(57)【要約】【課題】透明部品の表面状態を正確に、かつ容易に検査する。【解決手段】測定対象の表面を撮像する撮像装置１０と、測定対象の表面に光を照射する照射部２０と、撮像装置１０の焦点位置と測定対象の表面の相対位置を制御する制御部３０と、撮像装置１０が撮像した画像の輝度を検出する検出部４０と、を備え、制御部３０は、撮像装置１０の焦点位置を、測定対象の表面に合わせた第１の焦点位置と、第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置に制御し、検出部４０は、第１の焦点位置において検出した輝度と、第２の焦点位置において検出した輝度との差から、測定対象の表面にある異物又はキズを検知する。【選択図】図１
2012013636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の表面を撮像する撮像装置と、
前記測定対象の前記表面に光を照射する照射部と、
前記撮像装置の焦点位置と前記測定対象の前記表面の相対位置を制御する制御部と、
前記撮像装置が撮像した画像の輝度を検出する検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記撮像装置の焦点位置を、前記測定対象の前記表面に合わせた第１の焦点位置と、前記第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置に制御し、
前記検出部は、
前記第１の焦点位置において検出した前記輝度と、前記第２の焦点位置において検出した前記輝度との差から、前記測定対象の前記表面にある異物又はキズを検知する、外観検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の外観検査装置において、
前記第２の焦点位置は、前記測定対象以外のいずれにも焦点が合わない範囲で前記第１の焦点位置からずれた位置に位置する外観検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の外観検査装置において、
前記照射部は、青色、赤色、または白色のいずれかの光源を備えている外観検査装置。
【請求項４】
測定対象の表面に撮像装置の焦点を合わせる工程と、
前記撮像装置によって前記測定対象の前記表面を撮像して第１の画像を得る工程と、
前記第１の画像の輝度を検出する工程と、
前記撮像装置の焦点位置を移動させる工程と、
前記撮像装置によって前記測定対象の前記表面を撮像して第２の画像を得る工程と、
前記第２の画像の輝度を検出する工程と、
前記第１の画像の輝度と前記第２の画像の輝度との差から、前記測定対象の前記表面にある異物及びキズを検知する工程と、
を備える外観検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観検査装置、及び外観検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の製造工程において、電子部品に異物やキズ等の欠陥が形成されることがある。このため、組み立て工程後には、外観検査を実施することが望ましい。外観状態を認識する方法や、検査する方法として、例えば特許文献１〜３に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１に記載の技術は、焦点の合っている複数の画像を合成して、微小な３次元物体の鮮明な全体画像を得るというものである。特許文献２に記載の技術は、測定対象の表面に焦点を合わせた画像と、表面より下側であって内部に形成された異物を認識できる位置に焦点を合わせた画像とを比較するというものである。これにより、測定対象の表面上に形成された異物と、内部に形成された異物を識別することができると記載されている。
【０００４】
特許文献３に記載の技術は次のようである。まず測定対象である透明体のカラー画像から明るさ、赤み、及び青みを検出し、それぞれ基準領域と測定領域において差を演算する。次いで、これを白黒映像信号に変換する。その後画像処理等を行うことで、透明体表面にある欠陥を検査するというものである。これにより透明体の背面側に他の部品が存在する場合においても、透明体の外観検査を行うことができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３３３２７１号公報
【特許文献２】特開２００５−９８９７０号公報
【特許文献３】特開平９−１８９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
透明部品の外観検査では、透明部品の表面状態と同時に透明部品の背面側に存在する他の部品が観察されてしまうため、正確に行うことが難しい。また特許文献３に記載の技術では、検査工数が多く、透明部品の外観検査が複雑となる。よって透明部品の表面状態を正確に、かつ容易に検査することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、測定対象の表面を撮像する撮像装置と、
前記測定対象の前記表面に光を照射する照射部と、
前記撮像装置の焦点位置と前記測定対象の前記表面の相対位置を制御する制御部と、
前記撮像装置が撮像した画像の輝度を検出する検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記撮像装置の焦点位置を、前記測定対象の前記表面に合わせた第１の焦点位置と、前記第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置に制御し、
前記検出部は、
前記第１の焦点位置において検出した前記輝度と、前記第２の焦点位置において検出した前記輝度との差から、前記測定対象の前記表面にある異物又はキズを検知する、外観検査装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、測定対象の表面に合わせた第１の焦点位置と、第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置において測定対象の表面を撮像する。そして撮像した２つの画像の輝度の差を検出する。このとき測定対象の表面において異物及びキズが位置する部分にのみ、輝度分布のピークが発生することとなる。このように複雑な処理を要さずに、透明部品の表面状態を正確に、かつ容易に検査することができる。
【０００９】
本発明によれば、測定対象の表面に撮像装置の焦点を合わせる工程と、前記撮像装置によって前記測定対象の前記表面を撮像して第１の画像を得る工程と、前記第１の画像の輝度を検出する工程と、前記撮像装置の焦点位置を移動させる工程と、前記撮像装置によって前記測定対象の前記表面を撮像して第２の画像を得る工程と、前記第２の画像の輝度を検出する工程と、前記第１の画像の輝度と前記第２の画像の輝度との差から、前記測定対象の前記表面にある異物及びキズを検知する工程と、を備える外観検査方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、透明部品の表面状態を正確に、かつ容易に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る外観検査装置を示す構成図である。
【図２】本実施形態に係る外観検査方法を示す断面図である。
【図３】図２に示す外観検査方法を示す平面図である。
【図４】図２に示す外観検査方法を示す輝度分布である。
【図５】図２に示す外観検査方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る外観検査装置を示す構成図である。外観検査装置は、撮像装置１０と、照射部２０と、制御部３０と、検出部４０とを備えている。外観検査装置は、例えばＣＡＮ型レーザダイオード、又はフォトダイオードのガラス部品等の外観検査に用いられる。
【００１４】
撮像装置１０は、測定対象の表面を撮像する。照射部２０は、測定対象の表面に光を照射する。制御部３０は、撮像装置１０の焦点位置と測定対象の表面の相対位置を制御する。具体的には、制御部３０は、撮像装置１０の焦点位置を測定対象の表面に合わせた第１の焦点位置（図２参照）に制御する。また制御部３０は、撮像装置１０の焦点位置を第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置（図２参照）に制御する。撮像装置１０は、第１の焦点位置と第２の焦点位置のそれぞれにおいて、撮像する。検出部４０は、撮像装置１０が撮像した画像の輝度を検出する。検出部４０は、第１の焦点位置において検出した輝度と、第２の焦点位置において検出した輝度との差から、測定対象の表面にある異物又はキズを検知する。
【００１５】
図１を用いて、本実施形態に係る外観検査装置の構成を詳細に説明する。外観検査装置は、測定ステージ６０をさらに備えている。測定ステージ６０上には、測定試料が載置されている。測定試料は、例えばＣＡＮ型レーザダイオードであり、透明部品７０と、ガラスレンズ７２と、半導体素子７４と、サブマウント７６とを備えている。透明部品７０は、例えばガラス等である。ガラスレンズ７２、半導体素子７４、及びサブマウント７６は、透明部品７０の背面側に位置する。撮像装置１０は、透明部品７０の表面を上方から撮像するように位置している。
【００１６】
照射部２０は、透明部品７０の表面に光を照射するように位置している。照射部２０は、例えば青色の光源を備えている。また、透明部品７０による分散等の影響を考慮して他の光源を選択してもよく、例えば赤色の光源を備えていてもよい。また、一般的に波長が短いほど透明部品７０による分散等の影響が大きくなり背面側の画像データの明るさ強度が小さくなる。このため画像処理の際に色ごとの処理が可能となるよう、白色の光源を備えていてもよい。
【００１７】
図２〜図４を用いて、本実施形態に係る外観検査方法の原理を説明する。図２は、本実施形態に係る外観検査方法を示す断面図である。図３は、図２に示す外観検査方法を示す平面図である。図４は、図２に示す外観検査方法を示す輝度分布である。図４は、図３に示すＡ−Ａ'位置における、透明部品７０の表面を撮像した画像の輝度分布を示している。
【００１８】
図２に示すように、透明部品７０上には、異物８０及びキズ８２があることがある。第１の焦点位置は、撮像装置１０の焦点位置を表しており、透明部品７０の表面に位置している。第２の焦点位置は、撮像装置１０の焦点位置を表しており、第１の焦点位置と異なる位置に位置している。第２の焦点位置は、例えば透明部品７０以外のいずれにも焦点が合わない範囲で第１の焦点位置からずれた位置に位置する。図２において、第２の焦点位置は第１の焦点位置の下方に位置しているが、上方に位置していてもよい。また第２の焦点位置は、複数存在してもよい。
【００１９】
図３は、焦点位置を第１の焦点位置に合わせた場合において、撮像装置１０が撮像した透明部品７０の表面の画像を示している。図３に示すように、透明部品７０の表面状態と同時に、透明部品７０の背面側に位置する半導体素子７４及びサブマウント７６が観察されている。
【００２０】
図４（ａ）では、第１の焦点位置に合わせた場合における輝度分布を示している。図４（ａ）では、透明部品７０の表面に位置する異物８０を示す分布と、透明部品７０の背面側に位置する半導体素子７４及びサブマウント７６の分布が示されている。
【００２１】
図４（ｂ）では、焦点位置を第２の焦点位置に合わせた場合における輝度分布を示している。第２の焦点位置は、透明部品７０の表面に位置しない。よって図４（ｂ）における、透明部品７０の表面に位置する異物８０を示す分布は、図４（ａ）と比較して小さいピークを示す。一方、第１の焦点位置と第２の焦点位置は、共に半導体素子７４及びサブマウント７６に位置しない。よって、図４（ｂ）における、透明部品７０の背面側に位置する半導体素子７４及びサブマウント７６の分布は、図４（ａ）と比較して大きく変化しない。
【００２２】
図４（ｃ）では、図４（ａ）に示す輝度分布と図４（ｂ）に示す輝度分布の差を示している。透明部品７０の表面に位置する異物８０の分布は、図４（ａ）と図４（ｂ）で異なる挙動をしめすため、図４（ｃ）においてピークを生じさせる。一方、透明部品７０の背面側に位置する半導体素子７４及びサブマウント７６の分布は、図４（ａ）と図４（ｂ）でほぼ等しい挙動を示すため、図４（ｃ）においてピークを生じさせない。このように、図４（ｃ）では、半導体素子７４及びサブマウント７６によるノイズ成分は除去され、異物８０及びキズ８２によるピークが明確になる。これにより透明部品７０の表面状態を検査することができる。
【００２３】
図５を用いて、本実施形態に係る外観検査方法を説明する。図５は、図２に示す外観検査方法を示すフロー図である。まず、図１に示すように、測定ステージ６０上に測定試料を載置する。そして図２に示すように、撮像装置１０の焦点位置を、第１の焦点位置に合わせる（Ｓ１０）。撮像装置１０の焦点位置を合わせる方法は、例えば次のようなものがある。透明部品７０が平坦である場合、例えば透明部品７０の周辺部分がファイバ接続部品と接触する箇所に焦点位置を合わせる。また透明部品７０が平坦でない場合や透明部品７０の周辺部分の観察が困難である場合、例えば透明部品７０に異物８０やキズ８２があるものを使用して焦点位置を合わせる。そして撮像装置１０により、透明部品７０の表面を撮像する（Ｓ２０）。その後検出部４０により、Ｓ２０において得た画像の輝度を検出する（Ｓ３０）。
【００２４】
次いで、撮像装置１０の焦点位置を透明部品７０の下方にずらす。これにより撮像装置１０の焦点位置を、第２の焦点位置に合わせる（Ｓ４０）。そして撮像装置１０により、透明部品７０の表面を撮像する（Ｓ５０）。その後検出部４０により、Ｓ５０において得た画像の輝度を検出する（Ｓ６０）。Ｓ３０において得た画像の輝度と、Ｓ６０において得た画像の輝度の差を算出する。そして算出したデータの分析をし、例えば微分値が基準値以上になったときに、透明部品７０の表面にある異物８０及びキズ８２を検知する（Ｓ７０）。
【００２５】
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態によれば、透明部品７０の表面に合わせた第１の焦点位置と、第１の焦点位置とは異なる第２の焦点位置において透明部品７０の表面を撮像する。そして撮像した２つの画像の輝度の差を検出する。このとき透明部品７０の表面において異物８０及びキズ８２が位置する部分にのみ、輝度分布のピークが発生することとなる。このため複雑な処理を要さずに、透明部品の表面状態を正確に、かつ容易に検査することができる。
【００２６】
また本実施形態に係る外観検査装置は、制御部３０によって、撮像装置１０の焦点位置を合わせることができる。そして検出部４０によって、透明部品７０の表面にある異物及びキズ８２を検知することができる。このため、透明部品の外観検査を自動化することができる。従って、透明部品の外観検査が必要な製品の生産性を向上させることができる。
【００２７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００２８】
１０  撮像装置
２０  照射部
３０  制御部
４０  検出部
６０  測定ステージ
７０  透明部品
７２  ガラスレンズ
７４  半導体素子
７６  サブマウント
８０  異物
８２  キズ
【図１】
2012013636.tif 000003
【図２】
2012013636.tif 000004
【図３】
2012013636.tif 000005
【図４】
2012013636.tif 000006
【図５】
2012013636.tif 000007