JP6570211B1 - Appearance inspection device - Google Patents
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Abstract
【課題】検査対象物の表面及び内部に露出する欠陥を同時に検査可能な外観検査装置において、装置構成の大型化を抑えつつ、より多くの欠陥を認識可能とする。【解決手段】外観検査装置10は、同じ直線偏光特性を有する赤色光、緑色光及び青色光を検査対象物Wにそれぞれ異なる角度で照射する照明11R,11G,11Bと、反射光30を所定の直線偏光特性を有する反射光31と所定の直線偏光特性が除去された反射光32に分離する偏光ビームスプリッタ13と、平行な反射光31,32を同時に撮影するカラーカメラ15と、カラーカメラ15の画像から赤色、緑色及び青色成分を抽出する画像処理装置16とを備える。これにより、検査対象物に応じて各照明の照射角度を最適化することにより、より多くの欠陥を顕在化させることが可能となる。しかも、反射光31,32が同じカラーカメラ15に入射することから、装置構成の大型化も抑えられる。【選択図】図1In an appearance inspection apparatus capable of simultaneously inspecting defects exposed on the surface and inside of an inspection object, it is possible to recognize more defects while suppressing an increase in the size of the apparatus configuration. An appearance inspection apparatus 10 emits red light, green light, and blue light having the same linear polarization characteristics to an inspection object W at different angles, respectively, and predetermined reflected light 30. A polarized beam splitter 13 that separates reflected light 31 having linear polarization characteristics and reflected light 32 from which a predetermined linear polarization characteristic has been removed; a color camera 15 that photographs parallel reflected lights 31 and 32 simultaneously; And an image processing device 16 that extracts red, green, and blue components from the image. Thereby, it becomes possible to expose more defects by optimizing the irradiation angle of each illumination according to the inspection object. Moreover, since the reflected lights 31 and 32 are incident on the same color camera 15, an increase in the size of the apparatus configuration can be suppressed. [Selection] Figure 1
Description
本発明は外観検査装置に関し、特に、検査対象物の表面に露出する欠陥と、検査対象物の内部に存在する欠陥の両方を同時に検査可能な外観検査装置に関する。 The present invention relates to an appearance inspection apparatus, and more particularly to an appearance inspection apparatus capable of simultaneously inspecting both a defect exposed on the surface of an inspection object and a defect existing inside the inspection object.
チップ部品などの検査対象物の外観検査を行う外観検査装置としては、特許文献1及び2に記載された外観検査装置が知られている。特許文献1及び2に記載された外観検査装置においては、赤色光の照明照射軸と光軸のなす角度を大きく設定する一方、青色光の照明照射軸と光軸のなす角度を小さくすることで、暗視野光学系と明視野光学系を実現している。暗視野光学では、検査対象物の表面からの反射(鏡面反射)がカメラへ入射しないため、検査対象物の内部に入り込んだ光の反射(拡散反射)のみがカメラに入射する。一方で、明視野光学系では、鏡面反射及び拡散反射がともにカメラへ入射するが、鏡面反射の反射率が高いために、得られる画像は対象表面からの反射が支配的となる。このように、特許文献1及び2に記載された外観検査装置においては、照明照射角度をあらかじめ所定の角度に固定することにより、検査対象物の内部欠陥および表面欠陥の可視化を実現している。 As an appearance inspection apparatus that performs an appearance inspection of an inspection object such as a chip part, the appearance inspection apparatuses described in Patent Documents 1 and 2 are known. In the appearance inspection apparatus described in Patent Documents 1 and 2, the angle formed between the illumination axis of red light and the optical axis is set large, while the angle formed between the illumination axis of blue light and the optical axis is decreased. Realizes dark field optical system and bright field optical system. In dark field optics, since reflection (specular reflection) from the surface of the inspection object does not enter the camera, only reflection (diffuse reflection) of light that enters the inspection object enters the camera. On the other hand, in the bright field optical system, both specular reflection and diffuse reflection are incident on the camera. However, since the reflectivity of the specular reflection is high, reflection from the target surface is dominant in the obtained image. As described above, in the visual inspection apparatus described in Patent Documents 1 and 2, visualization of internal defects and surface defects of the inspection target is realized by fixing the illumination irradiation angle to a predetermined angle in advance.
しかしながら、特許文献1及び2に記載された外観検査装置においては、照明照射角度があらかじめ所定の角度に固定されていることから、当該照射角度では顕在化しない欠陥を発見することができないという問題があった。 However, in the appearance inspection apparatus described in Patent Documents 1 and 2, since the illumination irradiation angle is fixed at a predetermined angle in advance, there is a problem that a defect that does not manifest at the irradiation angle cannot be found. there were.
一方、特許文献3〜5には、偏光ビームスプリッタを用いて検査対象物からの反射光をS偏光波とP偏光波に分離し、S偏光波からなる像とP偏光波からなる像をそれぞれ異なるカメラによって撮影する方法が開示されている。この方法によれば、複数の波長の照明を用いることなく、検査対象物の表面に存在する欠陥と内部に存在する欠陥の両方を認識することが可能となる。 On the other hand, in Patent Documents 3 to 5, the reflected light from the inspection object is separated into an S-polarized wave and a P-polarized wave using a polarization beam splitter, and an image composed of an S-polarized wave and an image composed of a P-polarized wave are respectively provided. A method for photographing with different cameras is disclosed. According to this method, it is possible to recognize both a defect existing on the surface of the inspection object and a defect existing inside without using illumination of a plurality of wavelengths.
しかしながら、特許文献3〜5に記載された外観検査装置においても、当該照射角度では顕在化しない欠陥を発見することは困難である。しかも、S偏光波が入射されるカメラとP偏光波が入射されるカメラの2台が必要となることから、装置構成が大型化するという問題もあった。 However, even in the appearance inspection apparatuses described in Patent Documents 3 to 5, it is difficult to find a defect that does not become apparent at the irradiation angle. Moreover, since two cameras, a camera that receives an S-polarized wave and a camera that receives a P-polarized wave, are required, there is also a problem that the apparatus configuration is increased in size.
したがって、本発明は、検査対象物の表面に露出する欠陥と、検査対象物の内部に存在する欠陥の両方を同時に検査可能な外観検査装置において、装置構成の大型化を抑えつつ、より多くの欠陥を認識可能とすることを目的とする。 Therefore, the present invention provides a visual inspection apparatus capable of simultaneously inspecting both a defect exposed on the surface of an inspection object and a defect existing inside the inspection object, while suppressing an increase in the size of the apparatus and increasing the number of the apparatus. The purpose is to make the defect recognizable.
本発明による外観検査装置は、検査対象物が載置されるステージと、第1の波長を有し、所定の直線偏光特性を有する第1の偏光を検査対象物に第1の角度で照射する第1の照明と、第1の波長とは異なる第2の波長を有し、所定の直線偏光特性と同じ直線偏光特性を有する第2の偏光を第1の角度とは異なる第2の角度で検査対象物に照射する第2の照明と、検査対象物からの反射光を受け、所定の直線偏光特性を有する第1の反射光と所定の直線偏光特性が除去された第2の反射光に分離する第1の偏光ビームスプリッタと、第1の反射光の光軸と第2の反射光の光軸を平行とする第1のミラーと、平行な第1及び第2の反射光を同時に受け、第1の反射光に基づく第1の画像と、第2の反射光に基づく第2の画像を生成する第1のカラーカメラと、第1の画像から第1の波長成分と第2の波長成分を抽出するとともに、第2の画像から第1の波長成分と第2の波長成分を抽出する画像処理装置とを備えることを特徴とする。 An appearance inspection apparatus according to the present invention irradiates an inspection object at a first angle with a stage on which the inspection object is placed and a first polarized light having a first wavelength and a predetermined linear polarization characteristic. A first illumination and a second polarized light having a second wavelength different from the first wavelength and having the same linear polarization characteristic as the predetermined linear polarization characteristic at a second angle different from the first angle The second illumination that irradiates the inspection object, the reflected light from the inspection object, the first reflected light having a predetermined linear polarization characteristic and the second reflected light from which the predetermined linear polarization characteristic is removed The first polarizing beam splitter to be separated, the first mirror that makes the optical axis of the first reflected light and the optical axis of the second reflected light parallel, and the parallel first and second reflected lights are simultaneously received. , A first color that generates a first image based on the first reflected light and a second image based on the second reflected light. A camera, and an image processing device that extracts the first wavelength component and the second wavelength component from the first image, and extracts the first wavelength component and the second wavelength component from the second image. It is characterized by.
本発明によれば、互いに波長及び照射角度の異なる複数の照明を用いるとともに、波長ごとに直線偏光特性の異なる2つの反射光に分離していることから、検査対象物に応じて各照明の照射角度を最適化することにより、より多くの欠陥を顕在化させることが可能となる。しかも、偏光ビームスプリッタによって分離した2つの反射光がミラーによって平行化され、同じカラーカメラに入射することから、装置構成の大型化を抑えることも可能となる。 According to the present invention, since a plurality of illuminations having different wavelengths and irradiation angles are used and separated into two reflected lights having different linear polarization characteristics for each wavelength, irradiation of each illumination is performed according to the inspection object. By optimizing the angle, more defects can be revealed. In addition, since the two reflected lights separated by the polarization beam splitter are collimated by the mirror and incident on the same color camera, it is possible to suppress an increase in the size of the apparatus configuration.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による外観検査装置10の構成を説明するための模式図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of an appearance inspection apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、第1の実施形態による外観検査装置10は、検査対象物(ワーク)Wが載置される透明なステージSと、検査対象物Wに光を照射する照明11R,11G,11B,11RGBを有している。検査対象物Wの種類については特に限定されないが、積層セラミックコンデンサなどの小型チップ部品を対象とすることができる。積層セラミックコンデンサなどの小型チップ部品は、その表面に欠陥が存在する場合があるとともに、内部(表層部分)に欠陥が存在する場合があり、本実施形態による外観検査装置10は、検査対象物Wの表面に露出する欠陥と、検査対象物Wの内部に存在する欠陥の両方を同時に検査することが可能である。 As shown in FIG. 1, the appearance inspection apparatus 10 according to the first embodiment includes a transparent stage S on which an inspection object (work) W is placed, and illuminations 11R and 11G that irradiate the inspection object W with light. , 11B, 11RGB. The type of the inspection object W is not particularly limited, but can be a small chip component such as a multilayer ceramic capacitor. A small chip component such as a multilayer ceramic capacitor may have a defect on its surface and may have a defect inside (surface layer portion). The appearance inspection apparatus 10 according to the present embodiment is an inspection object W. It is possible to simultaneously inspect both the defects exposed on the surface of the wafer and the defects existing inside the inspection object W.
照明11R,11G,11Bは、互いに波長および照射角度の異なる光を検査対象物Wに照射する。ここで、照明11Rは赤色光を照射し、照明11Gは緑色光を照射し、照明11Bは青色光を照射する。また、照明11RGBは、赤色光、緑色光及び青色光が混在した白色光を照射することによって明るさを補うための補助照明である。ここで、互いに照射角度の異なる3種類の光を検査対象物Wに照射しているのは、照射角度によって顕在化する欠陥の種類が異なるからである。例えば、検査対象物Wが積層セラミックコンデンサである場合、照明11Rは、セラミック部の表面の傷、汚れ及び異物、セラミック部の内部の汚れ及び異物、並びに、端子電極部のサイズ及び形状の検査に適している。また、照明11Gは、セラミック部の稜線上における欠けの検査に適している。さらに、照明11Bは、セラミック部の表面の金属異物、セラミック部の稜線上における欠け、並びに、セラミック部の内部のクラックの検査に適している。これら、各照明光の波長を分けた上で、カラーカメラにより撮像することで、照射角度の異なる3種類の画像を1回の撮像で得ることが可能となる。 The illuminations 11R, 11G, and 11B irradiate the inspection object W with light having different wavelengths and irradiation angles. Here, the illumination 11R emits red light, the illumination 11G emits green light, and the illumination 11B emits blue light. The illumination 11RGB is auxiliary illumination for supplementing brightness by irradiating white light in which red light, green light, and blue light are mixed. Here, the reason why the inspection object W is irradiated with three types of light having different irradiation angles is that the types of defects that are manifested differ depending on the irradiation angle. For example, when the inspection object W is a multilayer ceramic capacitor, the illumination 11R is used for inspection of scratches, dirt and foreign matter on the surface of the ceramic portion, dirt and foreign matter inside the ceramic portion, and the size and shape of the terminal electrode portion. Is suitable. Further, the illumination 11G is suitable for inspection of a chip on the ridge line of the ceramic portion. Furthermore, the illumination 11B is suitable for inspection of metal foreign matter on the surface of the ceramic part, chipping on the ridge line of the ceramic part, and cracks inside the ceramic part. It is possible to obtain three types of images with different irradiation angles by one imaging by imaging with a color camera after dividing the wavelength of each illumination light.
ここで、各照明によって顕在化する欠陥は、照射角度によってコントラストが大きく変化する。例えば、照明11Rによって顕在化する欠陥は、照射光を光軸に対してできるだけ平行に照射することによってコントラストが高められる。この点を考慮し、本実施形態においては、照明11Rの照射角度を光軸に対して90°傾けるとともに、ハーフミラー12を用いて光軸と同軸に導いている。一方、照明11Bによって顕在化する欠陥は、照射光を光軸に対してある程度角度をつけて照射することによってコントラストが高められる。この点を考慮し、本実施形態においては、照明11Bの照射角度を光軸に対して所定の角度に傾けている。また、照明11Gによって顕在化する欠陥は、検査対象物Wの裏面側から照射することによってコントラストが高められる。この点を考慮し、本実施形態においては、照明11GをステージSの裏面S2側から照射している。一方、照明11R,11Bは、検査対象物Wが載置されるステージSの載置面S1側に配置される。 Here, the contrast of the defect that is manifested by each illumination greatly changes depending on the irradiation angle. For example, a defect that is manifested by the illumination 11R is enhanced in contrast by irradiating irradiation light as parallel as possible to the optical axis. In consideration of this point, in the present embodiment, the illumination angle of the illumination 11R is inclined by 90 ° with respect to the optical axis, and the half mirror 12 is used to guide it coaxially with the optical axis. On the other hand, the defect which becomes obvious by the illumination 11B is enhanced in contrast by irradiating the irradiation light with a certain angle with respect to the optical axis. Considering this point, in the present embodiment, the irradiation angle of the illumination 11B is inclined to a predetermined angle with respect to the optical axis. Further, the contrast that is manifested by the illumination 11G is enhanced by irradiating the defect from the back side of the inspection object W. Considering this point, in this embodiment, the illumination 11G is irradiated from the back surface S2 side of the stage S. On the other hand, the illuminations 11R and 11B are arranged on the placement surface S1 side of the stage S on which the inspection object W is placed.
このように、本実施形態による外観検査装置10は、互いに波長の異なる光を互いに異なる角度で検査対象物Wに照射している。また、各照明11R,11G,11Bの照射角度は固定的ではなく、最も高いコントラストが得られるよう、適宜調整することが可能である。 Thus, the visual inspection apparatus 10 according to the present embodiment irradiates the inspection object W with light having different wavelengths from each other at different angles. Further, the irradiation angles of the respective lights 11R, 11G, and 11B are not fixed and can be appropriately adjusted so that the highest contrast can be obtained.
各照明11R,11G,11Bは、図示しない偏光フィルタを備えており、各照明11R,11G,11Bから照射される光は互いに同じ直線偏光特性に揃えられている。例えば、各照明11R,11G,11Bから照射される光がいずれもS偏光波であっても構わない。この場合、検査対象物Wに照射される光は各波長成分ともにS偏光波であることから、検査対象物Wからの鏡面反射光もS偏光波となる。これに対し、照射された光が検査対象物Wの表層に拡散して得られる拡散反射光は、偏光特性が失われ、無偏光波となる。したがって、ハーフミラー12を通過する反射光30には、鏡面反射によるS偏光波と拡散反射による無偏光波が混在することになる。 Each illumination 11R, 11G, and 11B includes a polarization filter (not shown), and the light emitted from each illumination 11R, 11G, and 11B is aligned with the same linear polarization characteristic. For example, the light emitted from each of the illuminations 11R, 11G, and 11B may be S-polarized waves. In this case, since the light irradiated to the inspection target W is an S-polarized wave for each wavelength component, the specular reflection light from the inspection target W is also an S-polarized wave. On the other hand, the diffuse reflected light obtained by diffusing the irradiated light to the surface layer of the inspection object W loses its polarization characteristics and becomes a non-polarized wave. Therefore, the reflected light 30 passing through the half mirror 12 contains S-polarized waves due to specular reflection and non-polarized waves due to diffuse reflection.
反射光30は、偏光ビームスプリッタ13に入射され、偏光ビームスプリッタ13によって第1の反射光31と第2の反射光32に分離される。第1の反射光31は、各照明11R,11G,11Bから照射される光の直線偏光成分を含む光であり、反射光30をそのまま通過させたものであっても構わないし、該直線偏光成分を選択的に通過させる偏光フィルタを通過させた光であっても構わない。つまり、各照明11R,11G,11Bから照射される光がS偏光波である場合、第1の反射光31はS偏光波を含む光である。したがって、第1の反射光31の主な成分は、検査対象物Wからの鏡面反射光である。 The reflected light 30 is incident on the polarizing beam splitter 13 and is separated into a first reflected light 31 and a second reflected light 32 by the polarizing beam splitter 13. The first reflected light 31 is light including linearly polarized components of light emitted from each of the illuminations 11R, 11G, and 11B, and the reflected light 30 may be allowed to pass through as it is. The light may be light that has passed through a polarizing filter that selectively passes the light. That is, when the light emitted from each of the illuminations 11R, 11G, and 11B is an S-polarized wave, the first reflected light 31 is light including the S-polarized wave. Therefore, the main component of the first reflected light 31 is specular reflected light from the inspection object W.
これに対し、第2の反射光32は、各照明11R,11G,11Bから照射される光の直線偏光成分が除去された光であり、該直線偏光成分を選択的にカットする偏光フィルタを通過させた光である。例えば、各照明11R,11G,11Bから照射される光がS偏光波である場合、P偏光波を選択的に通過させる偏光フィルタを用いて、S偏光波を除去する。したがって、第2の反射光32の主な成分は、検査対象物Wからの拡散反射光である。但し、第2の反射光32からS偏光波を完全に除去することは必須でなく、少なくとも一部が除去されていれば足りる。 On the other hand, the second reflected light 32 is light from which the linearly polarized light components emitted from the respective illuminations 11R, 11G, and 11B are removed, and passes through a polarizing filter that selectively cuts the linearly polarized light components. Light. For example, when the light emitted from each of the illuminations 11R, 11G, and 11B is an S-polarized wave, the S-polarized wave is removed using a polarizing filter that selectively allows the P-polarized wave to pass through. Therefore, the main component of the second reflected light 32 is diffusely reflected light from the inspection object W. However, it is not essential to completely remove the S-polarized wave from the second reflected light 32, and it is sufficient that at least a part is removed.
第2の反射光32はプリズム14に入射し、プリズム14に含まれるミラー14mによって進行方向が90°曲げられ、第1の反射光31と平行とされる。平行な第1及び第2の反射光31,32は、カラーカメラ15に入射される。これにより、第1の反射光31に基づく画像と、第2の反射光32に基づく画像を同時に得ることができる。カラーカメラ15によって得られた画像は、画像処理装置16に供給される。 The second reflected light 32 enters the prism 14, the traveling direction is bent by 90 ° by the mirror 14 m included in the prism 14, and the second reflected light 32 is parallel to the first reflected light 31. The parallel first and second reflected lights 31 and 32 are incident on the color camera 15. Thereby, an image based on the first reflected light 31 and an image based on the second reflected light 32 can be obtained simultaneously. The image obtained by the color camera 15 is supplied to the image processing device 16.
ここで、図2に示すように、第2の反射光32の光路上には、第1の反射光31の光路長と第2の反射光32の光路長を一致させるガラス板41を配置することが好ましい。このように、ガラス板41を用いて第1の反射光31の光路長と第2の反射光32の光路長を一致させれば、カラーカメラ15は第1の反射光31からなる像と第2の反射光32からなる像の両方に正しくピントを合わせることが可能となる。また、図2に示すように、第1の反射光31の光路上には、第1の反射光31の光量を低減させるNDフィルタ42を配置することが好ましい。このように、NDフィルタ42を用いて第1の反射光31の光量を低減させれば、第1の反射光31の光量と第2の反射光32の光量の差を低減することが可能となる。 Here, as shown in FIG. 2, on the optical path of the second reflected light 32, a glass plate 41 that matches the optical path length of the first reflected light 31 with the optical path length of the second reflected light 32 is arranged. It is preferable. In this way, if the optical path length of the first reflected light 31 and the optical path length of the second reflected light 32 are matched using the glass plate 41, the color camera 15 can detect the image formed by the first reflected light 31 and the first reflected light. Thus, it is possible to correctly focus on both of the two images of the reflected light 32. As shown in FIG. 2, an ND filter 42 that reduces the amount of the first reflected light 31 is preferably disposed on the optical path of the first reflected light 31. Thus, if the light quantity of the 1st reflected light 31 is reduced using the ND filter 42, it is possible to reduce the difference between the light quantity of the first reflected light 31 and the light quantity of the second reflected light 32. Become.
画像処理装置16は、カラーカメラ15によって得られた画像から照明11R,11G,11Bの波長成分を抽出することによって、3つの画像を生成する。つまり、反射光31,32から赤色光を抽出した画像、反射光31,32から緑色光を抽出した画像、反射光31,32から青色光を抽出した画像が得られる。各画像は、モニタ17を介してオペレータが確認することができる。 The image processing device 16 generates three images by extracting the wavelength components of the illuminations 11R, 11G, and 11B from the image obtained by the color camera 15. That is, an image obtained by extracting red light from the reflected lights 31 and 32, an image obtained by extracting green light from the reflected lights 31 and 32, and an image obtained by extracting blue light from the reflected lights 31 and 32 are obtained. Each image can be confirmed by the operator via the monitor 17.
図3〜図5は、反射光31,32からそれぞれ赤色光、緑色光及び青色光を抽出した画像であり、左側が反射光31に基づく画像、右側が反射光32に基づく画像である。図3〜図5に示すように、本実施形態による外観検査装置10は、一つの検査対象物Wから6つの画像を同時に取得することができる。6つの画像とはつまり、赤色光、緑色光及び青色光の鏡面反射によって得られた画像と、赤色光、緑色光及び青色光の拡散反射によって得られた画像である。図3〜図5に示すように、鏡面反射によって得られた画像からは、検査対象物Wの表面や稜線の状態が把握でき、拡散反射によって得られた画像からは、検査対象物Wの内部や稜線の状態が把握できることが分かる。 3 to 5 are images obtained by extracting red light, green light, and blue light from the reflected lights 31 and 32, respectively. The left side is an image based on the reflected light 31, and the right side is an image based on the reflected light 32. FIG. As shown in FIGS. 3 to 5, the appearance inspection apparatus 10 according to the present embodiment can simultaneously acquire six images from one inspection object W. That is, the six images are an image obtained by specular reflection of red light, green light, and blue light, and an image obtained by diffuse reflection of red light, green light, and blue light. As shown in FIGS. 3 to 5, the surface of the inspection object W and the state of the ridge line can be grasped from the image obtained by specular reflection, and the inside of the inspection object W can be determined from the image obtained by diffuse reflection It can be seen that the state of the ridgeline can be grasped.
以上説明したように、本実施形態による外観検査装置10によれば、一つの検査対象物Wから6つの画像を同時に取得することができる。また、コントラストが最も高くなるよう、各照明11R,11G,11Bの照射角度を任意に変更できることから、より多くの欠陥を顕在化させることが可能となる。しかも、偏光ビームスプリッタ13によって分離した2つの反射光31,32が平行化され、同じカラーカメラ15に入射することから、装置構成の大型化を抑えることも可能となる。 As described above, according to the appearance inspection apparatus 10 according to the present embodiment, six images can be simultaneously acquired from one inspection object W. Moreover, since the irradiation angles of the respective illuminations 11R, 11G, and 11B can be arbitrarily changed so that the contrast becomes the highest, it becomes possible to reveal more defects. In addition, since the two reflected lights 31 and 32 separated by the polarization beam splitter 13 are collimated and enter the same color camera 15, it is possible to suppress an increase in the size of the apparatus configuration.
<第2の実施形態>
図6は、本発明の第2の実施形態による外観検査装置20の構成を説明するための模式図である。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the configuration of an appearance inspection apparatus 20 according to the second embodiment of the present invention.
図6に示すように、第2の実施形態による外観検査装置20は、2台のカラーカメラ26U,26Lを用いて、透明なステージSの載置面S1に載置された検査対象物(ワーク)Wを上下両側から同時に撮影するものである。ステージSの載置面S1側には、照明21R,21B,21RGB、ハーフミラー23U、偏光ビームスプリッタ24U、プリズム25U及びカラーカメラ26Uが配置され、ステージSの裏面S2側には、照明22R,22G,22RGB、ハーフミラー23L、偏光ビームスプリッタ24L、プリズム25L及びカラーカメラ26Lが配置される。ここで、ステージSは透明であることから、裏面S2側に配置される照明22R,22Gからの光も検査対象物Wに照射される。 As shown in FIG. 6, the visual inspection apparatus 20 according to the second embodiment uses two color cameras 26U and 26L to inspect an inspection object (workpiece placed on the placement surface S1 of the transparent stage S. ) W is taken simultaneously from above and below. Illuminations 21R, 21B, 21RGB, a half mirror 23U, a polarizing beam splitter 24U, a prism 25U, and a color camera 26U are arranged on the stage S placement surface S1, and illuminations 22R, 22G are arranged on the back surface S2 side of the stage S. 22RGB, a half mirror 23L, a polarizing beam splitter 24L, a prism 25L, and a color camera 26L. Here, since the stage S is transparent, the inspection object W is also irradiated with light from the illuminations 22R and 22G arranged on the back surface S2 side.
照明21R,21Bは、それぞれ赤色光及び青色光を照射するものであり、いずれも検査対象物Wの前後左右4方向から照明する。ここで、照明21Rと照明21Bは、ステージSからの位置が互いに異なっているため、照明21Rによる赤色光の照射角度と照明21Bによる青色光の照射角度は互いに異なる。図6に示す例では、照明21Rがハイアングル照明を構成し、照明21Bがローアングル照明を構成する。照明21RGBは、赤色光、緑色光及び青色光が混在した白色光を照射することによって明るさを補うための補助照明であり、ハーフミラー23Uによってカラーカメラ26Uの光軸と同軸に照射される。 The illuminations 21R and 21B irradiate red light and blue light, respectively, and both illuminate from the front, rear, left, and right directions of the inspection object W. Here, since the illumination 21R and the illumination 21B have different positions from the stage S, the irradiation angle of the red light by the illumination 21R and the irradiation angle of the blue light by the illumination 21B are different from each other. In the example shown in FIG. 6, the illumination 21R constitutes a high angle illumination, and the illumination 21B constitutes a low angle illumination. The illumination 21RGB is auxiliary illumination for supplementing brightness by irradiating white light in which red light, green light, and blue light are mixed, and is irradiated coaxially with the optical axis of the color camera 26U by the half mirror 23U.
照明22R,22Gは、それぞれ赤色光及び緑色光を照射するものであり、いずれも検査対象物Wの前後左右4方向から照明する。ここで、照明22Rと照明22Gは、ステージSからの位置が互いに異なっているため、照明22Rによる赤色光の照射角度と照明22Gによる緑色光の照射角度は互いに異なる。図6に示す例では、照明22Rがハイアングル照明を構成し、照明22Gがローアングル照明を構成する。照明22RGBは、赤色光、緑色光及び青色光が混在した白色光を照射することによって明るさを補うための補助照明であり、ハーフミラー23Lによってカラーカメラ26Lの光軸と同軸に照射される。 The illuminations 22R and 22G irradiate red light and green light, respectively, and both illuminate from the front, rear, left and right directions of the inspection object W. Here, since the positions of the illumination 22R and the illumination 22G from the stage S are different from each other, the irradiation angle of the red light by the illumination 22R and the irradiation angle of the green light by the illumination 22G are different from each other. In the example shown in FIG. 6, the illumination 22R constitutes a high angle illumination, and the illumination 22G constitutes a low angle illumination. The illumination 22RGB is auxiliary illumination for supplementing brightness by irradiating white light in which red light, green light, and blue light are mixed, and is irradiated coaxially with the optical axis of the color camera 26L by the half mirror 23L.
第1の実施形態と同様、各照明21R,21B,22R,22Gは、図示しない偏光フィルタを備えており、各照明21R,21B,22R,22Gから照射される光は互いに同じ直線偏光特性(例えばS偏光波)に揃えられている。そして、偏光ビームスプリッタ24U,24Lは、各照明21R,21B,22R,22Gから照射される光の直線偏光成分を含む光、つまり鏡面反射光と、各照明21R,21B,22R,22Gから照射される光の直線偏光成分が除去された光、つまり拡散反射光に分離する。鏡面反射光及び拡散反射光は、プリズム25U,25Lに含まれるミラー25Um,25Lmによって平行化され、カラーカメラ26U,26Lに入射する。 As in the first embodiment, each of the illuminations 21R, 21B, 22R, and 22G includes a polarization filter (not shown), and light emitted from each of the illuminations 21R, 21B, 22R, and 22G has the same linear polarization characteristics (for example, S-polarized wave). The polarization beam splitters 24U and 24L are irradiated with light including linearly polarized components of light emitted from the respective illuminations 21R, 21B, 22R, and 22G, that is, specular reflection light, and illuminations 21R, 21B, 22R, and 22G. The light is separated into light from which the linearly polarized light component is removed, that is, diffusely reflected light. The specular reflection light and the diffuse reflection light are collimated by the mirrors 25Um and 25Lm included in the prisms 25U and 25L, and enter the color cameras 26U and 26L.
かかる構成により、カラーカメラ26Uは検査対象物Wを上面側から撮影し、カラーカメラ26Lは検査対象物Wを下面側から撮影することができる。そして、画像処理装置27は、カラーカメラ26U,26Lによって得られた画像から赤色成分、緑色成分、青色成分を抽出することによって、鏡面反射光による像又は拡散反射光による像からなる合計12個の画像を生成する。各画像は、モニタ28を介してオペレータが確認することができる。 With this configuration, the color camera 26U can photograph the inspection object W from the upper surface side, and the color camera 26L can photograph the inspection object W from the lower surface side. Then, the image processing device 27 extracts a red component, a green component, and a blue component from the images obtained by the color cameras 26U and 26L, so that a total of twelve images composed of an image by specular reflection light or an image by diffuse reflection light are obtained. Generate an image. Each image can be confirmed by the operator via the monitor 28.
以上説明したように、本実施形態による外観検査装置20によれば、第1の実施形態による外観検査装置10の効果に加え、一つの検査対象物Wから上下両側から同時に撮影することによって、検査対象物Wの全体を一度に検査することが可能となる。 As described above, according to the appearance inspection apparatus 20 according to the present embodiment, in addition to the effects of the appearance inspection apparatus 10 according to the first embodiment, the inspection is performed by simultaneously photographing from one upper and lower sides from one inspection object W. It becomes possible to inspect the entire object W at a time.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
例えば、上記各実施形態においては、赤色光、緑色光及び青色光からなる3色の光を検査対象物Wに照射しているが、本発明において3色の光を用いることは必須でなく、検査対象物Wの種類や検出すべき欠陥の種類に応じ、2色又は4色以上の光を用いても構わない。 For example, in each of the above embodiments, the inspection object W is irradiated with light of three colors consisting of red light, green light, and blue light, but it is not essential to use light of three colors in the present invention. Depending on the type of inspection object W and the type of defect to be detected, light of two colors or four or more colors may be used.
10,20 外観検査装置
11R,11G,11B,11RGB,21R,21B,21RGB,22R,22G,22RGB 照明
12,23L,23U ハーフミラー
13,24L,24U 偏光ビームスプリッタ
14,25L,25U プリズム
14m,25Lm,25Um ミラー
15,26U,26L カラーカメラ
16,27 画像処理装置
17,28 モニタ
30〜32 反射光
41 ガラス板
42 NDフィルタ
S ステージ
S1 載置面
S2 裏面
W 検査対象物
10, 20 Appearance inspection apparatus 11R, 11G, 11B, 11RGB, 21R, 21B, 21RGB, 22R, 22G, 22RGB Illumination 12, 23L, 23U Half mirrors 13, 24L, 24U Polarizing beam splitters 14, 25L, 25U Prisms 14m, 25Lm , 25 Um Mirror 15, 26 U, 26 L Color camera 16, 27 Image processing device 17, 28 Monitor 30 to 32 Reflected light 41 Glass plate 42 ND filter S Stage S 1 Mounting surface S 2
Claims (6)
第1の波長を有し、所定の直線偏光特性を有する第1の偏光を前記検査対象物に第1の角度で照射する第1の照明と、
前記第1の波長とは異なる第2の波長を有し、前記所定の直線偏光特性と同じ直線偏光特性を有する第2の偏光を前記第1の角度とは異なる第2の角度で前記検査対象物に照射する第2の照明と、
前記検査対象物からの反射光を受け、前記所定の直線偏光特性を有する第1の反射光と、前記所定の直線偏光特性が除去された第2の反射光に分離する第1の偏光ビームスプリッタと、
前記第1の反射光の光軸と前記第2の反射光の光軸を平行とする第1のミラーと、
平行な前記第1及び第2の反射光を同時に受け、前記第1の反射光に基づく第1の画像と、前記第2の反射光に基づく第2の画像を生成する第1のカラーカメラと、
前記第1の画像から前記第1の波長成分と前記第2の波長成分を抽出するとともに、前記第2の画像から前記第1の波長成分と前記第2の波長成分を抽出する画像処理装置と、を備えることを特徴とする外観検査装置。 A stage on which the inspection object is placed;
A first illumination having a first wavelength and irradiating the inspection object with a first polarized light having a predetermined linear polarization characteristic at a first angle;
The second object having a second wavelength different from the first wavelength and having the same linear polarization characteristic as the predetermined linear polarization characteristic is applied to the inspection object at a second angle different from the first angle. A second illumination for illuminating the object;
A first polarization beam splitter that receives the reflected light from the inspection object and separates the first reflected light having the predetermined linear polarization characteristic and the second reflected light from which the predetermined linear polarization characteristic has been removed. When,
A first mirror that parallels the optical axis of the first reflected light and the optical axis of the second reflected light;
A first color camera which receives the first and second reflected lights in parallel and generates a first image based on the first reflected light and a second image based on the second reflected light; ,
An image processing apparatus for extracting the first wavelength component and the second wavelength component from the first image, and extracting the first wavelength component and the second wavelength component from the second image; A visual inspection apparatus comprising:
前記画像処理装置は、前記第1の画像から前記第3の波長成分をさらに抽出するとともに、前記第2の画像から前記第3の波長成分をさらに抽出することを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。 A third polarized light having a third wavelength different from the first and second wavelengths and having the same linear polarization characteristic as the predetermined linear polarization characteristic is different from the first and second angles. A third illumination that irradiates the inspection object at an angle of
The image processing apparatus further extracts the third wavelength component from the first image and further extracts the third wavelength component from the second image. Visual inspection equipment.
前記第1の照明は、前記ステージの表面のうち前記検査対象物が載置される載置面側に位置し、
前記第2の照明は、前記ステージの表面のうち前記載置面とは反対の裏面側に位置することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の外観検査装置。 The stage is transparent,
The first illumination is located on a placement surface side on which the inspection object is placed on the surface of the stage,
5. The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the second illumination is located on a back surface side opposite to the placement surface of the surface of the stage.
前記第3の反射光の光軸と前記第4の反射光の光軸を平行とする第2のミラーと、
平行な前記第3及び第4の反射光を同時に受け、前記第3の反射光に基づく第3の画像と、前記第4の反射光に基づく第4の画像を得る第2のカラーカメラと、をさらに備え、
前記画像処理装置は、前記第3の画像から前記第1の波長成分と前記第2の波長成分を抽出するとともに、前記第4の画像から前記第1の波長成分と前記第2の波長成分を抽出し、
前記第1の偏光ビームスプリッタ及び前記第1のカラーカメラは、前記ステージの前記載置面側に設けられ、
前記第2の偏光ビームスプリッタ及び前記第2のカラーカメラは、前記ステージの前記裏面側に設けられることを特徴とする請求項5に記載の外観検査装置。 Second polarized light that receives another reflected light from the inspection object and separates into third reflected light having the predetermined linear polarization characteristic and fourth reflected light from which the predetermined linear polarization characteristic has been removed. A beam splitter,
A second mirror that parallels the optical axis of the third reflected light and the optical axis of the fourth reflected light;
A second color camera that receives the third and fourth reflected lights in parallel and obtains a third image based on the third reflected light and a fourth image based on the fourth reflected light; Further comprising
The image processing apparatus extracts the first wavelength component and the second wavelength component from the third image, and extracts the first wavelength component and the second wavelength component from the fourth image. Extract and
The first polarizing beam splitter and the first color camera are provided on the placement surface side of the stage,
The visual inspection apparatus according to claim 5, wherein the second polarizing beam splitter and the second color camera are provided on the back surface side of the stage.
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