JP2002328098A

JP2002328098A - 模擬欠陥サンプル及び欠陥検査装置の感度検出方法

Info

Publication number: JP2002328098A
Application number: JP2001132537A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Yamaguchi; 幸彦山口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】欠陥検査装置の感度の検出を簡単に且つ効率
よく行う。【解決手段】被検査体と同一構成のベース部材１１に
レーザーマーキング装置１２で一直線状の模擬欠陥１３
を形成して、模擬欠陥サンプル１０を構成する。この模
擬欠陥１３が欠陥検査装置の走査ラインに対して斜めに
なるように、模擬欠陥サンプル１０を欠陥検査装置に取
り付ける。レーザーマーキング装置１２により標準的な
欠陥出力と同等の模擬欠陥を構成するため、どの位置で
もほぼ同じ出力が得られる。欠陥検査装置の感度調整等
を簡単に精度よく行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は模擬欠陥サンプル及び欠
陥検査装置の感度検出方法に関し、特に、被検査体に検
査光を照射し、この照射した検査光を光電変換手段で光
電変換し、この光電変換手段の出力信号に基づき被検査
体の欠陥を検査する欠陥検査装置に用いられる模擬欠陥
サンプル及びこれを用いた感度検出方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】走行しているウェブ等の被検査体にレー
ザー等の光ビームを照射してその透過光もしくは反射光
を受光器に入射させ、ウェブに存在する各種の欠陥を受
光器からの光電変換出力に基づいて評価する装置が提供
されている（例えば特開昭５９−２２０６３６号公報、
特開平６−２０７９１０号公報）。

【０００３】こうしたウェブの欠陥検査装置は、スリッ
ト状の受光窓を通して正常光だけを受光器に入射させ、
その出力変動により欠陥の検出を行う正常光受光方式
と、正常光をマスクで遮蔽し、異常光だけを受光器に入
射させてその出力増大により欠陥の検出を行う異常光受
光方式の２種に大別される。前者の方式は、汚れや異
物、さらにはピンホール等のように、光ビームに濃度変
化を与えるような欠陥（濃度欠陥）が被検査体に存在し
ているときに有効な検査方式であり、また後者の方式
は、傷や色なしの異物等のように、光ビームを散乱させ
るような欠陥が被検査体に存在しているときに有効な検
査方式である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような欠陥検査装
置では、検査装置の感度を確認するために、実欠陥を走
査位置に配置し、オシロスコープ等で検査波形を測定
し、Ｓ／Ｎ及び信号レベルを測定するという方法を取っ
ている。しかしながら、実欠陥の形状は均一ではなく、
実際の作業においては実欠陥を有するサンプルを走査位
置で微妙に上下させ、信号レベルが最大になるところを
もって、その欠陥の信号レベルとしており、その位置合
わせに手間を要するという問題がある。また、実欠陥の
選択においても、実際の検査におけるしきい値付近の信
号レベルが出る欠陥を探す必要があり、しかも探した欠
陥が必ずしも標準の信号レベルを発する保証はなく、試
行錯誤的な作業になり、効率のよい感度確認が困難にな
るという問題がある。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、欠陥検査装置の感度の検出を簡単にかつ効率良く
行うことができるようにした模擬欠陥サンプル及び欠陥
検査装置の感度検出方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、被検査体に検査光を照射
し、この照射した検査光を光電変換手段で光電変換し、
この光電変換手段の出力信号に基づき被検査体の欠陥を
検査する欠陥検査装置の感度の検出に用いられる模擬欠
陥サンプルであって、前記欠陥とほぼ同じ出力が前記光
電変換手段から得られる線状の模擬欠陥を備えている。
なお、前記線状の模擬欠陥が前記検査光の走査方向に対
して傾斜して配置されることが好ましい。また、前記被
検査体の表面または内部に存在する欠陥で乱反射した光
を前記光電変換手段で受光し、この光電変換手段の出力
信号に基づき被検査体の欠陥を検出するように前記欠陥
検査装置が構成されており、前記線状の模擬欠陥をレー
ザーマーキング装置により形成することが好ましい。さ
らに、前記模擬欠陥を前記検査光の走査方向に離間して
複数個形成し、これら模擬欠陥は前記光電変換手段から
の出力が異なるように構成されていることが好ましい。

【０００７】請求項５記載の発明では、被検査体に検査
光を照射し、この照射した検査光を光電変換手段で光電
変換し、この光電変換手段の出力信号に基づき被検査体
の欠陥を検査する欠陥検査装置の感度を検出する方法に
おいて、前記欠陥とほぼ同じ出力が前記光電変換手段か
ら得られる模擬欠陥を線状に形成した模擬欠陥サンプル
を用い、前記線状の模擬欠陥を検査光の照射位置に、前
記検査光の走査方向に対して傾斜させて配置し、前記模
擬欠陥の検出信号に基づき感度を検出している。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の模擬欠陥サンプル
とレーザーマーキング装置とを示す斜視図である。模擬
欠陥サンプル１０は、被検査体としてのウェブと同じ材
質のベース部材１１に、レーザーマーキング装置１２
で、一直線状の模擬欠陥１３を形成して構成されてい
る。ベース部材１１としては、ウェブのうち欠陥を含ま
ないものが用いられており、矩形状に形成されている。

【０００９】線状の模擬欠陥１３は、ベース部材１１の
長辺１１ａに対して傾斜角度θが４５度になるようにベ
ース部材１１のほぼ中央部に形成されている。この模擬
欠陥１３の長さは５０mm、幅は０．１mmである。また、
模擬欠陥１３の溝深さは、被検査体１１の代表的な欠陥
とほぼ同じ出力が後に説明する光検出器１５から得られ
る程度に形成され、０．０４〜０．０６mmの範囲で好ま
しく用いられる。この溝深さは、レーザーマーキング装
置１２のレーザー出力、スキャンスピードを変更した
り、多重にマーキングを施したりすることにより、変更
が可能である。

【００１０】図２及び図３に示すように、模擬欠陥サン
プル１０は、欠陥検査装置２０の被検査体であるウェブ
の検査位置２１に取り付けられる。このとき、模擬欠陥
１３が光ビーム２６の走査ライン（走査軌跡）２２に対
して傾斜角度θが４５°程度になるように取り付けられ
る。なお、矩形状の模擬欠陥サンプル１０の長辺１１ａ
に対して、模擬欠陥１３が予め４５度の角度で傾斜する
ように形成されているため、サンプル１０の長辺１１ａ
を走査ライン２２に平行に合わせることで、模擬欠陥１
３を走査位置にセットすることができる。しかも、模擬
欠陥１３はある程度の長さを有しているので、模擬欠陥
１３が走査ライン２２と交差するように簡単に配置する
ことができる。

【００１１】模擬欠陥１３の走査ライン２２に対する傾
斜角度θは、平行または直交以外であればよいが、好ま
しくは２５〜６５度の範囲がよく、より好ましくは３５
〜５５度の範囲がよい。なお、模擬欠陥１３は長辺１１
ａに対して平行に形成してもよく、この場合には、模擬
欠陥サンプル１０を走査位置２１に取り付ける際に、模
擬欠陥１３が走査ライン２２に対し傾斜するように位置
決めする。

【００１２】図２は欠陥検査装置２０を示す概略図であ
る。スキャナ２２はレーザー発振器２３、ポリゴンミラ
ー２４、光センサ２５から構成されている。レーザー発
振器２３から放射されたレーザー光２３ａは、図中矢印
Ｘ方向に連続走行する被検査体としてのウェブ（図示せ
ず）または模擬欠陥サンプル１０の表面上で所定径例え
ば０．３３mmの光ビーム２６となる。なお、図２では光
ビーム２６の走査位置に被検査体として模擬欠陥サンプ
ル１０を配置した例を示しているが、欠陥検査装置とし
て用いる場合には、光ビーム２６の走査位置に被検査体
としてのウェブが配置される。そして、時計方向に高速
回転するポリゴンミラー２４により、光ビーム２６は反
射され被検査体例えば模擬欠陥サンプル１０を幅方向に
走査する。なお、光センサ２５は光ビーム２６が被検査
体を走査する直前で光ビーム２６を受光し、検査幅設定
の基準となる基点通過信号を出力する。

【００１３】被検査体を透過した光ビーム２６を受光す
るために、光ビーム２６の走査ライン２２に対面するよ
うに光検出器３０が用いられている。図３に示すよう
に、光検出器３０の受光窓３０ａでその中央部には、走
査ライン２２に沿って帯状のマスク板３１が配置されて
いる。被検査体に傷などの欠陥がない場合には、被検査
体を透過した光はそのまま直進し、光検出器３０のマス
ク板３１に当たり、受光窓３０ａには検査光が到達する
ことがなく、光検出器３０の出力レベルは所定値以下に
なる。

【００１４】これに対して、被検査体に欠陥があると、
この部分で検査光は屈折して乱反射し分散される。この
ため、検査光がマスク板３１のみならずその上方及び下
方の受光窓３０ａに入り、光検出器３０内の導光棒に検
査光が到達する。光検出器３０内には、シリンドリカル
レンズ、導光棒、散乱帯が配置されており、両端部には
受光素子３２が設けられている。そして、受光窓２０ａ
に入ったレーザー光はシリンドリカルレンズで集めら
れ、導光棒を通過して散乱帯に入射し反射される。散乱
帯で反射された一部の光は、導光棒によりその端面まで
伝達され、受光素子３２に入る。

【００１５】受光素子３２の光電変換信号は欠陥信号発
生部３５に送られ、ここで信号処理されて単発の欠陥信
号が出力される。まず、レーザー光を受光した受光素子
３２は、レーザー光の光量に対応する光電変換信号をそ
れぞれ出力し、これらをＡＧＣ回路（オート・ゲイン・
コントロール回路）４０に供給する。このＡＧＣ回路４
０は各受光素子３２からの光電変換信号を加算する他
に、欠陥がない正常な被検査体に対して光ビーム２6 を
走査し、その検査光を光検出器１５に入射させたとき
に、その走査中心線の位置にかかわらず出力信号が一定
レベルになるように光電変換信号を増幅する。また、レ
ーザー発振器３の劣化等によるパワー変動が起きても、
上述のＡＧＣ回路２０で補償される。さらに、ＡＧＣ回
路４０にはゲイン調整つまみが設けられており、このつ
まみの操作により、ゲイン値の変更が可能になってい
る。ゲイン値の変更は後に説明する感度管理等で行われ
る。

【００１６】ＡＧＣ回路４０からの信号は、バンドパス
フィルタを含むフィルタ回路４１に入力される。フィル
タ回路４１は、信号に重畳されている低周波及び高周波
ノイズ信号を除去し、その信号を二値化回路４２へ出力
する。二値化回路４２は、しきい値により信号を二値化
する。これにより信号は、信号レベルがしきい値以下に
なったときにハイレベルとなる欠陥信号と、それ以外の
ときにローレベルとなる正常信号とに二値化される。そ
してこれらの信号からなる評価信号は、アンド回路４３
に入力される。

【００１７】一方、光センサ２５は、光ビームの走査開
始前に一定のタイミングで基点通過信号を出力し、この
基点通過信号が検査幅設定回路４４に入力される。検査
幅設定回路４４は、被検査体の幅寸法に対応して予め設
定されている検査幅データ及びレーン数に基づき、前記
基点通過信号を基準にして、レーン幅毎にハイレベルと
なる検査幅信号を出力する。そして、この検査幅信号に
よってアンド回路４５がゲートオープン状態となる。し
たがって、検査幅信号がハイレベルとなっている期間中
に欠陥信号が現れた場合に、アンド回路４５から欠陥信
号が出力される。なお、レーンは１回の走査ラインを複
数個に区切るものである。

【００１８】このようにして得られた欠陥信号は、欠陥
データ処理装置５０に送られる。欠陥データ処理装置５
０では、上記単発欠陥信号に基づき欠陥位置を特定す
る。また、単発欠陥信号の連続性を判定し、単発欠陥信
号が所定回数連続する場合に、これら一群の単発欠陥信
号に基づき広領域欠陥を特定する。これら検出された単
発欠陥及び広領域欠陥とその位置情報は、欠陥画像処理
装置５１に送られてそのディスプレイに表示される他
に、欠陥データ処理装置５０内のメモリ５０ａに記憶さ
れて、種々のデータ加工が行われる。そして、データ加
工された欠陥情報は、フイルム等の製品加工時に参考に
され、各種欠陥が最終製品に含まれることがないように
利用される。また、欠陥の原因追求や製造ラインのフィ
ードバック情報としても用いられる。さらに、欠陥画像
を撮像しておき、前記欠陥及びその位置情報に基づき、
各欠陥とその画像とを対応させ、これら欠陥とその画像
とを前記ディスプレイに表示してもよい。

【００１９】欠陥検査装置の感度管理を行う場合には、
模擬欠陥サンプルを走査位置に取り付けて、欠陥を検査
するときと同じようにして模擬欠陥出力信号を得て、感
度を管理する。この感度管理は、定期的に行われる他
に、欠陥が多発した時などに、被検査体側で欠陥が実際
に多発しているのか、または検査装置側に原因があるの
かを判定する場合にも行われる。

【００２０】この感度管理では、まず、図２におけるフ
ィルタ回路４１の出力波形をオシロスコープにて観測す
る。フィルタ回路４１からの波形が初期設定よりも高く
なっている場合は全体として感度が高くなっていること
になる。また、初期設定よりも低くなっている場合は全
体として感度が低くなっていることになる。感度に変化
があった場合には、ＡＧＣ回路４０が正常に機能してい
るか、レーザー光２３ａのビーム径が正常か、光検出器
２０に汚れがないか等を確認し適切な対応を実施し、フ
ィルタ回路４１からの出力波形が初期設定と同じになる
ように再設定する。

【００２１】また、欠陥検査装置の条件設定は下記のよ
うに行われ、有効活用される。被検査体の幅が広く、表
面検査機及び光検出器を幅方向に２台設置する場合に
は、これら２台の間に感度差があると品質保証レベルが
均一にならない。この場合には、同一の模擬欠陥サンプ
ル１０を各々に設置し、フィルタ回路４１からの出力波
形が等しくなるように、ＡＧＣ回路４０を設定する。ま
た、同一の品種を製造するラインが２ライン以上ある場
合には、各ラインで品質保証レベルが異なることは避け
なければならない。この場合には、まず、模擬欠陥サン
プル１０を用いて、基準となる検査機に対して上記の感
度管理を行う。次に、条件設定対象の検査機に対して同
じ模擬欠陥サンプル１０を用いて、フィルタ回路４１か
らの出力波形を観測し、この波形が基準となる検査機の
ものと等しくなるようにＡＧＣ回路４０を設定する。以
下、同様にして他のラインの検査機を条件設定する。

【００２２】なお、上記実施形態では、レーザー光を走
査し、この透過光を光検出器で受けることで欠陥信号を
得るようにしたが、欠陥信号はこの他に、例えば特開２
０００−９６５９号公報に開示されるような、ラインＣ
ＣＤ等を用いた方式により得るような欠陥検査装置に対
しても、疑似欠陥サンプルを用いてもよい。また、ウェ
ブの透過光に限らず反射光から欠陥信号を得るタイプの
欠陥検査装置に対して本発明を実施してもよい。

【００２３】上記実施形態では、模擬欠陥１３を１つ形
成して模擬欠陥サンプル１０を構成したが、複数個の模
擬欠陥を設けてもよい。図６は、レーザー光の走査方向
に対して５個の模擬欠陥６０〜６４を離間して並べて、
模擬欠陥サンプル６５を構成した実施形態を示してい
る。この場合に、各模擬欠陥６０〜６４は前記光検出器
２０からの出力が異なるように、その幅や溝深さ、溝形
状等を変えて構成されており、代表的な欠陥に対応する
模擬欠陥とされている。なお、この模擬欠陥には、模擬
欠陥を表す識別名を併記してもよい。

【００２４】また、図６では各模擬欠陥の傾斜角度を一
定にしているが、これに代えて、図７，図８に示すよう
に、各模擬欠陥７１〜７８の傾斜角度を変更してもよ
い。図７に示す模擬欠陥サンプル７０では、同一規格の
模擬欠陥７１〜７４をその傾斜角度を変更して配置して
構成されている。図８に示す模擬欠陥サンプル８０で
は、図６と同じように各模擬欠陥７５〜７８の幅や溝深
さ、溝形状等を変化させたものをその傾斜角度を変更し
て配置した構成されている。これら複数種類の模擬欠陥
を有する模擬欠陥サンプル６５，７０，８０を用いるこ
とで、異なる種別の欠陥に対しても、模擬欠陥サンプル
のセットを１回で行うことができ、効率よく感度検出等
が可能になる。

【００２５】上記実施形態では検査光が分散する疑似欠
陥に対して本発明を実施したが、濃度欠陥などの場合で
あっても、この濃度欠陥に対応する疑似欠陥を周知のマ
ーキング装置例えばインクジェットプリンタ等により線
状に且つ走査方向に傾斜して配置されるように構成する
ことで、同様にして濃度欠陥等に対応した疑似欠陥サン
プルを作成してもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、欠陥とほぼ同じ出力が
光電変換手段から得られる線状の模擬欠陥を備えたか
ら、常に一定した出力信号が簡単に得られることにな
り、感度の確認や条件設定等を効率よく行うことができ
る。とくに、走査位置に実欠陥を走査位置にセットして
位置合わせをしたり、実欠陥の最適と思われますものを
探してこれをセットしたりする必要がなくなる。

【００２７】線状の模擬欠陥が前記検査光の走査方向に
対して傾斜して配置されるようにしたから、模擬欠陥サ
ンプルの取り付け位置が厳密に要求されることもなく、
容易に取り付けが可能になる。また、疑似欠陥を走査方
向に対して傾斜させて配置するから、疑似欠陥を通過し
た検査光が走査方向に拡散してしまい欠陥と検出されな
いことが回避され、疑似欠陥を確実に検出することがで
きる。

【００２８】被検査体の表面または内部に存在する欠陥
で乱反射した光を光電変換手段で受光し、この光電変換
手段の出力信号に基づき被検査体の欠陥を検出するよう
に欠陥検査装置が構成されている場合には、線状の模擬
欠陥をレーザーマーキング装置により形成することで均
一な模擬欠陥を安定的に作成することが可能になる他
に、同一の模擬欠陥サンプルを多数作成することができ
る。これにより、感度の検出等を精度よく行うことがで
きる。模擬欠陥を検査光の走査方向に離間して複数個形
成し、これら模擬欠陥を前記光電変換手段からの出力が
異なるように構成することにより、１つの模擬欠陥サン
プルで複数種類の欠陥に対して感度検出等を行うことが
でき、作業効率が向上する。

【００２９】欠陥とほぼ同じ出力が前記光電変換手段か
ら得られる模擬欠陥を線状に形成した模擬欠陥サンプル
を用い、線状の模擬欠陥を検査光の照射位置に、前記検
査光の走査方向に対して傾斜させて配置し、模擬欠陥の
検出信号に基づき感度を検出するようにしたから、感度
検出を簡単且つ容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の模擬欠陥サンプルと模擬欠陥を記録す
るレーザーマーキング装置とを示す斜視図である。

【図２】欠陥検査装置を示す概略図である。

【図３】走査位置に配置した模擬欠陥サンプルを示す正
面図である。

【図４】本発明の模擬欠陥における光ビームの拡散度合
いを示す説明図である。

【図５】模擬欠陥をレーザービームの走査方向と直交さ
せて構成した場合のレーザビームの拡散度合いを示す説
明図である。

【図６】複数の異なる種別の模擬欠陥を有する模擬欠陥
サンプルを示す正面図である。

【図７】同一の模擬欠陥を傾斜角度を変えて複数並べた
模擬欠陥サンプルを示す正面図である。

【図８】異なる種別の模擬欠陥を傾斜角度を変えて複数
並べた模擬欠陥サンプルを示す正面図である。

【符号の説明】

１０，６５，７０，８０模擬欠陥サンプル１２レーザーマーキング装置１３，６０〜６４，７１〜７４，７５〜７８模擬欠陥２０欠陥検査装置３０光検出器３１マスク３２受光窓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査体に検査光を照射し、この照射し
た検査光を光電変換手段で光電変換し、この光電変換手
段の出力信号に基づき被検査体の欠陥を検査する欠陥検
査装置の感度の検出に用いられる模擬欠陥サンプルであ
って、前記欠陥とほぼ同じ出力が前記光電変換手段から得られ
る線状の模擬欠陥を備えたことを特徴とする模擬欠陥サ
ンプル。
【請求項２】前記線状の模擬欠陥が前記検査光の走査
方向に対して傾斜して配置されることを特徴とする請求
項１記載の模擬欠陥サンプル。
【請求項３】前記被検査体の表面または内部に存在す
る欠陥で乱反射した光を前記光電変換手段で受光し、こ
の光電変換手段の出力信号に基づき被検査体の欠陥を検
出するように前記欠陥検査装置が構成されており、前記
線状の模擬欠陥をレーザーマーキング装置により形成す
ることを特徴とする請求項２記載の模擬欠陥サンプル。
【請求項４】前記模擬欠陥を前記検査光の走査方向に
離間して複数個形成し、これら模擬欠陥は前記光電変換
手段からの出力が異なるように構成されていることを特
徴とする請求項１なしい３いずれか１つ記載の模擬欠陥
サンプル。
【請求項５】被検査体に検査光を照射し、この照射し
た検査光を光電変換手段で光電変換し、この光電変換手
段の出力信号に基づき被検査体の欠陥を検査する欠陥検
査装置の感度を検出する方法において、前記欠陥とほぼ同じ出力が前記光電変換手段から得られ
る模擬欠陥を線状に形成した模擬欠陥サンプルを用い、前記線状の模擬欠陥を検査光の照射位置に、前記検査光
の走査方向に対して傾斜させて配置し、前記模擬欠陥の検出信号に基づき感度を検出することを
特徴とする欠陥検査装置の感度検出方法。