JPS6275236A - 表面検査装置 - Google Patents

表面検査装置

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JPS6275236A
JPS6275236A JP21453585A JP21453585A JPS6275236A JP S6275236 A JPS6275236 A JP S6275236A JP 21453585 A JP21453585 A JP 21453585A JP 21453585 A JP21453585 A JP 21453585A JP S6275236 A JPS6275236 A JP S6275236A
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JP
Japan
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reflected
mask
inspected
light
lenses
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Pending
Application number
JP21453585A
Other languages
English (en)
Inventor
Chiaki Fukazawa
深沢 千秋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP21453585A priority Critical patent/JPS6275236A/ja
Publication of JPS6275236A publication Critical patent/JPS6275236A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901Optical details; Scanning details

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、レーザ回折パターン方式を使用して板材等の
表面検査を行なう表面検査装置の改良に関する。
〔発明の技術的背景〕
従来、この種の装置として例えば第3図に示す如きもの
がある。この装置は、複数(図では3個)のレーザ光源
2a、2b、2cから出力されたレーザ光を各々回転ミ
ラー3a、3b、3c’Q反射して検出対象物である例
えば圧延m仮1の表面上に走査する。そして、これらの
走査範囲La。
Lb、Lcにおける各反射回折光を各々球面レンズ4a
、4b、4cで集光してマスク面5a。
5b、5cの同一位置に結像させ、これらのマスク面5
a、5b、5cの所定の結像小領域にそれぞれ対向配設
した複数の光電変換器6a、6b。
6Cにより上記結像を検出してその検出信号を各々信号
処理回路?a、7b、7cに供給する。そして、この信
号処理回路7a、7b、7cて所定の信号処理を行なっ
て反射回折パターンを検出し、この検出結果から上記圧
延鋼板1の表面状態を判別するようにしたものである。
尚、上記各光電変換器6a、6b、6cのマスク面5a
、5b。
5Cに対する対向位置は、マスク面5a、5b。
5Cに結像される反射回折パターンの形状に応じて設定
される。例えば、圧延鋼板1の表面に傷が無いとすれば
反射回折パターンは例えば第4図(a)のイのようにマ
スク面の中央部に集中したものとなり、また擦傷等があ
ると反射回折パターンは第4図(b)のように例えば細
長いものとなるので、これらを検出するために各光電変
換器6a、6b、6cは第4図(a)、(b)の破線5
1.52.53に示す結像小領域の結像を検出できるよ
うに位置決めすればよい。
この様な装置を使用すれば、圧延鋼板1の搬送速度に比
べて各レーザ光の走査繰返し速度を高速に設定すること
により、圧延鋼板1の表面の傷の有無、その種類等をむ
らなく正確に検査することができ、極めて有用である。
〔背景技術の問題点〕
ところがこの様な従来の装置は、被検査面に対するレー
ザ光の各走査範囲La、Lb、Lc毎に球面レンズ4a
、4b、4cを個別に設けて反射回折光の集光を行なっ
ているため、各球面レンズはそれぞれ正反射光ばかりで
なく例えば第5図に示すような乱反射光も集光しなけれ
ばならず、このため走査範囲La、Lb、Lcの長さよ
りも長さの長いものを必要とする。したがって、各球面
レンズ4a、4b、4cで集光可能な走査範囲は自ずと
球面レンズの大きさよりも小さい範囲に限定されること
になり、これにより例えば第5図に示す如く各走査範囲
La、Lb間の領域Wはたとえレーザ光で走査したとし
ても検査することができず、このため被検査面に不検査
領域が発生する欠点があった。また、上記不検査領域を
無くすために2台の検査装置を設けることが考えられて
いるが、このようにすると装置が非常に大形化して高価
になる欠点があり、実用に適さなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、全走査領域の反射回折光をもれなくマスク面
に導けるようにして不検査領域をなくし、しかもこれを
複数の装置を使用することなく1台の装置で行ない得る
ようにし、これにより構成が簡単かつ小形で検査性能の
高い表面検査装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、上記目的を達成するために、被検査面のスポ
ット光走査位置とマスク面との間に、上記スポット光の
走査方向に端部を互いに線接触させた状態で配設された
複数の球面レンズを自゛する集光光学系を介在配置し、
上記各球面レンズにより被検査面の全走査範囲による反
射回折光を集光して各々対応するマスク面に静止結像さ
せるようにしたものである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例における表面検査装置の構成
を示すもので、20はレーザ光源を示している。このレ
ーザ光源20から出力されたレーザ光は、回転ミラー3
0で反射走査されたのち平面鏡32および凹面鏡33で
それぞれ反射されて圧延鋼板1の被検査面上に走査され
る。尚、Lは上記レーザ光の走査範囲を示すもので、図
では圧延鋼板1の全幅に渡って走査される場合を示して
いる。
一方、圧延鋼板1の上記走査範囲りの斜め上方には、集
光光学系としての球面レンズ40a。
40b、40cおよびマスク面50a、50b。
50Cがそれぞれ配設しである。このうち各球面レンズ
40a、40b、40cは、それぞレレーザ光の走査方
向の両端部を所定の位置で切断し、その切断面を接合部
として隣接するものどうしを接合して一体化したもので
、上記被検査面の全走査範囲りによる反射回折光をもれ
なく集光して対応するマスク面50a、50b、50c
に結像させる。これらのマスク面50a、50b、50
cの背面側には、それぞれ予め設定した結像小領域に光
ファイバ81,82.83の光導入端が対向配設してあ
り、これらの光ファイバ81,82゜83により上記各
マスク面50a、50b、50Cの共通する結像小領域
毎に結像がまとめられて光7u変換器61,62.63
に導かれている。そして上記各結像は、各光電変換器6
1.62゜63で光電変換されたのち信号処理回路71
゜72.73に供給され、これらの回路で反射回折パタ
ーンを識別するために必要な信号処理がなされる。
この様な構成であるから、圧延鋼板1の被検査面に対し
、投光光学系によりレーザ光を走査すると、被検査面で
その表面状態に応じて反射光の回折が起り、この反射回
折光はその反射位置に応じて対応する球面レンズ40 
a、  40 b、  40 cで集光され、マスク面
50 a、  50 b、  50 cに反射回折パタ
ーンとして結像される。尚、このとき上記球面レンズ4
0a、40b、40cと被検査面上のレーザ走査範囲り
との間の距離および球面レンズ40 a、  40 b
、  40 cとマスク面50a。
50b、50cとの間の距離は、それぞれ球面レンズ4
0a、40b、40cの焦点距離に設定しである。この
ため、上記被検査面により生じた反射回折光は、各マス
ク面50a、50b、50cに静止回折パターンとして
結像される。
ところで、集光部としての上記球面レンズ40a、40
b、40cは、先に述べたように端部を切断してこの切
断面で相互に接合したものとなっている。このため、球
面レンズ40a、40b。
40cは、それぞれ個々には焦点を有する独立したレン
ズとして作用するが、レーザ走査範囲り方向については
如何なる位置であっても集光作用を有する1枚のレンズ
として作用する。したがって、レーザ走査範囲して反射
された回折光は、走査範囲りの如何なる位置で反射され
たものであっても、もれなく球面レンズ40 a、  
40 b、  40 cで集光されてマスク面50 a
、  50 b、  50 cに結像することになる。
第2図はその様子を示したものである。また、本装置で
は走査範囲り中の位置によっては、その反射回折光が集
光されるマスク面が従来とは異なる場合がある。例えば
、走査範囲中の任意の点Pにおいて反射された回折光■
1は、従来の装置では第5図に示す如く球面レンズ4a
により集光されてマスク面5aの結像位置Paに結像さ
れるが、本実施例の装置では第2図に示す〜  如く球
面レンズ40bで集光されてマスク面50bの結像位置
Pb’ に結像される。しかし、このように結像するマ
スク面が異なっても、マスク面上の結像位置は互いに等
しく、上記結像は光ファイバによりまとめられて結果的
に共通の光電変換器で光電変換されることになるので、
同等不具合は生じない。
このように本実施例の装置であれば、被検査面を全幅に
渡って走査した場合でも、その全範囲で反射された回折
光がもれなく球面レンズ40a。
40b、40cで集光されてマスク面50a。
50b、50Cに結像することになり、この結果1台の
装置を用意するだけで被検査面の全範囲の検査を行なう
ことが可能となって、構成簡単にして高能力の検査を行
なうことができる。また本実施例では、各球面レンズ4
0a、40b、40cを相互に接合して一体化している
ので、被検査面に対する位置合せを簡単に行なえるとと
もに、震動等に対してレンズ相互が位置ずれを起こすこ
とがないことから信頼性が高くまたマウント構造の簡単
な装置を提供することができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、球面レンズは相互に接合しなくても接触させただ
けでマウントしてもよい。また、投光光学系は1組のレ
ーザ光源20.回転ミラー30および反射光学系により
構成する以外に、第3図に示したように複数組のレーザ
光源と回転ミラーとを用いて走査を行なうように構成し
てもよい。さらに、受光検出部につ、いても各マスク面
の共通する結像小領域の像をまとめて光電変換器で検出
するもの以外に、第3図のように各マスク面毎に光電変
換器を設けて検出するように構成してもよい。その他、
球面レンズの形状や大きさ、配設数、接合手段等につい
ても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、被検査面のスポッ
ト光走査位置とマスク面との間に、上記スポット光の走
査方向に端部を互いに線接触させた状態で配設された複
数の球面レンズを有する集光光学系を介在配置し、上記
各球面レンズにより披検査面の全走査範囲による反射回
折光を集光して各々対応するマスク面に静止結像させる
ようにしたことによって、全走査領域の反射回折光をも
れなくマスク面に導くことができ、これにより不検査領
域をなくし、しかもこれを複数の装置を使用することな
く1台の装置で行ない得て、構成が簡11かつ小形で検
査性能の高い表面検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における表面検査装置の構成
を示す斜視図、第2図は同装置の作用説明に用いるため
の球面レンズに対する反射回折光の通過位置を示す模式
図、第3図は従来の表面検査装置の構成を示す斜視図、
第4図(a)、(b)はマスク面における反射回折パタ
ーンおよび結像小領域の位置の一例を示す拡大図、第5
図は従来装置の球面レンズに対する反射回折光の通過位
置を示す模式図である。 1・・・圧延鋼板、20・・・レーザ光源、30・・・
回転ミラー、32・・・平面鏡、33・・・凹面鏡、4
0a94Qb、40C−’球面レンズ、50a、50b
。 50c・・・マスク面、61,62.63・・・光電変
換器、71,72.73・・・信号処理回路、81゜8
2.83・・・光ファイバ、L・・・走査範囲。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 第3!0 (a)              (b)第4図 第5図 手続補正書 昭和60年5月8日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)検査対象物の被検査面に対しスポット光を走査す
    る投光光学系と、前記スポット光の走査方向に端部を互
    いに線接触させた状態で配設された複数の球面レンズを
    有しこれらの球面レンズにより前記被検査面の全走査範
    囲による反射回折光を集光してそれぞれ対応するマスク
    面に結像させる集光光学系と、前記各マスク面の予め設
    定された結像小領域の結像を抽出し光電変換器で検出す
    る受光検出部と、前記光電変換器の検出出力を導入して
    所定の信号を処理を行なう信号処理回路とを具備したこ
    とを特徴とする表面検査装置。
  2. (2)集光光学系の各球面レンズは、スポット光の走査
    方向の端部をそれぞれ所定の位置で切断してこの切断面
    を接合面として接合し一体化したものである特許請求の
    範囲第(1)項記載の表面検査装置。
JP21453585A 1985-09-30 1985-09-30 表面検査装置 Pending JPS6275236A (ja)

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JP21453585A JPS6275236A (ja) 1985-09-30 1985-09-30 表面検査装置

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JPS6275236A true JPS6275236A (ja) 1987-04-07

Family

ID=16657339

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JP21453585A Pending JPS6275236A (ja) 1985-09-30 1985-09-30 表面検査装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0360232A2 (en) * 1988-09-20 1990-03-28 Kabushiki Kaisha Toshiba A surface inspection apparatus

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