JP2009068985A - Surface flaw inspection device and surface flaw inspection method - Google Patents

Surface flaw inspection device and surface flaw inspection method Download PDF

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JP2009068985A JP2007237521A JP2007237521A JP2009068985A JP 2009068985 A JP2009068985 A JP 2009068985A JP 2007237521 A JP2007237521 A JP 2007237521A JP 2007237521 A JP2007237521 A JP 2007237521A JP 2009068985 A JP2009068985 A JP 2009068985A
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Jun Imamura
純 今村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To devise a surface flaw inspection device so as to keep the detection precision of the whole of the inspection surface of an object to be inspected constant, to detect a gentle gradient flaw, not to complicate the processing of measured light receiving data, and to miniaturize the inspection device. <P>SOLUTION: The surface flaw inspection device is constituted so as to inspect the gentle gradient flaw on the surface of the object to be inspected at a high speed and equipped with an irradiation light generating means (11), a means (12) for changing the advance direction of the irradiation light generated from the irradiation light generating means, a means (13) for making the incident angle of the irradiation light on the object (14) to be inspected constant, a means (17a) for making the scanning speed of the irradiation light on the object (14) to be inspected constant, a means (15) for altering the advance direction of the reflected light from the surface of the object (14) to be inspected so as to condense the reflected light to one point, a light receiving position measuring means (16) for measuring the incident position of the reflected light, and a means (17b) for processing the measured receiving light position data to judge a flaw part. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

被検査物の表面における勾配が緩やかな欠陥を高速で検査する表面欠陥検査装置、及び検査方法に関する。この表面欠陥検査装置及び検査方法は、電子写真複写機内におけるローラ部品等の表面の欠陥を検査するのに利用することができる。   The present invention relates to a surface defect inspection apparatus and an inspection method for inspecting a defect having a gentle gradient on the surface of an inspection object at high speed. This surface defect inspection apparatus and inspection method can be used for inspecting surface defects such as roller parts in an electrophotographic copying machine.

電子写真複写機を用いて印刷物を出力する場合、機械内部のローラ部材上に目視で見付けることが困難な僅かな欠陥が存在するだけでも、正常な印刷物を出力することができないことが多い。そこで、製造の段階において、これらの非常に微小な欠陥を検出することが重要となる。
一般には、このような欠陥の検査は、検査員が目で部材表面を見たり、部材表面に触れたりすることによって行っている。しかし、これらの欠陥は非常に小さいため、欠陥を発見できるようになるまでに長期間の訓練を必要とした。また、訓練の結果、例え欠陥を見付けることができるようなっても、作業を行う検査員の負担は大きく、検査結果が検査員の体調等により影響を受ける等の問題も多い。
When a printed matter is output using an electrophotographic copying machine, it is often impossible to output a normal printed matter even if there are a few defects that are difficult to find visually on a roller member inside the machine. Therefore, it is important to detect these very small defects at the manufacturing stage.
In general, the inspection of such defects is performed by an inspector looking at the surface of the member with the eyes or touching the surface of the member. However, these defects are so small that long training was required before they could be found. Moreover, even if a defect can be found as a result of training, the burden on the inspector who performs the work is large, and there are many problems that the inspection result is influenced by the physical condition of the inspector.

そこで、以上のような問題を解決するために、機械による自動検査法が研究・開発されてきた。例えば、特開平9−43163号公報(特許文献1)に記載された「表面検査装置」では、図4に示されているように、被検査物の被検査表面41でレーザ投光器42からのレーザビームを走査させ、その際に反射したレーザビームを受光器43に入射させ、その入射光を光電変換器44で電気信号に変換し、その電気信号にフィルタ(バンド・パス・フィルター)48を適用し、通過した特定の周波数帯域で欠陥部の弁別を行っている。このとき、被検査物の表面41上でのレーザビームの走査速度に応じて、フィルタ48の通過周波数帯域を変化させている。
なお、図4において、符号45は高圧電源、46は高圧制御回路、47は欠陥弁別部、49は面状欠陥弁別部、50はロータリー・エンコーダである。
しかしながら、この特許文献1に記載された表面検査装置では、処理が複雑になる上に、通過周波数帯域が変化することによって、検出精度を一定に保つことが難しい。
In order to solve the above problems, automatic inspection methods using machines have been researched and developed. For example, in the “surface inspection apparatus” described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-43163 (Patent Document 1), as shown in FIG. 4, the laser from the laser projector 42 on the inspection surface 41 of the inspection object. The beam is scanned, the reflected laser beam is incident on the light receiver 43, the incident light is converted into an electric signal by the photoelectric converter 44, and a filter (band-pass filter) 48 is applied to the electric signal. Then, the defective portion is discriminated in the specific frequency band that has passed. At this time, the pass frequency band of the filter 48 is changed according to the scanning speed of the laser beam on the surface 41 of the inspection object.
In FIG. 4, reference numeral 45 is a high voltage power source, 46 is a high voltage control circuit, 47 is a defect discriminating section, 49 is a planar defect discriminating section, and 50 is a rotary encoder.
However, in the surface inspection apparatus described in Patent Document 1, the processing is complicated, and it is difficult to keep the detection accuracy constant by changing the pass frequency band.

また、別の例である特開平5−332947号公報(特許文献2)に記載された「表面検査装置及び方法」では、図5に示されているように、レーザ光源51からのレーザ光をポリゴンミラー52を用いて被検査物57の表面で走査させ、その被検査物の表面で反射したレーザ光を受光器55で受光し、画像解析により欠陥検査を行っている。
なお、図5において、符号53は集光レンズ(fθレンズ)、54は反射ミラー、55aは光ファイバー、56は光電変換素子である。
しかしながら、この特許文献2に記載された表面検査装置及び方法では、レーザ光の進行方向を回転するポリゴンミラー52で広げているので、大きな受光器55が必要であり、検査装置が大掛かりとなってしまう。また、被検査物57の表面に照射されるレーザ光の傾きが一定ではないので、検出精度も一定ではなくなってしまう。
In another example, “surface inspection apparatus and method” described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-332947 (Patent Document 2), laser light from a laser light source 51 is used as shown in FIG. Scanning is performed on the surface of the inspection object 57 using the polygon mirror 52, the laser beam reflected by the surface of the inspection object is received by the light receiver 55, and defect inspection is performed by image analysis.
In FIG. 5, reference numeral 53 denotes a condenser lens (fθ lens), 54 denotes a reflection mirror, 55a denotes an optical fiber, and 56 denotes a photoelectric conversion element.
However, in the surface inspection apparatus and method described in Patent Document 2, since the traveling direction of the laser light is spread by the rotating polygon mirror 52, a large light receiver 55 is necessary, and the inspection apparatus becomes large. End up. In addition, since the inclination of the laser beam applied to the surface of the inspection object 57 is not constant, the detection accuracy is not constant.

特開平9−43163号公報JP 9-43163 A 特開平5−332947号公報JP-A-5-332947

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために、被検査物の検査面全体の検出精度を一定に保つことができ、勾配の緩やかな欠陥を検出することができるように、また、計測した受光データの処理が複雑でなく、検査装置を小型化できるように、表面欠陥検査装置について工夫することである。   In order to solve the above-described problems of the prior art, the present invention can maintain the detection accuracy of the entire inspection surface of the inspection object constant, so that a defect having a gentle gradient can be detected, The surface defect inspection apparatus is devised so that the processing of the measured light reception data is not complicated and the inspection apparatus can be downsized.

上記課題を解決するため手段は、被検査物の表面に一定の入射角で光線を照射し、該被検査物の表面上を一定の速度で走査させると共に、該被検査物の表面で反射した反射光線を一点で集光させることを特徴とするものである。
(1) 本発明に係る表面欠陥検査装置(請求項1に対応)は、被検査物の表面における勾配が緩やかな欠陥を高速で検査する表面欠陥検査装置であって、
照射光線発生手段と、
上記照射光線発生手段から発生した照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段と、
上記被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段と、
上記被検査物上での照射光線の走査速度を一定にする手段と、
上記被検査物の表面で反射した反射光線を一点に集光させるように、その進行方向を変更させる手段と、
その反射光線の入射位置を計測する受光位置計測手段と、
その計測した受光位置データを処理し、欠陥部の判定を行う手段と、
を備えることである。
In order to solve the above-mentioned problem, the means irradiates the surface of the inspection object with a light beam at a constant incident angle, scans the surface of the inspection object at a constant speed, and reflects on the surface of the inspection object. The reflected light is condensed at one point.
(1) A surface defect inspection apparatus according to the present invention (corresponding to claim 1) is a surface defect inspection apparatus that inspects a defect having a gentle gradient on the surface of an inspection object at a high speed,
Irradiation light generating means;
Means for changing the traveling direction of the irradiation light beam generated from the irradiation light beam generation means for each time;
Means for making the incident angle of the irradiation light beam to the inspection object constant;
Means for making the scanning speed of the irradiation light constant on the inspection object;
Means for changing the traveling direction so as to collect the reflected light beam reflected by the surface of the inspection object at one point;
A light receiving position measuring means for measuring the incident position of the reflected light beam,
Means for processing the measured light receiving position data and determining a defective portion;
It is to provide.

このように構成することにより、被検査物の表面で反射した光線を受光位置計測手段の表面の一点に集光させることができ、被検査物の表面の広範囲を検査する場合にも、大きな受光位置計測手段を必要としない。また、被検査物の表面を入射角が一定で、かつ走査速度が一定の照射光線により走査することができるので、被検査物の検査面全体を一定の精度で検査することが可能である。さらに、受光位置計測手段により反射光線の入射位置を計測することにより、反射光線の傾きの違いを計測することができる。そして、照射光線を走査させながら検査するので、被検査物の検査面全体を短時間で効率良く検査することが可能である。   By configuring in this way, the light beam reflected on the surface of the inspection object can be condensed on one point on the surface of the light receiving position measuring means. Does not require position measurement means. Further, since the surface of the inspection object can be scanned with the irradiation light having a constant incident angle and a constant scanning speed, the entire inspection surface of the inspection object can be inspected with a certain accuracy. Further, by measuring the incident position of the reflected light beam by the light receiving position measuring means, it is possible to measure the difference in inclination of the reflected light beam. Since the inspection is performed while scanning the irradiation light, the entire inspection surface of the inspection object can be efficiently inspected in a short time.

(2) また、上記表面欠陥検査装置において、上記被検査物が板状物体であり、上記照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段が2自由度の回転ミラーであり、上記被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段がレンズであり、上記被検査物上での照射光線の走査速度を一定にする手段が上記2自由度の回転ミラーの角度を指令する手段であり、上記反射光線の進行方向を変更させる手段がレンズであってもよい。(請求項2に対応)
このような構成によれば、板状の被検査物の欠陥検査に利用することができ、2自由度の回転ミラーを用いて被検査物の表面を照射光線で走査することができるので、被検査物を一定の位置に固定させた状態で欠陥の検査を行うことが可能である。
(2) In the surface defect inspection apparatus, the object to be inspected is a plate-like object, and the means for changing the traveling direction of the irradiation light beam every time is a two-degree-of-freedom rotating mirror, and the object to be inspected The means for making the incident angle of the irradiated light beam constant is a lens, and the means for making the scanning speed of the irradiated light beam constant on the inspection object is a means for commanding the angle of the two-degree-of-freedom rotating mirror. The means for changing the traveling direction of the reflected light beam may be a lens. (Corresponding to claim 2)
According to such a configuration, it can be used for defect inspection of a plate-shaped inspection object, and the surface of the inspection object can be scanned with irradiation light using a two-degree-of-freedom rotating mirror. It is possible to inspect the defect with the inspection object fixed at a certain position.

(3) また、上記表面欠陥検査装置において、上記被検査物が板状物体であり、上記照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段が1自由度の回転ミラーであり、上記被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段がシリンドリカルレンズであり、上記被検査物上での照射光線の走査速度を一定にする手段が上記1自由度の回転ミラーの角度を指令する手段であり、上記反射光線の進行方向を変更させる手段がシリンドリカルレンズであり、上記被検査物を等速度で並進移動させる手段を有することができる。(請求項3に対応)
このような構成によれば、被検査物を並進移動させる手段を備えているため、板状の被検査物の欠陥検査に利用することができ、1自由度の回転ミラーを用いて被検査物の表面を照射光線で走査することが可能である。
(3) In the surface defect inspection apparatus, the object to be inspected is a plate-like object, and the means for changing the traveling direction of the irradiation light beam every time is a one-degree-of-freedom rotating mirror, and the object to be inspected The means for making the incident angle of the irradiated light beam constant is a cylindrical lens, and the means for making the scanning speed of the irradiated light beam on the inspection object constant is a means for commanding the angle of the rotating mirror with one degree of freedom. In addition, the means for changing the traveling direction of the reflected light beam is a cylindrical lens, and may have means for translating the inspection object at a constant speed. (Corresponding to claim 3)
According to such a structure, since the means for moving the inspection object is provided, the inspection object can be used for defect inspection of the plate-shaped inspection object, and the inspection object can be used using a rotating mirror with one degree of freedom. It is possible to scan the surface with irradiation light.

(4) また、上記表面欠陥検査装置において、上記被検査物が円柱状物体であり、上記照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段が1自由度の回転ミラーであり、上記被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段がシリンドリカルレンズであり、上記被検査物上での照射光線の走査速度を一定にする手段が上記1自由度の回転ミラーの角度を指令する手段であり、上記反射光線の進行方向を変更させる手段がシリンドリカルレンズであり、上記被検査物を等速度で回転運動させる手段を有することができる。(請求項4に対応)
このような構成によれば、被検査物を回転させる手段を備えているため、円柱状の被検査物の欠陥検査に利用することができ、1自由度の回転ミラーを用いて被検査物の表面を照射光線で走査することが可能である。
(4) In the surface defect inspection apparatus, the object to be inspected is a cylindrical object, and the means for changing the traveling direction of the irradiation light beam every time is a one-degree-of-freedom rotating mirror, and the object to be inspected A means for making the incident angle of the irradiated light beam constant is a cylindrical lens, and a means for making the scanning speed of the irradiated light beam on the inspection object constant is a means for instructing the angle of the rotating mirror with one degree of freedom. A means for changing the traveling direction of the reflected light beam is a cylindrical lens, and a means for rotating the inspection object at a constant speed can be provided. (Corresponding to claim 4)
According to such a structure, since the means for rotating the inspection object is provided, it can be used for defect inspection of the cylindrical inspection object, and the inspection object can be inspected using a rotating mirror with one degree of freedom. It is possible to scan the surface with illumination light.

(5) 本発明に係る表面欠陥検査方法(請求項5に対応)は、被検査物の表面における勾配が緩やかな欠陥を高速で検査する表面欠陥検査方法であって、
上記被検査物の表面に一定の入射角で光線を照射し、該被検査物の表面上を一定の速度で走査させ、
上記被検査物の表面で反射した反射光線の進行方向を変更させる手段により、該反射光線を受光位置計測手段の表面の一点に集光させ、
上記被検査物の表面の欠陥部で反射した光線のみは、その傾きが大きくずれて、上記受光位置計測手段の表面の一点よりずれた位置に入射され、このずれにより被検査物の表面の欠陥部を検出することである。
(5) A surface defect inspection method according to the present invention (corresponding to claim 5) is a surface defect inspection method for inspecting a defect having a gentle gradient on the surface of an inspection object at a high speed,
Irradiating the surface of the inspection object with a light beam at a constant angle of incidence, scanning the surface of the inspection object at a constant speed,
By means for changing the traveling direction of the reflected light beam reflected by the surface of the object to be inspected, the reflected light beam is condensed on one point on the surface of the light receiving position measuring means,
Only the light beam reflected by the defect portion on the surface of the object to be inspected is greatly deviated and incident on a position deviated from one point on the surface of the light receiving position measuring means. Is to detect the part.

このように構成することにより、被検査物の表面で反射した光線を受光位置計測手段の表面の一点に集光させることが可能であるため、被検査物の表面の広範囲を検査する場合にも、大きな受光位置計測手段を必要としない。また、被検査物の表面を入射角が一定で、かつ走査速度が一定の照射光線により走査することができるので、被検査物の検査面全体を一定の精度で検査することが可能である。さらに、照射光線を走査させながら検査するので、被検査物の検査面全体を短時間で効率良く検査することが可能である。   By configuring in this way, it is possible to focus the light beam reflected on the surface of the inspection object to one point on the surface of the light receiving position measuring means, so even when inspecting a wide area of the surface of the inspection object No large light receiving position measuring means is required. Further, since the surface of the inspection object can be scanned with the irradiation light having a constant incident angle and a constant scanning speed, the entire inspection surface of the inspection object can be inspected with a certain accuracy. Further, since the inspection is performed while scanning the irradiation light, the entire inspection surface of the inspection object can be efficiently inspected in a short time.

本発明の効果を、請求項に係る発明に従って整理すれば、次のとおりである。
(1) 請求項1及び請求項5に係る発明
請求項1及び請求項5に係る発明は、被検査物の表面で反射した光線を受光位置計測手段の表面の一点に集光することにより、被検査物の表面の広範囲を検査する場合にも、大きな受光位置計測手段を必要としない。また、被検査物の表面を入射角が一定で、かつ走査速度が一定の照射光線で走査することにより、被検査物の検査面全体を一定の精度で検査することができるので、勾配の緩やかな欠陥を検出することが可能である。
さらに、受光位置計測手段で反射光線の入射位置を計測することにより、反射光線の傾きの違いを計測することができるので、被検査物の表面での欠陥部を検出することが可能である。そして、照射光線を走査させながら検査するので、被検査物の検査面全面を短時間で効率良く検査することが可能である。
The effects of the present invention can be summarized as follows according to the claimed invention.
(1) The invention according to claim 1 and claim 5 The invention according to claim 1 and claim 5 condenses the light beam reflected by the surface of the inspection object at one point on the surface of the light receiving position measuring means, Even when inspecting a wide range of the surface of the inspection object, a large light receiving position measuring means is not required. Further, by scanning the surface of the inspection object with an irradiation beam having a constant incident angle and a constant scanning speed, the entire inspection surface of the inspection object can be inspected with a certain degree of accuracy. It is possible to detect a defect.
Further, by measuring the incident position of the reflected light beam by the light receiving position measuring means, the difference in the tilt of the reflected light beam can be measured, so that it is possible to detect a defective portion on the surface of the inspection object. Since the inspection is performed while scanning the irradiation light, the entire inspection surface of the inspection object can be efficiently inspected in a short time.

(2) 請求項2に係る発明
請求項2に係る発明は、特に、板状の被検査物の欠陥検査に利用することができ、2自由度の回転ミラーを用いて被検査物の表面を照射光線で走査しているため、被検査物を一定の位置に固定した状態で欠陥の検査を行うことが可能であり、より小規模な構成とすることができる。また、汎用品を用いて製作することができるため、製造コストを低く抑えることができる。
(2) Invention according to claim 2 The invention according to claim 2 can be used particularly for defect inspection of a plate-like object to be inspected, and the surface of the object to be inspected by using a two-degree-of-freedom rotating mirror. Since scanning is performed with the irradiation light beam, it is possible to inspect the defect while the inspection object is fixed at a certain position, and the structure can be made smaller. Moreover, since it can manufacture using a general purpose product, manufacturing cost can be restrained low.

(3) 請求項3に係る発明
請求項3に係る発明は、被検査物を並進移動させる手段を備えているため、特に、板状の被検査物の欠陥検査に利用することが可能である。また、1自由度の回転ミラーを用いて被検査物の表面を照射光線で走査することができ、上記照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段周りを単純な装置構成で実現することが可能である。さらに、汎用品を用いて製作することができるため、製造コストを低く抑えることができる。
(3) Invention according to claim 3 The invention according to claim 3 is provided with a means for moving the inspection object in translation, and thus can be used particularly for defect inspection of a plate-shaped inspection object. . Further, the surface of the object to be inspected can be scanned with the irradiation light beam using a rotating mirror with one degree of freedom, and the surroundings of the means for changing the traveling direction of the irradiation light beam with time can be realized with a simple device configuration. Is possible. Furthermore, since it can manufacture using a general purpose product, manufacturing cost can be restrained low.

(4) 請求項4に係る発明
請求項4に係る発明は、被検査物を回転させる手段を備えているため、特に、円柱状の被検査物の欠陥検査に利用することが可能である。また、1自由度の回転ミラーを用いて被検査物の表面を照射光線で走査することができ、上記照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段周りを単純な装置構成で実現することが可能である。さらに、汎用品を用いて製作することができるため、製造コストを低く抑えることができる。
(4) Invention According to Claim 4 Since the invention according to claim 4 includes means for rotating the object to be inspected, it can be used particularly for defect inspection of a cylindrical object to be inspected. Further, the surface of the object to be inspected can be scanned with the irradiation light beam using a rotating mirror with one degree of freedom, and the surroundings of the means for changing the traveling direction of the irradiation light beam with time can be realized with a simple device configuration. Is possible. Furthermore, since it can manufacture using a general purpose product, manufacturing cost can be restrained low.

以下に、本発明による表面欠陥検査装置及び検査方法の実施例1〜3について、図1〜図3を参照しながら説明する。   Embodiments 1 to 3 of the surface defect inspection apparatus and inspection method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

先ず、実施例1(請求項1、2、5に対応)について、図1を参照しながら説明する。
この実施例1は、レーザ光源(照射光線発生手段)11と、2自由度の回転ミラー12(照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段)と、レンズ(被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段)13を用いて進行方向に平行なレーザ光L1を生成し、そのレーザ光を固定された板状の被検査物14の表面に照射しながら走査し、そのときの反射レーザ光L2をレンズ(反射光線の進行方向を変更させる手段)15によりPSDセンサ(半導体位置検出素子)等の受光素子(受光位置計測手段)16表面の一点に集光させ、その値を計測している。
First, Example 1 (corresponding to claims 1, 2, and 5) will be described with reference to FIG.
In the first embodiment, a laser light source (irradiation light beam generation means) 11, a two-degree-of-freedom rotating mirror 12 (means for changing the traveling direction of the irradiation light beam with time), and a lens (irradiation light to the object to be inspected). The laser beam L1 parallel to the traveling direction is generated using the means 13 for making the incident angle constant, and scanning is performed while irradiating the surface of the fixed plate-like inspection object 14 with the laser beam. The reflected laser beam L2 is condensed on one point on the surface of a light receiving element (light receiving position measuring means) 16 such as a PSD sensor (semiconductor position detecting element) by a lens (means for changing the traveling direction of the reflected light beam) 15, and the value is measured. is doing.

図1に示された表面欠陥検査装置おいて、上記被検査物14の表面に照射されたレーザ光L1が、欠陥に当たって進行方向を変えると、受光素子16の表面の一点(集光点)からずれた位置に入射するため、コンピュータ(計測した受光位置データを処理し、欠陥部の判定を行う手段)17bを用いて、欠陥部における反射レーザ光か正常部における反射レーザ光かの判定を自動的に行うことができる。また、このとき、コンピュータ(回転ミラーの角度を指令する手段)17aを用いて2自由度の回転ミラー12の角度を制御し、被検査物14の表面上でのレーザ光の走査速度が一定になるようにしている。
これにより、被検査物14の表面の検査範囲内において、検出精度が一定になり、計測データにおけるノイズの除去等のために、フィルタを適用するような場合においても処理が容易となる。
In the surface defect inspection apparatus shown in FIG. 1, when the laser beam L1 irradiated on the surface of the inspection object 14 hits the defect and changes the traveling direction, the surface of the light receiving element 16 changes from one point (condensing point). In order to enter the shifted position, the computer (means for processing the measured light receiving position data and determining the defective portion) 17b is used to automatically determine whether the reflected laser light is in the defective portion or the normal portion. Can be done automatically. At this time, the angle of the two-degree-of-freedom rotating mirror 12 is controlled using a computer (means for instructing the angle of the rotating mirror) 17a so that the scanning speed of the laser light on the surface of the inspection object 14 is constant. It is trying to become.
As a result, the detection accuracy becomes constant within the inspection range of the surface of the inspection object 14, and processing is facilitated even when a filter is applied to remove noise in the measurement data.

次に、実施例2(請求項1、3、5に対応)について、図2を参照しながら説明する。
この実施例2は、レーザ光源(照射光線発生手段)21と、1自由度の回転ミラー(照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段)22と、シリンドリカルレンズ(被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段)23を用いて進行方向に平行なレーザ光L1を生成し、そのレーザ光L1を移動ステージ(被検査物を等速度で並進移動させる手段)28により並進移動している板状の被検査物24の表面に照射しながら走査し、そのときの反射レーザ光L2をシリンドリカルレンズ(反射光線の進行方向を変更させる手段)25によりPSDセンサ等の受光素子(受光位置計測手段)26表面の一点に集光させ、その値を計測している。
Next, Example 2 (corresponding to claims 1, 3, and 5) will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, a laser light source (irradiation light beam generation means) 21, a rotating mirror with one degree of freedom (means for changing the traveling direction of the irradiation light beam for each time) 22, and a cylindrical lens (light irradiation light on the object to be inspected). The laser beam L1 parallel to the traveling direction is generated by using a means 23 for making the incident angle of the laser beam constant, and the laser beam L1 is translated by a moving stage (means for moving the object to be translated at a constant speed) 28. Scanning is performed while irradiating the surface of the plate-like inspection object 24, and the reflected laser light L2 at that time is received by a cylindrical lens (means for changing the traveling direction of the reflected light) 25 and a light receiving element (light receiving position) such as a PSD sensor. Measuring means) The light is condensed at one point on the surface of 26, and the value is measured.

図2に示された表面欠陥検査装置において、上記被検査物24の表面に照射されたレーザ光L1が、欠陥に当たって進行方向を変えると、受光素子26の表面の一点(集光点)からずれた位置に入射するため、コンピュータ(計測した受光位置データを処理し、欠陥部の判定を行う手段)27bを用いて、欠陥部における反射レーザ光か正常部における反射レーザ光かの判定を自動的に行うことができる。また、このとき、コンピュータ(回転ミラーの角度を指令する手段)27aを用いて1自由度の回転ミラー22の角度を制御し、被検査物24の表面上でのレーザ光L1の走査速度が一定になるようにしている。
これにより、被検査物24の表面の検査範囲内において、検出精度が一定になり、計測データにおけるノイズの除去等のために、フィルタを適用するような場合においても処理が容易となる。
In the surface defect inspection apparatus shown in FIG. 2, when the laser beam L1 irradiated on the surface of the inspection object 24 hits a defect and changes its traveling direction, the surface of the light receiving element 26 shifts from one point (condensing point). Therefore, the computer (means for processing the measured light receiving position data and determining the defective portion) 27b is used to automatically determine whether the reflected laser light is in the defective portion or the reflected laser light in the normal portion. Can be done. At this time, the angle of the rotating mirror 22 with one degree of freedom is controlled using a computer (means for instructing the angle of the rotating mirror) 27a, and the scanning speed of the laser light L1 on the surface of the inspection object 24 is constant. It is trying to become.
As a result, the detection accuracy is constant within the inspection range of the surface of the inspection object 24, and the processing is facilitated even when a filter is applied to remove noise in the measurement data.

次に、実施例3(請求項1、4、5に対応)について、図3を参照しながら説明する。
この実施例3は、レーザ光源(照射光線発生手段)31と、1自由度の回転ミラー(照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段)32と、シリンドリカルレンズ(被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段)33を用いて進行方向に平行なレーザ光L1を生成し、そのレーザ光L1を回転治具(被検査物を等速度で回転運動させる手段)38により回転運動している円柱状の被検査物34の表面に照射しながら走査し、そのときの反射レーザ光L2をシリンドリカルレンズ(反射光線の進行方向を変更させる手段)35によりPSDセンサ等の受光素子(受光位置計測手段)36の表面の一点に集光させ、その値を計測している。
Next, a third embodiment (corresponding to claims 1, 4 and 5) will be described with reference to FIG.
In this third embodiment, a laser light source (irradiation light beam generation means) 31, a rotating mirror with one degree of freedom (means for changing the traveling direction of the irradiation light beam with time) 32, and a cylindrical lens (light irradiation light on the object to be inspected). The laser beam L1 parallel to the advancing direction is generated using the 33), and the laser beam L1 is rotated by the rotating jig (the means for rotating the inspection object at a constant speed) 38. Scanning is performed while irradiating the surface of the cylindrical inspection object 34, and the reflected laser light L2 at that time is received by a cylindrical lens (means for changing the traveling direction of the reflected light) 35 and a light receiving element (light receiving device) such as a PSD sensor. The light is condensed on one point on the surface of the position measuring means) 36 and the value is measured.

図3に示された表面欠陥検査装置において、上記円柱状の被検査物34の表面に照射されたレーザ光L1が、欠陥に当たって進行方向を変えると、受光素子36の表面の一点(集光点)からずれた位置に入射するため、コンピュータ(計測した受光位置データを処理し、欠陥部の判定を行う手段)37bを用いて、欠陥部における反射レーザ光か正常部における反射レーザ光かの判定を自動的に行うことができる。また、このとき、コンピュータ(回転ミラーの角度を指令する手段)37aを用いて1自由度の回転ミラー32の角度を制御し、被検査物34の表面上でのレーザ光L1の走査速度が一定になるようにしている。
これにより、被検査物34の表面の検査範囲内において、検出精度が一定になり、計測データにおけるノイズの除去等のために、フィルタを適用するような場合においても処理が容易となる。
In the surface defect inspection apparatus shown in FIG. 3, when the laser beam L1 irradiated on the surface of the cylindrical inspection object 34 hits the defect and changes its traveling direction, a point on the surface of the light receiving element 36 (condensing point). ), The computer (means for processing the measured light receiving position data and determining the defective portion) 37b is used to determine whether the reflected laser light is in the defective portion or the normal portion. Can be done automatically. At this time, the angle of the rotating mirror 32 with one degree of freedom is controlled using a computer (means for instructing the angle of the rotating mirror) 37a, and the scanning speed of the laser light L1 on the surface of the inspection object 34 is constant. It is trying to become.
As a result, the detection accuracy becomes constant within the inspection range of the surface of the inspection object 34, and the processing is facilitated even when a filter is applied to remove noise in the measurement data.

は、固定された板状の被検査物にレーザ光を照射しながら走査し、その反射レーザ光をセンサで計測する、本発明の実施例1についての概略図である。These are the schematic diagrams about Example 1 of this invention which scans a fixed plate-shaped to-be-inspected object, irradiating a laser beam, and measures the reflected laser beam with a sensor. は、並進移動している板状の被検査物にレーザ光を照射しながら走査し、その反射レーザ光をセンサで計測する、本発明の実施例2についての概略図である。These are the schematic diagrams about Example 2 of this invention which scans the plate-shaped to-be-inspected object which is moving in translation, irradiating a laser beam, and measures the reflected laser beam with a sensor. は、回転運動している円柱状の被検査物にレーザ光を照射しながら走査し、その反射レーザ光をセンサで計測する、本発明の実施例3についての概略図である。These are the schematic diagrams about Example 3 of this invention which scans the cylindrical to-be-inspected object which is rotating, irradiating a laser beam, and measures the reflected laser beam with a sensor. は、従来の表面検査装置を説明する概略図である。These are the schematic diagrams explaining the conventional surface inspection apparatus. は、別の従来の表面検査装置を説明する概略図である。These are the schematic diagrams explaining another conventional surface inspection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

11…レーザ光源 12…2自由度の回転ミラー
13,15…レンズ 14…板状の被検査物
16…受光素子(PSDセンサ) 17a,17b…コンピュータ
21…レーザ光源 22…1自由度の回転ミラー
23,25…シリンドリカルレンズ 24…板状の被検査物
26……受光素子(PSDセンサ) 27a,27b…コンピュータ
28…移動ステージ
31…レーザ光源 32…1自由度の回転ミラー
33,35…シリンドリカルレンズ 34…円柱状の被検査物
36…受光素子(PSDセンサ) 37a,37b…コンピュータ
38…回転治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Laser light source 12 ... Two-degree-of-freedom rotary mirror 13, 15 ... Lens 14 ... Plate-shaped inspection object 16 ... Light receiving element (PSD sensor) 17a, 17b ... Computer 21 ... Laser light source 22 ... One-degree-of-freedom rotary mirror DESCRIPTION OF SYMBOLS 23,25 ... Cylindrical lens 24 ... Plate-shaped to-be-inspected object 26 ... Light receiving element (PSD sensor) 27a, 27b ... Computer 28 ... Moving stage 31 ... Laser light source 32 ... One degree of freedom rotating mirror 33, 35 ... Cylindrical lens 34 ... Cylindrical object 36 ... Light receiving element (PSD sensor) 37a, 37b ... Computer 38 ... Rotating jig

Claims (5)

被検査物の表面における勾配が緩やかな欠陥を高速で検査する表面欠陥検査装置であって、
照射光線発生手段と、
上記照射光線発生手段から発生した照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段と、
上記被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段と、
上記被検査物上での照射光線の走査速度を一定にする手段と、
上記被検査物の表面で反射した反射光線を一点に集光させるように、その進行方向を変更させる手段と、
その反射光線の入射位置を計測する受光位置計測手段と、
その計測した受光位置データを処理し、欠陥部の判定を行う手段と、
を備えることを特徴とする表面欠陥検査装置。
A surface defect inspection apparatus for inspecting a defect having a gentle gradient on the surface of an inspection object at high speed,
Irradiation light generating means;
Means for changing the traveling direction of the irradiation light beam generated from the irradiation light beam generation means for each time;
Means for making the incident angle of the light beam incident on the inspection object constant;
Means for making the scanning speed of the irradiation light constant on the inspection object;
Means for changing the traveling direction so that the reflected light beam reflected by the surface of the inspection object is collected at one point;
A light receiving position measuring means for measuring the incident position of the reflected light beam,
Means for processing the measured light receiving position data and determining a defective portion;
A surface defect inspection apparatus comprising:
上記被検査物が板状物体であり、上記照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段が2自由度の回転ミラーであり、上記被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段がレンズであり、上記被検査物上での照射光線の走査速度を一定にする手段が上記2自由度の回転ミラーの角度を指令する手段であり、上記反射光線の進行方向を変更させる手段がレンズであることを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検査装置。   The inspection object is a plate-like object, the means for changing the traveling direction of the irradiation light beam every time is a two-degree-of-freedom rotating mirror, and the incident angle of the irradiation light beam to the inspection object is constant. Is a lens, the means for making the scanning speed of the irradiated light on the inspection object constant is the means for instructing the angle of the rotating mirror with two degrees of freedom, and the means for changing the traveling direction of the reflected light The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the surface defect inspection apparatus is a lens. 上記被検査物が板状物体であり、上記照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段が1自由度の回転ミラーであり、上記被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段がシリンドリカルレンズであり、上記被検査物上での照射光線の走査速度を一定にする手段が上記1自由度の回転ミラーの角度を指令する手段であり、上記反射光線の進行方向を変更させる手段がシリンドリカルレンズであり、上記被検査物を等速度で並進移動させる手段を有することを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検査装置。   The inspection object is a plate-like object, the means for changing the traveling direction of the irradiation light beam every time is a rotating mirror with one degree of freedom, and the incident angle of the irradiation light beam to the inspection object is constant. Is a cylindrical lens, and means for making the scanning speed of the irradiated light beam constant on the object to be inspected is means for commanding the angle of the rotating mirror with one degree of freedom, and means for changing the traveling direction of the reflected light beam The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein is a cylindrical lens, and has means for translating the inspection object at a constant speed. 上記被検査物が円柱状物体であり、上記照射光線の進行方向を時間ごとに変化させる手段が1自由度の回転ミラーであり、上記被検査物への照射光線の入射角を一定にする手段がシリンドリカルレンズであり、上記被検査物上での照射光線の走査速度を一定にする手段が上記1自由度の回転ミラーの角度を指令する手段であり、上記反射光線の進行方向を変更させる手段がシリンドリカルレンズであり、上記被検査物を等速度で回転運動させる手段を有することを特徴とする請求項1に記載の表面欠陥検査装置。   The inspection object is a cylindrical object, the means for changing the traveling direction of the irradiation light beam every time is a one-degree-of-freedom rotating mirror, and the incident angle of the irradiation light beam to the inspection object is constant. Is a cylindrical lens, and means for making the scanning speed of the irradiation light beam constant on the inspection object is means for commanding the angle of the rotating mirror with one degree of freedom, and means for changing the traveling direction of the reflected light beam The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein is a cylindrical lens, and has means for rotating the inspection object at a constant speed. 被検査物の表面における勾配が緩やかな欠陥を高速で検査する表面欠陥検査方法であって、
上記被検査物の表面に一定の入射角で光線を照射し、該被検査物の表面上を一定の速度で走査させ、
上記被検査物の表面で反射した反射光線の進行方向を変更させる手段により、該反射光線を受光位置計測手段の表面の一点に集光させ、
上記被検査物の表面の欠陥部で反射した光線のみは、その傾きが大きくずれて、上記受光位置計測手段の表面の一点よりずれた位置に入射され、このずれにより被検査物の表面の欠陥部を検出することを特徴とする表面欠陥検査方法。
A surface defect inspection method for inspecting a defect having a gentle gradient on the surface of an inspection object at high speed,
Irradiating the surface of the inspection object with a light beam at a constant angle of incidence, scanning the surface of the inspection object at a constant speed,
By means for changing the traveling direction of the reflected light beam reflected by the surface of the object to be inspected, the reflected light beam is condensed on one point on the surface of the light receiving position measuring means,
Only the light beam reflected by the defect portion on the surface of the object to be inspected is greatly deviated and incident on a position deviated from one point on the surface of the light receiving position measuring means. A surface defect inspection method characterized by detecting a portion.
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