JPH0641923B2 - 表面検査装置 - Google Patents

表面検査装置

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JPH0641923B2
JPH0641923B2 JP63233647A JP23364788A JPH0641923B2 JP H0641923 B2 JPH0641923 B2 JP H0641923B2 JP 63233647 A JP63233647 A JP 63233647A JP 23364788 A JP23364788 A JP 23364788A JP H0641923 B2 JPH0641923 B2 JP H0641923B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、板材表面の欠陥をレーザビームの回析光で検
査する表面検査装置に関する。
(従来の技術) 従来の表面検査装置の一例(例えば特公昭52−213
87号)を示す第16図において、図示しない駆動機構で
矢印8方向に移動する検査対象の板材7の左上方には、
図示しない移動機構で板材7の移動方向8と直角方向9
に且つ板材7と平行に移動して板材7の表面にレーザ光
(以下、光という)を走査する光走査器1が設けられ、
右上方には走査された光の反射光を受光し透過光を上方
の空間フィルタ4に送るレンズ2が反射光軸に対して直
角に且つ板材7と平行に設けられ、空間フィルタ4を透
過した光は、光電子増倍管5を経て図示しない信号処理
装置へ送られて板材7の欠陥による回析パターンの変化
が検知されている。そして、この装置は、板材7の表面
の地肌や検出する欠陥のパターンに合わせた空間フィル
タ4を用いることで、単純な反射光量の変化だけによる
検出装置に比べてより目視に近い検査をすることができ
る。
(発明が解決しようとする課題) ところがこの装置は、レンズ2の精度上走査幅を広くで
きない(200〜300mmが限度である)ので、幅の広い板材
7を検査するには検出器を何台も並べなければならな
い。
また、回析光成分を分離して検出し、欠陥の種別を識別
するのは、空間フィルタの位置に複数の光電子増幅管を
設ければよいが、各ヘッドにこの機構が要る。
これは静止回析パターンを生成しなくてはならないこと
に起因し、つまり、第16図に示すように、光が矢印9方
向に移動するとき、各走査点から検査面に対して同一方
向に回析した光が空間フィルタ4の同一点にこなくては
ならないことにある。今、集光すべき回析角をθ、走査
面からレンズ2までの距離をh,レンズ2の集点距離を
f,走査幅をw、レンズ2の口径をDとすると、 となり、走査幅Wを増すと口径比f/Dの小さな明るい
レンズが要るが、これには限界がありこれで走査幅Wが
制約される。
そこで、本発明の目的は、幅広の板材の表面欠陥を容易
に検査することのできる表面検査装置を得ることであ
る。
[発明の構成] (課題を解決するための手段および作用) 本発明は、板材面に光走査器で照射したレーザ光の回析
光を凸レンズで集光し、この光を空間フィルタを経て光
電変換器に導いて板材面の欠陥を検査する表面検査装置
において、上記凸レンズを光走査方向に複数枚隣接密着
して並べたレンズ列とし、このレンズ列と空間フィルタ
間の各レンズ間とレンズ列の両端に、縦に仕切板を設け
ることにより、幅の狭い凸レンズで容易に広幅の板材の
表面欠陥を検査することのできる表面検査装置である。
(実施例) 以下、本発明の表面検査装置の一実施例を図面で説明す
る。但し、第16図と重複する部分は省く。
第1図において、板材7の右上方には、この板材7の表
面に矢印9方向に走査されてこの方向と直角方向に照射
された光の反射光を受光する複数の凸レンズ2が隣接し
て配置され、この凸レンズ2の上方には凸レンズ2で集
光された光を受光する複数の空間フィルタ4が横に隣接
し各凸レンズ2に対向して平行に設けられ、この空間フ
ィルタ4と凸レンズ2の隣接間と左右端には、空間フィ
ルタ4と凸レンズ2よりやや幅が広く光を反射・透過し
ない仕切板3が凸レンズ2の面に垂直に設けられてい
る。
更に、各空間フィルタ4の上側には、光電子増倍管5が
れぞれ配設され、この出力側は図示しない信号処理装置
の加算回路6に接続されている。
このような構成の表面検査装置において、光走査器1を
矢印9方向に移動させて光を矢印9方向と直角に板材7
の表面に照射すると、第1〜3図の点線で示す光(つま
り、ある一つの凸レンズ2に対応する区切られた焦点面
内にこのレンズ以外を通過した光)は入らない。この結
果、焦点面の1点に入射する光は、検査面から一定の方
向に回析された光だけとなる。そしてこの作用は、走査
位置に無関係で、単一レンズによる静止回析パターンに
相当するものが得られる。
すなわち、本発明の表面検査装置の作用を説明する第2
図において、正反射方向(0次回析方向)に対してθ1
の角度で回析した光は、光が左端のS11〜S14と進むと
きに焦点面10の点P1に集光されるが、これを過ぎると
24までは隣の凸レンズ2で点P2に集光される。この
ように、各凸レンズ2の焦点面上の対応する点(つまり
各凸レンズ2の焦点面をその中心で重ね合わせたとき一
致する点)には、板材7の表面から同じ角度で回析され
た光が集まる。従って、各凸レンズ2の焦点面の対応す
る位置を同一視すると、第16図の従来の単一レンズによ
るものと同じ回析パターンが得られる。
さらに、例えば点P3に着目すると、板材7から正反射
方向とθ2またはθ3の角度で反射した光は、仕切板3が
もしなければ点線で示すように点P3に到達してしま
う。仕切板3はこれらの光を遮断することで上述のよう
に焦点面の一点に入射した光を検査面から一定の方向に
回析された光に限定する。
次に、第3図は0次回析方向に対してθ〜θ+φの範囲
の光が走査位置の移動でどう集光されるかを示す図であ
る。
第3図において、点A,Bからのθ〜θ+φの範囲の光
は焦点面の点P1からQ1に集まる。点Cでは一部が隣接
凸レンズ2の焦点面のP1からR1の範囲に集まり、他は
第2のレンズのR2からQ2の範囲に集まる。ここで、P
1とP2,Q1とQ2,R1とR2は、それぞれ第1のレンズ
と第2のレンズの対応する位置である。したがって、第
1,第2のレンズにまたがった回析光は、互いに補い合
い、合せるとP1,Q1またはP2,Q2に集まるのと同じ
ことになる。したがって、θからθ+φの範囲の回析光
を集めるには、各レンズの焦点面の対応するPiからQi
の範囲の光を集めればよい(注:点線で示す方向への回
析光は、仕切板3で阻止されてPiからQiの範囲に入ら
ない)。ここでiは各レンズに付けた番号に相当する。
なお、本明細書に添付した図面では、レンズは主平面が
一つであり、非点収差はないとして作図している。
また、第1図において、空間フィルタ4は各レンズに対
応する焦点面にあり、且つ、この面内の透過率を変えて
あり、透過光は各レンズに対応して置かれた光電子増倍
管5に入る。そして、空間フィルタ4は、この光電子増
倍管5に入る光量を回析角に応じて調整する作用、すな
わち光の空間周波数に関するフィルタリングを行う。例
えば第4図に示す板材7の地肌による回析パターン11の
ネガフィルムを空間フィルタとすれば、これに対する欠
陥による回析パターンの相異分が光電子増倍管5に導か
れて欠陥による電気信号となる。
第5図は本発明の表面検査装置の他の実施例を示す。
第5図において、空間フィルタ4の上部には、光電変換
器として長方形の受光面のある平板状の半導体光センサ
5Aが取り付けられている。
この場合には、複数個の空間フィルタを通過した光をこ
の単一のセンサで電気信号にするので、第1図のような
加算回路6が要らないだけでなく、装置の高さを抑える
ことができる。
第6図は本発明の表面検査装置の異なる他の実施例を示
し、空間フィルタ4の上部には光導棒12が設けられ、こ
の光導棒12の左右には光電子増倍管15A,15Bが設けら
れている。
この場合には、第5図と同じ効果がある他、応答の早い
光電子増倍管が使えて高速走査ができるので、高速ライ
ンの対象物の検査ができる利点がある。
第7図は本発明の表面検査装置の更に異なる他の実施例
を示し、空間フィルタ4の上部にはハンドルファイバ13
の下端が配設され、上側端は光電子増倍管5に接続され
ている。
この場合は、第6図と同じ効果があるとともに、光電子
増倍管5の取付位置が自由になる利点がある。
第8図は本発明の表面検査装置の更に異なる他の実施例
を示し、空間フィルタ4の上部には下端に複数の光導入
口のあるハンドルファイバ13A,13Bが設けられ、この
ハンドルファイバ13A,13Bの上端は光電子増倍管5
A,5Bに接続されている。そして、各ハンドルファイ
バの入口は、各レンズ2の焦点面の所望の回析光成分が
到達する位置に置かれ、点点で示す0次回析光とその周
りの回析光と斜線で示す上記以外の回析光とを分けて捕
えるように配置され、それぞれ束ねられている。この場
合には、光電増倍管5A,5Bの出力は二つの異なる回
析光成分の変化をとらえるので、これを解析することで
表面欠陥の性状を検知できる利点がある。
さらに、ハンドルファイバの数を増やせば、二つ以上の
複数の回析光成分を分離検知できる。なお、このときは
空間フィルタはなくてもよい。
第9図は本発明の表面検査装置の更に異なる他の実施例
を示し、レンズ2の上部には、上部がほぼ焦点面となる
ように光導棒12が横に設けられ、斜線で示す所望の回析
光成分が到達する部分だけ光拡散部12aを設け、ここで
の拡散光を左右の光電増倍管5A,5Bに導くもので、
等価的にバンドパスフィルタが形成される。第10図(a)
は第9図(a)の光拡散部12aの拡大平面図、第10図(b)は
第10図(a)の右側面図である。
第10図(c)(d)は光導棒の軸と直角方向に拡散部のある部
分とない部分を設けることで、Y(板材の移動)方向の
空間周波数のバンドパスも実現できることを示す。
第11図は本発明の表面検査装置の更に異なる他の実施例
を示し、各レンズ2と空間フィルタ4A間に設けた半透
過鏡14の透過光を上方の空間フィルタ4Aに、反射光を
前面の空間フィルタ4Bにそれぞれ導いて終端部の平板
状の光電変換器5C,5Dで電気信号に変えるもので、
二種の空間フィルタリングで欠陥の種別を識別し易くし
たものである。
第12図は上記二種の空間フィルタの例を示し、(a)は0
次光近傍の光を集め、(b)はY方向の0次近くを除いた
X軸方向の回析光を集めたものである。
第13図は本発明の表面検査装置の更に異なる他の実施例
を示し、第12図の半透過鏡14の上部と前面に光導棒12
A,12Bを配置し、前面の光導棒12Bも前面がほぼ焦点
面に相当する位置になるよう設けられている。
この場合も第9図と同じく拡散部を所望の回析パターン
成分の到達する部分にして、バンドパスフィルタを等価
的に形成できる。
第14図は本発明の表面検査装置の更に異なる他の実施例
を示し、レンズ2の上部には、光導棒12Aがその上部が
レンズ2の焦点になるように横設され、この光導棒12A
の更に上には光導棒12Bが並設されている。
ここで、光導棒12Aは回析光のうち特定の成分が入る部
分だけを拡散性とし、これで拡散された光は左右の光電
変換器5H,5Gに導かれる。第14図(a)では斜線で示
す回析光だけが集光される。
また、光導棒12Bは光導棒12Aの透過光を集めて、左右
の光電変換器5E,5Fに導く。この結果回析光の異な
る二成分が別々に集められて光電変換器5E〜5Hで電
気信号に変換される。
第15図は、第14図の光導棒12Aと12Bとの間にアクリル
樹脂の透明な棒14を設けて光導棒12Aの透過光を効率よ
く集光したものである。なお、ここでこの棒14の代りに
シリンドリカルレンズを使ってもよい。
[発明の効果] 以下、本発明によれば、板材表面に光走査器で照射した
レーザ光の回析光を凸レンズで集光し、この光を空間フ
ィルタまたは空間フィルタ相当の機能の機構を経て光電
変換器に導いて板材表面の欠陥を検査する表面検査装置
において、上記凸レンズを光走査方向に複数枚並べたレ
ンズ列とし、このレンズ列と空間フィルタ間の各レンズ
間とレンズ列の両端に、縦に光を反射・透過させない仕
切板を設けたので、幅の狭いレンズで広幅の板材の表面
欠陥を容易に検査することのできる表面検査装置を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の表面検査装置の一実施例を示す図、第
2図から第4図は本発明の表面検査装置の作用を示す説
明図、第5図から第15図は本発明の表面検査装置の他の
実施例を示す図、第16図は従来の表面検査装置を示す図
である。 1…光走査器 2…レンズ 3…仕切板 4…空間フィルタ 5…光電変換器 7…板材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−82142(JP,A) 特開 昭62−75236(JP,A) 特開 昭62−75235(JP,A) 特開 昭61−223607(JP,A) 特開 昭62−144050(JP,A) 特開 昭50−80885(JP,A) 特開 昭62−75234(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検査対象面に光走査器で照射したレーザ光
    の回析光を前記検査対象面と平行に設けられた凸レンズ
    で集光し、この光を空間フィルタを経て光電変換器に導
    いて前記検査対象面の欠陥を検査する表面検査装置にお
    いて、 前記凸レンズを前記光走査器の走査方向に複数枚並べた
    レンズ列とし、このレンズ列と前記空間フィルタ間の前
    記複数のレンズ間と前記レンズ列の両端に前記レンズ列
    のレンズ面と直角に前記回析光の横断を阻止する仕切板
    を設けたことを特徴とする表面検査装置。
JP63233647A 1988-09-20 1988-09-20 表面検査装置 Expired - Lifetime JPH0641923B2 (ja)

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KR1019890013455A KR920009801B1 (ko) 1988-09-20 1989-09-19 표면검사장치
DE68916351T DE68916351T2 (de) 1988-09-20 1989-09-19 Gerät zur Oberflächenprüfung.
US07/409,073 US5074668A (en) 1988-09-20 1989-09-19 Surface inspection apparatus

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5616046B2 (ja) * 2009-10-15 2014-10-29 日本電産コパル電子株式会社 フライングスポット方式の表面あるいは内層検査装置
BR112014014823A2 (pt) * 2011-12-20 2017-06-13 3M Innovative Properties Co sensor para medir a não uniformidade da superfície

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE732855C (de) * 1940-01-04 1943-03-13 Siemens Ag Lichtelektrische Einrichtung zum Feststellen von Loechern in lichtdurchlaessigen Werkstoffbahnen, z. B. aus weissem lichtdurchlaessigen Papier
US3612702A (en) * 1969-09-09 1971-10-12 Iris Corp Web defect determination by laser beam irradiation and reflected light examination
FR2076193A5 (ja) * 1970-01-06 1971-10-15 Commissariat Energie Atomique
DE2208372A1 (de) * 1971-02-24 1972-09-07 Columbia Research Corp., Gaithersburg, Md. (V.St.A.) Vorrichtung zur Ermittlung von Fehlerstellen in dünnen Blechen oder Folien
DE2462346A1 (de) * 1974-07-12 1977-03-03 Sick Optik Elektronik Erwin Vorrichtung zur ueberwachung einer materialbahn auf fehlstellen
US4260899A (en) * 1979-06-14 1981-04-07 Intec Corporation Wide web laser scanner flaw detection method and apparatus
US4306808A (en) * 1979-12-14 1981-12-22 Ford Aerospace & Communications Corp. Glass flaw inspection system
JPS5698634A (en) * 1980-01-09 1981-08-08 Dainippon Printing Co Ltd Printed matter testing device
US4277178A (en) * 1980-01-15 1981-07-07 Ford Aerospace & Communications Corp. Web element concentration detection system
JPS5796242A (en) * 1980-12-06 1982-06-15 Fuji Electric Co Ltd Detector for defect of sheet-like substance
US4522497A (en) * 1981-06-17 1985-06-11 Ciba Geigy Ag Web scanning apparatus
DE3125189C2 (de) * 1981-06-26 1984-06-14 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch Fehlersuchgerät für breite Bahnen
DE3334357C2 (de) * 1983-09-22 1986-04-10 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch Optisches Fehlersuchgerät für Bahnen
JPS6275236A (ja) * 1985-09-30 1987-04-07 Toshiba Corp 表面検査装置
JPS63182554A (ja) * 1987-01-23 1988-07-27 Fuji Photo Film Co Ltd 表面検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR920009801B1 (ko) 1992-10-22
EP0360232A3 (en) 1991-06-05
US5074668A (en) 1991-12-24
JPH0282142A (ja) 1990-03-22
EP0360232A2 (en) 1990-03-28
DE68916351T2 (de) 1995-02-02
DE68916351D1 (de) 1994-07-28
KR900005154A (ko) 1990-04-13
EP0360232B1 (en) 1994-06-22

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