JP7599449B2 - Inspection Equipment - Google Patents
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Description
本発明は、検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection device.
特許文献１には、センサ素子の検査装置が開示されている。この検査装置は、センサ素子の製造工程において、センサ素子の表面に形成された微細な欠陥を検査する。具体的には、探傷液を塗布又は浸漬によってセンサ素子の表面に付着させる。センサの表面に付着された探傷液は、欠陥に染み込む。次に、センサ素子の表面を洗浄する。次に、センサ素子を乾燥させる。次に、作業者がセンサ素子の表面を目視し、探傷液が染み込んでいる箇所を確認することにより、欠陥を検査する。 Patent Document 1 discloses an inspection device for sensor elements. This inspection device inspects for minute defects formed on the surface of a sensor element during the manufacturing process of the sensor element. Specifically, flaw detection liquid is applied to the surface of the sensor element by coating or immersion. The flaw detection liquid applied to the sensor surface soaks into the defects. Next, the surface of the sensor element is cleaned. Next, the sensor element is dried. Next, an operator visually inspects the surface of the sensor element to check for areas where the flaw detection liquid has soaked in, thereby inspecting for defects.
上記の検査は、作業者が全て手作業で行っている。そのため、人的なコストがかかる。また、タクトタイムが長くなる。これに対して、上記の検査を自動化する場合、センサ素子の表面をカメラで撮像し、撮像した画像を確認することで、欠陥を検査することが考えられる。しかしながら、探傷液の色味が薄いと、欠陥を検査できる程度の画像コントラストを得ることができない。 The above inspections are all performed manually by workers, which is costly in terms of personnel and lengthens the takt time. In contrast, if the above inspections were to be automated, it would be possible to capture an image of the surface of the sensor element with a camera and check the captured image to inspect for defects. However, if the color of the flaw detection fluid is light, it is not possible to obtain an image contrast sufficient to inspect for defects.
本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems.
本発明の態様は、所定方向に延びたセンサ素子の表面に形成された微細な欠陥を検査するための検査装置であって、前記検査装置は、前記所定方向に延びた長方形状を有し、蛍光探傷液を前記欠陥に染み込ませた前記センサ素子の表面に前記所定方向に沿ったライン状の紫外光を照射する照明部と、前記紫外光が照射された前記蛍光探傷液から放射される蛍光の波長帯の感度を有し、前記センサ素子の表面を撮像する撮像部と、を備える。 An aspect of the present invention is an inspection device for inspecting minute defects formed on the surface of a sensor element extending in a predetermined direction, the inspection device comprising an illumination unit that has a rectangular shape extending in the predetermined direction and irradiates a line of ultraviolet light along the predetermined direction onto the surface of the sensor element in which fluorescent flaw detection liquid has been soaked into the defect, and an imaging unit that has sensitivity to the wavelength band of fluorescence emitted from the fluorescent flaw detection liquid irradiated with the ultraviolet light and images the surface of the sensor element.
本発明によれば、センサ素子の表面に対して、所定方向に紫外光をムラなく照射することができる。これにより、欠陥に染み込んだ蛍光探傷液から、より強度（輝度）の高い蛍光を放射させることができる。また、撮像部が蛍光の波長帯に対して感度を有することで、コントラストの高い画像を取得することができる。この結果、センサ素子の表面の画像に写り込んでいる蛍光探傷液のコントラストを向上させることができる。これにより、センサ素子の表面に形成された微細な欠陥を容易に検査することができる。また、微細な欠陥の存在を見逃すことを防止することができる。従って、本発明では、センサ素子の表面に形成された微細な欠陥の検査を自動化することができる。この結果、人的コストを低減することができると共に、タクトタイムを短縮することができる。具体的には、手作業で行う場合と比較して、タクトタイムを１／３程度に短縮することができる。 According to the present invention, the surface of the sensor element can be uniformly irradiated with ultraviolet light in a predetermined direction. This allows the fluorescent flaw detection liquid that has soaked into the defect to emit fluorescence with higher intensity (brightness). In addition, since the imaging unit has sensitivity to the wavelength band of the fluorescence, an image with high contrast can be obtained. As a result, the contrast of the fluorescent flaw detection liquid reflected in the image of the surface of the sensor element can be improved. This makes it possible to easily inspect fine defects formed on the surface of the sensor element. In addition, it is possible to prevent the presence of fine defects from being overlooked. Therefore, in the present invention, it is possible to automate the inspection of fine defects formed on the surface of the sensor element. As a result, it is possible to reduce personnel costs and shorten the takt time. Specifically, the takt time can be shortened to about one-third compared to when it is done manually.
図１は、本実施形態に係る検査装置１０の構成図である。図２は、検査装置１０の斜視図である。検査装置１０は、工場でのセンサ素子１２の製造工程において、センサ素子１２を検査するための装置である。具体的には、検査装置１０は、製造されたセンサ素子１２について、センサ素子１２の表面１４に形成された微細な欠陥（不図示）を検査するための装置である。 Figure 1 is a configuration diagram of an inspection device 10 according to this embodiment. Figure 2 is a perspective view of the inspection device 10. The inspection device 10 is a device for inspecting a sensor element 12 during the manufacturing process of the sensor element 12 in a factory. Specifically, the inspection device 10 is a device for inspecting the manufactured sensor element 12 for minute defects (not shown) formed on the surface 14 of the sensor element 12.
図２に示すように、センサ素子１２は、長尺な形状を有する。以下の説明では、センサ素子１２の長手方向（所定方向）をＹ方向とする。センサ素子１２の短手方向をＸ方向とする。Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。 As shown in FIG. 2, the sensor element 12 has an elongated shape. In the following description, the longitudinal direction (predetermined direction) of the sensor element 12 is defined as the Y direction. The lateral direction of the sensor element 12 is defined as the X direction. The direction perpendicular to the X direction and the Y direction is defined as the Z direction.
センサ素子１２は、被測定ガス中の所定のガス濃度を測定するガスセンサ素子である。センサ素子１２は、セラミックスを用いたガスセンサ素子である。センサ素子１２は、以下のように製造される。先ず、所定のパターンが印刷された複数のセラミックグリーンシートを用意する。次に、複数のセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する。次に、積層体を焼成することで、センサ素子１２を形成する。 The sensor element 12 is a gas sensor element that measures a predetermined gas concentration in a measured gas. The sensor element 12 is a gas sensor element that uses ceramics. The sensor element 12 is manufactured as follows. First, a plurality of ceramic green sheets on which a predetermined pattern is printed are prepared. Next, the plurality of ceramic green sheets are stacked to form a laminate. Next, the laminate is fired to form the sensor element 12.
センサ素子１２の製造時には、稀に、センサ素子１２の表面１４に微細な欠陥が形成される場合がある。微細な欠陥は、例えば、異物の混入、積層不良等に起因してセンサ素子１２の表面１４に形成される欠陥である。 During the manufacture of the sensor element 12, minute defects may occasionally be formed on the surface 14 of the sensor element 12. The minute defects are defects that are formed on the surface 14 of the sensor element 12 due to, for example, the inclusion of foreign matter, stacking defects, etc.
従って、工場では、製造されたセンサ素子１２について、欠陥の存在しないセンサ素子１２（良品）と、欠陥が存在するセンサ素子１２（不良品）とに選別する必要がある。検査装置１０は、このような微細な欠陥に対する検査を自動で行うための装置である。 Therefore, in the factory, it is necessary to separate the manufactured sensor elements 12 into sensor elements 12 without defects (good products) and sensor elements 12 with defects (defective products). The inspection device 10 is a device for automatically inspecting for such minute defects.
センサ素子１２の検査を行う場合、センサ素子１２は、蛍光探傷液（不図示）に予め浸漬される。検査装置１０は、蛍光探傷液からセンサ素子１２を引き上げた後、センサ素子１２のうち、蛍光探傷液が染み込まれた箇所を検出することで、欠陥を検査する。 When inspecting the sensor element 12, the sensor element 12 is immersed in a fluorescent flaw detection liquid (not shown) in advance. After pulling the sensor element 12 out of the fluorescent flaw detection liquid, the inspection device 10 detects the areas of the sensor element 12 that have been saturated with the fluorescent flaw detection liquid, thereby inspecting for defects.
図１に示すように、検査装置１０は、２つの照明部１６と、撮像部１８と、コンピュータ２０とを備える。 As shown in FIG. 1, the inspection device 10 includes two illumination units 16, an imaging unit 18, and a computer 20.
図２に示すように、２つの照明部１６の各々は、一方向に延びる長方形状の光源である。２つの照明部１６の各々は、センサ素子１２の表面１４のうち、例えば、上側の表面２２と向かい合うように配置されている。以下の説明では、便宜上、センサ素子１２の上側の表面２２を「センサ素子１２の表面２２」と呼称する。 As shown in FIG. 2, each of the two illumination units 16 is a rectangular light source extending in one direction. Each of the two illumination units 16 is disposed to face, for example, the upper surface 22 of the surface 14 of the sensor element 12. In the following description, for convenience, the upper surface 22 of the sensor element 12 is referred to as the "surface 22 of the sensor element 12."
２つの照明部１６の各々は、センサ素子１２から離間した状態で、Ｙ方向に沿って配置されている。すなわち、２つの照明部１６は、センサ素子１２と平行に配置されている。２つの照明部１６の各々は、ライン状の紫外光２４をセンサ素子１２の表面２２に照射する。 Each of the two illumination units 16 is disposed along the Y direction, spaced apart from the sensor element 12. That is, the two illumination units 16 are disposed parallel to the sensor element 12. Each of the two illumination units 16 irradiates a line-shaped ultraviolet light 24 onto the surface 22 of the sensor element 12.
図１に示すように、撮像部１８は、センサ素子１２から離間した状態で、センサ素子１２の表面２２と向かい合うように配置されている。撮像部１８は、センサ素子１２の表面２２を撮像するカメラである。撮像部１８は、撮像したセンサ素子１２の表面２２の画像をコンピュータ２０に出力する。 As shown in FIG. 1, the imaging unit 18 is disposed so as to face the surface 22 of the sensor element 12 while being spaced apart from the sensor element 12. The imaging unit 18 is a camera that captures an image of the surface 22 of the sensor element 12. The imaging unit 18 outputs the captured image of the surface 22 of the sensor element 12 to the computer 20.
撮像部１８は、該撮像部１８の光軸２６がセンサ素子１２の表面１４と直交するように配置されている。すなわち、撮像部１８の光軸２６は、Ｚ方向と平行である。 The imaging unit 18 is disposed so that the optical axis 26 of the imaging unit 18 is perpendicular to the surface 14 of the sensor element 12. In other words, the optical axis 26 of the imaging unit 18 is parallel to the Z direction.
欠陥に染み込んだ蛍光探傷液は、２つの照明部１６の各々から紫外光２４が照射されたときに、蛍光２８を放射する。蛍光２８は、例えば、緑色の光である。撮像部１８は、蛍光２８の波長帯に対して感度を有する。 The fluorescent flaw detection liquid that has soaked into the defect emits fluorescence 28 when irradiated with ultraviolet light 24 from each of the two illumination units 16. The fluorescence 28 is, for example, green light. The imaging unit 18 is sensitive to the wavelength band of the fluorescence 28.
２つの照明部１６は、Ｙ方向と直交する平面（図１に示すＸ－Ｚ平面）において、撮像部１８を挟むように、撮像部１８から離間して配置されている。具体的には、２つの照明部１６は、この平面において、撮像部１８と、該撮像部１８の光軸２６とを挟んで、対称に配置されている。２つの照明部１６は、この平面において、撮像部１８の光軸２６からＸ方向に５０ｍｍ～９０ｍｍの距離Ｌｘだけ離れるように位置する。距離Ｌｘは、Ｘ方向に沿った光軸２６と照明部１６の基端部との距離である。 The two illumination units 16 are arranged at a distance from the imaging unit 18 on a plane perpendicular to the Y direction (the X-Z plane shown in FIG. 1) so as to sandwich the imaging unit 18. Specifically, the two illumination units 16 are arranged symmetrically on this plane, sandwiching the imaging unit 18 and the optical axis 26 of the imaging unit 18. The two illumination units 16 are positioned on this plane so as to be separated from the optical axis 26 of the imaging unit 18 by a distance Lx of 50 mm to 90 mm in the X direction. The distance Lx is the distance between the optical axis 26 along the X direction and the base end of the illumination unit 16.
また、２つの照明部１６は、センサ素子１２の表面１４から撮像部１８の光軸２６に沿ったＺ方向に４５ｍｍ～９０ｍｍの距離Ｌｚ１だけ離れて位置する。距離Ｌｚ１は、Ｚ方向に沿ったセンサ素子１２の表面１４と照明部１６の先端部との距離である。 The two illumination units 16 are located a distance Lz1 of 45 mm to 90 mm away from the surface 14 of the sensor element 12 in the Z direction along the optical axis 26 of the imaging unit 18. The distance Lz1 is the distance between the surface 14 of the sensor element 12 and the tip of the illumination unit 16 in the Z direction.
また、２つの照明部１６の各々は、この平面において、紫外光２４の光軸３０が撮像部１８の光軸２６に対して角度θだけ傾斜するように配置されている。すなわち、２つの照明部１６の各々は、紫外光２４の光軸３０がセンサ素子１２の表面２２に対して、φ（φ＝９０°－θ）の角度（所定角度）だけ傾斜するように配置されている。２つの照明部１６の各々は、センサ素子１２の表面２２に対して斜め方向からライン状の紫外光２４を照射する。なお、角度θ及び角度φは、４０°～５０°の範囲内に設定される。θ＝φ＝４５°であることがより好ましい。 Furthermore, each of the two illumination units 16 is arranged so that the optical axis 30 of the ultraviolet light 24 is inclined at an angle θ with respect to the optical axis 26 of the imaging unit 18 in this plane. That is, each of the two illumination units 16 is arranged so that the optical axis 30 of the ultraviolet light 24 is inclined at an angle φ (φ=90°-θ) (a predetermined angle) with respect to the surface 22 of the sensor element 12. Each of the two illumination units 16 irradiates a line of ultraviolet light 24 from an oblique direction onto the surface 22 of the sensor element 12. The angles θ and φ are set within the range of 40° to 50°. It is more preferable that θ=φ=45°.
図１に示すように、撮像部１８の光軸２６と、２つの照明部１６の各々から照射される紫外光２４の光軸３０との交点３２は、センサ素子１２の表面２２に設定される。この交点３２は、図１に示すＸ－Ｚ平面において、センサ素子１２の表面２２の中央部に設けられる。なお、交点３２は、センサ素子１２の表面２２のうち、任意の位置に設けられてもよい。 As shown in FIG. 1, an intersection 32 between the optical axis 26 of the imaging unit 18 and the optical axis 30 of the ultraviolet light 24 irradiated from each of the two illumination units 16 is set on the surface 22 of the sensor element 12. This intersection 32 is provided in the center of the surface 22 of the sensor element 12 in the X-Z plane shown in FIG. 1. The intersection 32 may be provided at any position on the surface 22 of the sensor element 12.
上記のように、センサ素子１２の表面２２に対して斜め方向からライン状の紫外光２４が照射されるので、蛍光探傷液から放射される蛍光２８は、撮像部１８の光軸２６と平行にならない場合がある。すなわち、蛍光２８は、指向性を有する場合がある。そこで、撮像部１８は、テレセントリックレンズ３４を有する。テレセントリックレンズ３４は、該テレセントリックレンズ３４に到達した蛍光２８を、撮像部１８の光軸２６と平行な光に変換する。撮像部１８は、テレセントリックレンズ３４を介して、センサ素子１２の表面２２を撮像する。 As described above, since the linear ultraviolet light 24 is irradiated obliquely onto the surface 22 of the sensor element 12, the fluorescence 28 emitted from the fluorescent flaw detection liquid may not be parallel to the optical axis 26 of the imaging unit 18. In other words, the fluorescence 28 may have directionality. Therefore, the imaging unit 18 has a telecentric lens 34. The telecentric lens 34 converts the fluorescence 28 that reaches the telecentric lens 34 into light parallel to the optical axis 26 of the imaging unit 18. The imaging unit 18 images the surface 22 of the sensor element 12 via the telecentric lens 34.
テレセントリックレンズ３４は、センサ素子１２の表面１４から撮像部１８の光軸２６に沿ったＺ方向に１００ｍｍ～３００ｍｍの距離Ｌｚ２だけ離れるように位置する。距離Ｌｚ２は、Ｚ方向に沿ったセンサ素子１２の表面１４とテレセントリックレンズ３４の先端部（下端部）との距離である。 The telecentric lens 34 is positioned at a distance Lz2 of 100 mm to 300 mm from the surface 14 of the sensor element 12 in the Z direction along the optical axis 26 of the imaging unit 18. The distance Lz2 is the distance between the surface 14 of the sensor element 12 and the tip (lower end) of the telecentric lens 34 in the Z direction.
コンピュータ２０は、２つの照明部１６及び撮像部１８を制御する制御装置である。また、コンピュータ２０は、撮像部１８から入力される画像に対して所定の処理を行う処理装置である。処理後の画像は、ディスプレイ（不図示）に表示される。 The computer 20 is a control device that controls the two lighting units 16 and the imaging unit 18. The computer 20 is also a processing device that performs predetermined processing on the image input from the imaging unit 18. The processed image is displayed on a display (not shown).
次に、検査装置１０を用いたセンサ素子１２の検査方法について説明する。 Next, we will explain the method for inspecting the sensor element 12 using the inspection device 10.
先ず、製造されたセンサ素子１２の表面１４に対して、蛍光探傷液を塗布又は浸漬によって付着させる。センサの表面１４に微細な欠陥が形成されている場合、センサの表面１４に付着された蛍光探傷液は、欠陥に染み込む。次に、センサ素子１２の表面１４を水等で洗浄する。これにより、センサ素子１２の表面１４に付着した蛍光探傷液が除去される。次に、センサ素子１２を乾燥させることにより、洗浄に使用した水等を除去する。 First, the fluorescent flaw detection liquid is applied to the surface 14 of the manufactured sensor element 12 by coating or immersion. If minute defects are formed on the sensor surface 14, the fluorescent flaw detection liquid applied to the sensor surface 14 will soak into the defects. Next, the surface 14 of the sensor element 12 is washed with water or the like. This removes the fluorescent flaw detection liquid that has been applied to the surface 14 of the sensor element 12. Next, the sensor element 12 is dried to remove the water or the like used for washing.
次に、検査装置１０を用いて、センサ素子１２の表面１４に形成された微細な欠陥を検査する。 Next, the inspection device 10 is used to inspect the surface 14 of the sensor element 12 for microscopic defects.
この検査では、先ず、図１及び図２に示すように、センサ素子１２、撮像部１８及び２つの照明部１６を配置する。 In this inspection, first, the sensor element 12, the imaging unit 18, and the two illumination units 16 are arranged as shown in Figures 1 and 2.
次に、コンピュータ２０は、撮像部１８を制御することで、撮像部１８によるセンサ素子１２の表面２２の撮像を開始させる。 Next, the computer 20 controls the imaging unit 18 to start imaging the surface 22 of the sensor element 12.
また、コンピュータ２０は、２つの照明部１６を制御することで、２つの照明部１６からの紫外光２４の照射を開始させる。これにより、２つの照明部１６の各々からセンサ素子１２の表面２２に向けて、ライン状の紫外光２４が照射される。欠陥に染み込んだ蛍光探傷液は、照射された紫外光２４のエネルギを吸収し、蛍光２８を放射する。 The computer 20 also controls the two lighting units 16 to start emitting ultraviolet light 24 from the two lighting units 16. This causes each of the two lighting units 16 to emit a line of ultraviolet light 24 toward the surface 22 of the sensor element 12. The fluorescent flaw detection liquid that has soaked into the defect absorbs the energy of the irradiated ultraviolet light 24 and emits fluorescence 28.
撮像部１８は、テレセントリックレンズ３４を介して、センサ素子１２の表面２２を連続的又は間欠的に撮像する。撮像部１８は、蛍光探傷液から放射された蛍光２８を含むセンサ素子１２の表面２２を撮像する。撮像部１８は、撮像したセンサ素子１２の表面２２の画像をコンピュータ２０に出力する。 The imaging unit 18 continuously or intermittently images the surface 22 of the sensor element 12 via the telecentric lens 34. The imaging unit 18 images the surface 22 of the sensor element 12, which includes the fluorescence 28 emitted from the fluorescent flaw detection liquid. The imaging unit 18 outputs the image of the surface 22 of the sensor element 12 that has been captured to the computer 20.
コンピュータ２０は、撮像部１８から入力された画像に対して所定の処理を行う。コンピュータ２０は、処理後の画像をディスプレイに表示させる。 The computer 20 performs a predetermined process on the image input from the imaging unit 18. The computer 20 displays the processed image on the display.
図３Ａ及び図３Ｂは、センサ素子１２（図１及び図２参照）の表面２２の画像を示す。図３Ａは、比較例の画像である。比較例の画像は、染色探傷液が染み込んだ欠陥を有するセンサ素子１２の表面２２の画像である。図３Ｂは、蛍光探傷液が染み込んだ欠陥を有するセンサ素子１２の表面２２の画像である。すなわち、図３Ｂは、検査装置１０を用いて得られた画像（実施例の画像）である。 Figures 3A and 3B show images of the surface 22 of the sensor element 12 (see Figures 1 and 2). Figure 3A is an image of a comparative example. The image of the comparative example is an image of the surface 22 of a sensor element 12 having a defect soaked in dye flaw detection liquid. Figure 3B is an image of the surface 22 of a sensor element 12 having a defect soaked in fluorescent flaw detection liquid. In other words, Figure 3B is an image (image of the example) obtained using the inspection device 10.
図３Ａに示す比較例の画像のうち、左下側の部分には、染色探傷液が染み込んでいる箇所（欠陥）が写り込んでいる。しかしながら、比較例の画像では、染色探傷液が染み込んでいる箇所と、当該箇所以外の部分との明度差が小さい。具体的には、図３Ａに示す比較例の画像において、染色探傷液が染み込んでいる箇所（欠陥部）の明度は、１３０である。当該箇所以外の部分（非欠陥部）の明度は、１６０である。従って、比較例の画像の明度差は、３０となる（１６０－１３０＝３０）。すなわち、染色探傷液が染み込んでいる箇所と、当該箇所以外の部分とのコントラストが低い。これは、染色探傷液の色味が薄いからである。そのため、比較例の画像を確認しても、染色探傷液が染み込んでいる箇所を特定することが困難である。 In the image of the comparative example shown in FIG. 3A, the lower left portion shows a portion (defect) where the dyed flaw detection liquid has soaked in. However, in the image of the comparative example, the difference in brightness between the portion where the dyed flaw detection liquid has soaked in and the remaining portion is small. Specifically, in the image of the comparative example shown in FIG. 3A, the brightness of the portion where the dyed flaw detection liquid has soaked in (defect) is 130. The brightness of the remaining portion (non-defect) is 160. Therefore, the brightness difference of the image of the comparative example is 30 (160-130=30). In other words, the contrast between the portion where the dyed flaw detection liquid has soaked in and the remaining portion is low. This is because the color of the dyed flaw detection liquid is light. Therefore, even when checking the image of the comparative example, it is difficult to identify the portion where the dyed flaw detection liquid has soaked in.
これに対して、図３Ｂに示す実施例の画像でも、左下側の部分には、染色探傷液が染み込んでいる箇所（欠陥）が写り込んでいる。実施例の画像では、蛍光探傷液が染み込んでいる箇所（欠陥）の明度が高くなると共に、当該箇所以外の部分の明度が低くなる。具体的には、図３Ｂに示す実施例の画像において、染色探傷液が染み込んでいる箇所（欠陥部）の明度は、２４０である。当該箇所以外の部分（非欠陥部）の明度は、５０である。従って、実施例の画像の明度差は、１９０となる（２４０－５０＝１９０）。この結果、実施例の画像は、比較例の画像と比較して、明度差が６倍程度向上している。これにより、蛍光探傷液が染み込んでいる箇所と、当該箇所以外の部分とのコントラストが高くなる。 In contrast, the image of the embodiment shown in FIG. 3B also shows the area (defect) where the dyed flaw detection liquid has soaked in the lower left portion. In the image of the embodiment, the brightness of the area (defect) where the fluorescent flaw detection liquid has soaked in is high, while the brightness of the other areas is low. Specifically, in the image of the embodiment shown in FIG. 3B, the brightness of the area (defect) where the dyed flaw detection liquid has soaked in is 240. The brightness of the other areas (non-defective areas) is 50. Therefore, the brightness difference of the image of the embodiment is 190 (240-50=190). As a result, the brightness difference of the image of the embodiment is about six times higher than that of the image of the comparative example. This increases the contrast between the area where the fluorescent flaw detection liquid has soaked in and the other areas.
このように、本実施形態では、蛍光探傷液を使用すると共に、検査装置１０の構成を工夫することで、画像のコントラストを改善することができる。この結果、蛍光探傷液が染み込んでいる箇所を容易に特定することができる。従って、実施例の画像では、欠陥の検査を容易に行うことができる。 In this manner, in this embodiment, the fluorescent flaw detection liquid is used, and the configuration of the inspection device 10 is devised to improve the contrast of the image. As a result, the locations where the fluorescent flaw detection liquid has permeated can be easily identified. Therefore, the image of the embodiment can be easily inspected for defects.
上記の検査によって、欠陥の存在しないセンサ素子１２は、良品と判定される。また、欠陥が存在するセンサ素子１２は、不良品と判定される。 Through the above inspection, sensor elements 12 that are free of defects are determined to be good products. Sensor elements 12 that are defective are determined to be defective products.
なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を取り得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations may be adopted without departing from the gist of the present invention.
上記の実施形態から把握し得る発明について、以下に記載する。 The invention that can be understood from the above embodiment is described below.
本発明の態様は、所定方向に延びたセンサ素子（１２）の表面（１４、２２）に形成された微細な欠陥を検査するための検査装置（１０）であって、前記検査装置は、前記所定方向に延びた長方形状を有し、蛍光探傷液を前記欠陥に染み込ませた前記センサ素子の表面に前記所定方向に沿ったライン状の紫外光（２４）を照射する照明部（１６）と、前記紫外光が照射された前記蛍光探傷液から放射される蛍光（２８）の波長帯の感度を有し、前記センサ素子の表面を撮像する撮像部（１８）と、を備える。 The present invention provides an inspection device (10) for inspecting minute defects formed on the surface (14, 22) of a sensor element (12) extending in a predetermined direction, the inspection device having a rectangular shape extending in the predetermined direction, an illumination unit (16) that irradiates a line-shaped ultraviolet light (24) along the predetermined direction onto the surface of the sensor element in which fluorescent flaw detection liquid has been soaked into the defect, and an imaging unit (18) that has sensitivity to the wavelength band of the fluorescence (28) emitted from the fluorescent flaw detection liquid irradiated with the ultraviolet light, and images the surface of the sensor element.
本発明によれば、センサ素子の表面に対して、所定方向に紫外光をムラなく照射することができる。これにより、微細な欠陥に染み込んだ蛍光探傷液から、より強度（輝度）の高い蛍光を放射させることができる。また、撮像部が蛍光の波長帯に対して感度を有することで、コントラストの高い画像を取得することができる。この結果、センサ素子の表面の画像に写り込んでいる蛍光探傷液の箇所が明瞭となる。このように、画像のコントラストが向上するので、微細な欠陥を検査するために十分なコントラストを有する画像を取得することができる。これにより、微細な欠陥を容易に検査することができると共に、微細な欠陥の存在を見逃すことを防止することができる。従って、本発明では、センサ素子の表面に形成された微細な欠陥の検査を自動化することができる。この結果、人的コストを低減することができると共に、タクトタイムを短縮することができる。具体的には、手作業で行う場合と比較して、タクトタイムを１／３程度に短縮することができる。 According to the present invention, the surface of the sensor element can be uniformly irradiated with ultraviolet light in a predetermined direction. This allows the fluorescent flaw detection liquid that has soaked into the fine defects to emit fluorescence with higher intensity (brightness). In addition, since the imaging unit has sensitivity to the wavelength band of the fluorescence, an image with high contrast can be obtained. As a result, the location of the fluorescent flaw detection liquid reflected in the image of the surface of the sensor element becomes clear. In this way, the contrast of the image is improved, so that an image with sufficient contrast for inspecting fine defects can be obtained. This makes it possible to easily inspect fine defects and prevent the presence of fine defects from being overlooked. Therefore, in the present invention, the inspection of fine defects formed on the surface of the sensor element can be automated. As a result, it is possible to reduce personnel costs and shorten the takt time. Specifically, the takt time can be shortened to about one-third compared to the case of performing the inspection manually.
本発明の態様において、前記撮像部は、前記紫外光が照射される前記センサ素子の表面に、前記撮像部の光軸（２６）が直交するように配置され、前記照明部は、前記所定方向と直交する方向において、前記照明部から照射される前記紫外光の光軸（３０）が、前記センサ素子の表面に対して所定角度（９０°－θ、φ）だけ傾斜するように配置されている。 In this aspect of the present invention, the imaging unit is disposed so that the optical axis (26) of the imaging unit is perpendicular to the surface of the sensor element onto which the ultraviolet light is irradiated, and the illumination unit is disposed so that the optical axis (30) of the ultraviolet light irradiated from the illumination unit is inclined at a predetermined angle (90°-θ, φ) with respect to the surface of the sensor element in a direction perpendicular to the predetermined direction.
これにより、照明部とセンサの表面との間のワーキングディスタンスを大きくすることが可能となる。この結果、センサ素子の表面に対して、所定方向と直交する方向に紫外光をムラなく照射することができる。また、蛍光の指向性を抑えることができる。これにより、センサ素子の表面の画像のコントラストをさらに向上させることができる。また、照明部が画像に写り込むことを防止することができる。 This makes it possible to increase the working distance between the illumination unit and the surface of the sensor. As a result, ultraviolet light can be evenly irradiated onto the surface of the sensor element in a direction perpendicular to the specified direction. In addition, the directionality of the fluorescence can be suppressed. This makes it possible to further improve the contrast of the image on the surface of the sensor element. In addition, it is possible to prevent the illumination unit from appearing in the image.
本発明の態様において、前記検査装置は、前記照明部を２つ備え、２つの前記照明部は、前記所定方向と直交する方向において、前記撮像部を挟むように、前記撮像部と離間して配置されている。 In one aspect of the present invention, the inspection device includes two of the illumination units, and the two illumination units are arranged at a distance from the imaging unit so as to sandwich the imaging unit in a direction perpendicular to the predetermined direction.
これにより、センサ素子の表面に対して、より多くの紫外光を照射することができる。この結果、画像に対する蛍光の指向性を排除して、画像のコントラストを一層向上させることができる。また、２つの照明部が画像に写り込むことを防止することができる。 This allows more ultraviolet light to be irradiated onto the surface of the sensor element. As a result, the directionality of the fluorescence with respect to the image can be eliminated, further improving the contrast of the image. It also prevents two illumination units from appearing in the image.
本発明の態様において、２つの前記照明部は、前記所定方向と直交する方向において、前記撮像部と前記撮像部の光軸とを挟んで対称に配置されている。 In this aspect of the present invention, the two illumination units are arranged symmetrically with respect to the imaging unit and the optical axis of the imaging unit in a direction perpendicular to the predetermined direction.
これにより、画像に対する蛍光の指向性が一層排除され、よりコントラストの高い画像を取得することができる。 This further eliminates the directional nature of the fluorescence relative to the image, allowing images with higher contrast to be obtained.
本発明の態様において、前記紫外光の光軸は、前記所定方向と直交する方向において、前記撮像部の光軸に対して、４０°～５０°の範囲内で傾斜している。 In this aspect of the invention, the optical axis of the ultraviolet light is inclined within a range of 40° to 50° with respect to the optical axis of the imaging unit in a direction perpendicular to the predetermined direction.
これにより、センサ素子の表面に対して紫外光をムラなく照射することができると共に、蛍光の指向性を抑えることができる。また、照明部が画像に写り込むことを確実に防止することができる。 This allows the surface of the sensor element to be evenly irradiated with ultraviolet light and reduces the directionality of the fluorescent light. It also ensures that the illumination unit is not captured in the image.
本発明の態様において、前記照明部は、前記所定方向と直交する方向において、前記撮像部の光軸から前記光軸と直交する方向に５０ｍｍ～９０ｍｍの距離（Ｌｘ）だけ離れて位置する。 In this aspect of the invention, the illumination unit is located at a distance (Lx) of 50 mm to 90 mm from the optical axis of the imaging unit in a direction perpendicular to the predetermined direction.
これにより、センサ素子の表面に対して、紫外光をムラなく照射することができると共に、蛍光の指向性を抑えることができる。また、照明部が画像に写り込むことをより確実に防止することができる。 This allows the surface of the sensor element to be evenly irradiated with ultraviolet light and reduces the directionality of the fluorescent light. It also makes it possible to more reliably prevent the illumination unit from appearing in the image.
本発明の態様において、前記照明部は、前記センサ素子の表面から前記撮像部の光軸に沿った方向に４５ｍｍ～９０ｍｍの距離（Ｌｚ１）だけ離れて位置する。 In this aspect of the invention, the illumination unit is located at a distance (Lz1) of 45 mm to 90 mm from the surface of the sensor element in a direction along the optical axis of the imaging unit.
この場合でも、照明部とセンサの表面との間のワーキングディスタンスを大きくしつつ、センサ素子の表面に対して紫外光をムラなく照射することができる。 Even in this case, the working distance between the illumination unit and the sensor surface can be increased while still allowing the UV light to be evenly irradiated onto the surface of the sensor element.
本発明の態様において、前記撮像部は、テレセントリックレンズ（３４）を有し、前記テレセントリックレンズを介して、前記センサ素子の表面を撮像する。 In one aspect of the present invention, the imaging unit has a telecentric lens (34) and images the surface of the sensor element through the telecentric lens.
これにより、テレセントリックレンズに到達した蛍光は、該テレセントリックレンズによって撮像部の光軸と平行な光に変換される。この結果、画像に対する蛍光の指向性の影響が排除されるので、画像のコントラストを一層向上させることができる。 As a result, the fluorescence that reaches the telecentric lens is converted by the telecentric lens into light parallel to the optical axis of the imaging unit. As a result, the influence of the fluorescence's directionality on the image is eliminated, further improving the image contrast.
本発明の態様において、前記テレセントリックレンズは、前記センサ素子の表面から前記撮像部の光軸に沿った方向に１００ｍｍ～３００ｍｍの距離（Ｌｚ２）だけ離れて位置する。 In this aspect of the invention, the telecentric lens is located at a distance (Lz2) of 100 mm to 300 mm from the surface of the sensor element in a direction along the optical axis of the imaging unit.
これにより、テレセントリックレンズとセンサ素子の表面との間のワーキングディスタンスを大きくしつつ、画像に対する蛍光の指向性の影響を排除することができる。 This allows the working distance between the telecentric lens and the surface of the sensor element to be increased while eliminating the directional effects of fluorescence on the image.
１０…検査装置
１２…センサ素子
１４、２２…表面
１６…照明部
１８…撮像部
２４…紫外光
２８…蛍光
10... Inspection device 12... Sensor element 14, 22... Surface 16... Illumination unit 18... Imaging unit 24... Ultraviolet light 28... Fluorescence
Claims (7)
前記所定方向に延びた長方形状を有し、蛍光探傷液を前記欠陥に染み込ませた前記センサ素子の表面に前記所定方向に沿ったライン状の紫外光を照射する２つの照明部と、
前記紫外光が照射された前記蛍光探傷液から放射される蛍光の波長帯の感度を有し、前記センサ素子の表面を撮像する撮像部と、
を備え、
前記撮像部は、前記紫外光が照射される前記センサ素子の表面に、前記撮像部の光軸が直交するように配置され、
２つの前記照明部は、前記所定方向と直交する方向において、前記撮像部を挟み、且つ、前記照明部から照射される前記紫外光の光軸が、前記センサ素子の表面に対して所定角度だけ傾斜するように、前記撮像部から離間して配置されている、検査装置。 An inspection apparatus for inspecting a minute defect formed on a surface of a sensor element extending in a predetermined direction, comprising:
two illumination units each having a rectangular shape extending in the predetermined direction and configured to irradiate a linear ultraviolet light along the predetermined direction onto a surface of the sensor element having a fluorescent flaw detection liquid permeated into the defect;
an imaging unit having sensitivity to a wavelength band of fluorescence emitted from the fluorescent flaw detection liquid irradiated with the ultraviolet light, and imaging a surface of the sensor element;
Equipped with
the imaging unit is disposed such that an optical axis of the imaging unit is perpendicular to a surface of the sensor element on which the ultraviolet light is irradiated;
An inspection device wherein the two illumination units are positioned on either side of the imaging unit in a direction perpendicular to the specified direction, and are spaced apart from the imaging unit so that the optical axis of the ultraviolet light irradiated from the illumination units is inclined at a specified angle with respect to the surface of the sensor element .
２つの前記照明部は、前記所定方向と直交する方向において、前記撮像部と前記撮像部の光軸とを挟んで対称に配置されている、検査装置。 2. The inspection device according to claim 1 ,
An inspection device, wherein the two illumination units are arranged symmetrically across the imaging unit and the optical axis of the imaging unit in a direction perpendicular to the specified direction.
前記紫外光の光軸は、前記所定方向と直交する方向において、前記撮像部の光軸に対して、４０°～５０°の範囲内で傾斜している、検査装置。 3. The inspection device according to claim 1 ,
An inspection device, wherein the optical axis of the ultraviolet light is inclined within a range of 40° to 50° with respect to the optical axis of the imaging unit in a direction perpendicular to the predetermined direction.
前記照明部は、前記所定方向と直交する方向において、前記撮像部の光軸から前記光軸と直交する方向に５０ｍｍ～９０ｍｍの距離だけ離れて位置する、検査装置。 In the inspection device according to any one of claims 1 to 3 ,
An inspection device, wherein the illumination unit is positioned at a distance of 50 mm to 90 mm from the optical axis of the imaging unit in a direction perpendicular to the specified direction.
前記照明部は、前記センサ素子の表面から前記撮像部の光軸に沿った方向に４５ｍｍ～９０ｍｍの距離だけ離れて位置する、検査装置。 In the inspection device according to any one of claims 1 to 4 ,
An inspection apparatus, wherein the illumination unit is located at a distance of 45 mm to 90 mm from the surface of the sensor element in a direction along the optical axis of the imaging unit.
前記撮像部は、テレセントリックレンズを有し、前記テレセントリックレンズを介して、前記センサ素子の表面を撮像する、検査装置。 In the inspection device according to any one of claims 1 to 5 ,
The imaging unit has a telecentric lens and images a surface of the sensor element via the telecentric lens.
前記テレセントリックレンズは、前記センサ素子の表面から前記撮像部の光軸に沿った方向に１００ｍｍ～３００ｍｍの距離だけ離れて位置する、検査装置。 7. The inspection apparatus according to claim 6 ,
The telecentric lens is positioned at a distance of 100 mm to 300 mm from the surface of the sensor element in a direction along the optical axis of the imaging unit.
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000258398A (en) | 1999-03-12 | 2000-09-22 | Hitachi Ltd | Defect inspection method, defect inspection device, and defect inspection support method |
| JP2005283599A (en) | 2005-05-26 | 2005-10-13 | Hitachi Ltd | Defect inspection method, defect inspection apparatus, and defect inspection support method |
| JP2006145377A (en) | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Toyota Motor Corp | Paint surface defect detection method and apparatus |
| JP2010230361A (en) | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Ngk Insulators Ltd | Method and apparatus for inspecting defect of structure |
| JP2015114254A (en) | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Turbine blade checkup method, and method of determining turbine blade checkup method |
| JP2020003252A (en) | 2018-06-26 | 2020-01-09 | マークテック株式会社 | Ultraviolet flaw detection light |
| JP2021105593A (en) | 2019-12-27 | 2021-07-26 | マークテック株式会社 | Ultraviolet-ray irradiation device |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000258398A (en) | 1999-03-12 | 2000-09-22 | Hitachi Ltd | Defect inspection method, defect inspection device, and defect inspection support method |
| JP2006145377A (en) | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Toyota Motor Corp | Paint surface defect detection method and apparatus |
| JP2005283599A (en) | 2005-05-26 | 2005-10-13 | Hitachi Ltd | Defect inspection method, defect inspection apparatus, and defect inspection support method |
| JP2010230361A (en) | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Ngk Insulators Ltd | Method and apparatus for inspecting defect of structure |
| JP2015114254A (en) | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Turbine blade checkup method, and method of determining turbine blade checkup method |
| JP2020003252A (en) | 2018-06-26 | 2020-01-09 | マークテック株式会社 | Ultraviolet flaw detection light |
| JP2021105593A (en) | 2019-12-27 | 2021-07-26 | マークテック株式会社 | Ultraviolet-ray irradiation device |
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