JPH09210656A - Inspection device - Google Patents
Inspection deviceInfo
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- JPH09210656A JPH09210656A JP8228163A JP22816396A JPH09210656A JP H09210656 A JPH09210656 A JP H09210656A JP 8228163 A JP8228163 A JP 8228163A JP 22816396 A JP22816396 A JP 22816396A JP H09210656 A JPH09210656 A JP H09210656A
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- JP
- Japan
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- image
- inspected
- light
- defect
- inspection
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- Pending
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- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 円形の被検査面上に模様(パターン)が描か
れたものの欠陥検査を、高速でかつ安定した検出精度が
得られ、安いコストで欠陥検査処理が行える検査装置を
得る。
【解決手段】 所定パターンが設けられた円形の被検査
面上の欠陥を検査する検査装置において、被検査面上の
パターンの像を結像する結像光学系と、被検査面からの
光を1次元的に検出する光検出手段と、被検査面の像と
光検出手段とを該結像面内で相対的に回転させる回転手
段と、被検査面の像が光検出手段に対して相対回転した
ときに光検出手段から得られる信号に基づいて被検査面
の画像を形成する画像取得手段と、画像取得手段で得ら
れた画像と、あらかじめ記憶されている画像情報とを比
較することによって被検出面上の欠陥を検出する欠陥検
出手段とを有する検査装置。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a defect inspection of a pattern having a pattern drawn on a circular surface to be inspected at high speed and with stable detection accuracy, and to perform a defect inspection process at a low cost. To get In an inspection device for inspecting a defect on a circular inspection surface provided with a predetermined pattern, an imaging optical system for forming an image of the pattern on the inspection surface and a light from the inspection surface are provided. Light detecting means for one-dimensionally detecting, rotating means for relatively rotating the image of the surface to be inspected and the light detecting means within the image plane, and the image of the surface to be inspected relative to the light detecting means. By comparing the image obtained by the image acquisition unit that forms an image of the surface to be inspected based on the signal obtained from the light detection unit when rotated, with the image information stored in advance, An inspection apparatus having defect detection means for detecting a defect on a surface to be detected.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、円盤状の被検物の
被検査面上の欠陥を検査する欠陥検査装置に関し、特に
表面に模様のある歯車や座金、表面に文字や図柄の描か
れたCDやレコードやコイン、表面に模様の描かれた半
導体ウエハ、瓶や缶の蓋等、円盤状の物体で表面に模様
やパターン等が描かれた表面上の傷、汚れ、模様のず
れ、中心に設けられた穴の位置のずれなどの欠陥を検査
する装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect inspection apparatus for inspecting defects on a surface to be inspected of a disc-shaped inspected object, and in particular, a gear or washer having a pattern on the surface and characters or a pattern drawn on the surface. CDs, records, coins, semiconductor wafers with patterns on the surface, lids of bottles and cans, etc. scratches, stains, pattern shifts on the surface with patterns and patterns drawn on the surface with disk-shaped objects, The present invention relates to an apparatus for inspecting a defect such as displacement of a hole provided at the center.
【0002】[0002]
【従来の技術】今日、円盤状の被検物の被検査面上の欠
陥を検査する欠陥検査装置に関し、特に表面に模様のあ
る歯車や座金、表面に文字や図柄の描かれたCDやレコ
ードやコイン、表面に模様の描かれた半導体ウエハ、瓶
や缶の蓋等、円盤状の物体で表面に模様やパターン等が
描かれた表面上の傷、汚れ、模様のずれ、中心に設けら
れた穴の位置のずれなどの欠陥を検査する際は、例えば
製造ラインの検査行程において、主に検査者の目視によ
って検査が行われていた。2. Description of the Related Art Today, a defect inspecting apparatus for inspecting a disc-shaped inspected object for defects on a surface to be inspected, particularly a CD or record having a gear or washer having a pattern on the surface and characters or a pattern drawn on the surface. , Coins, semiconductor wafers with patterns drawn on the surface, bottles, can lids, etc. When inspecting for defects such as the displacement of the hole position, for example, in the inspection process of the manufacturing line, the inspection is performed mainly by the visual inspection of the inspector.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前述のような目視によ
る検査は、熟練した技術を有する。また、大量に流れて
くる検査物を長時間検査しなければならず、検査者の疲
労による欠陥の見落としや見間違い等を起こし、正確な
検査が行われてはいなかった。また、複数人を一定時間
ごとに交代するとしても人件費によるコストがかかる。The above-described visual inspection has a skilled technique. In addition, a large amount of inspected objects must be inspected for a long time, which causes the inspector to overlook defects or mistakes due to fatigue, and accurate inspection has not been performed. Further, even if a plurality of people are replaced at regular intervals, there is a cost due to personnel costs.
【0004】近年においてはコンピューター技術の発展
により、図9に示すような画像処理技術を利用したする
検査装置も考えられる。これは搬送装置91上に並べら
れた円盤状の被検物92の被検査面を撮像装置(例えば
CCDカメラ等)93にて撮像し、画像処理装置94に
て画像処理し、制御部95に画像信号を出力する。画像
処理を利用した検査装置の場合、検査するためには被検
査面上の模様と欠陥とを区別する必要がある。このた
め、制御部には予め良品の画像を取り込んでおき、実際
に検査したものの画像と良品のものとの違いを比較検査
する方法が一般的である。In recent years, due to the development of computer technology, an inspection apparatus using an image processing technology as shown in FIG. 9 can be considered. This is because the surface to be inspected of the disk-shaped objects to be inspected 92 arranged on the carrying device 91 is imaged by an imaging device (for example, a CCD camera) 93, image processing is performed by the image processing device 94, and the control unit 95 is controlled. Output an image signal. In the case of an inspection apparatus using image processing, it is necessary to distinguish a pattern and a defect on a surface to be inspected for inspection. Therefore, it is a general method that an image of a non-defective product is previously captured in the control unit and the difference between the image of the actually inspected product and that of the non-defective product is compared and inspected.
【0005】しかし、検査物が円盤状の物体で表面に模
様が描かれたもにおいては、画像を取り込んだときに必
ずしも模様が一定の方向を向いているとは限らない。こ
のため、検査物が回転ずれしてしまわないうちに検査す
る、すなわち被検査物を製造する製造装置内部にこの検
査装置を組み込むことが考えられる。しかし製造装置内
部空間の制約上から検査装置の組み込みが不可能なこと
が多い。また、検査物を回転ずれしないように搬送する
方法が考えられるが、搬送装置の機構が複雑になるた
め、コストアップになる。さらに、コンピューター上で
模様の回転を取り去る方法もあるが、高速処理のために
は専用の回路が必要であり検査のスループットが遅くな
り、装置のコストや検査物の種類による処理内容の変更
等の問題がある。However, when the inspection object is a disk-shaped object and the pattern is drawn on the surface, the pattern does not always face a certain direction when the image is captured. For this reason, it is conceivable to inspect the inspection object before it is rotationally displaced, that is, to incorporate the inspection device inside the manufacturing apparatus for manufacturing the inspection object. However, it is often impossible to incorporate the inspection device due to the restriction of the internal space of the manufacturing device. Further, a method of transporting the inspection object without rotation deviation is conceivable, but the mechanism of the transportation device becomes complicated, resulting in an increase in cost. Furthermore, there is a method of removing the rotation of the pattern on a computer, but a dedicated circuit is required for high-speed processing, which lowers the throughput of inspection, and changes in processing contents depending on the cost of equipment and the type of inspection object. There's a problem.
【0006】また、回転ずれによる照明方向の違いも画
像処理による欠陥検査での欠陥の誤検出の要因となる。
特にコインや貨幣のような表面に複雑な模様が刻んであ
る場合、照明方向が異なると全く異なる見え方をしてし
まう。円形の照明も考えられるが、画像処理に必要な模
様の影まで消してしまい、コントラストの低下を招いて
しまう。[0006] Further, the difference in the illumination direction due to the rotational displacement also causes erroneous detection of a defect in a defect inspection by image processing.
In particular, when a complicated pattern is engraved on a surface such as a coin or a coin, a different illumination direction results in a completely different appearance. Circular illumination is also conceivable, but shadows of patterns required for image processing are erased, resulting in a decrease in contrast.
【0007】本発明は上述のごとき問題点に鑑み、円形
の被検査面上に模様(パターン)が描かれた被検査物の
欠陥検査を、被検査面の回転によるパターンの回転に影
響されることなく、高速でかつ安定した検出精度が得ら
れ、簡単な構成でかつ安いコストで欠陥検査処理が行え
る検査装置を得ることを目的とする。In view of the above-mentioned problems, the present invention is capable of effecting the defect inspection of an inspected object in which a pattern (pattern) is drawn on a circular inspected surface due to the rotation of the inspected surface. It is an object of the present invention to provide an inspection apparatus which can obtain a high-speed and stable detection accuracy without any problem, has a simple configuration, and can perform a defect inspection process at a low cost.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明
は、所定のパターンが設けられた円形の被検査面上の欠
陥を検査する検査装置において、被検査面上のパターン
の像を所定の結像面上に結像する結像光学系(131、
133)と、被検査面からの光を結像面内において1次
元的に検出する光検出手段(134)と、被検査面の像
と光検出手段とを結像面内で相対的に回転させる回転手
段(132)と、被検査面の像が光検出手段に対して相
対回転したときに光検出手段から得られる信号に基づい
て画像を形成する画像取得手段(14)と、画像取得手
段で得られた画像と、あらかじめ記憶されている画像情
報とを比較することによって被検出面上の欠陥を検出す
る欠陥検出手段(18)とを有することを特徴とする欠
陥検査装置である。According to a first aspect of the present invention, in an inspection apparatus for inspecting a defect on a circular inspection surface provided with a predetermined pattern, an image of the pattern on the inspection surface is predetermined. Imaging optical system (131,
133), a light detecting means (134) for one-dimensionally detecting the light from the surface to be inspected in the image plane, and an image of the surface to be inspected and the light detecting means are relatively rotated in the image plane. Rotating means (132), an image acquiring means (14) for forming an image based on a signal obtained from the light detecting means when the image of the surface to be inspected is relatively rotated with respect to the light detecting means, and the image acquiring means. The defect inspection apparatus is characterized by having a defect detection means (18) for detecting a defect on a surface to be detected by comparing the image obtained in (1) with image information stored in advance.
【0009】光検出手段は被検査面の像を1次元的に検
出するため、一回で得られる被検査面の情報は1次元的
なものであるが、被検査面の像と光検出手段とを相対的
に回転させて画像取得手段が1次元的な情報を蓄積し、
結果的に被検査面全体の情報を得るのである。このよう
にして得られた画像と、予め記憶しておいた画像とを比
較することにより、円形の被検査面上の欠陥を、検査時
の被検査面の回転位置に係わらず、簡単に検査すること
ができる。Since the light detecting means one-dimensionally detects the image of the surface to be inspected, the information of the surface to be inspected obtained at one time is one-dimensional. However, the image of the surface to be inspected and the light detecting means are one-dimensional. The image acquisition means accumulates one-dimensional information by relatively rotating and
As a result, information on the entire surface to be inspected is obtained. By comparing the image obtained in this way with the previously stored image, defects on the circular inspection surface can be easily inspected regardless of the rotational position of the inspection surface during inspection. can do.
【0010】請求項2記載の本発明は、上述の欠陥検出
手段は、所定パターンが設けられ且つ欠陥が存在しない
被検査面の画像取得手段によって得られた画像が記憶さ
れたメモリを有し、欠陥検査時に得られた画像とメモリ
内に記憶された画像とを比較することにより欠陥を検査
することを特徴とするものである。これは、欠陥のない
良品の被検査面の画像と実際に検査する被検査面の画像
とを比較するもので、欠陥検査を正確に行うことができ
る。According to a second aspect of the present invention, the above-mentioned defect detecting means has a memory in which an image obtained by the image acquiring means of the surface to be inspected in which a predetermined pattern is provided and which has no defect is stored. It is characterized in that the defect is inspected by comparing the image obtained at the time of the defect inspection with the image stored in the memory. This is to compare an image of a non-defective non-defective inspected surface with an image of the inspected surface to be actually inspected, so that the defect inspection can be accurately performed.
【0011】請求項3記載の本発明は、上述の被検査面
を照明するとともに、回転手段による被検査面の像と光
検出手段との相対回転に伴って、被検査面への照明方向
を変化させる照明装置を有することを特徴とするもので
ある。これにより、相対回転する被検査面の像に対して
一定の方向からの照明が実現される。請求項4記載の本
発明は、上述の照明装置は第1偏光光学素子を有し、該
第1偏光光学素子を介して被検査面に照明光を照射し、
結像光学系は第2偏光光学素子を有し、該第2偏光光学
素子を介して被検査面の像を結像面に結像させることを
特徴とするものである。これら偏光光学素子を照明装置
及び結像光学系中に配置することにより、フレア光や乱
反射光等の余分な光の影響を受けずに画像を取得し、欠
陥検査を行うことができる。According to a third aspect of the present invention, in addition to illuminating the surface to be inspected, the direction of illumination to the surface to be inspected is changed by the relative rotation of the image of the surface to be inspected by the rotating means and the light detecting means. It is characterized by having an illuminating device for changing. As a result, the illumination from the fixed direction is realized with respect to the image of the surface to be inspected which is relatively rotated. According to a fourth aspect of the present invention, the illumination device includes a first polarization optical element, and the surface to be inspected is irradiated with illumination light through the first polarization optical element,
The image forming optical system is characterized by having a second polarization optical element and forming an image of the surface to be inspected on the image formation surface via the second polarization optical element. By arranging these polarization optical elements in the illumination device and the imaging optical system, it is possible to acquire an image and perform defect inspection without being affected by extra light such as flare light or diffused reflection light.
【0012】請求項5記載の本発明は、上述の画像取得
手段は、被検査面の像と光検出手段との相対回転量を検
出する回転検出手段と、回転検出手段からの検出信号に
基づいて光検出手段からの信号を蓄積する時間を調整す
る調整手段を有することを特徴とするものである。すな
わち、被検査面の像と光検出手段とが所定量だけ相対回
転するまで被検査面からの光を蓄積する。このことによ
り、検査する物体の種類や被検査面上のパターンの形状
に係わらず、常に検査処理に最適な画像を得ることがで
きる。According to a fifth aspect of the present invention, the above-mentioned image acquisition means is based on rotation detection means for detecting a relative rotation amount between the image of the surface to be inspected and the light detection means, and a detection signal from the rotation detection means. It is characterized in that it has adjusting means for adjusting the time for accumulating the signal from the light detecting means. That is, the light from the surface to be inspected is accumulated until the image on the surface to be inspected and the light detecting means are relatively rotated by a predetermined amount. This makes it possible to always obtain an optimum image for the inspection process regardless of the type of object to be inspected or the shape of the pattern on the surface to be inspected.
【0013】請求項6記載の本発明は、回転手段は結像
光学系の光路中に配置されたイメージローテータであ
り、照明装置は、光源と、光源からの光をイメージロー
テータを介して被検査面上に照射させる照明光学系とを
有し、照明光学系は、該照明光学系の瞳位置、又はその
近傍に配置され、光源からの光のうち照明光学系の光軸
付近の光を遮光し該光軸から偏心した部分領域の光のみ
を通過させる遮光部材を有することを特徴とするもので
ある。According to a sixth aspect of the present invention, the rotating means is an image rotator arranged in the optical path of the imaging optical system, and the illuminating device is a light source and the light from the light source is inspected via the image rotator. An illumination optical system for irradiating the surface, and the illumination optical system is arranged at or near the pupil position of the illumination optical system, and shields the light from the light source near the optical axis of the illumination optical system. A light-shielding member that allows only light in a partial area decentered from the optical axis to pass therethrough is provided.
【0014】照明光学系の瞳位置(瞳面)において、照
明光学系の光軸から偏心した部分領域を通過する光が被
検査面上に対照射されるため、被検査面に対して斜め方
向からの照明(斜光照明)が達成される。そして、この
照明光は回転手段を通過しているため、照明光は光検出
手段に対して相対的に回転する被検査面の像に対して常
に一定の方向からの照明が達成される。At the pupil position (pupil surface) of the illumination optical system, the light passing through the partial area decentered from the optical axis of the illumination optical system is radiated onto the surface to be inspected. Lighting (oblique lighting) is achieved. Since the illumination light has passed through the rotating means, the illumination light is always illuminated from a certain direction with respect to the image of the surface to be inspected, which rotates relative to the light detecting means.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の検査装置の実施形態を、
表面に模様が刻まれたコインの欠陥検査装置を例にして
説明する。図1は本発明の第1の実施形態における検査
装置の概略的な構成を示すブロック図である。被検物で
あるコイン12は不図示のコイン製造装置から搬送装置
(以下“コンベア”と称す)11によって搬送され、検
査装置の撮像部13の下部に配置される。撮像部13か
らの信号は常時画像処理部14に出力されている。ここ
で、コイン12は位置決め装置17によって撮像部の光
軸とコインの中心位置が一致するように位置ぎめされ
る。位置決め装置17によるコイン12の位置ぎめが終
了すると、位置決め装置17は主制御系15に位置決め
終了の信号を出力する。主制御系15はこの信号を受け
ると、画像処理部14に対して画像を取り込むための制
御信号を出力する。画像処理部14はこの制御信号を受
信すると、直ちに撮像部からの画像信号の蓄積を開始し
て画像処理に移る。画像処理部14による画像処理につ
いては後に詳述する。画像処理部14からの画像信号は
欠陥検出部18に入力され、欠陥検出部18は画像処理
された結果に基づいてコイン12が良品であるか否か、
すなわちコイン12の被検査面に傷や汚れ等の結果が存
在するか否かが判定される。この判定結果は主制御系1
5に送られる。主制御系15は検査したコイン12が不
良品である場合は、排出装置16に対して排出信号を発
し、排出装置16はこの排出信号を受けると、不良品の
コインをコンベア11から排出する。欠陥検出部18は
コインの良品、不良品の結果以外に、不良品のコインに
存在する欠陥の種類に関する情報も主制御系15に出力
することができる。主制御系15はこれら欠陥検出部1
8からの情報をメモリに記憶させておく。オペレータが
不図示の端末により主制御系15内のメモリ内の情報を
読み出すことにより、不良率や欠陥の種類等の統計的処
理をすることができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An example of a coin defect inspection device having a pattern carved on the surface will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. A coin 12, which is an object to be inspected, is conveyed by a conveying device (hereinafter, referred to as “conveyor”) 11 from a coin manufacturing device (not shown), and is arranged below the image pickup unit 13 of the inspection device. The signal from the imaging unit 13 is constantly output to the image processing unit 14. Here, the coin 12 is positioned by the positioning device 17 so that the optical axis of the imaging unit and the center position of the coin coincide with each other. When the positioning device 17 finishes positioning the coin 12, the positioning device 17 outputs a positioning completion signal to the main control system 15. Upon receiving this signal, the main control system 15 outputs a control signal for capturing an image to the image processing unit 14. Upon receiving this control signal, the image processing unit 14 immediately starts accumulating the image signal from the imaging unit and shifts to image processing. Image processing by the image processing unit 14 will be described later in detail. The image signal from the image processing unit 14 is input to the defect detection unit 18, and the defect detection unit 18 determines whether or not the coin 12 is a good product based on the result of the image processing.
That is, it is determined whether or not there is a result such as a scratch or stain on the surface to be inspected of the coin 12. This judgment result is the main control system 1
Sent to 5. When the inspected coin 12 is defective, the main control system 15 issues a discharge signal to the discharge device 16. Upon receiving the discharge signal, the discharge device 16 discharges the defective coin from the conveyor 11. The defect detection unit 18 can also output to the main control system 15 information on the types of defects present in the defective coin, in addition to the results of the good and defective coins. The main control system 15 uses these defect detection units 1
The information from 8 is stored in the memory. The operator reads out the information in the memory in the main control system 15 using a terminal (not shown), so that the statistical processing such as the defect rate and the type of the defect can be performed.
【0016】図2は撮像部13の構成を示す斜視図であ
る。前述のように、位置決め装置17は2本の位置決め
棒17aによって機械的にコイン12を位置決めする。
位置決めが終了すると位置決め棒17aをコンベア11
上から退避させる。コイン12は照明装置136によっ
て照明されている。コイン12の像は対物光学系13
1、像回転光学系132、集光光学系133を介して1
次元ラインCCD134上に結像する。対物光学系13
1と集光光学系133によって結像光学系が構成され
る。1次元ラインCCD134の中心は対物光学系13
1、像回転光学系132、集光光学系133からなる撮
像光学系の光軸AX上に配置されている。従って、位置
決めされたコイン12の中心は1次元ラインCCDの中
心に結像する。像回転光学系132は図3に示すように
3枚のミラー132a、132b、132cによって構
成されている。像回転光学系132はこのような構成に
限らず、例えばイメージローテータ(プリズム)であっ
ても良い。FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the image pickup section 13. As described above, the positioning device 17 mechanically positions the coin 12 with the two positioning rods 17a.
When the positioning is completed, the positioning rod 17a is moved to the conveyor 11
Evacuate from above. The coin 12 is illuminated by the illumination device 136. The image of the coin 12 is the objective optical system 13.
1 through the image rotation optical system 132 and the condensing optical system 133
An image is formed on the dimension line CCD 134. Objective optical system 13
1 and the condensing optical system 133 form an imaging optical system. The center of the one-dimensional line CCD 134 is the objective optical system 13.
1, the image rotation optical system 132 and the condensing optical system 133 are arranged on the optical axis AX of the imaging optical system. Therefore, the center of the positioned coin 12 is imaged at the center of the one-dimensional line CCD. The image rotation optical system 132 is composed of three mirrors 132a, 132b and 132c as shown in FIG. The image rotation optical system 132 is not limited to such a configuration and may be, for example, an image rotator (prism).
【0017】像回転光学系132は不図示のモータによ
って光軸AXを中心に一定速度で回転する。従ってミラ
ー132a〜132cは一体に回転することになる。像
回転光学系132が回転することにより、1次元ライン
CCD134上に結像されるコイン12の像も回転す
る。像回転光学系132が半周(180°)回転する
と、1次元ラインCCD134上に結像されるコイン1
2の像は1周(360°)回転する。従って、像回転光
学系132が1周(360°)回転するとコイン12の
像は2周(720°)回転する。像回転光学系132の
回転はロータリーエンコーダ137によって検出され
る。ロータリーエンコーダ137は像回転光学系の回転
量に比例した数のパルス信号を電気回路138に出力す
る。電気回路138は1次元ラインCCD134から出
力される信号(電荷)をホールドするとともに、ロータ
リーエンコーダ137が所定のパルス数をカウントした
時点で画像処理部14に画像信号を転送する。そして、
再びロータリーエンコーダ137が所定のパルス数をカ
ウントするまで、1次元ラインCCD134からの信号
をホールドする。この電気回路による信号(電荷)のホ
ールド時間は使用者が主制御系を介して調整することが
できる。この時間間隔を調整することにより、検査する
物体の種類や被検査面上のパターンの形状に応じて画像
取得条件を変えることができ、常に検査処理に最適な画
像を得ることができる。The image rotation optical system 132 is rotated at a constant speed about the optical axis AX by a motor (not shown). Therefore, the mirrors 132a to 132c rotate together. As the image rotating optical system 132 rotates, the image of the coin 12 formed on the one-dimensional line CCD 134 also rotates. When the image rotation optical system 132 rotates a half turn (180 °), the coin 1 imaged on the one-dimensional line CCD 134.
The image of 2 rotates one round (360 °). Therefore, when the image rotation optical system 132 rotates once (360 °), the image of the coin 12 rotates twice (720 °). The rotation of the image rotation optical system 132 is detected by the rotary encoder 137. The rotary encoder 137 outputs to the electric circuit 138 a pulse signal whose number is proportional to the amount of rotation of the image rotation optical system. The electric circuit 138 holds the signal (charge) output from the one-dimensional line CCD 134 and transfers the image signal to the image processing unit 14 when the rotary encoder 137 counts a predetermined number of pulses. And
The signal from the one-dimensional line CCD 134 is held until the rotary encoder 137 counts a predetermined number of pulses again. The user can adjust the hold time of the signal (charge) by this electric circuit via the main control system. By adjusting this time interval, it is possible to change the image acquisition conditions according to the type of object to be inspected and the shape of the pattern on the surface to be inspected, and it is possible to always obtain the optimum image for the inspection process.
【0018】また、照明装置136内部に第1偏光板を
設け、この第1偏光板を介して照明光をコイン12に照
射し、かつ集光光学系133内部にも第2偏光板を設
け、この第2偏光板を介してパターンの像を1次元ライ
ンCCD上に結像するようにしても良い。これらの偏光
板によってコイン12上のパターンは高いコントラスト
で結像面上に結像することができる。Further, a first polarizing plate is provided inside the illuminating device 136, the coin 12 is irradiated with the illumination light through the first polarizing plate, and a second polarizing plate is also provided inside the condensing optical system 133. An image of the pattern may be formed on the one-dimensional line CCD via the second polarizing plate. With these polarizing plates, the pattern on the coin 12 can be imaged on the image plane with high contrast.
【0019】また、図2に示すように照明装置136は
対物光学系131の先端部分に設けられた回転部139
に固設されている。回転部139は対物光学系131に
対して不図示のモータによって光軸AXを中心に一定速
度で回転するため、照明装置136も光軸AXを中心に
回転する。像回転光学系132の回転と照明装置136
の回転とは回転制御系135によって制御されている。
回転制御系135は、像回転光学系132が1周回転す
ると照明装置136が倍の2周回転するように制御して
いる。このような回転制御により、回転するコイン12
の像に対して一定の方向からの照明が実現される。この
ことについて図4を用いて説明する。Further, as shown in FIG. 2, the illuminating device 136 has a rotating portion 139 provided at the tip of the objective optical system 131.
It is fixed to. Since the rotation unit 139 rotates at a constant speed around the optical axis AX by a motor (not shown) with respect to the objective optical system 131, the illumination device 136 also rotates around the optical axis AX. Rotation of image rotation optical system 132 and illumination device 136
Is controlled by the rotation control system 135.
The rotation control system 135 controls the illuminating device 136 to rotate twice as many times as the image rotating optical system 132 makes one rotation. By such rotation control, the coin 12 that rotates
Illumination from a certain direction is realized for the image of. This will be described with reference to FIG.
【0020】図4の左側は撮像部13を上方からみたと
きの検査物体(コイン)12、ミラー132b、照明装
置136の位置関係を時系列的に示し、それに対応して
右側には1次元ラインCCD上に結像されるコイン12
の像と照明装置との関係を示す。図4の左側に示すよう
に、ミラー132bが1/8周、1/4周する間に、照
明装置136は1/4周、1/2周する。ミラー132
bが1/4周すると、1次元ラインCCD上の像は1/
2周回転する。ここで、1次元ラインCCDとコインの
像と照明装置の照明方向との関係を見てみると、位置的
に固定された1次元ラインCCDに対してコインの像が
回転するのに対し、照明装置の照明方向は、1次元ライ
ンCCDに対して所定の一方の方向から像を照明してい
ることになる。すなわち、図5に示すように、位置的に
固定された1次元ラインCCD134と照明装置136
に対して、コイン12(又はコイン12の像でもよい)
を回転させることと同じことになる(実際にはコイン1
2を回転させず、像回転光学系によってコインの像を回
転させている)。このことによって、1次元ラインCC
Dによって得られる画像の、照明装置の照明方向の影響
を軽減させることができる。具体的には、照明方向の違
いによって生じるパターン(模様)の影の出来方の違
い、照明ムラの影響を無くし、画像処理精度を高めるこ
とができる。特に、コインの表面にレリーフや溝、穴等
があるものについては影をつけることにより高いコント
ラストの安定した画像が得られる。The left side of FIG. 4 shows the positional relationship among the inspection object (coin) 12, the mirror 132b, and the illuminating device 136 when the image pickup unit 13 is viewed from above, in a time series manner. Coin 12 imaged on CCD
The relationship between the image of FIG. As shown on the left side of FIG. 4, while the mirror 132b makes 1/8 and 1/4 turns, the illumination device 136 makes 1/4 and 1/2 turns. Mirror 132
When b makes a quarter turn, the image on the one-dimensional line CCD becomes 1 /
Rotate two laps. Here, looking at the relationship between the one-dimensional line CCD, the coin image, and the illumination direction of the illumination device, the coin image rotates with respect to the one-dimensional line CCD that is positionally fixed, With respect to the illumination direction of the device, the image is illuminated from one predetermined direction with respect to the one-dimensional line CCD. That is, as shown in FIG. 5, the positionally fixed one-dimensional line CCD 134 and the illumination device 136 are fixed.
Against, the coin 12 (or the image of the coin 12)
Is the same as rotating the (actually coin 1
2 is not rotated, but the image of the coin is rotated by the image rotation optical system). As a result, the one-dimensional line CC
The influence of the illumination direction of the illumination device on the image obtained by D can be reduced. Specifically, it is possible to improve the image processing accuracy by eliminating the influence of the unevenness of the shadow of the pattern (pattern) caused by the difference of the illumination direction and the unevenness of the illumination. In particular, when a coin has reliefs, grooves, holes, etc. on its surface, a stable image with high contrast can be obtained by casting a shadow.
【0021】本実施形態においては照明装置は1つであ
るが、複数としても良い。また、検査物体101が例え
ば油圧ホースの継ぎ手部分に使用される座金の場合、図
10に示すように放射状方向に伸びた傷100が特に検
査の対象となる。このような場合図10に示すように放
射状方向に垂直な方向(円周の接線方向)からの照明が
効果的であり、本発明によれば全周にわたってこの方向
からの照明が可能となる。Although the number of lighting devices is one in this embodiment, a plurality of lighting devices may be used. When the inspection object 101 is, for example, a washer used for a joint portion of a hydraulic hose, a flaw 100 extending in a radial direction as shown in FIG. In such a case, it is effective to illuminate from a direction perpendicular to the radial direction (tangential direction of the circumference) as shown in FIG. 10, and according to the present invention, illumination from this direction is possible over the entire circumference.
【0022】ここで、本実施形態においては回転制御系
135によって像回転光学系132と照明装置136と
の回転を制御しているが、像回転光学系132が1周回
転したときに照明装置136が2周回転するように夫々
の部材を機械的に連結させて連動させるせるような構成
であっても良い。次に、1次元ラインCCDによって得
られる画像の処理について説明する。本実施形態におい
ては、図5に示すように表面に“A”の字が描かれてい
るコインの欠陥を検査するものとする。図6(a)は像
回転光学系が180°回転したときに1次元ラインCC
Dによって得られる像である。このときコイン12の像
は1次元ラインCCDに対して1周回転していることに
なる。この図をみても分かるように、円盤状の検査物の
像を回転させ、1次元ラインCCDで所定回転量毎に画
像を取得して並べているため、画像処理部で得られる画
像は長方形で、“A”の模様は湾曲したパターンとな
る。図6(b)は、像回転光学系が360°回転したと
き、すなわち1次元ラインCCD134に対してコイン
の像が2周回転したときに得られる画像である。Here, in the present embodiment, the rotation control system 135 controls the rotation of the image rotation optical system 132 and the illumination device 136. However, when the image rotation optical system 132 makes one rotation, the illumination device 136 is rotated. Alternatively, the respective members may be mechanically linked and interlocked so as to rotate twice. Next, processing of an image obtained by the one-dimensional line CCD will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 5, it is assumed that a coin having a letter "A" on its surface is inspected for defects. FIG. 6A shows a one-dimensional line CC when the image rotation optical system is rotated by 180 °.
It is an image obtained by D. At this time, the image of the coin 12 is rotated once around the one-dimensional line CCD. As can be seen from this figure, since the image of the disc-shaped test object is rotated and the images are acquired and arranged by the one-dimensional line CCD for each predetermined rotation amount, the image obtained by the image processing unit is rectangular, The pattern of "A" becomes a curved pattern. FIG. 6B is an image obtained when the image rotation optical system rotates 360 °, that is, when the image of the coin rotates twice around the one-dimensional line CCD 134.
【0023】本実施形態において、欠陥検出部18には
予め良品のコインでサンプルの画像が記憶されている。
この画像は像の回転が1周分の画像であるため、図6
(a)に示す画像が予め欠陥検出部18に記憶されてい
る良品のコインの画像61として以下説明する。実際に
検査したいコインの画像を得る場合、コインの回転方向
には360°の自由度があるため、取り込まれた画像は
どこから始まっているのかが判らない。従って、検査時
にはコイン2周分の画像を取得する。図6(b)に示す
画像が検査時に取得するコインの画像62として以下説
明する。図6(b)に示す画像はコイン2周分の画像が
取り込まれているため、図6(a)に示すサンプルの画
像に対応する部分が必ず何処かに存在する。In the present embodiment, the defect detection unit 18 stores a sample image of a good coin in advance.
Since this image is an image for one rotation, the image shown in FIG.
The image shown in (a) will be described below as a non-defective coin image 61 stored in advance in the defect detection unit 18. When actually obtaining an image of a coin to be inspected, since the coin has a rotation degree of 360 °, it is not possible to know where the captured image starts. Therefore, at the time of inspection, an image of two coins is obtained. The image shown in FIG. 6B will be described below as a coin image 62 acquired at the time of inspection. Since the image shown in FIG. 6 (b) has captured images of two coins, a portion corresponding to the sample image shown in FIG. 6 (a) always exists somewhere.
【0024】欠陥検出部18は先ず2枚の画像(サンプ
ルの画像と検査時の画像)を比較して、サンプルの画像
が検査時に取り込まれた画像の何処に対応するのかを2
枚の画像の相関で求める。図7(a)は画像全体を使っ
て相関処理をする場合の図である。欠陥検出部18は予
め取り込まれたサンプルの画像61を検査時に取り込ま
れた画像62の上方から下方へ1次元走査し、相関値を
求めていき、最も値の高い位置が対応する位置であると
判断する。図7(a)においては、検査時に取得した画
像62の上端とサンプルの画像61の上端とが重なった
ときに最も相関値が高くなった場合を示す。The defect detecting section 18 first compares the two images (the sample image and the inspection image) to determine where the sample image corresponds to the image captured during the inspection.
It is determined by the correlation of the images. FIG. 7A is a diagram when the correlation process is performed using the entire image. The defect detection unit 18 one-dimensionally scans the image 61 of the sample captured in advance from the upper side of the image 62 captured during inspection to obtain the correlation value, and the position with the highest value is the corresponding position. to decide. FIG. 7A shows a case where the correlation value becomes highest when the upper end of the image 62 acquired at the time of inspection and the upper end of the sample image 61 overlap.
【0025】また、図7(b)はサンプルの画像の特徴
的な一部分63を用いて相関処理をする場合の図であ
る。予め取り込んだサンプルの画像から、操作者が特徴
的な一部分63を切り出しておく。そして検査時に取得
した画像62に対してこの切り取った一部分の画像を図
の矢印の方向に1次元走査し、相関処理をかけていく。
このような相関処理によれば、上述の画面全体で行う相
関処理に比べ計算量を大幅に減らすことができる。Further, FIG. 7B is a diagram showing a case where the correlation processing is performed by using the characteristic part 63 of the sample image. The operator cuts out a characteristic portion 63 from the sample image captured in advance. Then, with respect to the image 62 obtained at the time of inspection, this cut-out partial image is one-dimensionally scanned in the direction of the arrow in the figure, and correlation processing is performed.
According to such correlation processing, the amount of calculation can be significantly reduced as compared with the above-described correlation processing performed on the entire screen.
【0026】上述の如き部分的な相関処理を行う場合、
特徴的な一部分63が複数箇所で重なり合う場合があ
る。このときは、誤認識の可能性があるため、欠陥検出
部18が操作者に対して複数箇所の候補があることを知
らる。このことにより操作者はサンプル画像の位置を変
更して再度相関処理をさせることができる。また、使用
者自信がサンプル画像と検査字の画像どを比較して複数
箇所ある候補の中から適切な1つを選ぶようにしても良
い。このような処理により欠陥検出部18の誤認識を防
止することができる。また、操作者が複数の候補箇所か
ら選ぶのではなく、欠陥検出部18が自動的に特徴的な
一部分の領域を広げ、再度(又は繰り返し)部分的な相
関処理をおこなうことによって最終的に正確に重なりあ
う1箇所を探すような相関処理であっても良い。When performing the partial correlation processing as described above,
The characteristic parts 63 may overlap at a plurality of locations. At this time, since there is a possibility of erroneous recognition, the defect detection unit 18 informs the operator that there are a plurality of candidates. Thus, the operator can change the position of the sample image and perform the correlation process again. Further, the user himself / herself may compare the sample image and the image of the inspection character and select an appropriate one from a plurality of candidates. Such processing can prevent erroneous recognition of the defect detection unit 18. Further, instead of the operator selecting from a plurality of candidate points, the defect detecting section 18 automatically expands the characteristic partial area and performs the partial correlation processing again (or repeatedly) to obtain a final accurate result. Correlation processing may be performed such that one location that overlaps with is searched.
【0027】このようにして、欠陥検出部18は、検査
時に取得した画像62中でサンプルの画像61が丁度重
なる部分を求める。次に欠陥検出部18は、求められた
画像の位置でサンプルの画像(良品のコインの画像)と
検査時に取得した画像(検査品のコインの画像)とを比
較する。比較方法としては、2枚の画像の差分値をと
り、例えはその差分値が画素単位で所定個数以上あるも
のについは欠陥ありと判断し、排出装置に排出信号を出
力する。欠陥の有無の判断は上述に限らず、検査対象や
項目により、種々の方法が考えられ、それに適した方法
を用いることが望ましい。In this way, the defect detecting section 18 obtains a portion of the image 62 acquired at the time of inspection, where the sample image 61 exactly overlaps. Next, the defect detecting unit 18 compares the sample image (image of good coin) with the image obtained at the time of inspection (image of coin of inspection product) at the position of the obtained image. As a comparison method, a difference value between two images is taken, and for example, if the difference value is a predetermined number or more in a pixel unit, it is determined that there is a defect, and an ejection signal is output to the ejection device. The determination of the presence / absence of a defect is not limited to the above, and various methods are conceivable depending on the inspection target and the item.
【0028】さて、上述のごときサンプルの画像と検査
時の画像との相関処理及び比較処理により欠陥を検査す
る方法以外に、例えば特公平4−52992号公報に開
示されているような形状比較法による欠陥検査方法を用
いても良い。以下にこの検査方法について簡単に説明す
る。図8は形状比較法による画像処理を説明する図であ
る。まず、欠陥検出部18内のルックアップテーブル用
のメモリを全て0に初期化する。次に良品のコインの画
像を予め取り込んで2値化し、図8に示すような小さな
窓81で走査する。この窓81は4×4のエレメントか
ら構成される。この1つのエレメントは1画素であって
も、複数画素からなるエレメントであっても良い。これ
は形状を記憶する領域を大きくとる(大きな視野でパタ
ーンを認識する)か、小さくとる(小さな視野でパター
ンを認識する)かによって異なる。Now, in addition to the method of inspecting a defect by the correlation processing and the comparison processing between the sample image and the inspection image as described above, for example, the shape comparison method as disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-52992. Alternatively, the defect inspection method may be used. Hereinafter, this inspection method will be briefly described. FIG. 8 is a diagram illustrating image processing by the shape comparison method. First, all the look-up table memories in the defect detection unit 18 are initialized to 0. Next, an image of a good coin is captured in advance, binarized, and scanned with a small window 81 as shown in FIG. This window 81 is composed of 4 × 4 elements. This one element may be one pixel or an element composed of a plurality of pixels. This depends on whether an area for storing the shape is made large (pattern recognition with a large field of view) or small (pattern recognition with a small field of view).
【0029】次に窓内の画素の並びをアドレスに変換
し、対応するルックアップテーブルのアドレスメモリを
0から1に変更する。この動作を図の矢印の方向に、1
エレメントずらしながら繰り返し行い、画像全体を走査
する。そして画像をルックアップテーブルに変換する。
すなわち、図8に示す4×4のエレメント内の白
(0)、黒(1)の形状を画面全体において記憶するこ
とになる。以上の工程が学習工程である。Next, the array of pixels in the window is converted into an address, and the address memory of the corresponding lookup table is changed from 0 to 1. This operation is performed in the direction of the arrow in FIG.
This is repeated while shifting the element, and the entire image is scanned. Then, the image is converted into a look-up table.
That is, the shapes of white (0) and black (1) in the 4 × 4 element shown in FIG. 8 are stored in the entire screen. The above steps are the learning steps.
【0030】次に検査工程について以下説明する。検査
工程は検査対象品に対して同様に、形状からアドレスへ
の変換処理を行い、対応するアドレスを参照する動作を
繰り返す。対応するメモリに1が書き込まれていれば
良、0であれば欠陥になる。図8においては4×4のエ
レメントからなる窓、すなわち16ビットアドレスで行
っているが、本発明においてはこれに限定するものでは
ない。また、窓内のいくつかの画素をまとめて1つのエ
レメントとし、全体の窓の大きさを変えることにより、
異なる大きさや質の欠陥を検出することができる。さら
に同時に複数のエレメントサイズで検査を行うことによ
り、正確に欠陥の検出を行うことが可能となる。Next, the inspection process will be described below. In the inspection process, a process of converting a shape to an address is similarly performed on the inspection object, and an operation of referring to a corresponding address is repeated. If 1 is written in the corresponding memory, it is good, and if 0, it is a defect. In FIG. 8, a window consisting of 4 × 4 elements, that is, a 16-bit address is used, but the present invention is not limited to this. In addition, by combining several pixels in the window into one element and changing the size of the entire window,
Defects of different sizes and qualities can be detected. Further, by performing inspection with a plurality of element sizes at the same time, it becomes possible to accurately detect defects.
【0031】上述の如き形状比較法による欠陥検査によ
れば、検査時に取り込む画像は図6(b)に示すような
コイン2周分ではなく、図6(a)に示すようなコイン
1周分の画像で済む。従って検査処理スピードが格段に
速くなる利点がある。また、コインの中心が正確に光軸
AXに一致するように位置決めされていなくても、その
位置ずれによる画像の歪みを画像処理時に吸収すること
ができるため、位置決め装置の精度がそれほど要求され
なくてすむ。According to the defect inspection by the shape comparison method as described above, the image captured at the time of inspection is not the two coins as shown in FIG. 6B, but the one coin as shown in FIG. 6A. Image is enough. Therefore, there is an advantage that the inspection processing speed is significantly increased. Further, even if the center of the coin is not accurately aligned with the optical axis AX, the distortion of the image due to the positional deviation can be absorbed during the image processing, so that the accuracy of the positioning device is not so required. End
【0032】次に、本発明の第2の実施形態について図
11、図12を用いて説明する。図11は第2の実施形
態における検査装置の概略構成を示す図である。先の第
1実施形態と同一の機能を果たす部材については同じ符
号を付しており、その部材の説明は省略する。本実施形
態は、照明装置136を像回転光学系132と独立に設
けるのではなく、照明光を像回転光学系に照射するとと
もに、像回転光学系を介して被検査面上に照射する点が
異なる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of the inspection device according to the second embodiment. Members having the same functions as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description of the members will be omitted. In the present embodiment, the illumination device 136 is not provided independently of the image rotation optical system 132, but the illumination light is applied to the image rotation optical system, and at the same time, the surface to be inspected is irradiated via the image rotation optical system. different.
【0033】光源111から射出される照明光は、レン
ズ112、複数の絞りを保持するタレット板113、レ
ンズ114、視野絞り115、レンズ116を介してハ
ーフミラー117によって反射され、ペカンプリズム
(ペチャンプリズム)118に照射される。ハーフミラ
ー117により、レンズ112、114、116、タレ
ット板113、視野絞り115、ハーフミラー117か
らなる照明光学系の光軸は対物光学系131の光軸と一
致する。このような構成により、照明光学系(112〜
117)による照明は同軸落射照明であり、ケーラー照
明である。本実施形態においては、第1実施形態の像回
転光学系132としてペカンプリズム118を用いた。
このペカンプリズム118を回転させることにより、先
の第1実施形態と同様に、1次元ラインCCD134に
対してコイン12の像が回転する。Illumination light emitted from the light source 111 is reflected by a half mirror 117 via a lens 112, a turret plate 113 holding a plurality of diaphragms, a lens 114, a field diaphragm 115, and a lens 116, and a Pechan prism (Pechan prism). ) 118. With the half mirror 117, the optical axis of the illumination optical system including the lenses 112, 114 and 116, the turret plate 113, the field stop 115, and the half mirror 117 coincides with the optical axis of the objective optical system 131. With such a configuration, the illumination optical system (112-
Illumination according to 117) is coaxial epi-illumination and Koehler illumination. In this embodiment, the Pecan prism 118 is used as the image rotation optical system 132 of the first embodiment.
By rotating the Pecan prism 118, the image of the coin 12 is rotated with respect to the one-dimensional line CCD 134, as in the first embodiment.
【0034】タレット板113は照明光学系の瞳位置
(瞳面)に配置されている。この位置は、対物レンズ1
31の瞳面と共役な位置である。タレット板113には
図12に示すように、瞳面に達する光源からの光を全て
通過させる開口120、輪帯状の開口121、光軸から
偏心した位置に配置され、各々が光軸に対して90°づ
つ回転した位置に配置された4つの開口を有する第1変
形絞り122、2つの開口が光軸に対して対称に配置さ
れた第2変形絞り123が設けられている。図11に示
すモータ119の回転により、4つの絞りを選択的に照
明光学系の光路中に配置して夫々の絞りの中心を光軸上
に位置決めすることができる。The turret plate 113 is arranged at the pupil position (pupil surface) of the illumination optical system. This position corresponds to the objective lens 1
It is a position conjugate with the pupil plane of 31. As shown in FIG. 12, the turret plate 113 is provided with an opening 120 for allowing all the light from the light source reaching the pupil plane to pass therethrough, an annular opening 121, and a position decentered from the optical axis, each of which is arranged with respect to the optical axis. A first modified diaphragm 122 having four openings arranged at positions rotated by 90 ° and a second modified diaphragm 123 having two openings symmetrically arranged with respect to the optical axis are provided. By rotating the motor 119 shown in FIG. 11, the four diaphragms can be selectively arranged in the optical path of the illumination optical system and the centers of the respective diaphragms can be positioned on the optical axis.
【0035】輪帯状の開口121、第1変形絞り12
2、第2変形絞り123を用いることにより、照明光は
光軸の中心から偏心した部分領域の光がコイン12に対
して照射されるため、コインに対しては斜め方向からの
照明となる。このような変形絞り121、122、12
3を照明光学系中に配置することにより、コイン12の
模様を鮮明に撮像することができる。また、この照明は
ペカンプリズム118を介してコイン12に照明されて
いるため、1次元ラインCCD134に対するコイン1
2の像の回転に伴って、照明光のコイン12に対する照
明方向も変化するため、簡単な構成により先に図4を用
いて説明した第1実施形態と同様の効果を得ることがで
きる。A ring-shaped aperture 121, the first deformable diaphragm 12
2. By using the second deformable diaphragm 123, since the illumination light illuminates the coin 12 in a partial area decentered from the center of the optical axis, the coin is illuminated from an oblique direction. Such deformation diaphragms 121, 122, 12
By arranging 3 in the illumination optical system, the pattern of the coin 12 can be clearly imaged. Further, since this illumination is applied to the coin 12 via the Pecan prism 118, the coin 1 with respect to the one-dimensional line CCD 134 is
Since the illumination direction of the illumination light on the coin 12 changes with the rotation of the image of No. 2, the same effect as that of the first embodiment described above with reference to FIG. 4 can be obtained with a simple configuration.
【0036】これらの絞り120、121、122、1
23はコイン12の表面の模様や、コイン12の種類、
さらにはコイン以外の被検査物の種類等に応じて、適宜
切り替えることができる。また、絞りの形状は図11に
示すものに限らず、例えば1つの円形の開口が光軸から
偏心した部分に設けられているような絞りでもよく、開
口の形状も円形に限らない。また、絞りの大きさを変え
られるような機構や、瞳面内での絞りの位置を変えられ
るような機構が付いた絞りでもよい。These diaphragms 120, 121, 122, 1
23 is a pattern on the surface of the coin 12, the type of the coin 12,
Furthermore, it is possible to switch appropriately according to the type of the inspected object other than the coin. Further, the shape of the diaphragm is not limited to that shown in FIG. 11, and may be, for example, a diaphragm in which one circular opening is provided in a portion decentered from the optical axis, and the shape of the opening is not limited to the circular shape. Further, a diaphragm having a mechanism for changing the size of the diaphragm or a mechanism for changing the position of the diaphragm in the pupil plane may be used.
【0037】また、図11のハーフミラーの代わりに偏
光ビームスプリッタを使用しても良い。照明光学系から
の照明光は偏光ビームスプリッタにより直線偏光にな
り、コイン12に照射される。コイン12の金属鏡面で
反射した照明光はそのまま反射するため、偏光ビームス
プリッタによって反射され、1次元ラインCCD134
には達しない。しかし、コインの模様のエッジや異物か
らの反射光は散乱して偏光が乱されるため、その光の一
部が偏光ビームスプリッタを透過して1次元ラインCC
D134に達する。A polarization beam splitter may be used instead of the half mirror shown in FIG. The illumination light from the illumination optical system is converted into linearly polarized light by the polarization beam splitter, and the coin 12 is irradiated with the light. Since the illumination light reflected by the metal mirror surface of the coin 12 is reflected as it is, it is reflected by the polarization beam splitter and is reflected by the one-dimensional line CCD 134.
Does not reach. However, since the reflected light from the edge of the coin pattern or the foreign matter is scattered and the polarization is disturbed, a part of the light is transmitted through the polarization beam splitter and the one-dimensional line CC
Reach D134.
【0038】また、偏光ビームスプリッタと対物光学系
との間にλ/4板を配置しても良い。このような構成に
より、偏光ビームスプリッタとλ/4板を通過した照明
光は円偏光となり、コイン12に照射される。照明光が
右円偏光である場合、被検査面の金属鏡面で反射するこ
とにより左円偏光になり、λ/4板で直線偏光となり偏
光ビームスプリッタを通過して1次元ラインCCD13
4に達する。この場合、光量のロスが最初の反射のとき
のみで1/2であり、ハーフミラーや偏光ビームスプリ
ッタのみの場合にくらべ、光量のロスが少なくてすむ。A λ / 4 plate may be arranged between the polarization beam splitter and the objective optical system. With such a configuration, the illumination light that has passed through the polarization beam splitter and the λ / 4 plate becomes circularly polarized light and is applied to the coin 12. When the illumination light is right-handed circularly polarized light, it is left-handed circularly polarized light by being reflected by the metal mirror surface of the surface to be inspected, becomes linearly polarized light at the λ / 4 plate, passes through the polarization beam splitter, and passes through the one-dimensional line CCD 13.
Reaches four. In this case, the loss of the light amount is 1/2 only at the first reflection, and the loss of the light amount can be smaller than that in the case of only the half mirror or the polarization beam splitter.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明により、円盤状の物体の被検査面
状の欠陥、特に表面に模様のある歯車や座金、表面に文
字や図柄の描かれたCDやレコードやコイン、表面に模
様の描かれた半導体ウエハ、瓶や缶の蓋等、円盤状の物
体で表面に模様やパターン等が描かれた表面上の傷、汚
れ、模様のずれ、中心に設けられた穴の位置のずれなど
の欠陥を、その検査物の回転によるパターンの回転に影
響されることなく、安定、正確に、高速に、かつ簡単な
構成により安価に検査することかできる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a surface-like defect to be inspected of a disk-shaped object, particularly a gear or washer having a pattern on the surface, a CD or a record or a coin having characters or a pattern drawn on the surface, a pattern on the surface Depicted semiconductor wafers, bottles, cans, and other disc-shaped objects that have patterns or patterns drawn on the surface.Scratches, stains, misalignment of patterns, misalignment of the holes in the center, etc. The defect can be inspected stably, accurately, at high speed, and inexpensively with a simple structure without being affected by the rotation of the pattern due to the rotation of the inspection object.
【0040】請求項2記載の本発明では、欠陥のない良
品の被検査面の画像と実際に検査する被検査面の画像と
を比較するもので、欠陥検査を正確に行うことができ
る。請求項3記載の本発明では、相対回転する被検査面
の像に対して一定の方向からの照明が実現され、照明光
の照明むら等の影響を受けず、模様の必要な影を消さず
にコントラストの高い安定した画像を得ることができ
る。According to the second aspect of the present invention, the image of the inspected surface of a non-defective non-defective product is compared with the image of the actually inspected surface, so that the defect inspection can be performed accurately. According to the present invention as set forth in claim 3, illumination from a fixed direction is realized with respect to the image of the surface to be inspected, which is relatively rotated, is not affected by illumination unevenness of illumination light, and does not erase necessary shadows of the pattern. A stable image with high contrast can be obtained.
【0041】請求項4記載の本発明では、偏光光学素子
を照明装置及び結像光学系中に配置することにより、フ
レア光や乱反射光等の余分な光の影響を受けずに画像を
取得し、欠陥検査を行うことができる。請求項5記載の
本発明では、検査する物体の種類や被検査面上のパター
ンの形状に応じて画像取得条件を変えることができ、常
に検査処理に最適な画像を得ることができる。According to the fourth aspect of the present invention, by disposing the polarization optical element in the illumination device and the imaging optical system, an image can be obtained without being affected by extra light such as flare light or irregular reflection light. , Defect inspection can be performed. In the fifth aspect of the present invention, the image acquisition condition can be changed according to the type of the object to be inspected and the shape of the pattern on the surface to be inspected, and an image optimal for the inspection process can be always obtained.
【0042】請求項6記載の本発明では、簡単な構成に
より、光検出手段に対して相対的に回転する被検査面の
像に対して照明光は常に一定の方向からの照明され、照
明光の照明むら等の影響を受けず、模様の必要な影を消
さずにコントラストの高い安定した画像を得ることがで
きる。According to the sixth aspect of the present invention, the illumination light is always illuminated from a fixed direction with respect to the image of the surface to be inspected, which is rotated relative to the light detection means, with a simple structure. It is possible to obtain a stable image with high contrast without being affected by the unevenness of illumination and without erasing the shadow required for the pattern.
【図1】本発明の検査装置における第1実施形態の概略
的な構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of an inspection apparatus of the present invention.
【図2】本発明の第1実施形態における撮像部の構成を
示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an image pickup unit in the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1実施形態における像回転光学系の
構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a configuration of an image rotation optical system according to the first embodiment of the present invention.
【図4】物体の像及び1次元ラインCCDに対する照明
装置の照明方向について説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an illumination direction of an illumination device for an image of an object and a one-dimensional line CCD.
【図5】1次元ラインCCDによる物体の像の検出につ
てい説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining detection of an image of an object by a one-dimensional line CCD.
【図6】(a)は画像処理部が記憶しているサンプルの
画像を示す図であり、(b)は検査時に得られる被検査
面の像である。FIG. 6A is a diagram showing a sample image stored in the image processing unit, and FIG. 6B is an image of a surface to be inspected obtained at the time of inspection.
【図7】(a)、(b)共に、画像処理部による相関処
理を説明する図である。FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams illustrating the correlation processing by the image processing unit.
【図8】画像処理部にらる画像処理、及び欠陥検査処理
の別の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another example of the image processing and the defect inspection processing by the image processing unit.
【図9】画像処理による一般的な欠陥検査装置を説明す
る図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a general defect inspection apparatus using image processing.
【図10】照明方向の変形例を説明する上面図である。FIG. 10 is a top view illustrating a modified example of the illumination direction.
【図11】本発明の第2実施形態における検査装置の概
略構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an inspection device according to a second embodiment of the present invention.
【図12】タレット板113に設けられた絞り説明する
図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a diaphragm provided on a turret plate 113.
11・・・コンベア 13・・・撮像部 14・・・画像処理部 15・・・主制御系 16・・・排出部 17・・・位置決め装置 18・・・欠陥検出部 134・・・1次元ラインCCD 136・・・照明装置 137・・・ロータリーエンコーダ 138・・・電気回路 11 ... Conveyor 13 ... Imaging part 14 ... Image processing part 15 ... Main control system 16 ... Ejection part 17 ... Positioning device 18 ... Defect detection part 134 ... One-dimensional Line CCD 136 ... Lighting device 137 ... Rotary encoder 138 ... Electric circuit
フロントページの続き (72)発明者 川上 直之 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内Front page continuation (72) Inventor Naoyuki Kawakami 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nikon Corporation
Claims (6)
査面上の欠陥を検査する検査装置において、 前記被検査面上のパターンの像を所定の結像面上に結像
する結像光学系と、 前記被検査面からの光を前記結像面内において1次元的
に検出する光検出手段と、 前記被検査面の像と前記光検出手段とを前記結像面内で
相対的に回転させる回転手段と、 前記被検査面の像が前記光検出手段に対して相対回転し
たときに前記光検出手段から得られる信号に基づいて画
像を形成する画像取得手段と、 前記画像取得手段で得られた画像と、あらかじめ記憶さ
れている画像情報とを比較することによって前記被検出
面上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを有することを特
徴とする欠陥検査装置。1. An inspection apparatus for inspecting a defect on a circular inspection surface provided with a predetermined pattern, wherein the imaging optics forms an image of the pattern on the inspection surface on a predetermined imaging surface. A system, a light detecting means for one-dimensionally detecting light from the surface to be inspected in the image plane, and an image of the surface to be inspected and the light detecting means in the image plane relatively to each other. Rotating means for rotating, an image acquiring means for forming an image based on a signal obtained from the light detecting means when the image of the surface to be inspected is rotated relative to the light detecting means, and the image acquiring means A defect inspection apparatus comprising: a defect detection unit that detects a defect on the surface to be detected by comparing the obtained image with image information stored in advance.
が設けられ且つ欠陥が存在しない被検査面の前記画像取
得手段によって得られた画像を記憶し、欠陥検査時に得
られた画像と前記記憶された画像とを比較することによ
り欠陥を検査することを特徴とする請求項1に記載の装
置。2. The defect detection means stores the image obtained by the image acquisition means of the surface to be inspected in which the predetermined pattern is provided and has no defect, and the image obtained at the time of defect inspection is stored as the image. An apparatus according to claim 1, characterized in that the defect is inspected by comparing it with the captured image.
手段による前記被検査面の像と前記光検出手段との相対
回転に伴って、前記被検査面への照明方向を変化させる
照明装置を有することを特徴とする請求項1又は2に記
載の装置。3. An illumination device that illuminates the surface to be inspected and changes the illumination direction to the surface to be inspected in accordance with the relative rotation of the image of the surface to be inspected by the rotating means and the light detecting means. An apparatus according to claim 1 or 2, comprising:
し、該第1偏光光学素子を介して前記被検査面に照明光
を照射し、 前記結像光学系は第2偏光光学素子を有し、該第2偏光
光学素子を介して前記被検査面の像を前記結像面に結像
させることを特徴とする請求項3に記載の装置。4. The illumination device has a first polarization optical element, illuminates the surface to be inspected with illumination light through the first polarization optical element, and the imaging optical system includes a second polarization optical element. The apparatus according to claim 3, further comprising: an image of the surface to be inspected is formed on the image forming surface via the second polarization optical element.
前記光検出手段との相対回転量を検出する回転検出手段
と、前記回転検出手段からの検出信号に基づいて前記被
検査面の像を検出する時間間隔を調整する調整手段を有
することを特徴とする請求項1〜4に記載の装置。5. The rotation detecting means for detecting a relative rotation amount between the image of the surface to be inspected and the light detecting means, and the surface to be inspected based on a detection signal from the rotation detecting means. 5. The apparatus according to claim 1, further comprising adjusting means for adjusting a time interval for detecting the image of.
中に配置されたイメージローテータであり、 前記照明装置は、光源と、光源からの光を前記イメージ
ローテータを介して前記被検査面上に照射させる照明光
学系とを有し、 前記照明光学系は、該照明光学系の瞳位置、又はその近
傍に配置され、光源からの光のうち前記照明光学系の光
軸付近の光を遮光し該光軸から偏心した部分領域の光の
みを通過させる遮光部材を有することを特徴とする請求
項3又は4に記載の装置。6. The rotating means is an image rotator arranged in the optical path of the imaging optical system, and the illuminating device comprises a light source and the surface to be inspected from the light source via the image rotator. And an illumination optical system for irradiating the illumination optical system onto the illumination optical system, wherein the illumination optical system is arranged at a pupil position of the illumination optical system, or in the vicinity thereof, and emits light in the vicinity of the optical axis of the illumination optical system among light from the light source. The device according to claim 3 or 4, further comprising a light blocking member that blocks light and transmits only light in a partial region decentered from the optical axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8228163A JPH09210656A (en) | 1995-11-28 | 1996-08-29 | Inspection device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30904095 | 1995-11-28 | ||
| JP7-309040 | 1995-11-28 | ||
| JP8228163A JPH09210656A (en) | 1995-11-28 | 1996-08-29 | Inspection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210656A true JPH09210656A (en) | 1997-08-12 |
Family
ID=26528082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8228163A Pending JPH09210656A (en) | 1995-11-28 | 1996-08-29 | Inspection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09210656A (en) |
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-
1996
- 1996-08-29 JP JP8228163A patent/JPH09210656A/en active Pending
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