(57)【要約】【課題】高分解能で高精度な目標制御が可能な磁気検出器と磁化面の磁化状態を一括検出できる磁気検出器と、それらを用いた簡便構成の高性能異物検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】磁性粒子封入セル３０とカメラ３１とで形成された磁気検出器３２を備えることを特徴とし、磁性微粒子の磁気検出パターン変動をカメラで光学的に撮影することで高精度な磁気検出が可能となり、磁源の強度や位置などの詳細情報が得られ磁気異物の検出が高精度にできる簡便構成の高性能異物検査装置を実現できる。【選択図】図７
2010261829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物載置部と、
磁性粒子が封入された磁性粒子封入セルと、
前記磁性粒子封入セルの前記被検物載置部と対向する面の反対側の面を撮像する撮像素子と、を備えたこと
を特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記磁性粒子封入セルに光を照射する光源を更に備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
【請求項３】
被検物載置部を含む搬送路と、
前記搬送路において被検物に磁気を印加する磁気印加部を有する磁気印加装置と、
請求項１又は２に記載の磁気検出装置と、を備えたこと
を特徴とする異物検査装置。
【請求項４】
前記磁気印加装置は、磁性粒子が封入された磁性粒子封入セルと、前記磁性粒子封入セルの前記磁気印加部と対向する面の反対側の面を撮像する撮像素子を更に有すること
を特徴とする請求項３に記載の異物検査装置。
【請求項５】
前記磁気印加装置は、温度検出器を更に有すること
を特徴とする請求項４記載の異物検査装置。
【請求項６】
前記被検物載置部を挟んで前記磁性粒子封入セルの反対側に磁気遮蔽板を配置したこと
を特徴とする請求項３〜５いずれかに記載の異物検査装置。
【請求項７】
前記磁気検出装置の検出部が前記磁気印加装置の磁気印加部より前記被検物載置部側に配置されたこと
を特徴とする請求項３〜６いずれかに記載の異物検査装置。
【請求項８】
前記磁気検出装置は、前記磁性粒子封入セル内での前記磁性粒子の形状変化から前記磁気を検出するものであること
を特徴とする請求項３〜７いずれかに記載の異物検査装置。
【請求項９】
前記磁気検出装置は、前記磁性粒子の形状変化の対称性により磁気を検出するものであること
を特徴とする請求項８に記載の異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気デバイスの生産工程及び部品において、導電性異物の混入を正確に検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気デバイスの生産工程及び部品において、鉄粉などの導電性異物が混入するとピンや配線間をショートさせて電気的不良の原因となる。また、導電性異物が混入されたまま市場に出荷されると、異物により電気的不良が生じて発熱し火傷や火災を招く恐れがあり非常に危険であるため、導電性異物の確実な混入検査が欠かせないものとなっている。
【０００３】
そこで従来の異物検査装置では、磁性異物を磁化し、その異物の磁気（磁力）からの情報を得ているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１０は特許文献１に記載された従来の異物検査装置の概略を示す図である。図１を用いて、従来の異物検査装置の概要について述べる。
【０００５】
図１に示すように、従来の異物検査装置１は、被検物２と磁気印加装置３と搬走路４と磁気検出器５で構成されている。この被検物２は搬送するための搬送路４に設置され、被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して被検物２に含有される磁性異物を磁化した後に、搬送路４上に設置された磁気検出器５で被検物２内の磁性異物からの磁気（磁力）を検出し、磁気が検出された場合に磁性異物があるとして異物を検出する。
【０００６】
しかしながら、前記従来の異物検査装置１の構成では、磁気印加装置３に磁気の目標制御がないため、必要な磁気が常に発生しているとは限らず、検出精度が制御できないという課題を有している。これは、コイルに流す電流が温度により変化するためである。具体的には、コイルに電流が流れると熱が発生し、熱の発生によりコイル抵抗が高くなり、さらに電流を流すと熱が上昇し抵抗が高くなるという悪循環のためである。これにより異物を磁化及び消磁する磁気印加量が安定せず磁化及び消磁が不十分になる。
【０００７】
そこで、特許文献２のような目標制御が行われる。図１１は特許文献２に記載された従来の目標制御装置に使用される磁気検出器の概略図である。図１１を用いて従来の目標制御装置に使用される磁気検出器の概略について述べる。
【０００８】
図１１に示すように、従来の目標制御装置に使用される磁気検出器の構成は、磁気検出素子７と、コイル８および芯材９からなる磁気印加装置３とで構成されている。１１は磁気印加装置３から出た磁力線で、図１１（ａ）は、磁気印加装置３から出た磁力が強い時、図１１（ｂ）は磁気印加装置３から出た磁力が弱い時を示す図である。ここで、磁力が強い時とは、磁力が１１００Ｇ（ガウス）程度の時であり、磁力が弱い時とは、磁力が３００Ｇ（ガウス）程度の時である。
【０００９】
次に装置の概略について述べる。磁気印加装置３から出た磁力線１１は磁気検出素子７に入る。磁気検出素子７は、入った磁力線１１に応じて電圧及び電流を出力する。この出力信号を利用し、磁気印加装置３の磁力印加量を目標制御する。
【００１０】
しかしながら、磁気検出素子７を用いて単位面積あたりの磁力を測定して磁気印加装置３の印加磁気量の目標制御を行う場合、低磁力での制御や磁力変動量が小さい時の目標制御において制御誤差が大きい。例えば、１平方ｃｍあたりの磁束密度で考えると、１Ｇ（ガウス）につき１本の磁力線が出る。この条件下で１００Ｇ（ガウス）を目標値とする時に、目標値に対して１％の変動を制御しようとすると、たった１本の磁力線が磁気検出素子７に入るかどうかで制御することになる。磁力が強い時、例えば１００００Ｇ（ガウス）であれば、１％の変動は１００本の磁力線で制御することになる。逆に弱い時、例えば１０Ｇ（ガウス）の時には磁力線の検出ができず制御ができない。これは磁力の強弱を磁気検出素子７に入射する磁力線１１の本数に応じて電圧及び電流を出力しているためである。
【００１１】
磁気印加装置３から出た磁力線１１は、どの方向に向かうものも一定の磁力であり、磁力強弱は磁力線１１の本数となる。磁力線１１の本数は磁力が低下するにつれて図１１（ｂ）のように減少し太くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−１２８９４１号公報
【特許文献２】特開昭５８−０８７７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このため、図１１（ａ），（ｂ）において、単位面積当たりの磁力線検出では磁気検出素子７の境界近傍の磁力線１１が磁気検出素子７に入射する際の変動で、出力される電圧および電流が変動する。したがって、磁力変動が小さい時に制御誤差を生む。さらに、図１１（ｂ）のような磁力が弱い時には、磁力線本数が少ない上に磁力線幅が太いため、単位面積あたりの検出では、図１１（ａ）の磁力が強い時に比べて磁気検出の分解能が低いので、高精度目標制御は困難であるという課題がある。また、前記従来の異物検査装置では面一括で異物磁化状態を検出する際には、検出部の走査や複数配置が必要で簡便な構成での検査が困難であるという課題もある。
【００１４】
そこで本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、高分解能で高精度目標制御が可能な磁気検出器と磁化面の磁化状態を一括検出できる磁気検出器と、それらを用いた異物検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために本発明の磁気検出装置は、被検物載置部と、磁性粒子が封入された磁性粒子封入セルと、前記磁性粒子封入セルの前記被検物載置部と対向する面の反対側の面を撮像する撮像素子と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の異物検査装置は、前述の磁気検出装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により高分解能で高精度な目標制御が可能な磁気検出器が実現できる。さらに、磁化面の磁化状態を一括検出できる磁気検出器としても利用でき、走査や複数配置をしない異物検査装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における異物検査装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１の異物検査装置の印加磁気の目標制御について説明する図
【図３】本発明の実施の形態１でモニタする磁性粒子封入セル１３中の磁性粒子の様子を示す図で、（ａ）横方向から見た磁性粒子封入セル内の磁性粒子のパターン図、（ｂ）上方ら見た磁性粒子封入セル１３内の磁性粒子のパターン図
【図４】磁力と頂点高さ，頂点半角度，磁力線本数（磁気強度）の関係表を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における印加磁気目標制御機構のブロック図
【図６】本発明の実施の形態２における異物検査装置の概略構成図
【図７】本発明の実施の形態３における異物検査装置の概略構成図
【図８】本発明の実施の形態４における異物検査装置の概略構成図
【図９】本発明の実施の形態４における磁気強度導出方法の説明図で、（ａ）強磁力時に横方向から見た磁性粒子を示す図、（ｂ）強磁力時に上方から見た磁性粒子を示す図、（ｃ）弱磁力時に横方向から見た磁性粒子を示す図、（ｄ）弱磁力時に上方から見た磁性粒子を示す図
【図１０】従来の異物検査装置の概略を示す図
【図１１】従来の目標制御装置に使用される磁気検出器の概略図で、（ａ）磁力が強い時を示す図、（ｂ）磁力が弱い時を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における異物検査装置の概略構成図である。図１を用いて実施の形態１の異物検査装置の概要について説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態１の異物検査装置１２は、磁気印加装置３と、搬走路４（被検物載置部）と、磁気検出器５と、磁性粒子封入セル１３と、カメラ１４（撮像素子）とで構成されている。また、磁気印加装置３と磁性粒子封入セル１３とカメラ１４とで構成される検出器を、印加磁気目標制御機構１５とする。この異物検査装置１２の概要について述べる。
【００２２】
搬送するための搬送路４に設置された被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して被検物２に含有される磁性異物（図示せず）を磁化した後に、搬送路４上方に設置された磁気検出器５で被検物２内の磁性異物からの磁気（磁力）を検出し、磁気が検出された場合に制御装置（図示せず）にて磁性異物があるとし、異物を検出する。
【００２３】
磁性粒子封入セル１３とカメラ１４は、磁気印加装置３の上方に設置され、常に印加される磁気をモニタして常に一定の印加磁気になるよう目標制御を行っている。
【００２４】
次に、図２を用いて本実施の形態１の異物検査装置の印加磁気の目標制御について説明する。図２は、本発明の実施の形態１における印加磁気目標制御機構の概略構成図である。
【００２５】
図２に示すように、本実施の形態１における印加磁気目標制御機構１５は、コイル８と芯材９からなる磁気印加装置３と、カメラ１４と磁性粒子封入セル１３からなる磁気モニタ機構１７とで構成されている。１６は磁気印加装置３から出た磁力線で、図３（ａ）は、磁気印加装置３から出た磁力が強い時、図３（ｂ）は磁気印加装置３から出た磁力が弱い時を示している。ここで、磁力が強い時とは、磁力が１１００Ｇ（ガウス）程度の時であり、磁力が弱い時とは、磁力が３００Ｇ（ガウス）程度の時である。
【００２６】
次に、印加磁気の目標制御の概要について述べる。磁気印加装置３の芯材９に巻きつけられたコイル８に電流を印加すると電磁石（磁気印加部）となり、芯材９の両端から磁力線１６が発生する。ここでは、芯材９の片側を印加される磁気のモニタ用とし、他側を磁気の印加として使用する。図２に図示した磁力線１６の両端は、コイル８を流れる電流に類似した関係を持ち、両端の磁力線１６の本数は一定の関係（中心対称の関係）を持つ。これを利用して片側の磁力線１６の本数（例えば、図２の紙面右側の磁力線１６ａ）をモニタすることで、他側の磁力線の本数（例えば、図２の紙面左側の磁力線１６ｂ）がわかる。
【００２７】
片側の磁力線１６ａを用いて他側の磁力線１６ｂの本数を高精度に算出するには、磁性粒子封入セル１３の大きさが磁気の印加範囲以上で、その中心位置が磁気の印加中心位置と等しいことが望ましい。つまり、磁気印加装置３から実際に磁気が印加される位置と、磁性粒子封入セル１３の位置とが対称（紙面と垂直な面内で全ての方向で対称）であると同時に、実際に磁気が印加される範囲と磁性粒子封入セル１３の大きさが同じサイズであることが最適な状態である。
【００２８】
モニタする磁力線１６の本数とコイル８に流れる電流の関係から、印加される磁気の大きさが分かり、コイル８に流れる電流の大きさを制御することで、印加される磁気の目標制御が可能となる。
【００２９】
次に磁力線１６のモニタ方法について説明する。本実施の形態１においては、モニタ用の磁力線１６が磁性粒子封入セル１３を透磁すると、磁性粒子封入セル１３に封入された磁性粒子が透磁した磁力線１６に沿ってパターンを形成する（磁力線に沿って磁性粒子が整列する。）。この形成されたパターンを磁性粒子封入セル１３の上方に設置されたカメラ１４で検出することで磁力の発生源１８（以下、単に磁源１８と呼ぶ。）からの磁気強度が検出できる。これにより、モニタする磁気強度（磁力線の本数）が信号として出力可能になる。なお、本実施の形態１では、磁源１８と磁性異物（被検物２）とは同一構成物である。
【００３０】
次に磁力線１６に沿って形成されたパターンから磁気強度（磁力線の本数）を算出する方法について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における磁気強度の導出方法の説明図である。図３は、モニタする磁性粒子封入セル１３中の磁性粒子の様子を示すものであり、図３（ａ）は横方向（図２の紙面垂直方向）から見た磁性粒子封入セル１３内の磁性粒子のパターン図で、図３（ｂ）が上方（図２の紙面上下方向）から見た磁性粒子封入セル１３内の磁性粒子のパターン図である。
【００３１】
図３（ａ），（ｂ）において、磁源１８から出た磁力線１６は、磁性粒子封入セル１３を透磁する。その際に、透磁する磁力線１６により磁性粒子がパターンを形成する。１９ａは磁源１８から垂直に進む磁力線による磁性粒子パターンであり、１９ｂは磁源１８から斜めに進む磁力線による磁性粒子パターンであり、１９ｃは磁源１８からさらに斜めに進む磁力線による磁性粒子パターンである。また、１９ｄは磁源１８から垂直に進む磁力線による底面の磁性粒子パターンである。
【００３２】
磁気強度は、図３（ａ），（ｂ）に示す磁性粒子パターン１９ａ〜１９ｄのパターンから導出できる。以下、磁気強度（磁力線の本数）の変化による磁性粒子パターン１９ａ〜１９ｄの状態の変化について説明する。
【００３３】
磁気強度が増加する（磁力線の本数が増加する）と、磁性粒子パターン１９ａ〜１９ｃは、図３（ａ）において磁源１８と反対方向（図３（ａ）の紙面上方向）に長くなる。また、図３（ｂ）では、磁性粒子パターン１９ａ〜１９ｃの頂点が高くなる（図３（ｂ）の紙面手前方向に長くなる。）。この磁性粒子パターン１９ａの頂点の位置を検出することで、磁気強度が導出できる。例えば、磁源１８の面積が１平方ｃｍで磁性粒子の質量が２．１９ｇとすると、５００Ｇ（ガウス）の時の磁性粒子１９ａの頂点の高さは５．８μｍで、１０００Ｇ（ガウス）の時のその高さは２３．３μｍである。
【００３４】
図４に磁源１８の面積が１平方ｃｍで磁性粒子の質量が２．１９ｇのものを用いた時の磁力と頂点高さ，頂点半角度，磁力線本数（磁気強度）の関係表を示す。図４に示すように、磁力が２倍になると、磁力線本数は２倍，頂点の高さは４倍，頂点の半角度は５倍となる。すなわち、これら頂角の高さと半角度は、磁力線本数に比べて感度が高いことがわかる。
【００３５】
次に、磁源１８について説明する。
【００３６】
まず、磁源１８の姿勢（傾き）の導出について説明する。磁源１８の姿勢は、図３（ｂ）において観察できる磁性粒子パターン１９ａ〜１９ｄを検出することで導出可能である。すなわち、図３（ｂ）で観察される磁性粒子パターン１９で形成される三角形の上下，斜め，左右の面積の対称性から導出できる。面積が同じであれば（対称であれば）、磁源１８の傾きがないことが分かる。面積が異なれば（対称でなければ）、磁源１８は三角形の面積が広い方に傾いていることになる。
【００３７】
また、磁源１８からの磁気強度の大きさは、底面の磁性粒子パターン１９ｄの面積を検出することで算出可能である。図３（ｂ）では、磁気強度が増加すると磁性粒子パターン１９ａのパターンは図３（ａ）において磁源１８と反対方向に長くなる。すなわち、図３（ｂ）ではパターンの頂点が紙面奥から手前方向に高くなる。この頂点の位置での値より、磁源１８からの磁気強度が導出できる。磁気強度は距離の二乗に比例するので、磁気強度から磁源１８までの距離が算出できる。
【００３８】
さらに、磁源１８からの磁気強度の位置は、底面の磁性粒子パターン１９ｄの面積と磁源１８からの磁力による面積がほぼ同じであるので、底面の磁性粒子パターン１９ｄの中心を検出することで磁源１８の位置の検出も可能である。
【００３９】
これらの検出により磁性粒子パターン１９から磁気強度及び磁源の姿勢，大きさ，位置を求め、それらに応じた信号が出力できる。磁性粒子パターン１９からの各々の導出には、パーソナルコンピュータを用いることで効率的かつ高速に処理が可能である。
【００４０】
次に磁気強度信号を用いた目標制御について説明する。本実施の形態１では、印加磁気の目標制御精度をより向上させるため、温度モニタを付加したもので説明する。温度モニタを付加した理由は、先に述べたとおり、コイルに電流が流れる時に発生する熱がコイル抵抗を高くし、さらに電流を流すと熱が上昇し抵抗が高くなるという悪循環の解消のためである。
【００４１】
図５は、本発明の実施の形態１における印加磁気目標制御機構のブロック図である。図５を用いて磁気を印加する際の目標制御について説明する。
【００４２】
本実施の形態１の印加磁気目標制御機構１５は、図５に示すように、磁気印加装置３と、磁力線１６と、磁気モニタ機構１７と、温度モニタ２０と、Ａ／Ｄ変換素子２１と、マイコン２２と、Ｄ／Ａ変換素子２３と、第１の電流電圧変換素子２４と、第２の電流電圧変換素子２５と、差動増幅素子２６と、から構成されている。
【００４３】
磁気印加装置３で磁気を印加すると、磁気印加装置３の両極に磁力線１６が発生する。この発生した磁力線１６を磁気モニタ機構１７で検出し、磁気に応じた電流を出力する。この電流を第２の電流電圧変換素子２５にて電圧に変換し、差動増幅素子２６に入力する。また、温度モニタ２０では、検出された磁気印加装置３の温度に応じてアナログ信号を出力する。このアナログ信号をＡ／Ｄ変換素子２１でデジタル信号に変換し、マイコン２２に入力する。マイコン２２では、入力した信号を基に、予め記憶している磁気モニタ機構１７と磁気印加装置３から印加される磁気強度の関係と、磁気印加装置３の出力とその温度の関係と、から最も適切な磁気強度にするためのデジタル信号を出力する。出力されたデジタル信号はＤ／Ａ変換素子２３によりアナログ信号に変換され、さらに第１の電流電圧変換素子２４にて電圧に変換され、差動増幅素子２６に入力される。差動増幅素子２６に入力された温度モニタ２０からの信号と、磁気モニタ機構１７からの信号とにより、最適な磁気強度が印加されるように磁気印加装置３に電圧が印加される。これにより、印加磁気の目標制御が可能となる。
【００４４】
次に、磁性粒子について説明する。
【００４５】
本実施の形態１で用いた磁性粒子は、流体の個体差バラツキによる誤差を最小限にするため、粒子サイズが直径１０μｍで均一の大きさで、かつ各粒子の重さがほぼ均一なものを使用した。また、地磁気で反応してしまうと感知すべき磁気強度に誤差を生むので、地磁気よりはるかに強いところに感度をもつ、３００Ｇ（ガウス）で反応するものを使用した。さらに、気体中に封入したものは変化した形状が外部からの振動などで形状が変化しやすいので、液体中に封入された磁性流体を使用した。
【００４６】
なお、本実施の形態１においては、印加磁気目標制御時に温度モニタ２０を設けたが、目標制御の精度を問わない場合は、これはなくても良い。また、コイル８と芯材９からなる磁気印加装置３で構成したが、微弱な磁気印加でよい場合は、芯材９なくても良い。さらに、磁気モニタ機構１７をカメラ１４と磁性粒子封入セル１３とで構成したが、カメラでなくても磁性粒子封入セル１３のパターンを検出できる撮像素子であれば問題はない。
【００４７】
（実施の形態２）
本実施の形態２の異物検査装置２７の具体的構成について説明する。なお、本実施の形態２は、不要磁気遮蔽板２８を備えた以外は、実施の形態１と同様であるため、異なる部分のみ説明している。
【００４８】
図６は、本発明の実施の形態２における異物検査装置の概略構成図である。図６に示すように、異物検査装置２７は、磁気印加装置３と、搬走路４と、磁気検出器５と、磁性粒子封入セル１３と、カメラ１４と不要磁気遮蔽板２８とで構成されている。
【００４９】
次に、本実施の形態２の異物検査装置２７の概要について説明する。
【００５０】
搬送するための搬送路４に設置された被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して被検物２に含有される磁性異物を磁化した後に、搬送路４上方に設置された磁気検出器５で被検物２内の磁性異物からの磁気を検出し、磁気が検出された場合に磁性異物があるとして異物を検出する。磁気印加装置３は、その上方に設置された磁性粒子封入セル１３とカメラ１４により、常に被検物２に印加された磁気をモニタし、常に一定の印加磁気（磁力）になるよう目標制御を行っている。
【００５１】
ここで、本実施の形態２では、地磁気や外部磁気からの影響を最小限にするために、磁気検出器５と磁気印加装置３の下方で、かつ被検物２の磁気を妨げない位置に、不要磁気遮蔽板２８を配置した。これにより、磁気印加時の誤差と磁気検出時の誤差を最小限にすることができ、高精度な磁気検出が可能となる。
【００５２】
また、磁気印加装置３からの不要な磁気が、磁気検出器５に入らないようにするため、磁気印加装置３の磁源より下方に磁気検出器５を配置し、磁気印加が磁気検出に影響を及ぼさないようにした。
【００５３】
（実施の形態３）
本実施の形態３の異物検査装置２９の具体的構成について説明する。なお、本実施の形態３は、磁気検出器５の構成以外は実施の形態１，２と同様であるため、異なる部分のみ説明している。
【００５４】
図７は、本発明の実施の形態３における異物検査装置の概略構成図である。本実施の形態３は、実施の形態１，２より、さらに高精度で高速な異物検出が可能である。
【００５５】
図７に示すように、本実施の形態３では、実施の形態１の磁気検出器５の部分を、磁性粒子封入セル３０（第２の磁性粒子封入セル３０）とカメラ３１（第２のカメラ３１）で構成する。ここでは、磁性粒子封入セル３０とカメラ３１で構成された磁気検出器３２について説明する。本実施の形態３の異物検査装置２９は、磁気印加装置３と、搬走路４と、磁性粒子封入セル３０とカメラ３１とで形成された磁気検出器３２と、磁性粒子封入セル１３とカメラ１４とで形成された印加磁気目標制御機構１５とで構成されている。
【００５６】
搬送するための搬送路４に設置された被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して被検物２に含有される磁性異物を磁化した後に、搬送路４上方に設置された磁気検出器３２で被検物２の異物を検出する。具体的には、磁性粒子封入セル３０とカメラ３１により、被検物２内の磁性異物からの磁力を検出し異物を検出する。磁気印加装置３は、その上方に設置された磁性粒子封入セル１３とカメラ１４により常にその印加磁気がモニタされ、常に一定の印加磁気になるように目標制御を行っている。
【００５７】
本実施の形態３の特徴は、被検物２内の磁性異物からの磁気を画像として検出することで、磁性異物からの磁気を面一括で検出することが可能なことである。これにより、走査検出などの必要がなくなり、高速な異物検出が可能となる。
【００５８】
なお、本実施の形態３においては、カメラ１４とカメラ３１で説明をしたが、これらは、撮像素子であれば問題ない。
【００５９】
（実施の形態４）
本実施の形態４の異物検査装置３３の具体的構成について説明する。なお、本実施の形態４は、磁気検出器３２の構成以外は実施の形態３と同様であるため、異なる部分のみ説明している。
【００６０】
図８は、本発明の実施の形態４における異物検査装置の概略構成図である。図８を用いて本実施の形態４の異物検査装置３３の概要について説明する。本実施の形態４は、実施の形態１〜３より、さらに高精度な異物検出が可能である。
【００６１】
本実施の形態４の磁気検出器３４は、磁性粒子封入セル３０と、光源３５と、カメラ３１で構成されている。図８に示すように、搬送するための搬送路４に設置された被検物２に磁気印加装置３で磁気を印加して被検物２に含有される磁性異物を磁化した後に、搬送路４上方に設置された磁気検出器３４で磁性粒子封入セル３０とカメラ３１と光源３５により被検物２内の磁性異物からの磁力を検出し、異物を検出する。磁気印加装置３は、上方に設置された磁性粒子封入セル１３とカメラ１４により、常にその印加磁気をモニタし、常に一定の印加磁気になるよう目標制御を行っている。
【００６２】
本実施の形態４の特徴は、被検物２内の磁性異物からの磁気を画像として検出することで、磁性異物からの磁気を面一括で検出することである。さらに、光源３５から出射された光を磁性粒子封入セル３０に照射し、磁性粒子の形状をダイレクトに反射光及び散乱光で検出することで、より詳細にパターンの変化をとらえることが出来る。このパターンの変化をカメラ３１で撮像することで、より高感度な異物検出が可能となる。
【００６３】
次に、磁気印加装置３で磁気印加をされ磁化された被検物２に含有される磁性異物からの磁力線により形成されたパターンから磁気強度を算出する方法について述べる。
【００６４】
図９は、本発明の実施の形態４における磁気強度導出方法の説明図である。図１０を用いて磁気強度を導出方法について述べる。
【００６５】
図９（ａ）は強磁力時に横方向から見た磁性粒子、図９（ｂ）強磁力時に上方から見た磁性粒子のパターン図である。また、図９（ｃ）は弱磁力時の横方向から見た磁性粒子、図９（ｄ）は弱磁力時の上方から見た磁性粒子のパターン図である。図９（ｃ），（ｄ）において、３７ａは磁源１８から垂直に進む磁力線による磁性粒子パターンで、３７ｂは磁源１８から斜めに進む磁力線による磁性粒子パターンで、３７ｄは磁源１８から垂直に進む磁力線による底面の磁性粒子パターンである。ここで、強磁力に比べて弱磁力時では、磁力線の本数が減少し太くなるので、磁性粒子パターンも異なる。
【００６６】
次に、磁源１８の姿勢（傾き）の導出について述べる。磁源１８は図９（ｂ）の図において観察できるパターンを検出することで導出可能である。図９（ｂ）の図において観察できるパターンで形成される複数の三角形に光源３５から照射された散乱光をカメラ３１にて撮像することで可能となる。すなわち、カメラ３１に入射した複数の三角形からの散乱光の上下左右の対称性から算出が可能となる。また、散乱光は複数の三角形の配置により散乱角が異なる。三角形の配置が図９（ｂ）のように密なら散乱光の広がりは大きい、図９（ｄ）のように粗ならば散乱光の広がりは小さい。これを利用し磁源１８の姿勢（傾き）の導出が可能である。磁源１８の姿勢が傾くと磁力線も傾き、傾いた側の磁性粒子により形成された複数の三角形の配置ピッチが密になる。これにより散乱光の広がりが大きくなるので、それをカメラで検出することで磁源姿勢の検出が可能となる。これにより磁源姿勢及び磁気強度が高精度に検出できるため磁源１８の正確な位置が高精度に算出可能となる。よって図９（ｂ）や図９（ｄ）の図において紙面上奥から手前方向の位置が正確に算出できる。これは磁気強度が距離の二乗に比例するため正確な磁気強度を得ることで精度が向上するためである。さらに、磁源１８から垂直に進む磁力線による磁性粒子パターン１９により形成された三角形の頂点に光が照射されることにより、コントラストが高くなりカメラにて撮像することで頂点先端部分が明確に検出でき磁源１８の位置が正確に検出できる。これらの検出により磁性粒子のパターンから磁気強度及び磁源１８の姿勢，大きさ，位置に応じた信号が出力でき高精度検出が可能となる。また、磁源１８の移動速度が明確な場合、磁源（磁性異物）１８からの磁力線により形成されたパターンの連続的変化の時間を測定することで大きさや面積が算出できる。大きさ、面積の算出は連続的変化時間と源の移動速度から算出できる。磁性粒子のパターンからの各々の導出にはパーソナルコンピュータを用いることで効率的かつ高速に処理が可能である。また、導出で得られた磁源１８の磁気強度，姿勢，位置，大きさを検出時間軸でつなぎ合わせた情報と磁源１８の移動速度から異物の立体的な形状を得ることが可能である。本実施の形態４においてカメラ１４とカメラ３１で説明をしたが撮像素子であれば問題ない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の異物検査装置は、高分解能で高精度目標制御が可能な磁気検出器と磁化面の磁化状態を一括検出できる磁気検出機構を有し、電気部品や電子部品などデバイスの金属異物検出だけでなく食品、服飾、塗布面およびメッキ面等の金属異物検出の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１，１２，２７，２９，３３  異物検査装置
２    被検物
３    磁気印加装置
４    搬走路
５    磁気検出器
７    磁気検出素子
８    コイル
９    芯材
１１    磁力線
１３，３０  磁性粒子封入セル
１４，３１  カメラ
１５    印加磁気目標制御機構
１７    磁気モニタ機構
１８    磁源
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ  磁性粒子パターン
２０    温度モニタ
２１    Ａ／Ｄ変換素子
２２    マイコン
２３    Ｄ／Ａ変換素子
２４    第１の電流電圧変換素子
２５    第２の電流電圧変換素子
２６    差動増幅素子
２８    不要磁気遮蔽板
３２，３４  磁気検出器
３５    光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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