JP2003028808A - 表面検査方法および表面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査に際して直線走行する被検査体の表面形
状が、走行方向の順、逆に対して異方性のある場合で
も、確実に欠陥の検出をすること。 【解決手段】 直線走行するように搬送されると共に、
表面形状が走行方向の順、逆に対して異方性のある被検
査体の表面傷を検査するために、被検査体の走行面に対
して垂直な方向から被検査体の表面にレーザ光を照射
し、被検査体の走行方向の上流側と下流側とにおいて、
被検査体表面から生じる正反射光が直接入射しないよう
に配置され、かつ、それぞれ同一の検出角度でレーザ散
乱光を検出する対をなす検出光学系によって、被検査体
表面から生じたレーザ散乱光をそれぞれ検出してこれを
数値化し、対をなす検出光学系によって検出したレーザ
散乱光強度同士の演算結果により、被検査体表面の欠陥
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属、ガラス、樹
脂、フィルム等の材料を検査対象（被検査体）とする表
面検査方法および表面検査装置に係り、特に、検査に際
して直線走行する被検査体の表面形状が、走行方向の
順、逆に対して異方性のある場合に適用して好適な、表
面検査方法および表面検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミ、ステンレス等の金属材料表面に
発生する欠陥の検査手法としては、レーザ光を材料表面
に照射し材料表面からの反射光量を検出する手法や、ラ
インスキャンカメラ等を用いた画像処理による手法が、
数多く提案されている。

【０００３】特許掲載公報第２５７５４６９号では、レ
ーザスポット光を金属材料表面に照射（走査）し、材料
表面で反射した回折光を検出することで、欠陥検出を行
う方法が提案されている。本従来例では、欠陥部から特
定の方向に発生する回折光のみを選択的に検出すること
を目的としており、光電変換素子の前方に多数のシャッ
タを設け、シャッタの開閉動作をレーザ光のスキャンと
同期制御することで、レーザスキャン幅内で欠陥の発生
位置が異なる場合でも、欠陥の発生位置を基準にして常
に同一の角度から回折光を検出することを可能とし、金
属材料の全幅にわたる欠陥検出と欠陥形状の弁別を実現
している。

【０００４】また、特公平８−１４５４７号公報におい
ては、光電変換素子の前方に特定の角度からの回折光の
みを透過する光フィルタ等を設け、欠陥部から特定の角
度で発生した回折光を選択的に検出することで、金属材
料の全幅にわたる欠陥検出を実現している。

【０００５】しかしながら、上記した２つの従来例で
は、ダル表面（表面形状に方向性の無い）の被検査体上
に発生した特定形状（スクラッチ状）の欠陥の検出は可
能であるが、被検査体である金属材料の表面粗さや表面
形状に差異が生じた場合、具体的には、被検査体の表面
に２〜３μｍ以上の表面粗さが存在する場合や、表面形
状に方向性が存在する場合、あるいは検査対象とする欠
陥の種類が異なる場合等には、欠陥の検出感度が低下し
たり、欠陥の検出ができなくなる問題が発生する。

【０００６】例えば、被検査体の表面粗さが２〜３μｍ
（Ｒｍａｘ値）まで大きくなると、被検査体表面の正常
部（欠陥の存在しない部分）から発生する反射回折光の
空間強度分布が、レーザ照射位置の移動に伴って大きく
変化するため、光電変換素子に入射する反射回折光の角
度を限定するだけでは、無欠陥部を欠陥部と誤検出して
しまう。また、被検査体表面に付着した異物や、被検査
体の搬送系の不具合による材料表面の陥没（搬送系のロ
ーラー等の表面に突起が存在した場合、被検査体表面に
転写されることで発生する）等の欠陥については、欠陥
部の形状が不定形となるため、光電変換素子に入射する
反射回折光の角度を限定する手法では、欠陥検出率が極
めて低くなる。

【０００７】これに対し、特開平９−３０４２８９号公
報に開示された技術では、検査対象となる半導体ウェハ
をレーザ光により走査して、対をなす低角度受光系と対
をなす高角度受光系とによってウェハからの散乱光を受
光し、高角度受光系のみで検出されたものをウェハの欠
陥とし、低角度受光系で検出されたものを付着異物とす
る表面検査手法が示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開平９−３
０４２８９号公報に開示された技術においては、散乱光
を検出するようにしているため、表面粗さの影響を受け
ることなく、確実に欠陥を検出することができる。しか
しながら、この特開平９−３０４２８９号公報に示され
た技術は、検査対象を半導体ウェハとするものであっ
て、例えば、圧延鋼板のように、製造工程の諸般の事情
により、圧延鋼鈑の表面形状に長手方向に沿った異方性
が生じている場合については、考慮が払われていない。
つまり、金属材料などの場合、製造条件によっては、そ
の表面形状に材料の長手方向に沿った異方性が生じてい
る場合があるが、こうした場合には、表面形状の特徴的
なパターンの影響によって反射回折光が検出されて、欠
陥の虚報検出となる虞があるが、特開平９−３０４２８
９号公報においては、この点については全く配慮が払わ
れていない。

【０００９】本発明の目的は、金属、ガラス、樹脂、フ
ィルム等の材料を検査対象（被検査体）とした表面欠陥
検査において、検査に際して直線走行する被検査体の表
面形状が、走行方向の順、逆に対して異方性のある場合
でも、確実に欠陥の検出が可能となる検査方法および検
査装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、直線走
行するように搬送されると共に、表面形状が走行方向の
順、逆に対して異方性のある被検査体の表面の欠陥を検
査する方法であって、被検査体の走行面に対して垂直な
方向から被検査体の表面にレーザ光を照射し、被検査体
の走行方向の上流側と下流側とにおいて、被検査体表面
から生じる正反射光が直接入射しないように配置され、
かつ、それぞれ同一の検出角度でレーザ散乱光を検出す
る対をなす検出光学系によって、被検査体表面から生じ
たレーザ散乱光をそれぞれ検出してこれを数値化し、対
をなす検出光学系によって検出したレーザ散乱光強度同
士の演算結果により、被検査体表面の欠陥を検出するこ
とによって、達成される。

【００１１】また、上記した目的は、直線走行するよう
に搬送されると共に、表面形状が走行方向の順、逆に対
して異方性のある被検査体の表面の欠陥を検査する表面
検査装置であって、被検査体の走行面に対して垂直な方
向から被検査体の表面にレーザ光を照射する照射光学系
と、被検査体表面から生じる正反射光が直接入射しない
ように配置され、かつ、それぞれ同一の検出角度でレー
ザ散乱光を検出する対をなす検出光学系と、この対をな
す検出光学系によってそれぞれ検出された被検査体表面
からのレーザ散乱光の検出結果を、それぞれ数値化する
と共に、２つのレーザ散乱光強度同士を演算する演算手
段と、この演算手段の出力から被検査体表面の欠陥を検
出する欠陥検出手段とを、具備することによって達成さ
れる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の前提となる前提技
術例および本発明の実施の形態を、図面を用いて説明す
る。

【００１３】＜第１前提技術例＞まず、本発明の前提と
なる第１前提技術例について、表面粗さ３μｍの圧延鋼
板表面に生じた傷の検査への適用を例にとって説明す
る。図１および図２は、第１前提技術例に係る欠陥検出
光学系の構成図であり、図１、図２において、２は５０
０ｒｐｓで回転する１５面体のポリゴンミラー、３は焦
点距離４８０ｍｍのｆθレンズ、４０は被検査体１の表
面からのレーザ散乱光を検出するための検出光学系であ
る。被検査体１は、幅３００ｍｍ×長さ１００ｍ、厚さ
１００μｍの圧延鋼板であり、その表面には数１０μｍ
の周期性を有する凹凸パターンが形成され、図１および
図２の図中に示した矢印方向に最大１ｍ／ｓの速度で走
行する。被検査体１の表面粗さ（Ｒｍａｘ値、即ち特定
領域の表面形状における最大高さと最小高さの差）は３
μｍである。１２は被検査体１の搬送ローラであり、こ
の回転軸には図示しないロータリーエンコーダが接続さ
れ、被検査体１の走行速度をモニタ可能な構成となって
いる。

【００１４】図示しないレーザ照射光学系より得られる
レーザ光（波長５３２ｎｍ、出力２０ｍＷの連続発振
光）は、φ４ｍｍ（１／ｅ^２）の寸法の平行ビームとし
て成形された後、ポリゴンミラー２の反射点Ｐに入射
し、±１８度の角度に偏向されｆθレンズ３に入射す
る。その結果、レーザ光７は被検査体１の幅方向と平行
な１１に示した領域に照射（スキャン）される。本例に
おけるレーザスキャン長１１は２５０ｍｍである。な
お、レーザ光７は被検査体１の走行面に対して垂直な方
向から照射されており、被検査体１上におけるレーザ光
７のスポットサイズは約１５０μｍの寸法となってい
る。

【００１５】検出光学系４０には、開口寸法Ｗ（０．５
ｍｍ）の光ファイバ５０’が、複数本隣接して一直線状
に配置されており、全体としてその先端部が被検査体１
の幅方向と平行に並ぶように配列されている。検出光学
系内の光ファイバは全て結束され、ファイバ束５０とな
った後、検出したレーザ散乱光を図示しない欠陥検出回
路部へ導光する。また、光ファイバ５０’の先端側に
は、物側（レーザ照射位置ｙ点側）と像側（光ファイバ
側）でそれぞれ焦点距離の異なるシリンダ形状の集光レ
ンズ６０が配置され（物側焦点距離：ｆ１、像側焦点距
離：ｆ２）、レーザ照射位置ｙ点と光ファイバ５０’の
開口位置とが共役の関係となるよう、それぞれの位置関
係が調節されている。

【００１６】レーザ光７が被検査体１の表面ｙ点を中心
とした領域に入射すると、レーザ照射領域から正反射光
（反射回折光）８が発生する。この正反射光８は、被検
査体１の表面形状に依存する角度９の広がりを持つた
め、検出光学系４０の検出角度１０は、正反射光８が入
射しない角度に設定される。本例の場合、正反射光８の
広がり角９は約１０度、検出光学系４０の検出角度１０
は６０度である。

【００１７】図３は、被検査体１の表面に生じた傷１３
にレーザ光７が照射された様子を示している。傷１３
は、被検査体１表面のφ２０μｍの領域に異物（被検査
体の素材以外の材料）が挟み込まれた形態である。傷１
３にレーザ光７が照射されると、傷１３から散乱光１
３’が発生するが、傷１３以外の部分にも同時にレーザ
光７（被検査体１表面におけるスポットサイズ：１５０
μｍ）が照射されているために、傷１３の周囲からは正
反射光８が発生する。本例では表面粗さ３μｍ（Ｒｍａ
ｘ値）の被検査体１を検査対象としているため、傷１３
の周辺から発生する正反射光８の空間強度分布が、レー
ザ光７の照射位置の移動（ポリゴンミラー２とｆθレン
ズ３によるレーザ光のスキャン）に伴って不規則に変動
してしまい、正反射光（反射回折光）８の強度や空間分
布の解析からでは、傷１３の検出が不可能である。本例
では、傷１３を中心として半球状の分布となって発生す
る散乱光１３’のうち、図中の１４で示した一部領域の
角度成分のみを検出光学系４０で検出する。

【００１８】検出されたレーザ散乱光は、ファイバ束５
０により欠陥検出回路へ導光される。図４は欠陥検出回
路の構成を示した図である。ファイバ束５０により導光
された散乱光は、欠陥検出回路の光電変換回路８０で電
圧信号に変換される。その後、比較回路８３において、
予め設定されている閾値と比較する手法で欠陥部が検出
される。一方、比較回路８３には、被検査体走行方向距
離情報（被検査体１の搬送ローラに取り付けられたロー
タリエンコーダ信号）およびポリゴンミラー回転角度信
号が入力されている。ポリゴンミラー回転角度信号は、
ポリゴンミラーの回転角度：２４度周期（１回転３６０
度／１５面体）で得られる同期信号であり、本例では１
スキャンの周期が１３３μｓ（レーザスキャン長：２５
０ｍｍ）に相当する。比較回路８３では、検出した散乱
光強度が前記閾値以上の強度の場合、欠陥情報として、
検出した散乱光強度情報と、被検査体走行方向の距離情
報と、ポリゴンミラー回転角度信号（同期信号）を基準
とした欠陥部検出までの遅延時間情報（レーザスキャン
方向位置情報に相当）を、メモリ８４に転送する。

【００１９】これらの欠陥情報は、メモリ８４で一定時
間蓄積された後、例えば５ｓ周期でまとめてＰＣ（パー
ソナルコンピュータ）８５に転送される。ＰＣ８５で
は、転送された欠陥情報に基づいて、被検査体走行方向
位置とレーザスキャン方向位置の２次元のマトリクス上
に欠陥位置を逐次表示、もしくはページ単位でプリント
出力し、また、必要に応じ、図示せぬネットワークを通
じて外部機器に、欠陥位置情報とその検出散乱光強度デ
ータを出力する。本例では、光電変換回路８０のサンプ
リング周波数として７０ＭＨｚを採用することで、レー
ザスキャン方向：約４０μｍ、被検査体走行方向：約１
５０μｍの空間分解能で、欠陥位置の表現が可能である
（被検査体走行方向の空間分解能は使用するレーザスポ
ットサイズに依存する）。なお、それぞれの欠陥位置で
検出された散乱光強度は、検出散乱光強度に対応した色
別の階調で表現される。

【００２０】以上、本第１前提技術例では、圧延鋼板表
面から発生する正反射光（反射回折光）の空間強度分布
変化の影響を受けることがなく、表面粗さ３μｍの圧延
鋼板に対して、虚報の発生が抑制された信頼性の高い表
面傷検出が実現できる。

【００２１】なお、本例における被検査体としては圧延
鋼板を例に挙げて説明したが、被検査体がその他の金属
材料や、ガラス、樹脂、フィルム等の材料であっても、
同一の構成・方法で欠陥の検査が可能となる。

【００２２】＜第２前提技術例＞次に、本発明の前提と
なる第２前提技術について、表面粗さ３μｍの圧延鋼板
表面に生じた傷の検査への適用を例にとって説明する。
図５および図６は、第２前提技術例に係る欠陥検出光学
系の構成図であり、図５、図６において、２は５００ｒ
ｐｓで回転する１５面体のポリゴンミラー、３は焦点距
離４８０ｍｍのｆθレンズ、４０および４１は被検査対
１５表面からのレーザ散乱光を検出するための検出光学
系である。被検査体１は、幅３００ｍｍ×長さ１００
ｍ、厚さ１００μｍの圧延鋼板であり、その表面には数
１０μｍの周期性を有する凹凸パターンが形成され、図
５および図６の図中に示した矢印方向に最大１ｍ／ｓの
速度で走行する。被検査体１５の表面粗さ（Ｒｍａｘ
値、即ち特定領域の表面形状における最大高さと最小高
さの差）は３μｍである。１２は被検査体１の搬送ロー
ラであり、この回転軸には図示しないロータリーエンコ
ーダが接続され、被検査体１の走行速度をモニタ可能な
構成となっている。

【００２３】図示しないレーザ照射光学系より得られる
レーザ光（波長５３２ｎｍ、出力２０ｍＷの連続発振
光）は、φ４ｍｍ（１／ｅ^２）の寸法の平行ビームとし
て成形された後、ポリゴンミラー２の反射点Ｐに入射
し、±１８度の角度に偏向されｆθレンズ３に入射す
る。その結果、レーザ光７は被検査体１の幅方向と平行
な１１に示した領域に照射（スキャン）される。本例に
おけるレーザスキャン長１１は２５０ｍｍである。な
お、本例では、レーザ光７は被検査体１の走行面の法線
ｙ−ｙ’に対して、４５度の角度で照射されており、被
検査体１上におけるレーザ光７のスポットサイズは約１
５０μｍの寸法となっている。

【００２４】検出光学系４０は被検査体１の走行面の法
線ｙ−ｙ’に対して７０度の角度、検出光学系４１は被
検査体１の走行面の法線ｙ−ｙ’に対して２０度の角度
で、それぞれ配置される。検出光学系４０には、開口寸
法Ｗ（０．５ｍｍ）の光ファイバ５０’が複数本隣接し
て一直線状に配置されており、全体としてその先端部が
被検査体１の幅方向と平行に並ぶように配列されてい
る。検出光学系４０内の光ファイバは全て結束され、フ
ァイバ束５０となった後、検出したレーザ散乱光を図示
しない欠陥検出回路部へ導光する。また、光ファイバ５
０’の先端側には、物側（レーザ照射位置ｙ点側）と像
側（光ファイバ側）でそれぞれ焦点距離の異なるシリン
ダ形状の集光レンズ６０が配置され（物側焦点距離：ｆ
１、像側焦点距離：ｆ２）、レーザ照射位置ｙ点と光フ
ァイバ５０’の開口位置とが共役の関係となるよう、そ
れぞれの位置関係が調節されている。検出光学系４１の
構造は、検出光学系４０と同一であり、５１’は開口寸
法Ｗ（０．５ｍｍ）の光ファイバ、５１はファイバ束、
６１は集光レンズで、それぞれ検出光学系４０と同じ機
能を果たす。

【００２５】レーザ光７が被検査体１の表面ｙ点を中心
とした領域に入射すると、レーザ照射領域から正反射光
（反射回折光）８が発生する。この正反射光８は、被検
査体１の表面形状に依存する角度９の広がりを持つた
め、検出光学系４０および４１のそれぞれの検出角度
は、正反射光８が入射しない角度に設定される。本例の
場合、正反射光８の広がり角９は約１０度である。

【００２６】図７は、被検査体１の表面に生じた傷１３
にレーザ光７が照射された様子を示している。傷１３
は、被検査体１表面のφ２０μｍの領域に異物（被検査
体の素材以外の材料）が挟み込まれた形態である。傷１
３にレーザ光７が照射されると、傷１３から散乱光１
３’が発生するが、傷１３以外の部分にも同時にレーザ
光７（被検査体１表面におけるスポットサイズ：１５０
μｍ）が照射されているために、傷１３の周囲からは正
反射光８が発生する。本例では表面粗さ３μｍ（Ｒｍａ
ｘ値）の被検査体を検査対象としているため、傷１３の
周辺から発生する正反射光８の空間強度分布が、レーザ
光７の照射位置の移動（ポリゴンミラー２とｆθレンズ
３によるレーザ光のスキャン）に伴って不規則に変動し
てしまい、正反射光（反射回折光）８の強度や空間分布
の解析からでは、傷１３の検出が不可能である。本例で
は、傷１３を中心として半球状の分布となって発生する
散乱光１３’のうち、図中の１４および１５で示した一
部領域の角度成分のみを、検出光学系４０および４１で
検出する。

【００２７】検出されたレーザ散乱光は、ファイバ束５
０および５１により欠陥検出回路へ導光される。図８は
欠陥検出回路の構成を示した図である。ファイバ束５０
および５１により導光された散乱光はそれぞれ、欠陥検
出回路の光電変換回路８０、８１で電圧信号に変換され
る。この光電変換動作は、時間的に同期したタイミング
で行われる。その後、光電変換した電圧信号データを演
算回路８２で乗算処理する。この乗算処理は、それぞれ
の光電変換回路８０、８１で得られた検出信号の信号レ
ベル（欠陥部で得られた散乱光強度）とノイズレベルと
の弁別性を向上させる効果を持つ。即ち、それぞれの光
電変換回路８０、８１で得られた検出信号の信号レベル
（欠陥部で得られた散乱光強度；Ｓ）とノイズレベル；
Ｎとの比率；Ｓ／Ｎ＝２のとき、乗算後のＳ／Ｎは４と
なる。乗算処理されたデータは、比較回路８３におい
て、予め設定されている閾値と比較する手法で欠陥部が
検出される。一方、比較回路８３には、被検査体走行方
向距離情報（被検査体１の搬送ローラに取り付けられた
ロータリエンコーダ信号）およびポリゴンミラー回転角
度信号が入力されている。ポリゴンミラー回転角度信号
は、ポリゴンミラーの回転角度：２４度周期（１回転３
６０度／１５面体）で得られる同期信号であり、本例で
は１スキャンの周期が１３３μｓ（レーザスキャン長：
２５０ｍｍ）に相当する。比較回路８３では、検出した
散乱光強度が前記閾値以上の強度の場合、欠陥情報とし
て、検出した散乱光強度情報（乗算後）と、被検査体走
行方向の距離情報と、ポリゴンミラー回転角度信号（同
期信号）を基準とした欠陥部検出までの遅延時間情報
（レーザスキャン方向位置情報に相当）を、メモリ８４
に転送する。

【００２８】これらの欠陥情報は、メモリ８４で一定時
間蓄積された後、例えば５ｓ周期でまとめてＰＣ（パー
ソナルコンピュータ）８５に転送される。ＰＣ８５で
は、転送された欠陥情報に基づいて、被検査体走行方向
位置とレーザスキャン方向位置の２次元のマトリクス上
に欠陥位置を逐次表示、もしくはページ単位でプリント
出力し、また、必要に応じ、図示せぬネットワークを通
じて外部機器に、欠陥位置情報とその検出散乱光強度デ
ータを出力する。本例では、光電変換回路８０、８１の
サンプリング周波数として７０ＭＨｚを採用すること
で、レーザスキャン方向：約４０μｍ、被検査体走行方
向：約１５０μｍの空間分解能で欠陥位置の表現が可能
である（被検査体走行方向の空間分解能は使用するレー
ザスポットサイズに依存する）。なお、それぞれの欠陥
位置で検出された散乱光強度は、検出散乱光強度に対応
した色別の階調で表現される。

【００２９】以上、本第２前提技術例では、圧延鋼板表
面から発生する正反射光（反射回折光）の空間強度分布
変化の影響を受けることがなく、表面粗さ３μｍの圧延
鋼板に対して、虚報の発生が抑制された信頼性の高い表
面傷検出が実現できる。

【００３０】なお、本例では、欠陥検出回路の演算回路
８２の演算論理として乗算処理を用いて説明したが、散
乱光の強度信号のＳ／Ｎを向上させることができる他の
演算処理（加算処理や、加算・減算・乗算等を組み合わ
せた処理）を採用することも可能である。また、本例に
おける被検査体としては圧延鋼板を例に挙げて説明した
が、被検査体がその他の金属材料や、ガラス、樹脂、フ
ィルム等の材料であっても、同一の構成・方法で欠陥の
検査が可能となる。

【００３１】＜第１実施形態＞次に、本発明の第１実施
形態を、表面粗さ３μｍの圧延鋼板表面に生じた傷の検
査への適用を例にとって説明する。本実施形態は、表面
形状が走行方向の順、逆に対して異方性のある圧延鋼鈑
に対する適用例である。

【００３２】図９および図１０は、本発明の第１実施形
態に係る欠陥検出光学系の構成図であり、図９、図１０
において、２は５００ｒｐｓで回転する１５面体のポリ
ゴンミラー、３は焦点距離４８０ｍｍのｆθレンズ、４
０および４１は被検査対１６表面からのレーザ散乱光を
検出するための検出光学系である。被検査体１６は、幅
３００ｍｍ×長さ１００ｍ、厚さ１００μｍの圧延鋼板
であり、その表面には数１０μｍの周期性を有する凹凸
パターンが形成され、図９および図１０の図中に示した
矢印方向に最大１ｍ／ｓの速度で走行する。被検査体１
６表面に形成された凹凸形状は、被検査体１６の製造方
法に起因した特徴を呈しており、その走行方向の上流側
と下流側で斜面の角度が異なった形状となっている（走
行方向に沿った断面において、概略ノコ歯状の凹凸形状
となっている）。被検査体１６の表面粗さ（Ｒｍａｘ
値、即ち特定領域の表面形状における最大高さと最小高
さの差）は３μｍである。１２は被検査体１６の搬送ロ
ーラであり、この回転軸には図示しないロータリーエン
コーダが接続され、被検査体１６の走行速度をモニタ可
能な構成となっている。

【００３３】図示しないレーザ照射光学系より得られる
レーザ光（波長５３２ｎｍ、出力２０ｍＷの連続発振
光）は、φ４ｍｍ（１／ｅ^２）の寸法の平行ビームとし
て成形された後、ポリゴンミラー２の反射点Ｐに入射
し、±１８度の角度に偏向されｆθレンズ３に入射す
る。その結果、レーザ光７は被検査体１６の幅方向と平
行な１１に示した領域に照射（スキャン）される。本実
施形態におけるレーザスキャン長１１は２５０ｍｍであ
る。なお、レーザ光７は被検査体１６の走行面に対して
垂直な方向から照射されており、被検査体１６上におけ
るレーザ光７のスポットサイズは約１５０μｍの寸法と
なっている。

【００３４】検出光学系４０および４１はそれぞれ、レ
ーザスキャン領域１１を挟んで被検査体１６の走行方向
の下流側と上流側に配置され、かつ、被検査体１６の走
行面の法線に対して同一検出角度をもつように配置され
ている。検出光学系４０には、開口寸法Ｗ（０．５ｍ
ｍ）の光ファイバ５０’が複数本隣接して一直線状に配
置されており、全体としてその先端部が被検査体１６の
幅方向と平行に並ぶように配列されている。１つの検出
光学系内の光ファイバは全て結束され、ファイバ束５０
となった後、検出したレーザ散乱光を図示しない欠陥検
出回路部へ導光する。また、光ファイバ５０’の先端側
には、物側（レーザ照射位置ｙ点側）と像側（光ファイ
バ側）でそれぞれ焦点距離の異なるシリンダ形状の集光
レンズ６０が配置され（物側焦点距離：ｆ１、像側焦点
距離：ｆ２）、レーザ照射位置ｙ点と光ファイバ５０’
の開口位置とが共役の関係となるよう、それぞれの位置
関係が調節されている。検出光学系４１の構造は、検出
光学系４０と同一であり、５１’は開口寸法Ｗ（０．５
ｍｍ）の光ファイバ、５１はファイバ束、６１は集光レ
ンズで、それぞれ検出光学系４０と同じ機能を果たす。

【００３５】レーザ光７が被検査体１６の表面ｙ点を中
心とした領域に入射すると、レーザ照射領域から正反射
光（反射回折光）８が発生する。この正反射光８は、被
検査体１６の表面形状に依存する角度９の広がりを持つ
ため、検出光学系４０および４１の検出角度１０は、前
記正反射光８が入射しない角度に設定される。本実施形
態の場合、正反射光８の広がり角９は約１０度、検出光
学系４０および４１の検出角度１０は６０度である。

【００３６】図１１は、被検査体１６の表面に生じた傷
１３にレーザ光７が照射された様子を示している。傷１
３は、被検査体１６表面のφ２０μｍの領域に異物（被
検査体の素材以外の材料）が挟み込まれた形態である。
傷１３にレーザ光７が照射されると、傷１３から散乱光
１３’が発生するが、傷１３以外の部分にも同時にレー
ザ光７（被検査体１６表面におけるスポットサイズ：１
５０μｍ）が照射されているために、傷１３の周囲から
は正反射光８が発生する。本実施形態では表面粗さ３μ
ｍ（Ｒｍａｘ値）の被検査体１６を検査対象としている
ため、傷１３の周辺から発生する正反射光８の空間強度
分布が、レーザ光７の照射位置の移動（ポリゴンミラー
２とｆθレンズ３によるレーザ光のスキャン）に伴って
不規則に変動してしまい、正反射光（反射回折光）８の
強度や空間分布の解析からでは、傷１３の検出が不可能
である。本実施形態では、傷１３を中心として半球状の
分布となって発生する散乱光１３’のうち、図中の１４
および１５で示した一部領域の角度成分のみを検出光学
系４０および４１で検出する。

【００３７】しかしながら、表面形状に異方性が生じた
圧延鋼板の表面検査においては、前述した図１０および
図１１の設定によって欠陥部からの散乱光を検出しよう
としても、被検査体１６の表面に形成された特徴的なパ
ターン形状が原因となって、図１２に示す如く、一方の
検出光学系４１から反射回折光８’が検出されてしまう
場合がある。即ち、被検査体１６表面に形成された１つ
の凹凸組織の頂部ｙ_０（被検査体１６の走行方向の上流
側と下流側のそれぞれの斜面で形成された１つの凹凸形
状パターン内で最大高さを示す部分）にレーザ光７が照
射されると、本実施形態の場合、被検査体１６の走行方
向の上流（検出光学系４１）側で反射回折光８’が検出
されることを、実験検証により確認している。この現象
は、被検査体１６の走行方向が逆転すると、反射回折光
８’が検出される検出光学系も下流側に逆転する（被検
査体１６の走行方向が逆転した場合、検出光学系４０が
上流、検出光学系４１が下流側となる）。

【００３８】検出されたレーザ散乱光は、ファイバ束５
０および５１により欠陥検出回路へ導光される。図１３
は欠陥検出回路の構成を示した図である。ファイバ束５
０および５１により導光された散乱光はそれぞれ、欠陥
検出回路の光電変換回路８０、８１で電圧信号に変換さ
れる。この光電変換動作は、時間的に同期したタイミン
グで行われる。なお、光電変換した時点の上流側（ファ
イバ５１側）の検出散乱光強度波形には、傷による信号
と反射回折光による信号とが、ほぼ同じ強度で検出され
ている。

【００３９】その後、光電変換した電圧信号データを演
算回路８２で乗算処理する。本処理は、上流側（ファイ
バ５１側）と下流側（ファイバ５０側）の検出光学系で
同時に検出された散乱光強度を強調する効果がある。即
ち、どちらか一方（本実施形態の場合、上流側）の検出
光学系で得られた反射回折光による検出信号が、誤って
欠陥部と認識されない様に作用する。検出演算処理され
たデータは、比較回路８３において、予め設定されてい
る閾値と比較する手法で欠陥部が検出される。一方、比
較回路８３には、被検査体走行方向距離情報（被検査体
１６の搬送ローラに取り付けられたロータリエンコーダ
信号）およびポリゴンミラー回転角度信号が入力されて
いる。ポリゴンミラー回転角度信号は、ポリゴンミラー
の回転角度：２４度周期（１回転３６０度／１５面体）
で得られる同期信号であり、本実施形態では１スキャン
の周期が１３３μｓ（レーザスキャン長：２５０ｍｍ）
に相当する。比較回路８３では、検出した散乱光強度が
前記閾値以上の強度の場合、欠陥情報として、検出した
散乱光強度情報と、被検査体走行方向の距離情報と、ポ
リゴンミラー回転角度信号（同期信号）を基準とした欠
陥部検出までの遅延時間情報（レーザスキャン方向位置
情報に相当）を、メモリ８４に転送する。

【００４０】これらの欠陥情報は、メモリ８４で一定時
間蓄積された後、例えば５ｓ周期でまとめてＰＣ（パー
ソナルコンピュータ）８５に転送される。ＰＣ８５で
は、転送された欠陥情報に基づいて、被検査体走行方向
位置とレーザスキャン方向位置の２次元のマトリクス上
に欠陥位置を逐次表示、もしくはページ単位でプリント
出力し、また、必要に応じ、図示せぬネットワークを通
じて外部機器に、欠陥位置情報とその検出散乱光強度デ
ータを出力する。本実施形態例では、光電変換回路８
０、８１のサンプリング周波数として７０ＭＨｚを採用
することで、レーザスキャン方向：約４０μｍ、被検査
体走行方向：約１５０μｍの空間分解能で欠陥位置の表
現が可能である（被検査体走行方向の空間分解能は使用
するレーザスポットサイズに依存する）。なお、それぞ
れの欠陥位置で検出された散乱光強度は、検出散乱光強
度に対応した色別の階調で表現される。

【００４１】以上、本第１実施形態によれば、表面に形
状的な異方性を有するパターンが形成された圧延鋼板の
表面検査において、虚報の発生が抑制された信頼性の高
い表面傷検出が実現できる。また、表面に形状的な異方
性を有するパターンが形成された圧延鋼板の表面検査に
おいて、被検査体の走行方向が逆転しても、同一の性能
で欠陥の検出が可能となる。

【００４２】なお、本実施形態では、欠陥検出回路の演
算回路８２の演算論理として乗算処理を用いて説明した
が、散乱光の強度信号のＳ／Ｎを向上させることができ
る他の演算処理（加算処理や、加算・減算・乗算等を組
み合わせた処理）を採用することも可能である。また、
本実施形態における被検査体としては圧延鋼板を例に挙
げて説明したが、被検査体がその他の金属材料や、ガラ
ス、樹脂、フィルム等の材料であっても同一の構成・方
法で欠陥の検査が可能となる。

【００４３】＜第２実施形態＞次に、本発明の第２実施
形態を、表面粗さ３μｍの圧延鋼板表面に生じた傷ある
いは陥没の検査への適用を例にとって説明する。本実施
形態は、表面形状が走行方向の順、逆に対して異方性の
ある圧延鋼鈑に対する適用例である。

【００４４】図１４および図１５は、本発明の第２実施
形態に係る欠陥検出光学系の構成図であり、図１４、図
１５において、２は５００ｒｐｓで回転する１５面体の
ポリゴンミラー、３は焦点距離４８０ｍｍのｆθレン
ズ、４０、４１、４２、４３は被検査体１６表面からの
レーザ散乱光を検出するための検出光学系である。被検
査体１６は、幅３００ｍｍ×長さ１００ｍ、厚さ１００
μｍの圧延鋼板であり、その表面には数１０μｍの周期
性を有する凹凸パターンが形成され、図１４および１５
の図中に示した矢印方向に最大１ｍ／ｓの速度で走行す
る。被検査体１６表面に形成された凹凸形状は、被検査
体１６の製造方法に起因した特徴を呈しており、その走
行方向の上流側と下流側で斜面の角度が異なった形状と
なっている（走行方向に沿った断面において、概略ノコ
歯状の凹凸形状となっている）。被検査体１６の表面粗
さ（Ｒｍａｘ値、即ち特定領域の表面形状における最大
高さと最小高さの差）は３μｍである。１２は被検査体
１６の搬送ローラであり、この回転軸には図示しないロ
ータリーエンコーダが接続され、被検査体１６の走行速
度をモニタ可能な構成となっている。

【００４５】図示しないレーザ照射光学系より得られる
レーザ光（波長５３２ｎｍ、出力２０ｍＷの連続発振
光）は、φ４ｍｍ（１／ｅ^２）の寸法の平行ビームとし
て成形された後、ポリゴンミラー２の反射点Ｐに入射
し、±１８度の角度に偏向されｆθレンズ３に入射す
る。その結果、レーザ光７は被検査体１６の幅方向と平
行な１１に示した領域に照射（スキャン）される。本実
施形態におけるレーザスキャン長１１は２５０ｍｍであ
る。なお、レーザ光７は被検査体１６の走行面に対して
垂直な方向から照射されており、被検査体１６上におけ
るレーザ光７のスポットサイズは約１５０μｍの寸法と
なっている。

【００４６】検出光学系４０と４１、および４２と４３
はそれぞれ、レーザスキャン領域１１を挟んで被検査体
１６の走行方向の下流側と上流側に配置されると共に、
被検査体１６の走行面の法線に対して、検出光学系４０
と４１とは同一検出角度をとり、検出光学系４２と４３
とは同一検出角度をとるように配置されている。検出光
学系４０には、開口寸法Ｗ（０．５ｍｍ）の光ファイバ
５０’が複数本隣接して一直線状に配置されており、全
体としてその先端部が被検査体１６の幅方向と平行に並
ぶように配列されている。１つの検出光学系内の光ファ
イバは全て結束され、ファイバ束５０となった後、検出
したレーザ散乱光を図示しない欠陥検出回路部へ導光す
る。また、光ファイバ５０’の先端側には、物側（レー
ザ照射位置ｙ点側）と像側（光ファイバ側）でそれぞれ
焦点距離の異なるシリンダ形状の集光レンズ６０が配置
され（物側焦点距離：ｆ１、像側焦点距離：ｆ２）、レ
ーザ照射位置ｙ点と光ファイバ５０’の開口位置とが共
役の関係となるよう、それぞれの位置関係が調節されて
いる。検出光学系４１、４２、４３の構造は、検出光学
系４０と同一であり、５１’、５２’、５３’は開口寸
法Ｗ（０．５ｍｍ）の光ファイバ、５１、５２、５３は
ファイバ束、６１、６２、６３は集光レンズで、それぞ
れ検出光学系４０と同じ機能を果たす。

【００４７】レーザ光７が被検査体１６の表面ｙ点を中
心とした領域に入射すると、レーザ照射領域から正反射
光８（反射回折光）が発生する。この正反射光８は、被
検査体１６の表面形状に依存する角度９の広がりを持つ
ため、検出光学系４０および４１の検出角度１０は、前
記正反射光８が入射しない角度に設定される。検出光学
系４２および４３の検出角度１７についても同様に、前
記正反射光８が入射しない角度に設定される。本実施形
態の場合、正反射光８の広がり角９は約１０度、検出光
学系４０および４１の検出角度１０は６０度、検出光学
系４２および４３の検出角度１７は３０度である。

【００４８】図１６は、被検査体１６の表面に生じた傷
１３にレーザ光７が照射された様子を示している。傷１
３は、被検査体１６表面のφ２０μｍの領域に異物（被
検査体の素材以外の材料）が挟み込まれた形態である。
傷１３にレーザ光７が照射されると、傷１３から散乱光
１３’が発生するが、傷１３以外の部分にも同時にレー
ザ光７（被検査体１６表面におけるスポットサイズ：１
５０μｍ）が照射されているために、傷１３の周囲から
は正反射光８が発生する。本実施形態では表面粗さ３μ
ｍ（Ｒｍａｘ値）の被検査体を検査対象としているた
め、傷１３の周辺から発生する正反射光８の空間強度分
布が、レーザ光７の照射位置の移動（ポリゴンミラー２
とｆθレンズ３によるレーザ光のスキャン）に伴って不
規則に変動してしまい、正反射光（反射回折光）８の強
度や空間分布の解析からでは、傷１３の検出が不可能で
ある。本実施形態では、傷１３を中心として半球状の分
布となって発生する散乱光１３’のうち、図中の１４、
１５、１８、１９で示した一部領域の角度成分のみを検
出光学系４０、４１、４２、４３で検出する。

【００４９】また、図１７は、被検査体１６の表面に生
じた陥没２０にレーザ光７が照射された様子を示してい
る。陥没２０は、被検査体１６の搬送ローラ１２表面に
異物が付着したことで、被検査体１６表面にその異物痕
が転写されたもので、φ５０μｍの領域がクレーター状
に凹んだ形態である。陥没２０にレーザ光７が照射され
ると、陥没２０から散乱光２０’が発生するが、陥没２
０以外の部分にも同時にレーザ光７（被検査体１６表面
におけるスポットサイズ：１５０μｍ）が照射されてい
るために、陥没２０の周囲からは正反射光８が発生す
る。本実施形態では表面粗さ３μｍ（Ｒｍａｘ値）の被
検査体を検査対象としているため、陥没２０の周辺から
発生する正反射光８の空間強度分布が、レーザ光７の照
射位置の移動（ポリゴンミラー２とｆθレンズ３による
レーザ光のスキャン）に伴って不規則に変動してしま
い、正反射光（反射回折光）８の強度や空間分布の解析
からでは、陥没２０の検出が不可能である。本実施形態
では、陥没２０を中心として半球状の分布となって発生
する散乱光２０’のうち、図中の２１、２２、２３、２
４で示した一部領域の角度成分のみを検出光学系４０、
４１、４２、４３で検出する。なお、陥没２０にレーザ
光７が照射されることで発生する散乱光２０’の空間強
度分布について、検出角度の大きい検出光学系４０、４
１に比べて、検出角度の小さい検出光学系４２、４３で
検出される散乱光強度の方が顕著に大きく検出されるこ
とを、実験検証で確認済みである。

【００５０】ところで、表面形状に異方性が生じた圧延
鋼板の表面検査においては、前述した図１５〜図１７の
設定によって欠陥部からの散乱光を検出しようとして
も、被検査体１６の表面に形成された特徴的なパターン
形状が原因となって、図１８に示す如く、一方の検出光
学系４１および４３から反射回折光８’が検出されてし
まう場合がある。即ち、被検査体１６表面に形成された
１つの凹凸組織の頂部ｙ _０（被検査体１６の走行方向の
上流側と下流側のそれぞれの斜面で形成された１つの凹
凸形状パターン内で最大高さを示す部分）にレーザ光７
が照射されると、本実施形態の場合、被検査体１６の走
行方向の上流（検出光学系４１および４３）側で反射回
折光８’が検出されることを、実験検証により確認して
いる。この現象は、被検査体１６の走行方向が逆転する
と、反射回折光８’が検出される検出光学系も下流側に
逆転する（被検査体１６の走行方向が逆転した場合、検
出光学系４０および４２が上流、検出光学系４１および
４３が下流側となる）。

【００５１】検出されたレーザ散乱光は、ファイバ束５
０、５１、５２、５３により欠陥検出回路へ導光され
る。図１９は欠陥検出回路の構成を示した図である。フ
ァイバ束５０、５１、５２、５３により導光された散乱
光はそれぞれ、欠陥検出回路の光電変換回路８０、８
１、９０、９１で電圧信号に変換される。この光電変換
動作は、時間的に同期したタイミングで行われる。な
お、光電変換した時点の上流側（ファイバ５１およびフ
ァイバ５３側）の検出散乱光強度波形には、傷による信
号と反射回折光による信号とが、ほぼ同じ強度で検出さ
れている。

【００５２】その後、光電変換した電圧信号データを演
算回路８２、９２でそれぞれ乗算処理する。本処理は、
上流側（ファイバ５１およびファイバ５３側）と下流側
（ファイバ５０およびファイバ５２側）の検出光学系で
同時に検出された散乱光強度を強調する効果がある。即
ち、どちらか一方（本実施例の場合、上流側）の検出光
学系で得られた反射回折光による検出信号が、誤って欠
陥部と認識されない様に作用する。検出演算処理された
データはそれぞれの比較回路８３、９３において、予め
設定されている閾値（それぞれの比較回路で別の閾値を
使用することも可能である）と比較する手法で、欠陥部
が検出される。一方、それぞれの比較回路８３、９３に
は、被検査体走行方向距離情報（被検査体１６の搬送ロ
ーラに取り付けられたロータリエンコーダ信号）および
ポリゴンミラー回転角度信号が入力されている。ポリゴ
ンミラー回転角度信号は、ポリゴンミラーの回転角度：
２４度周期（１回転３６０度／１５面体）で得られる同
期信号であり、本実施形態では１スキャンの周期が１３
３μｓ（レーザスキャン長：２５０ｍｍ）に相当する。
それぞれの比較回路８３、９３では、検出した散乱光強
度が前記閾値以上の強度の場合、欠陥情報として、検出
した散乱光強度情報と、被検査体走行方向の距離情報
と、ポリゴンミラー回転角度信号（同期信号）を基準と
した欠陥部検出までの遅延時間情報（レーザスキャン方
向位置情報に相当）を、それぞれメモリ８４、９４に転
送する。

【００５３】これらの欠陥情報は、メモリ８４、９４で
一定時間蓄積された後、例えば５ｓ周期でまとめてＰＣ
（パーソナルコンピュータ）８５に転送される。ＰＣ８
５では、転送された欠陥情報に基づいて、被検査体走行
方向位置とレーザスキャン方向位置の２次元のマトリク
ス上に欠陥位置を逐次表示、もしくはページ単位でプリ
ント出力し、また、必要に応じ、図示せぬネットワーク
を通じて外部機器に、欠陥位置情報とその検出散乱光強
度データを出力する。本実施形態では、光電変換回路８
０、８１、９０、９１のサンプリング周波数として７０
ＭＨｚを採用することで、レーザスキャン方向：約４０
μｍ、被検査体走行方向：約１５０μｍの空間分解能で
欠陥位置の表現が可能である（被検査体走行方向の空間
分解能は使用するレーザスポットサイズに依存する）。
なお、それぞれの欠陥位置で検出された散乱光強度は、
検出散乱光強度に対応した色別の階調で表現される。

【００５４】さらにまた、本実施形態では、検出角度１
０（検出光学系４０、４１）と検出角度１７（検出光学
系４２、４３）でそれぞれ検出された散乱光強度の大小
関係により、欠陥種別を、陥没による欠陥とそれ以外の
欠陥の２種類に弁別することができる。本処理は、２つ
の入力系統からＰＣ８５に転送されるデータの大小関係
を、ＰＣ８５内の演算処理によって比較、判別すること
により、容易に実現することができる。なお、このよう
に欠陥種の弁別を行う場合には、ＰＣ８５は、被検査体
走行方向位置とレーザスキャン方向位置の２次元のマト
リクス上に欠陥位置と欠陥種別を逐次表示、もしくはペ
ージ単位でプリント出力し、また、必要に応じ、図示せ
ぬネットワークを通じて外部機器に、欠陥位置情報と欠
陥種別情報を出力する。

【００５５】以上、本第２実施形態によれば、表面に形
状的な異方性を有するパターンが形成された圧延鋼板の
表面検査において、虚報の発生が抑制された信頼性の高
い表面傷検出が実現できる。また、表面に形状的な異方
性を有するパターンが形成された圧延鋼板の表面検査に
おいて、被検査体の走行方向が逆転しても同一の性能で
欠陥の検出が可能となる。さらに、圧延鋼板表面に発生
した典型的な欠陥種の弁別が実現可能となる。

【００５６】なお、本実施形態では、欠陥検出回路の演
算回路の演算論理として乗算処理を用いて説明したが、
散乱光の強度信号のＳ／Ｎを向上させることができる他
の演算処理（加算処理や、加算・減算・乗算等を組み合
わせた処理）を採用することも可能である。また、本実
施形態における被検査体としては圧延鋼板を例に挙げて
説明したが、被検査体がその他の金属材料や、ガラス、
樹脂、フィルム等の材料であっても同一の構成・方法で
欠陥の検査が可能となる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、表面に形
状的な異方性を有するパターンが形成された圧延鋼板な
どの被検査体の表面検査において、虚報の発生が抑制さ
れた信頼性の高い欠陥検出が可能となる。また、表面に
形状的な異方性を有するパターンが形成された被検査体
の表面検査において、被検査体の走行方向が逆転して
も、同一の性能で欠陥の検出が可能となる。さらに、典
型的な欠陥種の弁別を行うことも可能となる。したがっ
て、圧延鋼鈑をはじめとする金属材料や、ガラス、樹
脂、フィルム等の、表面に形状的な異方性を有するパタ
ーンが形成された被検査体の表面の欠陥を、精度よく検
出することが可能となるため、これらを材料として製造
される製品の製造歩留まりを高めることができ、製品の
製造コストの低減に貢献でき、さらに、産業廃棄物の低
減にも寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の前提となる第１前提技術例に係る欠陥
検出光学系の斜視図である。

【図２】本発明の前提となる第１前提技術例に係る欠陥
検出光学系の構成図である。

【図３】本発明の前提となる第１前提技術例における欠
陥検出原理の説明図である。

【図４】本発明の前提となる第１前提技術例で使用する
欠陥検出回路の構成図である。

【図５】本発明の前提となる第２前提技術例に係る欠陥
検出光学系の斜視図である。

【図６】本発明の前提となる第２前提技術例に係る欠陥
検出光学系の構成図である。

【図７】本発明の前提となる第２前提技術例における欠
陥検出原理の説明図である。

【図８】本発明の前提となる第２前提技術例で使用する
欠陥検出回路の構成図である。

【図９】本発明の第１実施形態に係る欠陥検出光学系の
斜視図である。

【図１０】本発明の第１実施形態に係る検出光学系の構
成図である。

【図１１】本発明の第１実施形態における欠陥検出原理
の説明図である。

【図１２】本発明の第１実施形態の検出光学系におけ
る、表面形状の異方性に起因する反射回折光の検出原理
の説明図である。

【図１３】本発明の第１実施形態で使用する欠陥検出回
路の構成図である。

【図１４】本発明の第２実施形態に係る欠陥検出光学系
の斜視図である。

【図１５】本発明の第２実施形態に係る検出光学系の構
成図である。

【図１６】本発明の第２実施形態における欠陥（傷）検
出原理の説明図である。

【図１７】本発明の第２実施形態における欠陥（陥没）
検出原理の説明図である。

【図１８】本発明の第２実施形態の検出光学系におけ
る、表面形状の異方性に起因する反射回折光の検出原理
の説明図である。

【図１９】本発明の第２実施形態で使用する欠陥検出回
路の構成図である。

【符号の説明】

１、１６ 被検査体 ２ ポリゴンミラー ３ ｆθレンズ ７ レーザ光 ８ 正反射光（反射回折光） ８’ 反射回折光 １２ 搬送ローラ １３ 傷 １３’、２０’ 散乱光 ２０ 陥没 ４０、４１、４２，４３ 検出光学系 ５０、５１、５２、５３ ファイバ束 ５０’、５１’、５２’、５３’ 光ファイバ ６０、６１、６２、６３ 集光レンズ ８０、８１、９０、９１ 光電変換回路 ８２、９２ 演算回路 ８３、９３ 比較回路 ８４、９４ メモリ ８５ ＰＣ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 俊彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 AA61 BB01 DD04 FF42 GG04 HH05 JJ02 LL02 LL15 LL62 MM03 MM16 PP16 SS03 SS04 2G051 AA37 AA41 AB07 BB01 BB03 BB05 BC06 CA03 CA07 CB05 DA06 EA11 EB01 EC01 FA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線走行するように搬送されると共に、
   表面形状が走行方向の順、逆に対して異方性のある被検
   査体の表面の欠陥を検査する方法であって、 被検査体の走行面に対して垂直な方向から被検査体の表
   面にレーザ光を照射し、被検査体の走行方向の上流側と
   下流側とにおいて、被検査体表面から生じる正反射光が
   直接入射しないように配置され、かつ、それぞれ同一の
   検出角度でレーザ散乱光を検出する対をなす検出光学系
   によって、被検査体表面から生じたレーザ散乱光をそれ
   ぞれ検出してこれを数値化し、対をなす検出光学系によ
   って検出したレーザ散乱光強度同士の演算結果により、
   被検査体表面の欠陥を検出することを特徴とする表面検
   査方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、 それぞれ同一の検出角度でレーザ散乱光を検出する前記
   した対をなす検出光学系を２組使用し、被検査体の走行
   方向の上流側と下流側において、同一の検出角で検出し
   たレーザ散乱光強度同士を演算し、前記２組の検出光学
   系により得られた２つの演算結果の大小関係から、被検
   査体表面の欠陥種の弁別を行うことを特徴とする表面検
   査方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載において、 検出した欠陥の位置と欠陥種とを併せて、表示またはプ
   リント出力または外部機器に転送出力することを特徴と
   する表面検査方法。
4. 【請求項４】 直線走行するように搬送されると共に、
   表面形状が走行方向の順、逆に対して異方性のある被検
   査体の表面の欠陥を検査する表面検査装置であって、 被検査体の走行面に対して垂直な方向から被検査体の表
   面にレーザ光を照射する照射光学系と、 被検査体表面から生じる正反射光が直接入射しないよう
   に配置され、かつ、それぞれ同一の検出角度でレーザ散
   乱光を検出する対をなす検出光学系と、 この対をなす検出光学系によってそれぞれ検出された被
   検査体表面からのレーザ散乱光の検出結果を、それぞれ
   数値化すると共に、２つのレーザ散乱光強度同士を演算
   する演算手段と、 この演算手段の出力から被検査体表面の欠陥を検出する
   欠陥検出手段とを、備えたことを特徴とする表面検査装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４記載において、 それぞれ同一の検出角度でレーザ散乱光を検出する前記
   した対をなす検出光学系を２組設けると共に、この各組
   に対応する前記演算手段を２つ設けて、被検査体の走行
   方向の上流側と下流側において、同一の検出角で検出し
   たレーザ散乱光強度同士を演算し、前記欠陥検出手段
   は、２つの前記演算手段の出力から被検査体表面の欠陥
   を検出すると共に、２つの前記演算手段の出力の大小関
   係から、被検査体表面の欠陥種の弁別を行うことを特徴
   とする表面検査装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載において、 検出した欠陥の位置と欠陥種とを併せて表示する表示手
   段、または検出した欠陥の位置と欠陥種とを併せてプリ
   ント出力するプリント手段、または検出した欠陥の位置
   と欠陥種とを併せて外部機器に転送出力する手段を設け
   たことを特徴とする表面検査装置。