(57)【要約】【課題】ワークを保持部などの保持機構で保持した状態であっても、誤認識なくワークの良否判定を行う。【解決手段】検査装置１では、ワーク２を照明する円環状の光源部３３を有する照明部３と、ワーク２を撮影する撮影部４とが設けられ、ワーク２を保持する保持部５が、照明部３と撮影部４との間に固定もしくは移動可能に配され、照明部３の光源部３３からワーク２に照射した光の照射方向上から外れた位置に、撮影部４が配されている。そして、ワーク２に異物を含む不確定な物がある場合、光源部３３からワーク２に照明した光は、異物を含む不確定な物によりその光路が変更されて撮影部４にて撮影される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象となるワークを検査する検査装置において、
ワークを照明する円環状の光源部を有する照明部と、ワークを撮影する撮影部とが設けられ、
ワークを保持する保持部が、前記照明部と撮影部との間に固定もしくは移動可能に配され、
前記照明部の前記光源部からワークに照射した光の照射方向上から外れた位置に、前記撮影部が配され、
ワークに異物を含む不確定な物がある場合、前記光源部からワークに照射した光は、異物を含む不確定な物によりその光路が変更されて前記撮影部にて撮影されることを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記撮影部は、赤色より短い波長の光の撮影を対象とすることを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の検査装置において、
異物の判別について、不確定な物がワークに存在し、その不確定な物が長径２０μｍ以上の場合、不確定な物を異物と判別することを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の検査装置において、
前記光源部は、前記保持部に保持したワークに対して角度を有した指向性の光を照射することを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の検査装置において、
前記照明部は、貫通孔を有する筒状体からなり、
前記照明部の、前記撮影部が配された側と対向する反対側の位置に、ワークに対して傾斜して配された防止板が設けられ、
前記貫通孔を介して、前記撮影部と前記防止板とが対面することを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の検査装置において、
前記防止板は、黒板であることを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の検査装置において、
前記撮影部での撮影は、モノクロ撮影であり、
前記撮影部は、単波長の光の撮影を対象とすることを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１つに記載の検査装置において、
前記光源部は、ＬＥＤからなることを特徴とする検査装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のうちいずれか１つに記載の検査装置において、
前記光源部は、ハロゲンからなり、
前記照明部もしくは前記撮影部の少なくともいずれか一方に、前記光源からの光を赤より短い波長の光に選別するフィルタが設けられたことを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか１つに記載の検査装置において、
前記照明部には、前記光源部から照射する光の照射方向前面に、光の照射を拡散する拡散フィルタが設けられたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象となるワークの検査を行う検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検査対象となるワークの外観検査を行う場合、目視によりそのワークの良否判定を行なっていた。そのため、作業者の熟練度によって目視による良否判定の基準が変わってしまい、ワークの良否判断にバラツキが生じていた。
そこで、現在、画像処理技術の進歩により、ワークを撮影し、撮影された画像を解析することによりワークの良否を判定する検査装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の検査装置は、ワーク表面に傷、ゴミ、又は汚れ等があるか否かを検査する装置であり、ワーク表面に光を照明し反射させて撮影部でその反射した光を撮影する。
【０００４】
具体的に、特許文献１に記載の検査装置によれば、ワーク表面上において傷等がない部位では光が反射し、傷等がある部位では光が乱反射する。したがって、一定の照明下でワークの撮影を行うと、傷等がある部位と、傷等がない部位とで、ワーク表面の明るさが異なって撮影され、この明るさの違いによりワークの良否判定を行う。
【特許文献１】特開２００５−２０１８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した特許文献１に記載の検査装置では、光を反射させて撮影部でその反射した光を撮影するため、撮影部ではワーク表面の反射光だけでなく、ワークを保持固定する保持部で反射した光も撮影される。
【０００６】
そのため、保持部で反射した光もワークの良否判定の光量に影響し、保持部で反射した光をワーク表面で乱反射した光と誤認識する。
【０００７】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、ワークを保持部などの保持機構で保持した状態であっても、誤認識なくワークの良否判定を行う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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる検査装置は、検査対象となるワークを検査する検査装置において、ワークを照明する円環状の光源部を有する照明部と、ワークを撮影する撮影部とが設けられ、ワークを保持する保持部が、前記照明部と撮影部との間に固定もしくは移動可能に配され、前記照明部の前記光源部からワークに照射した光の照射方向上から外れた位置に、前記撮影部が配され、ワークに不確定な物（異物を含む）がある場合、前記光源部からワークに照射した光は、不確定な物（異物を含む）によりその光路が変更されて前記撮影部にて撮影されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ワークを保持部などの保持機構で保持した状態であっても、誤認識なくワークの良否判定を行うことが可能となる。特に、本発明によれば、前記撮影部と前記照明部とが前記保持部に保持したワークを介して配されているので、前記保持部に保持したワークを基準に、ワークに対して同一方向（同一側の位置）に前記撮影部と前記照明部とが設けられていない。そのため、ワークに照射した光の反射光や、ワークを保持する前記保持部で反射した反射光が、前記撮影部で撮影されることなく、ワークに付着したもしくは形成された全ての異物（傷やゴミやしみなど）を含む不確定な物を発見することが可能となる。また、本発明によれば、前記保持部に保持したワークを基準に、ワークに対して同一方向（同一側の位置）に前記撮影部と前記照明部とが設けられていないため、前記照明部からの照明により前記保持部が白く光るのを防止することが可能となり、この保持部の白発光による異物との誤認識を防止することが可能となる。
【００１０】
前記構成において、前記撮影部は、赤色より短い波長の光の撮影を対象としてもよい。
【００１１】
この場合、赤色のように波長が長いことで前記撮影部による撮影画像の異物の輪郭が曖昧になる（ぼやける）のを抑制して、異物を明確に前記撮影部により撮影することが可能となる。
【００１２】
前記構成において、異物の判別について、不確定な物がワークに存在し、その不確定な物が長径２０μｍ以上の場合、不確定な物を異物と判別してもよい。
【００１３】
この場合、画素による異物判別ではなく不確定な物の寸法により異物を判別することで、異物の判別の精度を高めることが可能となる。
【００１４】
前記構成において、前記光源部は、前記保持部に保持したワークに対して角度を有した指向性の光を照射してもよい。
【００１５】
この場合、前記照明部からの光が前記撮影部に直接照射することはなくワークに光を当ててもワーク自体を光らせるものでない。そのため、ワークに異物を含む不確定な物が存在する場合のみ、異物を含む不確定な物を光らせることが可能となり、異物の確認を容易に行うことが可能となる。
【００１６】
前記構成において、前記照明部は貫通孔を有する筒状体からなり、前記照明部の、前記撮影部が配された側と対向する反対側の位置に、ワークに対して傾斜して配された防止板が設けられ、前記貫通孔を介して、前記撮影部と前記防止板とが対面してもよい。
【００１７】
この場合、ワークに照射してワークで反射した光が前記撮影部に撮影されるのを防ぐことが可能となる。
【００１８】
前記構成において、前記防止板は、黒板であってもよい。
【００１９】
この場合、前記撮影部における撮影エリア（視野）を黒にすることが可能となる。
【００２０】
前記構成において、前記撮影部での撮影はモノクロ撮影であり、前記撮影部は単波長の光の撮影を対象としてもよい。
【００２１】
この場合、モノクロ撮影であっても、異物を含む不確定な物の寸法を明確にすることが可能となり、設備コストを低減させることが可能となる。
【００２２】
前記構成において、前記光源部は、ＬＥＤからなってもよい。
【００２３】
この場合、照明寿命が長く、出力の低下がなく、安定した照明を行うことが可能となる。
【００２４】
前記構成において、前記光源部は、ハロゲンからなり、前記照明部もしくは前記撮影部の少なくともいずれか一方に、前記光源からの光を赤より短い波長の光に選別する（フィルタリングする）フィルタが設けられてもよい。
【００２５】
この場合、可視光線を発するハロゲンであっても、異物を含む不確定な物の外形を明確にすることが可能となる。さらに、可視光線のうち赤色のように波長が長いことで前記撮影部による撮影画像の異物の輪郭が曖昧になる（ぼやける）のを抑制して、異物を明確に前記撮影部により撮影することが可能となる。
【００２６】
前記構成において、前記照明部には、前記光源部から照射する光の照射方向前面に、光の照射を拡散する拡散フィルタが設けられてもよい。
【００２７】
この場合、前記拡散フィルタが設けられるので、ワークに異物を含む不確定な物がある場合、その不確定な物への光の照射によるギラツキを抑えることができ、その結果、不確定な物の外形（輪郭）を明瞭にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にかかる検査装置によれば、ワークを保持部などの保持機構で保持した状態であっても、誤認識なくワークの良否判定を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施例では、検査対象となるワークとして光学部品であるフィルタに本発明を適用した場合を示す。
【実施例】
【００３０】
本実施例にかかる検査装置１は、透過方式を採用しており、検査対象となるワークに異物があるか否かの検査を行うものである。
【００３１】
具体的に、検査装置１には、図１に示すように、ワーク２を照明する照明部３と、ワーク２を撮影する撮影部４と、ワーク２を保持する保持部５とが設けられ、撮影部４に情報処理装置６が有線にて接続されている。
【００３２】
照明部３は、図１，２に示すように、貫通孔３１を有する筒状体からなり、貫通孔３１のうち、その内壁面３２の平面視上方部分が、平面視下方に向けて勾配を有するテーパー状に成形されている。このテーパー成形された内壁面３２の平面視上方部分には、平面視円環状の光源部３３が設けられ、光源部３３は、複数のＬＥＤが上下２段複数列に配されて構成される。また、複数のＬＥＤは、それぞれテーパー成形された傾斜角度に対して垂直方向に光を照射する（図１の一点鎖線方向への照射）。すなわち、光源部３３は、保持部５に保持したワーク２に対して角度を有した指向性（図１の一点鎖線方向）の光を照射する。
【００３３】
また、この照明部３には、その光源部３３から照射する光の照射方向前面であって、テーパー状に成形された内壁面３２の平面視上部分と面するように、光の照射を拡散する拡散フィルタ３４が設けられている（取り付けられている）。この拡散フィルタ３４は、平面視外周縁と平面視内周縁を有する円盤状体からなる。このように、拡散フィルタ３４が取り付けられることで、ワーク２に異物を含む不確定な物がある場合、その不確定な物への光の照射によるギラツキを抑えることができ、その結果、不確定な物の外形（輪郭）を明瞭にすることができる。
【００３４】
撮影部４は、モノクロ撮影を行うカメラが設けられ、このカメラはシームレスズームレンズを用いている。そして、この撮影部４は、赤色より短い波長の光の撮影を対象とし、特に単波長の光の撮影を対象とすることが望まれる。なお、本実施例では青色の単波長の光を撮影の対象としている。
【００３５】
保持部５は、検査装置１に固定され、照明部３と撮影部４との間に配されている。この保持部５は、ワーク２をその側面を圧接することでワーク２を固定保持するものである。
【００３６】
情報処理装置６では、撮影部４で撮影した画像を演算処理し、ワーク２に異物があるか否かの検査を行うだけでなく、ワーク２に何か物（不確定な物）が写っている場合、この不確定な物が予め設定した寸法以上であるか否かを計測し、この計測の結果、予め設定した寸法以上である場合、この不確定な物を異物として判別し、判別された異物を付着もしくは形成したワーク２を不良品と判別する。なお、本実施例では、異物と判別する基準の寸法を、長径２０μｍ以上とし、長径２０μｍ以上と計測した場合、その不確定な物を異物と判別する。
【００３７】
上記した検査装置１では、保持部５に保持したワーク２が照明部３と撮影部４との間に配されている。また、照明部３の光源部３３からワーク２に照射した光の照射方向から外れた位置に、撮影部４が配されている。
【００３８】
また、検査装置１には、照明部３の、平面視下方に、ワーク２を保持した保持部５に対して傾斜して（具体的に、本実施例では約４５度傾斜して）配された防止板７が設けられている。すなわち、この防止板７は、照明部３の撮影部４が配された側と対向する反対側の位置に設けられている。この防止板７は、光沢のある黒板からなり、照明部３の貫通孔３１を介して撮影部４と対面する。この防止板７によれば、ワーク２やワーク２を保持する保持部５において反射した光（図１の二点鎖線方向）を撮影部４以外の方向に導く（反射させる）。
【００３９】
上記した構成を有する検査装置１では、保持部５に保持されたワーク２に異物を含む不確定な物がある場合、光源部３３からワーク２に照射（照明）した光は、異物を含む不確定な物によりその光路が変更されて撮影部４にて撮影され、それ以外の光は、撮影部４に照射することなく撮影部４のカメラに写らない。ここでいう光路の変更とは、光が異物を含む不確定な物により屈折したり、反射したりすることをいう。
【００４０】
なお、上記した検査装置１では、撮影部４（カメラのレンズ端面）からワークまでの最短距離が９０ｍｍに設定され、ワーク２から照明部３の光源部３３までの最短距離が３０ｍｍに設定されている。この設定は、異物を含む不確定な物がないワーク２を介した照明部３の光源部３３からの光の照明方向（射出方向）に、撮影部４のカメラが存在しない設定であり、この数値は本実施例に限るものであり、本設定に限定されるものではない。すなわち、異物を含む不確定な物がないワーク２に、照明部３の光源部３３からの光を照明した場合、撮影部４のカメラに光が入らない設定であればよい。
【００４１】
上記したように、本実施例にかかる検査装置１によれば、ワーク２を保持部５などの保持機構で保持した状態であっても、誤認識なくワーク２の良否判定を行うことができる。
【００４２】
特に、本実施例によれば、撮影部４と照明部３とが保持部５に保持したワーク２を介して配されているので、保持部５に保持したワーク２を基準に、ワーク２に対して同一方向（同一側の位置）に撮影部４と照明部３とが設けられていない。そのため、ワーク２に照射した光の反射光（図１のニ点鎖線方向）や、ワーク２を保持する保持部５で反射した反射光が、撮影部４で撮影されることなく、ワーク２に付着したもしくは形成された全ての異物（傷やゴミやしみなど）を含む不確定な物を発見することができる。
【００４３】
また、本実施例によれば、保持部５に保持したワーク２を基準に、ワーク２に対して同一方向（同一側の位置）に撮影部４と照明部３とが設けられていないため、照明部３からの照明により保持部５が白く光るのを防止することができ、この保持部５の白発光による異物を含む不確定な物との誤認識を防止することができる。
【００４４】
また、照明部３の、撮影部４が配された側と対向する反対側の位置に、ワーク２に対して傾斜して配された防止板７が設けられ、貫通孔３１を介して撮影部４と防止板７とが対面するので、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に撮影されるのを防ぐことができる。
【００４５】
また、防止板７は黒板であるので、撮影部４における撮影エリア（視野）を黒にすることができる。
【００４６】
また、光源部３３は、複数のＬＥＤであるので、照明寿命が長く、出力の低下がなく、安定した照明を行うことができる。
【００４７】
また、撮影部４は赤色より短い波長の光の撮影を対象とするので、赤色のように波長が長いことで撮影部４による撮影画像の異物を含む不確定な物の輪郭が曖昧になる（ぼやける）のを抑制して、異物を明確に撮影部４により撮影することができる。
【００４８】
また、本実施例では、異物の判別について、長径２０μｍ以上の場合、異物と判別するので、画素による異物判別ではなく異物を含む不確定な物の寸法により異物を判別することで、異物の判別の精度を高めることができる。
【００４９】
また、光源部３３は、保持部５に保持したワーク２に対して角度を有した指向性の光を照射するので、照明部３からの光が撮影部４に直接照射することはなくワーク２に光を当ててもワーク２自体を光らせるものでない。そのため、ワーク２に異物が存在する場合のみ、異物を含む不確定な物を光らせることができ、異物の確認を容易に行うことができる。
【００５０】
また、撮影部４での撮影はモノクロ撮影であり、撮影部４は単波長の光の撮影を対象とするので、モノクロ撮影であっても異物を含む不確定な物の寸法を明確にすることができ、設備コストを低減させることができる。
【００５１】
なお、本実施例では、検査対象となるワーク２として光学部品であるフィルタに本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、本実施例にかかる透過方式の検査装置１において検査可能なものであれば、他の光学部品（例えば、光学レンズ）であってもよい。
【００５２】
また、本実施例では、検査対象となるワーク２として光学部品であるフィルタに本発明を適用したが、光学部品に限定されるものではなく、本実施例にかかる透過方式の検査装置１において検査可能なものであれば、例えば水晶振動子に用いる水晶ウエハや、電子部品のパッケージなど他の部品（ワーク）であってもよい。
【００５３】
また、本実施例では、検査装置１に保持部５が設けられているが、保持部の形態はこれに限定されるものではなく、当該検査装置１に保持部５を固定して設けずに、当該検査装置１にワーク２を搬送する搬送装置に設けた保持部であってもよい。例えば、当該検査装置１をワーク２の製造装置の一つとして設けたシステムを構築し、このシステムにおいて、ワーク２を、当該検査装置１を含む複数の製造装置に搬送するための搬送装置に設けた保持部であってもよい。すなわち、ワーク２を保持する保持部５が、照明部３と撮影部４との間に固定もしくは移動可能に配されていればよい。
【００５４】
また、本実施例では、撮影部４に情報処理装置６が有線にて接続されているが、これに限定されるものではなく、撮影部４に情報処理装置６が無線にて接続されていてもよい。
【００５５】
また、本実施例では、様々なサイズのワーク２の検査を可能とするために好適な例としてカメラにシームレスズームレンズを用いているが、これに限定されるものではなく、単焦点のレンズを用いてもよい。
【００５６】
また、本実施例では、様々なサイズのワーク２の検査に対応させるためにカメラにシームレスズームレンズを用いているが、これに限定されるものではなく、単に予め設定された倍率のズームレンズを用いてもよい。
【００５７】
また、本実施例では、設備コストを低減させることを目的としてモノクロ撮影を行うカメラを用いているが、これに限定されるものではなく、カラー撮影を行うカメラを用いてもよい。
【００５８】
また、本実施例では、保持部５は、ワーク２をその側面を圧接することでワーク２を固定保持しているが、これに限定されるものではなく、ワーク２を固定保持できる機構であれば、例えば、ワーク２の外周側面を挟持するものであってもよい。
【００５９】
また、本実施例では、防止板７に光沢のある黒板を用いているが、これに限定されるものではなく、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に写らないように設定されたものであればよく、例えば、防止板７周りを暗視野環境にして防止板７に鏡板を用いてもよい。また、本実施例では、防止板７は、ワーク２を保持した保持部５に対して約４５度傾斜して配しているが、これに限定されるものではなく、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に写らないように傾斜角度を設定すればよい。
【００６０】
また、本実施例では、防止板７に、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に写らないように傾斜角度を設定した黒板を用いているが、ワーク２や保持部５で反射した光が撮影部４に写らないように光を吸収するものであってもよい。
【００６１】
また、本実施例では、複数のＬＥＤが上下２段複数列に配されて構成されているが、ＬＥＤの配列はこれに限定されるものではなく、平面視円環状の光源部３３であってＬＥＤから照射する光が直接撮影部４のカメラのレンズに入らないようにＬＥＤからの指向性を設定すれば他の形態（他の個数や配置）であってもよい。
【００６２】
また、本実施例では、光源部３３にＬＥＤを用いた照明部３を検査装置１に設けているが、光源部３３はこれに限定されるものではなく、例えば、図３に示すような光源部３３にハロゲンを用いた照明部３であってもよい。
【００６３】
図３に示す照明部３は、光源部３３にファイバガイド（図示省略）を使って光を照射するハロゲン（図示省略）を用いている。また、この照明部３には、ハロゲンからの光をファイバガイドを介してワーク２に照射するための光の経路上であって照明部３の筐体に円環状の間隙３５が形成されている。なお、この図３に示す照明部３に、図２に示す拡散フィルタ３４を設けてもよい。
【００６４】
また、この図３に示す照明部３では、間隙３５もしくはハロゲンからの光の経路上に、光源部３３からの光を赤より短い波長の光に選別（フィルタリング）するフィルタ（図示省略）が設けられている。この場合、赤色を含む可視光線を発するハロゲンであっても、波長を選別することで異物の外形を明確にすることができる。さらに、可視光線のうち赤色のように波長が長いことで撮影部４による撮影画像の異物の輪郭が曖昧になる（ぼやける）のを抑制して、異物を明確に撮影部４により撮影することができる。なお、本例では、間隙３５もしくはハロゲンからの光の経路上にフィルタが設けられているが、フィルタの設置位置は、これに限定されるものではなく、光が撮影部４に入る前であればよいので、撮影部４（例えばカメラのレンズ直前）にフィルタを設けてもよい。
【００６５】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明にかかる検査装置は、光学材料や電子部品などの検査に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、本実施例にかかる検査装置と情報処理装置との関係を示した概略構成図である。
【図２】図２は、本実施例にかかる照明部の概略構成斜視図である。
【図３】図３は、本実施例の他の例にかかる照明部の概略構成斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  検査装置
２  ワーク
３  照明部
３１  貫通孔
３２  内壁面
３３  光源部
３５  間隙
４  撮影部
５  保持部
６  情報処理装置
７  防止板
【図１】
2009162492.tif 000003
【図２】
2009162492.tif 000004
【図３】
2009162492.tif 000005