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公開番号2025096397
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2025062373,2024094693
出願日2025-04-04,2024-06-11
発明の名称表面検査装置
出願人国立大学法人筑波大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 21/88 20060101AFI20250619BHJP(測定;試験)
要約【課題】物体の表面状態を高精度で高速に検出することが可能であり、かつ、簡易な構成で低コストに製造することが可能な表面検査装置、およびこれを用いた表面検査方法を提供する。
【解決手段】被検査体に向けて検査光を照射する光源と、前記検査光が前記被検査体で反射された反射光を受光する受光手段と、前記被検査体に対する前記検査光の入射角度を相対変化させる変位手段と、を有し、前記受光手段は、前記反射光の輝度の差分を出力する輝度変化検出装置であることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被検査体に向けて検査光を照射する複数の光源からなる光源部と、前記検査光が前記被検査体で反射された反射光を受光する受光手段と、前記被検査体に対する前記検査光の入射角度を相対変化させる変位手段と、を有し、
前記受光手段は、画素ごとに独立して、受光した前記反射光の輝度変化が予め設定した閾値を超えた時刻に非同期にイベントを輝度の差分として出力する輝度変化検出装置であり、
前記被検査体の検査面の中心と、前記光源部の中心と、前記受光手段の光軸とが、全て一つの光軸上に揃うように配置されることを特徴とする表面検査装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
被検査体に向けて検査光を照射する複数の光源からなる光源部と、前記被検査体を介して前記光源と反対側に配され、前記検査光が前記被検査体で透過、屈折、散乱のうち、少なくともいずれか１つによって生じた測定光を受光する受光手段と、前記被検査体に対する前記検査光の入射角度を相対変化させる変位手段と、を有し、
前記受光手段は、画素ごとに独立して、受光した前記測定光の輝度変化が予め設定した閾値を超えた時刻に非同期にイベントを輝度の差分として出力する輝度変化検出装置であり、
前記被検査体の検査面の中心と、前記光源部の中心と、前記受光手段の光軸とが、全て一つの光軸上に揃うように配置されることを特徴とする表面検査装置。
【請求項３】
前記受光手段は、前記反射光の輝度の差分の極性を出力する輝度変化検出装置であることを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項４】
前記受光手段は、前記測定光の輝度の差分の極性を出力する輝度変化検出装置であることを特徴とする請求項２に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記変位手段は、前記光源部から出射される前記検査光の出射角度を変化させるものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記変位手段は、前記被検査体の前記光源部に対する位置を変化させるものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項７】
前記光源の波長は、赤外光の波長領域であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表面検査装置。
【請求項８】
前記輝度変化検出装置は、イベントベースカメラであることを特徴とする請求項３または４に記載の表面検査装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面検査装置に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
物体の表面欠陥などを検出する表面検査装置は、様々な構成のものが実用化されているが、一般的なものとしては、被検査体に向けて検査光を照射して、被検査体の表面を撮像した静止画像を取得して、この静止画像を画像解析したり、無欠陥の参照画像と比較することによって、被検査体の表面欠陥の有無やその形状を検出するものが知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３８６６９号公報
特開２０１９－２００１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来知られている画像を用いた表面検査装置では、微細な表面欠陥を高精度に検出するために、高解像度のカメラや、サイズの大きい画像を扱うための高性能なプロセッサなどが必要となり、装置コストが高いという課題があった。また、微細な表面欠陥を高精度に検出するためはサイズの大きい画像を扱う必要があり、短時間で大量の被検査体を検査する際には、大規模で高コストな検査装置が必要とされていた。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、物体の表面状態を高精度で高速に検出することが可能であり、かつ、簡易な構成で低コストに製造することが可能な表面検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、被検査体に向けて照射角度を変化させて検査光を照射して、この被検査体で反射された反射光の輝度変化の差分データを用いることによって、従来の表面検査装置に用いられる画像データと比較して、データ容量が格段に小さく画像処理が容易でありながら、高精度に物体の表面状態が検出できることを見出した。
【０００７】
本発明は、上述した知見に基づいてなされたものであって、前述した課題を解決するために、本発明の一実施形態の表面検査装置は、以下の手段を提案している。
（１）本発明の態様１の表面検査装置は、被検査体に向けて検査光を照射する複数の光源からなる光源部と、前記検査光が前記被検査体で反射された反射光を受光する受光手段と、前記被検査体に対する前記検査光の入射角度を相対変化させる変位手段と、を有し、前記受光手段は、画素ごとに独立して、受光した前記反射光の輝度変化が予め設定した閾値を超えた時刻に非同期にイベントを輝度の差分として出力する輝度変化検出装置であり、前記被検査体の検査面の中心と、前記光源部の中心と、前記受光手段の光軸とが、全て一つの光軸上に揃うように配置されることを特徴とする。
【０００８】
（２）本発明の態様２の表面検査装置は、被検査体に向けて検査光を照射する複数の光源からなる光源部と、前記被検査体を介して前記光源と反対側に配され、前記検査光が前記被検査体で透過、屈折、散乱のうち、少なくともいずれか１つによって生じた測定光を受光する受光手段と、前記被検査体に対する前記検査光の入射角度を相対変化させる変位手段と、を有し、前記受光手段は、画素ごとに独立して、受光した前記測定光の輝度変化が予め設定した閾値を超えた時刻に非同期にイベントを輝度の差分として出力する輝度変化検出装置であり、前記被検査体の検査面の中心と、前記光源部の中心と、前記受光手段の光軸とが、全て一つの光軸上に揃うように配置されることを特徴とする。
【０００９】
（３）本発明の態様３は、態様１の表面検査装置において、前記受光手段は、前記反射光の輝度の差分の極性を出力する輝度変化検出装置であることを特徴とする。
【００１０】
（４）本発明の態様４は、態様２の表面検査装置において、前記受光手段は、前記測定光の輝度の差分の極性を出力する輝度変化検出装置であることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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