JP2002372499A - 周期性欠陥検査方法及び装置 - Google Patents

周期性欠陥検査方法及び装置

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JP2002372499A
JP2002372499A JP2001180464A JP2001180464A JP2002372499A JP 2002372499 A JP2002372499 A JP 2002372499A JP 2001180464 A JP2001180464 A JP 2001180464A JP 2001180464 A JP2001180464 A JP 2001180464A JP 2002372499 A JP2002372499 A JP 2002372499A
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signal
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JP2001180464A
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Yukihiko Yamaguchi
幸彦 山口
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周期性欠陥を精度よく検出する。 【構成】 受光器12の光電変換信号をAGC回路2
8、二値化回路29で二値化する。この二値化信号を基
準クロック発生回路35からのクロックに基づきカウン
トし、幅方向に長さを有する幅欠陥か否かを判定する。
周期性欠陥検出部27により、幅欠陥が周期的に発生す
るか否かを判定する。まず幅欠陥を検出して、次にこれ
の周期性を判定するので、微小な欠陥によるノイズが排
除され、精度よく周期性幅欠陥を判定することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェブ等の被検査体に
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周期性欠陥検査方法及び装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】走行しているウェブにレーザービームを
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6−207
910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、単なる傷やピンホールの欠陥だけでなく、これ
らの欠陥が周期的に現れる場合の検出も行われている。
例えば、特開昭63−172945号で提案された周期
性欠陥弁別処理回路もその一例である。しかしながら、
このような周期性欠陥弁別処理回路においては、周期性
欠陥以外の品質には影響のない他の微小欠陥も検出して
しまうことがあり、これにより、偶発的に周期性欠陥信
号を発生してしまうという問題がある。このため、周期
性欠陥の検出精度が低下してしまう。
【0005】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、周期性欠陥を精度よく検出することができるよう
にした周期性欠陥検査方法及び装置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、本発明の周期性欠陥検査方法では、連続走行する被
検査体に対してその幅方向に走査する検査光を照射し、
被検査体で反射又は透過した検査光を光電検出し、この
検出信号の信号レベルが増加又は低下した状態を一定長
さ以上保持したときに幅欠陥として検出し、この検出し
た幅欠陥に対してその発生の周期性を検出している。
【0007】また、本発明の周期性欠陥検査装置では、
前記受光器の検出信号の信号レベルが増加又は低下した
状態を保持している間に基準クロック信号数を計数し、
この計数値が予め定められた基準値を超えた時に幅欠陥
信号を出力する幅欠陥検出手段と、被検査体の幅方向及
び長さ方向を細分化して設定されたデータセル毎に前記
幅欠陥信号を一時的に記憶して、この一時記憶した幅欠
陥信号を用いて、長さ方向のデータセルにおける周期性
の有無を判定する周期性欠陥検出手段とを備えている。
【0008】なお、前記幅欠陥検出手段を、一定の微小
間隔でクロック信号を送出する基準クロック発生回路
と、前記受光器の検出信号の信号レベルが増加又は低下
した状態を保持している間に前記基準クロック発生回路
から送出されたクロック信号数を計数し、この計数値が
予め定められた基準値を超えた時に幅欠陥データを発生
する幅欠陥データ発生手段とから構成し、前記周期性欠
陥検出手段を、被検査体の幅方向及び長さ方向を細分化
して設定されたデータセル毎に前記幅欠陥データを一時
的に記憶する一時記憶回路と、この一時記憶回路に記憶
された幅欠陥データを長さ方向のデータセル毎に読み出
し、幅欠陥の有無により設定された加減算のための検出
データに変換する加減算制御回路と、幅方向を分割した
レーン毎に出力される分割信号からレーン番号毎にデー
タを記憶するためのアドレス領域を確保するレーン番号
カウンタ回路と、同一レーンにおいて設定された周期毎
にデータセルの検出データを積算するためのアドレス領
域を確保する周期セルカウンタ回路と、この周期セルカ
ウンタ回路の出力に基づいて同一レーンの検出データを
周期セル毎に積算した一周器分の積算データを記憶する
積算値記憶回路と、上記加減算制御回路の出力と積算値
記憶回路の出力とを加減算する加減算回路と、この加減
算回路から出力されたデータ積算値が一定値を超えた時
に周期性幅欠陥と判別する比較器とから構成することが
好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明を実施した周期性
欠陥検査装置の概略図である。この欠陥検査装置10
は、スキャナ11、受光器12、光センサ13、及び信
号処理部15により構成されている。被検査体としての
フイルム17は、図示しないフイルム送り機構によって
スキャナ11と受光器12との間を図中矢印方向に一定
速度で走行される。
【0010】スキャナ11は、レーザー発振器20,レ
ンズ群21,回転多面鏡22,及び光路折り曲げ用の2
枚のミラー23,24により構成されている。レーザー
発振器20から放射されたレーザー光20aはレンズ群
21に入射し、そのスポット径が調節された後に、ミラ
ー23,24を介して高速回転する回転多面鏡22に入
射する。そして、このレーザー光20aは、回転多面鏡
22の回転によってフイルム17の走行方向と略直交し
てフイルム17上を幅方向に高速走査する検査光25と
なる。この検査光25は、フイルム17の検査部17a
を透過した後に、走査方向に延びた受光器12に入射す
る。受光器12は、フイルム17の検査部17aを透過
した検査光25を光電検出し、その強度に比例した光電
変換信号を信号処理部15に送出する。
【0011】光センサ13は、検査光25によるフイル
ム17上の走査領域から走査上流側に外れた位置に設け
られており、検査光25を受光した瞬間にパルス状の受
光信号を発生して、信号処理部15の幅欠陥検出回路2
6及び周期性欠陥検出部27に送出する。
【0012】信号処理部15では、受光器12からの光
電変換信号をAGC回路28、二値化回路29を介して
幅欠陥検出回路26に送り、幅欠陥を検出する。その
後、周期性欠陥検出部27により、この幅欠陥が周期的
に発生しているか否かを判定する。そして、周期的な幅
欠陥信号と判定されたときには、この周期的幅欠陥信号
とその位置データとがデータ処理装置30に送られる。
この周期的幅欠陥信号と位置情報とはデータ処理装置3
0内のメモリに記憶されて、種々のデータ加工が行われ
る。また、必要に応じてディスプレイ31に表示される
他にプリンタ32を用いてプリントが行われる。そし
て、データ加工された周期性幅欠陥情報やその他の欠陥
情報は、フイルムの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。
【0013】図2は、信号処理部15の構成を概略的に
示すものである。信号処理部15は、AGC回路28、
二値化回路29、幅欠陥検出回路26、基準クロック発
生回路35、幅欠陥信号の一時記憶回路40、ゲート回
路41、加減算制御回路42、加減算回路43、コンパ
レータ44、積算値記憶回路45、測長パルス分周回路
46、周期セルカウンタ47、レーン番号カウンタ48
を備えている。
【0014】レーザー光を受光した受光器12は、レー
ザー光の光量に対応する光電変換信号をAGC回路(オ
ート・ゲイン・コントロール回路)28に出力する。こ
のAGC回路28は受光器12からの光電変換信号を加
算する他に、欠陥がない正常なフイルム17に対して光
ビームを走査してその検査光を受光器12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20の劣化等によるパワー変動が起
きても、上述のAGC回路28で補償される。
【0015】AGC回路28からの信号は、バンドパス
フィルタを含む二値化回路29に入力される。バンドパ
スフィルタは信号に重畳されている低周波及び高周波ノ
イズ信号を除去する。二値化回路29では、ノイズ信号
が除去された信号を、しきい値により二値化する。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、幅欠陥検出回路26に入力
される。
【0016】図3に示すように、幅欠陥検出回路26
は、アンド回路51、カウンタ52、デジタルコンパレ
ータ53及びデジタルスイッチ54により構成されてい
る。図4は二値化回路29及び幅欠陥検出回路26にお
ける各部の出力波形を示している。アンド回路51は、
AGC回路28からの出力信号S1がしきい値THを基
準にしてハイレベルとなっている間だけ基準クロック発
生回路35からのクロック信号S2を通過させてカウン
タ回路52に送る。カウンタ回路52は、アンド回路5
1から入力した通過クロック信号S2のクロック数を計
数し、その計数値Aをデジタルコンパレータ53に送
る。またカウンタ回路52は、二値化回路29からの単
発欠陥信号S3がハイレベルからローレベルに変化した
時に、計数値Aをクリアして「0」にする。
【0017】デジタルコンパレータ53は、カウンタ回
路52から入力した計数値Aが予め定められた基準値B
と等しくなった瞬間にパルス状の幅欠陥信号S4を一時
記憶回路40に送出する。また、デジタルコンパレータ
53は、計数値Aが基準値Bに達しないときに制御信号
をアンド回路51に入力している。したがって、計数値
Aが基準値Bと等しくなるとアンド回路51が閉じられ
る。したがって、アンド回路51からは基準値Bを越え
ない数の通過クロック信号S4が送出される。なお基準
値Bは、検出しようとする欠陥の、フイルム17の幅方
向における長さに応じて定められ、本実施例においては
「5」とした。
【0018】周期性欠陥検出部27は、前記一時記憶回
路40と、ゲート回路41と、加減算制御回路42と、
加減算回路43と、積算値記憶回路45と、コンパレー
タ44と、測長パルス分周回路46と、周期セルカウン
タ47と、レーン番号カウンタ48とから構成されてい
る。
【0019】一時記憶回路40には、フイルムを幅方向
に分割するレーンマーククロックが供給されており、こ
のレーンマーククロックに同期して、各レーン毎に幅欠
陥データが記憶される。この一時的に記憶した幅欠陥デ
ータは、レーンマーククロックと同期して、ゲート回路
41に出力される。ゲート回路41は同期した検出デー
タを受けるとパルスを発し、その検出区間においてレー
ン毎に幅欠陥が存在することを明示する。さらに、長さ
方向の測長パルスが測長パルス分周回路46から供給さ
れると、レーン及びこれと直交する方向にフイルム17
を細分化するフレームとによって画定される区間、すな
わちデータセル毎に所定周期で幅欠陥の検出データが加
減算制御回路42に入力される。測長パルス分周回路4
6は、フイルム送り機構から出力されるライン測長パル
スを分周することにより、前記フレームに区画するため
のフレーム分割信号を出力する。
【0020】加減算制御回路42においては、幅欠陥デ
ータに対しては「+X」、正常信号に対しては「−Y」
の重み付けを行う。「+X」,「−Y」の設定は、各々
設定スイッチ55,56により行われる。なお、重み付
けをしない場合には上記「X」及び「Y」の値を「1」
とする。すなわち、一時記憶回路40から出力される2
値化データが幅欠陥信号「1」であるときには、加減算
値「+1」、正常信号「0」であるときには加減算値
「−1」として、加減算制御回路42から加減算データ
を出力する。
【0021】加減算回路43は、幅欠陥データを分割レ
ーン毎に積算する。積算値記憶回路45はRAMやシフ
トレジスタから構成されており、この積算値記憶回路4
5は加減算回路43の出力を記憶する。コンパレータ4
4は加減算回路43の出力に基づき周期性欠陥の判別を
行なう。このコンパレータ44には比較値設定スイッチ
57が設けられており、このスイッチ57により、周期
性欠陥と判別するためのしきい値しての欠陥個数がコン
パレータ44の比較値として設定される。
【0022】また、スキャナ11からは、幅方向への一
走査ラインを複数レーンに分割するためのレーンマーク
クロックが出力され、このレーンマーククロックはレー
ン番号カウンタ48に入力される。そして、レーン番号
カウンタ48は、レーンマーククロックに基づき、レー
ンの分割個数に対応して各々異なったアドレス信号を積
算値記憶回路45に出力する。
【0023】前記周期セルカウンタ47には周期設定ス
イッチ58が設けられており、このスイッチ58を操作
することにより、周期セルカウンタ47には予め分かっ
ている周期が設定される。
【0024】図5には被検査体としてのフイルム17の
データセル(単位セル)60と周期セルとの関係が示さ
れている。なお、符号62は幅欠陥を示している。本実
施形態では一周期を4データセルとしているので、斜線
で示される領域61のデータセルが8レーンでの一周期
分のデータセルとなり、例えばデータセルa1の周期セ
ルは、e1,i1,m1となる。この場合のデータセル
の大きさは、測定誤差(約0.1%以下)やランダム欠陥
あるいはノイズの発生量を考慮して決定しており、例え
ば欠陥の周期が1mである場合に、感光乳剤のようにノ
イズが安定している場合は、データセルの流れ方向の長
さを約10センチメートル程度に設定する。
【0025】なお、分割レーンの幅については、約1c
mもあれば十分な分解能を得ることができる。なぜな
ら、1cm以内に発生する欠陥は同一の欠陥の範囲と考
えても解析上何ら問題がないからである。従って、2m
〜2.5m幅のフイルム17を検査する場合は最大25
6レーンに分割すれば良いことになる。このようにし
て、実施例では4データセル分を一周期とし、周期セル
カウンタ47は一周期毎にアドレス信号を積算値記憶回
路45に出力する。この周期セルカウンタ47によっ
て、周期的にリードライトが行われる。従って、積算値
記憶回路45には、周期設定スイッチ58にて設定され
た一周期分、図5の斜線で示されるように、同一レーン
で4データセル分の検出データが記憶されており、積算
値記憶回路45からは常に一時記憶回路40に記憶され
ている検出データの一周期前の検出データが読み出され
る。なお、積算値記憶回路45の積算値を初期値(0)
に戻すためにインバータ70及びゲート回路71が設け
られており、コンパレータ44からの出力が積算値記憶
回路45に反転入力されるようになっている。
【0026】次に本実施形態の作用を説明する。図5に
示すように、フイルムの走査はa,b,c,・・・の走
査列毎に順次行われる。そして、幅欠陥検出回路26で
は図4に示すように、AGC回路28からの出力信号S
1に基づき幅欠陥の検出が行われる。そして、クロック
5個分以上の長さの単発欠陥信号が入力されたときにこ
れを幅欠陥と判定し、幅欠陥信号S4を周期性欠陥検出
部27に送る。
【0027】幅欠陥信号は一時記憶回路40に一時的に
格納される。この一時記憶回路40には、フイルム17
を幅方向に分割するレーンマーククロックが供給されて
おり、幅欠陥信号に基づく幅欠陥データはフイルム17
の幅方向の位置とともに一時記憶される。この幅方向の
走査は所定回数繰り返され、フイルム17が流れ方向に
1データセル分、例えばaデータセル分だけ進んだこと
が測長パルス分周回路15で検出されると、一時記憶回
路7に記憶された幅欠陥データは、レーンマーククロッ
クと同期して、ゲート回路41を介して加減算制御回路
42に出力される。
【0028】加減算制御回路42では、一時記憶回路4
0から供給された幅欠陥データに対して、上述したよう
に、欠陥信号の場合は「+1」、欠陥信号でない場合は
「−1」の検出データへの変換を行い、この検出データ
を加減算回路43に出力する。
【0029】加減算回路43では、周期毎に検出データ
の加減算を行なうことになるが、まず、8レーンの一周
期分の検出データは周期セルカウンタ47の出力に基づ
いてそのままデータセル毎に積算値記憶回路45に記憶
される。この場合、「−1」の記憶は行わない。
【0030】そして、図5のe列の走査が終了すると、
周期セルカウンタ47により一周期毎に記憶されたデー
タのうちa列のデータが積算値記憶回路45から読み出
され、これは加減算制御回路42から出力される加減算
データと加減算回路43にて加減算される。この場合、
積算値記憶回路45には、レーンマーククロックの個数
に対応してレーン番号カウンタ48によって出力される
レーン番号アドレスが入力されており、周期セルカウン
タ47とレーン番号カウンタ48とにより上記検出デー
タはフイルム17を幅方向で分割したレーンにおける周
期毎に積算記憶されることになる。
【0031】従って、a列についてはe列,i列,m列
のデータが、B列にいつてはf列、j列,n列のデータ
が順次データセル毎に加減算され、例えば図6(a)に
示すような周期性幅欠陥がある場合には、同図(b)に
示される積算値が記憶されることになる。なお、欠陥無
しの場合の減算データ「−1」は、積算データ「0」で
あるときには減算せず「0」を維持する。
【0032】このようにして加減算された積算検出デー
タは、コンパレータ44に入力され、比較値設定スイッ
チ57で設定された比較値、例えば「4」と比較され
る。そして、加減算値12の出力「4」を越えたときに
周期性欠陥であると判別して周期性欠陥信号を出力す
る。
【0033】次に、周期性欠陥を良好に弁別するため
に、加減算制御回路42の加減算データに重み付けをす
る場合を説明する。この場合には、加減算制御回路42
に設けた「+X」設定スイッチ55及び「−Y」設定ス
イッチ56を操作して、加算値「+X」及び減算値「−
Y」を必要に応じて異なる数に設定しておく。例えば、
ランダム欠陥の発生が多く誤検出が生じる場合には、加
算値X<減算値Yとする。また、各欠陥信号が十分に大
きくなくて検出が一部で飛んでしまう場合には加算値X
>減算値Yとする。これにより、周期性欠陥において個
々の欠陥が飛び飛びで出現する場合でも、これを周期性
欠陥として認識することができる。なお、これらの加減
算値は周期性欠陥の発生状況に応じて適宜設定できるも
のであり、これにより各種発生原因に応じた欠陥の検出
が可能となる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、連続走行する被検査体
に対してその幅方向に走査する検査光を照射し、被検査
体で反射又は透過した検査光を光電検出し、この検出信
号の信号レベルが増加又は低下した状態を一定長さ以上
保持したときに幅欠陥部であると認識し、この幅欠陥部
に対してその発生の周期性を判定するから、従来のよう
に単発欠陥で周期性を判定することがないので、周期性
欠陥以外の品質には影響のない他の微小欠陥により偶発
的に周期性欠陥信号を発してしまうことがなくなり、周
期性欠陥の検出精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の周期性欠陥検査装置の構成を示す概略
図である。
【図2】信号処理部を示すブロック図である。
【図3】幅欠陥検出回路の一例を示す回路図である。
【図4】幅欠陥を検出するときの各部の波形の概略を示
すタイミングチャートである。
【図5】検査領域の分割方法を示す説明図である。
【図6】被検査体であるフイルムに存在する周期性幅欠
陥とこの欠陥による欠陥データの積算状態の一例を示す
説明図である。
【符号の説明】
10 周期性欠陥検査装置 11 スキャナ 12 受光器 13 光センサ 15 信号処理部 17 フイルム 20 レーザー発振器 25 検査光 60 データセル 62 幅欠陥
フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA49 BB01 CC02 DD00 FF44 GG04 HH04 HH18 JJ03 JJ26 LL62 MM03 MM16 PP02 QQ04 QQ25 QQ47 QQ54 RR09 2G051 AA41 AB02 BA10 BB11 BC06 CA03 CB01 CB02 DA06 EA11 EA12 EA14 EA27 EA30 EB01 FA01 5B057 AA04 BA02 BA30 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB06 CB12 CB16 CC01 CE02 CE06 CE12 DA03 DB02 DB05 DB08 DC04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続走行する被検査体に対してその幅方
    向に走査する検査光を照射し、被検査体で反射又は透過
    した検査光を光電検出し、この検出信号の信号レベルが
    増加又は低下した状態を一定長さ以上保持したときに幅
    欠陥として検出し、この検出した幅欠陥に対してその発
    生の周期性を判定することを特徴とする周期性欠陥検査
    方法。
  2. 【請求項2】 走査機構を内蔵した投光器により、連続
    走行する被検査体に対してその幅方向に走査する検査光
    を照射し、被検査体で反射又は透過した検査光を受光器
    で光電検出し、この検出信号に基づいて周期性欠陥の有
    無を識別する周期性欠陥検査装置において、 前記受光器の検出信号の信号レベルが増加又は低下した
    状態を保持している間に基準クロック信号数を計数し、
    この計数値が予め定められた基準値を超えた時に幅欠陥
    信号を出力する幅欠陥検出手段と、 被検査体の幅方向及び長さ方向を細分化して設定された
    データセル毎に前記幅欠陥信号を一時的に記憶して、こ
    の一時記憶した幅欠陥信号を用いて、長さ方向のデータ
    セルにおける周期性の有無を判定する周期性欠陥検出手
    段とを備えたことを特徴とする周期性欠陥検査装置。
  3. 【請求項3】 前記幅欠陥検出手段を、一定の微小間隔
    でクロック信号を送出する基準クロック発生回路と、前
    記受光器の検出信号の信号レベルが増加又は低下した状
    態を保持している間に前記基準クロック発生回路から送
    出されたクロック信号数を計数し、この計数値が予め定
    められた基準値を超えた時に幅欠陥データを発生する幅
    欠陥データ発生手段とから構成し、 前記周期性欠陥検出手段を、被検査体の幅方向及び長さ
    方向を細分化して設定されたデータセル毎に前記幅欠陥
    データを一時的に記憶する一時記憶回路と、この一時記
    憶回路に記憶された幅欠陥データを長さ方向のデータセ
    ル毎に読み出し、幅欠陥の有無により設定された加減算
    のための検出データに変換する加減算制御回路と、幅方
    向を分割したレーン毎に出力される分割信号からレーン
    番号毎にデータを記憶するためのアドレス領域を確保す
    るレーン番号カウンタ回路と、同一レーンにおいて設定
    された周期毎にデータセルの検出データを積算するため
    のアドレス領域を確保する周期セルカウンタ回路と、こ
    の周期セルカウンタ回路の出力に基づいて同一レーンの
    検出データを周期セル毎に積算した一周器分の積算デー
    タを記憶する積算値記憶回路と、上記加減算制御回路の
    出力と積算値記憶回路の出力とを加減算する加減算回路
    と、この加減算回路から出力されたデータ積算値が一定
    値を超えた時に周期性幅欠陥と判別する比較器とから構
    成したことを特徴とする請求項2記載の周期性欠陥検査
    装置。
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