JPH02184711A - Surface inspecting device - Google Patents
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- JPH02184711A JPH02184711A JP370689A JP370689A JPH02184711A JP H02184711 A JPH02184711 A JP H02184711A JP 370689 A JP370689 A JP 370689A JP 370689 A JP370689 A JP 370689A JP H02184711 A JPH02184711 A JP H02184711A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的１
（産業上の利用分野）
本発明は、例えば板材等の表面の欠陥をレーザビームの
回折光で検査する表面検査装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention 1 (Industrial Application Field) The present invention relates to a surface inspection apparatus for inspecting defects on the surface of a plate material or the like using diffracted light of a laser beam.
（従来の技術）
この種の表面検査装置は、第４図に示すように、レーザ
スキャナ１を被検体３の上方に配設し、このレーザスキ
ャナ１から被検体３に対して所定角度傾斜して平行走査
ビーム５を照射する。この平行走査ビーム５の被検体３
の表面による反射方向には平行走査ビーム５と平行に凸
レンズを複数配設して構成されるレンズアレイ７が配設
され、更に該レンズアレイ７には平行に棒状のライトガ
イド９が配設されている。そして、この平行走査ビーム
５の被検体３の表面からの反射光はレンズアレイ７で集
光され、ライトガイド９で受光される。ライトガイド９
で受光された反射光はライトガイド９の両端に設けられ
ている光電変換器１１へ導光され、該光電変換器１１で
電気信号に変換され、該電気信号に慕づいて被検体３の
表面の欠陥を検出するようになっている。(Prior Art) As shown in FIG. 4, this type of surface inspection apparatus has a laser scanner 1 disposed above a subject 3, and the laser scanner 1 is tilted at a predetermined angle with respect to the subject 3. irradiate the parallel scanning beam 5. The object 3 of this parallel scanning beam 5
A lens array 7 consisting of a plurality of convex lenses is disposed in parallel with the parallel scanning beam 5 in the direction of reflection by the surface of the beam, and a bar-shaped light guide 9 is disposed parallel to the lens array 7. ing. The reflected light of the parallel scanning beam 5 from the surface of the subject 3 is collected by a lens array 7 and received by a light guide 9. light guide 9
The reflected light received by the light guide 9 is guided to the photoelectric converters 11 provided at both ends of the light guide 9, where it is converted into an electric signal, and the surface of the subject 3 is It is designed to detect defects in
前記ライトガイド９は、第５図に示すように、その表面
に部分的に配設された複数の拡散部４１を有する。該拡
散部４１はライトガイド９のセンタラインＯＬに沿って
配設され、幅がＷである。As shown in FIG. 5, the light guide 9 has a plurality of diffusion portions 41 partially disposed on its surface. The diffusion section 41 is arranged along the center line OL of the light guide 9, and has a width of W.
第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ前述したライトガイド
９、拡散部４１、レンズアレイ７および被検体３上の平
行走査ビーム５による走査線１３との関係を示す正面図
および断面図である。同図において、被検体３の走査線
１３で反射されたレーザビームはレンズアレイ７を介し
てライトガイド９の表面に配設されている拡散部４１に
集光されるが、この場合、レンズアレイ７は走査線１３
上の任意の点から散乱する散乱光をライトガイド９の表
面に部分的に配設されている前記拡散部４１に集光する
役目を有する。但し、同図＜ａ ）に示す散乱角θが０
９または０°に近い場合には、散乱光は拡散部４１に当
たらないで、ライトガイド９を透過してしまう。従って
、被検体３の表面上に欠陥がある場合には、この欠陥を
横切るときの散乱光はθが大きくなるため、欠陥が無い
場合に比較して大半の散乱光がライトガイド９にトラッ
プされ、ライトガイド９の両端に設けられた光電変換器
１１によって光電変換され、欠陥の検出が可能となって
いる。FIGS. 6(a) and 6(b) are a front view and a cross-sectional view showing the relationship between the light guide 9, the diffuser 41, the lens array 7, and the scanning line 13 by the parallel scanning beam 5 on the subject 3, respectively. be. In the same figure, the laser beam reflected by the scanning line 13 of the subject 3 is focused on the diffuser 41 disposed on the surface of the light guide 9 via the lens array 7, but in this case, the lens array 7 is scanning line 13
It has the role of condensing the scattered light scattered from any point above onto the diffusion section 41 that is partially disposed on the surface of the light guide 9. However, if the scattering angle θ shown in the same figure <a) is 0
When the angle is close to 9 or 0 degrees, the scattered light does not hit the diffusion section 41 and passes through the light guide 9. Therefore, if there is a defect on the surface of the object 3, the θ of the scattered light when crossing this defect becomes large, so that most of the scattered light is trapped in the light guide 9 compared to when there is no defect. , photoelectric conversion is performed by photoelectric converters 11 provided at both ends of the light guide 9, making it possible to detect defects.
また、第６図＜ａ ）において、レンズアレイ７と拡散
部４１との間の距離はレンズアレイ７を構成する各凸レ
ンズの焦点距離にあり、また同図（ｂ）において、被検
体３上の走査線１３と拡散部４１はレンズアレイ７に対
してそれぞれ共役な位置にある。In addition, in FIG. 6<a), the distance between the lens array 7 and the diffuser 41 is equal to the focal length of each convex lens constituting the lens array 7, and in FIG. The scanning line 13 and the diffusion section 41 are located at conjugate positions with respect to the lens array 7, respectively.
従って、一定角度θ、広がり角度ψで進む光は、前述し
た第５図に示すセンタラインＣＬ上の一点に集光しなけ
ればならないが、レンズアレイ７を構成する既存の凸レ
ンズには収差があるため、実際には第７図および第８図
に示すように、ある面積をもち、しかもθの値によって
異なる形状に集光している。但し、第８図はレンズアレ
イ７の凸レンズの最大画角が２０°、または１０°〜２
０°までの散乱光をライトガイド９でトラップしようと
する場合を示しているが、具体的には第８図＜ａ ＞は
θ−１０°の場合の像、同図（ｂ）はθ−１０°くθく
２０°の場合の像、同図＜Ｏ）はθ＝２０°の場合の像
であり、同図（ｄ ）は後述するように同図（ａ ）〜
（Ｃ）のすべてのθについての像をカバーする範囲θ＝
１０°〜２０゜の場合の像を示している。Therefore, the light traveling at a constant angle θ and a spread angle ψ must be focused at a single point on the center line CL shown in FIG. Therefore, as shown in FIGS. 7 and 8, the light actually has a certain area and is focused in different shapes depending on the value of θ. However, in Fig. 8, the maximum angle of view of the convex lens of the lens array 7 is 20 degrees, or 10 degrees to 2 degrees.
This shows the case where the light guide 9 attempts to trap scattered light up to 0°. Specifically, Fig. 8 (a) is an image for the case of θ-10°, and Fig. 8 (b) is an image for the case of θ-10°. The image in the case of 10° × θ × 20°, the same figure <O) is the image in the case of θ = 20°, and the same figure (d) is the same figure (a) to the same figure as will be described later.
Range θ = covering the image for all θ in (C)
The images are shown at an angle of 10° to 20°.
（発明が解決しようとする課題）
上述した従来の表面検査装置においては、前記拡散部４
１が第５図で示したように一定の幅Ｗを有しているが、
ライトガイド９にトラップされた散乱光がθの異なるこ
とで常に一定の広がり角ψの散乱光とは限らなく、拡散
部４１が一定の幅を有することは適切でないとともに、
またライトガイド９の導光における減衰は拡散部４１の
総面積に大きく依存しているので、θが最大の場合に併
せて広がり角ψを確保しようとすると、拡散部４１の幅
Ｗが大きくなり、ライトガイド９における導光の効率を
低下させるという問題がある。(Problem to be Solved by the Invention) In the conventional surface inspection apparatus described above, the diffusion section 4
1 has a constant width W as shown in FIG.
Since the scattered light trapped in the light guide 9 differs in θ, the scattered light does not always have a constant spread angle ψ, and it is not appropriate for the diffuser 41 to have a constant width.
Furthermore, since the attenuation in the light guide of the light guide 9 largely depends on the total area of the diffusion section 41, if you try to ensure the spread angle ψ in addition to the case where θ is the maximum, the width W of the diffusion section 41 will increase. , there is a problem that the efficiency of light guiding in the light guide 9 is reduced.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、ライトガイドの導光効率を向上し、被検体
表面の欠陥を適確に検出できる表面検査装置を提供する
ことにある。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a surface inspection device that can improve the light guiding efficiency of a light guide and accurately detect defects on the surface of an object to be inspected. .
［発明の構成１
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明の表面検査Ｖｉ置は、
被検体の表面に対してレーザビームを所定の走査幅で照
射し、該表面からの反射光をレンズアレイで集光し、こ
の集光した反射光をトラップしてライトガイドで導光し
、光電変換器で電気信号に変換して被検体の表面を検査
する表面検査装置であって、前記ライトガイドは、前記
被検体の表面からの反射光のうち特定範囲の散乱角の散
乱光のみ前記走査幅の全域にわたって均一にトラップし
得るように前記レンズアレイの収差に応じた形状を有す
る拡散部を備えていることを要旨とする。[Structure 1 of the invention (Means for solving the problem) In order to achieve the above object, the surface inspection device Vi of the present invention has the following features:
A laser beam is irradiated onto the surface of the object with a predetermined scanning width, the reflected light from the surface is focused by a lens array, the focused reflected light is trapped and guided by a light guide, and photoelectronic light is generated. A surface inspection device that inspects the surface of an object by converting it into an electrical signal with a converter, wherein the light guide scans only the scattered light with a scattering angle in a specific range out of the light reflected from the surface of the object. The gist of the present invention is to include a diffusing portion having a shape corresponding to the aberration of the lens array so as to trap uniformly over the entire width.
（作用）
本発明の表面検査装置では、ライトガイドの表面に設け
られている拡散部の形状をレンズアレイの収差に応じた
形状に形成し、被検体の表面からの反射光のうち特定範
囲の散乱角の散乱光のみを操作幅の全域にわたって均一
にトラップしている。(Function) In the surface inspection device of the present invention, the shape of the diffusion section provided on the surface of the light guide is formed in a shape corresponding to the aberration of the lens array, and a specific range of light reflected from the surface of the object is formed. Only the scattered light at the scattering angle is trapped uniformly over the entire operating width.
（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.
第１図＜ａ ＞は本発明の一実施例に係わる表面検査装
置に使用されるライトガイド９の表面に設けられた拡散
部２１を示す図である。同図＜ａ ）に示す拡散部２１
は、前述した第８図（ａ ）〜（Ｃ）に示したようなす
べてのθについての像をカバーできる範囲を第８図（ｄ
）に示すように求め、これを第１図（ｂ）に示すよう
にＱについて対称な図形になるような形状を有するよう
に決定されるものである。FIG. 1 <a> is a diagram showing a diffusion section 21 provided on the surface of a light guide 9 used in a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. Diffusion section 21 shown in the same figure <a)
Figure 8(d) is the range that can cover images for all θ as shown in Figures 8(a) to (C) above.
), and is determined to have a shape that is symmetrical with respect to Q as shown in FIG. 1(b).
この第１図の拡散部２１が適用される表面検査装置は、
前述した第４図に示す構成の表面検査装置と同じであり
、この表面検査装置においてライトガイド９の表面に第
１図に示す拡散部２１が設けられているものであり、ま
たそのライトガイド９、拡散Ｐ１３２１ 、レンズアレ
イ７および被検体３上の平行走査ビーム５による走査ｌ
！１３との関係は第２図にその正面図および断面図を示
すとおりである。そして、このように構成される表面検
査装置において、レーザスキャナ１からの平行走査ビー
ムは被検体３の表面で反射され、レンズアレイ７を介し
てライトガイド９の表面の拡散部２１に集光され、それ
からライトガイド９を介して両端の光電変換器１１に導
光され、電気信号に変換されるようになっているが、こ
のような構成において、前記拡散部２１の形状を第１図
に示すようにレンズアレイ７を構成する凸レンズの収差
に合わせて効率良く拡散でき、前記走査幅にわたって均
一な感度を有する形状にすることによりライトガイド９
でトラップされる散乱光の角度範囲はθの変化に依らず
ψが一定となり、しかも従来のような一定幅Ｗを有する
単純な長方形に比較して、ライトガイド９上の拡散部２
１の全面積は低減する。A surface inspection device to which the diffusion section 21 of FIG. 1 is applied is as follows:
This is the same as the surface inspection device having the configuration shown in FIG. 4 described above, and in this surface inspection device, the diffusion section 21 shown in FIG. , diffusion P1321 , scanning l by parallel scanning beam 5 on lens array 7 and object 3
! 13 is as shown in FIG. 2, a front view and a sectional view thereof. In the surface inspection apparatus configured as described above, the parallel scanning beam from the laser scanner 1 is reflected on the surface of the object 3 to be inspected, and is focused on the diffuser 21 on the surface of the light guide 9 via the lens array 7. Then, the light is guided to photoelectric converters 11 at both ends via a light guide 9 and converted into an electric signal. In such a configuration, the shape of the diffusion section 21 is shown in FIG. The light guide 9 can be efficiently diffused according to the aberration of the convex lenses constituting the lens array 7, and has a uniform sensitivity over the scanning width.
The angular range of scattered light trapped by ψ is constant regardless of the change in θ, and compared to a simple rectangle with a constant width W as in the conventional case, the diffusion part 2 on the light guide 9 is
The total area of 1 is reduced.
この結果、第３図（ａ ）に示すように、本発明の表面
検査装置に使用される拡散部２１の場合には、ライトガ
イド９による導光の減衰は曲線２３で示ずように少なく
、ライトガイドにおける導光効率が向上しているのに対
して、第３図（ｂ ）に示す従来の単純な長方形の拡散
部４１の場合には、ライトガイド９による導光の減衰が
曲線４３で示すように光電変換器１１から離れている程
大きく増大し、ライトガイドにおける導光効率が悪くな
っていた。As a result, as shown in FIG. 3(a), in the case of the diffusion section 21 used in the surface inspection apparatus of the present invention, the attenuation of the light guided by the light guide 9 is small as shown by the curve 23. While the light guiding efficiency in the light guide is improved, in the case of the conventional simple rectangular diffuser 41 shown in FIG. As shown, the distance from the photoelectric converter 11 increases, and the light guiding efficiency in the light guide becomes worse.
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、ライトガイドの
表面に設けられている拡散部の形状をレンズアレイの収
差に応じた形状に形成し、被検体の表面からの反射光の
うち特定範囲の散乱角の散乱光のみを走査幅の全域にわ
たって均一にトラップしているので、ライトガイドの表
面上の拡散部の面積は従来に比較して低減しているため
、ライトガイドにおける導光効率が向上し、被検体表面
の欠陥を適確に検査することができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the shape of the diffuser provided on the surface of the light guide is formed in a shape corresponding to the aberration of the lens array, and the reflection from the surface of the object is reduced. Since only the scattered light within a specific range of scattering angles is uniformly trapped over the entire scanning width, the area of the diffusion part on the surface of the light guide is reduced compared to conventional methods. The light guide efficiency is improved, and defects on the surface of the object to be inspected can be accurately inspected.
第１図は本発明の一実施例に係わる表面検査装置に使用
されるライトガイドの表面に設けられる拡散部の形状を
示す図、第２図は第１図の拡散部が使用される表面検査
装置のライトガイド、レンズアレイおよび被検体上の走
査線の関係を示す図、第３図は第１図に示す本発明の表
面検査装δに使用される拡散部を使用した場合のライト
ガイドによる導光効率および従来の拡散部を使用した場
合のライトガイドによる導光効率を示す図、第４図は表
面検査装置の全体構成を示す図、第５図は従来の拡散部
の形状を示す図、第６図は第５図の従来の拡散部を使用
した表面検査装置におけるライトガイド、レンズアレイ
および被検体上の走査線の関係を示す図、第７図はレン
ズアレイを構成する凸レンズによる収差を説明する図、
および第８図はθの値によって異なる集光形状を示す図
である。
１・・・レーザスキャナ
５・・・平行走査ビーム
９・・・ライトガイド
２１・・・拡散部
３・・・被検体
７・・・レンズアレイ
１１・・・光電変換器FIG. 1 is a diagram showing the shape of a diffuser provided on the surface of a light guide used in a surface inspection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a surface inspection in which the diffuser shown in FIG. 1 is used. A diagram showing the relationship between the light guide of the device, the lens array, and the scanning line on the object. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the light guide of the device, the lens array, and the scanning line on the object. A diagram showing the light guide efficiency and the light guide efficiency by a light guide when using a conventional diffuser, FIG. 4 is a diagram showing the overall configuration of the surface inspection device, and FIG. 5 is a diagram showing the shape of the conventional diffuser. , Fig. 6 is a diagram showing the relationship between the light guide, the lens array, and the scanning line on the object in the surface inspection device using the conventional diffusing section shown in Fig. 5, and Fig. 7 shows the aberration caused by the convex lens constituting the lens array. A diagram explaining
and FIG. 8 are diagrams showing different condensing shapes depending on the value of θ. 1... Laser scanner 5... Parallel scanning beam 9... Light guide 21... Diffusion part 3... Subject 7... Lens array 11... Photoelectric converter
Claims (1)
射し、該表面からの反射光をレンズアレイで集光し、こ
の集光した反射光をトラップしてライトガイドで導光し
、光電変換器で電気信号に変換して被検体の表面を検査
する表面検査装置であつて、前記ライトガイドは、前記
被検体の表面からの反射光のうち特定範囲の散乱角の散
乱光のみ前記走査幅の全域にわたつて均一にトラップし
得るように前記レンズアレイの収差に応じた形状を有す
る拡散部を備えていることを特徴とする表面検査装置。A laser beam is irradiated onto the surface of the object with a predetermined scanning width, the reflected light from the surface is focused by a lens array, the focused reflected light is trapped and guided by a light guide, and photoelectronic light is generated. The surface inspection device inspects the surface of the object by converting it into an electrical signal with a converter, and the light guide scans only the scattered light with a scattering angle in a specific range out of the light reflected from the surface of the object. A surface inspection device comprising: a diffusing section having a shape according to the aberration of the lens array so as to trap uniformly over the entire width.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP370689A JPH02184711A (en) | 1989-01-12 | 1989-01-12 | Surface inspecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP370689A JPH02184711A (en) | 1989-01-12 | 1989-01-12 | Surface inspecting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184711A true JPH02184711A (en) | 1990-07-19 |
Family
ID=11564798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP370689A Pending JPH02184711A (en) | 1989-01-12 | 1989-01-12 | Surface inspecting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02184711A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6767122B2 (en) * | 1999-12-17 | 2004-07-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light guide, line illumination apparatus, and image acquisition system |
-
1989
- 1989-01-12 JP JP370689A patent/JPH02184711A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6767122B2 (en) * | 1999-12-17 | 2004-07-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light guide, line illumination apparatus, and image acquisition system |
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