(57)【要約】【課題】検査対象物の表面の微小領域を精度良く検査可能な表面検査装置および表面検査方法を提供する。【解決手段】表面検査装置１に、検査対象物２の表面に対向して配列される複数の検出用電極１１・１１・・・を備え、複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量を検出する静電容量検出部１０と、静電容量検出部１０を検査対象物２に対して相対移動する移動部３０と、検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置を検出する相対位置検出部と、静電容量検出部１０により検出された複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量、および、検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置に基づいて、検査対象物２の表面の形状を判定する形状判定部５０と、を具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の表面に対向して配列される複数の検出用電極を備え、当該複数の検出用電極のそれぞれと検査対象物との間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
前記静電容量検出部または前記検査対象物の一方を他方に対して相対移動する移動部と、
前記検査対象物に対する前記静電容量検出部の相対位置を検出する相対位置検出部と、
前記静電容量検出部により検出された複数の検出用電極のそれぞれと検査対象物との間の静電容量、および、前記相対位置検出部により検出された検査対象物に対する静電容量検出部の相対位置に基づいて、前記検査対象物の表面の形状を判定する形状判定部と、
を具備する表面検査装置。
【請求項２】
前記静電容量検出部が備える複数の検出用電極は、
前記静電容量検出部における検査対象物の表面に対向する面に格子状またはハニカム状に配列される請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記静電容量検出部は、
前記複数の検出用電極を取り囲む周囲電極を備える請求項１または請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項４】
検査対象物の表面に対向して配列される複数の検出用電極を備える静電容量検出部または前記検査対象物の一方を他方に対して相対移動し、前記静電容量検出部が備える複数の検出用電極のそれぞれと検査対象物との間の静電容量を検出するとともに前記検査対象物に対する前記静電容量検出部の相対位置を検出する静電容量・相対位置検出工程と、
前記静電容量・相対位置検出工程において検出された複数の検出用電極のそれぞれと検査対象物との間の静電容量、および、検査対象物に対する静電容量検出部の相対位置に基づいて、前記検査対象物の表面の形状を判定する形状判定工程と、
を具備する表面検査方法。
【請求項５】
前記静電容量検出部が備える複数の検出用電極は、
前記静電容量検出部における検査対象物の表面に対向する面に格子状またはハニカム状に配列される請求項４に記載の表面検査方法。
【請求項６】
前記静電容量検出部は、
前記複数の検出用電極を取り囲む周囲電極を備える請求項４または請求項５に記載の表面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の表面の形状を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検査対象物の表面の形状を検査する最も簡単な方法としては、作業者が検査対象物の表面に照明を当てつつ目視で検査する方法、あるいは作業者が手で検査対象物の表面を触ることにより検査する方法が挙げられる。
しかし、これらの方法は作業者の習熟度等により検査結果がバラつくこと、作業者の身体的な負担が大きく作業効率の向上に限界がある（作業効率と検査精度にトレードオフの関係が生じやすい）こと、といった問題がある。
【０００３】
このような問題を解消すべく、所定の検査装置を用いて検査対象物の表面の形状を検査することにより、検査結果のバラツキの解消および身体的負担の軽減（作業効率の向上）を図ることが行われている。
所定の検査装置を用いて検査対象物の表面の形状を検査する表面検査方法としては、接触式の表面検査方法と非接触式の表面検査方法が知られている。
【０００４】
接触式の表面検査方法としては、プローブを検査対象物の表面に接触させつつ走査することにより検査対象物の表面形状（のプロファイル）を取得する方法が知られている。
しかし、接触式の表面検査方法は、摩耗等によるプローブの先端形状の変化が測定精度を低下させる要因となることからプローブの管理が面倒であること、検査対象物の表面形状の詳細なデータを取得するためには検査対象物の表面を何度も走査する必要があり、しかも測定精度を確保するためには走査速度をあまり大きくすることができないことから測定に要する時間が長いこと、といった問題を有する。
【０００５】
非接触式の表面検査方法としては、検査対象物の表面にかかる画像を解析することにより検査対象物の表面形状を検査する方法（画像解析法）、検査対象物の表面に干渉縞を投影し、当該干渉縞の形状を解析することにより検査対象物の表面形状を検査する方法（干渉縞解析法）、検査対象物の表面にレーザ光を照射しつつ走査することにより検査対象物の表面形状（のプロファイル）を取得する方法（レーザ光走査法）、検査対象物の表面にＸ線を照射することにより検査対象物の表面形状を取得する方法（Ｘ線ＣＴ）、検査対象物と電極との間の静電容量を検出することにより検査対象物の表面形状を取得する方法（静電容量法）が知られている。例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。
【０００６】
しかし、画像解析法、干渉縞解析法、Ｘ線ＣＴは、その分解能が数１００μｍ程度であり、数１０μｍ程度の微細形状（例えば機械加工面上のバリ、キズ、欠陥（ボイド、介在物等）等）を計測することが困難であるという問題がある。
同様に、特許文献１および特許文献２に記載の方法（静電容量法）についても、単一の静電容量式センサを用いる構成であり、当該静電容量式センサと検査対象物との間で形成される電界（電荷）が検査対象物の面方向に拡がってしまうためにその分解能は数１００μｍとなり、数１０μｍ程度の微細形状を計測することが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、Ｘ線ＣＴは、安全上の理由から放射線漏れを考慮した計測環境を整える必要があり、設備の大型化および設備コストの増大を招くという問題がある。
レーザ光走査法についても、レーザ光を作業者が直視することがない計測環境を整える必要があり、設備コストの増大を招くという問題がある。
【０００８】
また、画像解析法、干渉縞解析法、レーザ光走査法は、検査対象物の表面の色や反射強度により検査結果が変動しやすく、精度良く検査を行うことが可能な条件（例えば、検査対象物の表面の清浄度や表面粗さ等）が限定されるとともに、検査条件の維持・管理（例えば、光源の調整や外部光の遮断等）が煩雑であるという問題がある。
【特許文献１】特開平６−３４３１４号公報
【特許文献２】特開平６−１０２０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上の如き状況に鑑み、検査対象物の表面の微小領域を精度良く検査可能な表面検査装置および表面検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、
検査対象物の表面に対向して配列される複数の検出用電極を備え、当該複数の検出用電極のそれぞれと検査対象物との間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
前記静電容量検出部または前記検査対象物の一方を他方に対して相対移動する移動部と、
前記検査対象物に対する前記静電容量検出部の相対位置を検出する相対位置検出部と、
前記静電容量検出部により検出された複数の検出用電極のそれぞれと検査対象物との間の静電容量、および、前記相対位置検出部により検出された検査対象物に対する静電容量検出部の相対位置に基づいて、前記検査対象物の表面の形状を判定する形状判定部と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項２においては、
前記静電容量検出部が備える複数の検出用電極は、
前記静電容量検出部における検査対象物の表面に対向する面に格子状またはハニカム状に配列されるものである。
【００１３】
請求項３においては、
前記静電容量検出部は、
前記複数の検出用電極を取り囲む周囲電極を備えるものである。
【００１４】
請求項４においては、
検査対象物の表面に対向して配列される複数の検出用電極を備える静電容量検出部または前記検査対象物の一方を他方に対して相対移動し、前記静電容量検出部が備える複数の検出用電極のそれぞれと検査対象物との間の静電容量を検出するとともに前記検査対象物に対する前記静電容量検出部の相対位置を検出する静電容量・相対位置検出工程と、
前記静電容量・相対位置検出工程において検出された複数の検出用電極のそれぞれと検査対象物との間の静電容量、および、検査対象物に対する静電容量検出部の相対位置に基づいて、前記検査対象物の表面の形状を判定する形状判定工程と、
を具備するものである。
【００１５】
請求項５においては、
前記静電容量検出部が備える複数の検出用電極は、
前記静電容量検出部における検査対象物の表面に対向する面に格子状またはハニカム状に配列されるものである。
【００１６】
請求項６においては、
前記静電容量検出部は、
前記複数の検出用電極を取り囲む周囲電極を備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の効果は、検査対象物の表面の微小領域を精度良く検査することが可能であることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、図１乃至図５を用いて本発明に係る表面検査装置の実施の一形態である表面検査装置１について説明する。
図１に示す如く、表面検査装置１は検査対象物２の表面（当該表面の周端部を含む）にバリ２ａ、キズ２ｂ、欠陥２ｃ等が有るか否かを検査するものである。
ここで、「検査対象物」は表面検査装置の検査の対象となるものを指す。
本実施例の検査対象物２は自動車のオートマティックトランスミッションに用いられる油圧制御回路の主たる構造体を成すアルミダイカスト製のバルブボディであり、その検査対象面は他の部品との合わせ面である。
このような油圧制御回路はオートマティックトランスミッションの変速に必要な油圧を発生するものであり、当該油圧を精度良く制御するためにはバルブボディの合わせ面からの作動油の漏れを防止する必要がある。従って、当該合わせ面には高い面精度（平面度が高く、バリ、キズ、欠陥等が無いこと）が要求される。
なお、本実施例の検査対象物２はアルミダイカスト製のバルブボディであるが、本発明に係る検査対象物はこれに限定されず、種々の物品を含む。
【００１９】
表面検査装置１は主として静電容量検出部１０、検査台２０、移動部３０、形状判定部５０等を具備する。
【００２０】
図１および図２に示す如く、静電容量検出部１０は検査対象物２の表面に対向して配列される複数の検出用電極１１・１１・・・を備え、検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量を検出するものである。
図２に示す如く、静電容量検出部１０は検出用電極１１・１１・・・、周囲電極１２を備える。
【００２１】
検出用電極１１・１１・・・は静電容量検出部１０における検査対象物２の表面に対向する面（本実施例の場合、下面）にハニカム状に配列される電極である。
本実施例では検出用電極１１・１１・・・は静電容量検出部１０の下面にハニカム状に配列される構成としたが、本発明はこれに限定されず、他の配列パターン、例えば格子状に配列しても良い。
検出用電極１１・１１・・・には所定の電圧（交流電圧）が印加され、検出用電極１１・１１・・・に蓄えられる電荷を電流値の形で検出する。
本実施例では検出用電極１１・１１・・・に所定の電圧を印加し、電流値を検出する構成としたが、本発明はこれに限定されず、検出用電極に所定の電荷を蓄え、検出用電極と検査対象物との間の電圧を検出する構成としても良い。
【００２２】
周囲電極１２は検出用電極１１・１１・・・（の集合体）を取り囲む電極である。
周囲電極１２には検出用電極１１・１１・・・と同電位となるように所定の電圧が印加される。
本実施例では周囲電極１２が検査用電極１１・１１・・・（の集合体）を取り囲むリング状の電極からなる構成としたが、本発明に係る周囲電極はこれに限定されず、周囲電極が複数の電極からなり、これらが検出用電極（の集合体）を取り囲むように配置される構成としても良い。
【００２３】
図３に示す如く、検出用電極１１を検査対象物２の表面（検査対象面）から距離ｄだけ離間した位置に配置し、検出用電極１１と検査対象物２との間に所定の電圧Ｖを印加したとき、検出用電極１１を一方の電極、検査対象物２と他方の電極とするキャパシタの静電容量をＣ、当該キャパシタに蓄えられる電荷をＱとすると、Ｑ＝Ｃ×Ｖが成立する。また、誘電率εおよび検査対象物２の面積Ｓを用いてＣ＝ε×Ｓ／ｄが成立する。
従って、誘電率ε、面積Ｓ、電圧Ｖを一定とすれば、電荷（電流）Ｑを検出することにより静電容量Ｃ、ひいては距離ｄを求めることが可能である。
【００２４】
しかし、検出用電極１１を単独で使用した場合には図４の（ａ）に示す如く、電界（電気力線）が側方に漏れて検査対象物２の面方向に拡がり、面積Ｓが検出用電極１１の面積に比べて相当広くなってしまうことから検出用電極１１の分解能が低下する。
【００２５】
図４の（ｂ）に示す如く、単独の検出用電極１１を取り囲む周囲電極１３を設けて周囲電極１３に検出用電極１１と同電位の電圧を印加した場合、周囲電極１３により形成される電界の干渉の影響により検出用電極１１の電界の側方への漏れが抑制され、その分面積Ｓが小さく抑えられることから、検出用電極１１の分解能が向上する。
【００２６】
図４の（ｃ）に示す如く、本実施例では複数の検出用電極１１・１１・・・をハニカム状に配列し、これらに同電位の電圧を印加することにより、隣り合う検出用電極１１・１１の間で電界が相互に干渉して電界の側方への漏れが抑制される。従って、その分面積Ｓが小さく抑えられ、複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれの分解能が向上する。
また、単独の検出用電極１１を取り囲む周囲電極１３を設けた場合よりも検出用電極１１・１１・・・の数が多い分、同時に検査対象物２の表面の広い面積について静電容量Ｃの分布を検出することが可能であり、作業効率を向上することが可能である（検査に要する時間を短縮することが可能である）。
【００２７】
なお、複数の検出用電極１１・１１・・・を配列しても、これらの検出用電極１１・１１・・・のうち、最も外側（外縁部）に位置するものについては電界が側方へ漏れるため分解能が低下するが、本実施例の如く検出用電極１１・１１・・・（の集合体）を取り囲む位置に周囲電極１２を設けることにより、複数の検出用電極１１・１１・・・の全ての分解能を向上することが可能である。
【００２８】
図１に示す如く、検査台２０は検査対象物２を所定の位置に所定の姿勢で固定するための台である。
検査対象物２は検査対象となる面（合わせ面）が上方を向くように検査台２０に固定される。検査台２０はグラウンドに接続されており、検査台２０に固定された検査対象物２は検査台２０を介してグラウンドに接続されることとなる。
【００２９】
移動部３０は静電容量検出部１０を検査台２０に固定された検査対象物２に対して相対移動するものである。
移動部３０は主として第一スライド部材３１、第二スライド部材３２、第三スライド部材３３等を具備する。
【００３０】
第一スライド部材３１は移動部３０の構造体の一つであり、その一端は検査台２０に摺動可能に支持される。第一スライド部材３１の摺動は図示せぬ駆動機構（モータおよびボールネジを組み合わせたもの等）により行われる。
以下では、便宜上第一スライド部材３１の検査台２０に対する摺動方向をＸ方向と定義する。
【００３１】
第二スライド部材３２は移動部３０の構造体の一つであり、その一端は第一スライド部材３１に摺動可能に支持される。第二スライド部材３２の摺動は図示せぬ駆動機構（モータおよびボールネジを組み合わせたもの等）により行われる。
以下では、便宜上第二スライド部材３２の第一スライド部材３１に対する摺動方向をＺ方向と定義する。
【００３２】
第三スライド部材３３は移動部３０の構造体の一つであり、その一端（上端）は第二スライド部材３２に摺動可能に支持される。また、第三スライド部材３３の他端には静電容量検出部１０が固定される。
第三スライド部材３３の摺動は図示せぬ駆動機構（モータおよびボールネジを組み合わせたもの等）により行われる。
以下では、便宜上第三スライド部材３３の第二スライド部材３２に対する摺動方向をＹ方向と定義する。
【００３３】
図１に示す如く、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに直交しており、第一スライド部材３１、第二スライド部材３２および第三スライド部材３３がそれぞれ支持される部材に対して摺動することにより、第三スライド部材３３の他端（下端）に固定された静電容量検出部１０を検査台２０に固定された検査対象物２に対して三次元の任意の方向に相対移動することが可能である。
【００３４】
本実施例の移動部は、互いに直交する方向に摺動する三つの部材（第一スライド部材３１、第二スライド部材３２および第三スライド部材３３）からなる構成としたが、本発明はこれに限定されず、他の構成でも良い。
例えば、ロボットアームの先端部に静電容量検出部を固定する構成としたり、静電容量部が検査対象物に対してティルト（例えばＸ軸またはＹ軸を中心として所定角度回転）可能な構成としたり、用途によってはＸ方向およびＹ方向の二方向（測定対象物の測定対象となる面に略平行な方向）のみ相対移動可能な構成としても良い。
また、本実施例では静電容量検出部１０を検査対象物２に対して相対移動する構成としたが、本発明はこれに限定されず、検査対象物を静電容量検出部に対して相対移動する構成としても良い。
【００３５】
本実施例の場合、静電容量検出部１０は検査対象物２の表面に対向する位置にあるときとないときとでは検出用電極１１・１１・・・により検出される静電容量が大きくことなる。当該静電容量の変化により、検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置を検出することが可能であり、静電容量検出部１０は本発明に係る相対位置検出部の実施の一形態を兼ねる。
なお、本発明に係る相対位置検出部は本実施例に限定されず、静電容量検出部と相対位置検出部とは別体でも良い。例えば、第一スライド部材３１、第二スライド部材３２および第三スライド部材３３のそれぞれを移動するための図示せぬモータにロータリーエンコーダを設けたり、あるいは第一スライド部材３１、第二スライド部材３２および第三スライド部材３３のそれぞれの摺動方向における位置を検出するリニアスケール等のセンサを設け、これらを本発明に係る相対位置検出部の実施の一形態とすることが可能である。
【００３６】
形状判定部５０は、静電容量検出部１０により検出された「検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量、および、検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置に基づいて、検査対象物２の表面の形状を判定するものである。
【００３７】
形状判定部５０は主としてアンプ５１、制御盤５２、波形判定器５３、操作盤５４、表示器５５等を具備する。
アンプ５１は静電容量検出部１０が備える複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれについての静電容量に係る信号（交流電流値）を増幅し、交流電圧からなる増幅信号にＣ−Ｖ変換するものである。アンプ５１は市販のオペアンプや全差動型アンプ等を用いて達成することが可能であり、静電容量検出部１０の出力形式等に応じて適宜選択することが可能である。
【００３８】
制御盤５２は移動部３０の動作を制御するものである。
制御盤５２は第一スライド部材３１、第二スライド部材３２および第三スライド部材３３のそれぞれを移動するための図示せぬモータに接続され、これらのモータの回転を制御することにより検査対象物２に対して静電容量検出部１０を相対移動させることが可能である。
制御盤５２は、予め格納された検査対象物２の形状に係るデータ（図面データ）、および、後述する波形判定器５３を経て取得した検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置に係る情報に基づいて、静電容量検出部１０の移動経路（走査経路）を設定するとともに、検査対象物２に対して静電容量検出部１０を当該移動経路に沿って相対移動させる。
【００３９】
波形判定器５３は検査対象物２の表面にバリ、キズ、欠陥等の特異点が有るか否かを判定するものである。
波形判定器５３はアンプ５１に接続され、アンプ５１により増幅された静電容量検出部１０が備える複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれについての静電容量に係る信号を（増幅信号の形で）取得することが可能である。
波形判定器５３は制御盤５２からトリガ信号、すなわち検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対移動が終了して静電容量の検出が可能になったことを示す信号を取得することが可能である。
【００４０】
図５に示す如く、波形判定器５３は複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれについての静電容量に係る信号（Ｃｈ１データ〜Ｃｈｎデータ）に基づいて干渉補正マトリクスを作成する。
干渉補正マトリクスは複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれについての静電容量に係る信号（Ｃｈ１データ〜Ｃｈｎデータ）を、対応する検出用電極１１の静電容量検出部１０における位置（すなわち、周囲の他の検出用電極１１および周囲電極１２の配置）により異なる電界の干渉の影響（実体的には図３中の面積Ｓ）に関して補正したものであり、ひいては複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の距離ｄを表すものである。
【００４１】
図５に示す如く、波形判定器５３は、干渉補正マトリクスと、検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置に係る情報（位置情報）と、予め格納された検査対象物２の形状に係るデータ（図面データ）と、に基づいて、トリガ信号を取得したときの検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の距離、すなわち検査対象物２の表面形状に係る情報（三次元形状データ）を作成する。
【００４２】
波形判定器５３は、検査対象物２の表面形状に係る情報（三次元形状データ）に基づいて、検査対象物２の表面にバリ、キズ、欠陥等の特異点が有るか否かを判定する。
例えば、波形判定器５３は、周囲に比べて検出用電極１１と検査対象物２との間の距離ｄの値が大きく異なる部分がある場合には、当該部分にバリ、キズ、欠陥等の特異点が存在すると判定する。
【００４３】
波形判定器５３は、検査対象物２の検査結果（判定結果）を所定の記憶媒体（例えば、ＨＤＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等）に記憶する。
また、波形判定器５３は検査対象物２の検査結果（判定結果）を検査対象物２を加工した装置である加工機６０に送信し、加工機６０による加工条件にフィードバックする。
加工機６０の例としては、ダイカスト装置やマシニングセンタ等が挙げられる。
【００４４】
本実施例では制御盤５２と波形判定器５３とを別体とし、相互にデータを送受信可能な構成としたが、これらを一体とする構成としても良い。また、これらは専用品でも良いが、本発明はこれに限定されず、制御盤５２および波形判定器５３としての機能を市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に所定のプログラムを格納したものにより達成することも可能である。
【００４５】
操作盤５４は表面検査装置１の操作を行ったり、所定の情報（例えば、図形データ等）の入力を行うものである。
操作盤５４は制御盤５２に接続され、表面検査装置１の操作や所定の情報を制御盤５２に送信する。
本実施例の操作盤５４はスイッチやボタン等からなるが、本発明はこれに限定されず、例えば市販のキーボードやマウス等で達成することが可能である。
【００４６】
表示器５５は波形判定器５３に接続され、検査対象物２の検査結果（判定結果）および表面検査装置１の動作状況等を表示するものである。
表示器５５は専用品でも良いが、市販のＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等で達成することも可能である。
【００４７】
以上の如く、表面検査装置１は、
検査対象物２の表面に対向して配列される複数の検出用電極１１・１１・・・を備え、複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量を検出する静電容量検出部１０と、
静電容量検出部１０を検査対象物２に対して相対移動する移動部３０と、
検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置を検出する相対位置検出部（本実施例の場合、静電容量検出部１０が相対位置検出部としての機能を兼ねる）と、
静電容量検出部１０により検出された複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量、および、検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置に基づいて、検査対象物２の表面の形状を判定する形状判定部５０と、
を具備するものである。
このように構成することにより、検出用電極１１・１１・・・のそれぞれの分解能を向上することが可能であり、検査対象物２の表面の微小領域の形状を精度良く測定、ひいては検査することが可能である。
本実施例の場合、検査対象物２の表面における数１０μｍ程度の大きさのバリ、キズ、欠陥等を検出することが可能である。
【００４８】
また、表面検査装置１の静電容量検出部１０が備える複数の検出用電極１１・１１・・・は、
静電容量検出部１０における検査対象物２の表面に対向する面（下面）にハニカム状に配列されるものである。
このように構成することにより、複数の検出用電極１１・１１・・・を検査対象物２の表面に対向する面（下面）に密に配置することが可能であり、相互の電界の干渉により複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれの分解能が向上する。
【００４９】
また、表面検査装置１の静電容量検出部１０は、
複数の検出用電極１１・１１・・・を取り囲む周囲電極１２を備えるものである。
このように構成することにより、検出用電極１１・１１・・・のうち、静電容量検出部１０の最も外側（外縁部）に位置するものについても分解能が向上する。
【００５０】
以下では、図１および図６を用いて本発明に係る表面検査方法の実施の一形態について説明する。
本発明に係る表面検査方法の実施の一形態は図１に示す表面検査装置１を用いて検査対象物２の表面（当該表面の周端部を含む）にバリ２ａ、キズ２ｂ、欠陥２ｃ等が有るか否かを検査する方法である。
図６に示す如く、本発明に係る表面検査方法の実施の一形態は、主として準備工程Ｓ１１００、静電容量・相対位置検出工程Ｓ１２００、形状判定工程Ｓ１３００を具備する。
【００５１】
準備工程Ｓ１１００は表面検査装置１による検査対象物２の検査の準備を行う工程である。準備工程Ｓ１１００は主として図面データ入力工程Ｓ１１１０、電極初期位置演算工程Ｓ１１２０、電極初期位置調整工程Ｓ１１３０等を具備する。
【００５２】
図面データ入力工程Ｓ１１１０は検査対象物２の形状に係るデータ（図面データ）を入力し、制御盤５２に格納する工程である。
図面データ入力工程Ｓ１１１０において、作業者は操作盤５４を操作して検査対象物２の形状に係るデータ（図面データ）を入力し、制御盤５２に格納する。
図面データ入力工程Ｓ１１１０が終了したら、電極初期位置演算工程Ｓ１１２０に移行する。
なお、複数の略同じ形状を有する検査対象物２・２・・・を続けて検査する場合には、最初の検査対象物２の検査時に図面データ入力工程Ｓ１１１０を行えば、以降の検査対象物２・２・・・については図面データ入力工程Ｓ１１１０を省略することが可能である。
【００５３】
電極初期位置演算工程Ｓ１１２０は相対位置検出部（本実施例の場合、静電容量検出部１０）により検出される静電容量検出部１０の位置に係る情報に基づいて、静電容量検出部１０の初期位置を演算により求めるものである。ここで、「初期位置」は検査対象物２の検査における静電容量検出部１０の移動経路のスタート位置を指す。
本実施例の場合、静電容量検出部１０により検出される静電容量検出部１０の位置に係る情報を取得しつつ第一スライド部材３１、第二スライド部材３２および第三スライド部材３３のそれぞれをＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向にフルスケールで（一方のリミットスイッチから他方のリミットスイッチまで）移動させ、静電容量検出部１０の位置に係る情報と実際の静電容量検出部１０の位置（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）との関係を求めることにより、静電容量検出部１０の初期位置を求める。
電極初期位置演算工程Ｓ１１２０が終了したら、電極初期位置調整工程Ｓ１１３０に移行する。
【００５４】
電極初期位置調整工程Ｓ１１３０は静電容量検出部１０を初期位置に移動する工程である。
電極初期位置調整工程Ｓ１１３０が終了したら準備工程Ｓ１１００が終了し、静電容量・相対位置検出工程Ｓ１２００に移行する。
なお、本実施例では電極初期位置演算工程Ｓ１１２０および電極初期位置調整工程Ｓ１１３０は制御板５２に予め格納されたプログラムに従って行われる。
【００５５】
静電容量・相対位置検出工程Ｓ１２００は、静電容量検出部１０を検査対象物２に対して相対移動し、静電容量検出部１０が有する複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量を検出するとともに検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置を検出する工程である。
静電容量・相対位置検出工程Ｓ１２００は、主として電極位置移動工程Ｓ１２１０、静電容量データ取得工程Ｓ１２２０を具備する。
【００５６】
電極位置移動工程Ｓ１２１０は静電容量検出部１０を移動経路に従って移動させる工程である。移動経路は複数の検査ポイントを繋いだものであり、静電容量検出部１０が検査ポイントに到達した時点で一時停止し、静電容量データ取得工程Ｓ１２２０に移行する。
【００５７】
静電容量データ取得工程Ｓ１２２０は検査ポイントに位置する静電容量検出部１０により複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量を検出し、当該静電容量に係る情報を取得するとともに、当該検査ポイントの位置情報、すなわち検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置を検出し、当該相対位置に係る情報を取得する工程である。
これらの情報を取得した時点で電極位置移動工程Ｓ１２１０に戻り、静電容量検出部１０は次の検査ポイントに移動する。
【００５８】
このように電極位置移動工程Ｓ１２１０と静電容量データ取得工程Ｓ１２２０とを交互に繰り返し、全ての検査ポイントについて静電容量および相対位置に係る情報を取得した時点で静電容量・相対位置検出工程Ｓ１２００が終了し、形状判定工程Ｓ１３００に移行する。
【００５９】
形状判定工程Ｓ１３００は、静電容量・相対位置検出工程Ｓ１２００において検出された複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量、および、検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置に基づいて、検査対象物２の表面の形状を判定する工程である。
形状判定工程Ｓ１３００は主として位置情報・図面データ参照工程Ｓ１３１０、データ処理・形状算出工程Ｓ１３２０、判定結果表示工程Ｓ１３３０を具備する。
【００６０】
位置情報・図面データ参照工程Ｓ１３１０は、波形判定器５３が、静電容量データ取得工程Ｓ１２２０において取得された複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量に係る情報および検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置に係る情報を、図面データ入力工程Ｓ１１１０において制御盤５２に格納された図面データと比較・参照する工程である。
ここで、「比較・参照する」とは、制御盤５２に複数の図面データが格納されている場合に、現在検査している検査対象物２がどの図面データに対応するものかを判断すること等を含む。
位置情報・図面データ参照工程Ｓ１３１０が終了したら、データ処理・形状算出工程Ｓ１３２０に移行する。
【００６１】
データ処理・形状算出工程Ｓ１３２０は検査対象物２の表面形状に係る情報（三次元形状データ）を作成し、当該三次元データとこれに対応する図面データとを比較することにより、検査対象物２の表面にバリ、キズ、欠陥等の特異点が有るか否かを判定する工程である。検査対象物２の判定の詳細については上記波形判定器５３の動作説明と略同じであることから、説明を省略する。
データ処理・形状算出工程Ｓ１３２０が終了したら、判定結果表示工程Ｓ１３３０に移行する。
【００６２】
判定結果表示工程Ｓ１３３０は、検査対象物２の判定結果（検査結果）を表示器５５に表示する工程である。
【００６３】
以上の如く、本発明に係る表面検査方法の実施の一形態は、
検査対象物２の表面に対向して配列される複数の検出用電極１１・１１・・・を備える静電容量検出部１０を検査対象物２に対して相対移動し、静電容量検出部１０が備える複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量を検出するとともに検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置を検出する静電容量・相対位置検出工程Ｓ１２００と、
静電容量・相対位置検出工程Ｓ１２００において検出された複数の検出用電極１１・１１・・・のそれぞれと検査対象物２との間の静電容量、および、検査対象物２に対する静電容量検出部１０の相対位置に基づいて、検査対象物２の表面の形状を判定する形状判定工程Ｓ１３００と、
を具備するものである。
このように構成することにより、検出用電極１１・１１・・・のそれぞれの分解能を向上することが可能であり、検査対象物２の表面の微小領域の形状を精度良く測定、ひいては検査することが可能である。
本実施例の場合、検査対象物２の表面における数１０μｍ程度の大きさのバリ、キズ、欠陥等を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る表面検査装置の実施の一形態を示す図。
【図２】本発明に係る表面検査装置の静電容量検出部の実施の一形態を示す図。
【図３】本発明に係る表面検査装置の測定原理を示す模式図。
【図４】検査用電極と検査対象物との間に形成される電場を示す模式図。
【図５】本発明に係る表面検査装置の実施の一形態におけるデータ処理を示す図。
【図６】本発明に係る表面検査方法の実施の一形態を示す図。
【符号の説明】
【００６５】
１    表面検査装置
２    検査対象物
１０  静電容量検出部
１１  検出用電極
１２  周囲電極
３０  移動部
５０  形状判定部
【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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