(57)【要約】イメージセンサを用いた表面欠陥検査装置及び検査方法に関し、紙面と平行な長手方向に沿って、被検査体の移送経路を提供するフレーム部と、前記移送経路に沿って前記被検査体を移送するように、前記フレーム部の一側に設けられる移送部と、移送される前記被検査体の上部で被検査体の表面を撮像するように、前記移送経路の中途に設けられるイメージセンサ部と、前記被検査体の表面のうち、前記イメージセンサ部により撮像される領域である撮像領域に対して、互いに異なる方向に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた照明部及び前記被検査体を、所定の単位移送距離分だけ移動しながら、前記被検査体の表面を撮像することで、撮像時毎に撮像領域が前記単位移送距離分だけ異なるように、前記移送部とイメージセンサ部の動作を制御する制御部とを含み、様々な種類、形状、又は方向を有する欠陥の検出精度を向上することができる。【選択図】図８
2021533344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙面と平行な長手方向に沿って、被検査体の移送経路を提供するフレーム部と、
前記移送経路に沿って前記被検査体を移送するように、前記フレーム部の一側に設けられる移送部と、
移送される前記被検査体の上部で前記被検査体の表面を撮像するように、前記移送経路の中途に設けられるイメージセンサ部と、
前記被検査体の表面のうち、前記イメージセンサ部により撮像される領域である撮像領域に対して、互いに異なる方向に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた照明部及び前記被検査体を、所定の単位移送距離分だけ移動しながら、前記被検査体の表面を撮像することで、撮像時毎に撮像領域が前記単位移送距離分だけ異なるように、前記移送部と前記イメージセンサ部の動作を制御する制御部とを含み、
前記制御部は、前記イメージセンサ部の撮像に際して、複数の照明ランプのいずれかが所定の順序に従って点灯するように、前記照明部の動作を制御することで、互いに連続して撮像される撮像領域のそれぞれに対して、互いに異なる方向から光が照射されるようにすることを特徴とする、イメージセンサを用いた表面欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照明部は、前記イメージセンサ部の前方から前記撮像領域に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた第１の照明モジュールと、前記イメージセンサ部の後方から前記撮像領域に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた第２の照明モジュールと、前記制御部の制御信号により、前記第１の照明モジュールと前記第２の照明モジュールに含まれる複数の照明ランプを、所定の順序に従って点灯する照明コントローラとを含み、
前記第１の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプはそれぞれ、光を照射する方向と、前記被検査体の移送方向との間の角度である水平入射角が互いに異なるように配置され、前記第２の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプもそれぞれ、前記水平入射角が互いに異なるように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置。
【請求項３】
前記第１の照明モジュールは、前記撮像領域に向かう第１の斜面と第２の斜面が、前記フレーム部の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部の前方一側に設けられる第１の照明モジュール側ランプ締結部材と、前記第１の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第１の照明ランプと、前記第２の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第２の照明ランプとを含み、
前記第２の照明モジュールは、前記撮像領域に向かう第３の斜面と第４の斜面が、前記フレーム部の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部の後方一側に設けられた第１の照明モジュール側ランプ締結部材と、前記第３の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第３の照明ランプと、前記第４の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第４の照明ランプとを含むことを特徴とする、請求項２に記載のイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置。
【請求項４】
前記照明部は、前記イメージセンサ部の前方から前記撮像領域に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた第１の照明モジュールと、前記イメージセンサ部の後方から前記撮像領域に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた第２の照明モジュールと、前記制御部の制御信号により、前記第１の照明モジュールと前記第２の照明モジュールに含まれた照明モジュールを、所定の順序に従って点灯する照明コントローラとを含み、
前記第１の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプはそれぞれ、光を照射する方向と、前記イメージセンサ部が前記被検査体の表面を撮像する方向との間の角度である垂直入射角が互いに異なるように配置され、前記第２の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプもそれぞれ、前記垂直入射角が互いに異なるように配置されることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置。
【請求項５】
前記第１の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプはそれぞれ、光を照射する方向と、前記被検査体の移送方向との間の角度である水平入射角が互いに異なるように配置され、前記第２の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプもそれぞれ、前記水平入射角が互いに異なるように配置されることを特徴とする、請求項４に記載のイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置。
【請求項６】
前記第１の照明モジュールは、前記撮像領域に向かう第１の斜面と第２の斜面が前記フレーム部の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部の前方一側に設けられた第１のランプ締結部材と、前記第１のランプ締結部材と同一の構造からなり、前記イメージセンサ部の前方一側に前記第１のランプ締結部材と離隔して設けられた第２のランプ締結部材と、前記第１のランプ締結部材の第１の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第１の照明ランプと、前記第２のランプ締結部材の第２の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第２の照明ランプとを含み、
前記第２の照明モジュールは、前記撮像領域に向かう第３の斜面と第４の斜面が前記フレーム部の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部の後方一側に設けられた第３のランプ締結部材と、前記第３のランプ締結部材と同一の構造からなり、前記イメージセンサ部の後方一側に前記第３のランプ締結部材と離隔して設けられた第４のランプ締結部材と、前記第３のランプ締結部材の第３の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第３の照明ランプと、前記第４のランプ締結部材の第４の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第４の照明ランプとを含むことを特徴とする、請求項５に記載のイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置。
【請求項７】
前記単位移送距離は、前記被検査体の移送方向に対する前記撮像領域の長さを、前記第１の照明モジュールと前記第２の照明モジュールに含まれる照明ランプの数で除した値に定めることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置。
【請求項８】
前記制御部は、複数の照明ランプのそれぞれに対して、前記照明ランプが点灯する際に得られる撮像画像を順次合成し、前記被検査体の表面全体に対するスキャン画像を取得し、複数の前記照明ランプのそれぞれに対して取得した前記スキャン画像を用いて、前記被検査体の表面に欠陥が存在するか否かを判断することを特徴とする、請求項７に記載のイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置。
【請求項９】
被検査体の移送経路の中途に設けられたイメージセンサと複数の照明ランプを用いたイメージセンサを用いた表面欠陥検査方法であって、
（ａ）前記移送経路に沿って、所定の単位移送距離分だけ、被検査体を移送するステップと、
（ｂ）所定の順序に従って、複数の前記照明ランプのいずれかを点灯して、前記被検査体の表面のうち、前記イメージセンサにより撮像される領域である撮像領域に光を照射するステップと、
（ｃ）前記イメージセンサを用いて、前記被検査体の上部で前記撮像領域を撮像するステップと、
（ｄ）前記被検査体の表面全体に対して撮像が完了するまで、前記ステップ（ａ）〜（ｃ）を繰り返すステップと、
（ｅ）前記ステップ（ｄ）で得られる撮像画像を用いて、複数の照明ランプのそれぞれに対して、前記照明ランプが点灯するときに得られる撮像画像を順次合成して、前記被検像体の表面全体をスキャンしたスキャン画像を取得するステップと、
（ｆ）複数の前記照明ランプのそれぞれに対して取得した前記スキャン画像を用いて、前記被検査体の表面に欠陥が存在するか否かを判断するステップとを含み、
複数の前記照明ランプは、前記撮像領域に対して、互いに異なる方向に光を照射するように構成されることを特徴とする、イメージセンサを用いた表面欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサを用いた表面欠陥検査装置及び検査方法に関し、より詳しくは、被検査体を移送しながら、イメージセンサで被検査体の表面を撮像して、被検査体の表面全体をスキャンしたスキャン画像を取得し、撮像時毎に光照射方向が異なる複数の照明ランプのいずれかが、所定の順序に従って点灯し、前記イメージセンサにより撮像される撮像領域に光を照射するようになることで、一度のスキャンで、光照射方向が異なる複数の照明ランプのそれぞれに対する前記スキャン画像を得られるため、様々な種類、形状、又は方向を有した欠陥の検出精度を向上することができるだけでなく、被検査体の表面検査にかかる時間を著しく減少することができるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鋼板、ＰＣＢ基板、半導体ウェハ、フィルム等のような平板形状からなる製品の場合、製造工程の完了した後に、製品の表面に、異物、傷、クラック等の欠陥が存在するか否かを評価する表面検査工程を経ることになる。
【０００３】
従来は、通常、前記表面検査工程が、検査者の肉眼や顕微鏡等を用いて、製品の表面を直接検査する方式で行われているが、このような目視検査の場合、不良の有無が、検査者の目視観察による主観的な判断で決められるため、均一な品質に対する信頼性を確保し難く、また、微細な表面欠陥が品質に致命的な影響を与える二次電池、半導体ウェハ、ＰＣＢ基板等の表面検査には適用できないという問題点があった。
【０００４】
このような問題点を解決するために、最近は、被検査体である製品の表面に光を照射する光源と、製品の表面より反射された反射光による画像を撮影するイメージセンサを用いて、製品の表面に欠陥が存在するか否かを判断する方式の表面検査装置が開発されており、このようなイメージセンサを用いた表面検査装置は、韓国登録特許第１０−０３８９９６７号公報（２００２．２．２７公開）に開示されている。
【０００５】
しかし、表面欠陥の場合、光が照射される方向によって、イメージセンサの出力を通じて検出する欠陥の種類、形状、方向が異なる特性があるため、前記特許公報による技術のように、検査表面に対して光を均一に照射する方式を適用する場合、様々な種類、形状、又は方向を有した表面欠陥を正確に検出し難いという問題があった。
【０００６】
これを解決するために、韓国登録特許第１０−０４７０４０２号公報（２００２．７．２４．公開）には、移送される被検査体の左右に２つの光源を設けて、互いに異なる方向に光を照射しながら画像を撮影することで、表面検査の精度を向上させる方式が開示されている。
【０００７】
しかし、前記韓国登録特許第１０−０４７０４０２号公報の場合、ライン型光源の配置構造の限界により、ラインスキャン型イメージセンサのスキャンラインに対して、前方と後方の２つの方向でのみ光を照射することができるので、様々な種類、形状、又は方向を有した表面欠陥をいずれも正確に検出し難いという従来技術の問題を依然として有している。
【０００８】
また、前記韓国登録特許第１０−０４７０４０２号公報の場合、ラインスキャン型イメージセンサを用いる方式であるため、スキャン速度が遅いだけでなく、スキャンラインのそれぞれに対して、２つの光源を交互に点滅しながら重複スキャンする方式であるため、被検査体の全表面を検査することに多大な時間がかかり、また、このような問題は、電気自動車用二次電池のように、被検査体が大面積で、且つ製品の特性上、全数検査が必要な場合、更に増えるという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０３８９９６７号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１０−０４７０４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記のような問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、被検査体を移送しながら、イメージセンサで被検査体の表面を撮像して、被検査体の表面全体をスキャンしたスキャン画像を取得し、撮像時毎に光照射方向が異なる複数の照明ランプのいずれかが、所定の順序に従って点灯し、前記イメージセンサにより撮像される撮像領域に光を照射するようになることで、一度のスキャンで、光照射方向が異なる複数の照明ランプのそれぞれに対する前記スキャン画像を得られるため、様々な種類、形状、又は方向を有した欠陥の検出精度を向上することができるだけでなく、被検査体の表面検査にかかる時間を著しく減少することができるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置及び検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記のような目的を達成するために、本発明によるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置は、紙面と平行な長手方向に沿って、被検査体の移送経路を提供するフレーム部と、前記移送経路に沿って前記被検査体を移送するように、前記フレーム部の一側に設けられる移送部と、移送される前記被検査体の上部で被検査体の表面を撮像するように、前記移送経路の中途に設けられるイメージセンサ部と、前記被検査体の表面のうち、前記イメージセンサ部により撮像される領域である撮像領域に対して、互いに異なる方向に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた照明部及び前記被検査体を、所定の単位移送距離分だけ移動しながら、前記被検査体の表面を撮像することで、撮像時毎に撮像領域が前記単位移送距離分だけ異なるように、前記移送部とイメージセンサ部の動作を制御する制御部とを含み、前記制御部は、イメージセンサ部の撮像に際して、複数の照明ランプのいずれかが所定の順序に従って点灯するように、前記照明部の動作を制御することで、互いに連続して撮像される撮像領域のそれぞれに対して、互いに異なる方向から光が照射されるようにすることを特徴とする。
【００１２】
前記照明部は、前記イメージセンサ部の前方から前記撮像領域に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた第１の照明モジュールと、前記イメージセンサ部の後方から前記撮像領域に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた第２の照明モジュールと、前記制御部の制御信号により、前記第１の照明モジュールと第２の照明モジュールに含まれる複数の照明ランプを、所定の順序に従って点灯する照明コントローラとを含み、前記第１の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプはそれぞれ、光を照射する方向と、前記被検査体の移送方向との間の角度である水平入射角が互いに異なるように配置され、前記第２の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプもそれぞれ、前記水平入射角が互いに異なるように配置される。
【００１３】
前記第１の照明モジュールは、前記撮像領域に向かう第１の斜面と第２の斜面が、前記フレーム部の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部の前方一側に設けられる第１の照明モジュール側ランプ締結部材と、前記第１の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第１の照明ランプと、前記第２の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第２の照明ランプとを含み、前記第２の照明モジュールは、前記撮像領域に向かう第３の斜面と第４の斜面が、前記フレーム部の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部の後方一側に設けられた第１の照明モジュール側ランプ締結部材と、前記第３の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第３の照明ランプと、前記第４の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第４の照明ランプとを含む。
【００１４】
前記照明部は、前記イメージセンサ部の前方から前記撮像領域に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた第１の照明モジュールと、前記イメージセンサ部の後方から前記撮像領域に光を照射する複数の照明ランプを含み、前記移送経路の中途に設けられた第２の照明モジュールと、前記制御部の制御信号により、前記第１の照明モジュールと第２の照明モジュールに含まれた照明モジュールを、所定の順序に従って点灯する照明コントローラとを含み、前記第１の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプはそれぞれ、光を照射する方向と、前記イメージセンサ部が被検査体の表面を撮像する方向との間の角度である垂直入射角が互いに異なるように配置され、前記第２の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプもそれぞれ、前記垂直入射角が互いに異なるように配置される。
【００１５】
前記第１の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプはそれぞれ、光を照射する方向と、前記被検査体の移送方向との間の角度である水平入射角が互いに異なるように配置され、前記第２の照明モジュールに備えられた複数の照明ランプもそれぞれ、前記水平入射角が互いに異なるように配置される。
【００１６】
前記第１の照明モジュールは、前記撮像領域に向かう第１の斜面と第２の斜面が前記フレーム部の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部の前方一側に設けられた第１のランプ締結部材と、前記第１のランプ締結部材と同一の構造からなり、前記イメージセンサ部の前方一側に前記第１のランプ締結部材と離隔して設けられた第２のランプ締結部材と、前記第１のランプ締結部材の第１の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第１の照明ランプと、前記第２のランプ締結部材の第２の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第２の照明ランプとを含み、前記第２の照明モジュールは、前記撮像領域に向かう第３の斜面と第４の斜面が前記フレーム部の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部の後方一側に設けられた第３のランプ締結部材と、前記第３のランプ締結部材と同一の構造からなり、前記イメージセンサ部の後方一側に前記第３のランプ締結部材と離隔して設けられた第４のランプ締結部材と、前記第３のランプ締結部材の第３の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第３の照明ランプと、前記第４のランプ締結部材の第４の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第４の照明ランプとを含む。
【００１７】
前記単位移送距離は、被検査体の移送方向に対する前記撮像領域の長さを、前記第１の照明モジュールと第２の照明モジュールに含まれる照明ランプの数で除した値に定める。
【００１８】
前記制御部は、複数の照明ランプのそれぞれに対して、当該照明ランプが点灯する際に得られる撮像画像を順次合成し、前記被検査体の表面全体に対するスキャン画像を取得し、複数の前記照明ランプのそれぞれに対して取得した前記スキャン画像を用いて、前記被検査体の表面に欠陥が存在するか否かを判断する。
【００１９】
また、本発明によるイメージセンサを用いた表面欠陥検査方法は、被検査体の移送経路の中途に設けられたイメージセンサと複数の照明ランプを用いたイメージセンサを用いた表面欠陥検査方法であって、（ａ）前記移送経路に沿って、所定の単位移送距離分だけ、被検査体を移送するステップと、（ｂ）所定の順序に従って、複数の前記照明ランプのいずれかを点灯して、前記被検査体の表面のうち、前記イメージセンサにより撮像される領域である撮像領域に光を照射するステップと、（ｃ）前記イメージセンサを用いて、前記被検査体の上部で前記撮像領域を撮像するステップと、（ｄ）前記被検査体の表面全体に対して撮像が完了するまで、前記ステップ（ａ）〜（ｃ）を繰り返すステップと、（ｅ）前記ステップ（ｄ）で得られる撮像画像を用いて、複数の照明ランプのそれぞれに対して、当該照明ランプが点灯するときに得られる撮像画像を順次合成して、前記被検像体の表面全体をスキャンしたスキャン画像を取得するステップと、（ｆ）複数の前記照明ランプのそれぞれに対して取得した前記スキャン画像を用いて、前記被検査体の表面に欠陥が存在するか否かを判断するステップとを含み、複数の前記照明ランプは、前記撮像領域に対して、互いに異なる方向に光を照射するように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によるイメージセンサを用いた表面検査装置及び検査方法によると、被検査体を移送しながら、イメージセンサで被検査体の表面を撮像して、被検査体の表面全体をスキャンしたスキャン画像を取得し、撮像時毎に光照射方向が異なる複数の照明ランプのいずれかが、所定の順序に従って点灯し、前記イメージセンサにより撮像される撮像領域に光を照射するようになることで、複数の照明ランプのそれぞれに対して、当該照明ランプが点灯する際の前記被検査体の表面全体に対するスキャン画像を得られるため、様々な種類、形状、又は方向を有する欠陥の検出精度を向上することができる。
【００２１】
また、本発明によるイメージセンサを用いた表面検査装置及び検査方法は、被検査体の表面全体に対するスキャンが、イメージセンサの撮像時毎に光照射方向が異なる複数の照明ランプのいずれかを、所定の順序に従って点灯する方式で構成することで、複数の光源に対して重複スキャンを行う従来技術とは異なり、一度のスキャンで、光照射方向が異なる複数の照明ランプのそれぞれに対する前記スキャン画像を得られるため、自動車用二次電池のように全数検査が求められ、且つ、大面積の被検査体の表面検査にかかる時間を顕著に減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の一実施例によるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置の全体構成を説明するための斜視図である。
【図２】図２は、照明部の構成を説明するための図１のＡ−Ａ部断面図である。
【図３】図３は、前記照明部の他の変形例を説明するための図１のＢ−Ｂ部断面図である。
【図４】図４は、前記照明部の更に他の変形例を説明するための図１のＢ−Ｂ部断面図である。
【図５】図５は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置に設けられた照明モジュールの構成を説明するための拡大図である。
【図６】図６は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置の動作構成を説明するためのブロック図である。
【図７】図７は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置に設けられた照明モジュールの動作を説明するための図である。
【図８】図８は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置による表面欠陥検査方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置により得られる複数の照明ランプのそれぞれに対するスキャン画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、本発明の好適な実施例を、添付の図面を用いて具体的に説明することとする。
【００２４】
図１は、本発明の一実施例によるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置の全体構成を説明するための斜視図であり、図２は、照明部の構成を説明するための図１のＡ−Ａ部断面図であり、図３と図４はそれぞれ、前記照明部の他の変形例を説明するための図１のＢ−Ｂ部断面図である。
【００２５】
また、図５は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置に設けられた照明モジュールの構成を説明するための拡大図であり、図６は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置の動作構成を説明するためのブロック図であり、図７は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置に設けられた照明モジュールの動作を説明するための図である。
【００２６】
また、図８は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置による表面欠陥検査方法を説明するためのフローチャートであり、図９は、図１におけるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置により得られた複数の照明ランプのそれぞれに対するスキャン画像を示す図である。
【００２７】
本発明によるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置は、被検査体（Ｔ）の移送経路を提供するフレーム部１０と、前記フレーム部１０の一側に設けられ、前記移送経路に沿って、被検査体（Ｔ）を移送する移送部３１、３２、３３と、前記移送経路の中途で、前記フレーム部１０の一側に設けられた光学モジュール支持台２０と、前記光学モジュール支持台２０に固設される照明部４０、５０とイメージセンサ部６０とを含む。
【００２８】
ここで、前記フレーム部１０は、一例として、上面が紙面に平行なテーブル形状からなり、後述するように、上面の長手方向に沿って、被検査体（Ｔ）が移送される移送経路を供するように、上面の中央部には、開口が形成される。
【００２９】
また、前記移送部３１、３２、３３は、フレーム部１０の上面の長手方向（すなわち、移送経路）に沿って、被検査体（Ｔ）を移送する機能を行い、本実施例では、前記移送部３１、３２、３３が、フレーム部１０の上面の中央部に設けられるスクリュー形状の送り軸３１と、下面一側の結合部３２ａが、中央の結合孔３２ｂを介して前記送り軸３１と結合され、上面に被検査体（Ｔ）が安着する移送プレート３２と、前記送り軸３１を回転させる移送モータ３３とを含む。
【００３０】
ここで、前記送り軸３１の両端部が結合される前記フレーム部１０の長手方向の両側にはそれぞれ、送り軸３１を回転可能に固定する軸受部材（図示せず）が設けられるのが望ましい。
【００３１】
前記のような構成により、前記移送部３１、３２、３３は、移送モータ３３により、フレーム部１０の上面開口の中央部に長手方向に結合される送り軸３１が回転しながら、前記送り軸３１に結合した移送プレート３２が、フレーム部１０の上面の長手方向（すなわち、移送経路）に沿って移動することによって、前記移送プレート３２の上面に安着した被検査体（Ｔ）が、前記移送経路に沿って移送することになる。
【００３２】
本実施例では、前記移送部３１、３２、３３を、移送モータ３３による回転スクリュー方式で構成しているが、同一の機能を行う範囲内では、コンベアベルトといった公知の移送手段のいずれかを用いて具現可能である。
【００３３】
なお、図面では、説明の便宜のために、前記フレーム部１０と移送部３１、３２、３３が単一の被検査体（Ｔ）を移送することと示しているが、表面欠陥検査工程の迅速性と作業効率性のために、前記フレーム部１０と移送部３１、３２、３３は、複数の被検査体（Ｔ）が互いに離隔して連続的に移送するようにしてもよい。
【００３４】
また、前記移送モータ３３は、通常の電動モータからなる、後述するように、被検査体（Ｔ）の単位移送距離を精密に制御できるように、モータの回転角制御が可能なステッピングモータなどからなることが更に望ましい。
【００３５】
また、前記光学モジュール支持台２０は、両側に垂直な垂直支持台（図示せず）の上端が、水平支持台（図示せず）により連結された略‘コ’字状からなり、前記垂直支持台はそれぞれの端部が、前記フレーム部１０の上面幅方向の両端部に固設されるようになる。
【００３６】
一方、前記イメージセンサ部６０は、前記光学モジュール支持台２０の水平支持台の中央部に固定されることで、前記移送経路の中途に設けられるが、このような構成により、前述したように、移送経路に沿って移送される被検査体（Ｔ）の上部において、被検査体（Ｔ）の表面を撮像することになる。
【００３７】
ここで、前記イメージセンサ部６０は、ＣＣＤ素子のような撮像素子を用いて実現され、図面では、便宜のため、前記イメージセンサ部６０を円筒状と示しているが、撮像時毎に移送される被検査体（Ｔ）の幅方向全体を撮像できるように、被検査体（Ｔ）の幅方向に長さの長いバー形状とするのがより望ましい。
【００３８】
また、前記イメージセンサ部６０は、前述したように、互いに離隔して連続的に供給される被検査体（Ｔ）に対して、所定の撮像周期で連続して撮像が行われるようにすることもできるが、必要によっては、近接センサ（図示せず）等を用いて、検査対象である被検査体（Ｔ）の一端部が、イメージセンサ部６０による撮像が行われる領域に近接するときから、他端部が、前記撮像が行われる領域を通過するまで、前記撮像周期によって撮像が行われるようにすることもできる。
【００３９】
ここで、前記被検査体（Ｔ）の表面のうち、前記イメージセンサ部６０により撮像される領域である撮像領域（ＩＡ）は、撮像素子の特性によって異なるが、説明の便宜のため、本実施例では、前記撮像領域（ＩＡ）が、移送経路の方向には、図２において点線で示した長さを有し、フレーム部１０の幅方向には、被検査体（Ｔ）の幅（又は、移送プレートの幅）に対応する長さを有した方形状からなる領域として説明する。
【００４０】
また、前記照明部４０、５０は、前記撮像領域（ＩＡ）に対して、互いに異なる方向に光を照射する複数の照明ランプを含むようになるが、具体的には、前記イメージセンサ部６０の前方から、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射する複数の照明ランプを含む第１の照明モジュール４３と、前記イメージセンサ部６０の後方から、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射する複数の照明ランプを含む第２の照明モジュール４６と、所定の順序に従って、前記第１の照明モジュール４３と第２の照明モジュール４６に含まれた複数の照明ランプを点灯する照明コントローラ５０とを含む。
【００４１】
このとき、前記第１の照明モジュール４３は、フレーム部１０の幅に対応する長さを有し、前記イメージセンサ部６０の前方から前記撮像領域（ＩＡ）の方向に向かうように傾斜したプレート形状からなり、前記第２の照明モジュール４６は、フレーム部１０の幅に対応する長さを有し、前記イメージセンサ部６０の後方から前記撮像領域（ＩＡ）の方向に向かうように傾斜したプレート形状からなる。
【００４２】
このように、前記撮像領域（ＩＡ）の前後方向（図面では、左右方向）に互いに対称に構成される前記第１の照明モジュール４３と第２の照明モジュール４６は、両端部がそれぞれ、一対の連結プレート４７により連結され、それぞれの連結プレート４７は、一対の支持プレート４８により、前記光学モジュール支持台２０の垂直支持台（図示せず）に固定されることで、前記移送経路の中途に設けられる。
【００４３】
また、前記照明コントローラ５０は、前記光学モジュール支持台２０の一側に設けられるが、本実施例では、前記垂直支持台（図示せず）の一側に固設されることとした。
【００４４】
更に、前記第１の照明モジュール４３と第２の照明モジュール４６はそれぞれ、複数の照明ランプを含み、本実施例では、説明の便宜のため、前記第１の照明モジュール４３と第２の照明モジュール４６がそれぞれ、２つずつの照明ランプを備える場合を説明する。
【００４５】
すなわち、前記第１の照明モジュール４３の下面には、長手方向（すなわち、フレーム部の幅方向）に沿って、第１の照明ランプ４１と第２の照明ランプ４２がそれぞれ、上下方向に互いに離隔して配設され、前記第２の照明モジュール４６の下面には、長さ方向（すなわち、フレーム部の幅方向）に沿って、第３の照明ランプ４４と第４の照明ランプ４５がそれぞれ、上下方向に互いに離隔して配設される。
【００４６】
ここで、前記第１〜第４の照明ランプ４１、４２、４４、４５は、様々な種類の光源として実現されるが、本実施例では、一例として、前記照明ランプ４１、４２、４４、４５がＬＥＤ光源からなる。
【００４７】
また、前記第１の照明ランプ４１と第２の照明ランプ４２は、傾斜した平面プレート形状からなる第１の照明モジュール４３の下面に、上下方向に互いに離隔配置されるため、それぞれの照明ランプ４１、４２が、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射する方向と、前記イメージセンサ部６０が被検査体（Ｔ）の表面（すなわち、撮像領域）を撮像する方向（すなわち、図面において、移送プレートの上面と垂直な方向）との間の角度である垂直入射角が、互いに異なることになる。
【００４８】
更に、前記第２の照明モジュール４６の下面に互いに離隔配置される第３の照明ランプ４４と第４の照明ランプ４５の場合も、同様な理由により、前記垂直入射角が互いに異なることになる。
【００４９】
このように、前記第１の照明モジュール４３と第２の照明モジュール４６に含まれた複数の照明ランプ４１、４２、４４、４５のそれぞれは、図７に示すように、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射する方向が互いに異なることになる。
【００５０】
一方、前記第１の照明モジュール４３に設けられた第１の照明ランプ４１と第２の照明ランプ４２は、前述したように、垂直入射角の差はあるものの、撮像領域（ＩＡ）の前方より光を照射することで共通しており、照明ランプ４１、４２の配置構造上、前記垂直入射角の差が大きくないため、同一の欠陥に対して、第１の照明ランプ４１と第２の照明ランプ４２をそれぞれ照射する場合、イメージセンサ部より得られる撮像画像は、互いに大きな差が発生し難いことがあり、その結果、複数の照明ランプ（本実施例では、２つ）を互いに独立して照射して撮影画像を得たにもかかわらず、表面欠陥の検出信頼性は、大きく向上しなくなる可能性がある。
【００５１】
そこで、これを改善するために、本実施例では、前記照明部の他の変形例として、第１の照明ランプ４１と第２の照明ランプ４２がそれぞれ、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射する方向が更に特定されるように、図３に示しているように、前記第１の照明ランプ４１と第２の照明ランプ４２がそれぞれ、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射する方向と、前記被検査体の移送方向との間の角度である水平入射角が互いに異なるように配置した。
【００５２】
本実施例の場合、前記第１の照明ランプ４１は、図面にて点線で示したように、被検査体の移送方向を基準に、左から右方向に光を照射するように配置され、前記第２の照明ランプ４２は、図面にて実線で示したように、被検査体の移送方向を基準に、右から左方向に光を照射するように配置した。
【００５３】
なお、図面には示していないが、前記第３の照明ランプ４４と第４の照明ランプ４５の場合も、前述した第１及び第２の照明ランプ４１、４２と同様な理由により、同一の方式で、前記水平入射角が互いに異なるようにした。
【００５４】
具体的には、前記第１の照明モジュール４３は、前記撮像領域（ＩＡ）に向かう第１の斜面と第２の斜面が、前記フレーム部１０の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部６０の前方一側に設けられた第１のランプ締結部材４１ａ、前記第１のランプ締結部材４１ａと同一の構造からなり、前記イメージセンサ部６０の前方一側に、前記第１のランプ締結部材４１ａと離隔配設された第２のランプ締結部材４２ａ、前記第１のランプ締結部材４１ａの第１の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源４１ｂからなる第１の照明ランプ４１と、前記第２のランプ締結部材４２ａの第２の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源４２ｂからなる第２の照明ランプ４２とを含む。
【００５５】
同様に、前記第２の照明モジュール４６も、図示していないが、前記撮像領域（ＩＡ）に向かう第３の斜面と第４の斜面が、前記フレーム部１０の幅方向に沿って互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部６０の後方一側に設けられた第３のランプ締結部材（図示せず）と、前記第３のランプ締結部材と同一の構造からなり、前記イメージセンサ部６０の後方一側に、前記第３のランプ締結部材と離隔設置された第４のランプ締結部材（図示せず）と、前記第３のランプ締結部材の第３の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源（図示せず）からなる第３の照明ランプ（図示せず）と、前記第４のランプ締結部材の第４の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第４の照明ランプ（図示せず）とを含む。
【００５６】
ここで、前記第２の照明モジュール４６の構成は、前述したように、前記撮像領域（ＩＡ）の前後方向（図面では、左右方向）に、前記第１の照明モジュール４３と互いに対称に構成されるため、これに関する図面は、省略することにする。
【００５７】
なお、前記照明部の更に他の変形例を図４に示しているが、前記変形例は、第１の照明モジュール４３の第１の照明ランプ４１と第２の照明ランプ４２と、第２の照明モジュール４６の第３の照明ランプ４４と第４の照明ランプ４５とがそれぞれ、単一のランプ締結部材に結合したことを特徴とする。
【００５８】
すなわち、図４に示しているように、前記第１の照明モジュール４３は、前記撮像領域（ＩＡ）に向かう第１の斜面と第２の斜面が、前記フレーム部１０の幅方向に沿って、互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部６０の前方一側に設けられた第１の照明モジュール側ランプ締結部材４３ａと、前記第１の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第１の照明ランプ４１と、前記第２の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第２の照明ランプ４２とを含む。
【００５９】
同様に、前記第２の照明モジュール４６も図示していないが、前記撮像領域（ＩＡ）に向かう第３の斜面と第４の斜面が、前記フレーム部１０の幅方向に沿って、互いに連続して連結された歯形状であり、前記イメージセンサ部６０の後方一側に設けられた第２の照明モジュール側ランプ締結部材（図示せず）と、前記第３の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第３の照明ランプ（図示せず）と、前記第４の斜面にそれぞれ結合した複数のＬＥＤ光源からなる第４の照明ランプ（図示せず）とを含む。
【００６０】
この際、前記第２の照明モジュール４６の構成は、前述したように、前記撮像領域（ＩＡ）の前後方向（図面では、左右方向）に、前記第１の照明モジュール４３と互いに対称に構成されるため、これに関する図面は、省略することにする。
【００６１】
前記のように構成される図４による照明部は、前述した図３による照明部と対比すると、照明部の構造（具体的には、第１及び第の２照明モジュールの幅）が細くなるので、全体的な装置規模を減らすことができるというメリットがある。
【００６２】
以上において、様々な変形例で説明したように、本発明による複数の照明ランプ４１、４２、４４、４５のそれぞれは、前記撮像領域（ＩＡ）に対して、光を照射する方向が互いに異なるため、様々な種類、形状、方向を有した表面欠陥に対する撮影画像が著しく区分され、これにより、被検査体の様々な表面欠陥に対する検出信頼性を向上することができる。
【００６３】
一方、前記のように構成される本発明によるイメージセンサを用いた表面欠陥検出装置は、後述するように、前記被検査体（Ｔ）を、所定の単位移送距離（ｄＬ）分だけ移送しながら、前記被検査体（Ｔ）の表面を撮像するようにすることで、撮像時毎に撮像領域が前記単位移送距離（ｄＬ）分だけ異なるようにした。
【００６４】
また、本発明によるイメージセンサを用いた表面欠陥検出装置は、イメージセンサ部６０の撮像に際して、複数の前記照明ランプ４１、４２、４４、４５のいずれかを、所定の順序に従って点灯することで、互いに連続して撮像される撮像領域（ＩＡ）のそれぞれについては、互いに異なる方向より光が照射されるようにした。
【００６５】
このとき、撮像時毎に得られる撮像画像を順次合成する場合、被検査体の表面全体に対するスキャン画像が得られるようにするため、前記単位移送距離（ｄＬ）は、イメージセンサ部６０の撮像領域（ＩＡ）の移送方向の長さと同一又は小さく設定することが望ましい。
【００６６】
本実施例では、一例として、前記単位移送距離（ｄＬ）が、被検査体（Ｔ）の移送方向に対する前記撮像領域（ＩＡ）の長さを、前記第１の照明モジュール４３と第２の照明モジュール４６に含まれた照明ランプの数（本実施例では、４個）で除した値に定めるようにした。
【００６７】
そこで、本実施例の場合、前記移送方向に対する前記撮像領域（ＩＡ）の長さ分だけ、被検査体が移送する間、図７に示しているように、撮像時毎に第１〜第４の照明ランプ４１、４２、４４、４５が順次点灯しながら、前記撮像領域（ＩＡ）を照射する過程を繰り返して行うことになる。
【００６８】
本発明によるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置は、前述したような動作構成のため、タイマ部１１０を用いて、前記イメージセンサ部６０、照明コントローラ５０、移送モータ３３の動作を制御する制御部１００を更に含む。
【００６９】
ここで、前記制御部１００は、単位移送距離（ｄＬ）分だけ、被検査体（Ｔ）を移送しながら、撮像領域（ＩＡ）に対するイメージ撮影が行われるように、前記イメージセンサ部６０の撮像動作（又は、撮像周期）と、移送モータ３３による被検査体（Ｔ）の移送動作（又は、移送周期）とを互いに同期化して動作することになる。
【００７０】
また、前記制御部１００は、イメージセンサ部６０の撮像動作（又は、撮像周期）毎に、複数の照明ランプ４１、４２、４４、４５のいずれかが、所定の順序に従って、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射できるように、前記照明コントローラ５０の動作を制御することになる。
【００７１】
更に、前記制御部１００は、被検査体（Ｔ）の表面全体に対する撮像が完了すると、画像合成部１２０を用いて、複数の前記照明ランプ４１、４２、４４、４５のそれぞれに対して、当該照明ランプが点灯するとき得られた撮像画像を順次合成し、前記被検査体（Ｔ）の表面全体に対するスキャン画像を取得することになり、複数の前記照明ランプ４１、４２、４４、４５のそれぞれに対して取得した前記スキャン画像を用いて、前記被検査体（Ｔ）の表面に欠陥が存在するか否かを、欠陥分析部１３０により判断することになる。
【００７２】
ついで、図８を参照して、本発明によるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置を利用して、被検査体（Ｔ）の表面欠陥を検査する方法を説明することにする。
【００７３】
まず、前記制御部１００は、移送モータ３３を制御して、所定の単位移送距離（ｄＬ）分だけ、移送経路に沿って被検査体（Ｔ）を移送するが（Ｓ１０）、本実施例の場合、前述したように、前記単位移送距離（ｄＬ）は、被検査体（Ｔ）の移送方向に対する前記撮像領域（ＩＡ）の長さの１／４に設定することができる。
【００７４】
また、前記ステップＳ１０が完了すると、前記制御部１００は、照明コントローラ５０を制御して、複数の前記照明ランプのいずれかを点灯することで、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射することになり（Ｓ２０）、この場合、前記照明コントローラ５０は、メモリ等に予め格納された順序に従って、複数の前記照明ランプ４１、４２、４４、４５のいずれかを点灯して、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射することになる。
【００７５】
本実施例では、一例として、図７に示しているように、撮像時毎に第１の照明ランプ４１、第２の照明ランプ４２、第３の照明ランプ４４、第４の照明ランプ４５の順に、前記撮像領域（ＩＡ）に光を照射することになる。
【００７６】
また、前記ステップＳ２０が完了すると、前記制御部１００は、イメージセンサ部６０を制御して、前記被検査体（Ｔ）の上部で光が照射されている前記撮像領域（ＩＡ）を撮像して、撮像画像を得る（Ｓ３０）。
【００７７】
また、前記ステップＳ３０が完了すると、前記制御部１００は、被検査体（Ｔ）の表面全体に対するスキャンが完了したか（すなわち、撮像が完了したか）否かを判断し（Ｓ４０）、前記ステップＳ４０の判断結果、スキャンが完了していない場合であれば、ステップＳ１０の以後を繰り返して行う。
【００７８】
それに対して、前記ステップＳ４０の判断結果、被検査体（Ｔ）の表面全体に対するスキャンが完了した場合であると、前記制御部１００は、ステップＳ１０〜Ｓ４０により得られた撮像画像を用いて、複数の照明ランプ４１、４２、４４、４５のそれぞれに対して、当該照明ランプが点灯する際に得られた撮像画像を順次合成して、前記被検査体（Ｔ）の表面全体に対するスキャン画像を取得することになる（Ｓ５０）。
【００７９】
ここで、前記各照明ランプに対するスキャン画像は、画像合成部１２０により行われ、図９の右側には、実際に本発明によるイメージセンサを用いた表面欠陥検査装置及び検査方法により、それぞれの照明ランプに対して取得されたスキャン画像を例示的に示している。
【００８０】
また、前記ステップＳ５０が完了すると、前記制御部１００は、欠陥分析部１３０により、前記スキャン画像を用いて、被検査体（Ｔ）の表面に欠陥が存在するか否かを判断し（Ｓ６０）、欠陥が存在すると判断される場合は、当該被検査体（Ｔ）を不良として処理する（Ｓ７０）。
【００８１】
それに対して、前記ステップＳ６０の判断結果、欠陥が存在しないと判断される場合であると、前記制御部１００は、当該被検査体（Ｔ）を良品として処理する（Ｓ８０）。
【００８２】
ここで、前記欠陥分析部１３０は、一例として、前記画像合成部１２０で取得されたスキャン画像を、それぞれの照明ランプ４１、４２、４４、４５に対して、予め格納された良品に対するスキャン画像と比較して、被検査体（Ｔ）の表面に欠陥が存在するか否かを判断することができる。
【００８３】
以上で説明したように、本発明によるイメージセンサを用いた表面検査装置及び検査方法は、被検査体を移送しながら、イメージセンサで被検査体の表面を撮像して、被検査体の表面全体をスキャンしたスキャン画像を取得し、撮像時毎に光照射方向が異なる複数の照明ランプのいずれかが所定の順序に従って点灯し、前記イメージセンサにより撮像される撮像領域に光を照射するようにすることによって、複数の照明ランプのそれぞれに対して、該当照明ランプが点灯されるときの前記被検査体の表面全体に対するスキャン画像を得られるため、様々な種類、形状、又は方向を有する欠陥の検出精度を向上することができる。
【００８４】
また、本発明によるイメージセンサを用いた表面検査装置及び検査方法は、被検査体の表面全体に対するスキャンが、イメージセンサの撮像時毎に光照射方向が異なる複数の照明ランプのいずれかを、所定の順序に従って点灯する方式で構成することによって、複数の光源に対して重複スキャンを行う従来技術とは異なり、一度のスキャンで、光照射方向が異なる複数の照明ランプのそれぞれに対する前記スキャン画像を得られるため、自動車用二次電池のように全数検査が求められ、且つ、大面積の被検査体の表面検査にかかる時間を顕著に減少することができる。
【図１】
2021533344.tif 000003
【図２】
2021533344.tif 000004
【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】
2021533344.tif 000009
【図８】
2021533344.tif 000010
【図９】
2021533344.tif 000011
【国際調査報告】
2021533344.tif 000012
2021533344.tif 000013
2021533344.tif 000014
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