JP2002148029A

JP2002148029A - 円筒状被検物の表面凹凸検査装置及び方法

Info

Publication number: JP2002148029A
Application number: JP2000340552A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Sakida; 隆二崎田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体ドラムのような円筒状被検物の凹凸欠
陥を感度よく検出できるようにする。【解決手段】検査光学系７内には、格子パターン３を
円筒状被検物４に投影する格子投影光学系２と、この円
筒状被検物４の形状により変形した格子パターン３を撮
像するラインセンサカメラ５が設けられている。ある位
置で、円筒状被検物４をモータ８で回転させながらカメ
ラ５で変形格子パターン３を撮像し、撮像した変形格子
パターン３から周波数解析等により円筒状被検物４上の
うねりやへこみ欠陥を検出する。この欠陥は高低差が非
常に小さく検出が困難であり、これを検出するには撮像
系を高倍率にすればよいが、高倍率にすると撮像視野が
狭くなり一度に検査できる範囲が狭くなる。そこで、被
検査面を領域分割し、１つの領域の撮像終了後、自動ス
テージ６により検査光学系７全体を移動させ、次の領域
の撮像を行う。これを繰り返して円筒状被検物４の全面
を撮像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状被検物の表
面欠陥の検出装置及び方法に関し、より詳細には、円筒
軸の方向に略平行な稜線の膨らみや凹凸欠陥の検出等の
円筒状被検物の３次元測定に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置等における感光体ドラムな
どの円筒状被検物の従来の欠陥検査方法として、特開平
２−２０１１４２号公報あるいは特開平４−１６９８４
０号公報が例示される。図２１は、特開平２−２０１１
４２号公報の方法を示す図である。同図において、光源
３１からのレーザ光ビーム３２を、回転多面鏡３６を介
して感光体ドラム３３の軸方向に走査するように照射さ
せ、走査光は、ドラム３０の感光層表面にて反射され、
正常な表面からの反射光は、ほぼ受光器３５に進入し、
反射光の強度が検出され、出力は、所定の演算処理部等
に入力される。ここでの処理は、検出値が異常に低下し
た時に、表面状態の異常として検出する。

【０００３】一方、図２２は、特開平４−１６９８４０
号公報の方法を示す図である。同図において、ハロゲン
光源等を備えた投光器４１から感光体ドラム４３へ向け
てスリット光４２が投射される。感光体ドラム４３の表
面欠陥によって散乱された散乱光は、レンズ４４によっ
て集光され、ラインセンサ４５で受光される。ラインセ
ンサ４５は、画素列を有し、その受光範囲は、感光体ド
ラム４３表面上の４３ａで示される範囲である。ここで
は、欠陥による散乱光の異常を検出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】感光体にはピンホー
ル、打痕、擦り傷、気泡の巻き込み、クラック、ゴミ等
の付着による欠陥ならびに感光層の膜厚のムラ、液ダレ
や支持体の傷等、多種多様な欠陥の生ずる可能性があ
る。上記のような光学式検査装置による場合では、ピン
ホール、打痕、擦り傷、ゴミ等の付着による欠陥の如く
表面凹凸の変化率の大きな欠陥に対しては高い検出力を
発揮することができるが、感光層の膜厚ムラ等の如く凹
凸の変化率の小さい欠陥あるいは支持体の傷のように感
光体表面に凹凸の変化のない欠陥に対しては検出精度に
問題があった。

【０００５】本発明の目的は、上記した従来における円
筒状被検物の欠陥検査における問題点に鑑み、感光体ド
ラムで例示されるようなこれら円筒状被検物の凹凸欠陥
を感度よく検出できる装置及び方法を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明において、（１）請求項１から４は、検査装置の構成を示したもの
である。（２）請求項５は、分割検査した画像の位置合わせを行
う方法を示したものである。（３）請求項６から８は、得られた画像から欠陥部分を
抽出するための信号処理方法を示したものである。（４）請求項９から１１は、得られた画像から、ワーク
の三次元形状を測定する方法を示したものである。

【０００７】請求項１記載の検査装置は、格子パターン
を投影するための光学系及び円筒状被検物による変形像
を撮像するためのラインセンサカメラとからなる検査光
学系と、上記検査光学系全体を円筒状被検物の軸方向に
移動可能な駆動系と、上記円筒状被検物を回転させる機
構とを設け、上記円筒状被検物の軸方向に検査領域を分
割しながら全面を検査するようにしたものである。

【０００８】請求項３記載の検査装置は、格子パターン
を投影するための光学系及び円筒状被検物による変形像
を撮像するためのエリアセンサカメラとからなる検査光
学系と、上記検査光学系全体を円筒状被検物の軸方向に
移動可能な駆動系と、上記円筒状被検物を回転させる機
構とを設け、上記円筒状被検物の軸方向に検査領域を分
割しながら全面を検査するようにしたものである。

【０００９】請求項６記載の検査方法は、円筒状被検物
の表面形状によって変形した各分割領域毎の格子パター
ン画像を用いて、格子パターンの明暗方向と垂直な方向
にフーリエ変換を行い、振幅が最大である空間周波数の
位相成分を算出し、さらにその位相の変化量から凹凸欠
陥を検出するようにしたものである。

【００１０】請求項７記載の検査方法は、円筒状被検物
の表面形状によって変形した各分割領域毎の格子パター
ン画像を用いて、格子パターンの明暗方向と垂直な方向
にフーリエ変換を行い、振幅が最大である空間周波数の
変化量から凹凸欠陥を検出することを特徴とするように
したものである。

【００１１】請求項８記載の検査方法は、円筒状被検物
の表面形状によって変形した各分割領域毎の格子パター
ン画像を用いて、格子パターンの明暗方向と垂直方向の
輝度プロファイルからパターンの間隔を算出し、その間
隔の変化量から凹凸欠陥を検出するようにしたものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。まず、本発明に関する第１の実施
の形態を図１を用いて説明する。検査光学系７内には格
子パターン３を円筒状被検物４に投影するための格子投
影光学系２と、円筒状被検物４の形状によって変形した
格子パターン３を撮像するためのラインセンサカメラ５
が内蔵されている。

【００１３】ある位置において、円筒状被検物４を回転
モータ８で回転させながらラインセンサカメラ５で格子
パターン３を撮像する。この撮像された格子パターン３
から周波数解析等の手法を用いて、円筒状被検物４上に
発生するうねりやへこみ欠陥を検出する。ところで、こ
の円筒状被検物４上に発生するうねりやへこみ欠陥は高
低差が数μｍレベルであり、目視でも検出が困難であ
る。このような欠陥を検出するためには、撮像系の倍率
をかなり高倍率にする必要があるが、高倍率にすると撮
像視野は狭くなり、一度に検査できる範囲が狭くなる。

【００１４】そこで本実施の形態では、図１のように領
域を分割して検査するようにしている。ある領域での撮
像が終わると、自動ステージ６により検査光学系７全体
を移動させ、次の領域の撮像を行う。このような撮像と
移動を繰り返すことにより円筒状被検物４全面の撮像が
可能となる。なお、検査光学系７を移動させる代わりに
円筒状被検物４を移動させてもよい。

【００１５】次に、本発明による第２の実施形態につい
て図２を用いて説明する。検査光学系８、９を複数台設
置することにより、検査時間を短縮させることが可能で
ある。

【００１６】次に、本発明による第３の実施形態につい
て図１を用いて説明する。図１において、ラインセンサ
カメラ５の代わりにエリアセンサカメラを用いた構成に
する。エリアセンサカメラを用いた場合、円筒状被検物
４の周方向において、ある一定幅を一括撮像できる。よ
って、ラインセンサカメラで撮像するときのように、円
筒状被検物４を回転させながら撮像するのではなく、撮
像の度毎に回転を静止させて撮像する必要がある。ある
いはストロボ撮像できるような構成にすれば、静止して
撮像する必要はない。

【００１７】次に、本発明による第４の実施形態につい
て説明する。本発明の第２の実施形態と同様に、エリア
センサカメラを搭載した検査光学系８、９を複数台設置
した構成にする。これにより検査時間を短縮させること
が可能である。

【００１８】次に、本発明による第５の実施形態につい
て説明する。円筒状被検物４の回転角度を検出するため
に、例えば図１及び２の回転モータ８にロータリーエン
コーダ（図示していない）を取りつける。請求項１から
４のように領域分割して撮像を行った場合、円筒状被検
物４の軸方向のつながりが途切れる。回転モータ８に取
りつけたロータリーエンコーダによって、各領域での周
方向の撮像開始地点を記憶しておく。各分割領域での撮
像開始点の位置をつなぎ合わせることにより、軸方向に
長く生じた欠陥の長さを正確に求めることができる。

【００１９】例えば図２０（ａ）のように軸方向に長い
欠陥は、分割領域の長さを超えているため、各領域では
横方向のつながりが捕らえきれない。そこで、ロータリ
ーエンコーダにより各領域での撮像開始点ｓ１〜ｓ4 を
記憶しておき、その値から、画像をつなぎ合わせて図２
０（ｂ）のような画像を作ることにより、軸方向になが
い欠陥の長さを正確に捉えることができる。

【００２０】次に、本発明による第６の実施形態につい
て説明する。上述の各実施形態のような装置により、各
分割領域において得られる画像は、円筒状被検物４上に
凹凸欠陥がなければ図３のように規則的なパターン画像
になる。しかし、円筒状被検物４上に凹凸欠陥がある
と、図４のように規則的なパターンが欠陥部分で変形す
る。この変形個所を画像処理により検出する方法につい
て述べる。

【００２１】図５の（１）〜（１８）のようにパターン
と直交する方向に、所定長さ分の直線状データ領域を設
定する。各直線状データ領域（１）〜（１８）におい
て、１次元のフーリエ変換を行うと、図６及び７のよう
に横軸を空間周波数として振幅成分と位相成分が求めら
れる。ここでまず図６の振幅成分から、振幅が最大とな
る空間周波数を求め、次に図７からその振幅最大の空間
周波数の位相を求める。

【００２２】図５の直線状データ領域（１）〜（９）で
考えると、振幅最大の空間周波数は図８のようにどの領
域でも一定であるが、振幅最大の空間周波数の位相を比
べると図９のように、直線状データ領域（２）〜（４）
では円筒状被検物４の凹凸により位相がずれることにな
る。直線状データ領域（５）〜（９）を凹凸のない正常
面だとすると、その範囲では位相も一定になるため、あ
る閾値を設定すれば欠陥部分である直線状データ領域
（２）〜（４）の領域を検出することができる。

【００２３】次に、本発明による第７の実施形態につい
て説明する。図５の直線状データ領域（１０）〜（１
８）で考える。直線状データ領域（１０）〜（１５）で
は、振幅最大の空間周波数は一定であるが、（１１）〜
（１３）では請求項６で述べたように位相ずれが生じる
（図１０及び１１）。次に（１６）〜（１８）の範囲で
は、円筒状被検物４上に凹凸による、振幅が最大となる
空間周波数自体が変化する。その様子を示したのが図１
０である。

【００２４】このように、振幅最大の周波数が変化する
のは本発明の第６の実施形態のように位相が変化するだ
けの欠陥よりも高低差の大きな欠陥である。よって、あ
る閾値を設定すれば欠陥部分を検出できる（図１０）。
なお、この様に振幅最大の周波数が変化した場合、図１
１の（１６）、（１７）の位相は、変化した空間周波数
に対する値である。よって、正常部がたまたま一致する
こともあり得る。図１０で振幅最大の周波数が変化した
段階でその部分を欠陥と判定し、位相の算出を行わない
ようにしてもよい。

【００２５】次に、本発明による第８の実施形態につい
て説明する。図１２の直線状データ領域（１９）を例に
して述べる。この領域の輝度プロファイルをプロットす
ると図１３のようになる。ここで暗部の頂点を検出し
て、その頂点の間隔を算出し、プロットすると図１４の
ようになる。円筒状被検物４に凹凸がなければその間隔
は一定であるが、凹凸差があると間隔に変化が生じる。
そこで、ある所定の閾値を設定することにより欠陥部分
を抽出できる。

【００２６】次に、本発明による第９の実施形態につい
て説明する。物体に正弦波状の格子パターンを投影した
場合、点ｘにおける変形格子像の強度分布Ｉ（ｘ）は次
の式で与えられる。Ｉ（ｘ）＝Ａ（ｘ）+ Ｂ（ｘ）ｃｏｓ｛φ（ｘ）+ α｝・・・・（１）ここで、Ａ（ｘ）は強度分布のバイアス成分、Ｂ（ｘ）
は縞のコントラスト成分、αは初期位相であり、φ
（ｘ）が物体形状の凹凸によって与えられる位相であ
る。このφ（ｘ）がわかりさえすれば表面形状を光学系
の配置から知ることが可能となる。

【００２７】そこで例えば４画面方式にあっては、格子
を１／４ピッチずづ移動させてαを０、π／２、π、3
π／２と変化させ、これに対応する強度分布Ｉ０、Ｉ
１、Ｉ２、Ｉ３をもつ画像を取り込む。すると（１）式
により位相分布φ（ｘ）は次式（２）で与えられること
になる。 φ（ｘ）＝ｔａｎ^-1｛（Ｉ３−Ｉ１）／（Ｉ０−Ｉ２）｝・・・・（２）

【００２８】図１のような光学系の配置から、位相２π
に相当する物体の高さを求める方法を図１５を用いて説
明する。物体面Ｗ状のＰ１で見えた格子パターンの暗部
は、物体面Ｗが図の矢印方向に移動するにつれて暗→明
→暗となり、Ｐ２点で１周期し暗部になる。この１周期
分の明暗変化を起こす、物体面Ｗの移動量ｄが（１）、
（２）式のφ（ｘ）の２π分に相当する高さとなる。つ
まり（２）式から求めたφ（ｘ）から物体面Ｗの高さｈ
（ｘ）は次式で表せる。ｈ（ｘ）＝ｄ×φ（ｘ）／２π・・・・（３）

【００２９】また、図１５からわかるようにｄは、ｄ＝Ｐ／ｓｉｎθ・・・・（４）で表せる。Ｐは物体面Ｗ上での格子パターンピッチ、θ
は物体面Ｗと格子の角度である。ただし、φ（ｘ）は縞
の１周期毎に折り返される（いわゆるラップされた）結
果となっているため、結果を順に位相の接続を行いなが
らつないでいく作業（アンラップすること）が必要であ
る。

【００３０】以上のような位相シフト法を図１６に示す
ような構成で円筒状被検物４の検査に用いる。構成は本
発明による第１から４の実施形態とほぼ同じである。た
だ、検査光学系７内の格子１０が図１６の矢印方向に移
動可能となっている。検査光学系７がある所定の位置に
あるとき、投影する格子パターンがπ／４ずつ移動する
ように、格子を移動させて４回の撮像を行う。よって、
本発明の第１から８の実施形態の方式よりも４倍画像が
増えることになる。撮像後は（２）及び（３）式を用い
て円筒状被検物４の形状を計算させる。この手法を用い
ることにより、円筒状被検物４の表面形状が定量的に求
められるため、所定の閾値を設定することにより不良品
を検出することができる。

【００３１】次に、本発明による第１０の実施の形態に
ついて説明する。本発明の第９の実施形態の位相シフト
法を行うための別の構成を述べる。全体の装置構成は請
求項１から５までと同じでよい。まず１回目の撮像を図
１７（ａ）のような配置で行う。つまり、円筒状被検物
のＮ１〜Ｎ９の地点に正弦波状の輝度分布を持ったパタ
ーン光を、図１７（ａ）のような位置関係で投影し、カ
メラでの画素１でＮ１地点を、画素２でＮ２地点という
ように撮像する。

【００３２】よって１回目の撮像においてＮ７地点は画
素７で撮像している。次に検査光学系７全体をずらすこ
とにより、格子パターンをπ／２ずらし、２回目の撮像
を図１７（ｂ）のように行う。ここでは、画素１で円筒
状被検物のＮ３地点を、画素２でＮ４地点というように
１回目の撮像とは異なった地点を撮像することになる。
よって、２回目の撮像においてＮ７地点は画素５で撮像
することになる。さらに格子パターンをπ／２ずらし、
３回目の撮像を図１７（ｃ）のように行う。ここでは、
画素１で円筒状被検物のＮ５地点を、画素２でＮ６地点
というようになる。よって、３回目の撮像においてＮ７
地点は画素３で撮像することになる。最後に、格子パタ
ーンをもうπ／２ずらし、４回目の撮像を図１７（ｄ）
のように行う。その結果、Ｎ７地点は画素１で撮像する
ことになる。

【００３３】このように例えばＮ７地点の画像は、１回
目は画素７で、２回目は画素５、３回目は画素３、４回
目は画素１というように一定の間隔でずれていることが
わかる。そこで各地点Ｎ１〜Ｎ９地点の位相を求めるた
めに、図１８のように２回目の撮像で得られた画像を２
画素横ずらした画像を、同じように３回目の撮像で得ら
れた画像を４画素横ずらした画像を、４回目の撮像で得
られた画像を６画素横ずらした画像を用いることによ
り、（２）式から位相を計算することができる。このよ
うな処理方法にすると、請求項９のように格子パターン
をずらすために別途駆動系を用意する必要がなくなる。

【００３４】次に本発明による第１１の実施形態につい
て説明する。電子モアレ位相シフト法について簡単に説
明しておく。対称面の形状により変形した格子パターン
を、Ｉ（ｘ）＝Ａ（ｘ）＋Ｂ（ｘ）ｃｏｓ｛（２π／Ｐｃ）＋φ（ｘ）｝・・・・（５）Ｐｃ：格子パターンのピッチφ（ｘ）：物体形状の凹凸
によって与えられる位相と表す。

【００３５】これに格子パターンのピッチと同じピッチ
の３つの参照縞、Ｒｉ＝ｃｏｓ｛（２πｘ／Ｐｃ）−（πｉ／２）｝（ｉ＝０、１、２）・・・・（６）を乗算し、ローパスフィルターにより格子パターン周波
数以上をカットするとπ／２ずつ位相の異なる３つの縞
画像、Ｉ１＝Ｇ（ｘ）＋Ｑ（ｘ）ｃｏｓφ（ｘ）・・・・（７）Ｉ２＝Ｇ（ｘ）−Ｑ（ｘ）ｓｉｎφ（ｘ）・・・・（８）Ｉ３＝Ｇ（ｘ）−Ｑ（ｘ）ｃｏｓφ（ｘ）・・・・（９）Ｇ：バイアス、Ｑ：振幅を生成できる（図１９）。

【００３６】この３つの縞画像を位相シフト法で処理す
れば次式（１０）より位相を算出できる。 φ（ｘ）＝ｔａｎ^-1｛（Ｉ３−Ｉ２｝／（Ｉ１−Ｉ２）｝＋π／４・・・・（１０）

【００３７】この電子モアレ位相シフト法を円筒状被検
物４の検査に応用する。本発明による第１から５の実施
形態で得られた図４のような検査画像から上述の電子モ
アレ位相シフト法で求めた位相と、（３）式から円筒状
被検物４の表面形状を算出し、その凹凸状態から良否判
定を行う。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、検査光学
系と円筒状被検物を相対的に移動できる機構を用いるこ
とにより、円筒状被検物全面の凹凸検査を高精細かつ高
精度に行うことができる。

【００３９】請求項２記載の発明によれば、請求項１に
おいて検査光学系を複数台設置することにより、検査時
間を短縮できる。

【００４０】請求項３記載の発明によれば、周方向のあ
る一定幅の範囲を一括入力することにより、入力時間を
短縮できる。

【００４１】請求項４記載の発明によれば、請求項３に
おいて検査光学系を複数台設置することにより、検査時
間を短縮できる。

【００４２】請求項５記載の発明によれば、円筒状被検
物の回転角度を検出する装置を用いて、各領域での周方
向の撮像開始地点を記憶しておき、その各分割領域での
撮像開始点の位置をつなぎ合わせることにより、軸方向
に長く生じた欠陥の長さを正確に求めることができる。

【００４３】請求項６記載の発明によれば、投影した格
子パターンの１次元フーリエ変換を行い、位相ずれを検
出することにより、円筒状被検物の凹凸欠陥を高精度に
検出できる。

【００４４】請求項７記載の発明によれば、投影した格
子パターンの１次元フーリエ変換を行い、振幅が最大に
なる空間周波数のずれを検出することにより、円筒状被
検物の凹凸欠陥を高精度に検出できる。

【００４５】請求項８記載の発明によれば、投影した格
子パターンの間隔の変化を検出することにより、円筒状
被検物の凹凸欠陥を高精度に検出できる。

【００４６】請求項９記載の発明によれば、格子パター
ンの位相を変化させる機構を設け、位相シフト法による
形状測定を行うことにより、円筒状被検物の凹凸欠陥を
高精度に検出できる。

【００４７】請求項１０記載の発明によれば、位相シフ
ト法による形状測定を行う場合、検査光学系全体の移動
により位相をシフトさせ、得られた画像をずらして位相
の算出を行うことにより、位相シフトさせるための新た
な駆動系を必要としない。

【００４８】請求項１１記載の発明によれば、各分割領
域において得られた画像から、電子モアレ位相シフト法
を用いて形状測定を行うことにより、円筒状被検物の凹
凸欠陥を高精度に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による円筒状被検物の
表面凹凸検査装置を示す構成図である。

【図２】本発明の第２の実施形態による円筒状被検物の
表面凹凸検査装置を示す構成図である。

【図３】本発明の第６の実施形態による円筒状被検物の
表面凹凸検査装置により得られる凹凸欠陥がない場合の
画像を示す構成図である。

【図４】本発明の第６の実施形態による凹凸欠陥が有る
場合の画像を示す構成図である。

【図５】本発明の第６の実施形態による変形箇所を画像
処理により検出する方法を説明する構成図である。

【図６】本発明の第６の実施形態による変形箇所を画像
処理により検出する方法を説明する特性図である。

【図７】本発明の第６の実施形態による変形箇所を画像
処理により検出する方法を説明する特性図である。

【図８】本発明の第６の実施形態による変形箇所を画像
処理により検出する方法を説明する特性図である。

【図９】本発明の第６の実施形態による変形箇所を画像
処理により検出する方法を説明する特性図である。

【図１０】本発明の第７の実施形態による円筒状被検物
の表面凹凸検査装置により変形箇所を画像処理により検
出する方法を説明する特性図である。

【図１１】本発明の第７の実施形態による変形箇所を画
像処理により検出する方法を説明する特性図である。

【図１２】本発明の第８の実施形態による円筒状被検物
の表面凹凸検査装置により変形箇所を画像処理により検
出する方法を説明する構成図である。

【図１３】本発明の第９の実施形態による円筒状被検物
の表面凹凸検査装置により変形箇所を画像処理により検
出する方法を説明する特性図である。

【図１４】本発明の第９の実施形態による変形箇所を画
像処理により検出する方法を説明する特性図である。

【図１５】本発明の第９の実施形態による変形箇所を画
像処理により検出する方法を説明する構成図である。

【図１６】本発明の第９の実施形態による円筒状被検物
の表面凹凸検査装置を示す構成図である。

【図１７】本発明の第１０の実施形態による変形箇所を
画像処理により検出する方法を説明する特性図である。

【図１８】本発明の第１０の実施形態による変形箇所を
画像処理により検出する方法を説明する構成図である。

【図１９】本発明の第９の実施形態による円筒状被検物
の表面凹凸検査装置を示すブロック図である。

【図２０】本発明の第１の実施形態による変形箇所を画
像処理により検出する方法を説明する特性図である。

【図２１】従来の円筒状被検物の欠陥検査装置を示す構
成図である。

【図２２】従来の他の円筒状被検物の欠陥検査装置を示
す構成図である。

【符号の説明】

１チャック２格子投影光学系３格子パターン４円筒状被検物５ラインセンサカメラ６自動ステージ７、８、９検査光学系１０格子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA49 BB06 DD03 DD06 FF00 FF01 FF06 FF07 HH07 HH13 JJ02 JJ03 JJ05 JJ09 JJ25 JJ26 LL30 MM04 PP13 QQ04 QQ16 QQ44 SS04 UU04 UU05 UU08 2G051 AA90 AB07 AB20 BB20 CA03 CA04 CB06 DA08 EA11 EA12 EB01 EC04 EC05 2H134 QA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】格子パターンを投影するための光学系及
び円筒状被検物による変形像を撮像するためのラインセ
ンサカメラとからなる検査光学系と、前記検査光学系全体を円筒状被検物の軸方向に移動可能
な駆動系と、前記円筒状被検物を回転させる機構とを設け、前記円筒状被検物の軸方向に検査領域を分割しながら全
面を検査することを特徴とする円筒状被検物の表面凹凸
検査装置。
【請求項２】前記検査光学系を複数台用いたことを特
徴とする請求項１記載の円筒状被検物の表面凹凸検査装
置。
【請求項３】格子パターンを投影するための光学系及
び円筒状被検物による変形像を撮像するためのエリアセ
ンサカメラとからなる検査光学系と、前記検査光学系全体を円筒状被検物の軸方向に移動可能
な駆動系と、前記円筒状被検物を回転させる機構とを設け、前記円筒状被検物の軸方向に検査領域を分割しながら全
面を検査することを特徴とする円筒状被検物の表面凹凸
検査装置。
【請求項４】前記検査光学系を複数台用いたことを特
徴とする請求項３記載の円筒状被検物の表面凹凸検査装
置。
【請求項５】前記円筒状被検物の回転角度を検知する
ための装置を具備したことを特徴とする請求項１から４
の何れか１項に記載の円筒状被検物の表面凹凸検査装
置。
【請求項６】円筒状被検物の表面形状によって変形し
た各分割領域毎の格子パターン画像を用いて、格子パタ
ーンの明暗方向と垂直な方向にフーリエ変換を行い、振
幅が最大である空間周波数の位相成分を算出し、さらに
その位相の変化量から凹凸欠陥を検出することを特徴と
する円筒状被検物の表面凹凸検査方法。
【請求項７】円筒状被検物の表面形状によって変形し
た各分割領域毎の格子パターン画像を用いて、格子パタ
ーンの明暗方向と垂直な方向にフーリエ変換を行い、振
幅が最大である空間周波数の変化量から凹凸欠陥を検出
することを特徴とする円筒状被検物の表面凹凸検査方
法。
【請求項８】円筒状被検物の表面形状によって変形し
た各分割領域毎の格子パターン画像を用いて、格子パタ
ーンの明暗方向と垂直方向の輝度プロファイルからパタ
ーンの間隔を算出し、その間隔の変化量から凹凸欠陥を
検出することを特徴とする円筒状被検物の表面凹凸検査
方法。
【請求項９】前記検査光学系内に、投影格子パターン
をシフトさせるための駆動系を設け、各分割検査領域毎
に位相シフトさせた画像を入力し、位相シフト法による
円筒状被検物全面の形状測定を行い、その結果から表面
状態を検査することを特徴とする請求項１から５の何れ
か１項に記載の円筒状被検物の表面凹凸検査装置。
【請求項１０】前記検査光学系全体を円筒状被検物の
軸方向に移動可能な駆動系を用いて各分割検査領域毎に
位相シフトさせた画像を入力し、ある被検物上計測点の
位相を算出する際、位相シフトさせた複数の各画像から
計測点に対応する画素を抽出しその輝度値から位相シフ
ト法による円筒状被検物全面の形状測定を行い、その結
果から表面状態を検査することを特徴とする請求項１か
ら５の何れか１項に記載の円筒状被検物の表面凹凸検査
装置。
【請求項１１】前記円筒状被検物の表面形状によって
変形した各分割領域毎の格子パターン画像を用いて、電
子モアレ位相シフト法により円筒状被検物全面の形状測
定を行い、その結果から表面状態を検査することを特徴
とする請求項１から５の何れか１項に記載の円筒状被検
物の表面凹凸検査装置。