JP3206674B2 - 表面欠陥検査装置 - Google Patents
表面欠陥検査装置Info
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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- Image Analysis (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、従来目視で検査してい
たものをＣＣＤカメラを用いて表面欠陥を検出する装置
に関する。
たものをＣＣＤカメラを用いて表面欠陥を検出する装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＣＣＤカメラを用いて表面欠陥を
捕える装置は、ある程度の大きさの凹凸を捕えることが
できるが、nm単位の極めて小さい凹凸を捕らえることが
できなかった。また、表面欠陥を検出すると同時に色の
変化を捕えることができる装置もなかった。極めて小さ
い凹凸の変化や微妙な色の変化を捕えるには、目視に頼
らなければならないケースが現在も数多くある。微小な
表面欠陥を検査しなければならない製品は、例えば、光
ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、磁気カード、
磁気ドラム、ＩＣ基板、プリント基板、電子写真用感光
体（ＯＰＣドラム）等、数多くある。
捕える装置は、ある程度の大きさの凹凸を捕えることが
できるが、nm単位の極めて小さい凹凸を捕らえることが
できなかった。また、表面欠陥を検出すると同時に色の
変化を捕えることができる装置もなかった。極めて小さ
い凹凸の変化や微妙な色の変化を捕えるには、目視に頼
らなければならないケースが現在も数多くある。微小な
表面欠陥を検査しなければならない製品は、例えば、光
ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、磁気カード、
磁気ドラム、ＩＣ基板、プリント基板、電子写真用感光
体（ＯＰＣドラム）等、数多くある。
【０００３】これらの製品は、ガラス、プラスチックス
又は金属の基体の上に塗工して得られる中間製品あるい
は最終製品の検査の一部は、今でも目視で行なってい
る。
又は金属の基体の上に塗工して得られる中間製品あるい
は最終製品の検査の一部は、今でも目視で行なってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】目視による検査は、個
人によるバラツキ、長時間の検査は目の疲れによるはじ
めと終わりとの間に検査結果に差が生じるなど不安定で
あり、生産コストの面でも好ましくなかった。
人によるバラツキ、長時間の検査は目の疲れによるはじ
めと終わりとの間に検査結果に差が生じるなど不安定で
あり、生産コストの面でも好ましくなかった。
【０００５】本発明で解決しようとする課題は、塗工物
の凹凸の変化や色の変化を自動的に検査が可能で、長時
間測定検査しても、時間的なバラツキがない表面欠陥検
査装置を提供することにある。
の凹凸の変化や色の変化を自動的に検査が可能で、長時
間測定検査しても、時間的なバラツキがない表面欠陥検
査装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、被検査物を検査用光ビームで光照射する機
構及びこの検査用光ビームに基づく被検査物からの反射
光をＣＣＤカメラを介して光量の変化に基づき検査対象
物の欠陥を検出する機構を有する表面欠陥検査装置にお
いて、被検査物からの反射光を、倍率５〜４００倍の微
分干渉レンズを取り付けたＣＣＤカメラ及びダイクロイ
ックミラーを取り付けたＣＣＤカメラで捕らえて表面欠
陥を検出する機構を有することを特徴とする塗工物の表
面欠陥検査装置、および該表面欠陥検査装置を用いた塗
工物の表面欠陥検査方法を提供する。
するために、被検査物を検査用光ビームで光照射する機
構及びこの検査用光ビームに基づく被検査物からの反射
光をＣＣＤカメラを介して光量の変化に基づき検査対象
物の欠陥を検出する機構を有する表面欠陥検査装置にお
いて、被検査物からの反射光を、倍率５〜４００倍の微
分干渉レンズを取り付けたＣＣＤカメラ及びダイクロイ
ックミラーを取り付けたＣＣＤカメラで捕らえて表面欠
陥を検出する機構を有することを特徴とする塗工物の表
面欠陥検査装置、および該表面欠陥検査装置を用いた塗
工物の表面欠陥検査方法を提供する。
【０００７】本発明の表面欠陥検査装置は、図２に示し
たように、ドラムやディスクの表面欠陥を観察するため
ＣＣＤカメラをドラムやディスクの表面との距離を一
定に保つように取り付け、ＣＣＤカメラのレンズには倍
率５倍以上の微分干渉レンズ、必要に応じて明視野レ
ンズを取り付けて構成される。被検査物の明るさを一
定に保つため、水銀−キセノンランプを取り付けるこ
とが望ましい。また、色の変化を調べるため、ダイクロ
イックミラーをＣＣＤカメラの前に取り付けることが
望ましい。各ＣＣＤカメラからの信号をオシロスコープ
に導き、その波形により欠陥の有り無しを判定する。
試料に直接熱が伝わらないようにガラスファイバーで光
を光源から試料に導く方が好ましい。
たように、ドラムやディスクの表面欠陥を観察するため
ＣＣＤカメラをドラムやディスクの表面との距離を一
定に保つように取り付け、ＣＣＤカメラのレンズには倍
率５倍以上の微分干渉レンズ、必要に応じて明視野レ
ンズを取り付けて構成される。被検査物の明るさを一
定に保つため、水銀−キセノンランプを取り付けるこ
とが望ましい。また、色の変化を調べるため、ダイクロ
イックミラーをＣＣＤカメラの前に取り付けることが
望ましい。各ＣＣＤカメラからの信号をオシロスコープ
に導き、その波形により欠陥の有り無しを判定する。
試料に直接熱が伝わらないようにガラスファイバーで光
を光源から試料に導く方が好ましい。
【０００８】
【作用】ＣＣＤカメラの前に微分干渉レンズや明視野レ
ンズを取り付け、更にダイクロイックミラーを取り付け
て光の波長を分けることにより、小さい凹凸や微妙な色
の変化を電気特性として引出せるようになった。また、
光源として水銀−キセノンランプを用いることにより、
更に感度が上がり微小な変化も検出できるようになっ
た。ＣＣＤカメラからの出力は、欠陥が無い時には、一
定レベルの水準を保つが、欠陥がある時には、光の反射
量に応じて出力に変化が生じる。よく反射するところで
は出力が高くなり、反射しないところでは出力が低くな
る。従って、図１に示したように、予め基準値の幅を決
めておき、その値より大きいものあるいは小さいものを
欠陥とみなすことにより、人の目によらず判断すること
ができる。色の変化の場合も同じで、標準のレベルに比
べ色に変化があるとその出力に変化が生じ、感知するこ
とができる。
ンズを取り付け、更にダイクロイックミラーを取り付け
て光の波長を分けることにより、小さい凹凸や微妙な色
の変化を電気特性として引出せるようになった。また、
光源として水銀−キセノンランプを用いることにより、
更に感度が上がり微小な変化も検出できるようになっ
た。ＣＣＤカメラからの出力は、欠陥が無い時には、一
定レベルの水準を保つが、欠陥がある時には、光の反射
量に応じて出力に変化が生じる。よく反射するところで
は出力が高くなり、反射しないところでは出力が低くな
る。従って、図１に示したように、予め基準値の幅を決
めておき、その値より大きいものあるいは小さいものを
欠陥とみなすことにより、人の目によらず判断すること
ができる。色の変化の場合も同じで、標準のレベルに比
べ色に変化があるとその出力に変化が生じ、感知するこ
とができる。
【０００９】
【実施例】図２に示したように、ＯＰＣドラムの面と垂
直になるようＣＣＤカメラを取り付け、また、ドラムと
カメラレンズ先端のブレが最大２０μｍ以下となるよう
設置した。ＯＰＣドラムの大きさは、長さ２６cm、直径
３cm、また毎秒１回転する。ＣＣＤカメラに微分干渉レ
ンズを取り付けた時、また照明として水銀−キセノンラ
ンプを用いた時、どの程度のきずまで識別できたかを表
１にまとめて示した。
直になるようＣＣＤカメラを取り付け、また、ドラムと
カメラレンズ先端のブレが最大２０μｍ以下となるよう
設置した。ＯＰＣドラムの大きさは、長さ２６cm、直径
３cm、また毎秒１回転する。ＣＣＤカメラに微分干渉レ
ンズを取り付けた時、また照明として水銀−キセノンラ
ンプを用いた時、どの程度のきずまで識別できたかを表
１にまとめて示した。
【００１０】また、ダイクロイックミラー取り付けた時
の色の識別がどの程度有利になるかを表２にまとめて示
した。なお、この場合の光源は白色光を用いた。被検査
物が青色の場合、ダイクロイックミラーで波長５８０nm
以上の光を取り出すようにする。また被検査物が赤色の
場合、波長６５０nm以下の光を取り出すようにする。
の色の識別がどの程度有利になるかを表２にまとめて示
した。なお、この場合の光源は白色光を用いた。被検査
物が青色の場合、ダイクロイックミラーで波長５８０nm
以上の光を取り出すようにする。また被検査物が赤色の
場合、波長６５０nm以下の光を取り出すようにする。
【００１１】被検査物に対する照明方法は同軸落射方式
を採用した。被検査物に対する熱の影響を避けるため水
銀−キセノンランプなどの光源からは、光ファイバーに
より導入した。また不要な光（紫外など）はフィルター
でカットした。ＣＣＤカメラからの信号をオシロスコー
プに導き、表面欠陥を観察した。ＣＣＤカメラの信号は
コンピュータに導き、処理することもできる。
を採用した。被検査物に対する熱の影響を避けるため水
銀−キセノンランプなどの光源からは、光ファイバーに
より導入した。また不要な光（紫外など）はフィルター
でカットした。ＣＣＤカメラからの信号をオシロスコー
プに導き、表面欠陥を観察した。ＣＣＤカメラの信号は
コンピュータに導き、処理することもできる。
【００１２】
【表１】
【００１３】 （条件） 微分干渉レンズを取り付けない時 １０倍の微分干渉レンズを取り付けた時 微分干渉レンズを取り付け光源に水銀−キセノンラン
プを用いた時におけるきずの大きさ、深さの識別度合い （評価基準） ノイズレベルを０
ｄＢとした時の出力比 ×：識別できない ０〜２ ｄＢ △：よくみると識別できる ２〜４ ｄＢ ○：識別できる ４〜８ ｄＢ ◎：はっきり識別できる ８〜 ｄＢ
プを用いた時におけるきずの大きさ、深さの識別度合い （評価基準） ノイズレベルを０
ｄＢとした時の出力比 ×：識別できない ０〜２ ｄＢ △：よくみると識別できる ２〜４ ｄＢ ○：識別できる ４〜８ ｄＢ ◎：はっきり識別できる ８〜 ｄＢ
【００１４】
【表２】
【００１５】被検査物が青色系の時はダイクロイックミ
ラーで赤色系の波長を取り出し、被検査物が赤色系の時
はダイクロイックミラーで青色系の波長を取り出すと色
斑の微妙な差を識別することができる。すなわち、ダイ
クロイックミラーが識別に有利になるのは補色関係にあ
る時である。
ラーで赤色系の波長を取り出し、被検査物が赤色系の時
はダイクロイックミラーで青色系の波長を取り出すと色
斑の微妙な差を識別することができる。すなわち、ダイ
クロイックミラーが識別に有利になるのは補色関係にあ
る時である。
【００１６】ダイクロイックミラーの前には、レンズが
なくてもよいが、倍率５倍以上の明視野レンズや倍率５
倍以上の微分干渉レンズを取り付けることもできる。
なくてもよいが、倍率５倍以上の明視野レンズや倍率５
倍以上の微分干渉レンズを取り付けることもできる。
【００１７】倍率の高いレンズを取り付けるとそれだけ
微小な変化を捕えることができるが、それだけ処理時間
が長くなる。また被検査物の取り付け精度、回転精度な
どの精度向上が必要となる。従って、倍率４００倍位が
上限と考えられる。
微小な変化を捕えることができるが、それだけ処理時間
が長くなる。また被検査物の取り付け精度、回転精度な
どの精度向上が必要となる。従って、倍率４００倍位が
上限と考えられる。
【００１８】微分干渉レンズは、倍率が低くなると干渉
しなくなり、作るのが難しい。５倍位が限界である。
しなくなり、作るのが難しい。５倍位が限界である。
【００１９】微分干渉レンズは、それを通して見ると微
小な凹凸の差を拡大強調する性質がある。微分干渉レン
ズを付けたＣＣＤカメラを通して微少な凹凸をみると電
気信号でも拡大強調される。すなわち、微分干渉レンズ
を付けると、付けない場合に比べ電気信号においても微
少な表面の凹凸を明確に検知することができる。
小な凹凸の差を拡大強調する性質がある。微分干渉レン
ズを付けたＣＣＤカメラを通して微少な凹凸をみると電
気信号でも拡大強調される。すなわち、微分干渉レンズ
を付けると、付けない場合に比べ電気信号においても微
少な表面の凹凸を明確に検知することができる。
【００２０】微分干渉レンズは、その倍率が高いと微少
な凹凸に対し干渉がかけやすくなり、より細かな欠陥に
対処できるが、その分データ量が増え、単位面積当りに
換算するとデータ処理時間もかかることになる。微分干
渉レンズの最低倍率は、５倍位でこれ以下の倍率は干渉
がかかりにくくなり、技術的に微分干渉レンズそのもの
を作るのが困難となる。従って、微分干渉レンズの倍率
は最低倍率５倍、それ以上は求める凹凸の解析力とデー
タの処理時間によって決めることができる。上限は４０
０倍位である。
な凹凸に対し干渉がかけやすくなり、より細かな欠陥に
対処できるが、その分データ量が増え、単位面積当りに
換算するとデータ処理時間もかかることになる。微分干
渉レンズの最低倍率は、５倍位でこれ以下の倍率は干渉
がかかりにくくなり、技術的に微分干渉レンズそのもの
を作るのが困難となる。従って、微分干渉レンズの倍率
は最低倍率５倍、それ以上は求める凹凸の解析力とデー
タの処理時間によって決めることができる。上限は４０
０倍位である。
【００２１】表１から明らかなように微分干渉レンズを
用いると凹凸の差が小さくてもはっきりとその欠点を捕
えることができる。また光源に水銀−キセノンランプを
用いると更によく見分けられることがわかる。
用いると凹凸の差が小さくてもはっきりとその欠点を捕
えることができる。また光源に水銀−キセノンランプを
用いると更によく見分けられることがわかる。
【００２２】実施例ではＯＰＣドラムの例を示したが、
コンパクトディスクなど円盤状のものやシート状のもの
も応用できる。シート状の場合は、被検査物を縦あるい
は横にして検査する。
コンパクトディスクなど円盤状のものやシート状のもの
も応用できる。シート状の場合は、被検査物を縦あるい
は横にして検査する。
【００２３】被検査物が回転あるいは縦又は横への移動
が困難な時は、カメラ側を動かすことによって表面欠陥
を検査することができる。
が困難な時は、カメラ側を動かすことによって表面欠陥
を検査することができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明により今まで人手（目視）により
検査していた表面欠陥を機械に任せることにより長時間
むらなく検査ができるようになった。また表面の傷だけ
でなく色の変化も捕えることができるようになり、個人
差がなくなった。
検査していた表面欠陥を機械に任せることにより長時間
むらなく検査ができるようになった。また表面の傷だけ
でなく色の変化も捕えることができるようになり、個人
差がなくなった。
【図１】本発明の表面欠陥検査装置により得られたＣＣ
Ｄカメラからの出力（縦軸）の例と、検査合格値と定め
た上限基準値及び下限基準値との関係を示した模式図で
ある。
Ｄカメラからの出力（縦軸）の例と、検査合格値と定め
た上限基準値及び下限基準値との関係を示した模式図で
ある。
【図２】本発明の表面欠陥検査装置により円筒状の電子
写真用感光体の表面欠陥を検査する際の基本概念図であ
る。
写真用感光体の表面欠陥を検査する際の基本概念図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−150859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−260211（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−176932（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−26845（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958
Claims (6)
- 【請求項１】 被検査物を検査用光ビームで光照射する
機構及びこの検査用光ビームに基づく被検査物からの反
射光をＣＣＤカメラを介して光量の変化に基づき検査対
象物の欠陥を検出する機構を有する表面検査装置におい
て、被検査物からの反射光を、倍率５〜４００倍の微分
干渉レンズを取り付けたＣＣＤカメラ及びダイクロイッ
クミラーを取り付けたＣＣＤカメラで捕らえて表面欠陥
を検出する機構を有することを特徴とする塗工物の表面
欠陥検査装置。 - 【請求項２】 ダイクロイックミラーの前にさらに倍率
５倍以上の明視野レンズを用いることを特徴とする請求
項１に記載の表面欠陥検査装置。 - 【請求項３】 ダイクロイックミラーによって被検査物
の色と補色関係にある色の光を検出することを特徴とす
る請求項１、２のいずれかに記載の塗工物の表面欠陥検
査装置。 - 【請求項４】 被検査物が青色系の時はダイクロイック
ミラーで赤色系の波長を取り出し、被検査物が赤色系の
時はダイクロイックミラーで青色系の波長取り出し、か
つ被検査物がＯＰＣドラムであることを特徴とする請求
項１、２のいずれかに記載の塗工物の表面欠陥検査装
置。 - 【請求項５】 被検査物を検査用光ビームで光照射し、
この検査用光ビームに基づく被検査物からの反射光を、
ＣＣＤカメラを介して、光量の変化に基づき検査対象物
の欠陥を検出する表面検査方法において、被検査物から
の反射光を、倍率５〜４００倍の微分干渉レンズを取り
付けたＣＣＤカメラ、及びダイクロイックミラーと倍率
５倍以上の明視野レンズを取り付けて、被検査物の色と
補色関係にある色の光を検出できるようにしたＣＣＤカ
メラで捕らえて、塗工物の表面の凹凸の変化と色の変化
の両方を検出することを特徴とする塗工物の表面欠陥検
査方法。 - 【請求項６】 被検査物を検査用光ビームで光照射し、
この検査用光ビームに基づく被検査物からの反射光を、
ＣＣＤカメラを介して、光量の変化に基づき検査対象物
の欠陥を検出する表面検査方法において、被検査物から
の反射光を、倍率５〜４００倍の微分干渉レンズを取り
付けたＣＣＤカメラと、被検査物が青色系の時は赤色系
の波長を取り出し、被検査物が赤色系の時は青色系の波
長取り出す ように設定したダイクロイックミラーと倍率
５倍以上の明視野レンズを取り付けたＣＣＤカメラで捕
らえて、塗工物の表面の凹凸の変化と色の変化の両方を
検出することを特徴とするＯＰＣドラムの表面欠陥検査
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09785192A JP3206674B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 表面欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09785192A JP3206674B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 表面欠陥検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296941A JPH05296941A (ja) | 1993-11-12 |
| JP3206674B2 true JP3206674B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=14203247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09785192A Expired - Fee Related JP3206674B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 表面欠陥検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206674B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4822548B2 (ja) * | 2007-04-23 | 2011-11-24 | レーザーテック株式会社 | 欠陥検査装置 |
| CN116359230B (zh) * | 2023-05-26 | 2023-08-29 | 北京博兴远志科技有限公司 | 一种永磁体表面凹凸缺陷检测***及方法 |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP09785192A patent/JP3206674B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05296941A (ja) | 1993-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |