像を基に結晶体の載置方向を特
定し、所定の載置方向であった結晶体のみを保持具で取
り出し、保持具で保持した状態で結晶体を下方から第二
のカメラで撮像し、得られた画像から第二のカメラの光
軸と実質的に平行な垂線をもつ結晶面の像を抽出して、
この結晶面の欠陥の有無を識別し、この結晶面に欠陥が
ない結晶体を選別することを特徴とする。
め、本発明方法は、平面上に配置された特定の結晶体を
第一のカメラで撮像し、得られた画像から結晶体の輪郭
像を抽出して、この輪郭像を基に結晶体の載置方向を特
定し、所定の載置方向であった結晶体のみを保持具で取
り出し、保持具で保持した状態で結晶体を下方から第二
のカメラで撮像し、得られた画像から第二のカメラの光
軸と実質的に平行な垂線をもつ結晶面の像を抽出して、
この結晶面の欠陥の有無を識別し、この結晶面に欠陥が
ない結晶体を選別することを特徴とする。
【０００５】多数の結晶体の中から特定の結晶体を第一
のカメラで撮像するには、次の２つの方法がある。 複数の結晶体を予め平面上の所定位置に整列して各結
晶体の位置データを把握しておき、各結晶体の位置デー
タに基づいて第一のカメラを制御して、特定の結晶体を
撮像する。 任意の位置に配置された複数の結晶体を第三のカメラ
で撮像し、得られた画像から各結晶体の位置データを抽
出し、この位置データに基づいて第一のカメラを制御し
て特定の結晶体を撮像する。
のカメラで撮像するには、次の２つの方法がある。 複数の結晶体を予め平面上の所定位置に整列して各結
晶体の位置データを把握しておき、各結晶体の位置デー
タに基づいて第一のカメラを制御して、特定の結晶体を
撮像する。 任意の位置に配置された複数の結晶体を第三のカメラ
で撮像し、得られた画像から各結晶体の位置データを抽
出し、この位置データに基づいて第一のカメラを制御し
て特定の結晶体を撮像する。
【０００６】特に、上記の方法においては、さらに第
一のカメラにより結晶体の位置データの修正を行って保
持具を制御することが好ましい。すなわち、第三のカメ
ラを用いて得た特定の結晶体の位置データに基づいて第
一のカメラと特定の結晶体との位置を制御し、第一のカ
メラで撮像した特定の結晶体の輪郭像からその重心を演
算すると共に重心の位置データを抽出する。そして、こ
の重心の位置データと第一のカメラの画面の中心とのず
れを修正し、この修正した位置データに基づいて保持具
を制御する。
一のカメラにより結晶体の位置データの修正を行って保
持具を制御することが好ましい。すなわち、第三のカメ
ラを用いて得た特定の結晶体の位置データに基づいて第
一のカメラと特定の結晶体との位置を制御し、第一のカ
メラで撮像した特定の結晶体の輪郭像からその重心を演
算すると共に重心の位置データを抽出する。そして、こ
の重心の位置データと第一のカメラの画面の中心とのず
れを修正し、この修正した位置データに基づいて保持具
を制御する。
【０００７】また、上記の各方法において、結晶体の載
置方向を特定するには次のように行うことが好適であ
る。結晶体の輪郭像から輪郭を構成する各辺のなす角度
を求め、この角度を結晶体のもつ幾何学的理論値と比較
して結晶体の載置方向を特定する。この載置方向とは、
結晶体がどの結晶面を上（または下）にして平面上に載
置されているかということである。
置方向を特定するには次のように行うことが好適であ
る。結晶体の輪郭像から輪郭を構成する各辺のなす角度
を求め、この角度を結晶体のもつ幾何学的理論値と比較
して結晶体の載置方向を特定する。この載置方向とは、
結晶体がどの結晶面を上（または下）にして平面上に載
置されているかということである。
【０００８】さらに、第二のカメラの光軸と実質的に平
行な垂線をもつ結晶面の像は次の方法により得ることが
望ましい。第二のカメラでこれと同軸の落射照明を用い
て結晶体を撮像し、さらに偏光フィルタを用いて同様の
撮像を行う。そして、得られた両画像の比較により第二
のカメラの光軸と実質的に平行な垂線をもつ結晶面の像
を得る。
行な垂線をもつ結晶面の像は次の方法により得ることが
望ましい。第二のカメラでこれと同軸の落射照明を用い
て結晶体を撮像し、さらに偏光フィルタを用いて同様の
撮像を行う。そして、得られた両画像の比較により第二
のカメラの光軸と実質的に平行な垂線をもつ結晶面の像
を得る。
【０００９】また、本発明装置は、平面上に配置された
特定の結晶体を撮像する第一のカメラと、得られた画像
から結晶体の輪郭を抽出して、この輪郭像を基に結晶体
の載置方向を特定する手段と、所定の載置方向であった
結晶体のみを取り出す保持具と、偏光フィルタを具える
と共に保持具で保持した状態で結晶体を下方から撮像す
る第二のカメラと、第二のカメラにより得られた画像か
ら、第二のカメラの光軸と実質的に平行な垂線をもつ結
晶面像を抽出する手段と、抽出された結晶面の欠陥の有
無を判定する手段とを具えることを特徴とする。
特定の結晶体を撮像する第一のカメラと、得られた画像
から結晶体の輪郭を抽出して、この輪郭像を基に結晶体
の載置方向を特定する手段と、所定の載置方向であった
結晶体のみを取り出す保持具と、偏光フィルタを具える
と共に保持具で保持した状態で結晶体を下方から撮像す
る第二のカメラと、第二のカメラにより得られた画像か
ら、第二のカメラの光軸と実質的に平行な垂線をもつ結
晶面像を抽出する手段と、抽出された結晶面の欠陥の有
無を判定する手段とを具えることを特徴とする。
【００１０】ここで、保持具で特定の結晶体を取り出す
には、次の構成のいずれかを具えることが好適である。 平面上に配置された複数の結晶体の位置データを記憶
するメモリと、この位置データにより、特定の結晶体を
撮像するように第一のカメラを制御する手段と、同位置
データにより、特定の結晶体を保持するように保持具を
制御する手段。 平面上に配置された複数の結晶体を撮像する第三のカ
メラと、このカメラで撮像した画像から各結晶体の重心
を演算する手段と、得られた重心の位置データに基づい
て特定の結晶体を撮像するように第一のカメラを制御す
る手段と、前記位置データに基づいて特定の結晶体を保
持するように保持具を制御する手段。
には、次の構成のいずれかを具えることが好適である。 平面上に配置された複数の結晶体の位置データを記憶
するメモリと、この位置データにより、特定の結晶体を
撮像するように第一のカメラを制御する手段と、同位置
データにより、特定の結晶体を保持するように保持具を
制御する手段。 平面上に配置された複数の結晶体を撮像する第三のカ
メラと、このカメラで撮像した画像から各結晶体の重心
を演算する手段と、得られた重心の位置データに基づい
て特定の結晶体を撮像するように第一のカメラを制御す
る手段と、前記位置データに基づいて特定の結晶体を保
持するように保持具を制御する手段。
【００１１】特に、前記の手段を具える場合、第一の
カメラで撮像した特定の結晶体の画像からその輪郭像を
抽出してこの輪郭像の重心を演算する手段と、この重心
の位置データと第一のカメラの画面の中心との差分を演
算する手段と、この差分だけ第三のカメラで得られた特
定の結晶体の位置データを修正する手段を具えることが
好適である。そして、修正後のデータに基づいて結晶体
の保持具を制御する。
カメラで撮像した特定の結晶体の画像からその輪郭像を
抽出してこの輪郭像の重心を演算する手段と、この重心
の位置データと第一のカメラの画面の中心との差分を演
算する手段と、この差分だけ第三のカメラで得られた特
定の結晶体の位置データを修正する手段を具えることが
好適である。そして、修正後のデータに基づいて結晶体
の保持具を制御する。
【００１３】また、載置方向が所定の向きであった結晶
載置方向を特定する手段は、結晶体の輪郭を構成する各
辺のなす角度の幾何学的理論値を記憶するメモリと、結
晶体の輪郭像から輪郭を構成する各辺のなす角度を演算
する手段と、演算により求められた角度と前記メモリか
ら読み出された幾何学的理論値とを比較する手段とを具
えることをが好適である。
載置方向を特定する手段は、結晶体の輪郭を構成する各
辺のなす角度の幾何学的理論値を記憶するメモリと、結
晶体の輪郭像から輪郭を構成する各辺のなす角度を演算
する手段と、演算により求められた角度と前記メモリか
ら読み出された幾何学的理論値とを比較する手段とを具
えることをが好適である。
【００１４】さらに、第二のカメラの光軸と実質的に平
行な垂線をもつ結晶面像を抽出する手段は、第二のカメ
ラで撮像した結晶体の下方像の画像データを記憶するメ
モリと、第二のカメラで偏光フィルタを用いて撮像した
結晶体の下方像のうちカメラの光軸と実質的に平行な垂
線をもつ結晶面以外の画像データを記憶するメモリと、
これらの両画像データからカメラの光軸と実質的に平行
な垂線をもつ結晶面の画像データを抽出する手段とを具
える。
行な垂線をもつ結晶面像を抽出する手段は、第二のカメ
ラで撮像した結晶体の下方像の画像データを記憶するメ
モリと、第二のカメラで偏光フィルタを用いて撮像した
結晶体の下方像のうちカメラの光軸と実質的に平行な垂
線をもつ結晶面以外の画像データを記憶するメモリと、
これらの両画像データからカメラの光軸と実質的に平行
な垂線をもつ結晶面の画像データを抽出する手段とを具
える。
【００１５】そして、抽出された結晶面の欠陥の有無を
判定する手段は、第二のカメラで撮像した下方像の画像
データからその輪郭像を抽出して輪郭像の重心を演算す
る手段と、カメラの光軸と実質的に平行な垂線をもつ結
晶面の画像データからその結晶面の重心を演算する手段
と、演算された両重心を比較し、所定値以上のずれがあ
る場合に結晶面に欠陥があると判断する手段とを具え
る。
判定する手段は、第二のカメラで撮像した下方像の画像
データからその輪郭像を抽出して輪郭像の重心を演算す
る手段と、カメラの光軸と実質的に平行な垂線をもつ結
晶面の画像データからその結晶面の重心を演算する手段
と、演算された両重心を比較し、所定値以上のずれがあ
る場合に結晶面に欠陥があると判断する手段とを具え
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を説明
する。ここでは、多数のダイヤモンド結晶から所定のダ
イヤモンドを選別し、選別されたダイヤモンドを種結晶
としてパレットに整列して貼り付ける場合について説明
する。図１は本発明方法を用いる装置の概略斜視図であ
る。
する。ここでは、多数のダイヤモンド結晶から所定のダ
イヤモンドを選別し、選別されたダイヤモンドを種結晶
としてパレットに整列して貼り付ける場合について説明
する。図１は本発明方法を用いる装置の概略斜視図であ
る。
【００１７】この装置は、３台のカメラ１，２，３と、
吸着コレット４と、これらの移動機構５，６と、供給・
貼付の各テーブル７，８を主な構成とする。カメラは、
上面検査用カメラ１（第一のカメラ）、下面検査用カメ
ラ２（第二のカメラ）、粗位置検出カメラ３（第三のカ
メラ）で構成される。いずれもＣＣＤカメラなどを用い
ることが好適である。上面検査カメラ１は移動機構５に
よってＸ軸方向に移動することができる。下面検査カメ
ラ２には偏光フィルタが取り付けられ、結晶からの所定
の光成分のみを抽出した画像を得ることができる。この
下面検査カメラ２にはカメラ２と同軸の落射照明も具え
られている。また、下面検査カメラ２や粗位置検出カメ
ラ３も移動機構（図示せず）を具えている。そして、各
カメラ１，２，３は画像処理装置（図示せず）に接続さ
れ、さらにこの画像処理装置は得られた画像と選別結果
とを表示するモニター（図示せず）に接続されている。
吸着コレット４と、これらの移動機構５，６と、供給・
貼付の各テーブル７，８を主な構成とする。カメラは、
上面検査用カメラ１（第一のカメラ）、下面検査用カメ
ラ２（第二のカメラ）、粗位置検出カメラ３（第三のカ
メラ）で構成される。いずれもＣＣＤカメラなどを用い
ることが好適である。上面検査カメラ１は移動機構５に
よってＸ軸方向に移動することができる。下面検査カメ
ラ２には偏光フィルタが取り付けられ、結晶からの所定
の光成分のみを抽出した画像を得ることができる。この
下面検査カメラ２にはカメラ２と同軸の落射照明も具え
られている。また、下面検査カメラ２や粗位置検出カメ
ラ３も移動機構（図示せず）を具えている。そして、各
カメラ１，２，３は画像処理装置（図示せず）に接続さ
れ、さらにこの画像処理装置は得られた画像と選別結果
とを表示するモニター（図示せず）に接続されている。
【００１８】吸着コレット４（保持具）はダイヤモンド
を吸着して供給テーブル７から貼付テーブル８へと搬送
する保持具である。これは、上面検査カメラ１の移動機
構５によりＸ軸方向に移動できると共に、移動機構６に
よってＺ軸方向にも移動できる。各カメラ１，２，３と
吸着コレット４の移動機構５，６は、モータ９,10 でボ
ールねじ11,12 を回転させ、このボールねじ11,12 に螺
合されたスライダ13,14を移動させる機構である。
を吸着して供給テーブル７から貼付テーブル８へと搬送
する保持具である。これは、上面検査カメラ１の移動機
構５によりＸ軸方向に移動できると共に、移動機構６に
よってＺ軸方向にも移動できる。各カメラ１，２，３と
吸着コレット４の移動機構５，６は、モータ９,10 でボ
ールねじ11,12 を回転させ、このボールねじ11,12 に螺
合されたスライダ13,14を移動させる機構である。
【００１９】各テーブル７，８はスライダ15,16 を具
え、その表面に供給パレット17と貼付パレット18が取り
付けられている。供給パレット17には選別前のダイヤモ
ンドD1が載置され、貼付パレット18には選別後のダイヤ
モンドD2が貼り付けられる。供給テーブル17にはパーツ
フィーダ19が設けられ、供給パレット上にダイヤモンド
D1を供給する。また、同テーブル７には透過照明（図示
せず）が内蔵されており、供給パレット上のダイヤモン
ドD1を下から照らして、上面検査カメラ１で投影像が得
られるように構成されている。各テーブル７，８は各パ
レット17,18 の移動機構を具えている。この移動機構も
カメラや吸着コレットの移動機構５，６と同様で、スラ
イダ15,16 に螺合したボールねじ20,21 を具え、モータ
22,23 でボールねじ20,21 を回転させて各パレット17,1
8 をボールねじ20,21 の軸方向に移動させる。
え、その表面に供給パレット17と貼付パレット18が取り
付けられている。供給パレット17には選別前のダイヤモ
ンドD1が載置され、貼付パレット18には選別後のダイヤ
モンドD2が貼り付けられる。供給テーブル17にはパーツ
フィーダ19が設けられ、供給パレット上にダイヤモンド
D1を供給する。また、同テーブル７には透過照明（図示
せず）が内蔵されており、供給パレット上のダイヤモン
ドD1を下から照らして、上面検査カメラ１で投影像が得
られるように構成されている。各テーブル７，８は各パ
レット17,18 の移動機構を具えている。この移動機構も
カメラや吸着コレットの移動機構５，６と同様で、スラ
イダ15,16 に螺合したボールねじ20,21 を具え、モータ
22,23 でボールねじ20,21 を回転させて各パレット17,1
8 をボールねじ20,21 の軸方向に移動させる。
【００２０】このような装置を用いたダイヤモンドの選
別には、上面検査カメラ１により結晶の載置方向を判別
する段階と、下面検査カメラ２により成長面を検査する
段階との２つの段階がある。まず、パーツフィーダ19で
供給パレット上にダイヤモンドD1の種結晶をばらまく。
粗位置検出カメラ３で複数の種結晶を撮像する。その画
像を画像処理装置に取り込んで二値化し、二値化画像を
基に各種結晶の重心を演算する。得られた重心の位置デ
ータに基づいて上面検査カメラ１または供給側テーブル
７を制御し、一つの種結晶を撮像できるように移動させ
る。
別には、上面検査カメラ１により結晶の載置方向を判別
する段階と、下面検査カメラ２により成長面を検査する
段階との２つの段階がある。まず、パーツフィーダ19で
供給パレット上にダイヤモンドD1の種結晶をばらまく。
粗位置検出カメラ３で複数の種結晶を撮像する。その画
像を画像処理装置に取り込んで二値化し、二値化画像を
基に各種結晶の重心を演算する。得られた重心の位置デ
ータに基づいて上面検査カメラ１または供給側テーブル
７を制御し、一つの種結晶を撮像できるように移動させ
る。
【００２１】次に、上面検査カメラ１で一つの種結晶を
撮像する。このとき、供給側テーブル７の透過照明を用
いて投影像が得られるようにする。得られた投影像を画
像処理装置に取り込んで二値化処理し、二値化画像にお
けるダイヤモンドの輪郭点を抽出する。この輪郭点のデ
ータから輪郭像の各辺のなす角度を求める。例えば、抽
出された輪郭点から直線成分を抽出するためにハフ変換
を用い、輪郭を構成する直線群を抽出する。抽出した直
線群からそれらの交点を求め、多角形の輪郭像に近似す
る。この近似処理により各直線群のなす角度を求める。
そして、この角度を幾何学的理論値と照合して載置方向
を特定する。
撮像する。このとき、供給側テーブル７の透過照明を用
いて投影像が得られるようにする。得られた投影像を画
像処理装置に取り込んで二値化処理し、二値化画像にお
けるダイヤモンドの輪郭点を抽出する。この輪郭点のデ
ータから輪郭像の各辺のなす角度を求める。例えば、抽
出された輪郭点から直線成分を抽出するためにハフ変換
を用い、輪郭を構成する直線群を抽出する。抽出した直
線群からそれらの交点を求め、多角形の輪郭像に近似す
る。この近似処理により各直線群のなす角度を求める。
そして、この角度を幾何学的理論値と照合して載置方向
を特定する。
【００２２】ダイヤモンド結晶の一例を図２に示す。図
２（Ａ）のダイヤモンドＤが(100)面30を上面とした載
置方向の場合、図２（Ｂ）に示す輪郭像が得られ、(11
1) 面31を上面とした場合、図２（Ｃ）に示す輪郭像が
得られる。前者の場合、輪郭を構成する直線がなす幾何
学的理論値は９０°であり、後者の場合は１２０°とな
る。従って、予め幾何学的理論値をメモリに登録してお
き、輪郭像を基に演算された角度がメモリから出力され
た理論値のいずれかに適合すれば、載置方向を特定する
ことができる。そして、所定の載置方向である結晶のみ
を吸着コレット４により取り出す。
２（Ａ）のダイヤモンドＤが(100)面30を上面とした載
置方向の場合、図２（Ｂ）に示す輪郭像が得られ、(11
1) 面31を上面とした場合、図２（Ｃ）に示す輪郭像が
得られる。前者の場合、輪郭を構成する直線がなす幾何
学的理論値は９０°であり、後者の場合は１２０°とな
る。従って、予め幾何学的理論値をメモリに登録してお
き、輪郭像を基に演算された角度がメモリから出力され
た理論値のいずれかに適合すれば、載置方向を特定する
ことができる。そして、所定の載置方向である結晶のみ
を吸着コレット４により取り出す。
【００２３】このとき、上面検査カメラ１により得られ
た輪郭像の重心も演算し、結晶体の正確な位置データを
求め、この重心と上面検査カメラの画面の中心とが一致
するように位置データを修正する。吸着コレット４の制
御はこの修正された位置データに基づいて行う。なお、
判定の結果、所定の載置方向でなかったり、輪郭を構成
する各辺のなす角度がいずれの理論値とも適合しなかっ
た場合は、別の種結晶について上面検査カメラ１を用い
た上記の操作を繰り返す。
た輪郭像の重心も演算し、結晶体の正確な位置データを
求め、この重心と上面検査カメラの画面の中心とが一致
するように位置データを修正する。吸着コレット４の制
御はこの修正された位置データに基づいて行う。なお、
判定の結果、所定の載置方向でなかったり、輪郭を構成
する各辺のなす角度がいずれの理論値とも適合しなかっ
た場合は、別の種結晶について上面検査カメラ１を用い
た上記の操作を繰り返す。
【００２４】次に、吸着コレット４で種結晶を保持した
状態で下面検査カメラ２をその直下に移動させ、種結晶
の下方を撮像する。このとき、落射照明と偏光フィルタ
を用いる。すなわち、偏光フィルタの偏光特性を用いた
撮像と、用いない撮像の２通りを行う。例えば、結晶の
載置方向が図２（Ａ）の八角面を上（下）面としている
場合、偏光特性を用いることなく撮像して、同図（Ｂ）
のような下方像を得る。次に、偏光フィルタを操作し
て、下面以外の面（図２Ｂの像における４隅の三角面）
のみの下方像を得る。各下方像のデータをメモリに記憶
し、画像データ間演算により前者の下方像から後者の下
方像を差し引くことで下面検査カメラ２の光軸と実質的
に平行な垂線をもつ結晶面のみの画像を抽出する。
状態で下面検査カメラ２をその直下に移動させ、種結晶
の下方を撮像する。このとき、落射照明と偏光フィルタ
を用いる。すなわち、偏光フィルタの偏光特性を用いた
撮像と、用いない撮像の２通りを行う。例えば、結晶の
載置方向が図２（Ａ）の八角面を上（下）面としている
場合、偏光特性を用いることなく撮像して、同図（Ｂ）
のような下方像を得る。次に、偏光フィルタを操作し
て、下面以外の面（図２Ｂの像における４隅の三角面）
のみの下方像を得る。各下方像のデータをメモリに記憶
し、画像データ間演算により前者の下方像から後者の下
方像を差し引くことで下面検査カメラ２の光軸と実質的
に平行な垂線をもつ結晶面のみの画像を抽出する。
【００２５】抽出された結晶面の画像を二値化処理す
る。得られた二値化画像から前記輪郭像の場合と同様に
輪郭データの抽出を行い、この結晶面に欠けなどの欠陥
がないかどうかを例えば次のようにして判定する。結晶
面に欠けが存在すれば落射光により欠け部分は反射しな
い。従って、輪郭像と抽出された結晶面像において各々
の重心を演算し、両者に一定値以上の乖離を生じれば結
晶面に欠けがあると判断できる。欠けがあると判断され
れば、欠陥のない種結晶を選別するまで別の種結晶につ
いて上記手順を繰り返す。
る。得られた二値化画像から前記輪郭像の場合と同様に
輪郭データの抽出を行い、この結晶面に欠けなどの欠陥
がないかどうかを例えば次のようにして判定する。結晶
面に欠けが存在すれば落射光により欠け部分は反射しな
い。従って、輪郭像と抽出された結晶面像において各々
の重心を演算し、両者に一定値以上の乖離を生じれば結
晶面に欠けがあると判断できる。欠けがあると判断され
れば、欠陥のない種結晶を選別するまで別の種結晶につ
いて上記手順を繰り返す。
【００２６】この判定の結果、欠陥のなかった種結晶を
吸着コレット４でＸ軸方向に搬送し、さらにＺ軸方向に
下降させて貼付パレット18に貼り付ける。この搬送は、
予め設定したダイヤモンドの貼り付け位置データに基づ
いて制御すればよい。上記の検査手順を繰り返すこと
で、所定の成長面をもつ種結晶のみを所定間隔に整列し
て貼り付けることができる。例えば、結晶体の(111) 面
をダイヤモンドの成長面とする場合、上面検査カメラ１
で(111) 面が上面となった載置方向の結晶体のみを抽出
する。そして、その結晶体の下面に欠けなどの欠陥のな
いものを下面検査カメラ２を用いた画像処理で選別し、
パレット18に貼り付けていく。
吸着コレット４でＸ軸方向に搬送し、さらにＺ軸方向に
下降させて貼付パレット18に貼り付ける。この搬送は、
予め設定したダイヤモンドの貼り付け位置データに基づ
いて制御すればよい。上記の検査手順を繰り返すこと
で、所定の成長面をもつ種結晶のみを所定間隔に整列し
て貼り付けることができる。例えば、結晶体の(111) 面
をダイヤモンドの成長面とする場合、上面検査カメラ１
で(111) 面が上面となった載置方向の結晶体のみを抽出
する。そして、その結晶体の下面に欠けなどの欠陥のな
いものを下面検査カメラ２を用いた画像処理で選別し、
パレット18に貼り付けていく。
【００２７】以上の説明では、種結晶を供給パレット上
に適当にばらまき、各種結晶の位置がわかっていない状
態から選別を開始したが、予め種結晶を所定の位置に整
列しておいてもよい。各種結晶の位置データがわかって
いれば、このデータを基に上面検査カメラや保持具を特
定の種結晶上に位置合わせすることができる。つまり、
粗位置検出カメラ３がなくても種結晶の選別を行うこと
ができる。
に適当にばらまき、各種結晶の位置がわかっていない状
態から選別を開始したが、予め種結晶を所定の位置に整
列しておいてもよい。各種結晶の位置データがわかって
いれば、このデータを基に上面検査カメラや保持具を特
定の種結晶上に位置合わせすることができる。つまり、
粗位置検出カメラ３がなくても種結晶の選別を行うこと
ができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、従来目視により行っていた結晶体の選別作業を自動
的に行うことができる。特に、確実かつ連続的に結晶体
の選別が行えるため、作業の効率化を図ることができ
る。
ば、従来目視により行っていた結晶体の選別作業を自動
的に行うことができる。特に、確実かつ連続的に結晶体
の選別が行えるため、作業の効率化を図ることができ
る。
【図１】本発明方法を用いた装置の概略斜視図。
【図２】（Ａ）はダイヤモンドの斜視図、（Ｂ）は(10
0) 面を上面としたダイヤモンドの下面図、（Ｃ）は(11
1) 面を上面としたダイヤモンドの下面図。
0) 面を上面としたダイヤモンドの下面図、（Ｃ）は(11
1) 面を上面としたダイヤモンドの下面図。
１ 上面検査カメラ ２ 下面検査カメラ ３ 粗位置
検出カメラ ４ 吸着コレット ５，６ 移動機構 ７ 供給テーブ
ル ８ 貼付テーブル ９,10 モータ 11,12 ボールねじ 13,14,15,16 スライ
ダ 17 供給パレット 18 貼付パレット 19 パーツフィーダ 20,21 ボール
ネジ 22,23 モータ 30 (100) 面 31 (111) 面
検出カメラ ４ 吸着コレット ５，６ 移動機構 ７ 供給テーブ
ル ８ 貼付テーブル ９,10 モータ 11,12 ボールねじ 13,14,15,16 スライ
ダ 17 供給パレット 18 貼付パレット 19 パーツフィーダ 20,21 ボール
ネジ 22,23 モータ 30 (100) 面 31 (111) 面
Claims (7)
- 【請求項１】 平面上に配置された特定の結晶体を第一
のカメラで撮像し、得られた画像から結晶体の輪郭像を
抽出して、この輪郭像を基に結晶体の載置方向を特定
し、 所定の載置方向であった結晶体のみを保持具で取り出
し、 保持具で保持した状態で結晶体を下方から第二のカメラ
で撮像し、 得られた画像から第二のカメラの光軸と実質的に平行な
垂線をもつ結晶面の像を抽出して、この結晶面の欠陥の
有無を識別し、 この結晶面に欠陥がない結晶体を選別することを特徴と
する結晶体の自動選別方法。 - 【請求項２】 複数の結晶体を予め平面上の所定位置に
整列して各結晶体の位置データを把握しておき、 第一のカメラを各結晶体の位置データに基づいて操作し
て、特定の結晶体を撮像することを特徴とする請求項１
記載の結晶体の自動選別方法。 - 【請求項３】 任意の位置に配置された複数の結晶体を
第三のカメラで撮像し、 得られた画像から各結晶体の位置データを抽出し、 この位置データに基づいて特定の結晶体を第一のカメラ
で撮像することを特徴とする請求項１記載の結晶体の自
動選別方法。 - 【請求項４】 第三のカメラを用いて得た特定の結晶体
の位置データに基づいて第一のカメラと特定の結晶体と
の相対的な位置を制御し、 第一のカメラで撮像した特定の結晶体の輪郭像からその
重心を演算すると共に重心の位置データを抽出し、 この重心の位置データと第一のカメラの画面の中心とが
一致するように結晶体の位置データを修正し、 この修正した位置データに基づいて保持具を制御するこ
とを特徴とする請求項３記載の結晶体の自動選別方法。 - 【請求項５】 結晶体の輪郭像から輪郭を構成する各辺
のなす角度を求め、この角度を結晶体のもつ幾何学的理
論値と比較して結晶体の載置方向を特定することを特徴
とする請求項１記載の結晶体の自動選別方法。 - 【請求項６】 第二のカメラでこれと同軸の落射照明を
用いて結晶体を撮像し、 さらに偏光フィルタを用いて同様の撮像を行って、 得られた両画像より第二のカメラの光軸と実質的に平行
な垂線をもつ結晶面の像を得ることを特徴とする請求項
１記載の結晶体の自動選別方法。 - 【請求項７】 平面上に配置された特定の結晶体を撮像
する第一のカメラと、 得られた画像から結晶体の輪郭を抽出して、この輪郭像
を基に結晶体の載置方向を特定する手段と、 所定の載置方向であった結晶体のみを取り出す保持具
と、 偏光フィルタを具えると共に保持具で保持した状態で結
晶体を下方から撮像する第二のカメラと、 第二のカメラにより得られた画像から、第二のカメラの
光軸と実質的に平行な垂線をもつ結晶面像を抽出する手
段と、 抽出された結晶面の欠陥の有無を判定する手段とを具え
ることを特徴とする結晶体の自動選別手段。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32099696A JP3646297B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 結晶体の自動選別方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32099696A JP3646297B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 結晶体の自動選別方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10148616A true JPH10148616A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3646297B2 JP3646297B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=18127627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32099696A Expired - Lifetime JP3646297B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 結晶体の自動選別方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3646297B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102749331A (zh) * | 2011-04-20 | 2012-10-24 | 捷迈克斯系统公司 | 宝石定位和分析系统 |
| GB2500259A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-18 | De Beers Centenary AG | Gemstone inspection |
| GB2528303A (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-20 | Beers Uk Ltd De | Automated cryogenic measurements of gemstones |
| CN108507947A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-07 | 浦江县飞通电子科技有限公司 | 一种光学用设备 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP32099696A patent/JP3646297B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102749331A (zh) * | 2011-04-20 | 2012-10-24 | 捷迈克斯系统公司 | 宝石定位和分析系统 |
| GB2500259A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-18 | De Beers Centenary AG | Gemstone inspection |
| US9618443B2 (en) | 2012-03-16 | 2017-04-11 | De Beers Uk Ltd. | Gemstone inspection |
| GB2528303A (en) * | 2014-07-17 | 2016-01-20 | Beers Uk Ltd De | Automated cryogenic measurements of gemstones |
| CN108507947A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-09-07 | 浦江县飞通电子科技有限公司 | 一种光学用设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3646297B2 (ja) | 2005-05-11 |
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