特許 7063839 検査方法、及び検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-25

(45)【発行日】2022-05-09

(54)【発明の名称】検査方法、及び検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20220426BHJP

   G01N 21/958 20060101ALI20220426BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

G01N21/958

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019059906

(22)【出願日】2019-03-27

(65)【公開番号】P2020159879

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2021-04-19

(73)【特許権者】

【識別番号】399048917

【氏名又は名称】日立グローバルライフソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】笠井 啓晃

(72)【発明者】

【氏名】針山 達雄

(72)【発明者】

【氏名】柳瀬 誠治

(72)【発明者】

【氏名】高原 洋一

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 久恵

【審査官】嶋田 行志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２１５１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６４２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３０９２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２６７０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６５３２０６４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開平１０－３３９７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－００７２８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００－Ｇ０１Ｂ １１／３０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の照射光を、当該照射光が透過可能な平板部である被検査部位及び当該被検査部位と境界を接し前記照射光が透過しない部位である非透過部を備える被検査物に対して発する照明機構と、前記発せられた照射光を受光する撮像装置とを配置し、
前記被検査物を、前記照明機構と前記撮像装置との間に、前記照明機構からの照射光が当該被検査物の平板部の面に照射する方向に固定し、
前記照明機構からの照射光を遮光する素材からなり、前記照明機構から照射された照射光が直接前記被検査部位に到達することを妨げる遮光物を、前記被検査部位に接触させた位置又は近接させた位置とし、
前記遮蔽物の端部の位置を、前記照射された照射光が前記非透過部及び前記被検査部位の境界部に到達して反射し前記被検査部位の内部に進行可能な位置に固定する、
検査方法。

【請求項2】

請求項１に記載の検査方法であって、
前記撮像装置は、前記照明機構から発せられた照射光を受光し、受光した照射光に基づき前記被検査物の画像を生成し、
情報処理装置が、前記生成した被検査物の画像に基づき、前記被検査部位における欠陥の有無を判定する、
検査方法。

【請求項3】

請求項２に記載の検査方法であって、
前記情報処理装置は、前記被検査部位における欠陥の有無の判定の結果を出力する、検査方法。

【請求項4】

請求項１に記載の検査方法であって、
前記被検査物の被検査部位は、前記照明機構の方向に露出する露出面と、当該露出面と異なる方向に露出する他の露出面とを備えており、
前記被検査物の他の露出面に対して前記照射光を発する他の照明機構を設け、
前記撮像装置は、前記他の露出面で反射した、前記他の照明機構から発せられた照射光を受光し、受光した照射光に基づき前記被検査物の画像を生成する、
検査方法。

【請求項5】

請求項４に記載の検査方法であって、
前記他の照明機構は、強度又は空間分布を周期的に変化させた照射光を発する、検査方法。

【請求項6】

請求項４に記載の検査方法であって、
前記照明機構が前記照射光を発し前記他の照明機構が前記照射光を発しない時間帯を設けることにより、前記撮像装置は当該時間帯において、前記照明機構から発せられた照射光に基づき前記被検査物の画像を生成する、検査方法。

【請求項7】

請求項４に記載の検査方法であって。
前記被検査物、前記照明機構、及び前記遮光物を第１検査ユニットとして一体的に構成し、
前記撮像装置、及び前記他の照明機構を第２検査ユニットとして一体的に構成し、
前記第２検査ユニットを、前記第１検査ユニットによる前記被検査物の検査が可能な位置に移動させる搬送機構を設ける、
検査方法。

【請求項8】

請求項１に記載の検査方法であって、
前記照射光の、前記被検査物における前記被検査部位以外の部位に対する入射面に粗面加工を施す、検査方法。

【請求項9】

請求項１に記載の検査方法であって、
前記照射光の、前記被検査物における前記被検査部位以外の部位に対する入射面に所定の傾斜面を有する突出部を設ける、検査方法。

【請求項10】

請求項１に記載の検査方法であって、
前記照射光の、前記被検査物における前記被検査部位以外の部位に対する入射面に、入射した前記照射光を回折させるスリットを設ける、検査方法。

【請求項11】

請求項１に記載の検査方法であって、
前記被検査物は略平板状の部材であり、
前記被検査物は、前記略平板状の部材の内側の平板部を構成し、その一方の面から他方の面に前記照射光が透過可能な前記被検査部位としての透過部と、前記透過部の外側の平板部を構成し、前記照射光が透過しない部位である非透過部とを備え、
前記遮光物は、前記照明機構から照射され前記非透過部に到達した照射光が、当該非透過部で反射して前記透過部内の端部を通過する形状を備える、
検査方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の検査方法であって、
前記被検査物は、第１層及び第２層からなる略平板状の部材であり、
前記第１層は、前記略平板状の部材の内側の部位を構成し、前記照射光が透過可能な第１透過部と、前記略平板状の部材の外側の部位を構成し、前記照射光が透過しない部位である非透過部とを備え、
前記第２層は、前記照射光が透過可能な第２透過部からなる、
検査方法。

【請求項13】

光を透過可能な被検査部位を備えた被検査物を、検査する検査システムであって、
所定の照射光を、当該照射光が透過可能な平板部である被検査部位及び当該被検査部位と境界を接し前記照射光が透過しない部位である非透過部を備える被検査物に対して発する照明機構と、
前記発せられた照射光を受光する撮像装置と、
前記照明機構からの照射光を遮光する素材からなり、前記照明機構から照射された照射光が直接前記被検査部位に到達することを妨げる遮光物を、前記被検査部位に接触させた位置又は近接させた位置とした遮光物と、
を有し、
前記被検査物が、前記照明機構と前記撮像装置との間で、前記照明機構からの照射光が当該被検査物の平板部の面に照射する方向に固定され、
前記遮蔽物の端部の位置が、前記照射された照射光が前記非透過部及び前記被検査部位の境界部に到達して反射し前記被検査部位の内部に進行可能な位置に固定されている、
検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査方法、及び検査システムに関する。

【背景技術】

【0002】

光を透過させる部分（例えば透明な部分）を有する製品又は部品に欠陥が生じているか否かを検査する方法として、照明と撮像装置を用いた検査方法がある。例えば、特許文献１には、導光板の検査を行う検査システムが、導光板に検査光を照射する２つの照明と、一方の照明から照射され、導光板を反射した検査光を受光して導光板の撮影を行う第１の撮影装置と、他方の照明から照射され、導光板を透過した検査光を受光して導光板の撮影を行う第２の撮影装置と、各撮影装置で導光板を撮影した撮影画像から、導光板の表面と内部の欠陥を切り分けて検出する検査装置とを備えることが開示されている。そして、同文献には、「他方の照明から照射される検査光の光軸の位置は、第２の撮影装置から若干ずれている。このずれ量ｄは、第２の撮影装置下の撮影範囲に欠陥がある場合に、導光板内に斜めに入射した検査光が欠陥に向かうように適切な値（例えば、１０～２０ｍｍ程度）に定められる」旨が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１２５８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このように、特許文献１には、透明シートの内部の欠陥を検査するための照明及びこの照明を受光する撮像装置が透明シートを挟んでおおむね相対して設け、照明の法線方向の光軸と撮像装置とを１０～２０ｍｍ程度ずらして配置する。これにより、照明から所定の入射角をもって透明シートに入射した検査光が透明シートの内部で散乱し、その後撮像装置に入射することで、検査が可能となっている。

【0005】

しかし、このような構成によると、透明シートの端面にはその構造上、照明が照射されなくなる部分が生じ、又は、撮像装置の撮影範囲に透明シートが含まれなくなる場合がある。すなわち、撮像装置と照明の光軸との間のズレ量だけ、透明シート端部の検査ができないという問題があった。

【0006】

本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定の照射光を透過させる被検査部位を備える被検査物に対して、確実な検査を行うことが可能な検査方法、及び検査システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以上の課題を解決するための本発明の一つは、所定の照射光を、当該照射光が透過可能な平板部である被検査部位及び当該被検査部位と境界を接し前記照射光が透過しない部位である非透過部を備える被検査物に対して発する照明機構と、前記発せられた照射光を受光する撮像装置とを配置し、前記被検査物を、前記照明機構と前記撮像装置との間に、前記照明機構からの照射光が当該被検査物の平板部の面に照射する方向に固定し、前記照明機構からの照射光を遮光する素材からなり、前記照明機構から照射された照射光が直接前記被検査部位に到達することを妨げる遮光物を、前記被検査部位に接触させた位置又は近接させた位置とし、前記遮蔽物の端部の位置を、前記照射された照射光が前記非透過部及び前記被検査部位の境界部に到達して反射し前記被検査部位の内部に進行可能な位置に固定する、検査方法である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、所定の照射光を透過させる被検査部位を備える被検査物に対して、確
実な検査を行うことができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の各実施例の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例１に係る検査システム２の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、処理装置２６のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、被検査物１を上方からみた平面図である。

【図4】図４は、被検査物１をその平面方向と垂直な断面ａ－ａで切断した側方断面図である。

【図5】図５は、被検査物１の欠陥の検出の原理を説明する図である。

【図6】図６は、遮光物２３の形状と撮像装置２１の位置との関係を示した図である。

【図7】図７は、検査システム２が行う検査の手順の一例を説明するフロー図である。

【図8】図８は、撮影画像が第１透明部１１における画像である場合の欠陥検出処理の一例を示す図である。

【図9】図９は、撮影画像が透明文字部１２における画像である場合の欠陥検出処理の一例を示す図である。

【図10】図１０は、結果表示画面の一例を示す図である。

【図11】図１１は、結果表示画面の他の一例を示す図である。

【図12】図１２は、実施例２に係る検査システム２の構成の一例を示す図である。

【図13】図１３は、実施例３に係る被検査物１の構成の一例を示す図である。

【図14】図１４は、実施例３に係る被検査物１の構成の他の一例を示す図である。

【図15】図１５は、実施例３に係る被検査物１の構成のさらに他の一例を示す図である。

【図16】図１６は、実施例４に係る、被検査物１の修正方法の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、各実施例に係る検査システムについて説明する。
［実施例１］
図１は、実施例１に係る検査システム２の構成の一例を示す図である。検査システム２は、例えば、工場等の所定の検査施設内に設けられる。検査システム２では、第１の照明機構２２、及び第２の照明機構２４から発せられる光（検査光）を利用して撮像装置２１が被検査物１の画像を撮影することで、被検査物１のうち、被検査部位である透明窓部１８（光を透過させる部品の中央部分）の検査を自動的に行う。

【0011】

具体的には、検査システム２は、検査施設等の床面から所定高さに、床面と略水平方向に固定された被検査物１と、被検査物１に対して下方から検査光の照射を行う第１の照明機構２２と、被検査物１に対して上方から検査光の照射を行う第２の照明機構２４と、第１の照明機構２２及び第２の照明機構２４から照射され、被検査物１を通過した検査光を受光することで被検査物１の画像を生成する撮像装置２１と、撮像装置２１及び第２の照明機構２４の搬送機構であるロボット２５と、撮像装置２１が生成した画像について所定の情報処理を行うと共にロボット２５の制御を行う処理装置２６とを備える。

【0012】

なお、ロボット２５と処理装置２６の間、第２の照明機構２４と処理装置２６の間、及び撮像装置２１と処理装置２６の間はそれぞれ、配線２７、２８、２９により通信可能に接続されている。配線２７、２８、２９は、所定の通信線又は通信ネットワークである。

【0013】

被検査物１は、２以上の異なる方向からの光を受光することが可能な表面形状を有する
物体である。被検査物１は、例えば、所定の製品に用いられる板状の部材である。本実施例では、被検査物１は、所定の厚みを有する略平板状の矩形のパネルであるものとする。

【0014】

被検査物１の中央の所定範囲には、被検査部位である透明窓部１８（透過平板部）が設けられている。透明窓部１８は、入射した検査光が透過可能な（所定割合以上の光が通過可能な）素材からなる。透明窓部１８は、被検査物１の面と垂直な方向（法線方向）で被検査物１を貫通している。

【0015】

被検査物１は、裏面を鉛直下方にし、表面を鉛直上方にした状態で固定される。そして、被検査物１の裏面には遮光物２３が接して取り付けられている。なお、遮光物２３は被検査物１（例えば透明窓部１８）に接し又は近接していればよいため、被検査物１に対して遮光物２３が一体的に取り付けられなくてもよい。

【0016】

遮光物２３は、第１の照明機構２２からの検査光が透過しない素材からなる。遮光物２３は略直方体の形状を有し、その一面（接触面）が、透明窓部１８の、被検査物１の裏面（裏側透明面）に接している。遮光物２３の接触面は、裏側透明面を全面的に覆っている。

【0017】

なお、遮光物２３の厚みは、例えば、数ｍｍ程度であり、あまり厚みがないことが好ましい。また、本実施形態では、遮光物２３は、前記のように被検査物１の裏面（裏側透明面）と接している。ただし、遮光物２３は、被検査物１の裏面（裏側透明面）と近接している状態でもよい。なお、遮光物２３は、完全に第１の照明機構２２からの検査光を完全に遮光できる（つまり「遮断」）ことが好ましいが、そうでなくてもよい。例えば、遮光物２３を透過後の検査光の強度が、後ほど図４を用いて説明する第２層１ｂおよび第２透明部１６を透過して撮像装置２１が検出する検査光の強度よりも弱く、狙った精度を実現できる程度であれば差支えない。以後の説明では、説明を簡易にするため遮断の場合について説明する。

【0018】

撮像装置２１は、第１の照明機構２２及び第２の照明機構２４から照射され受光面２１１に達した光を検出することで、被検査物１の画像（撮影画像）を生成する。撮像装置２１は、例えば、ラインセンサ、CCDイメージセンサ（CCD: Charge Coupled Device）等の
エリアセンサである。

【0019】

第１の照明機構２２及び第２の照明機構２４は、被検査物１の内部に生じている欠陥を顕在化するための検査光を発する。
なお、照明機構２４は、被検査物１の表面に生じている欠損を顕在化するための検査光として用いることもできる。

【0020】

第１の照明機構２２は、撮像装置２１が検出可能で、かつ時間的空間的に略均一な光を発することができる装置である。第１の照明機構２２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や電球等の発光装置である。第１の照明機構２２における検査光の照射面２２１と撮像装置２１の受光面２１１とは、床面に対して所定角度傾斜した状態で、概ね相対して設けられている。

【0021】

第２の照明機構２４は、強度又は空間分布が周期的に変化する、撮像装置２１が検出可能な光を発する。第２の照明機構２４は、被検査物１の表面（上方の面）を撮影する方向に固定されている。

【0022】

第２の照明機構２４は、例えば、光の空間分布が一定のＬＥＤ照明、光の空間分布を縞パターン状に変化させるＬＥＤ照明等である。本実施例では、第２の照明機構２４は、縞
パターン状の光をそのパターンを変化させつつ発するものとする。具体的には、第２の照明機構２４は、異なる２方向の縞パターンの光（縦横方向の縞）と、位相を異ならせた４パターンの縞パターンの光（位相を９０度ずつずらす）とを組み合わせることで、合計８つの縞パターンの光照射するものとする。

【0023】

第２の照明機構２４は、その床面に対する傾斜角及び位置を変更することで、正反射画像、拡散画像、形状画像（距離画像）等の複数の画像を検出することができる。例えば、ある傾斜角及び位置の場合は、第２の照明機構２４から被検査物１に対して発せられた照射光は、被検査物１の表面における透明窓部１８の露出面で反射し、撮像装置２１は、その反射光に基づき被検査物１の正反射画像を生成することができる。また、他の傾斜角及び位置の場合は、第２の照明機構２４から被検査物１に対して発せられた照射光は、被検査物１の表面における透明窓部１８で散乱し、撮像装置２１は、その散乱光に基づく被検査物１の拡散画像を生成することができる。

【0024】

なお、撮像装置２１と被検査物１との距離は、例えば１００－２００ｍｍ程度である。また、第２の照明機構２４と被検査物１との距離は、例えば１００－２００ｍｍ程度である。また、遮光物２３と第１の照明機構２２との間の距離は、例えば、１０－３０ｍｍ程度である。ただし、これらの距離は、ここで例示した距離に限定されるものではなく、適宜に設定される。

【0025】

処理装置２６は、例えば、検査施設又はその他の場所（管理センター、事業所等）に設置される情報処理装置（コンピュータ）である。

【0026】

図２は、処理装置２６のハードウェア構成の一例を示す図である。処理装置２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ４１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の主記憶装置４２と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の補助記憶装置４３と、キーボード、マウス、タッチ
パネルなどからなる入力装置４４と、モニタ（ディスプレイ）等からなる出力装置４５と、各装置と通信を行う通信装置４６とを備える。

【0027】

処理装置２６は、撮像装置２１、ロボット２５、及び第２の照明機構２４を制御する機能と、撮像装置２１が生成した撮影画像に基づき、被検査物１における欠陥を特定する機能とを有する。処理装置２６の各機能は、処理装置２６のハードウェアによって、もしくは、処理装置２６のプロセッサ４１が、主記憶装置４２や補助記憶装置４３に記憶されている各プログラムを読み出して実行することにより実現される。また、これらのプログラムは、例えば、二次記憶デバイスや不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤなどの記憶デバイス、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの、情報処理装置で読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納される。

【0028】

ここで、被検査物１の詳細を説明する。
＜被検査物＞
図３は、被検査物１を上方からみた平面図である。
図４は、被検査物１をその平面方向と垂直な断面ａ－ａで切断した側方断面図である。

【0029】

被検査物１は、表面を形成している第１層１ａと、第１層１ａと接して裏面を構成している第２層１ｂとからなる。第１層１ａは、被検査物１の表面のうち内側を構成している第１透明部１１（第１透過部）と、被検査物１の表面のうち外側を構成している不透明部１０（非透過部）とからなる。

【0030】

第１透明部１１は、検査光を所定割合以上で透過させる素材で構成され、例えば、合成
樹脂、ガラス等である。

【0031】

不透明部１０は、検査光を所定割合未満で透過させる材質で形成されており、例えば、着色された合成樹脂、金属、ゴム等である。なお、不透明部１０の面には、検査光を透過させない素材からなる、ボタン１３及び印字部１４（ロゴなど）と、被検査物１の両面を貫通するように不透明部１０に埋め込まれ、検査光を所定割合以上で透過させる素材からなる立体文字である透明文字部１２とが設けられている。透明文字部１２の裏面（第２層１ｂ側の面）には、被検査物１を製品に取り付けた際に裏面からの照明が視認しやすくなるように、粗面加工が施されている。

【0032】

次に、第２層１ｂは第２透明部１６（第２透過部）により構成されている。第２透明部１６は、被検査物１の裏面を構成している。第２透明部１６は、検査光を所定割合以上で透過させる素材からなり、例えば、合成樹脂、ガラス等である。

【0033】

＜検査の原理＞
ここで、被検査物１の欠陥の検出の原理を説明する。

【0034】

図５は、被検査物１の欠陥の検出の原理を説明する図である。なお、ここでは、透明窓部１８が検査の対象であるものとするが、透明文字部１２についても同様である。

【0035】

まず、遮光物２３は、第１の照明機構２２から照射された照射光が直接透明窓部１８に到達することを妨げている。したがって、第１の照明機構２２の照射面２２１のうち、遮光物２３の垂直下方又はそれより所定範囲内の外側の照射面である第１照射面２２２から照射される照射光３２は、遮光物２３に直接到達して反射し、その後、撮像装置２１が検知可能な光の強度で撮像装置２１に入射することはない。

【0036】

他方、第１の照明機構２２の照射面２２１のうち、第１照射面２２２より外側の第２照射面２２３から照射される照射光３２は、まず、被検査物１の第２透明部１６に入射後、被検査物１における透明窓部１８以外の部位である不透明部１０との境界部位に達して反射する。そして、この照射光３２は、例えば、第２透明部１６及び不透明部１０の境界部、又は第２透明部１６及び遮光物２３との境界部、又は透明窓部１８と外気との境界部で反射を繰り返すことで進行方向を変更し、第１透明部１１の端部を通過した上で、第１透明部１１内をさらに進行する。そして、第１透明部１１内に欠陥３３が存在する場合、照射光３２は、その欠陥３３により散乱され、その散乱された一部の光が、第１透明部１１の上方に離脱して撮像装置２１の受光面２１１に達する。

【0037】

このように、被検査物１の第１の照明機構２２の側に、第１の照明機構２２からの照射光が直接撮像装置２１に到達することを妨げる遮光物２３を設けることで、第１の照明機構２２からの照射光３２は、直接撮像装置２１に入ることなく、透明窓部１８に進入する。そして、照射光３２は透明窓部１８に存在する欠陥３３に基づき散乱するため、その散乱光を撮像装置２１が受光することにより被検査物１の欠陥３３の画像を取得することができる。

【0038】

このような遮光物２３の構成により、照射光３２が直接撮像装置２１に入ることなく、透明窓部１８の内部をその端部を含めくまなく通過し、透明窓部１８における欠陥３３を確実に検出することができる。

【0039】

なお、遮光物２３は、透過率及び反射率が少ない素材であることが好ましい。具体的には、遮光物２３の透過率及び反射率は共に１％未満であることが望ましい。この理由は、遮光物２３の透過率が高いと、照射光３２が遮光されないためである。また、遮光物２３
の反射率が高いと、第２の照明機構２４から照射されて被検査物１の表面で反射した光の強度が、第１の照明機構２２からの照射光３２の強度よりも相対的に強くなり、被検査物１の表面における欠陥の検出を妨げるためである。

【0040】

ところで、遮光物２３は、第１の照明機構２２からの照射光３２が撮像装置２１に直接到達しないようにする形状でなければならない。したがって、遮光物２３が満たすべき形状は、固定されている撮像装置２１の位置との関係で異なる。

【0041】

図６は、遮光物２３の形状と撮像装置２１の位置との関係を示した図である。同図に示すように、被検査物１の厚さをｄとし、撮像装置２１の傾斜角（撮像装置２１の撮影方向である受光面２１１の方向と被検査物１の面に対する法線方向とのなす角）を固定値αとすると、遮光物２３の端部２３１は、対応する透明窓部１８の端部よりも、少なくとも、ｄ×ｔａｎα以上外側にある必要がある。遮光物２３の大きさがこの条件を満たさない場合は、第１の照明機構２２における第２照射面２２３から直進した照射光が、第１透明部１１の端部を通過して撮像装置２１に直接到達してしまう。

【0042】

このように、遮光物２３の端部２３１を、遮光物２３の面と接する透明窓部１８の端部１８１よりも所定長さ外側に設定した形状にすることで、第１の照明機構２２からの直接光が透明窓部１８の端部に入射し、透明窓部１８の端部の欠陥３３の検査ができなくなることを防ぐことができる。

【0043】

なお、本実施例では、検査システム２が検知する被検査物１の欠陥３３は、第１透明部１１の内部の欠陥（例えば、異物、気泡、シルバー、又はモヤ）、透明文字部１２に生じる欠陥（例えば、欠け）、及び、不透明部１０の表面に生じる欠陥（例えば、ダコン（打痕）、キズ、又は印刷不良）である。

【0044】

次に、検査システム２による被検査物１の欠陥検査の手順を説明する。
＜＜検査方法＞＞
図７は、検査システム２が行う検査の手順の一例を説明するフロー図である。

【0045】

処理装置２６は、第２の照明機構２４を設定する（Ｓ１０１）。具体的には、例えば、処理装置２６は、被検査物１の透明窓部１８のうち第１透明部１１の面（表面）を検査する場合は、第２の照明機構２４の発光を開始し、被検査物１の透明窓部１８のうち第２透明部１６の面（裏面）を検査する場合は、第２の照明機構２４の発光を停止する。なお、第１の照明機構２２は発光したままでよい（常時発光している場合でも検査に影響がないため）。

【0046】

他方、ロボット２５は、検査開始時に移動すべき所定の位置（スキャン開始位置）に移動する（Ｓ１０２）。スキャン開始位置は、例えば、撮像装置２１が被検査物１の長手方向の一端の画像を撮影可能な位置である。

【0047】

その後、ロボット２５は、画像の撮影（スキャン）を開始する（Ｓ１０３）。具体的には、例えば、ロボット２５は、予め設定されたプログラムにより、撮像装置２１が所定速度で被検査物１の長手方向の他端に向かって移動すると共に、処理装置２６に計測開始指令を送信する（Ｓ１０４）。

【0048】

なお、被検査物１が、撮像装置２１の撮影範囲又は第２の照明機構２４の光の照射範囲と比較して大きい場合は、ロボット２５は、複数回に分けてスキャンを行う。例えば、被検査物１の短手方向の長さが長い場合、ロボット２５は、被検査物１の短手方向の位置を変更しつつ、被検査物１の長手方向の一端から他端までのスキャンを行う。

【0049】

ロボット２５に取り付けられている撮像装置２１は、所定のタイミング（例えば、所定時間間隔、又は所定時刻）で被検査物１の撮影画像を生成し、処理装置２６がこれを取得する（Ｓ１０５）。

【0050】

なお、撮像装置２１は、ロボット２５が移動中に撮影した画像を一つの画像データとして生成してもよいし、被検査物１の分割された各領域に対応する複数の画像データを生成してもよい。

【0051】

また、第１透明部１１における欠陥を検査する場合は、第２の照明機構２４が発光しないようにすることで、第２の照明機構２４による照射光によって第１透明部１１における欠陥の検出の精度が低下しないようにしてもよい。そこで、検査対象が第１透明部１１を含む場合は、ロボット２５は、第２の照明機構２４を発光させた（オンにした）時間帯に撮影された被検査物１の表面の画像に加えて、第２の照明機構２４を発光させない（オフにした）時間帯に撮影された第１透明部１１の画像を生成する。ここで、前記のように、第２の照明機構２４として縞パターン状に変化させる検査光を発光させる場合、前記の８回の縞パターンに加え、第２の照明機構２４をオン及びオフにしたパターンを照射する。

【0052】

続いて、処理装置２６は、撮像装置２１から取得した撮影画像に基づき、被検査物１の欠陥を検出する欠陥検出処理を実行する（Ｓ１０６）。

【0053】

ここで、欠陥検出処理の詳細を説明する。
＜欠陥検出処理（第１透明部の場合）＞
図８は、撮影画像が第１透明部１１の画像である場合の欠陥検出処理の一例を示す図である。ここでは、撮影された画像５は、第１透明部１１のうち欠陥３３が存在しない部分に対応する非欠陥領域５１と、第１透明部１１のうち欠陥３３が存在している部分に対応する欠陥領域５２とを有するものとする。欠陥領域５２における照射光３２の強度は、非欠陥領域５１における照射光３２の強度よりも大きくなる。

【0054】

そこで、処理装置２６は、第１透明部１１の画像５の各部分に対応する光強度を特定し、特定した光強度５３が所定の閾値５４を超えている場合に、その部分が欠陥であると判定する。これにより、処理装置２６は、第１透明部１１における欠陥３３を認識する。なお、図８の画像５では、非欠陥領域５１が暗く、欠陥領域５２が明るい例を示しているが、明暗が逆転する場合もある。

【0055】

＜欠陥検出処理（透明文字部の場合）の場合＞
図９は、撮影画像が透明文字部１２の画像である場合の欠陥検出処理の一例を示す図である。この場合、処理装置２６は、透明文字部１２を含む撮影画像６１と、撮影画像６１と同様の範囲が撮影されている、欠陥３３が存在しない被検査物１の透明文字部１２の基準画像６３とを取得する。そして、処理装置２６は、撮影画像６１と基準画像６３との差分の画像６５を生成する。処理装置２６は、この生成した差分の画像６５に対して、第１透明部１１に対する前記の欠陥検出処理と同様の処理を実行することにより、撮影画像６１に含まれていた欠陥部分の画像６２を抽出する。このように、撮影画像６１及び、参照となる基準画像６３を用いることで、透明文字部１２における照射光３２の光強度の変化の影響を相殺し、欠陥部分の画像６２の抽出を容易にすることができる。

【0056】

次に、図７に示すように、ロボット２５は、被検査物１のうち必要な全ての領域を撮影したか（スキャンが全て終了したか）否かを判定する（Ｓ１０７）。具体的には、例えば、ロボット２５は、被検査物１の表面及び裏面の全ての領域の画像を撮影したか否かを判定する。

【0057】

被検査物１の全ての画像を撮影した場合には（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、処理装置２６は、これまでの欠陥検出処理の結果を示す結果表示画面を表示し、検査処理は終了する（Ｓ１０８）。他方、撮影されていない被検査物１の画像がある場合には（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０１の処理が繰り返される。

【0058】

なお、処理装置２６は、処理装置２６に接続された情報処理装置又は記憶装置に、撮影画像、被検査物１に関する統計情報（欠陥３３の種類や数など）を記憶してもよい。これにより、記憶した情報を、被検査物１と同種の製品の製造プロセスのモニタに活用することが可能となる。

【0059】

また、ロボット２５の移動中、撮像装置２１と被検査物１との間の距離及び角度は一定に保つことが好ましい。また、撮像装置２１の焦点深度内に被検査物１の全ての部位が収まる場合には、ロボット２５は、被検査物１の一端部から他端部までを一度移動するだけで、撮像装置２１は被検査物１全体の画像を撮影することができる。

【0060】

ここで、結果表示画面について説明する。
＜結果表示画面＞
図１０は、結果表示画面の一例を示す図である。この結果表示画面８は、撮像装置２１により取得された被検査物１全体の撮影画像が表示される撮影画像表示部８０と、被検査物１の欠陥３３に対応する撮影画像表示部８０上の位置に、欠陥３３を表す図形又は文字が表示される欠陥表示部８１、８２、８３とを備える。欠陥表示部８１、８２、８３は、その欠陥３３の種類に応じて、形状、色、又は文字の内容を変えて図形又は文字が表示される。これにより、欠陥３３の種類、欠陥３３における光の強度（信号強度）、欠陥の大きさ等の情報をユーザにわかりやすく提供することができる。同図では、マーカーの形状を欠陥表示部８１、８２、８３で変えている。

【0061】

図１１は、結果表示画面の他の一例を示す図である。この結果表示画面８は、撮像装置２１が被検査物１に関して複数の画像を生成した場合に表示される画面であり、撮像装置２１により取得された被検査物１の複数の画像がそれぞれ表示される分割撮影画像表示部８４、８５と、被検査物１の欠陥３３に対応する分割撮影画像表示部８４、８５上の位置に、欠陥３３を表す図形又は文字が表示される欠陥表示部８１、８２、８３とを備える。

【0062】

なお、以上の結果表示画面８には、欠陥３３の種類又は数等のリストを表示してもよい。

【0063】

このように、本実施例の検査システム２は、被検査物１に、第１の照明機構２２からの照射光３２を遮断する遮光物２３を設け、遮光物２３を、被検査部位（透明窓部１８）と接し又は近接するようにし、また、第１の照明機構２２から照射された照射光３２が直接、被検査部位に到達することを妨げると共に、被検査部位以外の部位に直接到達した照射光３２がその部位で進行方向を変更して被検査部位内の端部を含む部位を通過可能な形状に成形することで、被検査部位内の端部を含む部位に対して確実に、第１の照明機構２２から照射光３２を到達させることができる。これにより、被検査部位の端部に存在する欠陥３３を確実に検出することができる。
このように、本実施例の検査システム２によれば、所定の照射光を透過させる被検査部位を備える被検査物に対して、確実な検査を行うことができる。

【0064】

［実施例２］
実施例１では、被検査物１として板状のパネルを想定した。このパネルの面が湾曲している場合、被検査物１の部位によっては撮像装置２１の焦点深度内にその部位が収まらな
い。したがってこの場合は、撮像装置２１を適宜移動させなければならないことになる。しかし、被検査物１の面が湾曲せず略平坦である場合にはそのような移動が不要である。そこで、本実施例では、被検査物１の面が略平坦である場合の検査方法について説明する。

【0065】

図１２は、実施例２に係る検査システム２の構成の一例を示す図である。本実施例に係る検査システム２は、実施例１のロボット２５に代えて、リニアステージ９１を備える。

【0066】

リニアステージ９１には、撮像装置２１及び第２の照明機構２４が所定位置で固定されている。これにより、撮像装置２１及び第２の照明機構２４は、リニアステージ９１と共に一体となっている（第２検査ユニット）。

【0067】

また、第１の照明機構２２と、遮光物２３が取り付けられた被検査物１とは、不図示の支持機構を介して一体的に構成されている（第１検査ユニット）。

【0068】

リニアステージ９１は、不図示の支持機構（レール等）により、被検査物１の平面方向と略平行な方向（水平方向）に、床面から所定高さにて略直線状に移動可能となっている。なお、被検査物１の面は略平坦であるため、被検査物１の全体が、リニアステージ９１により移動する撮像装置２１の焦点深度内に完全に収まるようにすることができる。

【0069】

そして、処理装置２６は、運搬機構によりリニアステージ９１の移動を制御する。撮像装置２１は、実施例１と同様に被検査物１の画像を撮影する。

【0070】

このように、本実施例では、第１検査ユニット及び第２検査ユニットがそれぞれ一体的に構成され、さらに、被検査物１全体が撮像装置２１の焦点深度内に収まっているので、撮像装置２１は、被検査物１の一端から他端までの撮影画像を、リニアステージ９１による一度の移動にて生成することができる。これにより、実施例１のロボット２５のような複雑な装置構成によらず、簡単かつ安価に被検査物１を検査することができる。なお、リニアステージ９１に代えて、コンベアなどのその他の搬送機構を用いてもよい。

【0071】

［実施例３］
検査システム２において、第１の照明機構２２からの照射光３２が被検査物１の第２透明部１６（透明窓部１８）に向かって進行した際、その一部は屈折等して第２透明部１６の内部に進入するが、残りは反射して第２透明部１６の外部に放射される。ここで、第２透明部１６の厚みが薄い場合は、照射光３２が第２透明部１６に入射する効率（導光効率）が低下し、その結果、被検査物１内の欠陥の検出精度が低下することになる。そこで、本実施例に係る被検査物１は、このような導光効率の低下を防ぎ、内部の欠陥を顕在化させる。

【0072】

図１３は、実施例３に係る被検査物１の構成の一例を示す図である。この被検査物１の第２透明部１６の面のうち、遮光物２３の端部２３１と接する接触面及びこの接触面より所定距離外側の面を含む領域１０１に、粗面加工が施されている。

【0073】

この場合、粗面加工が施された領域１０１に照射光３２が達すると、この粗面部分によって照射光３２が散乱され、第２透明部１６への導光効率が向上する。

【0074】

図１４は、実施例３に係る被検査物１の構成の他の一例を示す図である。被検査物１の第２透明部１６の面のうち、遮光物２３の端部２３１より外側の所定範囲の領域に、第２透明部１６と同様の素材からなる突出部１０２を設ける。突出部１０２は、例えば、三角錐状（角錐状）、直方体状、円錐状等の形状を有する。

【0075】

この場合、この突出部１０２が有する傾斜面１０２１に照射光３２が達すると、第２透明部１６の平面部（突出部１０２がない部分）に照射光３２が達した場合よりもより照射光３２が屈折した光が入射するため、第２透明部１６への導光効率が向上する。

【0076】

図１５は、実施例３に係る被検査物１の構成のさらに他の一例を示す図である。被検査物１の第２透明部１６の面のうち、遮光物２３の端部２３１と接する接触面及びこの接触面より所定距離外側の面を含む領域に、微細な凹凸の表面を有するスリット１０３（回折格子）が形成されている。

【0077】

この場合、このスリット１０３の部分に照射光３２が達すると、第２透明部１６の平面部（スリット１０３がない部分）に照射光３２が達した場合よりもより照射光３２が回折した光が入射するため、第２透明部１６への導光効率が向上する。

【0078】

［実施例４］
以上の各実施例１－３により、被検査物１の透明窓部１８における欠陥を検出することができる。ここで、本実施例では、検出された欠陥がダコン欠陥（打痕）であった場合の、被検査物１の補修方法の一例を説明する。

【0079】

図１６は、実施例４に係る、被検査物１の補修方法の一例を説明する図である。同図に示すように、補修者は、検査システム２が表示した結果表示画面８により打痕の位置を確認する。そして、補修者は、結果表示画面８に表示された打痕に対応する、被検査物１の打痕部１３１を、ヒートガン１３２等により加熱する。

【0080】

以上の各実施例の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。

【0081】

例えば、第２の照明機構２４は省略してもよい。

【0082】

また、各実施例では、被検査物１を床面と略平行に設置したが、被検査物１の設置方向はこれに限らず、床面に対して所定角方向け又は床面と垂直に配置してもよい。この場合、撮像装置２１、第１の照明機構２２、第２の照明機構２４も設置方向も対応して調節する。

【0083】

また、遮光物２３の形状は、直方体状に限られない。すなわち、第１の照明機構２２からの照射光３２が被検査物１の被検査部位に直接届かないような形状であればよい（ただし、次述のように、照射光３２が被検査部位以外の部位を介して被検査部位に到達できることは必要である）。

【0084】

また、被検査物１の形状は、平板状に限らない。例えば、被検査物１は、球状、錐状体、柱状体等の所定の形状を有する部材であってその内部を貫通する透明部を被検査部位としている部材であってもよい。すなわち、被検査物１の形状は、第１の照明機構２２からの照射光３２が、被検査部位に到達できるような形状であればよい。

【0085】

また、各実施例では撮像装置２１の設置方向及び位置が固定していることを前提に、遮光物２３の形状を決定したが、遮光物２３の位置及び形状を先に決定し、これにあわせて撮像装置２１の設置方向及び位置を変更してもよい。

【0086】

また、各実施例における一部の構成物または処理だけを用いて検査を行ってもよい。ま
た、遮光物２３は検査システム２の一部として複数の被検査物１の検査に用いるように説明をしたが、遮光物２３をあらかじめ被検査物１の保護材として貼り付けておき、検査を行ってもよい。

【0087】

また、これまでに説明した各実施例に係る構成は適宜組み合わせてもよい。

【0088】

以上の本明細書の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。すなわち、各実施例の検査システム２においては、前記撮像装置は、前記照明機構から発せられた照射光を受光し、受光した照射光に基づき前記被検査物の画像を生成し、情報処理装置が、前記生成した被検査物の画像に基づき、前記被検査部位における欠陥の有無を判定する、としてもよい。

【0089】

このように、情報処理装置（処理装置２６）が、撮像装置２１が照射光３２を受光することにより生成した被検査物１の画像に基づき、被検査部位における欠陥の有無を判定することで、被検査部位における欠陥の有無を迅速かつ正確に把握することができる。

【0090】

また、各実施例の検査システム２においては、前記情報処理装置は、前記被検査部位における欠陥の有無の判定の結果を出力する、としてもよい。

【0091】

これにより、ユーザは、被検査部位における欠陥の有無を容易に角にすることができる。

【0092】

また、各実施例の検査システム２においては、前記被検査物の被検査部位は、前記照明機構の方向に露出する露出面と、当該露出面と異なる方向に露出する他の露出面とを備えており、前記被検査物の他の露出面に対して前記照射光を発する他の照明機構を設け、前記撮像装置は、前記他の露出面で反射した、前記他の照明機構から発せられた照射光を受光し、受光した照射光に基づき前記被検査物の画像を生成する、としてもよい。

【0093】

このように、他の照明機構（第２の照明機構２４）を設け、撮像装置２１が、第２の照明機構２４から発せられた照射光３２に基づき被検査物１の画像を生成することで、第１の照明機構２２では検出が難しい、第２の照明機構２４側の欠陥３３を判定することができる。

【0094】

また、各実施例の検査システム２においては、前記他の照明機構は、強度又は空間分布を周期的に変化させた照射光を発する、としてもよい。

【0095】

このように、強度又は空間分布を周期的に変化させた照射光を発することで、被検査物１における欠陥３３を顕在化させることができる。

【0096】

また、各実施例の検査システム２においては、前記照明機構が前記照射光を発し前記他の照明機構が前記照射光を発しない時間帯を設けることにより、前記撮像装置は当該時間帯において、前記照明機構から発せられた照射光に基づき前記被検査物の画像を生成する、としてもよい。

【0097】

このように、第１の照明機構２２及び第２の照明機構２４のうち前者のみから照射光３２を発することで、両者の照射光３２が競合して欠陥３３の検出精度が低下することを避けることができる。

【0098】

また、各実施例の検査システム２においては、前記被検査物、前記照明機構、及び前記遮光物を第１検査ユニットとして一体的に構成し、前記撮像装置、及び前記他の照明機構
を第２検査ユニットとして一体的に構成し、前記第２検査ユニットを、前記第１検査ユニットによる前記被検査物の検査が可能な位置に移動させる搬送機構を設ける、としてもよい。

【0099】

第１検査ユニットに対する検査を行う第２検査ユニットの搬送機構を設けることで、より簡易な装置の操作で被検査物１の欠陥３３の検査を行うことができる。

【0100】

また、各実施例の検査システム２においては、前記照射光の、前記被検査物における前記被検査部位以外の部位に対する入射面に粗面加工を施す、としてもよい。

【0101】

このように粗面加工を施すことで、照射光３２が被検査物部位以外の部位により効率よく進入することができる。これにより、被検査物１の欠陥３３の検出精度を向上させることができる。

【0102】

また、各実施例の検査システム２においては、前記照射光の、前記被検査物における前記被検査部位以外の部位に対する入射面に所定の傾斜面を有する突出部を設ける、としてもよい。

【0103】

このように突出部１０２を設けることで、照射光３２が突出部１０２で屈折して被検査物部位以外の部位により効率よく進入することができる。これにより、被検査物１の欠陥３３の検出精度を向上させることができる。

【0104】

また、各実施例の検査システム２においては、前記照射光の、前記被検査物における前記被検査部位以外の部位に対する入射面に、入射した前記照射光を回折させるスリットを設ける、としてもよい。

【0105】

このように回折用のスリット１０３を設けることで、照射光３２がスリット１０３で回折して被検査物部位以外の部位により効率よく進入することができる。これにより、被検査物１の欠陥３３の検出精度を向上させることができる。

【0106】

また、各実施例の検査システム２においては、前記被検査物は略平板状の部材であり、前記被検査物は、前記略平板状の部材の内側の平板部を構成し、その一方の面から他方の面に前記照射光が透過可能な前記被検査部位としての透過部と、前記透過部の外側の平板部を構成し、前記照射光が透過しない部位である非透過部とを備える、としてもよい。

【0107】

このような形状を備える被検査物１を用いる場合は、第１の照明機構２２から照射され、被検査部位以外の外側の部位に到達した照射光３２がその部位で進行方向を内側に変更して被検査部位内を反射及び散乱しつつその端部を通過するので、被検査物１の欠陥３３を確実に検出することができる。

【0108】

また、各実施例の検査システム２においては、前記被検査物は、第１層及び第２層からなる略平板状の部材であり、前記第１層は、前記略平板状の部材の内側の部位を構成し、前記照射光が透過可能な第１透過部と、前記略平板状の部材の外側の部位を構成し、前記照射光が透過しない部位である非透過部とを備え、前記第２層は、前記照射光が透過可能な第２透過部からなる、としてもよい。

【0109】

このような形状を備える被検査物１を用いる場合は、第１の照明機構２２から照射され、第２透過部（第２透明部１６）に到達した照射光３２は非透過部（不透明部１０）で反射等した結果、被検査部位である第１透過部（第１透明部１１）を反射及び散乱しつつその端部を通過するので、被検査物１をの欠陥３３を確実に検出することができる。

【0110】

また、各実施例の検査システム２においては、所定の照射光を、当該照射光を透過させる被検査部位を備える被検査物に対して発する照明機構と、前記発せられた照射光を受光する撮像装置とを略相対させて配置し、前記被検査物を、前記照明機構と前記撮像装置との間に配置し、前記照明機構からの照射光を遮断する素材からなり、前記照明機構から照射された照射光が直接前記被検査部位に到達することを妨げる遮光物を、前記被検査物に接触するように配置し、前記撮像装置は、前記照明機構から発せられた照射光を受光し、受光した照射光に基づき前記被検査物の画像を生成し、情報処理装置が、前記生成した被検査物の画像に基づき、前記被検査部位における欠陥の有無を判定し、前記被検査部位に欠陥があったと判定された場合に、前記被検査部位を所定の補修装置で補修する、としてもよい。

【0111】

これにより、被検査物１で検出された欠陥３３を補修して被検査物１を正常な状態とすることができる。

【符号の説明】

【0112】

１ 被検査物、２ 検査システム、２１ 撮像装置、２２ 第１の照明機構、３２ 照射光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】