(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各一対の上下面と端面とをそれぞれ対向させて板状に形成した透光性物体の端面長手方向の所定位置にて、透光性物体に設けた導入部に向けてレーザ光を放射して前記レーザ光を前記導入部から透光性物体内に導入し、この導入したレーザ光を透光性物体内にて各一対の上下面及び端面にて繰り返し全反射させることにより、前記レーザ光を前記端面長手方向の所定位置にて一対の端面間を進行するように透光性物体内に閉じ込めるレーザ光源と、
透光性物体の上下面の一方に対向するとともに前記端面長手方向の所定位置にて前記透光性物体の上下面の一方から漏れ出る光を検出する第１光検出器とを備え、
前記検出された透光性物体の上下面の一方から漏れ出る光によって透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在を検査する透光性物体の検査装置において、
透光性物体に設けた取り出し部から前記端面長手方向の所定位置にて漏れ出るレーザ光を検出する第２光検出器と、
透光性物体に対する前記レーザ光源の相対位置を変更して前記導入部に対するレーザ光の入射位置を変更可能なアクチュエータと、
前記第２光検出器によって検出されたレーザ光の光量に応じて前記アクチュエータを制御して、前記導入部に対するレーザ光の入射位置を設定する入射位置設定制御手段とを設けたことを特徴とする透光性物体の検査装置。
【請求項２】
各一対の上下面と端面とをそれぞれ対向させて板状に形成した透光性物体の端面長手方向の所定位置にて、透光性物体に設けた導入部に向けてレーザ光を放射して前記レーザ光を前記導入部から透光性物体内に導入し、この導入したレーザ光を透光性物体内にて各一対の上下面及び端面にて繰り返し全反射させることにより、前記レーザ光を前記端面長手方向の所定位置にて一対の端面間を進行するように透光性物体内に閉じ込めるレーザ光源と、
透光性物体の上下面の一方に対向するとともに前記端面長手方向の所定位置にて前記透光性物体の上下面の一方から漏れ出る光を検出する第１光検出器とを備え、
前記検出された透光性物体の上下面の一方から漏れ出る光によって透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在を検査する透光性物体の検査装置において、
透光性物体に設けた取り出し部から前記端面長手方向の所定位置にて漏れ出るレーザ光を検出する第２光検出器と、
透光性物体に対する前記レーザ光源の相対角度を変更して前記端面長手方向に対する前記導入部へのレーザ光の入射角度を変更可能なアクチュエータと、
前記第２光検出器によって検出され、前記導入部へ入射されるレーザ光と前記取り出し部から漏れ出るレーザ光との前記端面長手方向における位置ずれに応じて前記アクチュエータを制御し、前記端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を設定する入射角度設定制御手段とを設けたことを特徴とする透光性物体の検査装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の透光性物体の検査装置において、
前記レーザ光の導入部及び取り出し部を、透光性物体の上下面と端面との交差位置に形成した同一又は異なる面取り部でそれぞれ構成した透光性物体の検査装置。
【請求項４】
各一対の上下面と端面とをそれぞれ対向させて板状に形成した透光性物体の端面長手方向の所定位置にて、透光性物体に設けた導入部に向けてレーザ光を放射して前記レーザ光を前記導入部から透光性物体内に導入し、この導入したレーザ光を透光性物体内にて各一対の上下面及び端面にて繰り返し全反射させることにより、前記レーザ光を前記端面長手方向の所定位置にて一対の端面間を進行するように透光性物体内に閉じ込め、
透光性物体の上下面の一方に対向するとともに前記端面長手方向の所定位置にて前記透光性物体の上下面の一方から漏れ出る光を検出して、透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在を検査する透光性物体の検査方法において、
透光性物体に設けた取り出し部から前記端面長手方向の所定位置にて漏れ出るレーザ光を検出し、この検出した前記取り出し部からのレーザ光の光量に応じて、前記導入部に対するレーザ光の入射位置を設定するようにしたことを特徴とする透光性物体の検査方法。
【請求項５】
各一対の上下面と端面とをそれぞれ対向させて板状に形成した透光性物体の端面長手方向の所定位置にて、透光性物体に設けた導入部に向けてレーザ光を放射して前記レーザ光を前記導入部から透光性物体内に導入し、この導入したレーザ光を透光性物体内にて各一対の上下面及び端面にて繰り返し全反射させることにより、前記レーザ光を前記端面長手方向の所定位置にて一対の端面間を進行するように透光性物体内に閉じ込め、
透光性物体の上下面の一方に対向するとともに前記端面長手方向の所定位置にて前記透光性物体の上下面の一方から漏れ出る光を検出して、透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在を検査する透光性物体の検査方法において、
透光性物体に設けた取り出し部から前記端面長手方向の所定位置にて漏れ出るレーザ光を検出し、この検出した前記取り出し部からのレーザ光と前記導入部へ入射されたレーザ光との前記端面長手方向における位置ずれに応じて、前記端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を設定するようにしたことを特徴とする透光性物体の検査方法。
【請求項６】
前記請求項４又は５に記載の透光性物体の検査方法において、
前記レーザ光の導入部及び取り出し部を、透光性物体の上下面と端面との交差位置に形成した同一又は異なる面取り部とした透光性物体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各一対の上下面と端面とをそれぞれ対向させて板状に形成した透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在を検査する透光性物体の検査装置及び検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置及び方法は、例えば、特開平１１−１３２９５８号公報、特開平１１−１８３３９２号公報、特開平１１−１９０６９９号公報、特開平１１−１９０７００号公報、特開平１１−２４２００１号公報及び特開平１１−２５８１７２号公報などに示されているように、各一対の上下面と端面とをそれぞれ対向させて板状に形成するとともに上下面と端面との交差位置に面取り部を形成した透光性物体の端面長手方向の所定位置にて、面取り部に向けてレーザ光を放射してレーザ光を面取り部から透光性物体内に導入し、この導入したレーザ光を透光性物体内にて各一対の上下面及び端面にて繰り返し全反射させることにより、レーザ光を端面長手方向の所定位置にて一対の端面間を進行するように透光性物体内に閉じ込めるレーザ光源と、透光性物体の上下面の一方に対向するとともに端面長手方向の所定位置にて透光性物体の上下面の一方から漏れ出る光を検出する光検出器とを備え、前記検出された透光性物体の上下面の一方から漏れ出る光によって透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在を検査するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の装置及び方法にあっては、透光性物体の検査装置への搬入誤差などによって透光性物体の導入部に対するレーザ光源の位置がずれると、レーザ光源から放射されるレーザ光の一部若しくは全部が透光性物体内に導入されずに外部に反射して逃げてしまうので、透光性物体内に閉じ込められるレーザ光の量が不足して、検出が不能になったり、検出精度が悪化するという問題があった。また、透光性物体の搬入誤差、透光性物体における端面の面精度のばらつきなどにより、端面におけるレーザ光の反射方向がずれると、レーザ光は、同一の端面間を繰り返し往復することなく、端面にて反射するたびに端面長手方向に徐々に移動してしまうので、透光性物体内の検査箇所の光量が不足して、検出が不能になったり、検出精度が悪化するという問題があった。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、前記透光性物体の導入部に対するレーザ光源の位置を修正したり、端面に対するレーザ光の入射角のずれを修正したりして、透光性物体の傷部分、不均一部分などの欠陥部分を精度よく検出することが可能な透光性物体の検査装置及び検査方法を提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するために、第１発明の構成上の特徴は、レーザ光が導入される透光性物体の端面長手方向の所定位置にて透光性物体に設けた取り出し部から漏れ出るレーザ光を検出する第２光検出器と、透光性物体に対するレーザ光源の相対位置を変更して導入部に対するレーザ光の入射位置を変更可能なアクチュエータと、第２光検出器によって検出されたレーザ光の光量に応じてアクチュエータを制御して、導入部に対するレーザ光の入射位置を設定する入射位置設定制御手段とを設けたことにある。この場合、例えば、レーザ光の導入部及び取り出し部は、透光性物体の上下面と端面との交差位置に形成した同一又は異なる面取り部で構成される。
【０００６】
また、好ましくは、前記入射位置設定制御手段を、第２光検出器によって検出されたレーザ光の光量に応じてアクチュエータを制御して、導入部に対するレーザ光の入射位置を検出レーザ光の光量が所定の光量以上になる位置に設定するように構成するとよい。さらに好ましくは、前記入射位置設定制御手段を、第２光検出器によって検出されたレーザ光の光量に応じてアクチュエータを制御して、導入部に対するレーザ光の入射位置を検出レーザ光の光量が最大になる位置に設定するように構成するとよい。
【０００７】
前記のように構成した第１発明においては、透光性物体の検査装置への搬入誤差などによって透光性物体の導入部に対するレーザ光源の位置がずれると、入射位置設定制御手段は、第２光検出器によって検出されたレーザ光の光量に応じてアクチュエータを制御して、導入部に対するレーザ光の入射位置を設定する。このような透光性物体の導入部に対するレーザ光源の位置の設定の結果、透光性物体内に閉じ込められるレーザ光の量が不足することを防止できるので、透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在が常に精度良く検出される。
【０００８】
また、第２発明の構成上の特徴は、前記第１発明と同様な第２光検出器に加えて、透光性物体に対するレーザ光源の相対角度を変更して端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を変更可能なアクチュエータと、第２光検出器によって検出され、導入部へ入射されるレーザ光と取り出し部から漏れ出るレーザ光との端面長手方向における位置ずれに応じてアクチュエータを制御し、端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を設定する入射角度設定制御手段とを設けたことにある。この場合も、例えば、レーザ光の導入部及び取り出し部は、透光性物体の上下面と端面との交差位置に形成した同一又は異なる面取り部で構成される。
【０００９】
また、好ましくは、前記入射角度設定制御手段を、第２光検出器によって検出され、導入部へ入射されるレーザ光と取り出し部から漏れ出るレーザ光との端面長手方向における位置ずれに応じてアクチュエータを制御し、端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を前記位置ずれが所定量以内になる角度に設定するように構成するとよい。さらに好ましくは、前記入射角度設定制御手段を、第２光検出器によって検出され、導入部へ入射されるレーザ光と取り出し部から漏れ出るレーザ光との端面長手方向における位置ずれに応じてアクチュエータを制御し、端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を前記位置ずれのない角度に設定するように構成するとよい。
【００１０】
前記のように構成した第２発明においては、透光性物体の搬入誤差、透光性物体における端面の面精度のばらつきなどにより、端面におけるレーザ光の反射方向がずれても、入射角度設定制御手段が、第２光検出器によって検出され、導入部へ入射されるレーザ光と取り出し部から漏れ出るレーザ光との端面長手方向における位置ずれに応じてアクチュエータを制御し、端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を設定する。このような透光性物体の端面長手方向に対するレーザ光の入射角度の設定の結果、透光性物体内に導入されたレーザ光は端面長手方向の所定位置にて一対の端面間を繰り返し往復するようにできて、透光性物体内の検査箇所の光量の不足を防止できるので、透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在が常に精度良く検出される。
【００１１】
また、第３発明は上記第1発明に対応した透光性物体の検査方法であり、その特徴は、透光性物体に設けた取り出し部から前記端面長手方向の所定位置にて漏れ出るレーザ光を検出し、この検出した前記取り出し部からのレーザ光の光量に応じて、前記導入部に対するレーザ光の入射位置を設定するようにしたことにある。この場合も、前記導入部に対するレーザ光の入射位置を検出レーザ光の光量が所定の光量以上になる位置に設定するようにするとよい。さらに好ましくは、前記導入部に対するレーザ光の入射位置を検出レーザ光の光量が最大になる位置に設定するようにするとよい。
【００１２】
また、第４発明は上記第２発明に対応した透光性物体の検査方法であり、その特徴は、透光性物体に設けた取り出し部から前記端面長手方向の所定位置にて漏れ出るレーザ光を検出し、この検出した前記取り出し部からのレーザ光と前記導入部へ入射されたレーザ光との前記端面長手方向における位置ずれに応じて、前記端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を設定するようにしたことにある。この場合も、好ましくは、前記端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を前記位置ずれが所定量以内になる角度に設定するようにするとよい。さらに好ましくは、前記端面長手方向に対する導入部へのレーザ光の入射角度を前記位置ずれのない角度になるように設定するとよい。
【００１３】
また、これらの第３発明及び第４発明においても、前記レーザ光の導入部及び取り出し部を、透光性物体の上下面と端面との交差位置に形成した同一又は異なる面取り部とするとよい。
【００１４】
これらの第３及び第４発明によっても、前記第1及び第２発明の場合とそれぞれ同様な理由により、透光性物体内の検査箇所の光量が不足することなく充分となり、透光性物体における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在が常に精度良く検出される。
【００１５】
【実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明すると、図１は同実施形態に係る透光性物体の検査装置を概略的に示している。この検査装置は、透光性物体としてのワーク１０を所定位置に搬入して水平面内にてＸ軸及びＹ軸方向に移動させる搬入機構２０を備えている。
【００１６】
まず、ワーク１０について説明する。ワーク１０は、図４(Ａ)(Ｂ)に示すように、上面１０ａ、下面１０ｂ、Ｘ軸方向と直交するＸ軸方向端面１０ｃ，１０ｄ及びＹ軸方向と直交するＹ軸方向端面１０ｅ，１０ｆを有し、透光性物質により板状に形成されている。ワーク１０の上下面１０ａ，１０ｂとＸ軸方向端面１０ｃ，１０ｄとの各交差部には、図４(Ｂ)及び図５(Ａ)に示すように、角部を４５度に切り欠くとともに表面を平らに形成した面取り部１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｊが形成されている。なお、ワーク１０の上下面１０ａ，１０ｂとＹ軸方向端面１０ｅ，１０ｆとの各交差部にも、図示しない面取り部がそれぞれ形成されている。これらの端面１０ｃ〜１０ｆ及び面取り部１０ｇ〜１０ｊの表面は、鏡面仕上げされている。
【００１７】
このワーク１０は、例えばフォトマスク用透明基板、液晶ディスプレイ用基板などに利用されるもので、本実施形態の場合、Ｘ軸方向の長さ152.4mm、Ｙ軸方向の長さ152.4mm及びＺ軸方向の長さ（上下面１０ａ，１０ｂ間の厚さ）6.35mmに設定されている。また、各面取り部１０ｇ〜１０ｊは、本実施形態の場合、上下面１０ａ，１０ｂ及びＸ、Ｙ軸方向端面１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆから0.4mmずつそれぞれ切り欠かれている。
【００１８】
搬入機構２０は、アーム２０ａを介して連結された保持部２０ｂ及び駆動部２０ｃを備えている。保持部２０ｂは、検査されるべきワーク１０をそのＸ軸方向端面１０ｃ、１０ｄの一部にて挟み込むことにより水平に保持するものであるが、本発明には直接関係しないので詳しい説明を省略する。
【００１９】
駆動部２０ｃは、アーム２０ａを駆動することにより保持部２０ｂをＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動させるＸ軸方向アクチュエータ２１及びＹ軸方向アクチュエータ２２を内蔵している。これらのアクチュエータ２１，２２は、例えば電気モータなどの電気アクチュエータにより構成されている。また、駆動部２０ｃには、Ｘ軸方向位置センサ２３及びＹ軸方向位置センサ２４も設けられており、保持部２０ｂのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置をそれぞれ検出して、同位置を表す検出信号をそれぞれ出力する。
【００２０】
この検査装置は、搬入機構２０の保持部２０ｂの下方にて光源駆動機構３０も備えている。光源駆動機構３０は、図示しない固定部材に固定された基台３１を備え、基台３１上には、基台３１に対してＹ軸方向（図１の紙面貫通方向に対応）に変位可能なスライド部材３２が組み付けられている。基台３１には、Ｙ軸方向アクチュエータ３３及びＹ軸方向位置センサ３４が組み込まれている。Ｙ軸方向アクチュエータ３３は、電動モータなどの電気アクチュエータで構成されて、スライド部材３２を基台３１に対してＹ軸方向に駆動する。Ｙ軸方向位置センサ３４は、基台３１に対するスライド部材３２のＹ軸方向の位置を検出して、同位置を表す検出信号を出力する。
【００２１】
スライド部材３２上には、基台３１に対してＹ軸方向にスライド部材３２と一体変位するＹ軸方向移動台３５が固着されている。Ｙ軸方向移動台３５には、Ｘ軸方向移動台３６がＹ軸方向移動台３５に対してＸ軸方向に変位可能に組み付けられている。Ｙ軸方向移動台３５には、Ｘ軸方向アクチュエータ３７が組み込まれている。Ｘ軸方向アクチュエータ３７は、電動モータなどの電気アクチュエータで構成されて、Ｘ軸方向移動台３６をＹ軸方向移動台３５に対してＸ軸方向に駆動する。
【００２２】
Ｘ軸方向移動台３６には、支持体４１を介してレーザ光源４２が組み付けられており、支持体４１及びレーザ光源４２はＸ軸方向移動台３６と共にＸ軸方向に一体変位する。レーザ光源４２は、ワーク１０の面取り部１０ｈに向けてレーザ光を放射するもので、レーザ光の光軸がほぼＹ軸と直交するＸＺ平面内を水平に対して下方から４５度の角度をもって斜め上方に向かうように、すなわち面取り部１０ｈの表面にほぼ直交するように支持体４１により支持されている（図４(Ｂ)及び図５(Ａ)参照）。支持体４１内には、入射角アクチュエータ４３が組み込まれている。入射角アクチュエータ４３は、電動モータなどの電気アクチュエータで構成されて、図５(Ｂ)に示すように、レーザ光の光軸がワーク１０への入射位置（面取り部１０ｈの表面のレーザ光の入射位置）を回転中心としてＹ軸方向と直交するＸＺ平面に対してＹ軸方向両側に微小角度だけ傾くように、すなわちワーク１０の端面１０ｃの長手方向とレーザ光の光軸との間の角度が９０度近辺で両側に変化するように、レーザ光源４２を揺動させる。
【００２３】
また、Ｙ軸方向移動台３５には、ＣＣＤカメラなどによって構成された補正用光検出器４４が支持体４５を介して固定されており、この補正用光検出器４４はＹ軸方向移動台３５と一体変位する。補正用光検出器４４は、面取り部１０ｈに対向するとともにＹ軸方向におけるレーザ光の入射位置に対応しており、ワーク１０に閉じ込められるとともに面取り部１０ｈの所定面積から漏れ出るレーザ光を入射して、同所定面積の光の分布状態を画像として検出する。
【００２４】
また、この検査装置は、ワーク１０が検査位置に搬入された状態で同ワーク１０の下方に位置するように、図示しない固定部材に固定された支持台５１上に組み付けられた光検出器５２を備えている。光検出器５２は、ＣＣＤカメラなどによって構成されており、ワーク１０の下面１０ｂに対向しており、ワーク１０の下面１０ｂの所定面積から漏れ出るレーザ光を入射して、同所定面積の光の分布状態を画像として検出する。前記所定面積は、本実施形態では、8.71mm×6.90mmの長方形状に設定されており、この面積の方形状の桝目を検出単位（１コマ）とする。
【００２５】
これらの各センサ２３,２４，３４、各アクチュエータ２１，２２，３３，３７，４３、レーザ光源４２及び光検出器４４，５２は、電気制御装置６０に接続されている。電気制御装置６０は、マイクロコンピュータなどにより構成されていて、図２，３のフローチャートに対応したプログラムを実行することにより、ワーク１０を１コマずつ検査するとともにレーザ光源４２によるレーザ光のワーク１０への入射を補正する。
【００２６】
次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。まず、電気制御装置６０は、図示しないプログラムを実行することにより搬入機構２０を制御して、検査前の保管場所にあるワーク１０を保持部２０ｂに保持させて同ワーク１０を検査位置（図１の位置）まで搬入する。
【００２７】
前記搬入後、電気制御装置６０は、図２の検査プログラムを実行して、前記搬入されたワーク１０内の傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在を調べることにより、同ワーク１０の良・不良を検査する。
【００２８】
検査プログラムの実行は、ステップ１００にて開始され、電気制御装置６０は、ステップ１０２にて、Ｘ軸方向位置センサ２３及びＹ軸方向位置センサ２４からの検出信号に基づいてＸ軸方向アクチュエータ２１及びＹ軸方向アクチュエータ２２の作動を制御して、ワーク１０を初期検査位置に設定する。ワーク１０の初期検査位置とは、図４(Ａ)にてＰ0に示すように、光検出器５２がワーク１０の角部の桝目（１コマ）の直下に位置する検査位置をいう。
【００２９】
前記ステップ１０２の処理後、電気制御装置６０は、ステップ１０４にてレーザ光源４２の作動を開始させるとともに、Ｙ軸方向アクチュエータ３３を制御してスライド部材３２を初期位置からＹ軸方向（図４の上方向）に所定の等速度（例えば、0.1秒で10mm移動する速度）で移動させ始める。これにより、Ｙ軸方向移動台３５がＹ軸方向に移動し始め、同Ｙ軸方向移動台３５にＸ軸方向移動台３６及び支持体４１を介して連結されているレーザ光源４２も、前記Ｙ軸方向に移動し始める。次に、ステップ１０６にて光検出器５２からの画像データの取り込みを開始し、ステップ１０８にてレーザ光源４２（スライド部材３２）がＹ軸方向に１コマ分移動したか否かを判定する。そして、１コマ分の移動を完了するまで、ステップ１０８にて「ＮＯ」と判定し続けるので、レーザ光源４２は前記Ｙ軸方向の移動を継続するとともに、電子制御装置６０は光検出器５２からの画像データを入力し続ける。
【００３０】
このとき、レーザ光源４２から放射されたレーザ光は、図４(Ｂ)に示すように、ワーク１０の面取り部１０ｈ（導入部）からワーク１０内に入射する。入射したレーザ光は、ワーク１０の上面１０ａ、下面１０ｂ及びＸ軸方向端面１０ｃ，１０ｄにて全反射しながらＸ軸方向にて往復しながら進行するので、入射したＹ軸方向位置に垂直な断面内に閉じ込められる。ただし、多少のレーザ光は面取り部１０ｇ〜１０ｊから漏れ出る。また、レーザ光源４２はＹ軸方向アクチュエータ３３によってＹ軸方向に移動するので、レーザ光の入射位置もＹ軸方向に沿って移動し、移動したＹ軸方向位置に対応した体積内にレーザ光が閉じ込められるようになる。
【００３１】
そして、レーザ光源４２がＹ軸方向に１コマ分だけ移動すると、電気制御装置６０は、ステップ１０８にてＹ軸方向位置センサ３４からの検出信号に基づいて「ＹＥＳ」と判定して、プログラムをステップ１１０，１１２に進める。ステップ１１０においては、Ｙ軸方向アクチュエータ３３の作動を停止させて同アクチュエータ３３によるレーザ光源４２の前記Ｙ軸方向への移動を停止する。ステップ１１２においては、光検出器５２からの画像データの入力を停止する。このような動作の結果、Ｙ軸方向にて前記１コマ分の幅に相当する体積分だけワーク１０内にレーザ光が閉じ込められることになるとともに、光検出器５２は前記初期位置Ｐ0の直下に位置しているので、同初期位置Ｐ0に対応した１コマ分の画像データが電気制御装置６０には入力されることになる。
【００３２】
前記ステップ１１２の処理後、ステップ１１４にて、前記入力した画像データに基づいて、ワーク１０の１コマ分位置の良・不良をチェックする。ワーク１０の前記初期位置Ｐ0に対応した１コマ分の体積内に、傷部分、不均一部分などの欠陥部分が存在しなければ、レーザ光が下面から漏れ出ることはなく、前記1コマ分の画像データは真っ暗な状態を表す。ワーク１０の前記初期位置Ｐ0に対応した１コマ分の体積内に、傷部分、不均一部分などの欠陥部分が存在すると、レーザ光は下面から漏れ出るので、前記1コマ分の画像データは前記欠陥部分に対応した箇所のみが明るい状態を表す。これにより、電気制御装置６０は、前記1コマ分のワーク１０の良・不良を判定する。この判定結果は、電気制御装置６０内に良・不良を表すデータとして記憶される。
【００３３】
次に、電気制御装置６０は、ステップ１１６にてＸ軸方向の最終コマのチェックを完了したか否かを判定するとともに、ステップ１１８にて、全てのコマのチェックを完了したか否かを判定する。前述のようにワーク１０の判定は1コマずつのチェックにより行うものであり、その順番は、図４(Ａ)に示すように、左下のコマからＸ軸右方向に進み、同Ｘ軸方向の右端でＹ軸上方向に進み、その後前記とは逆のＸ軸左方向に進むように往復しながら全てのコマをチェックする。
【００３４】
前記のように初期の１コマのチェックが完了した場合、ステップ１１６にて「ＮＯ」と判定して、プログラムをステップ１２０に進める。ステップ１２０においては、搬入機構２０のＸ軸方向アクチュエータ２１を作動させて、Ｘ軸方向位置センサ２３からの検出信号を用いたフィードバック制御により、ワーク１０を図４(Ａ)にてＸ軸左方向に１コマ分だけ移動する。これにより、光検出器５２は次のコマＰ1の直下に位置することになる。
【００３５】
前記ステップ１２０の処理後、プログラムをステップ１０４に戻し、前述したステップ１０４〜１１４の処理を実行して、次のコマＰ1をチェックする。なお、このコマＰ1のチェックの際には、ステップ１０４の処理により、レーザ光源４２を前記とはＹ軸逆方向すなわち図４(Ａ)にて下方に移動させるようにする。これは、前回のレーザ光源４２の移動処理にてレーザ光の入射位置がＹ軸方向の１コマに相当する幅の上端に位置しているからである。そして、以降も同様に、レーザ光源４２の移動は、１コマずつＹ軸方向にて反対方向すなわち往復運動させるようにする。
【００３６】
前記コマＰ1のチェックが終了すると、ステップ１１６の判定処理をふたたび実行する。そして、このような動作を右下のコマＰkのチェックが完了するまで繰り返し行い、同コマＰkのチェックが完了した時点で、ステップ１１６にて「ＹＥＳ」すなわちＸ軸方向の最終コマのチェックが完了したと判定して、ステップ１１８の前記判定を行う。そして、全てのコマのチェックが完了していなければ、ステップ１１８にて「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ１２２に進める。ステップ１２２においては、搬入機構２０のＹ軸方向アクチュエータ２２を作動させて、Ｙ軸方向位置センサ２４からの検出信号を用いたフィードバック制御により、ワーク１０を図４(Ａ)にてＹ軸下方向に１コマ分だけ移動する。これにより、光検出器５２は、次のコマＰk+1の直下に位置することになる。
【００３７】
そして、このような動作を繰り返し行って全てのコマのチェックが完了すると、ステップ１１８においても「ＹＥＳ」と判定し、ステップ１２４にてこの検査プログラムの実行を終了する。この検査プログラムの実行終了後、電気制御装置６０は、図示しないプログラムの実行により、前記ステップ１１４によるチェック結果に基づいてこのワーク１０の良・不良を最終的に判定する。すなわち、前記ステップ１１４の処理によって記憶しておいたチェック結果に基づいて、全てのコマが不良でない場合のみワーク１０は良品であると判定し、それ以外の１コマでも不良がある場合にはワーク１０は不良品であると判定する。
【００３８】
そして、上記一つのワーク１０の検査が終了すると、電気制御装置６０は搬入機構２０を制御し、ワーク１０を検査終了後の保管場所に移動して、順次次のワーク１０を上述のようにして検査する。この場合、前記ワーク１０の良・不良の判定に応じて、検査後のワーク１０は良品と不良品とに分類して保管される。
【００３９】
次に、本発明に直接関係するレーザ光源４２の位置及び角度の補正について説明する。上記検査プログラムの実行中、電気制御装置６０は、図３の補正プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行している。この補正プログラムは、ステップ２００にて開始され、ステップ２０２にて補正用光検出器４４からの画像データを入力し、ステップ２０４にて前記入力した画像データに基づいて補正用光検出器４４に入射された全光量を計算する。
【００４０】
前記ステップ２０４の処理後、ステップ２０６にて、前記ステップ２０４の処理によって今回計算した全光量と前回のステップ２０６の処理によって計算した全光量とを比較する。そして、今回計算した全光量が前回計算した全光量に比べて増加していれば、ステップ２０６における「ＹＥＳ」との判定のもとに、ステップ２０８にてＸ軸方向アクチュエータ３７を前記全光量の増加量に比例したゲインで駆動制御して、前回のステップ２０８の処理による方向とＸ軸同一方向にＸ軸方向移動台３６を移動させる。これにより，レーザ光源４２は、前回からの移動方向と同一方向に移動し続けることになる。
【００４１】
一方、今回計算した全光量が前回計算した全光量に比べて減少していれば、ステップ２０６における「ＮＯ」との判定のもとに、ステップ２１０にてＸ軸方向アクチュエータ３７を前記全光量の減少量に比例したゲインで駆動制御して、前回のステップ２０８の処理による方向とＸ軸逆方向にＸ軸方向移動台３６を移動させる。これにより，レーザ光源４２は、前回からの移動方向と逆方向に移動し始める。
【００４２】
これらのステップ２０６〜２１０のフィードバック制御により、補正用光検出器４４に入射されるレーザ光の光量が最大になるように、すなわち面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光の光量が最大となるように、レーザ光源４２のＸ軸方向の位置が制御される。この場合、面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光の光量が最大となることは、レーザ光源４２からワーク１０内に入射されるレーザ光の光量が最大になることを意味する。したがって、レーザ光源４２からワーク１０内に入射されるレーザ光の光量が最大になるように、レーザ光源４２のＸ軸方向位置が自動的に調整されることになる。
【００４３】
図６(Ａ)〜(Ｅ)は、レーザ光源４２のＸ軸方向位置に対する補正用光検出器４４に入射されるレーザ光の画像を示している。(Ｃ)は、レーザ光源４２からのレーザ光の光軸が面取り部１０ｈの中心に位置している場合を示している。そして、前記レーザ光の光軸が面取り部１０ｈの中心から一方にずれるにしたがって、補正用光検出器４４の画像は(Ｂ)(Ａ)のように変化する。また、前記レーザ光の光軸が面取り部１０ｈの中心から他方にずれるにしたがって、補正用光検出器４４の画像は(Ｄ)(Ｅ)のように変化する。これによれば、レーザ光源４２からのレーザ光の光軸が面取り部１０ｈの中心に位置している場合に補正用光検出器４４に入射されるレーザ光の光量が最大で、前記レーザ光の光軸が面取り部１０ｈの中心からずれるに従って、補正用光検出器４４に入射されるレーザ光の光量が減少することが理解できる。
【００４４】
したがって、前記ステップ２０２〜２１０の制御によれば、レーザ光源４２は、レーザ光の光軸が面取り部１０ｈの中心に位置するように、自動的に調整されることになる。これにより、搬入機構２０による搬入誤差などに起因してワーク１０の面取り部１０ｈに対するレーザ光源４２の位置がずれて、レーザ光源４２からのレーザ光の一部又は全部が、図５(Ａ)にて２点鎖線で示すようにワーク１０の下面１０ｂ又は端面１０ｃにて反射して、レーザ光がワーク１０内に入射しなくなくなったり、同入射するレーザ光の光量が減少しなくなる。その結果、ワーク１０内に閉じ込められるレーザ光の量が不足することが防止されるので、ワーク１０における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在が常に精度良く検出される。
【００４５】
なお、本実施形態においては、面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光の光量が最大となるように、レーザ光源４２のＸ軸方向の位置を制御するようにした。しかし、多少の誤差を許容するならば、面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光の光量が少なくとも予め決めた所定量以上になるように、レーザ光源４２のＸ軸方向の位置を制御するようにしてもよい。この場合、前記ステップ２０６〜２１０の処理に加えて、面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光の光量が予め決めた所定量以上であるか否かを判定する判定処理を設け、前記レーザ光の光量が予め決めた所定量以上であるときには、アクチュエータ３７によるレーザ光源４２のＸ軸方向への移動を制御する前記ステップ２０６〜２１０の処理を行わないようにすればよい。
【００４６】
前記ステップ２０８，２１０の処理後、電気制御装置６０は、ステップ２１２にて、補正用光検出器４４に入射されるレーザ光の明るい部分（この場合、Ｚ軸方向に延びた帯状になる）が同光検出器４４による画像のＹ軸方向の基準位置にあるか否かを判定する。なお、この基準位置は、補正用光検出器４４による検出画像のＹ軸方向中心位置に設定され、またレーザ光源４２によるＹ軸方向のレーザ光入射位置にも対応している。
【００４７】
前記レーザ光の明るい部分が前記画像のＹ軸方向の基準位置になければ、ステップ２１２における「ＮＯ」との判定のもとに、ステップ２１４にてレーザ光源４２からのレーザ光の面取り部１０ｈに対する入射角を調整する。この場合、電気制御装置６０は、図５(Ｂ)に示すように、前記レーザ光の明るい部分が前記画像のＹ軸方向の基準位置に近づく方向に、前記明るい部分と前記画像のＹ軸方向の基準位置とのずれ量に比例したフィードバックゲインで入射角アクチュエータ４３を駆動制御して、レーザ光源４２をＸ軸方向に対して両側に揺動させる。
【００４８】
一方、前記レーザ光の明るい部分が前記画像のＹ軸方向の基準位置にあれば、ステップ２１２における「ＹＥＳ」との判定のもとに、ステップ２１６にてこの補正プログラムの実行を一旦終了する。したがって、前記ステップ２１２，２１４の処理により、レーザ光源４２からワーク１０内に入射されるレーザ光のＹ軸方向に対する入射角が、レーザ光の明るい部分が前記画像のＹ軸方向の基準位置になるように、自動的に調整されることになる。
【００４９】
図７(Ａ)〜(Ｅ)は、レーザ光源４２からのレーザ光のＹ軸方向に対する入射角を種々に変えた場合の補正用光検出器４４に入射されるレーザ光の画像を示している。(Ｃ)は、レーザ光の明るい部分が前記画像のＹ軸方向の基準位置にある場合を示している。(Ｂ)(Ａ)は、前記(Ｃ)の状態にあるレーザ光の入射角を一方に大きくなるようにずらした場合であり、(Ｄ)(Ｅ)は、前記(Ｃ)の状態にあるレーザ光の入射角を前記とは反対方向に大きくなるようにずらした場合である。
【００５０】
そして、このような制御により，ワーク１０の搬入誤差、ワーク１０のＸ軸方向端面１０ｃ，１０ｄの面精度のばらつきなどにより、同端面１０ｃ，１０d端面におけるレーザ光の反射方向がずれても、レーザ光源４２の揺動により、前記ずれが補正される。その結果、ワーク１０内に導入されたレーザ光は、常にＹ軸方向の所定位置にてＸ軸方向端面間１０ｃ，１０ｄを繰り返し往復するようになるので、ワーク１０の検査箇所の光量が不足することがなくなり、ワーク１０における傷部分、不均一部分などの欠陥部分の存在が常に精度良く検出される。
【００５１】
なお、本実施形態においては、面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光の明るい部分が補正用光検出器４４による画像のＹ軸方向の基準位置に一致するように、すなわち面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光と同面取り部１０ｈに入射するレーザ光の位置ずれがなくなるように制御した。しかし、多少の誤差を許容するならば、前記レーザ光の明るい部分の前記画像のＹ軸方向の基準位置からのずれ量、すなわち前記面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光と同面取り部１０ｈに入射するレーザ光との位置ずれが少なくとも予め決めた所定値以内になるように、レーザ光源４２の面取り部１０ｈに対する入射角を制御するようにしてもよい。この場合、前記ステップ２１２，２１４の処理に加えて、面取り部１０ｈから漏れ出るレーザ光と同面取り部１０ｈに入射するレーザ光との位置ずれが少なくとも予め決めた所定値以内であるか否かを判定する判定処理を設け、前記位置ずれが前記所定値以内であるときには、アクチュエータ４３によるレーザ光源４２の揺動を制御する前記ステップ２１２，２１４の処理を行わないようにすればよい。
【００５２】
また、上記実施形態においては、レーザ光源４２からのレーザ光を面取り部１０ｈから導入するとともに、同面取り部１０ｈから漏れ出たレーザ光を補正用光検出器４４にて検出するようにした。しかし、Ｙ軸方向を長手方向とする面取り部１０ｇ〜１０ｊであれば、いずれの面取り部１０ｇ〜１０ｊに対してレーザ光源４２からのレーザ光を導入してもよいし、いずれの面取り部１０ｇ〜１０ｊから漏れ出たレーザ光を補正用光検出器４４にて導くようにしてもよい。この場合、レーザ光を導入する面取り部１０ｇ〜１０ｊと、補正用光検出器４４に導くレーザ光を取り出すための面取り部１０ｇ〜１０ｊとを異ならせるようにしてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態においては、ワーク１０の良・不良を１コマずつ検査するためにワーク１０を動かすようにしたが、これに代えて、光検出器５２を動かすようにしてもよい。この場合、光検出器５２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるためのアクチュエータを設けるとともに、上記図２のステップ１２０，１２２の処理を前記設けたアクチュエータを駆動制御する処理に変更する。そして、このアクチュエータの駆動制御により、ワーク１０の下方にて光検出器５２を図４(Ａ)の矢印方向に沿って動かすようにすればよい。
【００５４】
さらに、上記実施形態においては、ワーク１０に対するレーザ光の入射位置及び入射角を補正するためにレーザ光源４２を動かすようにしたが、1コマ分のワーク１０の画像チェックに影響を与えない程度の微小量であれば、前記に代えてワーク１０を微小量だけ動かすようにしてもよい。この場合、上記図３のステップ２０８，２１０の処理を、Ｘ軸方向アクチュエータ２１を作動させてワーク１０をＸ軸方向に微小量だけ動かす処理に変更すればよい。また、ワーク１０をＸＹ平面内にて揺動させるアクチュエータを搬入機構２０の駆動部２０ｃ内に設けるとともに、上記図３のステップ２１４の処理を、同アクチュエータを駆動制御する処理に変更すればよい。そして、このアクチュエータの駆動制御により、ワーク１０をＸＹ平面内にて微小量だけ揺動（回転）するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る透光性物体（ワーク）の検査装置の概略正面図である。
【図２】  図１のマイクロコンピュータにて実行される検査プログラムのフローチャートである。
【図３】  図１のマイクロコンピュータにて実行される補正プログラムのフローチャートである。
【図４】  (Ａ)はワークの検査動作を説明するためのワーク周辺の概略平面図であり、(Ｂ)は同ワーク周辺の概略正面図である。
【図５】  (Ａ)はレーザ光の入射位置の補正動作を説明するためのワークとレーザ光源との関係を示す概略正面図、(Ｂ)はレーザ光の入射角度の補正動作を説明するためのワークとレーザ光源との関係を示す概略平面図である。
【図６】  (Ａ)〜(Ｅ)は、レーザ光源のＸ軸方向位置を種々に変えた場合の補正用光検出器に入射されるレーザ光の画像である。
【図７】  (Ａ)〜(Ｅ)は、レーザ光源からのレーザ光のＹ軸方向に対する入射角を種々に変えた場合の補正用光検出器に入射されるレーザ光の画像である。
【符号の説明】
１０…ワーク、１０ａ…上面、１０ｂ…下面、１０ｃ〜１０ｆ…端面、１０ｇ〜１０ｊ…面取り部、２０…搬入機構、２１…Ｘ軸方向アクチュエータ、２２…Ｙ軸方向アクチュエータ、２３…Ｘ軸方向位置センサ、２４…Ｙ軸方向位置センサ、３０…光源駆動機構、３３…Ｙ軸方向アクチュエータ、３４…Ｙ軸方向位置センサ、３７…Ｘ軸方向アクチュエータ、４２…レーザ光源、４３…入射角アクチュエータ、４４…補正用光検出器、５２…光検出器、６０…電気制御装置。
【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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