KR100490455B1 - 외관검사장치 - Google Patents

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KR100490455B1 KR10-2002-0057997A KR20020057997A KR100490455B1 KR 100490455 B1 KR100490455 B1 KR 100490455B1 KR 20020057997 A KR20020057997 A KR 20020057997A KR 100490455 B1 KR100490455 B1 KR 100490455B1
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타키카와슈이찌
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가부시키가이샤 도쿄 웰드
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Abstract

본 발명은 재치대로부터의 반사를 억제하고, 외관검사를 고정도로 안정하게 행하는 외관검사장치에 관한 것이다.
본 발명의 외관검사장치는 재치대(11)가 조명장치(12)로부터의 조사광(14)을 투과시키는 투과재로 구성되고, 투과재는 고경도 및 내마모성을 가지는 투명 세라믹스를 기재(基材)로 한다. 재치대(11)의 뒷 쪽에는 이것을 투과한 투과광(14a)을 제거하기 위한 투과광제거수단(20)을 구비하고, 투과광제거수단(20)은 재치대(11)를 투과한 투과광(14a)이 직각 프리즘(21)의 입사면(21a)을 통하여 경사면(21c)에 닿으면, 투과광(14a)이 경사면(21c)에 의해 출사면(21b)의 방향에 직각으로 반사하여 반사광(14b)이 되고, 반사광(14b)은 더우기 편광판(23)에서 흡수되어 재치대(11)로 되돌아오지는 않는다.

Description

외관검사장치{Appearance examining apparatus}
본 발명은 칩 형상의 전자부품 등(이하, 칩 부품이라 호칭함)의 외관을 검사하는 외관검사장치에 관한 것이며, 특히 화상처리에 의해 칩 부품의 외부 윤곽의 검사정밀도를 향상시키는 데 가장 적합한 외관검사장치에 관한 것이다.
도 5는 종래의 이와 같은 종류의 외관검사장치의 일 예를 나타내고, 도 6은 화상처리된 검사화면의 휘도(輝度)를 나타내고 있다.
도 5에 있어서, 피검사물로서의 칩 부품(1)이 조명장치(2)에 의해 조사되면, 그 조사광(3)이 칩 부품(1) 및 이것을 재치하고 있는 재치대(4)의 표면에 각각 닿아서 반사되어, 각각의 반사광(5a, 5b)이 촬상장치(6)로 입광됨으로써 도시하지 않는 화상표시처리부에서 검사된다.
이 경우, 화상표시처리부는 촬상장치(6)로부터의 촬상신호를 기초로 칩 부품(1)에 의한 반사광(5a)의 크기(휘도값(41))와, 재치대(4)에 의한 반사광(5b)의 크기(휘도값(42))를 판정하는 동시에, 도 6에 나타난 바와 같이, 이들 휘도값(41, 42)을 임계값(30)을 기초로 비교함으로써 칩 부품(1)의 양부(良否)를 판정하도록 되어 있다.
칩 부품(1)을 재치하는 재치대(4)는 다수의 칩 부품(1)에 대한 내마모성 및 저반사성을 갖도록 하기 위해서, 흑색 세라믹스의 표면에 DLC(다이어몬드 라이크 카본)코팅한 것이 사용되고 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 외관검사장치는 재치대(4)가 흑색세라믹스의 표면에 DLC코팅함으로써 내마모성 뿐만 아니라 저반사성도 얻을 수 있도록 하고 있다.
그렇지만 재치대(4)는 흑색세라믹스로 구성되어 있다고 해도, 조사광(3)이 닿으면 표면에서 최대한 20% 정도의 반사가 있기 때문에, 그 반사광(5b)이 칩 부품(1)로부터의 반사광(5a)과 식별하기 어렵게 되어 있다. 특히, 도 6에 나타난 바와 같이, 화상표시처리부에 의해 256계조로 처리된 칩 부품(1)으로부터의 반사광의 휘도값(41)과, 재치대(4)로부터의 반사광의 휘도값(42)과는 경계의 판별이 불명료한 곡선이 되어 버리기 때문에, 임계값(30)의 설정도 매우 힘들어지고 검사정밀도를 향상시킬 수가 없다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여, 재치대로 부터의 반사를 극력 억제하여, 피검사물의 외관검사를 고정밀도로 안정되게 수행할 수가 있는 외관검사장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 청구항 1에 기재한 본 발명은 피검사물을 재치하는 재치대와, 재치대 위의 피검사물을 조명하는 조명수단과, 피검사물에 대향하여 설치된 촬상수단을 갖춘 외관검사장치에 있어서, 상기 재치대를 광투과재로 구성하고, 또한 상기 재치대의 이면에 재치대를 투과한 광을 제거하는 투과광 제거수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재한 본 발명은 상기 재치대는 투명 세라믹스로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재한 본 발명은 상기 재치대의 뒷면에 재치대를 투과한 빛을 제거하는 투과광제거수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재한 본 발명은 상기 투과광제거수단은 재치대를 투과한 빛을 재치대와 다른 방향으로 반사시키는 프리즘과, 프리즘에 의해 반사되어진 빛을 흡수하는 편광판을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재한 본 발명은 상기 프리즘의 입사면 및 출사면을 제외한 외주(外周)는 외부로부터의 광을 제거시키는 광차폐막을 가지고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재한 본 발명은 상기 편광판은 제1편광판과, 상기 제1편광판에 대해 평행하고 편광방향에 직각으로 설치된 제2편광판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재한 본 발명은 상기 투과광제거수단은 재치대를 투과한 광을 흡수하는 광흡수체로 이루어지고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 8에 기재한 본 발명은 상기 광흡수체는 제1편광판과, 상기 제1편광판에 대해 평행하고 편광방향에 직각으로 설치된 제2편광판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 기재한 본 발명은 상기 광흡수체는 재치대를 투과한 광을 흡수하는 흑체(黑體)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하에, 본 발명의 실시 형태를 도 1∼도 4를 기초로 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 외관검사장치의 한 실시형태를 나타낸 도면으로서, 도 1은 외관검사장치의 개략구성을 나타내는 설명도, 도 2는 화상표시처리부에 의해 화상처리된 검사화면의 휘도(輝度)값을 나타내는 설명도이다.
도 1에 나타낸 본 실시형태의 외관검사장치(10)는 피검사물로서의 칩 부품(1)을 재치하는 재치대(11)와, 재치대(11) 상의 칩 부품(1)을 조명하는 조명장치(12)와, 칩 부품(1)과 대향하여 상방위치에 설치된 촬상장치(13)를 구비하고 있다. 그리고, 조명장치(12)에 의해 칩 부품(1)을 조명하였을 때에 그 조명장치(12)로부터의 조사광(4)이 칩 부품에 닿아서 반사하는 동시에, 그 반사광(15)이 촬상장치(13)에 입광함으로써 도시하지 않는 화상표시처리부가 반사광(15)의 휘도값의 크기를 기초로 칩 부품(1)의 외관을 검사하도록 되어져 있다. 이 점은 도 5에 나타낸 종래예와 같다.
본 실시형태에 있어서, 재치대(11)가 조명장치(12)로부터의 조사광(14)을 투과시키는 투과재로 구성되어 있다. 이 투과재로서는 조사광(14)을 가급적 투과할 수 있도록 하는 이외에, 각종 칩 부품(1)에도 대응할 수 있도록 사파이어 같은 고경도 및 내마모성을 가지는 투명 세라믹스를 기재로 하여 구성되어 있다.
또한, 재치대(11)의 뒷 쪽에는 재치대(11)를 투과한 투과광(14a)을 제거하기 위한 투과제거수단(20)을 구비하고 있다.
투과광제거수단(20)에는 도 1에 나타난 바와 같이, 재치대(11)의 배면과 접하도록 구비된 입사면(21a)과, 이것과 직각의 각도를 이루는 출사면(21b)과, 출사면(21b) 및 입사면(21a)을 잇는 경사면(21c)을 갖는 직각 프리즘(21)으로 구성되어 있다. 그리고, 재치대(11)를 투과한 투과광(14a)이 입사면(21a)을 통하여 경사면(21c)에 닿으면, 그 투과광(14a)이 경사면(21c)에 의해 도 1에 나타난 바와 같이 출사면(21b)의 방향에 직각으로 반사하여, 반사광(14b)이 되도록 하고 있다.
이 직각 프리즘(21)의 경사면(21c)의 외면에는 재치대(11)로부터의 투과광(14a)이 경사면(21c)에 닿았을 때, 그 투과광(14a)만을 확실하게 왼쪽 방향으로 반사시키도록 함과 동시에, 외부로부터의 광(외광)이 직각 프리즘(21)의 입사면(21a) 및 출사면(21b)을 제외한 경사면(21c) 및 외주(外周)에서 내부에 입사하지 않도록 하기 위해, 외광을 차단하는 광차폐막(22)이 코팅되어 있다.
더우기, 투과광제거수단(20)은 직각 프리즘(21)으로부터의 반사광(14b)을 흡수하는 동시에, 직각 프리즘(21)에 대해 외부로 부터의 광이 입사하는 것을 저지하는 광흡수체로서의 편광판(23)을 구비하고 있다. 편광판(23)은 직각 프리즘(21)의 출사면(21b)과 대향하는 위치에 설치되어, 또한 반사광(14b)을 흡수하는 제1편광판인 P편광판(24)과, P편광판(24)의 이면에 배치 설치되고 P편광판(24)에 대해 평행 하고 편광방향에 직각으로 설치된 제2편광판인 S편광판(25)으로 이루어져 있다.
따라서, 투과광제거수단(20)은 직각 프리즘(21)과, 광흡수체로서의 제1편광판인 P편광판(24)과, 제2편광판인 S편광판(25)으로 이루어지는 편광판(23)을 가지고 구성되어 있다.
또한, 투과광제거수단(20) 및 편광판(23)은 도시하지 않은 지지부에 의해 지지되어 있다.
이 실시형태의 외관검사장치(10)는 상기와 같이 구성되어 있으므로, 재치대(11)에 재치된 칩 부품(1)의 외관을 검사하기 위해서 도 1에 나타난 바와 같이, 조명장치(12)에 의해 칩 부품(1)을 조명하면, 그 조명장치(12)로부터의 조사광(14)이 칩 부품(1)에 닿아서 반사하여 반사광(15)이 되고, 그 반사광(15)이 촬상장치(13)에 입광하면 도시하지 않는 화상표시처리부가 반사광(15)을 기초로 화상처리함으로써 칩 부품(1)의 외관을 검사한다.
그 때, 조명장치(12)로부터의 조사광(14)이 재치대(11)에도 조사되지만, 재치대(11)는 상술한 바와 같이 광투과재에 의해 구성되어 있으므로 조사광(14)을 가급적 투과시켜, 그 일부 만이 표면에 의해 반사하는 것 뿐이므로 일부의 반사한 광 만이 촬상장치(13)에 입광하게 된다.
즉, 조명장치(12)에 의해 조명되면 재치대(11)에 조사된 조사광(14)은 거의 투과하고, 또한 일부 만이 재치대(11)에 의해 반사하여 촬상장치(13)에 입광할 뿐이다. 그렇기 때문에, 촬상장치(13)에 재치대(11)로부터의 아주 적은 반사광과 칩 부품(1)으로부터의 통상의 반사광(15)이 입광하고, 그 촬상장치(13)로부터의 촬상신호를 기초로 화상표시처리부가 화상처리하면, 도 2에 나타난 바와 같이, 칩 부품(1)으로부터의 반사광의 휘도값(31)과 재치대(11)로부터의 반사광의 휘도값(32)과의 차이를 크게 할 수가 있다. 이것에 의해 임계값(30)에 대해 상기 휘도값(31)과 상기 휘도값(32)와의 차이를 크게 할 수 있고, 검사결과를 S/N비의 큰 화상으로서 표시할 수 있으므로 칩 부품(1)의 외관검사를 고정밀도로 안정되게 수행할 수가 있다.
한편, 조명장치(12)로부터 재치대(11)를 투과한 투과광(14a)은 투과광제거수단(20)으로서의 직각 프리즘(21)의 경사면(21c)에 닿아서 반사되고, 그 반사광(14b)이 출사면(21b)을 통과하고 편광판(23)을 향하여 흡수된다. 그 때, 편광판(23)은 제1편광판인 P편광판(24)과 그 이면에 구비된 제2편광판인 S편광판(25)에 의해 외부로부터의 광을 차단하기 때문에 외광이 통과할 염려가 없다.
게다가, 직각 프리즘(21)의 입사면(21a)과 출사면(21b)을 제외한 외주 및 경사면(21c)에는 광차폐막(22)이 코팅되어 있으므로, 외부로부터의 광이 직각 프리즘(21)의 외주 및 경사면(21c)으로부터 직각 프리즘(21) 내로 입사할 염려도 없다.
따라서 외광이 직각 프리즘(21)으로부터 재치대(11) 방향으로 향할 염려가 없으므로, 검사시에 외광에 의한 영향을 전혀 받지 않는다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 외관검사장치의 다른 실시형태를 각각 나타내고 있다.
도 3에 나타낸 실시형태에 있어서는 투과광제거수단(20)이 재치대(11)의 아래면에 구비된 광흡수체(26)로 구성되어 있다. 이 광흡수체(26)는 흑체(黑體), 예를 들어 프린터 등에 사용되는 순탄소의 토너로 이루어져 있으며, 재치대(11)의 아래면에 부착된 케이스(27)에 봉입되고, 재치대(11)를 투과한 투과광(14a)을 흡수한다. 이 경우, 토너 대신으로서 흑체도료 등과 같은 광흡수재로 구성할 수 있음은 물론이다.
이 실시형태에 의하면, 조명장치(12)로부터의 조사광(14)이 재치대(11)를 투과하도록 구성하였으므로 기본적으로는 도 1에 나타낸 실시형태와 같은 작용효과를 얻을 수가 있다. 게다가, 광흡수체(26)가 재치대(11)를 투과한 투과광(14a)을 흡수하도록 구성하였으므로, 도 1의 실시형태와 비교하면 투과광흡수수단(20)로서의 구성을 간소화할 수가 있고, 재치대(11)의 아래 쪽이 좁은 스페이스로 되는 등의 장점이 있다. 또한, 광흡수체(26)가 외광도 흡수하므로 외광에 의한 약영향을 받는 일도 없다.
도 4에 나타낸 실시형태에 있어서는 투과광제거수단(20)이 제1편광판인 P편광판(28)과 제2편광판인 S편광판(29)으로 이루어지는 편광판(부호로 나타내지 않음)으로 구성되어 있다. 이 P편광판(28)과 S편광판(29)은 도 1에 나타낸 실시형태의 편광판(23)(P편광판(24),S편광판(25))과 같은 것으로서, 재치대(11)로부터의 투과광(14a)을 흡수하는 동시에 외광이 재치대(11) 방향으로 향하지 않도록 차단하도록 되어 있다.
더욱, P편광판(28)과 S편광판(29)은 도 1에 나타낸 P편광판(24), S편광판(25)의 경우도 같은 것으로서 서로 배치 위치를 바꾸어 설치되어 있어도 좋다.
이 실시형태에 있어서도 조명장치(12)로부터의 조사광(14)이 재치대(11)를 투과하는 동시에 이 투과광(14a)을 제거하도록 하였으므로, 기본적으로는 도 1, 도 3에 나타낸 실시형태와 같은 효과를 얻을 수가 있다. 게다가 재치대(11)의 뒷면에 P편광판(28)과 S편광판(29)으로 이루어진 편광판을 부착하는 것 일 뿐이므로, 투과광제거수단(20)으로서, 보다 한층 구성의 간소화를 도모할 수도 있다.
더구나, 도시한 실시형태에서는 피검사물로서 칩 형상의 전자부품 등으로 이루어지는 칩 부품(1)을 사용한 예를 나타냈지만, 칩 형상인 것이라면 어떤 것이든 외관검사를 할 수가 있으므로, 전자부품 이외의 것에도 본 외관검사장치(10)를 적용하여 같은 작용효과를 얻을 수가 있다.
이상에 설명한 것과 같이, 본 발명에 의하면, 검사를 위해서 광을 조사할때에 재치대에 조사된 조사광을 투과시키고, 피검사물으로부터의 반사광의 휘도값과 재치대로부터의 반사광의 휘도값과의 차이를 크게 할 수 있도록 구성하였으므로, 검사결과를 S/N비가 큰 화상으로서 표시할 수가 있는 결과, 피검사물의 외관검사를 고정밀도로 안정되게 수행할 수가 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 외관검사장치의 일 실시형태를 나타내는 도면으로서, 외관검사장치의 개략구성의 설명도이다.
도 2는 화상표시처리부에 의해 화상처리된 검사화면의 휘도값을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 의한 외관검사장치의 다른 실시형태를 나타낸 주요부의 설명도이다.
도 4는 본 발명에 의한 외관검사장치의 또 다른 실시형태를 나타낸 주요부의 설명도이다.
도 5는 종래의 외관검사장치의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 6은 화상처리된 검사화면의 휘도값을 나타낸 설명도이다.
<도면의 주요부분에 관한 부호의 설명>
1 피검사물로서의 칩 부품 10 외관검사장치
11 재치대 12 조명장치
13 촬상장치 14 조사광
14a 투과광 14b 투과광의 반사광
15 반사광 20 투과광제거수단
21 직각 프리즘 21a 입사면
21b 출사면 21c 경사면
22 광차폐막 23 편광판
24 P편광판(제1편광판) 25 S편광판(제2편광판)
26 광흡수체 27 케이스
28 P편광판(제1편광판) 29 S편광판(제2편광판)
30 임계값 31 피검사물으로부터의 반사광의 휘도값
32 재치대로부터의 반사광의 휘도값

Claims (11)

  1. 피검사물을 재치하는 재치대와, 재치대 위의 피검사물을 조명하는 조명수단과, 피검사물에 대향하여 설치된 촬상수단을 구비한 외관검사장치에 있어서,
    상기 재치대를 광투과재로 구성하고, 상기 재치대의 이면에 재치대를 투과한 광을 제거하는 투과광제거수단을 구비한 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 재치대는 투명 세라믹스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투과광제거수단은 재치대를 투과한 광을 재치대와 다른 방향으로 반사시키는 프리즘과, 이 프리즘에 의해 반사된 광을 흡수하는 편광판을 구비한 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 프리즘의 입사면 및 출사면을 제외한 외주는 외부로부터의 광을 제거시키는 광차폐막을 구비한 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 편광판은 제1편광판과, 상기 제1편광판에 대해 평행하고 편광방향에 직각으로 설치된 제2편광판으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  7. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투과광제거수단은 재치대를 투과한 광을 흡수하는 광흡수체로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 광흡수체는 제1편광판과, 상기 제1편광판에 대해 평행하고 편광방향에 직각으로 설치된 제2편광판으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 광흡수체는 재치대를 투과한 광을 흡수하는 흑체(黑體)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  10. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투과광제거수단은, 재치대를 투과한 광을 흡수하는 편광판으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 편광판은, 제1편광판과 상게 제1편광판에 대해서 평행하고 편광방향에 직각으로 설치된 제2편광판으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 외관검사장치.
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