(57)【要約】【課題】  欠陥の形状や大きさ、種類等によらず、欠陥の散乱光像を明確に捉えることができる欠陥検査装置を提供する。【解決手段】  欠陥検査装置１においては、検査軸線Ｌ上に支持されたレンズ２は、レンズ２に対して異なる照射角度で光を照射するＬＥＤ６１〜６４を有する反射型暗視野照明装置５１〜５４よって１装置ずつ順次照明され、カメラ４によって撮像される。同様に、検査軸線Ｌ上に支持されたレンズ２は、レンズ２に対して異なる照射角度で光を照射するＬＥＤ８１〜８３を有する透過型暗視野照明装置７１〜７３よって１装置ずつ順次照明され、カメラ４によって撮像される。このように、レンズ２に対する光の照射角度が変化されてレンズ２が撮像されるため、欠陥の形状や大きさ、種類等によらず、欠陥の散乱光像を明確に捉えることが可能となる。【選択図】  図１
2009085883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の欠陥を検査するための欠陥検査装置であって、
検査軸線上において前記被検査物を支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持された前記被検査物を撮像する撮像手段と、
前記検査軸線を囲むように配置され、前記支持手段によって支持された前記被検査物に対して第１の照射角度で光を照射する複数の第１の光照射部を有する第１の照明手段と、
前記検査軸線を囲むように配置され、前記支持手段によって支持された前記被検査物に対して第２の照射角度で光を照射する複数の第２の光照射部を有する第２の照明手段と、を備え、
前記第１の照明手段による照明と前記第２の照明手段よる照明とは、選択的に行なわれることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記第１の照明手段と前記第２の照明手段とは、前記検査軸線の方向において所定の隙間をとって配置され、前記検査軸線の方向に移動することを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記第１及び前記第２の照明手段は、前記被検査物に対して前記撮像手段側に配置されており、
前記撮像手段は、前記被検査物の前記撮像手段側の表面を撮像することを特徴とする請求項１又は２記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記第１及び前記第２の照明手段は、前記被検査物に対して前記撮像手段と反対側に配置されており、
前記撮像手段は、前記被検査物の表面及び内部を撮像することを特徴とする請求項１又は２記載の欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の欠陥を検査するための欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の欠陥検査装置として、互いに異なる複数の照射方向から被検査物の表面に光を順次照射し、各照射方向からの光の照射時において被検査物の表面を撮像し或いは観察する装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６２１４６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来の欠陥検査装置には、欠陥の形状や大きさ、種類等によっては散乱光の強度が弱くなるため、欠陥の散乱光像を明確に捉えることができないという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、欠陥の形状や大きさ、種類等によらず、欠陥の散乱光像を明確に捉えることができる欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る欠陥検査装置は、被検査物の欠陥を検査するための欠陥検査装置であって、検査軸線上において被検査物を支持する支持手段と、支持手段によって支持された被検査物を撮像する撮像手段と、検査軸線を囲むように配置され、支持手段によって支持された被検査物に対して第１の照射角度で光を照射する複数の第１の光照射部を有する第１の照明手段と、検査軸線を囲むように配置され、支持手段によって支持された被検査物に対して第２の照射角度で光を照射する複数の第２の光照射部を有する第２の照明手段と、を備え、第１の照明手段による照明と第２の照明手段よる照明とは、選択的に行なわれることを特徴とする。
【０００６】
この欠陥検査装置では、検査軸線上に支持された被検査物は、被検査物に対して第１の照射角度で光を照射する複数の第１の光照射部を有する第１の照明手段によって照明され、或いは、被検査物に対して第２の照射角度で光を照射する複数の第２の光照射部を有する第２の照明手段によって照明された状態で、撮像手段によって撮像される。このように、被検査物に対する光の照射角度が変化されて被検査物が撮像されるため、欠陥の形状や大きさ、種類等によらず、欠陥の散乱光像を明確に捉えることが可能となる。
【０００７】
本発明に係る欠陥検査装置においては、第１の照明手段と第２の照明手段とは、検査軸線の方向において所定の隙間をとって配置され、検査軸線の方向に移動することが好ましい。この場合、第１の照明手段による照明状態や第２の照明手段よる照明状態を微調整することができ、欠陥の散乱光像をより一層明確に捉えることが可能となる。
【０００８】
本発明に係る欠陥検査装置においては、第１及び第２の照明手段は、被検査物に対して撮像手段側に配置されており、撮像手段は、被検査物の撮像手段側の表面を撮像するようにしてもよい。この場合、第１及び第２の照明手段を反射型暗視野照明手段として、被検査物の撮像手段側の表面における欠陥の散乱光像等を捉えることが可能となる。なお、反射型暗視野照明とは、被検査物の撮像手段側の表面に欠陥が存在しない場合にその表面で正反射された光が撮像手段に入射しない照射角度で被検査物に対して光を照射する照明を意味する。
【０００９】
本発明に係る欠陥検査装置においては、第１及び第２の照明手段は、被検査物に対して撮像手段と反対側に配置されており、撮像手段は、被検査物の表面及び内部を撮像するようにしてもよい。この場合、第１及び第２の照明手段を透過型暗視野照明手段として、被検査物の表面及び内部における欠陥の散乱光像等を捉えることが可能となる。なお、透過型暗視野照明とは、被検査物の表面及び内部に欠陥が存在しない場合に被検査物によって屈折された光が撮像手段に入射しない照射角度で被検査物に対して光を照射する照明を意味する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、欠陥の形状や大きさ、種類等によらず、欠陥の散乱光像を明確に捉えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る欠陥検査装置の一実施形態を示す構成図である。図１に示されるように、欠陥検査装置１は、レンズ（被検査物）２の欠陥を検査するための装置である。欠陥には、表面欠陥（例えば、点傷、線傷、打痕、異物の付着等）や内部欠陥（例えば、ピンホール、内部気泡等）がある。
【００１３】
欠陥検査装置１は、検査軸線Ｌ上においてレンズ２を支持するトレー（支持手段）３を備えている。レンズ２は、トレー３に設けられた貫通穴３ａに嵌め込まれている。トレー３は、検査軸線Ｌに垂直なＸ軸及びＹ軸方向に移動可能となっていると共に、検査軸線Ｌに平行なＺ軸周りに回転可能となっている。
【００１４】
検査軸線Ｌ上には、トレー３によって支持されたレンズ２を撮像するカメラ（撮像手段）４が設けられている。カメラ４は、Ｚ軸方向に移動可能となっている。検査軸線Ｌ上においてカメラ４と対向する位置には、トレー３を挟んで、円板状の透過型明視野照明装置９が設けられている。なお、透過型明視野照明とは、被検査物の表面及び内部に欠陥が存在しない場合に被検査物によって屈折された光が撮像手段に入射する照射角度で被検査物に対して光を照射する照明を意味する。
【００１５】
トレー３に対してカメラ４側には、反射型暗視野照明装置（第１及び第２の照明手段）５１〜５４が配置されている。各照明装置５１〜５４は、検査軸線Ｌを囲むように円環状に形成されており、トレー３から離れるほど小径となっている。各照明装置５１〜５４は、検査軸線Ｌの方向において互いに所定の隙間をとって配置され、Ｚ軸方向（すなわち、検査軸線Ｌの方向）に移動可能となっている。
【００１６】
各反射型暗視野照明装置５１〜５４には、マトリックス状に複数配置されたＬＥＤ（第１及び第２の光照射部）６１〜６４が設けられており、ＬＥＤ６１〜６４は、トレー３によって支持されたレンズ２に光を照射する。各ＬＥＤ６１〜６４は、照明装置５１〜５４毎に、トレー３によって支持されたレンズ２に対する照射角度（検査軸線Ｌと各ＬＥＤ６１〜６４の光軸とがなす鋭角側の角度）がトレー３から離れるほど小さくなるように設置されている。つまり、各ＬＥＤ６１〜６４は、照明装置５１〜５４毎に、トレー３によって支持されたレンズ２に対して異なる照射角度で光を照射する。
【００１７】
トレー３に対してカメラ４と反対側には、透過型暗視野照明装置（第１及び第２の照明手段）７１〜７３が配置されている。各照明装置７１〜７３は、検査軸線Ｌを囲むように円環状に形成されており、トレー３から離れるほど小径となっている。各照明装置７１〜７３は、検査軸線Ｌの方向において互いに所定の隙間をとって配置され、Ｚ軸方向（すなわち、検査軸線Ｌの方向）に移動可能となっている。
【００１８】
各透過型暗視野照明装置７１〜７３には、マトリックス状に複数配置されたＬＥＤ（第１及び第２の光照射部）８１〜８３が設けられており、ＬＥＤ８１〜８３は、トレー３によって支持されたレンズ２に光を照射する。各ＬＥＤ８１〜８３は、照明装置７１〜７３毎に、トレー３によって支持されたレンズ２に対する照射角度（検査軸線Ｌと各ＬＥＤ８１〜８３の光軸とがなす鋭角側の角度）がトレー３から離れるほど小さくなるように設置されている。つまり、各ＬＥＤ８１〜８３は、照明装置７１〜７３毎に、トレー３によって支持されたレンズ２に対して異なる照射角度で光を照射する。
【００１９】
欠陥検査装置１は、装置全体を制御する制御装置１１と、カメラ４によって捉えられた像や検査結果等を表示する表示装置１２と、を備えている。制御装置１１は、トレー３のＸ軸及びＹ軸方向への移動並びにＺ軸周りの回転、カメラ４のＺ軸方向への移動、各照明装置５１〜５４，７１〜７３のＺ軸方向への移動を制御する。また、制御装置１１は、各照明装置５１〜５４，７１〜７３，９による照明が１装置ずつ選択的に行なわれるように制御する。更に、制御装置１１は、各照明装置５１〜５４，７１〜７３においてＬＥＤ６１〜６４，８１〜８３の点灯が所定の数ずつ順次行なわれるように、或いは全数同時に行われるように制御する。
【００２０】
以上のように構成された欠陥検査装置１の動作について説明する。
【００２１】
レンズ２のカメラ４側の表面における欠陥を検査する場合には、各反射型暗視野照明装置５１〜５４による照明が１装置ずつ選択的に行なわれる。このとき、トレー３がＸ軸及びＹ軸方向に移動させられると共にＺ軸周りに回転させられつつ、カメラ４がＺ軸方向に移動させられることで、レンズ２のカメラ４側の表面全体にカメラ４のピントが合わされる。これにより、レンズ２のカメラ４側の表面がカメラ４によって撮像され、レンズ２に表面欠陥が存在すれば、その表面欠陥の散乱光像がカメラ４によって確実に捉えられることになる。
【００２２】
なお、レンズ２の高曲率面に対しては、レンズ２に対する照射角度が大きいＬＥＤ６１を有する反射型暗視野照明装置５１による照明を行なうことが好ましく、レンズ２の低曲率面に対しては、レンズ２に対する照射角度が小さいＬＥＤ６４を有する反射型暗視野照明装置５４による照明を行なうことが好ましい。レンズ２のカメラ４側の表面に対しては反射型暗視野照明を行なうことから、表面欠陥による散乱光のみがカメラ４に入射するようにするためである。
【００２３】
一方、レンズ２の表面及び内部における欠陥を検査する場合には、各透過型暗視野照明装置７１〜７３による照明が１装置ずつ選択的に行なわれる。このとき、トレー３がＸ軸及びＹ軸方向に移動させられると共にＺ軸周りに回転させられつつ、カメラ４がＺ軸方向に移動させられることで、レンズ２の表面及び内部全体にカメラ４のピントが合わされる。これにより、レンズ２の表面及び内部がカメラ４によって撮像され、レンズ２に表面欠陥や内部欠陥が存在すれば、その表面欠陥や内部欠陥の散乱光像がカメラ４によって確実に捉えられることになる。
【００２４】
なお、高ＮＡのレンズ２に対しては、レンズ２に対する照射角度が大きいＬＥＤ８１を有する透過型暗視野照明装置７１による照明を行なうことが好ましく、低ＮＡのレンズ２に対しては、レンズ２に対する照射角度が小さいＬＥＤ８３を有する透過型暗視野照明装置７３による照明を行なうことが好ましい。レンズ２の表面及び内部に対しては透過型暗視野照明を行なうことから、表面欠陥や内部欠陥による散乱光のみがカメラ４に入射するようにするためである。
【００２５】
ところで、被検査物の表面に凹凸が存在するような場合には、各照明装置５１〜５４，７１〜７３においてＬＥＤ６１〜６４，８１〜８３の点灯を所定の数ずつ順次行なうことが好ましい。凹凸によって所定の部分が影になるのを防止して、被検査物の表面全体において表面欠陥の散乱光像を確実に捉えることができるからである。また、レンズ２の表面及び内部における欠陥を検査する場合には、透過型明視野照明装置９による照明を行ってもよい。更に、検査軸線Ｌ上にカメラ４と交互に配置される顕微鏡を設けてもよい。この場合、カメラ４によって欠陥の位置を特定した後に、顕微鏡によってその欠陥の形状や大きさ、種類等をより一層詳細に検査することが可能となる。
【００２６】
以上説明したように、欠陥検査装置１においては、検査軸線Ｌ上に支持されたレンズ２は、レンズ２に対して異なる照射角度で光を照射するＬＥＤ６１〜６４を有する反射型暗視野照明装置５１〜５４よって１装置ずつ順次照明され、カメラ４によって撮像される。同様に、検査軸線Ｌ上に支持されたレンズ２は、レンズ２に対して異なる照射角度で光を照射するＬＥＤ８１〜８３を有する透過型暗視野照明装置７１〜７３よって１装置ずつ順次照明され、カメラ４によって撮像される。このように、レンズ２に対する光の照射角度が変化されてレンズ２が撮像されるため、欠陥の形状や大きさ、種類等によらず、欠陥の散乱光像を明確に捉えることが可能となる。
【００２７】
また、欠陥検査装置１においては、各反射型暗視野照明装置５１〜５４は、Ｚ軸方向において互いに所定の隙間をとって配置され、Ｚ軸方向に移動可能となっている。同様に、各透過型暗視野照明装置７１〜７３は、Ｚ軸方向において互いに所定の隙間をとって配置され、Ｚ軸方向に移動可能となっている。これにより、各照明装置５１〜５４，７１〜７３による照明状態を微調整することができ、欠陥の散乱光像をより一層明確に捉えることが可能となる。
【００２８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、被検査物はレンズに限定されず、被検査物の形状は、段差が存在するものやフラットなものであってもよいし、被検査物の材料は、金属等であってもよい。この場合には、反射型暗視野照明装置による照明下で被検査物のカメラ側の表面がカメラによって撮像される表面欠陥検査のみが可能である。また、Ｚ軸方向におけるカメラ４の移動に代えて、カメラ４にズーム機構を採用して、レンズ２の表面や内部にカメラ４のピントを合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る欠陥検査装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…欠陥検査装置、２…レンズ（被検査物）、３…トレー（支持手段）、４…カメラ（撮像手段）、５１〜５４…反射型暗視野照明装置（第１及び第２の照明手段）、７１〜７３…透過型暗視野照明装置（第１及び第２の照明装置）、６１〜６４，８１〜８３…ＬＥＤ（第１及び第２の光照射部）、Ｌ…検査軸線。
【図１】
2009085883.tif 000003