KR20200090092A - 검사 장치 - Google Patents

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KR20200090092A
KR20200090092A KR1020190164516A KR20190164516A KR20200090092A KR 20200090092 A KR20200090092 A KR 20200090092A KR 1020190164516 A KR1020190164516 A KR 1020190164516A KR 20190164516 A KR20190164516 A KR 20190164516A KR 20200090092 A KR20200090092 A KR 20200090092A
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코이치 사사키
신야 마츠다
아키히사 카토
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다이이치지쯔교 비스위루 가부시키가이샤
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Abstract

피검사물의 단면의 접촉 흔적이 촬상 화상에 나타나지 않도록 함으로써, 단면의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있는 검사 장치를 제공하기 위해, 피반송물(W)을 반송하는 반송 기구(2), 피검사물(W)의 피검사면(Wa)을 조명하는 제1 조명 기구(5) 및 피검사면(Wa)을 촬상하는 촬상 카메라(4)를 구비한다. 제1 조명 기구(5)는 피검사면(Wa)을 조명하는 발광기(12, 17)와 발광기(12, 17)를 지지하는 지지체(6, 13)를 구비하며, 지지체(13)는 반송로에 가장 가까운 발광기(17)를 다른 1군의 발광기(12)보다 검사 위치(P)에서 이격된 위치에서 지지한다. 이격된 발광기(17)와 다른 1군의 발광기(12) 사이에 검사 위치(P)와는 반대측의 배면으로부터 피검사면(Wa)을 관찰할 수 있는 공간(18)이 형성되고, 촬상 카메라(4)는 이러한 공간(18)을 통해 피검사면(Wa)을 촬상한다. 이격된 발광기(17)는 1/2 빔각이 30°∼80°의 범위 내이고, 다른 1군의 발광기(12)는 1/2 빔각이 10°∼25°의 범위 내이다.

Description

검사 장치{INSPECTION APPARATUS}
본 발명은 전자 부품 등 미소한 피검사 대상물의 단면의 외관 성상을 정밀도 좋게 검사할 수 있는 검사 장치에 관한 것이다.
전자 부품 등의 외관적인 성상을 검사하는 장치의 하나로서, 종래에는 다음의 특허 문헌 1(일본 특허공개공보 평성5-288527호)에 개시되는 바와 같은 검사 장치가 알려져있다. 이러한 검사 장치는 테이블 상에 탑재된 프린트 기판을 XY 방향으로 이동시키는 수단과 돔 형상으로 배치된 복수의 LED를 가지며, 상기 프린트 기판상의 피검사부를 조명하는 조명 수단과 조명 수단의 꼭대기부에 형성된 구멍으로부터 프린트 기판상의 피검사부를 촬상하는 TV 카메라를 구비하고 있다.
상기 검사 장치에 의하면, 상기 조명 수단에 의해서 프린트 기판상의 피검사부가 조명되고, 해당 피검사부의 화상이 상기 TV 카메라에 의해서 촬상된다. 이와 같이 촬상된 화상 데이터를 해석하는 것에 의해, 상기 피검사부의 외관적인 성상의 양부가 판별된다.
종래에는 이러한 검사 장치는 피검사물을 이동시키는 수단, 피검사물을 조명하는 수단 및 피검사물의 화상을 촬상하는 수단을 구비한다는 점에서, 그 기본적인 구성은 변함없지만, 검사 대상물인 피검사물의 형상이나 검사 부위에 따라 설계, 변형된 양태가 채용되고 있다.
예를 들면, 6면체를 한 전자 부품(예를 들면, 콘덴서 등)의 단면을 검사하는 경우, 상기 전자 부품을 적절히 반송 기구에 의해서 소정의 반송 방향으로 반송하고, 그 반송 도중의 소정 위치에 설정된 검사 위치에서, 전자 부품의 전단면을 조명 기구에 의해서 반송 방향 전방으로부터 조명하는 동시에, 적절히 촬상 카메라에 의해 비스듬히 전방으로부터 해당 전자 부품의 전단면을 촬상한다는 양태가 취해진다.
이 경우, 조명 기구로서는 LED가 돔 형상으로 배치된 전술한 조명 수단을 반송 기구의 반송 방향과 직교하는 수직면에서 분할된 양태가 취해지고, 그 반송 방향 앞측의 부분에서 전자 부품의 전단면을 조명하도록 구성된다.
또한, 조명 기구는 LED가 배치되지 않은 개소에 관통 구멍이 천공되어 있으며, 촬상 카메라는 이러한 관통 구멍을 통해 상기 전자 부품의 전단면을 촬상한다.
그런데, 전자 부품의 전단면의 외관 성상을 검사하는 경우에 이를 고정밀도로 검사하기 위해서는 반송 방향과 촬상 카메라의 촬상 광축이 이루는 각도(앙각)가 가능한 한 작아지도록 촬상 카메라를 배치하여, 전자 부품의 전단면을 가능한 한 그 정면으로부터 촬상하는 것이 바람직하다. 전단면을 정면으로부터 촬상함으로써, 얻어지는 화상 데이터가 최대의 것이 되며, 더욱 고정밀의 해석을 실행할 수 있다.
또한, 상기 조명 기구는 전자 부품의 전단면에 대해 그 조명 광축을 가능한 한 직각에 가까운 것으로 되는 바와 같은 위치, 바꾸어 말하면, 가능한 한 반송 기구의 반송로에 가까운 위치에 LED가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 반송로에 가까운 위치에 LED를 마련함으로써, 촬상 광축의 앙각이 가능한 한 작아지도록 배치된 촬상 카메라에 상기 전단면으로부터 더욱 많은 반사광을 받아들일 수 있고, 이에 의해 해당 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 화상이 더욱 선명한 것으로 된다. 이와 같이 선명한 화상을 얻는 것에 의해, 상기 화상을 토대로 한 해석의 정밀도를 높일 수 있다.
근래, 상기 전자 부품은 그 미소화가 가속되고, 종전, 단면이 3㎜×2㎜이었던 것이 0.4㎜×0.2㎜의 단면의 것까지 소형화가 진행되고 있으며, 이러한 미소화에 대응하기 위해서도, 상술한 바와 같은 촬상 카메라와 LED의 배치가 바람직하다.
그런데, 촬상 카메라의 촬상 광축의 앙각을 가능한 한 작게 설정하고, LED를 가능한 한 반송 기구의 반송로에 가까운 위치에 배치한 구성을 채용하면, 촬상 카메라의 촬상 광축과 LED가 서로 간섭하는 위치 관계로 되며, 전자 부품을 촬상하기 위한 관통구멍을 조명 기구에 마련할 수 없는, 즉 전자 부품을 촬상할 수 없다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명자들은 이러한 문제를 감안하여, 다음의 특허 문헌 2에 개시되는 바와 같은 검사 장치를 이미 제안하였다.
상기 검사 장치는 설정된 반송 방향으로 전자 부품 등의 피검사물을 반송하고, 해당 피검사물의 적어도 상기 반송 방향 전단면 또는 후단면을 피검사면으로서 검사하는 검사 장치로서, 상기 반송 방향을 따른 반송로를 가지며, 해당 반송로상의 상기 피검사물을 상기 반송 방향으로 반송하는 반송 기구, 상기 반송로를 경계로 해서 상기 피검사물과 동일한 측에 배치되고, 상기 반송로상의 미리 설정된 검사 위치에 있어서, 상기 반송 기구에 의해서 반송되는 상기 피검사물의 상기 피검사면을 조명하는 조명 기구, 그리고 마찬가지로 상기 피검사물과 동일한 측에 배치되고, 상기 검사 위치에 있는 상기 피검사물의 상기 피검사면을 촬상하는 촬상 카메라를 적어도 구비하고 있다.
그리고, 상기 조명 기구는 상기 피검사물의 피검사면을 조명하는 복수의 발광기와 해당 복수의 발광기를 지지하는 지지체를 구비하며, 해당 지지체는 적어도 상기 반송로에 가장 가까운 발광기를 다른 1군의 발광기보다 상기 검사 위치에서 이격된 위치에서 지지하도록 구성되는 동시에, 상기 이격된 발광기와 다른 1군의 발광기 사이에 상기 검사 위치와는 반대측의 배면으로부터 상기 피검사물의 피검사면을 관찰할 수 있는 공간을 구비하고, 상기 촬상 카메라는 상기 지지체의 상기 배면측에 배치되며, 상기 지지체의 공간을 통해 상기 피검사물의 피검사면을 촬상하도록 구성된다.
이러한 검사 장치에 의하면, 피검사물은 반송 기구에 의해서 그 반송로 상에 반송되고, 해당 반송로상의 검사 위치에서 조명 기구에 의해 그 피검사면이 조명된 상태에서 상기 촬상 카메라에 의해서 해당 피검사면이 촬상된다.
또한, 상기 조명 기구는 적어도 상기 반송로에 가장 가까운 발광기가 다른 1군의 발광기보다 상기 검사 위치에서 이격된 위치에 배치되므로, 해당 반송로에 가장 가까운 발광기를 가능한 한 상기 반송 기구의 반송로에 접근시킨 상태에서 이와 상기 다른 1군의 발광기 사이에 적절한 간격을 설정할 수 있고, 이 부분에 상기 피검사물의 피검사면을 촬상하기 위한 공간을 마련할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 구성함으로써, 상기 촬상 카메라를 그 촬상 광축과 상기 반송로가 이루는 각도(앙각)가 가능한 한 작아지도록, 즉 가능한 한 상기 반송로에 근접한 상태로 배치할 수 있고, 이와 같이 배치된 촬상 카메라에 의해 가능한 한 그 정면으로부터 상기 피검사물의 피검사면을 촬상할 수 있다. 이에 의해, 상기 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 상기 피검사면의 화상을 더욱 큰 화상으로서 포착할 수 있으며, 그 결과 상기 피검사면의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 상기 반송로에 가장 가까운 발광기를 가능한 한 상기 반송로에 접근시킨 상태에서 배치할 수 있으므로, 상기 피검사면으로부터 더욱 많은 반사광을 상기 촬상 카메라에 받아들일 수 있고, 이에 의해 해당 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 화상을 더욱 선명한 것으로 할 수 있다. 이에 따라, 피검사면의 선명한 화상을 얻음으로써, 해당 피검사면의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있다.
특허 문헌 1: 일본 특허공개공보 평성5-288527호 특허 문헌 2: 일본 특허공개공보 제2014-160016호
그러나, 상기 특허 문헌 2에 개시된 바와 같은 검사는 상술한 바와 같은 양호한 효과를 가지지만, 이하의 점에서 더욱 개량이 요구되고 있었다.
즉, 상술한 콘덴서 등의 전자 부품의 분야에서는 그 전기적인 특성을 검사하기 위해, 전극부의 단면에 검사용의 프로브를 접촉시키는 양태가 취해지고 있지만, 이러한 프로브의 접촉에 의해 해당 전극부의 단면에 프로브의 접촉 흔적이 생기는 것이다. 이러한 접촉 흔적은 프로브가 접촉하는 것에 의해 다른 부분보다 오히려 평탄하게 되는 것에 의해서 발현되는 것으로, 그 자체는 외관상의 불합리로 되는 것은 아니지만, 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 화상에 이러한 접촉 흔적이 나타나면 결락이나 손상 등의 불합리라는 판별이 붙기 어렵기 때문에, 이들 불합리를 정밀도 좋게 검출할 수 없다는 문제를 발생시킨다. 이에 따라, 이러한 배경으로부터 촬상 화상에 프로브 등의 접촉 흔적이 나타나지 않는 바와 같은 개선이 요구되고 있다.
본 발명은 이상과 같은 배경하에서 이루어진 것이며, 피검사물의 단면에 형성된 프로브 등의 접촉 흔적이 촬상 화상에 나타나지 않도록 함으로써, 해당 단면의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있는 검사 장치의 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 설정된 반송 방향으로 피검사물을 반송하고, 해당 피검사물의 적어도 상기 반송 방향 전단면 또는 후단면을 피검사면으로서 검사하는 검사 장치로서, 상기 반송 방향을 따른 반송로를 가지며, 해당 반송로상의 상기 피검사물을 상기 반송 방향으로 반송하는 반송 기구와, 상기 반송로를 경계로 해서 상기 피검사물과 동일한 측에 배치되고, 상기 반송로상의 미리 설정된 검사 위치에서 상기 반송 기구에 의해서 반송되는 상기 피검사물의 상기 피검사면을 조명하는 조명 기구와, 마찬가지로 상기 피검사물과 동일한 측에 배치되고, 상기 검사 위치에 있는 상기 피검사물의 상기 피검사면을 촬상하는 촬상 카메라를 적어도 구비하며, 상기 조명 기구는 상기 피검사물의 피검사면을 조명하는 복수의 발광기와 해당 복수의 발광기를 지지하는 지지체를 구비하고, 상기 지지체는 적어도 상기 반송로에 가장 가까운 발광기를 다른 1군의 발광기보다 상기 검사 위치에서 이격된 위치에서 지지하도록 구성되는 동시에, 이격된 발광기(이하, "제1 발광기"로 함)와 다른 1군의 발광기(이하, "제2 발광기"로 함) 사이에 상기 검사 위치와는 반대측의 배면으로부터 상기 피검사물의 피검사면을 관찰할 수 있는 공간을 구비하고, 상기 촬상 카메라는 상기 지지체의 상기 배면측에 배치되고, 상기 지지체의 공간을 통해 상기 피검사물의 피검사면을 촬상하도록 구성된 검사 장치에 있어서, 상기 제1 발광기는 그 1/2 빔각이 30°∼80°의 범위 내의 각도를 가지며, 상기 제2 발광기는 그 1/2 빔각이 10°∼25°의 범위 내의 각도를 가지는 검사 장치에 관한 것이다.
상기 검사 장치에 의하면, 피검사물은 반송 기구에 의해서 그 반송로 상에 반송되고, 해당 반송로상의 검사 위치에서 조명 기구에 의해서 그 피검사면이 조명된 상태에서 상기 촬상 카메라에 의해서 해당 피검사면이 촬상된다.
또한, 상기 조명 기구에서는 적어도 상기 제1 발광기가 상기 제2 발광기보다 상기 검사 위치에서 이격된 위치에 배치되므로, 해당 제1 발광기를 가능한 한 상기 반송 기구의 반송로에 근접시킨 상태에서 그와 상기 제2 발광기 사이에 적절한 간격을 설정할 수 있고, 이 부분에 상기 피검사물의 피검사면을 촬상하기 위한 공간을 마련할 수 있다.
또한, 상술한 구성으로써, 상기 촬상 카메라를 그 촬상 광축과 상기 반송로가 이루는 각도(앙각)가 가능한 한 작아지도록, 즉 가능한 한 상기 반송로에 근접시킨 상태로 배치할 수 있고, 이와 같이 배치된 촬상 카메라에 의해 가능한 한 그 정면으로부터 상기 피검사물의 피검사면을 촬상할 수 있다. 이에 의해, 상기 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 상기 피검사면의 화상을 더욱 큰 화상으로서 포착할 수 있으며, 그 결과로서 상기 피검사면의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 상기 제1 발광기를 가능한 한 상기 반송로에 근접시킨 상태에서 배치할 수 있으므로, 상기 피검사면으로부터 더욱 많은 반사광을 상기 촬상 카메라에 받아들일 수 있고, 이에 의해 해당 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 화상을 더욱 선명한 것으로 할 수 있다. 따라서, 피검사면의 선명한 화상을 얻음으로써, 해당 피검사면의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있다.
또한, 상기 검사 장치의 상기 제1 발광기는 그 1/2 빔각이 30°∼80°의 범위 내의 각도를 가지며, 상기 제2 발광기는 그 1/2 빔각이 10°∼25°의 범위 내의 각도를 가진다. 즉, 상기 제2 발광기는 비교적 지향성이 높은 광을 조사하는 발광기이고, 상기 제1 발광기는 비교적 지향성을 갖지 않는 광을 조사하는 발광기이다. 또한, 상기 1/2 빔각은 발광기에서 조사되는 최대 광도를 갖는 광축을 중심으로 해서, 최대 광도의 1/2의 광도를 갖는 광의 조사 방향의 내각을 의미한다.
상술한 구성을 가지는 검사 장치에 의하면, 반송로에서 떨어진 위치에 있는 상기 제2 발광기로부터 피검사면에 대해 지향성이 높은 광이 비스듬히 조사되므로, 피검사면에 결락이나 손상 등의 요철이 존재하는 경우에는 이러한 요철에 대응한 반사광은 촬상 카메라에는 입광되지 않는다. 따라서, 상기 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 화상에는 요철에 대응한 암부가 형성되며, 후의 화상 처리에 의해서 해당 암부를 검출하는 것에 의해 결락이나 손상 등의 불량을 검출할 수 있다.
한편, 피검사면에 프로브 등이 접촉하는 것에 의해서 형성된 평탄한 접촉 흔적이 존재하는 경우에도, 상기 제2 발광기에서 조사되는 광이 높은 지향성을 갖기 때문에, 접촉 흔적에 조사된 광은 대략 정반사되어 상기 촬상 카메라에는 입광되지 않고, 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 화상에는 해당 접촉 흔적에 대응한 암부가 형성되게 된다. 상술한 바와 같이, 접촉 흔적은 불량은 아니기 때문에 불량인 상기 요철부와는 식별할 필요가 있지만, 촬상 화상에서 접촉 흔적과 요철은 모두 암부로 되기 때문에 이들을 식별할 수 없다.
따라서, 반송로에 접근시켜 배치한 상기 이격된 발광기로부터 비교적 지향성을 갖지 않는 광을 상기 피검사면에 조사함으로써, 상기 접촉 흔적에서 정반사된 반사광을 촬상 카메라로 보낼 수 있고, 이에 의해 접촉 흔적에 대응한 부분이 암부로 되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 상기 제1 발광기로부터 요철부에 조사된 광은 해당 요철부에서 난반사되기 때문에 그 대부분이 촬상 카메라에는 입광되지 않으며, 해당 요철부는 암부인 채로 된다. 이에 따라, 반송로에 접근시켜 배치한 상기 제1 발광기로부터, 비교적 지향성을 갖지 않는 광을 피검사면에 조사함으로써, 요철부만이 암부가 된 촬상 화상을 얻을 수 있으며, 요철부만을 불량으로서 검출할 수 있다.
또한, 상기 발광기로서는 LED를 대표적으로 예시할 수 있지만, 상기 피검사면을 검사에 필요한 충분한 광량으로 조명할 수 있는 것이면, 어떠한 LED에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 전술한 구성을 가지는 본 발명의 검사 장치에 의하면, 피검사물의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있는 동시에, 정상의 접촉 흔적을 검출하는 일 없이 불량인 결락이나 손상에 대응한 요철부만을 검출할 수 있다.
또한, 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 화상에서, 정상의 접촉 흔적을 검출하는 일 없이 불량인 결락이나 손상에 대응한 요철부만을 더욱 명확하게 검출하기 위해서는 상기 제1 발광기의 강도(조도)를 상기 제2 발광기의 강도(조도)의 2배∼10배로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검사 장치에서, 상기 촬상 카메라는 그 촬상 광축이 상기 반송로와 직교하는 면내에 있으며, 상기 반송로와 10°∼35°의 범위의 각도에서 교차하도록 배치되는 동시에, 상기 조명 기구의 상기 제1 발광기는 그 조명 광축이 상기 반송로와 3°∼15°의 범위의 각도에서 교차하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 촬상 카메라의 촬상 광축과 상기 조명 기구의 조명 광축을 각각 상기 범위의 각도로 설정함으로써, 상기 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 상기 피검사물의 화상을 더욱 적절한 것으로 할 수 있으며, 상기 피검사물의 피검사면을 고정밀도로 검사할 수 있다.
또한, 상기 검사 장치에서, 상기 조명 기구는 상기 제1 발광기와 상기 제2 발광기를 따로따로 조광 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1 발광기와, 상기 제2 발광기의 강도(조도)를 따로따로 조정 가능하게 함으로써, 상기 촬상 카메라에 의해서 촬상되는 상기 피검사물 화상의 휘도를 그 전역에 있어서 균일하게 할 수 있다. 즉, 상기 제1 발광기는 상기 제2 발광기보다 상기 검사 위치에서 멀어져 있기 때문에, 상기 제1 발광기에 의해서 조명되는 부분의 상기 피검사면의 휘도는 상기 제2 발광기에 의해서 조명되는 부분의 휘도보다 낮아지지만, 상기 제1 발광기의 강도를 높임으로써, 피검사면 전역의 휘도를 대략 균일하게 할 수 있다. 또한, 피검사면의 형상에 따라서는 이에 기인하여 피검사면의 휘도가 불균일하게 되는 경우가 있지만, 피검사면의 형상에 따라 발광기의 강도를 조절함으로써, 피검사면 전역의 휘도를 대략 균일하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 검사 장치에 따르면, 상기 피검사물의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있는 동시에, 정상의 접촉 흔적을 검출하는 일 없이 불량인 결락이나 손상에 대응한 요철부만을 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 검사 장치를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1의 확대도로서 제1 및 제2 조명 기구를 단면으로 나타내는 확대도이다.
도 3은 도 2의 화살표 B-B 방향의 측면도이다.
도 4는 도 2의 화살표 C-C 방향의 측면도이다.
도 5(a)는 피검사물의 평면도이며, 도 5(b)는 그 화살표 D 방향의 측면도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 본 발명의 실시 형태에 관한 LED의 1/2 빔각에 대해 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 관한 검사 장치의 효과를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 변형예에 관한 검사 장치를 나타내는 정면도이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 형태들에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 검사 장치를 나타내는 정면도이고, 도 2는 도 1을 확대하여 나타낸 정단면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 화살표 B-B 방향의 측면도이며, 도 4는 도 2의 화살표 C-C 방향의 측면도이다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실싱예의 검사 장치(1)는 피검사물(W)를 반송 방향인 화살표(A) 방향으로 반송하는 반송 기구(2), 상기 반송 기구(2)에 의해서 반송되는 피검사물(W)의 전단면(반송 방향 앞측의 단면)(Wa)을 검사 위치(P)에서 조명하는 제1 조명 기구(5) 및 제2 조명 기구(25), 그리고 검사 위치(P)에 있는 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 촬상하는 촬상 카메라(4)를 구비한다.
또한, 본 실시예에서는 도 5에 나타낸 6면체 형상의 전자 부품을 피검사물(W)로 하며, 그 전단면(Wa)을 피검사면으로 하고 있다.
반송 기구
상기 반송 기구(2)는 투명 또는 반투명의 유리판으로 구성되는 원판 형상을 한 회전 테이블(3)과 상기 회전 테이블(3)을 화살표(A) 방향으로 수평 회전시키는 구동 모터(도시되지 않음)를 구비하며, 전단면(Wa)이 반송 방향을 향하도록 회전 테이블(3) 상에 공급된 피검사물(W)을 상기 회전 테이블(3)의 회전에 의해서 상기 반송 방향으로 반송한다. 또한, 당연하지만, 회전 테이블(3)에 의해서 반송되는 피검사물(W(의 반송로는 원호 형상의 경로로 된다.
촬상 카메라
상기 촬상 카메라(4)는 피검사물(W)의 전단면(Wa)의 2차원 화상을 촬상하는 카메라이며, 상기 검사 위치(P)에서 그 촬상 광축이 상기 반송 경로의 접선을 포함하는 수직면 내에 위치하고, 회전 테이블(3)의 상면, 즉 반송로와 이루는 각도가 10°∼35°의 범위의 각도로 되도록 배치되어 있다.
제1 조명 기구
도 2 내지 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 제1 조명 기구(5)는 제1 지지체(6)와, 상기 제1 지지체(6)의 상기 반송 방향 하류측의 단면(9)에 고정 설치된 제2 지지체(13)와, 상기 제1 지지체(6)에 지지되는 복수의 LED(12)와, 상기 제2 지지체(13)에 지지되는 마찬가지로 복수의 LED(17)로 구성되고, 상기 검사 위치 P에서 반송 방향 하류측 및 상기 회전 테이블(3)의 위쪽에 배치된다.
상기 제1 지지체(6)는 그 상기 반송 방향 상류측의 단면(7)에서 하면(8)에 걸쳐 형성된 오목 곡면(10)을 구비하고 있으며, 이러한 오목 곡면(10)상에 상기 복수의 LED(12)가 고정 설치되어 있다. 이들 LED(12)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 대략 동심원의 3원호 열 상에 위치하도록 상기 오목 곡면(10)상에 배치되고, 본 실시예에서는 최외주의 원호 열에 17개의 LED(12)가 배치되고, 이보다 중심측의 원호 열에 13개의 LED(12)가 배치되며, 가장 중심측의 원호 열에 9개의 LED(12)가 배치되어 있다.
또한, 제1 지지체(6)의 하면(8)에는 그 상기 반송 방향 하류측의 단면(9) 및 상기 오목 곡면(10)에 개구되는 오목홈(11)이 형성되어 있고, 상기 제2 지지체(13)가 단면(9)측의 개구부의 상부측을 남기고 이를 막도록 해당 단면(9)에 고정 설치되어 있다.
한편, 상기 제2 지지체(13)의 상기 반송 방향 상류측의 단면(14)에는 복수(본 실시예에서는 6개)의 LED(17)가 수평으로 되는 일렬로 배치되어 있고, 이러한 LED(17)는 상기 LED(12)보다 상기 회전 테이블(3)의 반송 경로에 가까운 위치에 있으며, 상기 LED(12)보다 상기 검사 위치 P에서 상기 반송 방향으로 이격된 위치에 배치되어 있다.
또한, 상기 제1 지지체(6)의 단면(9)에는 상기 제2 지지체(13)의 상면과 상기 오목홈(11)의 내면에 의해서 개구가 형성되어 있고, 촬상 광축의 각도가 상기 각도로 설정된 상기 촬상 카메라(4)에 의해 이러한 개구를 통해 상기 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 촬상할 수 있도록 되어 있다.
이에 따라, 상기 회전 테이블(3)의 반송 경로와 가까운 위치에 배치되는 상기 LED(17)를 다른 1군의 LED(12)보다 상기 검사 위치 P에서 상기 반송 방향으로 이격된 위치에 배치하므로, LED(17)와 LED(12) 사이에 간격을 마련할 수 있고, 상기 제1 지지체(6)에 형성한 오목홈(11)과 상기 제2 지지체(13)의 상면 사이에 상기 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 촬상하기 위한 공간을 형성하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 회전 테이블(3)의 반송로의 바로 위에 해당하는 상기 제2 지지체(13)의 하면(15)에는 상기 회전 테이블(3)에 의해서 반송되는 피검사물(W)이 통과 가능한 간극이 형성되어 있다.
또한, 상기 LED(12)는 1/2 빔각이 10°∼25°의 범위 내의 각도를 가지며, 상기 LED는 1/2 빔각이 30°∼80°의 범위 내의 각도를 가진다. 즉, LED(12)는 비교적 지향성이 높은 광을 조사하고, LED(17)는 비교적 지향성을 갖지 않는 광을 조사한다. 또한, 상기 1/2 빔각은 발광기로부터 조사되는 최대 광도를 갖는 광축을 중심으로 하여 최대 광도의 1/2의 광도를 갖는 광의 조사 방향의 내각을 의미한다.
도 6에 1/2 빔각의 정의를 나타내고 있다. 도 6(a)는 LED(12)의 경우를 도시하고 있으며, LED(12)의 최대 광도를 갖는 광축(12a)을 중심으로 하여 최대 광도의 1/2의 광도를 갖는 광(12b, 12b)의 조사 방향의 내각(θa)이 LED(12)의 1/2 빔각이다. 마찬가지로, 도 6(b)는 LED(17)의 경우를 도시하며, LED(17)의 최대 광도를 갖는 광축(17a)을 중심으로 하여 최대 광도의 1/2의 광도를 갖는 광(17b, 17b)의 조사 방향의 내각(θb)이 LED(17)의 1/2 빔각이다.
또한, LED(17)는 그 광축(17a)이 상기 반송로와 3°∼15°의 범위 내의 각도에서 교차하도록 배치되어 있다.
또한, 상기 LED(12) 중에서 최외주의 원호 열에 배열되는 1군(LED군 G1)과, 다른 원호 열에 배치되는 1군(LED군 G2)과, LED(17)의 1군(LED군 G3)은 각각 그 발광 강도를 따로따로 조광 가능하게 되어 있다.
제2 조명 기구
상기 제2 조명 기구(25)는 지지체(26)와 상기 지지체(26)에 지지되는 복수의 LED(30, 31)로 구성되며, 상기 회전 테이블(3)을 사이에 두고 상기 제1 조명 기구(6)의 바로 아래에 배치된다.
상기 지지체(26)는 그 상기 반송 방향 상류측의 단면(27)에서 상면(28)에 걸쳐 형성된 오목 곡면(29)을 구비하며, 상기 오목 곡면(29) 상에 상기 복수의 LED(30, 31)가 고정 설치된다. LED(30)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 대략 동심원의 3원호 열 상에 위치하도록 상기 오목 곡면(29)상에 배치되며, 본 실시예에서는 최외주의 원호 열에 17개의 LED(30)가 배치되고, 이보다 중심측의 원호 열에 13개의 LED(30)가 배치되며, 가장 중심측의 원호열에 9개의 LED(30)가 배치되어 있다. 또한, 가장 중심측의 원호 열의 LED(30)에서 더욱 중심 부근에 2개의 LED(31)가 배치되어 있다.
또한, 상기 LED(30) 중에서 최외주의 원호 열에 배열되는 1군(LED군 G4)과 다른 원호열에 배치되는 1군 및 LED(31)의 1군(LED군 G5)은 각각 그 발광 강도를 별도로 조광 가능하게 되어 있다.
상술한 구성을 가지는 본 실시예의 검사 장치(1)에 의하면, 상기 구동 모터(도시되지 않음)에 의해 구동되어 회전하는 회전 테이블(3) 상에 복수의 피검사물(W)이 그 전단면(Wa)을 반송 방향을 향하게 한 자세에서 순차 소정 간격을 두고 공급되고, 공급된 피검사물(W)은 상기 회전 테이블(3)에 의해 상기 검사 위치(P)를 경유하도록 반송된다.
상기 검사 위치(P)에 도달한 피검사물(W)은 피검사면인 그 전단면(Wa)이 상기 제1 조명 기구(5)의 LED(12, 17)에서 조사되는 광에 의해서 조명되는 동시에, 상기 제2 조명 기구(25)의 LED(30, 31)에서 조사되고, 회전 테이블(3)을 투과한 광에 의해서 조명된다. 따라서, 이와 같이 상하로 배치된 제1 및 제2 조명 기구(5, 25)에 의해 상기 전단면(Wa)을 조명하므로, 피검사면인 상기 전단면(Wa)은 높은 조도로 균질하게 조명된다.
또한, 이와 같이 균질하게 조명된 피검사물(W)의 전단면(Wa)이 상기 촬상 카메라(4)에 의해서 촬상되고, 촬상된 화상 데이터가 도시되지 않은 판별 장치에 의해서 해석되며, 해당 전단면(Wa)의 외관 성상의 양부가 판별된다.
또한, 본 실시예의 검사 장치(1)에서는 제1 조명 기구(5)의 LED(17)를 그 조명 광축이 상기 반송로와 3°∼15°의 범위의 각도에서 교차하도록 배치하므로, 상기 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 대략 정면으로부터 조명할 수 있다.
또한, 제1 조명 기구(5)의 LED(17)를 LED(12)보다 상기 검사 위치(P)에서 이격된 위치에 마련하므로, LED(17)와 LED(12) 사이에 적절한 간격을 설정할 수 있으며, 이러한 부분에 상기 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 촬상하기 위한 공간을 형성할 수 있다. 또한, 이러한 공간을 형성하는 것에 의해 상기 촬상 카메라(4)를 그 촬상 광축과 상기 반송로가 이루는 각도(앙각)가 10°∼35°의 범위의 각도로 되도록 배치할 수 있으며, 이를 가능한 한 상기 반송로에 근접시킨 상태로 배치할 수 있다.
따라서, 이와 같이 배치한 촬상 카메라(4)에 의하면, 상기 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 가능한 한 그 정면으로부터 촬상할 수 있고, 상기 촬상 카메라(4)에 의해서 촬상되는 상기 전단면(Wa)의 화상을 더욱 큰 화상으로서 포착할 수 있으며, 그 결과로 상기 전단면(Wa)의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 상기 LED(17)에 의해 상기 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 대략 정면으로부터 조명하므로, 상기 전단면(Wa)으로부터 더욱 많은 반사광을 상기 촬상 카메라(4)에 받아들일 수 있고, 이에 의해 해당 촬상 카메라(4)에 의해서 촬상되는 화상을 더욱 선명한 것으로 할 수 있다. 따라서, 상기 전단면(Wa)의 선명한 화상을 얻음으로써, 해당 전단면(Wa)의 외관 성상을 더욱 고정밀도로 검사할 수 있다.
또한, 상기 검사 장치(1)에 의하면, 반송로에서 떨어진 위치에 있는 상기 LED(12)에 1/2 빔각이 10°∼25°의 범위 내의 각도를 갖는 것을 이용하고, 이러한 LED(12)로부터 피검사물(W)의 전단면(Wa)에 대해 지향성이 높은 광을 비스듬히 조사하도록 하고 있으므로, 피검사면인 전단면(Wa)에 결락이나 손상 등의 요철이 존재하는 경우에는 이러한 요철부에 대응한 반사광은 촬상 카메라(4)에는 입광되지 않고, 상기 촬상 카메라(4)에 의해서 촬상되는 화상에는 요철부에 대응한 암부가 형성된다. 이에 따라, 후의 화상 처리에 의해서 해당 암부를 검출하는 것에 의해 결락이나 손상 등의 불량을 검출할 수 있다.
한편, 피검사면인 전단면(Wa)에는 그 전기 특성을 검사할 때에 이용되는 프로브 등이 접촉하는 것에 의해서 평탄한 접촉 흔적이 형성되는 경우가 있지만, 지향성이 높은 광을 조사하는 LED(12)만을 이용하여 전단면(Wa)을 조명한 경우에는 해당 접촉 흔적에 조사된 광은 대략 정반사되기 때문에, 촬상 카메라(4)에 입광되지 않으며, 이에 따라 촬상 카메라(4)에 의해서 촬상되는 화상에는 상기 요철부와 마찬가지로 해당 접촉 흔적에 대응한 암부가 형성된다. 상술한 바와 같이, 접촉 흔적은 불량은 아니기 때문에, 불량인 상기 요철부와는 식별할 필요가 있지만, 촬상 화상에 있어서 접촉 흔적과 요철은 모두 암부로 되기 때문에, 이들을 식별할 수 없다.
또한, 본 실시예의 검사 장치(1)에서, 제1 조명 기구(5)의 상기 LED(17) 대신에 지향성이 높은 광을 조사하는 LED(12)를 이용하여 상기 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 조명하여, 해당 전단면(Wa)을 상기 촬상 카메라(4)에 의해 촬상한 화상을 도 7(a)에 나타낸다. 도 7(a)에 있어서, 좌단의 가장자리부에 나타난 암부 및 하단의 가장자리부에 나타난 암부가 결손부이며, 우측 상부에 나타난 암부가 접촉 흔적이다. 이러한 도 7(a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 지향성이 높은 광을 조사하는 LED(12)만을 이용하여 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 조명한 경우에는 결손부 및 접촉 흔적부가 모두 암부로 되기 때문에 이들을 식별할 수 없다.
따라서, 본 실시예의 검사 장치(1)에서는 반송로에 접근시켜 배치한 LED(17)에 1/2 빔각이 30°∼80°의 범위 내의 각도를 가지는 것을 이용하고, 이러한 LED(17)로부터 피검사물(W)의 전단면(Wa)에 대해 비교적 지향성을 갖지 않는 광을 조사하도록 하고 있다. 이와 같이 비교적 지향성을 갖지 않는 광을 피검사물 W의 전단면(Wa)에 조사함으로써, 상기 접촉 흔적에서 정반사된 반사광을 촬상 카메라(4)에 보낼 수 있고, 이것에 의해 접촉 흔적에 대응한 부분이 암부가 되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 지향성이 높은 광을 조사하는 LED(12) 및 비교적 지향성을 갖지 않는 광을 조사하는 LED(17)의 쌍방을 이용하여, 피검사물(W)의 전단면(Wa)을 조명함으로써, 요철부만이 암부가 된 촬상 화상을 얻을 수 있으며, 요철부만을 불량으로서 검출할 수 있다.
또한, 본 실시예의 검사 장치(1)의 제1 조명 기구(5)를 이용하여, 도 7(a)에 있어서의 피검사물(W)과 동일한 피검사물(W)에 대해, 그 전단면(Wa)을 조명하고, 해당 전단면(Wa)를 상기 촬상 카메라(4)에 의해 촬상한 화상을 도 7(b)에 나타낸다. 이러한 도 7(b)의 화상에서는 도 7(a)의 화상에 나타나 있던 우측 상부의 접촉 흔적이 사라져 없어지고, 결손부에 대응한 좌단 가장자리부의 암부 및 하단 가장자리부의 암부만이 나타나 있다. 이와 같이, 본 실시예의 검사 장치(1)에 의하면, 요철부만이 암부가 된 촬상 화상을 얻을 수 있으며, 요철부만을 불량으로서 검출할 수 있다.
또한, 본 실시예의 상기 제1 조명 기구(5) 및 제2 조명 기구(25)에서는 상기 LED군(G1, G2, G3, G4, G5)을 각각 따로따로 조광할 수 있도록 되어 있으므로, 상기 LED군(G1, G2, G3, G4, G5)들 적절히 조광함으로써, 해당 전단면(Wa)을 균질하게 조명할 수 있다. 또, 피검사면인 상기 전단면(Wa)의 형상에 따라 조광할 수도 있으며, 피검사면의 형상에 의해 이에 기인하여 피검사면의 휘도가 불균일하게 되는 경우에는 해당 피검사면의 형상에 따라 각 LED군(G1, G2, G3, G4, G5)의 강도를 조절함으로써, 피검사면 전역의 휘도를 대략 균일하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 검사 장치(1)에 의하면, 상기 피검사물(W)의 전단면(Wa)의 외관 성상을 고정밀도로 검사할 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명이 취할 수 있는 구체적인 양태는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시예에서는 피검사물(W)의 반송 방향 전단면(Wa)을 검사하도록 하지만, 도 8에 나타내는 바와 같이, 피검사물(W)의 후단면(Wb)을 검사하도록 해도 좋다. 이러한 검사 장치(50)는 상기 반송 장치(1)를 그 검사 위치(P)를 중심으로 하여 반송 방향 전후로 반전시킨 것이다. 이로 인하여, 도 8에서, 검사 장치(1)와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있으며, 각 구성 요소의 구성 및 작용에 대해서는 검사 장치(1)의 경우와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
1: 검사 장치 2:반송 기구
3: 회전 테이블 4: 촬상 카메라
5: 제1 조명 기구 6: 제1 지지체
12: LED 13: 제2 지지체
17: LED 25: 제2 조명 기구
26: 지지체 30: LED
31: LED

Claims (5)

  1. 설정된 반송 방향으로 피검사물을 반송하고, 해당 피검사물의 적어도 상기 반송 방향 전단면 또는 후단면을 피검사면으로서 검사하는 검사 장치로서,
    상기 반송 방향을 따른 반송로를 가지며, 해당 반송로상의 상기 피검사물을 상기 반송 방향으로 반송하는 반송 기구와, 상기 반송로를 경계로 해서 상기 피검사물과 동일한 측에 배치되고, 상기 반송로상의 미리 설정된 검사 위치에서 상기 반송 기구에 의해서 반송되는 상기 피검사물의 상기 피검사면을 조명하는 조명 기구와, 마찬가지로 상기 피검사물과 동일한 측에 배치되고, 상기 검사 위치에 있는 상기 피검사물의 상기 피검사면을 촬상하는 촬상 카메라를 적어도 구비하며,
    상기 조명 기구는 상기 피검사물의 피검사면을 조명하는 복수의 발광기와 해당 복수의 발광기를 지지하는 지지체를 구비하고,
    상기 지지체는 적어도 상기 반송로에 가장 가까운 발광기를 다른 1군의 발광기보다 상기 검사 위치에서 이격된 위치에서 지지하도록 구성되는 동시에, 이격된 발광기와 다른 1군의 발광기 사이에 상기 검사 위치와는 반대측의 배면으로부터 상기 피검사물의 피검사면을 관찰할 수 있는 공간을 구비하며,
    상기 촬상 카메라는 상기 지지체의 상기 배면측에 배치되고, 상기 지지체의 공간을 통해 상기 피검사물의 피검사면을 촬상하도록 구성된 검사 장치에 있어서,
    상기 이격된 발광기는 그 1/2 빔각이 30°∼80°의 범위 내의 각도를 가지며,
    상기 다른 1군의 발광기는 그 1/2 빔각이 10°∼25°의 범위 내의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이격된 발광기는 상기 다른 1군의 발광기의 강도의 2배∼10배의 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 촬상 카메라는 그 촬상 광축이 상기 반송로와 직교하는 면내에 있으며, 상기 반송로와 10°∼35°의 범위의 각도에서 교차하도록 배치되는 동시에,
    상기 조명 기구의 상기 이격된 발광기는 그 조명 광축이 상기 반송로와 3°∼15°의 범위의 각도에서 교차하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 촬상 카메라는 그 촬상 광축이 상기 반송로와 직교하는 면내에 있으며, 상기 반송로와 10°∼35°의 범위의 각도에서 교차하도록 배치되는 동시에,
    상기 조명 기구의 상기 이격된 발광기는 그 조명 광축이 상기 반송로와 3°∼15°의 범위의 각도에서 교차하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조명 기구는 상기 이격된 발광기와 상기 다른 1군의 발광기를 따로따로 조광 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
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