JPS63173940A - 光学式欠陥検出装置 - Google Patents
光学式欠陥検出装置Info
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- JPS63173940A JPS63173940A JP700087A JP700087A JPS63173940A JP S63173940 A JPS63173940 A JP S63173940A JP 700087 A JP700087 A JP 700087A JP 700087 A JP700087 A JP 700087A JP S63173940 A JPS63173940 A JP S63173940A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
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- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/8901—Optical details; Scanning details
- G01N21/8903—Optical details; Scanning details using a multiple detector array
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、透光性あるいは反射性の物体に存在するキズ
、異物等の欠陥部を光学的に検出する装置に関する。
、異物等の欠陥部を光学的に検出する装置に関する。
［従来技術の説明］
キズ等の表面欠陥を光学的に検出する装置として従来か
ら第６図に示す装置が広く用いられている。
ら第６図に示す装置が広く用いられている。
第６図の装置において、レーザー光源１から出た平行光
束２は回転多面鏡３の反射面３Ａで反射された後、集光
レンズ４で集光されて被検体５の表面を微小スポット６
で照射し、多面鏡３の回転につれて被検体５の表面上を
上記スポット６が走査する。もし照射された微小スポッ
ト上に付着物、キズ等の欠陥が存在していると照射光が
散乱されて光電子増倍管等の光検出素子７に散乱光８が
入射し、受光量が増大するので上記欠陥を非接触で検出
することができる。
束２は回転多面鏡３の反射面３Ａで反射された後、集光
レンズ４で集光されて被検体５の表面を微小スポット６
で照射し、多面鏡３の回転につれて被検体５の表面上を
上記スポット６が走査する。もし照射された微小スポッ
ト上に付着物、キズ等の欠陥が存在していると照射光が
散乱されて光電子増倍管等の光検出素子７に散乱光８が
入射し、受光量が増大するので上記欠陥を非接触で検出
することができる。
［発明が解決しようとする問題点コ
上記従来の光学式欠陥検出装置では光学系に大きな空間
スペースを必要とし、また回転多面鏡といった高価な特
殊部品を必要とする欠点がある。
スペースを必要とし、また回転多面鏡といった高価な特
殊部品を必要とする欠点がある。
さらに、一点走査であることと機械的に測定点を変更し
ていくため、広面積の被検体の場合多大な測定時間を要
するという問題もある。
ていくため、広面積の被検体の場合多大な測定時間を要
するという問題もある。
［問題点を解決するための手段］
被検体（１０）に平行光束を投射する光源（１３）と、
被検体（１０）に対向させて、該被検体（１０）を横切
る方向に多数配列した光検出素子（１８）のアレイと、
被検体（１０）を透過または反射した前記光束を前記各
光検出素子（１８）に集光するレンズ（１５）アレイと
、レンズ（１５）と光検出素子（１８）との間に配置さ
れ、レンズ透過光のうち特定の空間周波数成分の光を遮
断し、他の成分光の通過を許す空間フィルタ（２０）の
アレイとを設けて欠陥検出装置を構成した。
被検体（１０）に対向させて、該被検体（１０）を横切
る方向に多数配列した光検出素子（１８）のアレイと、
被検体（１０）を透過または反射した前記光束を前記各
光検出素子（１８）に集光するレンズ（１５）アレイと
、レンズ（１５）と光検出素子（１８）との間に配置さ
れ、レンズ透過光のうち特定の空間周波数成分の光を遮
断し、他の成分光の通過を許す空間フィルタ（２０）の
アレイとを設けて欠陥検出装置を構成した。
［作 用コ
被検体を透過又は反射した光は、被検体に欠陥が無いと
きはレンズに平行入射し、例えばレンズの焦点面上に光
軸を中心とする小円形で設けられた空間フィルタの遮光
部で遮断されて光検出素子には受光されない。
きはレンズに平行入射し、例えばレンズの焦点面上に光
軸を中心とする小円形で設けられた空間フィルタの遮光
部で遮断されて光検出素子には受光されない。
また被検体表面あるいは内部に欠陥が存在すると、この
欠陥により投射光束が散乱されてレンズ光軸に対し角度
を成して入射し、レンズ出射面で光軸から離れた位置で
出射して空間フィルタの遮光部外層に設けられた透光部
を通過して光検出素子に入射する。このようにして光検
出素子への受光量増大によって被検体に存在する欠陥を
検出することができる。
欠陥により投射光束が散乱されてレンズ光軸に対し角度
を成して入射し、レンズ出射面で光軸から離れた位置で
出射して空間フィルタの遮光部外層に設けられた透光部
を通過して光検出素子に入射する。このようにして光検
出素子への受光量増大によって被検体に存在する欠陥を
検出することができる。
上記のように空間フィルタを、空間周波数の高い成分光
を透過させ、低い成分光を遮断する高域透過型とする以
外に、遮光部と透光部のパターンを反転させて低域透過
型としても同様の検出を行なうことができる。
を透過させ、低い成分光を遮断する高域透過型とする以
外に、遮光部と透光部のパターンを反転させて低域透過
型としても同様の検出を行なうことができる。
［実 施 例コ
以下本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図ないし第４図において１０は被検体、例えばガラ
ス板、プラスチック板等の透明板で矢符１１の方向に移
送される。この移送経路１１の下方には、被検体１０の
面に垂直に且つ被検体１０を横切る方向にライン状に延
びる平行光１２を投射する光源１３を配置する。また同
箇所の被検体１０の上方には上記光１２を集光するレン
ズアレイ１４を配置する。
ス板、プラスチック板等の透明板で矢符１１の方向に移
送される。この移送経路１１の下方には、被検体１０の
面に垂直に且つ被検体１０を横切る方向にライン状に延
びる平行光１２を投射する光源１３を配置する。また同
箇所の被検体１０の上方には上記光１２を集光するレン
ズアレイ１４を配置する。
このレンズアレイ１４は、透明円柱体中に中心から外周
に向けて次第に減少する屈折率分布を形成した屈折率分
布型レンズ１５の多数を光軸を平行にし列状に束ねて一
体固着したものであり、レンズ１５の配列方向を被検体
１０の移送方向と直交させ被検体１０面から若干離して
配置する。さらに、このレンズアレイ１４の上方に一次
元イメージセンサ１６を配置する。
に向けて次第に減少する屈折率分布を形成した屈折率分
布型レンズ１５の多数を光軸を平行にし列状に束ねて一
体固着したものであり、レンズ１５の配列方向を被検体
１０の移送方向と直交させ被検体１０面から若干離して
配置する。さらに、このレンズアレイ１４の上方に一次
元イメージセンサ１６を配置する。
このイメージセンサ１６は、パッケージ１７中に多数の
光検出素子１８を列状に配置し、透明カバー材１９で保
護したものであり、このイメージセンサ１６を、レンズ
アレイ１４の各レンズ１５の焦点面が透明カバー材１９
の外表面と一致するような距離関係を保って配置してお
く。また被検体１０の表面の像が検出素子１８上に等倍
で結像する様に光学系諸元を設定してお（。そして上記
カバー材１８に空間フィルタ２０を設ける。
光検出素子１８を列状に配置し、透明カバー材１９で保
護したものであり、このイメージセンサ１６を、レンズ
アレイ１４の各レンズ１５の焦点面が透明カバー材１９
の外表面と一致するような距離関係を保って配置してお
く。また被検体１０の表面の像が検出素子１８上に等倍
で結像する様に光学系諸元を設定してお（。そして上記
カバー材１８に空間フィルタ２０を設ける。
すなわちレンズ１５の光軸を中心とする小円形状の遮光
被膜を透明カバー材１９の外表面上に金属膜等で付着形
成してこれを空間フィルタの遮光部２ＯＡとし、この遮
光部２ＯＡの外周辺を透明のまま残して該部分を空間フ
ィルタの透光部２０Ｂとして利用する。そして、レンズ
アレイ１４の各レンズ１５に対応させて多数の上記フィ
ルタ遮光部２ＯＡを第４図に示すように一定間隔をおい
て透明カバー材１９上に配列形成しておく。
被膜を透明カバー材１９の外表面上に金属膜等で付着形
成してこれを空間フィルタの遮光部２ＯＡとし、この遮
光部２ＯＡの外周辺を透明のまま残して該部分を空間フ
ィルタの透光部２０Ｂとして利用する。そして、レンズ
アレイ１４の各レンズ１５に対応させて多数の上記フィ
ルタ遮光部２ＯＡを第４図に示すように一定間隔をおい
て透明カバー材１９上に配列形成しておく。
上記のように構成した欠陥検出装置において、もし被検
体１０に欠陥部が無ければ第２図のように光源から出た
平行光１２は、平行光の状態のまま各レンズ１５に入射
し、レンズ１５によりイメージセンサ１６のカバー材１
９の外表面上に集光するが、フィルタ遮光部２ＯＡで遮
断されるため光検出素子１８には入射しない。
体１０に欠陥部が無ければ第２図のように光源から出た
平行光１２は、平行光の状態のまま各レンズ１５に入射
し、レンズ１５によりイメージセンサ１６のカバー材１
９の外表面上に集光するが、フィルタ遮光部２ＯＡで遮
断されるため光検出素子１８には入射しない。
一方、被検体１０の表面上にキズ、異物等の欠陥がある
と第３図に示すようにこの欠陥部２１で入射光が散乱さ
れ、散乱された光線群はレンズ１５に対し光軸と角度を
成して入射し、光軸から離れた位置で出射して焦点面上
に集光することなく空間フィルタの遮光部２ＯＡ周辺の
透光部２０Ｂ１すなわちイメージセンサの透明カバー材
１９をｉってセンサの光検出素子１８に入射する。
と第３図に示すようにこの欠陥部２１で入射光が散乱さ
れ、散乱された光線群はレンズ１５に対し光軸と角度を
成して入射し、光軸から離れた位置で出射して焦点面上
に集光することなく空間フィルタの遮光部２ＯＡ周辺の
透光部２０Ｂ１すなわちイメージセンサの透明カバー材
１９をｉってセンサの光検出素子１８に入射する。
このようにキズ、付着物等の欠陥による散乱光のみが検
出素子１８上に結像し検出されるため、ＳＮ比の良好な
検査を行なうことができる。
出素子１８上に結像し検出されるため、ＳＮ比の良好な
検査を行なうことができる。
第５図に本発明の他の実施例を示す。
本例は金属等の非透光性材料の被検体１０表面上にある
キズ、異物等の欠陥を検出する場合に適した反射方式に
よる検出装置で、被検体１０の移送経路上方に光源（図
外）を、被検体１０の面に対し斜め方向から平行光１２
を投射するように配置し、被検体１０表面で反射された
光の光軸に沿って前述例と同様のレンズアレイ１４及び
空間フィルタ付きイメージセンサ１６を配置したもので
ある。
キズ、異物等の欠陥を検出する場合に適した反射方式に
よる検出装置で、被検体１０の移送経路上方に光源（図
外）を、被検体１０の面に対し斜め方向から平行光１２
を投射するように配置し、被検体１０表面で反射された
光の光軸に沿って前述例と同様のレンズアレイ１４及び
空間フィルタ付きイメージセンサ１６を配置したもので
ある。
以上に説明した実施例では空間フィルタ２０の遮光部２
ＯＡを、レンズへの平行入射光は遮断し散乱入射光は遮
光部外を通過させるような形状、大きさに設けたが、逆
に遮光部２ＯＡを例えば円環形状として中心部を透光部
とし、平行入射光は検出素子に入射させるとともに、散
乱光を上記遮光部で遮断するように構成することもでき
る。
ＯＡを、レンズへの平行入射光は遮断し散乱入射光は遮
光部外を通過させるような形状、大きさに設けたが、逆
に遮光部２ＯＡを例えば円環形状として中心部を透光部
とし、平行入射光は検出素子に入射させるとともに、散
乱光を上記遮光部で遮断するように構成することもでき
る。
本発明で空間フィルタの遮光部２ＯＡ及び透光部２０Ｂ
の形状は、検出すべき欠陥の光学特性に応じて任意に設
定することができる。また空間フィルタはイメージセン
サ１６と別体に設けてもよい。さらに、レンズ１５及び
光検出素子１８を二次元マトリクス状に配列することに
より一層検査の速度を向上させることができる。
の形状は、検出すべき欠陥の光学特性に応じて任意に設
定することができる。また空間フィルタはイメージセン
サ１６と別体に設けてもよい。さらに、レンズ１５及び
光検出素子１８を二次元マトリクス状に配列することに
より一層検査の速度を向上させることができる。
［発明の効果コ
本発明によればレンズ及び光検出素子のアレイを用いて
いるので光学系が非常にコンパクトになるとともに、一
方向の機械的走査が不要となり迅速な欠陥検査を安価な
装置で実施できる。
いるので光学系が非常にコンパクトになるとともに、一
方向の機械的走査が不要となり迅速な欠陥検査を安価な
装置で実施できる。
また空間フィルタを介在させているため、キズ、付着物
等の存在する領域のみを検出素子アレイ上に結像させる
ことができ、不要のノイズ成分が現れず良好なＳＮ比が
得られ、高い検出精度で欠陥を非接触検出することがで
きる。
等の存在する領域のみを検出素子アレイ上に結像させる
ことができ、不要のノイズ成分が現れず良好なＳＮ比が
得られ、高い検出精度で欠陥を非接触検出することがで
きる。
１０・・・・・・被検体 １２・・・・・・平行光 １
３・・・・・・光源 １４・・・・・・レンズアレイ
１５・・・・・・屈折率分布型レンズ １６・・・・・
・イメージセンサ１８・・・・・・光検出素子 １９・
・・・・・透明カバー材２０・・・・・・空間フィルタ
２ＯＡ・・・・・・遮光部２０Ｂ・・・・・・透光部
２１・・・・・・欠陥部第１図 第３図 第２図 第４図 第５図 第６図 手 続 補 正 書 昭和６−年７月Ｉ？日 特願昭 −号 昭和６．２年１月ｌψ日特公昭 −
号 提出の特許願（１） −６発明の名称 光学式欠陥検出装置 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府大阪市東区道修町４丁目８番地名称 （
＜１００）日本板硝子株式会社代表者 刺 賀 信
雄 グ代理人 ７、 補正の内容 １）明細書オ９頁オざ行とオワ行の間に以下の文を加入
する。 「第７図は本発明の一実施例を示す斜視図、牙２図およ
び第３図は第１図の装置の作用を示す側断面図、オｌ１
図は同装置に用いる空間フィルタを示す平面図、第５図
は本発明の他の実施例を示す側断面図、第６図は従来装
置を示す斜視図である。」以 上
３・・・・・・光源 １４・・・・・・レンズアレイ
１５・・・・・・屈折率分布型レンズ １６・・・・・
・イメージセンサ１８・・・・・・光検出素子 １９・
・・・・・透明カバー材２０・・・・・・空間フィルタ
２ＯＡ・・・・・・遮光部２０Ｂ・・・・・・透光部
２１・・・・・・欠陥部第１図 第３図 第２図 第４図 第５図 第６図 手 続 補 正 書 昭和６−年７月Ｉ？日 特願昭 −号 昭和６．２年１月ｌψ日特公昭 −
号 提出の特許願（１） −６発明の名称 光学式欠陥検出装置 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府大阪市東区道修町４丁目８番地名称 （
＜１００）日本板硝子株式会社代表者 刺 賀 信
雄 グ代理人 ７、 補正の内容 １）明細書オ９頁オざ行とオワ行の間に以下の文を加入
する。 「第７図は本発明の一実施例を示す斜視図、牙２図およ
び第３図は第１図の装置の作用を示す側断面図、オｌ１
図は同装置に用いる空間フィルタを示す平面図、第５図
は本発明の他の実施例を示す側断面図、第６図は従来装
置を示す斜視図である。」以 上
Claims (3)
- （１）被検体に平行光束を投射する光源と、被検体に対
向させて、該被検体を横切る方向に多数配列した光検出
素子のアレイと、被検体を透過または反射した前記光束
を前記各光検出素子に集光するレンズアレイと、レンズ
と光検出素子との間に配置され、レンズ透過光のうち特
定の空間周波数成分の光を遮断し、他の成分光の通過を
許す空間フィルタのアレイとを備えてなる光学式欠陥検
出装置。 - （２）特許請求の範囲第１項において、前記レンズは、
透明円柱体中に中心から外周に向けて変化する屈折率分
布を付与した屈折率分布型レンズである光学式欠陥検出
装置。 - （３）特許請求の範囲第１項において、前記空間フィル
タの遮光部を、前記光検出素子アレイの透明カバー表面
上に形成し、該面をレンズの焦点面に一致させて配置し
た光学式欠陥検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP700087A JPH0795037B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 光学式欠陥検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP700087A JPH0795037B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 光学式欠陥検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63173940A true JPS63173940A (ja) | 1988-07-18 |
| JPH0795037B2 JPH0795037B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=11653827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP700087A Expired - Lifetime JPH0795037B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 光学式欠陥検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795037B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041507A (ja) * | 1990-01-23 | 1992-01-07 | Datsuku Eng Kk | 被験体の厚さ及び表面歪み測定方法並びに混入異物検出方法 |
| EP1408332A1 (en) * | 2002-10-08 | 2004-04-14 | Rieter CZ a.s. | A device for monitoring a moving linear textile formation, in particular a yarn |
| JP2006329773A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ロッドレンズアレイの検査方法 |
| JP2008513742A (ja) * | 2004-09-17 | 2008-05-01 | ディー．バイス サイエンティフィック インコーポレーテッド | 直接像の技術を使用した平面の媒質の光学検査 |
| CN105181725A (zh) * | 2015-11-11 | 2015-12-23 | 贵州大学 | 金属材料构件断口形貌特征的快速判定方法 |
| KR20200074228A (ko) * | 2017-11-15 | 2020-06-24 | 코닝 인코포레이티드 | 유리 시트들 상의 표면 결함들을 검출하기 위한 방법들 및 장치 |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP700087A patent/JPH0795037B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH041507A (ja) * | 1990-01-23 | 1992-01-07 | Datsuku Eng Kk | 被験体の厚さ及び表面歪み測定方法並びに混入異物検出方法 |
| EP1408332A1 (en) * | 2002-10-08 | 2004-04-14 | Rieter CZ a.s. | A device for monitoring a moving linear textile formation, in particular a yarn |
| JP2008513742A (ja) * | 2004-09-17 | 2008-05-01 | ディー．バイス サイエンティフィック インコーポレーテッド | 直接像の技術を使用した平面の媒質の光学検査 |
| JP2006329773A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ロッドレンズアレイの検査方法 |
| CN105181725A (zh) * | 2015-11-11 | 2015-12-23 | 贵州大学 | 金属材料构件断口形貌特征的快速判定方法 |
| KR20200074228A (ko) * | 2017-11-15 | 2020-06-24 | 코닝 인코포레이티드 | 유리 시트들 상의 표면 결함들을 검출하기 위한 방법들 및 장치 |
| JP2021503079A (ja) * | 2017-11-15 | 2021-02-04 | コーニング インコーポレイテッド | ガラスシートの表面欠陥の検出方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0795037B2 (ja) | 1995-10-11 |
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