JP2024065001A - Surface state inspection method and surface state inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面状態の検査方法及び表面状態の検査装置に関する。 The present invention relates to a method and device for inspecting a surface condition.
特許文献1に記載されるように、透明板状体を検査する方法として、ストライプパターンの照明光を透明板状体に照射し、その反射像より透明板状体の形状を評価する方法が知られている。また、特許文献2に記載されるように、複数種のストライプパターンを用いて測定対象表面の面歪を測定する装置が知られている。
As described in
上記のように、従来のストライプパターンを用いた検査対象の表面状態の検査では、例えば、ストライプパターンの明暗の境界を跨ぐ位置に検査対象の欠陥が存在することで、その欠陥を検出することが可能となる。しかしながら、検査対象が比較的微細な欠陥を有する場合、その欠陥がストライプパターンと重なることで検出できないおそれがあった。このように検査対象に存在する比較的微細な欠陥を検出する等、より高い精度で検査対象の表面状態を検査するという観点で未だ改善の余地がある。 As described above, in conventional inspections of the surface condition of an object using stripe patterns, it is possible to detect a defect in the object if it exists at a position that straddles the light/dark boundary of the stripe pattern. However, if the object has a relatively fine defect, there is a risk that the defect cannot be detected because it overlaps with the stripe pattern. As such, there is still room for improvement in terms of inspecting the surface condition of an object with higher accuracy, such as detecting relatively fine defects that exist in the object.
本発明の目的は、より高い精度で検査対象の表面状態を検査することを容易にした表面状態の検査方法及び表面状態の検査装置を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a surface condition inspection method and a surface condition inspection device that make it easier to inspect the surface condition of an object to be inspected with greater accuracy.
上記課題を解決する表面状態の検査方法及び表面状態の検査装置の各態様について説明する。
態様1の表面状態の検査方法は、照明部から出射される照明光を検査対象の表面に照射する照射工程を備え、前記照明光の照射された前記表面に基づいて表面状態を検査する表面状態の検査方法であって、前記照明光は、下記の手順1及び手順2により取得された前記光強度データ曲線における微分値の絶対値が、1.5/mm以下の範囲内であるグラデーションライン部を含む。手順1では、前記照明光により照射された前記検査対象のサンプルの撮像データを取得する。手順2では、前記撮像データから少なくとも一つの直線上の位置と光強度との関係を最大の光強度が1となるよう補正した光強度データ曲線を取得する。この方法によれば、上記のグラデーションライン部を利用して検査対象の表面状態を検査することで、例えば、より微細な欠陥を検出する精度を高めることができる。
Various aspects of a surface condition inspection method and a surface condition inspection device that solve the above problems will be described.
The surface condition inspection method of
態様2の表面状態の検査方法では、態様1において、前記照明部は、所定の方向に沿って配列される複数の光源と、前記複数の光源と前記検査対象との間に配置される光拡散部材とを備えてもよい。この方法によれば、より広い範囲にわたる照明光を用いて検査対象の表面を効率的に検査することが可能となる。
In the surface condition inspection method of
態様3の表面状態の検査方法では、態様2において、前記複数の光源の間隔は、10mm以下であってもよい。この方法によれば、隣り合う光源の間の光量を確保することが容易となる。
In the surface condition inspection method of
態様4の表面状態の検査方法では、態様1から態様3のいずれか一つの態様において、前記照射工程における前記照明光の照度は、500ルクス以上、2000ルクス以下の範囲内であってもよい。この方法によれば、例えば、撮像装置を用いた欠陥の検出や目視による欠陥の検出を容易に行うことが可能となる。
In the surface condition inspection method of
態様5の表面状態の検査方法は、態様1から態様4のいずれか一つの態様において、前記照射工程では、前記グラデーションライン部に沿って前記照明部と前記検査対象とを相対移動させてもよい。この方法によれば、検査対象の表面を、より広い範囲にわたって容易に検査することが可能となる。
The surface condition inspection method of
態様6の表面状態の検査方法は、態様1から態様5のいずれか一つの態様において、前記手順1では、前記照明部の消灯時の照度が500ルクス以下の環境下、前記照明部からの距離が50cmとなる前記検査対象のサンプルの位置における照度を500ルクス以上、2000ルクス以下の範囲内に設定してもよい。
The surface condition inspection method of
態様7の表面状態の検査装置は、検査対象の表面に照明光を照射する照明部を備える表面状態の検査装置であって、前記照明光は、下記の手順1及び手順2により取得された前記光強度データ曲線における微分値の絶対値が、1.5/mm以下の範囲内であるグラデーションライン部を含む。手順1では、前記照明光により照射された前記検査対象のサンプルの撮像データを取得する。手順2では、前記撮像データから少なくとも一つの直線上の位置と光強度との関係を最大の光強度が1となるよう補正した光強度データ曲線を取得する。
The surface condition inspection device of
本発明は、より高い精度で検査対象の表面状態を検査することが容易となる効果を発揮する。 The present invention has the effect of making it easier to inspect the surface condition of the object to be inspected with greater accuracy.
以下、表面状態の検査方法及び表面状態の検査装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。 Below, an embodiment of a surface condition inspection method and a surface condition inspection device will be described with reference to the drawings. Note that in the drawings, for the sake of convenience, some of the components may be shown exaggerated or simplified. Furthermore, the dimensional ratios of each part may differ from the actual ones.
<表面状態の検査装置>
図1に示すように、表面状態の検査装置11は、照明部12と、撮像装置13、コンピュータ14とを備えている。照明部12は、検査対象Wの表面Waに照明光L1を照射する。撮像装置13は、照明光L1が照射された検査対象Wの表面Waを撮像する。表面状態の検査装置11は、図示を省略した支持台を備えている。検査対象Wは、支持台上の所定の位置に配置される。
<Surface condition inspection device>
1, the surface condition inspection device 11 includes an illumination unit 12, an imaging device 13, and a computer 14. The illumination unit 12 irradiates illumination light L1 onto the surface Wa of the inspection object W. The imaging device 13 images the surface Wa of the inspection object W irradiated with the illumination light L1. The surface condition inspection device 11 includes a support table (not shown). The inspection object W is placed at a predetermined position on the support table.
(照明部12)
図2に示すように、表面状態の検査装置11における照明部12から出射される照明光L1は、グラデーションライン部GLを含む。グラデーションライン部GLは、光強度データ曲線に基づいて定義することができる。光強度データ曲線は、下記手順1及び手順2により取得することができる。
(Illumination unit 12)
2, the illumination light L1 emitted from the illumination unit 12 in the surface condition inspection device 11 includes a gradation line portion GL. The gradation line portion GL can be defined based on a light intensity data curve. The light intensity data curve can be obtained by the
(手順1)照明光L1により照射された検査対象Wのサンプルの撮像データを取得する。
(手順2)手順1で得られた撮像データから少なくとも一つの直線上の位置と光強度との関係を最大の光強度が1となるよう補正した光強度データ曲線を取得する。
(Step 1) Acquire imaging data of a sample of an inspection object W illuminated with illumination light L1.
(Step 2) From the imaging data obtained in
詳述すると、上記手順1では、まず、検査対象Wのサンプルを準備する。この検査対象Wのサンプルは、表面状態が正常と認められるものである。手順1の照明光L1の照度等の条件は、手順2で最大の光強度を1に補正するため、特に限定されない。手順1では、例えば、照明部12の消灯時の照度が500ルクス以下の環境下、照明部12からの距離が50cmとなる検査対象Wのサンプルの位置における照度を500ルクス以上、2000ルクス以下の範囲内に設定することが好ましい。
In more detail, in the
図3には、グラデーションライン部GLの光強度データ曲線を実線で示している。また、図3には、従来のストライプパターンの線幅方向に沿った光強度データ曲線を破線で示している。 In FIG. 3, the light intensity data curve of the gradation line portion GL is shown by a solid line. Also, in FIG. 3, the light intensity data curve along the line width direction of the conventional stripe pattern is shown by a dashed line.
図4には、グラデーションライン部GLの光強度データ曲線における微分値の絶対値を黒丸でプロットしている。また、図4には、従来のストライプパターンの光強度データ曲線における微分値の絶対値を白抜き四角でプロットしている。 In Figure 4, the absolute values of the differential values in the light intensity data curve of the gradation line portion GL are plotted as black circles. Also in Figure 4, the absolute values of the differential values in the light intensity data curve of the conventional stripe pattern are plotted as white squares.
グラデーションライン部GLにおいて、光強度データ曲線における微分値の絶対値は、1.5/mm以下の範囲内である。この光強度データ曲線における微分値の絶対値は、1.3/mm以下の範囲内であることがより好ましく、さらに好ましくは、1.2/mm以下の範囲内である。なお、微分値は、例えば、表面状態の検査で検出したい欠陥の外形寸法をD[mm]とした場合、Dの1/3の微小範囲での光強度変化量とすることができる。 In the gradation line portion GL, the absolute value of the differential value in the light intensity data curve is within a range of 1.5/mm or less. The absolute value of the differential value in this light intensity data curve is more preferably within a range of 1.3/mm or less, and even more preferably within a range of 1.2/mm or less. Note that the differential value can be, for example, the amount of change in light intensity in a very small range of 1/3 of D, where D [mm] is the external dimension of the defect to be detected in the surface condition inspection.
グラデーションライン部GLにおいて、光強度データ曲線における微分値の絶対値は、0.3/mm以上であることが好ましく、より好ましくは、0.4/mm以上である。この場合、検査対象Wの表面状態の検査精度をより高めることが可能となる。 In the gradation line portion GL, the absolute value of the differential value in the light intensity data curve is preferably 0.3/mm or more, and more preferably 0.4/mm or more. In this case, it is possible to further improve the inspection accuracy of the surface condition of the inspection object W.
ここで、表面状態の検査で検出したい欠陥の外形寸法をD[mm]とした場合、グラデーションライン部GLは、例えば、次のように設定することができる。図3に示す光強度データ曲線において、光強度の下限を0.1とし、光強度の上限を0.9とした場合の距離をΔX[mm]とする。このΔXは、“3D≦ΔX≦5D”の関係を満たすことが好ましい。ここで、欠陥の外形寸法であるD[mm]は、例えば、0.1以上、0.5以下の範囲内である。この場合、上記ΔX[mm]は、0.3以上、2.5以下の範囲内となる。 Here, if the outer dimension of the defect to be detected in the surface condition inspection is D [mm], the gradation line portion GL can be set, for example, as follows. In the light intensity data curve shown in FIG. 3, the distance when the lower limit of the light intensity is 0.1 and the upper limit of the light intensity is 0.9 is ΔX [mm]. It is preferable that this ΔX satisfies the relationship "3D≦ΔX≦5D". Here, D [mm], which is the outer dimension of the defect, is, for example, in the range of 0.1 to 0.5. In this case, the above ΔX [mm] is in the range of 0.3 to 2.5.
グラデーションライン部GLの長さ寸法(図2及び図5に示すY方向に沿った方向の寸法)は、図3に示すように、光強度データ曲線において、光強度が0.1以上となる長さ寸法D1で規定することができる。 The length dimension of the gradation line portion GL (the dimension along the Y direction shown in Figures 2 and 5) can be defined as the length dimension D1 at which the light intensity is 0.1 or more in the light intensity data curve, as shown in Figure 3.
グラデーションライン部GLの長さ寸法D1は、3mm以上であることが好ましく、より好ましくは、5mm以上である。この場合、光強度データ曲線における微分値の絶対値をより小さく設定することが可能となる。グラデーションライン部GLの長さ寸法D1の上限は、特に限定されないが、例えば、20mm以下であることが好ましく、より好ましくは、15mm以下である。 The length dimension D1 of the gradation line portion GL is preferably 3 mm or more, and more preferably 5 mm or more. In this case, it is possible to set the absolute value of the differential value in the light intensity data curve to a smaller value. The upper limit of the length dimension D1 of the gradation line portion GL is not particularly limited, but is preferably, for example, 20 mm or less, and more preferably 15 mm or less.
グラデーションライン部GLは、グラデーションライン部GLの長さ方向と直交する幅方向(図2及び図5に示すY方向に沿った方向)に沿って所定の範囲を形成している。すなわち、図2に示すように、照明光L1は、平行となるいずれの直線上においても上記グラデーションライン部GLの条件を満たす有効範囲Rを有している。上記幅方向において、上記グラデーションライン部GLの条件を満たす有効範囲Rは、5mm以上であることが好ましく、より好ましくは、10mm以上である。 The gradation line portion GL forms a predetermined range along the width direction (the direction along the Y direction shown in Figures 2 and 5) perpendicular to the length direction of the gradation line portion GL. That is, as shown in Figure 2, the illumination light L1 has an effective range R that satisfies the conditions of the gradation line portion GL on any parallel straight line. In the width direction, the effective range R that satisfies the conditions of the gradation line portion GL is preferably 5 mm or more, and more preferably 10 mm or more.
図1に示すように、照明部12は、光源12aと、光源12aと検査対象Wとの間に配置される光拡散部材12bとを備えている。光源12aとしては、例えば、点光源、面光源、ライン光源等が挙げられる。光源12aは、LED光源であることが好ましい。光源12aの数は、単数であってもよいし、複数であってもよい。照明部12は、所定の方向(図2及び図5に示すY方向)に沿って配列される複数の光源12aを備えることが好ましい。複数の光源12aの間隔は、10mm以下であることが好ましい。 As shown in FIG. 1, the illumination unit 12 includes a light source 12a and a light diffusing member 12b arranged between the light source 12a and the inspection object W. Examples of the light source 12a include a point light source, a surface light source, and a line light source. The light source 12a is preferably an LED light source. The number of light sources 12a may be one or more. The illumination unit 12 preferably includes a plurality of light sources 12a arranged along a predetermined direction (the Y direction shown in FIG. 2 and FIG. 5). The spacing between the plurality of light sources 12a is preferably 10 mm or less.
光拡散部材12bは、光源12aから出射される光を拡散する。光拡散部材12bとしては、例えば、光拡散シート等が挙げられる。光拡散シートは、例えば、光透過性樹脂と、光拡散粒子とを含有する。また、光拡散部材12bは、光透過性の基材に塗装、凹凸加工等の表面処理を施したカバー部材であってもよい。 The light diffusion member 12b diffuses the light emitted from the light source 12a. For example, the light diffusion member 12b may be a light diffusion sheet. The light diffusion sheet contains, for example, a light-transmitting resin and light-diffusing particles. The light diffusion member 12b may also be a cover member formed by applying a surface treatment such as painting or uneven processing to a light-transmitting base material.
(撮像装置13及びコンピュータ14)
表面状態の検査装置11における撮像装置13としては、例えば、CCD、CMOS等の撮像素子を備えたカメラを用いることができる。コンピュータ14は、コンピュータ本体14aと、ディスプレイ14bとを備えている。コンピュータ本体14aは、例えば、画像処理部と、情報記憶部と、判定部とを備えている。画像処理部では、例えば、撮像装置13で撮像された検査対象Wの画像に対して二値化処理や輝度の補正処理等の画像処理を必要に応じて行うようにすることができる。情報記憶部には、正常な検査対象Wのデータ(例えば、光強度データ曲線)や、輝度値等の閾値を予め記憶させることができる。判定部は、例えば、情報記憶部に記憶したデータに基づいて検査対象Wの欠陥の有無を判定する。判定部は、深層学習(ディープラーニング)による学習で構築された学習モデルを用いて、検査対象Wの欠陥の有無を判定するように構成することもできる。学習モデルは、例えば、ニューラルネットワークモデル等の人工知能(AI)モデルが挙げられる。コンピュータ本体14aは、図示を省略したプロセッサ、メモリ、ソフトウェア等により構成することができる。
(Imaging device 13 and computer 14)
The imaging device 13 in the surface condition inspection device 11 may be, for example, a camera equipped with an imaging element such as a CCD or a CMOS. The computer 14 includes a computer main body 14a and a display 14b. The computer main body 14a includes, for example, an image processing unit, an information storage unit, and a judgment unit. In the image processing unit, for example, image processing such as binarization processing and brightness correction processing can be performed as necessary on the image of the inspection object W captured by the imaging device 13. The information storage unit can store data of normal inspection object W (for example, light intensity data curve) and threshold values such as brightness values in advance. The judgment unit judges the presence or absence of a defect in the inspection object W based on, for example, the data stored in the information storage unit. The judgment unit can also be configured to judge the presence or absence of a defect in the inspection object W using a learning model constructed by learning through deep learning. The learning model may be, for example, an artificial intelligence (AI) model such as a neural network model. The computer main body 14a may be configured by a processor, memory, software, etc., which are not shown.
<表面状態の検査方法>
表面状態の検査方法は、照明部12から出射される照明光L1を検査対象Wの表面Waに照射する照射工程を備えている。表面状態の検査方法は、照明光L1の照射された検査対象Wの表面Waに基づいて表面状態を検査する。
<Surface condition inspection method>
The surface condition inspection method includes an irradiation step of irradiating the surface Wa of the inspection object W with illumination light L1 emitted from the illumination unit 12. The surface condition inspection method inspects the surface condition based on the surface Wa of the inspection object W irradiated with the illumination light L1.
検査対象Wの基材としては、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等が挙げられる。検査対象Wの表面Waは、平坦面であってもよいし、曲面であってもよい。検査対象Wの表面Waは、基材により形成されていてもよいし、基材に積層された機能性膜により形成されていてもよい。 Examples of the substrate of the inspection object W include glass, ceramics, resin, and metal. The surface Wa of the inspection object W may be a flat surface or a curved surface. The surface Wa of the inspection object W may be formed by a substrate, or may be formed by a functional film laminated on the substrate.
照射工程における照明光L1の照度は、例えば、500ルクス以上、2000ルクス以下の範囲内であることが好ましい。この照度は、検査対象Wの位置で測定した照度である。例えば、照明部12からの距離が50cmとなる位置に検査対象Wの表面Waを配置する場合、照明部12からの距離が50cmの位置における照度をいう。 The illuminance of the illumination light L1 in the irradiation process is preferably within a range of, for example, 500 lux or more and 2000 lux or less. This illuminance is the illuminance measured at the position of the inspection object W. For example, when the surface Wa of the inspection object W is placed at a position 50 cm away from the illumination unit 12, this refers to the illuminance at a position 50 cm away from the illumination unit 12.
図5に示すように、本実施形態の照射工程では、グラデーションライン部GLに沿って照明部12と検査対象Wとを相対移動させる。例えば、図5に白抜き矢印で示すように、照明部12を検査対象Wの表面Waに沿って移動させる。これにより、検査対象Wの表面Waにおいて、より広い範囲にわたって欠陥を検出することが可能となる。例えば、図5の検査対象Wの表面Waにおいて、破線で囲まれる範囲DAに欠陥が存在する場合、照明部12を検査対象Wの表面Waに沿って移動させることで、これらの欠陥を容易に検出することが可能となる。なお、照射工程では、グラデーションライン部GLに沿って検査対象Wを移動させてもよいし、グラデーションライン部GLに沿って照明部12と検査対象Wの両者を移動させてもよい。なお、照明部12を移動させる場合、照明部12と撮像装置13との間の相対的な位置を一定に保持することが好ましい。 As shown in FIG. 5, in the irradiation process of this embodiment, the illumination unit 12 and the inspection object W are moved relative to each other along the gradation line portion GL. For example, as shown by the white arrow in FIG. 5, the illumination unit 12 is moved along the surface Wa of the inspection object W. This makes it possible to detect defects over a wider range on the surface Wa of the inspection object W. For example, if defects exist in the range DA surrounded by the dashed line on the surface Wa of the inspection object W in FIG. 5, these defects can be easily detected by moving the illumination unit 12 along the surface Wa of the inspection object W. In the irradiation process, the inspection object W may be moved along the gradation line portion GL, or both the illumination unit 12 and the inspection object W may be moved along the gradation line portion GL. In addition, when the illumination unit 12 is moved, it is preferable to keep the relative position between the illumination unit 12 and the imaging device 13 constant.
本実施形態の表面状態の検査方法では、照明光L1の照射された検査対象Wの表面Waを、撮像装置13を用いて撮像する。表面状態の検査方法では、撮像装置13により取得される画像に基づいて検査対象Wの表面状態を検査する。表面状態の検査方法は、撮像装置13により取得される画像に基づいて、検査対象Wの表面Waにおける欠陥の有無を判定する判定工程を備えている。この判定工程は、上記コンピュータ本体14aにより実行することができる。表面Waの欠陥としては、例えば、表面Waの凹凸等の局所的な歪み、異物の付着、表面Waの傷等が挙げられる。 In the surface condition inspection method of this embodiment, the surface Wa of the inspection object W irradiated with the illumination light L1 is imaged using the imaging device 13. In the surface condition inspection method, the surface condition of the inspection object W is inspected based on the image acquired by the imaging device 13. The surface condition inspection method includes a determination step of determining the presence or absence of defects on the surface Wa of the inspection object W based on the image acquired by the imaging device 13. This determination step can be executed by the computer main body 14a. Examples of defects on the surface Wa include localized distortion such as unevenness on the surface Wa, adhesion of foreign matter, and scratches on the surface Wa.
なお、表面状態の検査方法は、撮像装置13及びコンピュータ14を用いずに、照射工程により照明光L1が照射された検査対象Wの表面Waの欠陥を視認する検査であってもよい。 The surface condition inspection method may be an inspection to visually check defects on the surface Wa of the inspection object W irradiated with the illumination light L1 in the irradiation process, without using the imaging device 13 and the computer 14.
<試験例>
次に、試験例について説明する。
図6及び図7には、グラデーションライン部GLを含む照明光L1を用いて検査対象Wの表面状態を検査した試験例1~4を示している。検査対象Wは、板ガラスである。図6(a)に示す試験例1では、欠陥が存在する範囲DAに照明光L1が照射されていない。図6(b)に示すように、試験例1の表面画像解析の結果から得られる光強度データ曲線は、グラデーションライン部GLに基づく曲線となる。
<Test Example>
Next, a test example will be described.
6 and 7 show test examples 1 to 4 in which the surface condition of the inspection object W was inspected using illumination light L1 including a gradation line portion GL. The inspection object W is a glass plate. In test example 1 shown in FIG. 6(a), the illumination light L1 is not irradiated onto the range DA in which the defect exists. As shown in FIG. 6(b), the light intensity data curve obtained from the result of the surface image analysis of test example 1 is a curve based on the gradation line portion GL.
図6(c)に示す試験例2では、欠陥が存在する範囲DAに照明光L1のグラデーションライン部GLの少なくとも一部が照射されている。図6(d)に示すように、試験例2の表面画像解析の結果から得られる光強度データ曲線は、図6(b)に示す試験例1の光強度データ曲線とは異なる。これにより、試験例2では、検査対象Wの表面Waの欠陥を検出できることが分かる。 In test example 2 shown in FIG. 6(c), at least a portion of the gradation line portion GL of the illumination light L1 is irradiated onto the range DA where the defect exists. As shown in FIG. 6(d), the light intensity data curve obtained from the results of the surface image analysis of test example 2 differs from the light intensity data curve of test example 1 shown in FIG. 6(b). This shows that in test example 2, defects on the surface Wa of the inspection object W can be detected.
図7(a)に示す試験例3、及び図7(c)に示す試験例4においても、欠陥が存在する範囲DAに照明光L1のグラデーションライン部GLの少なくとも一部が照射されている。図7(b)及び図7(d)に示すように、試験例3,4の表面画像解析の結果から得られる光強度データ曲線は、図6(b)に示す試験例1の光強度データ曲線とは異なる。これにより、試験例3,4では、検査対象Wの表面Waの欠陥を検出できることが分かる。 In test example 3 shown in FIG. 7(a) and test example 4 shown in FIG. 7(c), at least a portion of the gradation line portion GL of the illumination light L1 is irradiated onto the range DA where the defect exists. As shown in FIG. 7(b) and FIG. 7(d), the light intensity data curves obtained from the results of the surface image analysis of test examples 3 and 4 differ from the light intensity data curve of test example 1 shown in FIG. 6(b). This shows that in test examples 3 and 4, defects on the surface Wa of the inspection object W can be detected.
図8及び図9には、従来のストライプパターンの照明光を用いて検査対象Wの表面状態を検査した試験例5~8を示している。検査対象Wは、上記試験例1~4と同じ板ガラスである。図8(a)に示す試験例5では、欠陥が存在する範囲DAに照明光が照射されていない。図8(b)に示すように、試験例5の画像解析の結果から得られる光強度データ曲線は、ストライプパターンの明暗部分に基づく曲線となる。 Figures 8 and 9 show test examples 5 to 8 in which the surface condition of the inspection object W was inspected using illumination light with a conventional stripe pattern. The inspection object W is the same plate glass as in test examples 1 to 4 above. In test example 5 shown in Figure 8 (a), illumination light is not irradiated onto the area DA where the defect exists. As shown in Figure 8 (b), the light intensity data curve obtained from the results of image analysis of test example 5 is a curve based on the light and dark areas of the stripe pattern.
図8(c)に示す試験例6、及び図9(a)に示す試験例7では、ストライプパターンの明暗の境界を跨ぐ位置に検査対象の欠陥が存在する範囲DAが配置されている。図8(d)及び図9(b)に示すように、試験例6,7の表面画像解析の結果から得られる光強度データ曲線は、図8(b)に示す試験例5の光強度データ曲線とは異なる。これにより、試験例6,7では、検査対象Wの表面Waの欠陥を検出できることが分かる。 In Test Example 6 shown in FIG. 8(c) and Test Example 7 shown in FIG. 9(a), the range DA in which the defect of the inspection object exists is located across the light/dark boundary of the stripe pattern. As shown in FIG. 8(d) and FIG. 9(b), the light intensity data curve obtained from the results of the surface image analysis of Test Examples 6 and 7 is different from the light intensity data curve of Test Example 5 shown in FIG. 8(b). This shows that in Test Examples 6 and 7, defects on the surface Wa of the inspection object W can be detected.
図9(c)に示す試験例8では、欠陥が存在する範囲DAは、ストライプパターンの明部分に配置されている。図9(d)に示すように、試験例8の表面画像解析の結果から得られる光強度データ曲線は、試験例5の画像解析の結果から得られる光強度データ曲線との明確な差異がないため、欠陥を検出できない。 In test example 8 shown in FIG. 9(c), the range DA in which the defect exists is located in the bright part of the stripe pattern. As shown in FIG. 9(d), the light intensity data curve obtained from the results of the surface image analysis of test example 8 does not have a clear difference from the light intensity data curve obtained from the results of the image analysis of test example 5, so the defect cannot be detected.
<本実施形態の作用及び効果>
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)表面状態の検査方法は、照明部12から出射される照明光L1を検査対象Wの表面Waに照射する照射工程を備えている。表面状態の検査方法は、照明光L1の照射された表面Waに基づいて表面状態を検査する。照明光L1は、グラデーションライン部GLを含む。グラデーションライン部GLの光強度データ曲線における微分値の絶対値、1.5/mm以下の範囲内である。光強度データ曲線は、上述した手順1及び手順2により取得される。
<Actions and Effects of the Present Embodiment>
Next, the operation and effects of this embodiment will be described.
(1) The method for inspecting the surface condition includes an irradiation step of irradiating the surface Wa of the inspection object W with illumination light L1 emitted from the illumination unit 12. The method for inspecting the surface condition inspects the surface condition based on the surface Wa irradiated with the illumination light L1. The illumination light L1 includes a gradation line portion GL. The absolute value of the differential value in the light intensity data curve of the gradation line portion GL is within a range of 1.5/mm or less. The light intensity data curve is acquired by the above-mentioned
この方法によれば、上記のグラデーションライン部GLを検査対象Wの表面Waに照射する照射工程を備えることで、より高い精度で検査対象Wの表面状態を検査することが容易となる。本実施形態では、検査対象Wの表面Waに存在する比較的微細な欠陥を検出する精度を高めることができる。 According to this method, by including an irradiation process in which the gradation line portion GL is irradiated onto the surface Wa of the inspection object W, it becomes easier to inspect the surface condition of the inspection object W with higher accuracy. In this embodiment, it is possible to improve the accuracy of detecting relatively fine defects present on the surface Wa of the inspection object W.
(2)表面状態の検査方法における照明部12は、所定の方向に沿って配列される複数の光源12aと、複数の光源12aと検査対象Wとの間に配置される光拡散部材12bとを備えることが好ましい。この場合、より広い範囲にわたる照明光L1を用いて検査対象Wの表面Waを効率的に検査することが可能となる。 (2) In the surface condition inspection method, the illumination unit 12 preferably includes a plurality of light sources 12a arranged in a predetermined direction and a light diffusing member 12b disposed between the plurality of light sources 12a and the inspection object W. In this case, it becomes possible to efficiently inspect the surface Wa of the inspection object W using illumination light L1 over a wider range.
(3)照明部12の複数の光源12aの間隔は、10mm以下であることが好ましい。この場合、隣り合う光源12aの間の光量を確保することが容易となる。
(4)表面状態の検査方法において、照射工程における照明光L1の照度は、500ルクス以上、2000ルクス以下の範囲内であることが好ましい。この場合、例えば、撮像装置13を用いた欠陥の検出や目視による欠陥の検出を容易に行うことが可能となる。
(3) The interval between the multiple light sources 12a of the illumination unit 12 is preferably 10 mm or less. In this case, it is easy to ensure the amount of light between adjacent light sources 12a.
(4) In the surface condition inspection method, the illuminance of the illumination light L1 in the irradiation step is preferably in the range of 500 lux or more and 2000 lux or less. In this case, for example, it becomes possible to easily detect defects using the imaging device 13 or visually detect defects.
(5)照射工程では、グラデーションライン部GLに沿って照明部12と検査対象Wとを相対移動させている。この場合、検査対象Wの表面Waを、より広い範囲にわたって容易に検査することが可能となる。 (5) In the irradiation process, the illumination unit 12 and the inspection object W are moved relative to each other along the gradation line portion GL. In this case, it becomes possible to easily inspect a wider area of the surface Wa of the inspection object W.
<変更例>
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Example of change>
The above embodiment can be modified as follows: The above embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that no technical contradiction occurs.
・上記表面状態の検査方法における照射工程では、グラデーションライン部GLに沿って照明部12と検査対象Wとを相対移動させている。しかしながら、例えば、検査対象Wの表面Waの一部を検査する場合やグラデーションライン部GLの長さ寸法や有効範囲Rに対して検査対象Wが比較的小さい場合では、照明部12と検査対象Wとを相対移動させずに照射工程を行ってもよい。 - In the irradiation process in the above-mentioned surface condition inspection method, the illumination unit 12 and the inspection object W are moved relative to each other along the gradation line portion GL. However, for example, when inspecting only a portion of the surface Wa of the inspection object W or when the inspection object W is relatively small compared to the length dimension or effective range R of the gradation line portion GL, the irradiation process may be performed without moving the illumination unit 12 and the inspection object W relative to each other.
・上記表面状態の検査方法における照射工程において、照明部12と検査対象Wとの相対移動は、自動で行ってもよいし、手動で行ってもよい。
・上記表面状態の検査方法における照射工程において、複数の照明部12を用いてもよい。これにより、検査対象Wの表面Waを、より広い範囲にわたって容易に検査することが可能となる。
In the irradiation step of the above-described surface condition inspection method, the relative movement between the illumination unit 12 and the inspection object W may be performed automatically or manually.
In the irradiation step in the above-described method for inspecting the surface condition, a plurality of illumination units 12 may be used. This makes it possible to easily inspect a wider area of the surface Wa of the inspection object W.
・照明部12から照射される照明光L1は、白色光であってもよいし、有色光であってもよい。
・表面状態の検査方法は、表面Waに微細な凹凸を有する製品を検査対象Wとすることもできる。すなわち、表面状態の検査方法は、検査対象Wの表面Waの有する微細な凹凸の状態を確認する検査に適用してもよい。
The illumination light L1 emitted from the illumination unit 12 may be white light or colored light.
The surface condition inspection method may also be used for a product having fine irregularities on its surface Wa as the inspection object W. In other words, the surface condition inspection method may be applied to an inspection for checking the state of the fine irregularities on the surface Wa of the inspection object W.
・図10に示す表面状態の検査装置111のように、上記実施形態における表面状態の検査装置11の照明部12を変更することもできる。この変更例の照明部112は、長さ方向で均一な光強度の光を出射する光源112aを備えている。光源112aとしては、例えば、LEDを有するライン光源、蛍光灯等が挙げられる。また、照明部112は、光源112aと検査対象Wとの間に配置されるレンズ部材112bを備えている。図10及び図11に示すように、レンズ部材112bは、凸面を有するレンズ部Pを有している。詳述すると、レンズ部Pは、例えば、光源112a側に配置される平面を有するとともに、検査対象W側に配置される凸面を有する平凸レンズにより構成されている。レンズ部材112bのレンズ部Pの数は、単数であってもよいし、複数であってもよい。レンズ部材112bとしては、例えば、ガラス又は樹脂から構成されたマイクロレンズが挙げられる。図10に示すように、表面状態の検査装置111において、光源112aからレンズ部材112bに入射された光は、レンズ部材112bで集光される。これにより、図12に示すように、上記実施形態と同様のグラデーションライン部GLを含む照明光L1を検査対象の表面に照射することができる。
-The illumination unit 12 of the surface condition inspection device 11 in the above embodiment can be modified, as in the surface condition inspection device 111 shown in FIG. 10. The
11,111…表面状態の検査装置
12,112…照明部
12a…光源
12b…光拡散部材
GL…グラデーションライン部
L1…照明光
W…検査対象
Wa…表面
REFERENCE SIGNS LIST 11, 111... Surface
Claims (7)
前記照明光は、下記の手順1及び手順2:
(手順1)前記照明光により照射された前記検査対象のサンプルの撮像データを取得する
(手順2)前記撮像データから少なくとも一つの直線上の位置と光強度との関係を最大の光強度が1となるよう補正した光強度データ曲線を取得する
により取得された前記光強度データ曲線における微分値の絶対値が、1.5/mm以下の範囲内であるグラデーションライン部を含む、表面状態の検査方法。 A method for inspecting a surface condition, comprising: an illumination step of irradiating an illumination light emitted from an illumination unit onto a surface of an inspection object; and inspecting a surface condition based on the surface irradiated with the illumination light,
The illumination light is generated by the following steps 1 and 2:
(Step 1) acquiring imaging data of the sample to be inspected illuminated by the illumination light; and (Step 2) acquiring a light intensity data curve from the imaging data, in which the relationship between the position on at least one straight line and the light intensity is corrected so that the maximum light intensity is 1. The absolute value of the differential value in the light intensity data curve acquired by the above steps is within a range of 1.5/mm or less.
前記照明光は、下記の手順1及び手順2:
(手順1)前記照明光により照射された前記検査対象のサンプルの撮像データを取得する
(手順2)前記撮像データから少なくとも一つの直線上の位置と光強度との関係を最大の光強度が1となるよう補正した光強度データ曲線を取得する
により取得された前記光強度データ曲線における微分値の絶対値が、1.5/mm以下の範囲内であるグラデーションライン部を含む、表面状態の検査装置。 A surface condition inspection device including an illumination unit that irradiates illumination light onto a surface of an inspection object,
The illumination light is generated by the following steps 1 and 2:
(Step 1) acquiring imaging data of the sample to be inspected illuminated by the illumination light; and (Step 2) acquiring a light intensity data curve from the imaging data, the relationship between the position on at least one straight line and the light intensity being corrected so that the maximum light intensity is 1. The absolute value of the differential value in the light intensity data curve acquired by the above-mentioned steps is within a range of 1.5/mm or less.
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