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対象物表面の欠陥検査方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P09A014844
掲載日 2009年11月20日
出願番号 特願2007-081132
公開番号 特開2008-241408
登録番号 特許第4967132号
出願日 平成19年3月27日(2007.3.27)
公開日 平成20年10月9日(2008.10.9)
登録日 平成24年4月13日(2012.4.13)
発明者
  • 脇迫 仁
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 対象物表面の欠陥検査方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】本発明は,照明条件を工夫して1枚のカラー画像を処理することによって撮像時間を短くし,予め正常な部品の画像を登録する必要がなく,部品即ち対象物の表面の欠陥を検出することができ,部品マークの影響を受けずに部品の欠陥を判別できる。
【解決手段】この対象物表面の欠陥検査方法は,カメラとしてカラーカメラを用い,異なる照明手段によって照らした対象物のカラー画像から部品マークとマーク以外の領域,及び欠陥部の領域の濃淡値に関する2次元的分布から,欠陥部のみの領域を判別する。これによって部品マークの字体の変動等に影響されず欠陥部の判定が可能になる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


近年,携帯電話等の携帯機器の小型化やパソコンや家電製品の高機能化に伴い,電子部品の小型化が進んでいる。部品の小型化により部品表面の傷でも内部の素子を容易に傷つけるため,部品の表面の欠陥検査は重要になってきている。



一般に,部品の表面の欠陥を検査することについては,カメラにより部品表面の画像を取得し,その画像から画像処理により表面の欠陥を検出する。このとき,傷や欠陥の状態は照射する照明の当て方によって画像上での見え方が変わるため,照明条件が重要となり,複数の方向から照明を当てる手法が提案されている。例えば,半透明ガラス製品の表面又は内部に存在する亀裂を容易に検査する傷検査装置として,あらゆる方向に存在する亀裂であっても死角を発生することなく検出性能を低下させないものが知られている。該傷検査装置は,水平方向に互いに90度ずれた位置に3台の照明を置き,その間に2台のカメラを配置した半透明ガラス製品の検査装置が記載されており,動作時には照射方向の異なる画像を順次撮像している(例えば,特許文献1参照)。



また,照明条件抽出方法として,照明部に可動機能を設けて任意の照明状態を作り出す手法が知られている。該照明条件抽出方法は,撮像対象へ一定強度の照明光を照射する照明部を,撮像対象から一定距離だけ離れた照明位置に配置する照明配置処理と,上記照明位置から照明光が照射された状態で,上記撮像対象との位置関係が固定された位置から,上記照明位置ごとに上記撮像対象を撮像する撮像処理と,上記照明位置が互いに異なる複数の上記撮像画像を,画素ごとに輝度の平均を算出することによって合成する画像合成処理とを含むものである(例えば,特許文献2参照)。



また,撮像した画像から欠陥を検出する画像処理では,主にパターンマッチングが用いられている。このようなパターンマッチングでは,最初に欠陥の無い正常な部品の画像をモデルとして登録しておき,部品の欠陥の検査工程において検査対象の画像と登録した画像との相関値を計算し,その値によって部品の表面の欠陥の有無を判断するものである(例えば,非特許文献1参照)。



図7には,部品の表面の欠陥を検査することについての一例が示されている。図7の(a)には,登録された正常な部品40の画像M6が示されている。画像の文字“M6”は,部品マークであり,部品40の表面には,通常,上記のような何らかの記号が刻印される。図7の(b)には,表面に欠陥41がある部品40の画像M6が示されている。このような表面に欠陥41がある画像M6と,図7の(a)に示す登録画像M6との相関値は,欠陥41の無い場合と比べて値が小さくなるため,予めしきい値を定めておき,その値と比較することによって,部品40の欠陥41の有無を判定することができる。




【特許文献1】特開平7-103905号公報

【特許文献2】特開2002-310935号公報

【非特許文献1】昭晃堂発行「画像処理ハンドブック」(第303,304頁)

産業上の利用分野


この発明は,例えば,半導体素子等の対象物の表面に欠陥が存在するか否かを検査する対象物表面の欠陥検査方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カメラによって撮像した対象物の画像から対象物表面の欠陥を検出する対象物表面の欠陥検査方法において,
前記カメラとしてカラーカメラを用い,互いに入射角が異なり且つ波長が異なる照明光を持つ第一の照明と第二の照明とで照らされた前記対象物を,前記カラーカメラによってカラー画像として取得し,前記カラー画像の色情報から第一の画像と第二の画像を計算し,前記対象物に対して予め求められていた前記第一の画像と前記第二の画像の濃淡値は,前記対象物のマークの領域,マーク以外の領域及び前記欠陥の領域に関しての二次元的分布に表わされており,
前記カラー画像の前記色情報から検出された前記第一の画像と前記第二の画像との前記濃淡値を,予め求められていた前記第一の画像と前記第二の画像との前記欠陥に対する濃淡値と対比して,前記対象物の表面の前記欠陥の有無を判別することを特徴とする対象物表面の欠陥検査方法。

【請求項2】
前記第一の画像と前記第二の画像は,前記第一の照明と前記第二の照明によって個々に前記対象物を照らしたときの画像を計算して得たものであることを特徴とする請求項1に記載の対象物表面の欠陥検査方法。

【請求項3】
前記第一の照明が同軸落射照明であり,前記第二の照明が斜光照明であることを特徴とする請求項1又は2に記載の対象物表面の欠陥検査方法。

【請求項4】
前記第一の画像と前記第二の画像との濃淡値から前記対象物の表面の前記欠陥の有無を出力する参照テーブルを設けたことを特徴とする請求項1~のいずれか1項に記載の対象物表面の欠陥検査方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007081132thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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