(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、明視野光学系および暗視野光学系の両方の光学系を用いて被検査体の外観検査を行うことができ、装置サイズの小型化および装置コストの低コスト化が達成可能な外観検査装置を提供する。【解決手段】  外観検査装置（１）の光照射部（１１）は、明視野光成分と暗視野光成分とを含む光を光出射部（１１ａ）から出射するように構成される。遮光体制御部（１７）は、明視野光成分遮光位置と暗視野光成分遮光位置とにわたって、遮光体（１３）を移動させる。ラインセンサカメラ（１２）は、遮光体制御部（１７）によって遮光体（１３）が暗視野光成分遮光位置に移動されて暗視野光成分が遮光されると、明視野光成分に基づく明視野像を取得し、遮光体（１３）が明視野光成分遮光位置に移動されて明視野光成分が遮光されると、暗視野光成分に基づく暗視野像を取得する。【選択図】      図１
2015102364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体を載置する載置部と、
前記載置部に載置された被検査体に対向して配設され、明視野光成分および暗視野光成分を含む光を出射する光出射部を有し、該光出射部から出射された光を、前記載置部に載置された被検査体に照射する光照射部と、
前記載置部と前記光照射部との間の位置に、移動可能に設けられ、移動することによって前記光出射部から出射された光の一部を遮光して、被検査体に照射される光の光量を調整する光量調整部材と、
前記光量調整部材の移動動作を制御する光量調整部材移動制御部であって、前記光出射部から出射された光の前記明視野光成分を遮光可能な明視野光成分遮光位置と、前記光出射部から出射された光の前記暗視野光成分を遮光可能な暗視野光成分遮光位置とにわたって、前記光量調整部材を移動させる光量調整部材移動制御部と、
前記光照射部によって光が照射された被検査体からの反射光または透過光を受光する受光部と、を備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記光量調整部材は、該光量調整部材を構成する基材が前記光照射部の前記光出射部から出射された光を遮光する遮光領域と、該光量調整部材を構成する基材の一部に設けられた開口部または切り欠き部であって、前記光出射部から出射された光を透過する透過領域とを有することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記光量調整部材は、前記光照射部の前記光出射部よりも大きい平板状の部材であることを特徴とする請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記光照射部は、第１の方向に沿って線状に延びる線状光源であり、
前記受光部は、複数の受光素子が前記第１の方向と平行に配列されるラインセンサカメラであり、
前記光量調整部材移動制御部は、前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って、前記光量調整部材を移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記載置部を一方向に沿って往復運動させる載置部移動制御部をさらに備え、
前記光量調整部材移動制御部は、前記載置部移動制御部による前記載置部の往復運動に連動して、前記光量調整部材を移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板や液晶パネルなどの板状体に存在する欠陥を検出して外観を検査するための外観検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密機器に用いられる電子デバイスや、レンズ、撮像素子といった光学デバイス、液晶パネルなどの透明板状体は、「傷」や「汚れ」などの欠陥が少しでも存在すると、その性能に甚大な影響を与えてしまうことが多い。こうした欠陥は、製造時の様々な要因から、製造工程において完全に発生を防ぐことは一般的に困難である。そこで、製品における欠陥の有無などの外観や性能を製品出荷前に入念に検査し、一定の基準を満たすものだけが商品として出荷される。
【０００３】
上述の外観検査の方法としては、作業者が目視で欠陥の有無の判定を行う目視検査がある。しかしながら、目視検査は、検査の熟練度合いや判定基準の個人差などに大きく左右され、必ずしも安定した精度の検査であるとは言えない。
【０００４】
近年では、こうした目視検査の問題点に鑑みて、目視検査する分量を低減し、外観検査を正確、かつ、効率的に行う外観検査装置が提案されている。従来の外観検査装置は、明視野光学系と暗視野光学系とに大別される。明視野光学系の外観検査装置では、レーザ光やＬＥＤ照明などの光源から被検査体に光を照射し、被検査体に照射された光の正反射光や透過光などの、被検査体で散乱を受けない光を検出して、検査が行われる。また、暗視野光学系の外観検査装置では、レーザ光やＬＥＤ照明などの光源から被検査体に光を照射し、被検査体に照射された光の正反射光や透過光など以外の、被検査体で散乱を受けた光を検出して、検査が行われる。
【０００５】
特許文献１に記載される、第１の従来技術の外観検査装置について、図８を用いて説明する。図８は、第１の従来技術の外観検査装置の構成を概略的に示す図である。第１の従来技術の外観検査装置は、所定の搬送方向Ａに搬送されるシート状の透明シート体Ｗに対して、下方向から投光部９３によって角度θで透明シート体Ｗの位置Ｐの幅方向全域を斜めからスリット状に照明する。透明シート体Ｗに対する上方側において投光部９３の光軸上に配置された第１受光部９１は、透明シート体Ｗの位置Ｐを透過した透過光の幅方向の輝度分布を検出する。そして、透明シート体Ｗに対する上方側において搬送方向Ａに垂直な方向に配置された第２受光部９２は、透明シート体Ｗの位置Ｐに表面付着異物Ｔが存在していた場合に、透明シート体Ｗを透過し、表面付着異物Ｔによって拡散または散乱した透過光の幅方向の輝度分布を検出する。
【０００６】
上記のように、第１の従来技術における外観検査装置では、照明装置から照射された光が被検査体を透過して、受光器で直接受光する第１の受光部と、照明装置からの光が被検査体で散乱し、その散乱光を受光する第２の受光部から構成されている。第１の従来技術における外観検査装置は、照明装置と第１の受光部で明視野光学系を構築し、照明装置と第２の受光部で暗視野光学系を構築している。
【０００７】
一方、特許文献２に記載される、第２の従来技術の外観検査装置は、被検査体である光学レンズに対して、該光学レンズの真上に設けられるＣＣＤエリアセンサと、ＣＣＤエリアセンサに対して明視野光学系および暗視野光学系をそれぞれ構築する複数の照明装置とから構成されている。第２の従来技術の外観検査装置は、明視野光学系を構築する照明装置として、レンズ透過用の明視野照明とレンズ反射用の明視野照明とを備え、暗視野光学系を構築する照明装置として、レンズ透過用の暗視野照明とレンズ反射用の暗視野照明とを備え、これら４つの照明を切り替えて外観検査を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２２３５９８号公報
【特許文献２】特開２００８−２４９５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した第１および第２の従来技術の外観検査装置では、明視野光学系によって取得される明視野像を画像解析し、また、暗視野光学系によって取得される暗視野像を画像解析することによって、種類の異なる複数種の欠陥を検出することができる。
【００１０】
しかしながら、第１および第２の従来技術の外観検査装置は、以下に示すような課題を有する。すなわち、明視野光学系および暗視野光学系の両方の光学系を用いて被検査体の外観検査を行う場合、第１の従来技術の外観検査装置では、１つの照明装置に対して複数の受光部（明視野像および暗視野像をそれぞれ取得する複数の撮像部）が必要となり、また、第２の従来技術の外観検査装置では、１つのＣＣＤエリアセンサ（受光部）に対して複数の照明装置が必要となる。したがって、第１および第２の従来技術の外観検査装置は、装置の構成部品点数が多く、装置構成の複雑化、装置サイズの大型化、装置コストの高コスト化が発生するという課題がある。
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構成で、明視野光学系および暗視野光学系の両方の光学系を用いて被検査体の外観検査を行うことができ、装置サイズの小型化および装置コストの低コスト化が達成可能な外観検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、被検査体を載置する載置部と、
前記載置部に載置された被検査体に対向して配設され、明視野光成分および暗視野光成分を含む光を出射する光出射部を有し、該光出射部から出射された光を、前記載置部に載置された被検査体に照射する光照射部と、
前記載置部と前記光照射部との間の位置に、移動可能に設けられ、移動することによって前記光出射部から出射された光の一部を遮光して、被検査体に照射される光の光量を調整する光量調整部材と、
前記光量調整部材の移動動作を制御する光量調整部材移動制御部であって、前記光出射部から出射された光の前記明視野光成分を遮光可能な明視野光成分遮光位置と、前記光出射部から出射された光の前記暗視野光成分を遮光可能な暗視野光成分遮光位置とにわたって、前記光量調整部材を移動させる光量調整部材移動制御部と、
前記光照射部によって光が照射された被検査体からの反射光または透過光を受光する受光部と、を備えることを特徴とする外観検査装置である。
【００１３】
また本発明の外観検査装置において、前記光量調整部材は、該光量調整部材を構成する基材が前記光照射部の前記光出射部から出射された光を遮光する遮光領域と、該光量調整部材を構成する基材の一部に設けられた開口部または切り欠き部であって、前記光出射部から出射された光を透過する透過領域とを有することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の外観検査装置において、前記光量調整部材は、前記光照射部の前記光出射部よりも大きい平板状の部材であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の外観検査装置において、前記光照射部は、第１の方向に沿って線状に延びる線状光源であり、
前記受光部は、複数の受光素子が前記第１の方向と平行に配列されるラインセンサカメラであり、
前記光量調整部材移動制御部は、前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って、前記光量調整部材を移動させることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の外観検査装置は、前記載置部を一方向に沿って往復運動させる載置部移動制御部をさらに備え、
前記光量調整部材移動制御部は、前記載置部移動制御部による前記載置部の往復運動に連動して、前記光量調整部材を移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外観検査装置は、被検査体を載置する載置部と、光照射部と、光量調整部材と、光量調整部材移動制御部と、受光部とを備える。光照射部は、載置部に載置された被検査体に対向して配設され、明視野光成分および暗視野光成分を含む光を出射する光出射部を有し、該光出射部から出射された光を、載置部に載置された被検査体に照射する。光量調整部材は、載置部と光照射部との間の位置に、移動可能に設けられ、移動することによって光出射部から出射された光の一部を遮光して、被検査体に照射される光の光量を調整する。光量調整部材移動制御部は、光量調整部材の移動動作を制御する部分であり、光出射部から出射された光の明視野光成分を遮光可能な明視野光成分遮光位置と、光出射部から出射された光の暗視野光成分を遮光可能な暗視野光成分遮光位置とにわたって、光量調整部材を移動させる。
【００１８】
受光部は、光照射部によって光が照射された被検査体からの反射光または透過光を受光する。受光部は、光量調整部材移動制御部によって光量調整部材が暗視野光成分遮光位置に移動されて、暗視野光成分が遮光されると、光照射部の光出射部から出射された光の明視野光成分に基づく明視野像を取得し、光量調整部材移動制御部によって光量調整部材が明視野光成分遮光位置に移動されて、明視野光成分が遮光されると、光照射部の光出射部から出射された光の暗視野光成分に基づく暗視野像を取得する。
【００１９】
以上のように構成される本発明の外観検査装置は、明視野光成分と暗視野光成分とを含む光を出射可能に構成される１つの光照射部と、光量調整部材によって遮光される成分以外の光成分に基づいて明視野像および暗視野像を取得可能に構成される１つの受光部とによる、簡単な構成で、明視野光学系および暗視野光学系の両方の光学系を用いて被検査体の外観検査を行うことができ、装置サイズの小型化および装置コストの低コスト化が達成可能である。
【００２０】
また本発明によれば、光量調整部材は、該光量調整部材を構成する基材が前記光照射部の前記光出射部から出射された光を遮光する遮光領域と、該光量調整部材を構成する基材の一部に設けられた開口部または切り欠き部であって、前記光出射部から出射された光を透過する透過領域とを有する。このような光量調整部材では、たとえば、遮光領域で暗視野光成分を遮光する場合には開口部または切り欠き部から成る透過領域で明視野光成分を透過させることができ、遮光領域で明視野光成分を遮光する場合には開口部または切り欠き部から成る透過領域で暗視野光成分を透過させることができる。
【００２１】
また本発明によれば、遮光領域および透過領域を有する光量調整部材は、光照射部の光出射部よりも大きい平板状の部材である。これによって、光出射部から出射される光において、透過領域から透過する光以外の光を全て、遮光領域によって遮光することができる。
【００２２】
また本発明によれば、光照射部は、第１の方向に沿って線状に延びる線状光源であり、受光部は、複数の受光素子が前記第１の方向と平行に配列されるラインセンサカメラである。そして、光量調整部材移動制御部は、前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って、光量調整部材を移動させるように構成される。このような構成においては、受光部によって明視野光成分に基づく明視野像を取得する場合と、暗視野光成分に基づく暗視野像を取得する場合との切り替えを、線状光源およびラインセンサカメラの延在方向となる前記第１の方向に垂直な第２の方向に、光量調整部材を移動させることによって、実施することになる。光量調整部材が移動する第２の方向は、線状光源およびラインセンサカメラの延在方向に垂直な方向であるので、比較的短い距離を光量調整部材が移動することによって、受光部によって明視野像を取得する場合と、暗視野像を取得する場合との切り替えを実施することができる。
【００２３】
また本発明によれば、外観検査装置は、載置部を一方向に沿って往復運動させる載置部移動制御部をさらに備える。そして、光量調整部材移動制御部は、載置部移動制御部による載置部の往復運動に連動して、光量調整部材を移動させる。たとえば、載置部移動制御部が載置部を往運動させる場合に、光量調整部材移動制御部が光量調整部材を暗視野光成分遮光位置に移動させることによって、載置部の往運動に応じて移動する被検査体に対して、受光部で明視野光成分に基づく明視野像を取得することができ、これによって明視野光学系を用いた外観検査を行うことができる。また、載置部移動制御部が載置部を復運動させる場合に、光量調整部材移動制御部が光量調整部材を明視野光成分遮光位置に移動させることによって、載置部の復運動に応じて移動する被検査体に対して、受光部で暗視野光成分に基づく暗視野像を取得することができ、これによって暗視野光学系を用いた外観検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る外観検査装置１の構成を概略的に示す図である。
【図２】外観検査装置１における遮光体１３の動作を説明するための図である。
【図３】外観検査装置１における遮光体１３の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る外観検査装置１Ａの構成を概略的に示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る外観検査装置において用いられる遮光体１３Ｂの構成を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る外観検査装置１Ｂの構成を概略的に示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る外観検査装置１Ｃの構成を概略的に示す図である。
【図８】第１の従来技術の外観検査装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の欠陥検査装置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、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る外観検査装置１の構成を概略的に示す図である。図２および図３は、外観検査装置１における遮光体１３の動作を説明するための図である。本実施形態の外観検査装置１は、被検査体１０に存在する欠陥を検出して外観を検査するための装置である。被検査体１０としては、ガラス板や液晶パネルなどの平板状の板状体または、緩やかな曲率を有する曲面体が挙げられる。
【００２７】
外観検査装置１は、明視野光成分および暗視野光成分を含む光を出射する光出射部１１ａを有する光照射部１１と、受光部であるラインセンサカメラ１２と、光量調整部材である遮光体１３と、載置部１４と、照明制御部１５と、画像解析部として機能する画像処理部１６と、光量調整部材移動制御部として機能する遮光体制御部１７と、載置部移動制御部として機能する搬送系制御部１８とを備える。外観検査装置１は、詳細については後述するが、ラインセンサカメラ１２で取得される明視野像および暗視野像に基づいて、被検査体１０に存在する欠陥を検出して外観検査を行う。
【００２８】
ここで、「明視野」とは、光照射部１１により照射された光が、被検査体１０において、正反射（散乱を伴わない反射）または透過して、直接的にラインセンサカメラ１２に入射する照明条件として定義される。また、「暗視野」とは、光照射部１１により照射された光が、被検査体１０において、正反射（散乱を伴わない反射）または透過して、直接的にラインセンサカメラ１２に入射することがない照明条件として定義される。「暗視野」は、強すぎる直射光を検出しないようにして（ハレーションを抑制して）直射光よりも微弱な散乱光などを検出する目的に使用される。
【００２９】
ラインセンサカメラ１２で取得される明視野像は、明視野の照明条件に応じた、光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光の明視野光成分に基づく画像であり、ラインセンサカメラ１２で取得される暗視野像は、暗視野の照明条件に応じた、光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光の暗視野光成分に基づく画像である。
【００３０】
載置部１４は、被検査体１０を載置するものである。この載置部１４は、ホストコンピュータによって実現される制御部１９によって制御された搬送系制御部１８によって、被検査体１０が載置された状態で往復運動されて、矢符Ａ１および矢符Ａ２の方向に移動される。本実施形態では、搬送系制御部１８によって往復運動されて載置部１４が移動する移動方向Ａ１，Ａ２は水平方向に一致し、載置部１４に載置された被検査体１０は、水平状態に保持されて、移動方向Ａ１，Ａ２に移動して往復運動する。
【００３１】
光照射部１１は、載置部１４に載置された被検査体１０の一方主面に対向して配設され、明視野光成分および暗視野光成分を含む光を出射する光出射部１１ａを有し、該光出射部１１ａから出射された光を、載置部１４に載置された被検査体１０に照射する。光照射部１１は、制御部１９によって制御された照明制御部１５によって、被検査体１０に光を照射する光照射動作が制御される。
【００３２】
光照射部１１は、載置部１４の移動方向Ａ１，Ａ２を含む水平面上で移動方向Ａ１，Ａ２に垂直な方向（第１の方向；被検査体１０の幅方向に平行な方向）に線状に延びる線状光源であることが好ましい。このような光照射部１１としては、ＬＥＤがアレイ状に配置された線状光源、ハロゲンランプとライン状光ファイバライトガイドとが組合された線状光源、ハロゲンランプと長尺のロッドとが組合された線状光源などが挙げられる。本実施形態では、光照射部１１は、白色ＬＥＤがアレイ状に配置された線状光源を採用し、４００ｍｍ×２５ｍｍ（移動方向Ａ１，Ａ２に垂直な方向に対応する長さが４００ｍｍで、移動方向Ａ１，Ａ２に対応する長さが２５ｍｍである）の発光面を有する光出射部１１ａを備えた線状光源を採用した。また、光照射部１１は、光出射部１１ａの発光面から出射される照明光の拡散性や、被検査体１０に対する光の成分を調整するための、拡散板や、プリズムシートなどを備える構造としてもよい。なお、光出射部１１ａは、光照射部１１において光が出射される開口部分であり、この開口部分に透明なガラス板や光拡散板が配置されている場合には、この部分が光出射部１１ａとなる。
【００３３】
ラインセンサカメラ１２は、載置部１４に載置された被検査体１０に対して、光照射部１１と同じ側に配設され、載置部１４の移動方向Ａ１，Ａ２を含む水平面上で移動方向Ａ１，Ａ２に垂直な方向（第１の方向；被検査体１０の幅方向に平行な方向）に複数の受光素子が配列される受光部である。ラインセンサカメラ１２は、光照射部１１によって明視野光成分および暗視野光成分を含む光が照射された被検査体１０からの反射光を受光し、その受光した反射光の光強度（照度：ルクス）を測定するとともに、受光した反射光に基づいて明視野像および暗視野像を取得する。
【００３４】
ラインセンサカメラ１２は、載置部１４の移動方向Ａ１，Ａ２に移動される被検査体１０上に焦点位置Ｐが存在するように合焦されて撮像位置が固定されている。すなわち、ラインセンサカメラ１２が撮像しているのは、被検査体１０上の焦点位置Ｐを含む１ラインであり、被検査体１０が移動方向Ａ１，Ａ２に移動されることによって被検査体１０の全体画像を撮像する。逆に、被検査体１０上の焦点位置Ｐを含む１ライン以外からの光は検出されない。
【００３５】
このようなラインセンサカメラ１２としては、ラインＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラが代表的であるが、他には、ＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）型カメラや、フォトダイオードをライン状に並べたカメラなどを用いることができる。ラインセンサカメラ１２には、撮像対象である被検査体１０の光像を受光素子に結像させるためのレンズなどが付属されている。
【００３６】
ラインセンサカメラ１２は、被検査体１０上の焦点位置Ｐを含む１ラインを検出することから、図１〜図３に示される、レンズの光軸Ｌを中心とする視野範囲Ｒ１の領域が、載置部１４の移動方向Ａ１，Ａ２に平行な方向の視野範囲になる。すなわち、被検査体１０上の焦点位置Ｐを含む１ラインで反射または散乱された光の成分のうち、視野範囲Ｒ１に含まれる成分がラインセンサカメラ１２にて検出される。視野範囲Ｒ１の広がり角度は、ラインセンサカメラ１２のレンズ性能に依存する。本実施形態では、ラインセンサカメラ１２としては、画素サイズ５μｍ×５μｍ、約１２３００画素のラインセンサが用いられる。
【００３７】
また、本実施形態の外観検査装置１では、被検査体１０上の焦点位置Ｐを含む１ラインをラインセンサカメラ１２にて検出するため、光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光の成分の中で、ラインセンサカメラ１２での撮像に寄与する成分は、図１〜図３に示される、照射領域Ｒ２である。本実施形態では、照射領域Ｒ２に視野範囲Ｒ１が含まれる光学条件や位置関係で、光照射部１１とラインセンサカメラ１２とが配置されている。
【００３８】
制御部１９によって制御された画像処理部１６は、ラインセンサカメラ１２によって取得された明視野像および暗視野像について予め定める画像解析を行い、被検査体１０の欠陥を検出する。
【００３９】
遮光体１３は、載置部１４と光照射部１１との間の位置において、光出射部１１ａの発光面に平行（光照射部１１およびラインセンサカメラ１２の延在方向である第１の方向に垂直な第２の方向）に直線的に移動可能に設けられ、移動することによって光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光の一部を遮光して、被検査体１０に照射される光の光量を調整する。遮光体１３を移動させる移動手段としては、駆動モータと移動案内ガイドとが組合された構造体が挙げられるが、この構造体に限定されるものではない。
【００４０】
遮光体１３は、光照射部１１の光出射部１１ａの発光面よりも大きい平板状の部材である。図２（ｂ）に示すように、光出射部１１ａにおいて、遮光体１３によって遮光されていない領域から出射された光の成分がラインセンサカメラ１２にて検出される。本実施形態では、遮光体１３としては、４５０ｍｍ×３０ｍｍ（載置部１４の移動方向Ａ１，Ａ２に垂直な方向に対応する長さが４５０ｍｍで、移動方向Ａ１，Ａ２に対応する長さが３０ｍｍである）のアルミニウム部材に黒アルマイト処理が施された部材が用いられる。また、遮光体１３のエッジ部分は、必要に応じてナイフエッジ状の形状であっても良い。
【００４１】
遮光体１３は、制御部１９により制御される遮光体制御部１７によって、載置部１４と光照射部１１との間における移動動作が制御される。遮光体制御部１７は、光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光の明視野光成分を遮光可能な明視野光成分遮光位置と、光出射部１１ａから出射された光の暗視野光成分を遮光可能な暗視野光成分遮光位置とにわたって、遮光体１３を直線的に移動させる。
【００４２】
ここで、ラインセンサカメラ１２は、図２（ａ）に示すように、遮光体制御部１７によって遮光体１３が暗視野光成分遮光位置に移動されて、光出射部１１ａから出射された光の暗視野光成分が遮光されると、明視野光成分に基づく明視野像を取得する。また、ラインセンサカメラ１２は、図３に示すように、遮光体制御部１７によって遮光体１３が明視野光成分遮光位置に移動されて、光出射部１１ａから出射された光の明視野光成分が遮光されると、暗視野光成分に基づく暗視野像を取得する。
【００４３】
具体的には、前述したように、ラインセンサカメラ１２は、視野範囲Ｒ１の領域に含まれる反射光または散乱光を検出する。また、光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光の成分のうち、ラインセンサカメラ１２にて検出される成分は、照射領域Ｒ２に含まれる成分である。すなわち、図２（ａ）および図３において、光出射部１１ａから出射される照射領域Ｒ２の成分のうち、視野範囲Ｒ１と重なっている成分は、ラインセンサカメラ１２に対する明視野光成分となり、照射領域Ｒ２の成分のうち、視野範囲Ｒ１と重なっていない成分は、ラインセンサカメラ１２に対する暗視野光成分となる。
【００４４】
図２（ａ）に示すように、遮光体制御部１７によって遮光体１３が暗視野光成分遮光位置に移動されて、光出射部１１ａから出射される照射領域Ｒ２の成分のうち、ラインセンサカメラ１２に対する暗視野光成分が遮光されると、ラインセンサカメラ１２は明視野光学系にて被検査体１０を撮像して明視野像を取得することになる。光照射部１１、ラインセンサカメラ１２、および遮光体１３の相対位置を維持した状態で、搬送系制御部１８が載置部１４を移動方向Ａ１に移動させると、載置部１４の移動に応じて移動方向Ａ１に移動する被検査体１０に対して、ラインセンサカメラ１２で明視野像を取得することができる。このようにして取得された明視野像について、画像処理部１６が画像解析を行うことによって、被検査体１０に存在する欠陥が検出され、良品、不良品、再検査品などの判定が行われて、明視野光学系を用いた外観検査を行うことができる。
【００４５】
また、図３に示すように、遮光体制御部１７によって遮光体１３が明視野光成分遮光位置に移動されて、光出射部１１ａから出射される照射領域Ｒ２の成分のうち、ラインセンサカメラ１２に対する明視野光成分が遮光されると、ラインセンサカメラ１２は暗視野光学系にて被検査体１０を撮像して暗視野像を取得することになる。光照射部１１、ラインセンサカメラ１２、および遮光体１３の相対位置を維持した状態で、搬送系制御部１８が載置部１４を移動方向Ａ２に移動させると、載置部１４の移動に応じて移動方向Ａ２に移動する被検査体１０に対して、ラインセンサカメラ１２で暗視野像を取得することができる。このようにして取得された暗視野像について、画像処理部１６が画像解析を行うことによって、被検査体１０に存在する欠陥が検出され、良品、不良品、再検査品などの判定が行われて、暗視野光学系を用いた外観検査を行うことができる。
【００４６】
また、暗視野光学系の状態から、一部の明視野光成分をラインセンサカメラ１２で受光できるような明暗視野状態が複合した光学系も構成可能である。たとえば、被検査体１０が液晶パネルのように、ガラス表面や金属端子などが含まれるような検査対象物の場合、明視野光学系では端子部分の反射率が高く、端子部がハレーションするため、撮像画像で解析および検査ができない状態が生じてしまう。暗視野光学系の状態から、一部の明視野光成分が加わった状態で、ラインセンサカメラ１２で撮像することにより、端子部分がハレーションしていない画像を取得することができる。また、凸形状や凹形状などの曲面を有する欠陥検出の場合、正常な領域が中間階調で検出され、異常箇所が低階調または高階調で検出される。
【００４７】
また、遮光体制御部１７は、搬送系制御部１８による載置部１４の、移動方向Ａ１，Ａ２への往復運動に連動して、移動方向Ａ１，Ａ２に沿って直線的に、遮光体１３を移動させる。さらに、載置部１４の往復運動に連動して、照明制御部１５によって光照射部１１を発光させるための制御値を往路復路で変更するように制御してもよい。具体的な例としては、光照射部１１の光出射部１１ａから出射される光の光量である光照射輝度値を制御値とし、載置部１４の往動作と復動作とで光照射輝度値が異なるように制御してもよい。
【００４８】
このような構成においては、ラインセンサカメラ１２によって明視野像を取得する場合と、暗視野像を取得する場合との切り替えを、直線状に延びる光照射部１１およびラインセンサカメラ１２の延在方向に垂直な方向である移動方向Ａ１，Ａ２に、遮光体１３を移動させることによって、実施することになる。遮光体１３が移動する方向は、光照射部１１およびラインセンサカメラ１２の延在方向に垂直な方向であるので、比較的短い距離を遮光体１３が移動することによって、ラインセンサカメラ１２によって明視野像を取得する場合と、暗視野像を取得する場合との切り替えを実施することができる。
【００４９】
また、遮光体制御部１７が載置部１４の往復運動に連動して遮光体１３を移動させる形態において、たとえば、搬送系制御部１８が載置部１４を、図２（ａ）に示すように、移動方向Ａ１に往運動させる場合に、遮光体制御部１７が遮光体１３を暗視野光成分遮光位置に移動させることによって、載置部１４の往運動に応じて移動方向Ａ１に移動する被検査体１０に対して、ラインセンサカメラ１２で明視野像を取得することができ、これによって明視野光学系を用いた外観検査を行うことができる。また、搬送系制御部１８が載置部１４を、図３に示すように、移動方向Ａ２に復運動させる場合に、遮光体制御部１７が遮光体１３を明視野光成分遮光位置に移動させることによって、載置部１４の復運動に応じて移動方向Ａ２に移動する被検査体１０に対して、ラインセンサカメラ１２で暗視野像を取得することができ、これによって暗視野光学系を用いた外観検査を行うことができる。
【００５０】
以上のように構成される本実施形態の外観検査装置１は、明視野光成分と暗視野光成分とを含む光を出射可能に構成される１つの光照射部１１と、遮光体１３によって遮光される成分以外の光成分に基づいて明視野像および暗視野像を取得可能に構成される１つのラインセンサカメラ１２とによる、簡単な構成で、明視野光学系および暗視野光学系の両方の光学系を用いて被検査体１０の外観検査を行うことができ、装置サイズの小型化および装置コストの低コスト化が達成可能である。
【００５１】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る外観検査装置１Ａの構成を概略的に示す図である。本実施形態の外観検査装置１Ａは、前述の外観検査装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００５２】
前述の外観検査装置１では、遮光体１３は、載置部１４と光照射部１１との間において、光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光の明視野光成分を遮光可能な明視野光成分遮光位置と、光出射部１１ａから出射された光の暗視野光成分を遮光可能な暗視野光成分遮光位置とにわたって、遮光体制御部１７によって直線的に移動されるように構成されていた。これに対して、外観検査装置１Ａでは、遮光体１３Ａは、載置部１４と光照射部１１との間において、予め定める回動軸まわりに回動することによって、光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光の明視野光成分を遮光可能な明視野光成分遮光位置と、光出射部１１ａから出射された光の暗視野光成分を遮光可能な暗視野光成分遮光位置とにわたって、移動するように構成されている。
【００５３】
このように、遮光体１３Ａが回動移動するように構成されることによって、遮光体１３Ａが、ラインセンサカメラ１２における視野範囲Ｒ１を遮ることを抑制することができる。これによって、ラインセンサカメラ１２のレンズの光軸Ｌと光照射部１１の中心軸との成す角度を小さくすることができ、光学系の配置自由度を高めることができる。また、遮光体１３Ａのサイズを大きくすることができることから、光照射部１１の選定自由度も高めることができる。
【００５４】
また、本実施形態の外観検査装置１Ａにおいても、明視野光成分と暗視野光成分とを含む光を出射可能に構成される１つの光照射部１１と、遮光体１３によって遮光される成分以外の光成分に基づいて明視野像および暗視野像を取得可能に構成される１つのラインセンサカメラ１２とによる、簡単な構成で、反射型の明視野光学系および暗視野光学系の両方の光学系を用いて被検査体１０の外観検査を行うことができ、装置サイズの小型化および装置コストの低コスト化が達成可能である。
【００５５】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る外観検査装置において用いられる遮光体１３Ｂの構成を示す図である。図６は、本発明の第３実施形態に係る外観検査装置１Ｂの構成を概略的に示す図である。本実施形態の外観検査装置１Ｂは、前述の外観検査装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の外観検査装置１Ｂでは、遮光体１３Ｂの構成が、前述の外観検査装置１に備えられる遮光体１３の構成とは異なる。外観検査装置１Ｂに備えられる遮光体１３Ｂは、光照射部１１の光出射部１１ａから出射された光を遮光する遮光領域と、光出射部１１ａから出射された光を透過する透過領域とを有する。より具体的には、図５に示すように、遮光体１３Ｂは、光出射部１１ａの発光面よりも大きい平板状の部材であり、中央部に開口部１３１が形成されて構成されている。この開口部１３１が、光出射部１１ａから出射された光を透過する透過領域となる。なお、図５では、透過領域として開口部１３１が形成された遮光体１３Ｂを示したが、遮光体１３Ｂは、透過領域として切り欠き部が形成された部材であってもよい。
【００５７】
本実施形態では、図６（ａ）に示すように、光出射部１１ａから出射される照射領域Ｒ２の成分のうち、視野範囲Ｒ１と重なる明視野光成分が開口部１３１を透過するような位置である、暗視野光成分遮光位置に遮光体１３Ｂが移動されると、ラインセンサカメラ１２に対する暗視野光成分が遮光され、ラインセンサカメラ１２は明視野光学系にて被検査体１０を撮像して明視野像を取得することになる。
【００５８】
また、図６（ｂ）に示すように、光出射部１１ａから出射される照射領域Ｒ２の成分のうち、視野範囲Ｒ１と重なっていない暗視野光成分が開口部１３１を透過するような位置である、明視野光成分遮光位置に遮光体１３Ｂが移動されると、ラインセンサカメラ１２に対する明視野光成分が遮光され、ラインセンサカメラ１２は暗視野光学系にて被検査体１０を撮像して暗視野像を取得することになる。
【００５９】
本実施形態では、透過領域となる開口部１３１が形成された遮光体１３Ｂは、光出射部１１ａの発光面よりも大きい平板状の部材であるので、光出射部１１ａから出射される光において、開口部１３１から透過する光以外の光を全て、遮光体１３Ｂによって遮光することができる。
【００６０】
また、本実施形態の外観検査装置１Ｂにおいても、明視野光成分と暗視野光成分とを含む光を出射可能に構成される１つの光照射部１１と、遮光体１３Ｂによって遮光される成分以外の光成分に基づいて明視野像および暗視野像を取得可能に構成される１つのラインセンサカメラ１２とによる、簡単な構成で、反射型の明視野光学系および暗視野光学系の両方の光学系を用いて被検査体１０の外観検査を行うことができ、装置サイズの小型化および装置コストの低コスト化が達成可能である。
【００６１】
（第４実施形態）
図７は、本発明の第４実施形態に係る外観検査装置１Ｃの構成を概略的に示す図である。本実施形態の外観検査装置１Ｃは、前述の外観検査装置１に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６２】
前述の外観検査装置１では、ラインセンサカメラ１２は、載置部１４に載置された被検査体１０に対して、光照射部１１と同じ側に配設され、光照射部１１によって明視野光成分および暗視野光成分を含む光が照射された被検査体１０からの反射光を受光し、その受光した反射光の光強度（照度：ルクス）を測定するとともに、受光した反射光に基づいて明視野像および暗視野像を取得するように構成されていた。これに対して、外観検査装置１Ｃでは、ラインセンサカメラ１２は、載置部１４に載置された被検査体１０に対して、光照射部１１とは反対側に配設され、光照射部１１によって明視野光成分および暗視野光成分を含む光が照射された被検査体１０からの透過光を受光し、その受光した透過光に基づいて明視野像および暗視野像を取得する。
【００６３】
以上のように構成される本実施形態の外観検査装置１Ｃにおいても、明視野光成分と暗視野光成分とを含む光を出射可能に構成される１つの光照射部１１と、遮光体１３によって遮光される成分以外の光成分に基づいて明視野像および暗視野像を取得可能に構成される１つのラインセンサカメラ１２とによる、簡単な構成で、透過型の明視野光学系および暗視野光学系の両方の光学系を用いて被検査体１０の外観検査を行うことができ、装置サイズの小型化および装置コストの低コスト化が達成可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  外観検査装置
１０  被検査体
１１  光照射部
１１ａ  光出射部
１２  ラインセンサカメラ
１３  遮光体
１４  載置部
１５  照明制御部
１６  画像処理部
１７  遮光体制御部
１８  搬送系制御部
１９  制御部
【図１】
2015102364.tif 000003
【図２】
2015102364.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015102364.tif 000006
【図５】
2015102364.tif 000007
【図６】
2015102364.tif 000008
【図７】
2015102364.tif 000009
【図８】
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