JP3754003B2

JP3754003B2 - 欠陥検査装置及びその方法

Info

Publication number: JP3754003B2
Application number: JP2002144016A
Authority: JP
Inventors: 資昭石浦; 邦彦宮崎; 克己一藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: JP2003075363A; US7099002B2; CN1168974C; CN1393690A; KR20020097009A; EP1271134A1; US20020196432A1; KR100472129B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は欠陥検査装置及びその方法に関し、詳細には複写機、プリンタ、ＦＡＸ等に使用される電子写真用感光体の表面検査に用いられる欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ＦＡＸ等に使用される電子写真用感光体は製造工程においてその表面に傷、異物、塗工ムラ等の欠陥が生じることがあり、その欠陥の検査方法としては検査員による目視検査が一般的に行われている。しかし、目視検査では検査員の個人差によるバラツキ等があるため、目視検査に代わる各種の自動検査方法および検査装置が提案されている。
【０００３】
例えば、従来技術として特開平９−３２５１２０号公報（以下従来例１と称す）のように、電子写真用感光体に１台の光源から光を照射し、電子写真用感光体からの反射光を１台のカメラで受光し、その出力する電気信号によりピンホール、打痕、塗膜キズ、ゴミ等の電子写真用感光体表面の表面凹凸の変化率の大きい凹凸状欠陥と、感光層の塗膜ムラ等の表面凹凸の変化率の小さい濃淡ムラ状欠陥を検出する検査装置がある。また、特開平7−１２８２４０号公報（以下従来例２と称す）及び特開平７−１２８２４１号公報（以下従来例３と称す）には１台の光源に対して複数のＣＣＤカメラを設け、あるいは１台のＣＣＤカメラに対して複数台の光源を設けて凹凸状欠陥と濃淡ムラ状欠陥を複数回に分けて撮影する検査装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例１によれば、凹凸状欠陥と濃淡ムラ状欠陥では合否判定の基準が異なっているため、両方の欠陥が区別なく撮影される光学系では判定基準が厳しい欠陥に合わせて合否判定しなければならず、本来良品となる物を不良品として廃棄してしまうか、欠陥検査装置が不合格と判定した物を検査員により再度検査しなければならなかった。また、機構部が少ないため、光学系の調整が容易になるという利点がある反面、凹凸状欠陥か、濃淡ムラ状欠陥のどちらかの撮影感度を向上させようとすると他方の撮影感度が落ちてしまうという不具合があった。更に、上記従来例２，３によれば、２つの光源あるいは２つのＣＣＤカメラを用いることにより、凹凸状欠陥と濃淡ムラ状欠陥の両方の撮影感度を向上することができるが、撮影を複数回に分けて行うため、検査時間が長くなってしまう。また、１個の光源またはＣＣＤカメラに対して複数のＣＣＤカメラまたは光源を組み合わせるため、調整作業が煩雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、表面凹凸の変化率の高い欠陥と変化率の低い欠陥を各々別の光学系で撮影することにより、効率良く凹凸状欠陥と濃淡ムラ状欠陥を検査して過剰検査によるロスを低減できる欠陥検査装置及びその方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明の欠陥検査装置は、被検査物の表面に光を同軸落射照射する第１の光源と、被検査物からの正反射光を受光して第１の電気信号に変換する第１の撮像手段とを含む第１の光学系と、被検査物に光を斜射照明する第２の光源と、被検査物からの散乱光を受光して第２の電気信号に変換する第２の撮像手段とを含む第２の光学系と、第１の撮像手段からの第１の電気信号と予め設定された第１の閾値とを比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された第２の閾値とを比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出する演算装置とを有する。そして、本発明の欠陥検査装置は、第１の光学系を用いて得られた画像を演算処理して欠陥の位置を割り出し記憶し、第２の光学系を用いて得られた画像を演算して欠陥の位置を割り出し記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された両方の位置情報を比較して位置情報が一致した場合は、第１の電気信号と予め設定された、第１の閾値とは異なる第３の閾値と比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された、第２の閾値とは異なる第４の閾値と比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出することに特徴がある。よって、欠陥が凹凸状欠陥か、色の濃淡ムラ状欠陥かを判別でき、当該判別結果に応じて各専用のある合否判定アルゴリズムを適用して欠陥を正確に判定することができる。
【０００８】
更に、第１の光学系を用いて得られた画像の位置と、第２の光学系を用いて得られた画像の位置を一致させることにより、正確に欠陥位置を算出することができ、より正確に欠陥種を判別することができる。
【０００９】
また、第２の撮像手段は正反射光を受光しない位置に設定することにより、第２の撮像手段によって凹凸状欠陥が検出されることを防ぎ、更に正確に欠陥種を判別することができる。
【００１０】
更に、第２の光源と被検査物との間の光路上に拡散板を設けたことにより、被検査物に均等に光が照射され、色の濃淡ムラ状欠陥の濃度変化をより正確に判別することができる。
【００１１】
また、第２の光源と被検査物との間の光路上に色フィルタを設けたことにより、色の濃淡ムラ状欠陥を高コントラストで撮像することでき、撮像した画像から欠陥を抽出することが容易となる。
【００１２】
更に、色フィルタは被検査物と同系色の色フィルタを用いることにより、正常部分と欠陥部分の色合いが異なるような色の濃淡ムラ状欠陥の抽出が容易となる。
【００１３】
また、被検査物からの正反射光を第１の撮像手段に集光する受光レンズとして、テレセントリックレンズを用いたことにより、被検査物の振れ等による被検査物と受光レンズとの距離が変動しても得られる欠陥の大きさを一定にすることができ、正確に凹凸状欠陥の大きさを判別することができる。
【００１４】
更に、別の発明として欠陥検査方法によれば、第１の光源より被検査物の表面に光を同軸落射照射し被検査物の表面からの正反射光を第１の受光手段で受光し電気信号に変換して記憶手段に記憶する。そして、第２の光源から被検査物表面に法線方向から所定角度傾けた角度から光を照射し、被検査物の表面からの散乱光を第２の受光手段で受光し電気信号に変換し記憶手段に記憶する。その後、第１の受光手段からの電気信号を第１の閾値と比較して表面凹凸状欠陥を検出し、第２の受光手段からの電気信号を第２の閾値と比較して濃淡ムラ状欠陥を検出する。そして、本発明の欠陥検査方法によれば、第１の光学系を用いて得られた画像を演算処理して欠陥の位置を割り出し記憶し、第２の光学系を用いて得られた画像を演算して欠陥の位置を割り出し記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された両方の位置情報を比較して位置情報が一致した場合は、第１の電気信号と予め設定された、第１の閾値とは異なる第３の閾値と比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された、第２の閾値とは異なる第４の閾値と比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出する。よって、欠陥が凹凸状欠陥か、色の濃淡ムラ状欠陥かを判別でき、当該判別結果に応じて各専用のある合否判定アルゴリズムを適用して欠陥を正確に判定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の欠陥検査装置は、被検査物の表面に光を同軸落射照射する第１の光源と、被検査物からの正反射光を受光して第１の電気信号に変換する第１の撮像手段とを含む第１の光学系と、被検査物に光を斜射照明する第２の光源と、被検査物からの散乱光を受光して第２の電気信号に変換する第２の撮像手段とを含む第２の光学系と、第１の撮像手段からの第１の電気信号と予め設定された第１の閾値とを比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された第２の閾値とを比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出する演算装置とを有する。
【００１７】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係る欠陥検査装置の構成を示す概略図である。同図において、被検査物１は、例えば直径φ３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚０．８ｍｍの円筒状のアルミニウム基体上に下引き層、電荷発生層、電荷輸送層を順に成膜した電子写真用感光体である。本実施例の欠陥検査装置は、駆動装置２と、被検査物１と同軸上に固定した従動プーリ３と、駆動装置２の駆動プーリ４、従動プーリ３と駆動プーリ４との間を懸架して被検査物１を毎分６０回転で回転させる張架ベルト５と、同軸落射照明用の光源６と、光源６から発せられた光を全反射する全反射ミラー７と、ハーフミラー８と、被検査物１から反射されハーフミラー８を通過した反射光を後述する１次元ＣＣＤカメラ１０に集光する受光レンズ９と、受光した法線方向の反射光を電気信号に変換するモノクロ２５６階調の１次元ＣＣＤカメラ１０と、斜射光照明用のライン状の光源１１と、被検査物１からの散乱光を後述する１次元ＣＣＤカメラ１３に集光する受光レンズ１２と、受光した散乱光を電気信号に変換するモノクロ２５６階調の１次元ＣＣＤカメラ１３と、各１次元ＣＣＤカメラ１０，１３から送られた電気信号を予め設定された閾値と比較して２値化処理し、被検査物１の表面における欠陥の有無を判定する演算装置１４とを含んで構成されている。
【００１８】
次に、このような構成を有する本実施例の欠陥検査装置の動作について説明すると、光源６から発っせられた光は、全反射ミラー７で反射されハーフミラー８に導かれ、更にハーフミラー８で反射されて駆動装置２の回転駆動により軸回転する被検査物１の表面に法線方向から照射される。被検査物１の表面で反射した光は、ハーフミラー８を透過し、受光レンズ９を通してモノクロ２５６階調の1次元ＣＣＤカメラ１０に受光されて電気信号に変換される。一方、被検査物１の法線方向から所定の角度、例えば３０°傾いた位置に設けたライン状光源１１から被検査物１に向けて光を照射し、駆動装置２の回転駆動により軸回転する被検査物１からの正反射光を受光しない位置に設置した受光レンズ１２を通してモノクロ２５６階調の1次元ＣＣＤカメラ１３に受光されて電気信号に変換される。そして、１次元ＣＣＤカメラ１０、１３で変換された電気信号は演算装置１４に送られ、演算装置１４では各１次元ＣＣＤカメラ１０、１３から送られた電気信号を処理し合否判定する。
【００１９】
ここで、同軸落射照明の光学系を用いて撮影された欠陥、つまりＣＣＤカメラ１０からの電気信号に基づいて検査した結果による欠陥は、被検査物１の表面凹凸状欠陥である。被検査物１の表面に法線方向から照射された光は、図５の(ａ)に示すように正常面であれば主に法線方向に反射する。しかし、表面凹凸状欠陥があった場合は、図５の（ｂ）に示すように反射する角度が変わり法線方向以外つまりＣＣＤカメラ１０がある方向以外に反射するため、表面凹凸状欠陥部が周囲の正常部よりも濃く撮影される。すなわち、撮影された画像濃度の平均値を求め、予め設定していた正常と判断できる濃度差を加えた値を閾値として２値化することで、正常部は１（白）、欠陥部は０(黒)に変換でき、欠陥部を特定することができる。そして、特定した欠陥部の面積、すなわち画像データが０となっている部分の数をカウントすることで、欠陥の大きさを算出することができ、予め設定しておいた表面凹凸欠陥の大きさの規格値に相当する閾値と比較して合否判定する。
【００２０】
また、斜射光照明の工学系を用いて撮影された欠陥、つまりＣＣＤカメラ１３からの電気信号に基づいて検査した結果による欠陥は、被検査物１の色の濃淡ムラ状の欠陥である。被検査物１の表面に法線方向から所定の角度、例えば３０°傾いた方向から照射された光は、図６に示すように照射された角度と同じ角度で正反射光が反射し、その他にあらゆる方向に乱反射する散乱光があり、どちらも被検査物の濃度によって増減する。しかし、正反射光は表面凹凸状欠陥により方向が変わりＣＣＤカメラに受光する量が極端に変化する為、散乱光のみを受光ることが望ましい。そこで、ＣＣＤカメラ１３を被検査物１からの正反射光を受光しない位置に設置することで、表面凹凸状欠陥による光量変化の影響をなくすことができ、濃淡ムラによる散乱光の変化だけが撮影される。ＣＣＤカメラ１３で撮影された画像は正常面であれば、ほぼ均一な濃度であるが正常部よりも濃度が濃い又は淡い部分があると濃淡ムラ欠陥となるため、撮影された画像濃度の平均値を求め、予め設定していた正常と判断できる濃度差の幅を加えた値を閾値として２値化する。ここで、濃淡ムラ状欠陥には正常部よりも濃い場合と、正常部よりも淡い場合が有る。つまり２値化作業は平均濃度＋（プラス）濃度差と平均濃度−（マイナス）濃度差の２回必要である。この２値化された２つの画像は、正常部が１（白）で欠陥部が０(黒)の物と、正常部が０(黒)で欠陥部が１（白）の物となるが、正常部が１（白）で欠陥部が０(黒)の物であれば画像データ０の部分の有無、正常部が０(黒)で欠陥部が１（白）の物であれば画像データ１の部分の有無で合否判定をすることができる。よって、本実施例の電子写真用感光体の欠陥検査装置によれば、それぞれ形態に適したアルゴリズムで判定を行うことができた。
【００２１】
また、図１の実施例の装置において、同軸落射照明の光学系で撮影された画像と、斜射光照明の光学系で撮影された画像から抽出した欠陥の被検査物１の軸方向での距離を算出する。第１の実施例のように被検査物１が円筒状である場合は欠陥の数は被検査物１本内に数個程度でなので、円筒軸方向での位置が一致すれば欠陥は同一の物であると推定できるので、表面凹凸状の欠陥と色の濃淡ムラ状の欠陥が複合しており、両方を加味して判定しなければならない場合に、表面凹凸状欠陥の判定基準および濃淡ムラ状欠陥の判定基とは別の判定基準を適用することができる。もし、被検査物１がベルト状である場合はベルト長手方向の単位長さ毎にベルトの幅方向での位置を算出し、比較すれば良い。この際、同軸落射照明の光学系を用いて撮影した画像を演算処理して欠陥の位置を割り出し記憶し、斜射光照明の光学系を用いて撮影した画像を演算処理し欠陥の位置を割り出し記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された両方の位置情報を比較することにより欠陥の種類を判別する。
【００２２】
更に、２つの光学系で撮影された画像上の位置関係を完全に一致される必要がある場合は、まず図１の２台の１次元ＣＣＤカメラ１０、１３の視野幅が同じになるように設定する。次に、１次元ＣＣＤカメラ１０、１３を被検査物１上で１８０°ズレた位置とし、被検査物１を毎分６０回転で回転させているため２台のカメラの撮影タイミングを０．５秒ズラして撮影を開始する。これにより、２つの画像上での欠陥の位置を比較しやすくなり、凹凸状もしくは濃淡ムラ状の単体欠陥か、両方を複合した欠陥かを識別しやすくすることができる。
【００２３】
ここで、両方を加味して判定する必要がある欠陥の判定方法について説明する。表面凹凸状欠陥であれば、例えば正面から見た最長部の長さや欠陥部の面積を基準にして合否判定される。一方、濃淡ムラ状欠陥であれば正常部との濃淡差の量により合否判定される。しかし、表面凹凸状欠陥と濃淡ムラ状欠陥が同一個所に存在する、つまり複合している場合はそれぞれ単体で存在する時よりも製品品質に与える影響が大きくなるため、判定基準を厳しくする必要が生じる場合がある。このように、判定基準を厳しくする必要が生じる場合は、まず同軸落射照明で撮影した画像から２値化処理により表面凹凸状欠陥部を抽出し、抽出した欠陥部の撮影画像内での位置を算出する。次に、斜射光照明で撮影された画像から２値化処理により濃淡ムラ欠陥部を抽出し、抽出した欠陥部の撮影画像内での位置を算出する。次に、それぞれに算出された座標の予め設定した範囲以内に他方の座標データが存在するか調べ、座標データが存在すれば両方を加味して判定する必要がある欠陥として厳しい閾値を適用し合否判定する。座標データが存在しなければ、単体の欠陥として緩い閾値を適用し、合否判定する。当然、各々抽出された欠陥の全ての欠陥データの座標を求め、比較する必要はなく、隣接した欠陥データは一つの欠陥として座標の平均値を求めたり、重心点の座標を求め比較すれば良い。
【００２４】
また、斜射光照明でも１次元ＣＣＤカメラ１３が正反射光を受光する位置にあると、被検査物１の表面凹凸からの正反射光を受光し、過剰判定となることがあるため、斜射光照明の光学系の１次元ＣＣＤカメラ１３の位置およびライン状の光源１１の位置を１次元ＣＣＤカメラ１３に正反射光が入らないように調整する。よって、色の濃淡ムラ状の欠陥のみを撮影することができ、色の濃淡ムラ状の欠陥を正確に判定できる。
【００２５】
図２は本発明の第２の実施例に係る欠陥検査装置の構成を示す図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成要素として、ライン状光源１１と被検査物１との間に拡散板１５として乳白色のアクリル板を設けた。ライン状光源１１から出た光は拡散板１５を通ることにより拡散され散乱光として駆動装置２の回転駆動により軸回転する被検査物１に照射される。これにより被検査物１に均等に光が照射され均一な画像を撮影することができ、色の濃淡ムラ状の欠陥の濃度変化を正確に判別することができる。なお、本実施例の拡散板１５では乳白色のアクリル板を用いたがこれに限定する必要はなく、赤色の透明アクリル板を装着してもよい。赤色の光を被検査物１に照射することにより撮影された画像のコントラストを上げることができ、よって色の濃淡ムラ状欠陥において正常部と欠陥部の濃度差を強調でき、欠陥の抽出が容易となる。ここで、橙色や黄色透明アクリル板を使用しても同様にコントラストを上げることができる。更に、本実施例の被検査物１として使用した電子写真用感光体はアルミニウム基体の上に白色の下引き層、その上に青緑色の電荷発生層、更にその上に黄色みを帯びた透明膜である電荷輸送層を塗布しているため、緑色をしている。よって、上述した拡散板１５に緑色の透明アクリル板を装着してもよい。被検査物１と同系色の光を照射することにより電荷輸送層のハジキにより下引き層の色が見えて正常部と欠陥部の色合いが異なっているようなの濃淡ムラ状欠陥を撮影しやすくなり、欠陥抽出時の２値化処理を容易に行うことができる。
【００２６】
また、図１及び図２において、同軸落射を用いた光学系の受光レンズ９として物体側テレセントリックレンズを使用したことにより、被検査物１の振れ等により被検査物１と受光レンズ９との距離が変動しても撮影される欠陥の大きさを一定にすることができ、正確に凹凸状欠陥の大きさを判定することができる。
【００２７】
図３は第１の比較例の欠陥検査装置の構成を示す図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す第１の比較例では、被検査物１の法線方向から所定の角度で傾いた位置に設けたライン状の光源１１から被検査物１に向けて光を照射し、駆動装置２の回転駆動により軸回転する被検査物１からの散乱光を受光する位置に設置した受光レンズ１６を通してモノクロ２５６階調の１次元ＣＣＤカメラ１７に受光されて電気信号に変換される。そして、１次元ＣＣＤカメラ１７で変換された電気信号は演算装置１８に送られ、演算装置１８では１次元ＣＣＤカメラ１７から送られた電気信号を予め設定された閾値と比較することにより２値化処理されて被検査物１の表面における欠陥の有無を判定され、その後合否判定のためのアルゴリズムにより合否判定する。ここで、受光レンズ１６及び１次元ＣＣＤカメラ１７の位置は被検査物１からの正反射光と散乱光の両方を適度に受光するように調整され、凹凸状欠陥と濃淡ムラ状欠陥の両方を撮影できるようにした。この比較例１の方法では１つの画像に凹凸状欠陥と濃淡ムラ状欠陥が両方とも撮影されてしまうため、合否判定する閾値は最も厳しい欠陥に合わせて設定することとなり、不合格判定が増えた。
【００２８】
図４は第２の比較例の欠陥検査装置の構成を示す図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す第２の比較例では、被検査物１の法線方向から所定の角度で傾いた位置に設けたライン状の光源１１から被検査物１に向けて光を照射し、駆動装置２の回転駆動により軸回転する被検査物１からの正反射光を受光する位置に設置した受光レンズ１９を通してモノクロ２５６階調の１次元ＣＣＤカメラ２０に受光されて電気信号に変換されて演算装置２１に送られる。また、駆動装置２の回転駆動により軸回転する被検査物１からの散乱光を受光する位置に設置した受光レンズ２２を通してモノクロ２５６階調の１次元ＣＣＤカメラ２３に受光されて電気信号に変換されて演算装置２１に送られる。そして、演算装置２１で１次元ＣＣＤカメラ２０，２３から送られた電気信号は予め設定された閾値と比較することにより２値化処理され欠陥の有無を判定され、その後合否判定のためのアルゴリズムにより合否判定する。この第２の比較例２の方法では、撮影を２回行ったため検査時間が２倍かかってしまった。また、２台のカメラを干渉しないように設置位置を離すため、被検査物１と受光レンズ２２の距離を離さなければならず、解像度が下がってしまった。
【００２９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の欠陥検査装置は、被検査物の表面に光を同軸落射照射する第１の光源と、被検査物からの正反射光を受光して第１の電気信号に変換する第１の撮像手段とを含む第１の光学系と、被検査物に光を斜射照明する第２の光源と、被検査物からの散乱光を受光して第２の電気信号に変換する第２の撮像手段とを含む第２の光学系と、第１の撮像手段からの第１の電気信号と予め設定された第１の閾値とを比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された第２の閾値とを比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出する演算装置とを有する。そして、本発明の欠陥検査装置は、第１の光学系を用いて得られた画像を演算処理して欠陥の位置を割り出し記憶し、第２の光学系を用いて得られた画像を演算して欠陥の位置を割り出し記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された両方の位置情報を比較して位置情報が一致した場合は、第１の電気信号と予め設定された、第１の閾値とは異なる第３の閾値と比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された、第２の閾値とは異なる第４の閾値と比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出することに特徴がある。よって、欠陥が凹凸状欠陥か、色の濃淡ムラ状欠陥かを判別でき、当該判別結果に応じて各専用のある合否判定アルゴリズムを適用して欠陥を正確に判定することができる。
【００３２】
更に、第１の光学系を用いて得られた画像の位置と、第２の光学系を用いて得られた画像の位置を一致させることにより、正確に欠陥位置を算出することができ、より正確に欠陥種を判別することができる。
【００３３】
また、第２の撮像手段は正反射光を受光しない位置に設定することにより、第２の撮像手段によって凹凸状欠陥が検出されることを防ぎ、更に正確に欠陥種を判別することができる。
【００３４】
更に、第２の光源と被検査物との間の光路上に拡散板を設けたことにより、被検査物に均等に光が照射され、色の濃淡ムラ状欠陥の濃度変化をより正確に判別することができる。
【００３５】
また、第２の光源と被検査物との間の光路上に色フィルタを設けたことにより、色の濃淡ムラ状欠陥を高コントラストで撮像することでき、撮像した画像から欠陥を抽出することが容易となる。
【００３６】
更に、色フィルタは被検査物と同系色の色フィルタを用いることにより、正常部分と欠陥部分の色合いが異なるような色の濃淡ムラ状欠陥の抽出が容易となる。
【００３７】
また、被検査物からの正反射光を第１の撮像手段に集光する受光レンズとして、テレセントリックレンズを用いたことにより、被検査物の振れ等による被検査物と受光レンズとの距離が変動しても得られる欠陥の大きさを一定にすることができ、正確に凹凸状欠陥の大きさを判別することができる。
【００３８】
更に、別の発明として欠陥検査方法によれば、第１の光源より被検査物の表面に光を同軸落射照射し被検査物の表面からの正反射光を第１の受光手段で受光し電気信号に変換して記憶手段に記憶する。そして、第２の光源から被検査物表面に法線方向から所定角度傾けた角度から光を照射し、被検査物の表面からの散乱光を第２の受光手段で受光し電気信号に変換し記憶手段に記憶する。その後、第１の受光手段からの電気信号を第１の閾値と比較して表面凹凸状欠陥を検出し、第２の受光手段からの電気信号を第２の閾値と比較して濃淡ムラ状欠陥を検出する。そして、本発明の欠陥検査方法によれば、第１の光学系を用いて得られた画像を演算処理して欠陥の位置を割り出し記憶し、第２の光学系を用いて得られた画像を演算して欠陥の位置を割り出し記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された両方の位置情報を比較して位置情報が一致した場合は、第１の電気信号と予め設定された、第１の閾値とは異なる第３の閾値と比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された、第２の閾値とは異なる第４の閾値と比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出する。よって、欠陥が凹凸状欠陥か、色の濃淡ムラ状欠陥かを判別でき、当該判別結果に応じて各専用のある合否判定アルゴリズムを適用して欠陥を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る欠陥検査装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る欠陥検査装置の構成を示す概略図である。
【図３】第１の比較例の欠陥検査装置の構成を示す概略図である。
【図４】第２の比較例の欠陥検査装置の構成を示す概略図である。
【図５】被検査物に照射した際の欠陥部有無による反射光の様子を示す図である。
【図６】被検査物の表面に法線方向から所定の角度から照射された際の正反射光と散乱光の様子を示す図である。
【符号の説明】
１；被検査物、２；駆動装置、３；従動プーリ、４；駆動プーリ、
５；張架ベルト、６，１１；光源、７；全反射ミラー、８；ハーフミラー、
９，１２，１６，１９，２２；受光レンズ
１０，１３，１７，２０，２３；１次元ＣＣＤカメラ、
１４，１８，２１；演算装置。

Claims

被検査物の表面に光を同軸落射照射する第１の光源と、前記被検査物からの正反射光を受光して第１の電気信号に変換する第１の撮像手段とを含む第１の光学系と、前記被検査物に光を斜射照明する第２の光源と、前記被検査物からの散乱光を受光して第２の電気信号に変換する第２の撮像手段とを含む第２の光学系と、前記第１の撮像手段からの前記第１の電気信号と予め設定された第１の閾値とを比較して前記被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、前記第２の撮像手段からの前記第２の電気信号と予め設定された第２の閾値とを比較して前記被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出する演算装置とを有する欠陥検査装置において、
前記第１の光学系を用いて得られた画像を演算処理して欠陥の位置を割り出し記憶し、前記第２の光学系を用いて得られた画像を演算して欠陥の位置を割り出し記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された両方の位置情報を比較して位置情報が一致した場合は、第１の電気信号と予め設定された、第１の閾値とは異なる第３の閾値と比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された、第２の閾値とは異なる第４の閾値と比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出することを特徴とする欠陥検査装置。
前記第１の光学系を用いて得られた画像の位置と、前記第２の光学系を用いて得られた画像の位置を一致させる請求項１記載の欠陥検査装置。
前記第２の撮像手段は、正反射光を受光しない位置に設定する請求項１又は２に記載の欠陥検査装置。
前記第２の光源と前記被検査物との間の光路上に拡散板を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の欠陥検査装置。
前記第２の光源と前記被検査物との間の光路上に色フィルタを設けた請求項１〜４のいずれかに記載の欠陥検査装置。
前記色フィルタは、前記被検査物と同系色の色フィルタを用いる請求項５記載の欠陥検査装置。
前記被検査物からの正反射光を前記第１の撮像手段に集光する受光レンズとして、テレセントリックレンズを用いた請求項１〜６のいずれかに記載の欠陥検査装置。
第１の光源より被検査物の表面に光を同軸落射照射し被検査物の表面からの正反射光を第１の受光手段で受光し電気信号に変換して記憶手段に記憶すると共に、第２の光源から被検査物表面に法線方向から所定角度傾けた角度から光を照射し、被検査物の表面からの散乱光を第２の受光手段で受光し電気信号に変換し記憶手段に記憶し、第１の受光手段からの電気信号を第１の閾値と比較して表面凹凸状欠陥を検出し、第２の受光手段からの電気信号を第２の閾値と比較して濃淡ムラ状欠陥を検出する欠陥検査方法において、
第１の光学系を用いて得られた画像を演算処理して欠陥の位置を割り出し記憶し、前記第２の光学系を用いて得られた画像を演算して欠陥の位置を割り出し記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶された両方の位置情報を比較して位置情報が一致した場合は、第１の電気信号と予め設定された、第１の閾値とは異なる第３の閾値と比較して被検査物の表面の凹凸状欠陥を検出し、第２の撮像手段からの第２の電気信号と予め設定された、第２の閾値とは異なる第４の閾値と比較して被検査物の色の濃淡ムラ状欠陥を検出することを特徴とする欠陥検査方法。