外观检查装置及外观检查方法与流程

1.本发明涉及一种外观检查装置及外观检查方法。


背景技术：

2.已知进行检查对象物的外观检查的外观检查装置。作为上述的外观检查装置，例如专利文献1公开了一种安装部件的检查装置，其对安装于印刷基板上的电子部件的安装状态进行检查。
3.上述检查装置具备：相机，该相机获得电子部件的图像；光源，该光源供给对所述电子部件进行照射的光；圆顶形扩散板，该圆顶形扩散板配置于光源和电子部件之间，使从光源发射的光扩散并以各种角度对部件进行照射；以及处理部，该处理部通过比较由所述相机获得的部件的画像和预先登记的基准画像，对安装是否良好进行判定。
4.上述检查装置中，利用上述圆顶形扩散板从各种角度向基板上的部件照射光，因此，即便部件的倾斜度、形状不同，在上述部件的上表面处反射的反射光也会到达上述相机。由此，能利用始终稳定的反射光来获得上述部件的图像。
5.现有技术文献专利文献特許文献1：日本特开平10-255021号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的技术问题在上述专利文献1公开的外观检查装置中，需要对检查对象物整体照射规定亮度的光。因此，在外观检查装置中，需要使用相对于上述检查对象物具有足够大小的发光单元或扩散单元。
7.然而，由于外观检查装置的尺寸等的约束，发光单元的大小在某种程度上受到限制。因此，在检查对象物的尺寸较大的情况下，根据发光单元的尺寸，有时无法对检查对象物整体照射规定亮度的光。
8.本发明的目的是提供一种外观检查装置，该外观检查装置具有能对检查对象物整体照射规定亮度的光的结构。
9.解决技术问题所采用的技术方案本发明一实施方式的外观检查装置是使用拍摄检查对象物而得的图像数据进行外观检查的外观检查装置。上述外观检查装置具备：多个光发射部，该多个光发射部朝向所述检查对象物发射光；拍摄部，该拍摄部对所述检查对象物的被所述多个光发射部中的至少一个光发射部照射光的检查区域进行拍摄。在沿与所述拍摄部的光轴方向正交的方向观察时，所述多个光发射部位于至少一部分在所述光轴方向上重叠的位置，且在沿所述光轴方向观察时，所述多个光发射部位于离所述拍摄部的光轴的距离不同的位置。
10.发明效果
根据本发明的一实施方式的外观检查装置，能对检查对象物整体照射规定亮度的光。
附图说明
11.图1是示出实施方式一的外观检查装置的概略结构的图。图2是示出使外观检查装置的第一圆环构件和第二圆环构件的不同部分点亮的情况的相当于图1的图。图3是示出外观检查装置的动作的流程图。图4是示出实施方式二的外观检查装置的相当于图1的图。图5是使光源的不同部分点亮的情况下的相当于图4的图。
具体实施方式
12.以下参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对图中相同或相当的部分标注相同的符号，不再重复其说明。而且，各图中的结构构件的尺寸并未如实地表示出实际的结构构件的尺寸和各结构构件的尺寸比例等。
13.在以下的说明中，将拍摄部20的光轴p所延伸的方向称为“光轴方向”。而且，将第一圆环构件11和第二圆环构件12的径向称为“径向”。
14.《实施方式一》(整体结构)图1是示出本发明实施方式一的外观检查装置1的概略结构的图。外观检查装置1在对检查对象物m照射规定亮度的光的状态下取得检查对象物m的检查区域的图像，使用该图像进行检查对象物m的检查区域的外观检查。即，外观检查装置1具有发光部10、拍摄部20和检查控制部30。
15.在本实施方式中，检查对象物m例如是硬盘的外壳等平板状的部件。本实施方式的检查对象物m在外周部具有与中央部相比厚度大的框部t。本实施方式的检查区域例如是框部t的表面。另外，检查对象物m也可以是具有其他形状的构件。
16.发光部10对载置于检查台x上的检查对象物m发射光。发光部10具有第一圆环构件11和第二圆环构件12。第一圆环构件11和第二圆环构件12分别是环状的照明装置。
17.第一圆环构件11的内径大于第二圆环构件12的外径。第二圆环构件12呈与第一圆环构件11同心状地位于第一圆环构件11的径向内侧。第一圆环构件11及第二圆环构件12在光轴方向上位于检查对象物m与拍摄部20之间，且位于拍摄部20的光轴p贯通第一圆环构件11及第二圆环构件12的中心的位置。
18.第一圆环构件11及第二圆环构件12分别位于与检查对象物m分离的位置。检查对象物m位于与第一圆环构件11及第二圆环构件12的径向交叉的方向。
19.第一圆环构件11及第二圆环构件12分别对检查对象物m发射光。在本实施方式中，第一圆环构件11在与第一圆环构件11的径向交叉的方向上对检查对象物m发射光，且在沿光轴方向观察时朝向第一圆环构件11的径向内侧对检查对象物m发射光。第二圆环构件12在与第二圆环构件12的径向交叉的方向上对检查对象物m发射光，且在沿光轴方向观察时朝向第二圆环构件12的径向外侧对检查对象物m发射光。
20.第一圆环构件11和第二圆环构件12分别能仅使周向的一部分点亮。即，第一圆环构件11和第二圆环构件12分别是环状的照明装置，且能使周向的一部分点亮。由此，能以简
单的结构实现后述的两个光发射部。因此，根据上述结构，能对检查对象物m的检查区域整体照射规定亮度的光。
21.第一圆环构件11及第二圆环构件12例如使周向上1/4的部分点亮。第一圆环构件11及第二圆环构件12的点亮通过后述的检查控制部30控制。在本实施方式中，相对于在第二圆环构件12中点亮的部分，在第一圆环构件11中点亮的部分隔着中心位于径向的相反侧。第一圆环构件11的点亮部分及第二圆环构件12的点亮部分分别与光发射部对应。
22.在图1及图2中用符号11a表示第一圆环构件11的光发射部即第一光发射部，用符号12a表示第二圆环构件12的光发射部即第二光发射部。另外，在图1和图2中，用斜线示出光源102的点亮部分。
23.第一光发射部11a是在沿光轴方向观察时径向内侧被光轴p贯通的第一圆环构件11的一部分。第二光发射部12a是在沿光轴方向观察时径向内侧被光轴p贯通的第二圆环构件12的一部分。如上所述，第一圆环构件11的内径比第二圆环构件12的外径大，且第一圆环构件11呈与第二圆环构件12同心状地定位。
24.由此，能通过紧凑的结构实现第一光发射部11a和第二光发射部12a。
25.第一光发射部11a及第二光发射部12a在沿与拍摄部20的光轴方向正交的方向观察时位于至少一部分在光轴方向上重叠的位置，且在沿光轴方向观察时位于离拍摄部20的光轴的距离不同的位置。
26.另外，离光轴的距离不同是指：在与光轴p交叉的方向上，从光轴p到第一光发射部11a和第二光发射部12a的距离不同。
27.在本实施方式中，作为第二圆环构件12的一部分的第二光发射部12a在沿光轴方向观察时位于隔着光轴p与第一光发射部11a相反的一侧，且在沿光轴方向观察时位于与第一光发射部11a相比相对于光轴p的距离小的位置。
28.如上所述，第一圆环构件11在与第一圆环构件11的径向交叉的方向上对检查对象物m发射光，且在沿拍摄部20的光轴方向观察时朝向第一圆环构件11的径向内侧对检查对象物m发射光。因此，第一光发射部11a在沿光轴方向观察时朝向检查对象物m以靠近光轴p的方向发射光。
29.而且，如上所述，第二圆环构件12在与第二圆环构件12的径向交叉的方向上对检查对象物m发射光，且在沿拍摄部20的光轴方向观察时朝向第二圆环构件12的径向外侧对检查对象物m发射光。因此，第二光发射部12a在沿光轴方向观察时朝向检查对象物m以离开光轴p的方向发射光。
30.另外，第一圆环构件11及第二圆环构件12分别位于如下的位置：同一时刻从第一光发射部11a和第二光发射部12a发射的光到达检查对象物m的整个检查区域的位置。
31.拍摄部20利用从第一圆环构件11及第二圆环构件12发射的光在检查对象物m的检查区域的表面处反射的反射光，拍摄检查对象物m的检查区域的图像。拍摄部20相对于检查对象物m的距离大于发光部10相对于检查对象物m的距离。拍摄部20、发光部10和检查对象物m沿光轴方向以拍摄部20、发光部10和检查对象物m的顺序排列。拍摄部20位于能拍摄检查对象物m的检查区域的位置。
32.在本实施方式中，拍摄部20例如是区域传感器相机。由拍摄部20拍摄的图像作为图像数据输出至检查控制部30。
33.检查控制部30进行外观检查装置1中的发光部10及拍摄部20的驱动控制，并利用由拍摄部20拍摄的图像进行检查判定。具体而言，检查控制部30具有光控制部31、拍摄控制部32、图像处理部33及检查判定部34。
34.光控制部31进行发光部10的第一圆环构件11及第二圆环构件12的点亮控制。光控制部31使第一圆环构件11及第二圆环构件12中的在沿光轴方向观察时隔着中心位于径向的相反侧的部分点亮。由光控制部31在第一圆环构件11及第二圆环构件12中分别点亮的部分是第一光发射部11a和第二光发射部12a。
35.而且，光控制部31配合拍摄部20的拍摄时刻而分别对在第一圆环构件11及第二圆环构件12中点亮的部分进行切换。即，光控制部31分别对第一圆环构件11中的第一光发射部11a的位置及第二圆环构件12中的第二光发射部12a的位置进行切换。
36.此时，光控制部31也使第一圆环构件11及第二圆环构件12中的在沿光轴方向观察时隔着中心位于径向的相反侧的部分点亮。因此，从第一光发射部11a朝检查对象物m的光入射方向和从第二光发射部12a朝检查对象物m的光入射方向是交叉的方向。而且，如上所述，分别对在第一圆环构件11及第二圆环构件12中点亮的部分进行切换，由此，能实现从不同方向对检查对象物m照射光的多个照射状态。
37.拍摄控制部32对拍摄部20的驱动进行控制。例如，拍摄控制部32通过驱动拍摄部20，使拍摄部20拍摄检查对象物m的检查区域的图像。由拍摄部20拍摄的图像作为图像数据输入至图像处理部33。
38.当光控制部31如上所述分别对在第一圆环构件11及第二圆环构件12中点亮的部分进行切换时，拍摄控制部32使拍摄部20拍摄检查对象物m的检查区域的图像。即，拍摄部20在从两个光发射部11a、12a朝向检查对象物m以交叉的方向使光入射的多个照射状态下，对检查对象物m的检查区域的表面进行拍摄。
39.由此，能在通过从两个光发射部11a、12a发射的光以规定亮度照射检查对象物m的检查区域整体的状态下，对上述检查区域的表面进行拍摄。因此，能根据对上述检查区域的表面进行拍摄而得的图像，高精度地检测上述检查区域的凹凸。
40.另外，多个照射状态是指：通过由光控制部31切换对检查对象物m的检查区域发射光的方向，光照射到上述检查区域的状态根据光的入射方向而存在多个模式。
41.图像处理部33从由拍摄部20输出的图像数据中提取亮度信息。被图像处理部33提取的亮度信息被输入至检查判定部34。
42.检查判定部34基于被图像处理部33提取的亮度信息对检查对象物m的表面的凹凸进行判定。检查判定部34的判定结果被输出至未图示的输出装置等。能根据上述检查判定部34的判定结果对检查对象物m的检查区域中的损伤、凹陷等进行检测。检查判定部34对应于凹凸判定部。
43.即，外观检查装置1具有检查判定部34，该检查判定部34基于由拍摄部20拍摄的检查对象物m的图像的亮度信息，对检查对象物m的表面的凹凸进行判定。
44.在无法以足够亮度的光照射检查对象物m的检查区域的情况下，由拍摄部20拍摄的检查对象物m的多个图像数据中的亮度差较大。因此，有可能无法检测到存在于上述检测区域的凹凸，或将并非凹凸的部分检测成凹凸。
45.相对于此，根据本实施方式的外观检查装置1的结构，能以足够亮度的光照射上述
检测区域，因此，能减小由拍摄部20拍摄的检查对象物m的多个图像数据中的亮度差。由此，能高精度地判定检查对象物m的检查区域中的表面的凹凸。
46.本实施方式的外观检查装置1是使用拍摄检查对象物m而得的图像数据进行外观检查的外观检查装置。外观检查装置1具备：两个光发射部11a、12a，该两个光发射部11a、12a朝向检查对象物m发射光；以及拍摄部20，该拍摄部20对检查对象物m的被两个光发射部11a、12a照射光的检查区域进行拍摄。两个光发射部11a、12a在沿与拍摄部20的光轴方向正交的方向观察时位于至少一部分在光轴方向上重叠的位置，且在沿光轴方向观察时位于离拍摄部20的光轴的距离不同的位置。
47.由此，能通过从两个光发射部11a、12a发射的光照射检查对象物m的检查区域。因此，能对上述检查区域整体照射规定亮度的光。因此，能根据对上述检查区域的表面进行拍摄而得的图像，高精度地检测上述检查区域的凹凸。
48.而且，根据上述结构，对于仅凭第一光发射部11a的照射无法照射规定亮度的光的区域，能通过第二光发射部12a照射光。因此，能对检查对象物m的检查区域整体照射规定亮度的光。
49.而且，两个光发射部11a、12a在沿与拍摄部20的光轴方向正交的方向观察时位于至少一部分在光轴方向上重叠的位置，且在沿光轴方向观察时位于离拍摄部20的光轴p的距离不同的位置，由此，能用紧凑的结构实现第一光发射部11a和第二光发射部12a。
50.而且，在本实施方式中，两个光发射部11a、12a包括：第一光发射部11a；以及第二光发射部12a，该第二光发射部12a在沿光轴方向观察时位于隔着光轴p与第一光发射部11a相反的一侧，且在沿光轴方向观察时位于与第一光发射部11a相比相对于光轴p的距离小的位置。第一光发射部11a在沿上述光轴方向观察时朝向检查对象物m以靠近光轴p的方向发射光。第二光发射部12a在沿光轴方向观察时朝向检查对象物m以离开光轴p的方向发射光。
51.由此，在沿拍摄部20的光轴方向观察时，通过离光轴p的距离不同的多个光发射部11a、12a，能将规定亮度的光照射于检查对象物m的检查区域整体。即，第一光发射部11a朝向检查对象物m以靠近光轴p的方向发射光，相对于光轴p的距离较小且在沿光轴方向观察时位于隔着光轴p与第一光发射部11a相反的一侧的第二光发射部12a朝向检查对象物m以离开光轴p的方向发射光。由此，通过分别从第一光发射部11a和第二光发射部12a发射的光，在检查对象物m的检查区域中，能分别对在沿光轴方向观察时隔着光轴p的相反侧进行照射。
52.因此，第二光发射部12a能够相对于由第一光发射部11a照射光的方向，从规定的范围内的方向对检查对象物m的检查区域照射规定亮度的光。
53.(外观检查方法)接着，对使用具有上述结构的外观检查装置1的外观检查方法进行说明。图3示出外观检查方法的流程图。
54.首先，在图3所示的流程开始后(开始)，步骤s1中，在将检查对象物m设置于外观检查装置1的检测台x上的状态下，检查控制部30的光控制部31使发光部10的第一圆环构件11及第二圆环构件12各自的仅一部分点亮。在图1所示的示例中，在沿拍摄部20的光轴方向观察时，光控制部31使第一圆环构件11的第一光发射部11a点亮，并使第二圆环构件12中的第二光发射部12a点亮，该第二光发射部12a位于以光轴p为中心与第一圆环构件11中点亮的部分在径向上相反的一侧。
55.在本实施方式中，例如，光控制部31在沿光轴方向观察第一圆环构件11和第二圆环构件12时，第一光发射部11a是第一圆环构件11中的、周向上90度的范围的部分。第二光发射部12a是第二圆环构件12中的、周向上90度的范围的部分。在沿光轴方向观察第一圆环构件11和第二圆环构件12时，光控制部31使第一圆环构件11及第二圆环构件12各自的周向上的四个部位依次点亮。
56.另外，也可以是，在沿光轴方向观察第一圆环构件11和第二圆环构件12时，光控制部31使第一圆环构件11及第二圆环构件12各自的在周向上不同的多个部位依次点亮。
57.接着，在步骤s2中，在光控制部31分别使第一圆环构件11的第一光发射部11a和第二圆环构件12的第二光发射部12a点亮的状态下，拍摄控制部32使拍摄部20对检查对象物m的检查区域进行拍摄。即，每次通过光控制部31变更第一光发射部11a及第二光发射部12a的点亮位置时，拍摄控制部32使拍摄部20对检查对象物m的检查区域进行拍摄。由拍摄部20拍摄的图像作为图像数据从拍摄部20输出至图像处理部33。
58.在步骤s3中，图像处理部33从输入的图像数据提取亮度信息，将该亮度信息输出至检查判定部34。
59.在步骤s4中，检查判定部34基于输入的亮度信息，对检查对象物m的检查区域中的凹凸进行判定。接着，在步骤s5中，由检查判定部34得出的凹凸判定结果输出至未图示的输出装置等。然后，结束本流程(结束)。
60.步骤s1与光照射工序对应，步骤s2与拍摄工序对应。
61.本实施方式的外观检查方法具备：使光从两个光发射部11a、12a朝检查对象物m入射的光照射工序，光发射部11a、12a在沿与拍摄部20的光轴方向正交的方向观察时位于重叠的位置，且在沿光轴方向观察时位于离拍摄部20的光轴的距离不同的位置；以及通过拍摄部20对检查对象物m的被两个光发射部11a、12a照射光的检查区域进行拍摄的拍摄工序。
62.由此，能以足够亮度的光照射检查对象物m的检查区域，因此，能减小由拍摄部20拍摄的上述检查区域的多个图像数据中的亮度差。由此，能高精度地判定检查对象物m的检查区域中的表面的凹凸。
63.《实施方式二》图4是示出实施方式二的外观检查装置101的概略结构的图。本实施方式二的外观检查装置101在代替第一圆环构件11和第二圆环构件12而具有使从光源102发射的光折射并向检查对象物m发射的棱镜部111方面与实施方式1的外观检查装置1不同。以下，对与实施方式1相同的结构标注相同的标号并省略说明，仅对与实施方式1不同的部分进行说明。
64.如图4所示，外观检查装置101具有光源102、棱镜部111、拍摄部20及检查控制部30。
65.光源102是圆环状的光源。光源102构成为能仅使周向上的一部分点亮。即，光源102例如具有与实施方式一的第一圆环构件11或第二圆环构件12相同的结构。在沿光轴方向观察时，光源102位于圆环状的光源102的中心被拍摄部20的光轴p贯通的位置。
66.检查控制部30的光控制部31与实施方式一相同地在周向上依次使光源102的周向的一部分点亮。图5是使光源102中的与图4不同的部分点亮时的图。另外，在图4和图5中，用斜线示出光源102的点亮部分。
67.棱镜部111使从光源102发射的光折射并向检查对象物m发射。在沿与光轴方向正
交的方向观察时，棱镜部111位于光源102与检查对象物m之间。
68.棱镜部111例如在俯视观察时呈四边形框状。另外，棱镜部111也可以呈圆环状，还可以呈柱状。
69.在沿拍摄部20的光轴方向观察时，棱镜部111的内侧的折射率和外侧的折射率不同。具体而言，棱镜部111的内侧的折射率大于棱镜部111的外侧的折射率。棱镜部111的内侧是第一棱镜部111a，棱镜部111的外侧是第二棱镜部111b。
70.由此，从光源102发射的光被分离成利用作为棱镜部111的内侧的第一棱镜部111a折射而发射的光和利用作为棱镜部111的外侧的第二棱镜部111b折射而发射的光。在本实施方式中，在沿光轴方向观察时，利用第一棱镜部111a折射而发射的光和利用第二棱镜部111b折射而发射的光隔着光轴p在相反侧照射于检查对象物m的检查区域。第一棱镜部111a和第二棱镜部111b分别与光发射部对应。
71.根据上述结构，如图4和图5所示，从通过光控制部31使周向的一部分依次点亮的光源102发射的光在第一棱镜部111a和第二棱镜部111b处分别折射，并在沿光轴方向观察时以与光轴p交叉且不同的方向照射于检查对象物m的检查区域。在利用由第一棱镜部111a和第二棱镜部111b折射的光从在沿光轴方向观察时与光轴p交叉且不同的方向照射检查对象物m的检查区域的状态下，拍摄部20对检查区域的图像进行拍摄。
72.使用外观检查装置101的外观检查方法与实施方式一的情况相同，因此省略本实施方式的外观检查方法的说明。
73.在本实施方式中，外观检查装置101还具备光源102。作为两个光发射部的第一棱镜部111a和第二棱镜部111b由棱镜部111构成，棱镜部111在沿与拍摄部20的光轴方向正交的方向观察时位于光源102和检查对象物m之间，并使从光源102发射的光折射。棱镜部111包括：第一棱镜部111a；以及第二棱镜部111b，该第二棱镜部111b在沿光轴方向观察时位于与第一棱镜部111a相比相对于光轴p的距离小的位置，且具有与第一棱镜部111a的折射率不同的折射率。
74.由此，即使在外观检查装置没有多个光源的情况下，通过使用本实施方式的棱镜部111，也能使光从多个光发射部朝向检查对象物m入射。由此，能减少外观检查装置101的光源102的数量。
75.(其他实施方式)以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过是用于实施本发明的示例。因此，并不限定于上述实施方式，能在不脱离其主旨的范围内对上述实施方式进行适当变形并实施。
76.在上述各实施方式中，外观检查装置1、101具有两个光发射部。然而，外观检查装置也可以具有三个以上的光发射部。
77.在上述各实施方式中，外观检查装置1、101的检查判定部34对检查对象物m的检查区域的表面有无凹凸进行判定。然而，外观检查装置的检查判定部也可以仅对检查区域表面的凹部或凸部进行判定。
78.在上述各实施方式中，拍摄部20在光从第一发射部11a和第二发射部12a朝向检查对象物m入射的状态下对检查对象物m的检查区域进行拍摄。然而，拍摄部也可以在光从第一发射部或第二发射部朝向检查对象物m入射的状态下对检查对象物的检查区域进行拍摄。即，只要在检查对象物的检查区域照射有从第一发射部和第二发射部中的至少一方发
射的光即可。
79.在上述实施方式1中，发光部10具有第一圆环构件11和第二圆环构件12。然而，发光部也可以具有在沿拍摄部的光轴方向观察时相对于光轴位于不同方向的多个光源。
80.在上述实施方式1中，第二光发射部12a在沿光轴方向观察时位于隔着光轴p与第一光发射部11a相反的一侧。然而，第二发射部只要在沿光轴方向观察时相对于第一发射部位于绕光轴的不同位置即可。
81.在上述实施方式1中，第一光发射部11a是第一圆环构件11的周向的1/4的部分。然而，第一光发射部只要是第一圆环构件的周向的一部分，则也可以比第一圆环构件的1/4大，还可以比第一圆环构件11的1/4小。
82.在上述实施方式1中，第二光发射部12a是第二圆环构件12的周向的1/4的部分。然而，第二光发射部只要是第二圆环构件的周向的一部分，则也可以比第二圆环构件的1/4大，还可以比第二圆环构件11的1/4小。
83.在上述实施方式2中，外观检查装置101具有光源102。然而，外观检查装置也可以具有多个光源。而且，外观检查装置101也可以具有多个折射率根据部位而有所不同的棱镜部，也可以具有折射率不同的多个棱镜部。
84.工业上的可利用性本发明能应用于使用检查对象物的图像进行上述检查对象物的外观检查的外观检查装置。
85.(符号说明)1、101外观检查装置；10发光部；11第一圆环构件；11a第一光发射部(光发射部)；12第二圆环构件；12a第二光发射部(光发射部)；20拍摄部；30检查控制部；31光控制部；32拍摄控制部；33图像处理部；34检查判定部；102光源；111棱镜部；111a第一棱镜部(光发射部)；111b第二棱镜部(光发射部)；m检查对象物；t框部；x检查台；p光轴。