JP2821460B2 - Inspection device for transparent substrate - Google Patents

Inspection device for transparent substrate

Info

Publication number
JP2821460B2
JP2821460B2 JP8102559A JP10255996A JP2821460B2 JP 2821460 B2 JP2821460 B2 JP 2821460B2 JP 8102559 A JP8102559 A JP 8102559A JP 10255996 A JP10255996 A JP 10255996A JP 2821460 B2 JP2821460 B2 JP 2821460B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transparent substrate
light
ring
transparent
flaw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP8102559A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09288063A (en
Inventor
辰雄 早川
博 鈴木
浩幸 原
Original Assignee
株式会社日本マクシス
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日本マクシス filed Critical 株式会社日本マクシス
Priority to JP8102559A priority Critical patent/JP2821460B2/en
Publication of JPH09288063A publication Critical patent/JPH09288063A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2821460B2 publication Critical patent/JP2821460B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は傷の検査精度を向上
した透明基板の傷検査装置に係り、特に水晶ブランクに
存在する傷を検査するのに好適な傷検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flaw inspection apparatus for a transparent substrate having improved flaw inspection precision, and more particularly to a flaw inspection apparatus suitable for inspecting flaws present on a quartz blank.

【0002】[0002]

【従来の技術】水晶振動子は水晶ブランクから形成する
が、水晶ブランクにわずかな傷があっても、水晶振動子
は不良品となるから、水晶ブランクの傷検出は非常に重
要である。
2. Description of the Related Art Although a quartz resonator is formed from a quartz blank, even if there is a slight flaw in the quartz blank, the quartz resonator becomes defective, and therefore, detection of a scratch on the quartz blank is very important.

【0003】これまで、水晶ブランクの傷は人間が目視
にて検査していた。これは特別な光を当てることもな
く、蛍光灯の下で、作業するというもので、目視に頼っ
ていたため、数十μm以下の傷(欠陥)を検出すること
が極めて困難であった。また作業が長時間継続して行わ
れるため、疲労も激しく、その結果、安定した検査結果
を得ることができず、2人、3人で重複して、検査の作
業を行うという状態であった。このため人手によらず画
像処理による傷検査装置が要請されていた。
Hitherto, humans have inspected the quartz blank for scratches visually. This is to work under a fluorescent lamp without irradiating any special light, and relying on visual observation, it has been extremely difficult to detect a flaw (defect) of several tens μm or less. In addition, since the work is continuously performed for a long time, fatigue is also severe, and as a result, a stable inspection result cannot be obtained. . For this reason, there has been a demand for a flaw inspection device by image processing without manual intervention.

【0004】このような画像処理による従来の傷検査装
置としては、例えば特開平7−103905号公報(以
下、単に公報という)に記載された発明、およびその従
来技術がある。
As a conventional flaw inspection apparatus using such image processing, there is, for example, an invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-103905 (hereinafter simply referred to as a gazette) and its prior art.

【0005】(1) 公報に記載されている従来技術(以
下、斜め照射方式という)は、図15に示すように、リ
ング状発光部を有する無影照明4で被検査物1を真上か
ら照射して影ができないようにすると共に、亀裂をより
確実に検出するために斜め照明8を用いて被検査物1の
表面に斜め方向から光を照射する。被検査物1の表面か
らの反射光を被検査物1の真上に設けたCCDカメラ3
で撮像し、被検査物1の画像を画像入力手段5に取り込
み、更に特徴抽出手段6、判定手段7を介して処理を行
う。
[0005] (1) In the prior art described in the official gazette (hereinafter, referred to as an oblique irradiation method), as shown in FIG. The surface of the inspection object 1 is irradiated with light from an oblique direction by using the oblique illumination 8 in order to irradiate and prevent shadows and more reliably detect cracks. CCD camera 3 provided with light reflected from the surface of the object 1 just above the object 1
, An image of the inspection object 1 is taken into the image input unit 5, and further processed through the feature extraction unit 6 and the determination unit 7.

【0006】(2) 公報に記載されている発明(以下、切
替方式という)は、図16に示すように、互いに90°
異なった位置に照明12〜14を配置して3方向から被
検査物1に光を照射するとともに、各照明の間にCCD
カメラ10〜11を配置する。これらのCCDカメラ1
0〜11及び照明12〜14は被検査物1の水平面に対
して45°の角度をもった位置に配置される。このよう
に3台の照明12〜14と2台のCCDカメラ10〜1
1の構成とし、カメラ1台と照明1台のみを同時にオン
とし、他はオフとする。このオン、オフの組合わせを4
通り行って、4つの画像をカメラ10〜11で撮像して
360°の検出範囲をカバーする。各画像に対して画像
入力手段15に記憶し、これら全ての画像信号それぞれ
について特徴抽出手段16、良否判定手段17を介して
判定を行い、亀裂方向に依存しない傷等の欠陥を検出す
る。
(2) The invention described in the official gazette (hereinafter, referred to as a switching system) is, as shown in FIG.
Lights 12 to 14 are arranged at different positions to irradiate the inspection object 1 with light from three directions.
The cameras 10 to 11 are arranged. These CCD cameras 1
0 to 11 and illuminations 12 to 14 are arranged at positions at an angle of 45 ° with respect to the horizontal plane of the inspection object 1. Thus, three illuminations 12 to 14 and two CCD cameras 10 to 1
1, only one camera and one illumination are turned on at the same time, and the others are turned off. This combination of on and off is 4
Then, four images are captured by the cameras 10 to 11 and cover a detection range of 360 °. Each image is stored in the image input unit 15, and the determination is performed for each of these image signals through the feature extraction unit 16 and the pass / fail determination unit 17 to detect a defect such as a scratch independent of the crack direction.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来技術には、次のような問題があった。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0008】(1) 斜め照射方式のものには次のような欠
点がある。
(1) The oblique irradiation method has the following disadvantages.

【0009】斜め照明を用いることで亀裂が検出しや
すくなっているものの、リング状発光部を有する無影照
明で被検査物の真上から光を照射して画像に影を作らな
いようにしているため、カメラには傷の他に被検査物の
全体像も重ねて写ることになる。従って、斜め照明で傷
をうまく強調しないと全体像から傷の像だけを明瞭に抽
出することは困難であり、検出感度は低い。
Although the use of oblique illumination makes it easier to detect cracks, the shadowless illumination having a ring-shaped light-emitting portion irradiates light from directly above the inspected object so that no shadow is formed on the image. Therefore, in addition to the scratches, the entire image of the object to be inspected is also superimposed on the camera. Therefore, it is difficult to clearly extract only the image of the flaw from the whole image unless the flaw is properly emphasized by oblique illumination, and the detection sensitivity is low.

【0010】また、斜め照明は1台だけなので照射方
向が限られ、傷の方向によっては死角を生じ、傷の検出
性能が低下する。
[0010] Further, since only one oblique illumination is used, the irradiation direction is limited, and depending on the direction of the flaw, a blind spot occurs, and the flaw detection performance is reduced.

【0011】(2) 切替方式のものには次のような欠点が
ある。
(2) The switching system has the following disadvantages.

【0012】複数台の照明やカメラを使って斜め方向
から照射、撮像するため、ピント合せや、光の条件設定
を全ての像に対して同一水準とすることができず、正確
な検出ができない。
Since irradiation and imaging are performed from a diagonal direction using a plurality of illuminations and cameras, focusing and setting of light conditions cannot be set to the same level for all images, and accurate detection cannot be performed. .

【0013】カメラを斜め方向に設置するため、像が
楕円形となり、正確な寸法、計測ができない。正確に寸
法、計測するためには、複雑な補正処理が必要となる。
Since the camera is installed in an oblique direction, the image becomes elliptical and accurate dimensions and measurement cannot be made. In order to accurately measure and measure dimensions, complicated correction processing is required.

【0014】カメラと照明を切替えるため、その制御
が複雑となってしまう。また、1個の被検査物を検査す
るのに、多数の画像が必要となり、検出のアルゴリズム
も複雑となり、画像処理速度を速くすることができな
い。
[0014] Since the camera and the illumination are switched, the control is complicated. In addition, a large number of images are required to inspect one inspection object, the detection algorithm is complicated, and the image processing speed cannot be increased.

【0015】カメラ及び照明ともに水平面に対して4
5°の角度をもった位置に配置しているので、被検査物
を置く載置台の表面の像が入力されるおそれがあるの
で、傷や欠陥の像に対するSN比が悪くなり、検出が困
難になる可能性がある。
[0015] Both the camera and the lighting are 4
Since it is arranged at a position having an angle of 5 °, there is a possibility that an image of the surface of the mounting table on which the object to be inspected is placed may be input, so that the S / N ratio for the image of the scratch or defect becomes worse, and detection is difficult. Could be

【0016】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
点を解消して、透明基板の傷を光学的に強調することに
よって、簡単で確実かつ高速に傷を認識することができ
る透明基板の傷検査装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to optically emphasize the flaws on the transparent substrate, so that the flaws on the transparent substrate can be easily, reliably and quickly recognized. An object of the present invention is to provide a flaw inspection device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、光の照射された透明基板を撮像手段で撮像し、撮
像した画像信号から透明基板に存在する傷の特徴を抽出
し、抽出した信号に基づいて傷の存在判定を行う透明基
板の傷検査装置において、透明基板の基板面に対して±
30°の範囲内の照射角度で透明基板の側面全周方向か
ら光を照射する照明手段と、照明手段から透明基板に照
射される光を拡散させて散乱光を透明基板に照射する拡
散板と、透明基板の基板面に対して撮像方向が垂直な位
置に配置された撮像手段とを備えたものである。
According to the first aspect of the present invention, a transparent substrate irradiated with light is imaged by an image pickup means, and a characteristic of a flaw present on the transparent substrate is extracted from an image signal of the imaged image. In a transparent substrate flaw inspection apparatus that determines the presence of a flaw based on the extracted signal,
An illuminating means for irradiating light from the entire circumference of the side surface of the transparent substrate at an irradiation angle within a range of 30 °, and a diffusing plate for irradiating the transparent substrate with light by diffusing light emitted from the illuminating means to the transparent substrate. Imaging means arranged at a position where the imaging direction is perpendicular to the substrate surface of the transparent substrate.

【0018】この発明のように、透明基板の側面方向か
ら透明基板の基板面に対して±30°の範囲内の照射角
度で光を照射した場合、透明基板の基板面に対して撮像
方向が垂直な位置に撮像手段を配置してあるので、透明
基板を単に通過したり基板面で反射してしまうような光
は撮像手段に達せず、そのため透明基板の全体像は写ら
ない。撮像手段に達する光は透明基板に存在する傷か透
明基板の側面(エッジ)によって反射される反射光のみ
となる。光は透明基板の全周方向から照射され、しかも
その光は拡散板により散乱光となっているので、傷また
はエッジで反射される反射光は強調され、傷またはエッ
ジのみが画像上に明瞭に浮かび上がる。この画像を処理
することにより、傷を容易に検査することができる。
As in the present invention, when light is irradiated at an irradiation angle within a range of ± 30 ° from the side surface of the transparent substrate to the substrate surface of the transparent substrate, the imaging direction is changed with respect to the substrate surface of the transparent substrate. Since the imaging means is arranged at a vertical position, light that simply passes through the transparent substrate or is reflected on the substrate surface does not reach the imaging means, so that the entire image of the transparent substrate is not captured. The light reaching the imaging means is only a scratch existing on the transparent substrate or reflected light reflected by the side surface (edge) of the transparent substrate. Light is irradiated from all directions around the transparent substrate, and the light is scattered by the diffuser, so the reflected light reflected at the scratches or edges is emphasized, and only the scratches or edges are clearly displayed on the image. Emerge. By processing this image, flaws can be easily inspected.

【0019】請求項2に記載された発明は、光の照射さ
れた透明基板を撮像手段で撮像し、撮像した画像信号か
ら透明基板に存在する傷の特徴を抽出し、抽出した信号
に基づいて傷の存在判定を行う透明基板の傷検査装置に
おいて、透明基板を水平に載置するとともに、透明基板
の下側から照射される光を拡散させて散乱光を透明基板
に照射する拡散載置台と、拡散載置台の下側に設けられ
拡散載置台に載置された透明基板の側面全周方向から透
明基板の基板面に対して0°〜−30°の範囲内の照射
角度で光を照射するリング状の照明手段と、拡散載置台
上に載置される透明基板の基板面に対して撮像方向が垂
直な真上位置に配置された撮像手段とを備えたものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, a transparent substrate irradiated with light is imaged by an image pickup means, a feature of a flaw present on the transparent substrate is extracted from an image signal of the imaged, and a signal is generated based on the extracted signal. In a transparent substrate flaw inspection device that determines the presence of a flaw, a transparent mounting substrate that horizontally mounts the transparent substrate, diffuses light emitted from below the transparent substrate, and irradiates the transparent substrate with scattered light. And irradiating light at an irradiation angle within a range of 0 ° to −30 ° with respect to the substrate surface of the transparent substrate from the entire circumferential direction of the side surface of the transparent substrate mounted on the diffusion mounting table provided below the diffusion mounting table. Ring-shaped illuminating means, and imaging means arranged at a position directly above the image-capturing direction perpendicular to the substrate surface of the transparent substrate mounted on the diffusion mounting table.

【0020】リング状照明手段から出た光は、拡散載置
台を通過する際、散乱され、その散乱光が透明基板の基
板面に対して0°〜−30°の範囲内の照射角度で透明
基板を照射する。すると、請求項1に記載の発明と同様
に、傷またはエッジのみが画像上に明瞭に浮かび上が
る。
Light emitted from the ring-shaped illuminating means is scattered when passing through the diffusion mounting table, and the scattered light is transparent to the substrate surface of the transparent substrate at an irradiation angle within a range of 0 ° to -30 °. The substrate is irradiated. Then, similarly to the first aspect, only the scratches or edges clearly appear on the image.

【0021】請求項3に記載の発明は、光の照射された
透明基板を撮像手段で撮像し、撮像した画像信号から透
明基板に存在する傷の特徴を抽出し、抽出した信号に基
づいて傷の存在判定を行う透明基板の傷検査装置におい
て、透明基板を水平に載置する載置台と、載置台の上側
に設けられ、載置台に載置された透明基板の側面全周方
向から透明基板の基板面に対して0°〜+30°の範囲
内の照射角度で光を照射するリング状の照明手段と、リ
ング状の照明手段から透明基板に照射する光を拡散させ
て散乱光を透明基板に照射する拡散板と、載置台上に載
置される透明基板の基板面に対して撮像方向が垂直な真
上位置に配置された撮像手段とを備えたものである。
According to a third aspect of the present invention, a transparent substrate irradiated with light is imaged by an image pickup means, a feature of a flaw present on the transparent substrate is extracted from a captured image signal, and a flaw is detected based on the extracted signal. In a transparent substrate flaw inspection device that determines the presence of a transparent substrate, a mounting table that horizontally mounts the transparent substrate, and a transparent substrate that is provided above the mounting table and that extends from all sides of the transparent substrate mounted on the mounting table. Ring-shaped illuminating means for irradiating light at an irradiation angle within the range of 0 ° to + 30 ° with respect to the substrate surface, and diffusing light emitted from the ring-shaped illuminating means to the transparent substrate to scatter light. , And an imaging means arranged at a position directly above the imaging direction perpendicular to the substrate surface of the transparent substrate placed on the mounting table.

【0022】リング状照明手段から出た光は、拡散板を
通過する際、拡散され、その散乱光が透明基板の基板面
に対して0°〜+30°の範囲内の照射角度で透明基板
を照射する。すると、請求項1に記載の発明と同様に、
傷またはエッジのみが画像上に明瞭に浮かび上がる。
The light emitted from the ring-shaped illumination means is diffused when passing through the diffusion plate, and the scattered light strikes the transparent substrate at an irradiation angle within the range of 0 ° to + 30 ° with respect to the substrate surface of the transparent substrate. Irradiate. Then, similarly to the invention described in claim 1,
Only the scratches or edges clearly appear on the image.

【0023】請求項4に記載の発明は、光の照射された
透明基板を撮像手段で撮像し、撮像した画像信号から透
明基板に存在する傷の特徴を抽出し、抽出した信号に基
づいて傷の存在判定を行う透明基板の傷検査装置におい
て、透明基板を水平に載置する不透明な載置台と、載置
台上に載置される透明基板を囲むように載置台上に載置
され光を透過する透明リングと、透明リングの上に載置
され光を遮断する不透明リングと、透明リングの外周に
配置され光を透明リングを介して透明基板に照射するリ
ング状の照明手段と、照明手段から透明基板に照射され
る光を拡散させて散乱光を透明基板に照射する拡散板
と、載置台上に載置される透明基板の基板面に対して撮
像方向が垂直な真上位置に配置された撮像手段とを備
え、不透明載置台と不透明リングとの間に介在させた上
記透明リングを介してリング状の照明手段からリング内
に入射した光が、透明基板の側面全周方向から透明基板
に対して0°〜+30°の範囲内の照射角度で照射され
るように、上記透明リングの厚さを設定したものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a transparent substrate irradiated with light is imaged by an image pickup means, and the characteristics of a flaw present on the transparent substrate are extracted from an image signal obtained by the imaging, and a flaw is detected based on the extracted signal. In the transparent substrate flaw inspection apparatus for determining the presence of the opaque mounting table for horizontally mounting the transparent substrate, and placed on the mounting table to surround the transparent substrate mounted on the mounting table, light is A transparent ring that transmits light, an opaque ring placed on the transparent ring to block light, a ring-shaped illuminating unit that is arranged around the transparent ring and irradiates light to the transparent substrate via the transparent ring, and an illuminating unit A diffuser plate that scatters light illuminating the transparent substrate by diffusing the light illuminating the transparent substrate from above, and is located at a position directly above the imaging direction perpendicular to the substrate surface of the transparent substrate placed on the mounting table Opaque mounting table and Light incident on the ring from the ring-shaped illuminating means via the transparent ring interposed between the transparent substrate and the transparent substrate is within a range of 0 ° to + 30 ° with respect to the transparent substrate from the entire circumferential direction of the side surface of the transparent substrate. The thickness of the transparent ring is set so that irradiation is performed at an irradiation angle of.

【0024】リング状照明手段から出た光は不透明リン
グと不透明載置台とで規制され、その間に設けた透明リ
ングのみを透過して、透明リングの内部に納められた透
明基板の側面全周方向から0°〜+30°の範囲内の照
射角度で照射する。したがって、傷またはエッジのみが
画像上に明瞭に浮かび上がる。この場合、不透明リング
と不透明載置台との間に透明リングを挟むようにしてリ
ング内部に入射する光路を規制するようにしたので、照
明手段側に照射角度を規制する部品等を取り付ける必要
がなくなる。
Light emitted from the ring-shaped illuminating means is regulated by the opaque ring and the opaque mounting table, passes only through the transparent ring provided therebetween, and extends in the entire circumferential direction of the side surface of the transparent substrate housed inside the transparent ring. Irradiation is performed at an irradiation angle within a range of 0 ° to + 30 °. Therefore, only the flaws or edges clearly appear on the image. In this case, since the transparent ring is sandwiched between the opaque ring and the opaque mounting table to regulate the optical path incident on the inside of the ring, it is not necessary to attach a component or the like for regulating the irradiation angle to the illumination means side.

【0025】請求項5に記載の発明は、上記透明基板が
水晶振動子用の水晶ブランクである請求項1〜4のいず
れかに記載の透明基板の傷検査装置である。透明基板が
特に面積が小さく厚さの薄い水晶振動子用の水晶ブラン
クである場合には、傷を有効に検査することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the transparent substrate flaw inspection apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the transparent substrate is a crystal blank for a crystal unit. In the case where the transparent substrate is a quartz blank for a quartz oscillator having a small area and a small thickness, flaws can be effectively inspected.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下に本発明の透明基板の傷検査
装置を、水晶振動子用の水晶ブランクに適用した実施の
形態を図面を用いて説明する。図1は原理図、図2、3
はその作用説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a transparent substrate flaw inspection apparatus of the present invention is applied to a crystal blank for a crystal unit will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a principle diagram, FIGS.
FIG.

【0027】図1において、21は短冊形をした水晶ブ
ランクであり、通常、長辺が3mm〜50mm、厚さ3
0μm〜500μm程度の大きさである。水晶ブランク
の形状は短冊形に限られず、円形その他の形状でも良
い。表裏面を上下に向けて水平に配置した水晶ブランク
21の外周に、水晶ブランク21を囲むように照明手段
としてリングライト22が水平に配置され、水晶ブラン
ク21の側面全周方向から水晶ブランク21の表裏面
(基板面)に対して±30°の範囲内の照射角度で光を
照射するようになっている。ここで照射角度に付してあ
る±符号は、水晶ブランク21の表面側を+、裏面側を
−としている。±30°の範囲内の照射角度とするため
に、照射に寄与させたくないリングライト22の一部を
遮光板ないし遮光膜で覆うようにする。
In FIG. 1, reference numeral 21 denotes a strip-shaped crystal blank, which has a long side of usually 3 mm to 50 mm and a thickness of 3 mm.
The size is about 0 μm to 500 μm. The shape of the crystal blank is not limited to a rectangular shape, but may be a circle or any other shape. A ring light 22 is horizontally arranged as an illuminating means around the crystal blank 21 so as to surround the crystal blank 21 with the front and rear surfaces arranged vertically with the front and back facing up and down. Light is applied to the back surface (substrate surface) at an irradiation angle within a range of ± 30 °. Here, the ± signs attached to the irradiation angles indicate + on the front side of the quartz blank 21 and − on the back side. In order to set the irradiation angle within the range of ± 30 °, a part of the ring light 22 that does not want to contribute to irradiation is covered with a light shielding plate or a light shielding film.

【0028】リングライト22は、通常、最も簡易かつ
安価な蛍光灯を使用できるが、これに限定されない。例
えば、径方向内方にリング形出射口を有し、このリング
形出射口は光ファイバを介して光源に接続され、光源の
発する光が光ファイバを通じてリング形出射口から照射
するようにしても、あるいはリング状の鏡を用いて、光
源からの光を鏡に反射させて、水晶ブランク21の側面
全周方向から照明するようにしてもよい。
Generally, the simplest and cheapest fluorescent lamp can be used as the ring light 22, but it is not limited to this. For example, a ring-shaped outlet may be provided radially inward, and the ring-shaped outlet may be connected to a light source via an optical fiber, and light emitted from the light source may be emitted from the ring-shaped outlet through the optical fiber. Alternatively, the light from the light source may be reflected on the mirror using a ring-shaped mirror, and the crystal blank 21 may be illuminated from the entire circumferential direction.

【0029】リングライト22に蛍光灯を使用する場合
には、蛍光灯の発する光は既に散乱光になっているので
必須ではないが、より散乱効果を高めるために、リング
ライト22と水晶ブランク21との間にリング状の拡散
板23を配置し、リングライト22から水晶ブランク2
1に照射される光を拡散させて散乱光を水晶ブランク2
1に照射させるとよい。このようにリングライト22の
光を拡散させて散乱光とするのは、水晶ブランク21に
対し±30°の照射角度範囲内で、あらゆる方向から光
を当てるためである。拡散板23としては最も簡易かつ
安価である擦りガラスを使用できる。
When a fluorescent lamp is used as the ring light 22, the light emitted from the fluorescent lamp is not necessarily required because it is already scattered light. A ring-shaped diffusing plate 23 is arranged between the ring lights 22 and the quartz blank 2.
1 scatters the irradiating light and diffuses the scattered light into a quartz blank 2.
1 may be irradiated. The reason why the light from the ring light 22 is diffused into scattered light is to irradiate the quartz blank 21 with light from all directions within an irradiation angle range of ± 30 °. The simplest and cheapest frosted glass can be used as the diffusion plate 23.

【0030】水晶ブランク21の表面に対して撮像方向
が垂直な真上位置に撮像手段26を配置する。撮像手段
26は、例えばCCDカメラ25および顕微鏡24を用
いることができ、水晶ブランク付近のみを視野に納める
ように設定する。なお、撮像手段26は水晶ブランク2
1の裏面に対して撮像方向が垂直な真下位置に配置して
も、あるいは水晶ブランク21を垂直に配置した場合に
は、左右のいずれかに配置するようにしてもよい。
The imaging means 26 is arranged at a position directly above the surface of the crystal blank 21 in a direction perpendicular to the imaging direction. As the imaging means 26, for example, a CCD camera 25 and a microscope 24 can be used, and the imaging means 26 is set so that only the vicinity of the crystal blank is included in the field of view. Note that the imaging means 26 is a quartz blank 2
The crystal blank 21 may be disposed at a position immediately below the back surface of the first device 1 or in a case where the crystal blank 21 is disposed vertically.

【0031】撮像手段26およびリングライト22はそ
れぞれ画像入力手段26によりコントロールされると共
に、撮像手段26によって撮像された画像信号は、画像
入力手段27、特徴抽出手段28を介して判定手段29
に入力される。撮像手段26は水晶ブランク付近のみを
視野に納めるため、視野の明度変化を高速に画像処理し
て検出できる。
The image pickup means 26 and the ring light 22 are controlled by the image input means 26, respectively, and the image signals picked up by the image pickup means 26 are passed through the image input means 27 and the feature extraction means 28, and are judged by the judgment means 29.
Is input to Since the imaging means 26 only fits in the field of view near the quartz blank, it is possible to detect the change in the brightness of the field of view at high speed by image processing.

【0032】上述したように水晶ブランク21を取り囲
むリングライト22から水晶ブランク21に散乱光を照
射すると、上から見た場合には、図2(a)に示すよう
に、散乱光20によって水晶ブランク21の側面全周が
包み込まれるようになる。横から見た場合には、図2
(b)に示すように、水平及び斜め方向の散乱光20に
よって側面全周が上記照射角度で包み込まれるようにな
る。この場合、真上または真下方向から光を照射しては
ならない。真上ないし真下から照射すると、透過光また
は反射光により水晶ブランク21の像がCCDカメラ2
5に写ってしまうからである。また、水晶ブランク21
を支持する載置台がある場合には、その下地模様が鮮明
に写ってしまい、水晶ブランク21に存在する傷(欠陥
部)との判別が困難となるからである。
As described above, when scattered light is irradiated from the ring light 22 surrounding the crystal blank 21 to the crystal blank 21, when viewed from above, as shown in FIG. Will be wrapped around the entire side. Figure 2 when viewed from the side
As shown in (b), the scattered light 20 in the horizontal and oblique directions covers the entire side surface at the irradiation angle. In this case, light should not be irradiated from directly above or directly below. When illuminated from directly above or below, an image of the quartz blank 21 is transmitted or reflected by the CCD camera 2.
This is because it is reflected in 5. In addition, the crystal blank 21
This is because, when there is a mounting table that supports, the underlying pattern is clearly seen, and it is difficult to determine a scratch (defect) existing in the crystal blank 21.

【0033】水晶ブランク21に光を照射すると、水晶
ブランク21の傷ないし欠陥部やエッジ加工部における
反射光エネルギーが大きくなる。これは、図3(a)に
示すように、水晶ブランク21の周囲から照射される光
の方向は、散乱により水平方向においては全方向にな
る。水晶ブランク21に欠陥が無ければ、光路が遮られ
ないので、散乱光20はそのまま透過光となって通過し
てしまう。これに対して傷31があると、そこに光が当
たり、反射光になって強調される。
When the crystal blank 21 is irradiated with light, the reflected light energy at the scratched or defective portion of the crystal blank 21 or the edge processed portion increases. This is because, as shown in FIG. 3A, the direction of light emitted from the periphery of the quartz blank 21 is omnidirectional in the horizontal direction due to scattering. If there is no defect in the quartz blank 21, the optical path is not blocked, and the scattered light 20 passes as it is as transmitted light. On the other hand, if the flaw 31 is present, the light hits the flaw 31 and becomes reflected light to be emphasized.

【0034】すなわち、側面視した図3(b)に示すよ
うに、散乱光20が傷31に当たると反射して水晶ブラ
ンク21の表面に傷が現れる。これを上から見ると図3
(c)に示すように、傷31に対し全方位から光20が
照射されるので、傷31の反射光のエネルギーが強調さ
れ、上部より顕微鏡24やカメラ25で見ると、傷31
が鮮明に見える。水晶の欠陥は、あらゆる方向性をもっ
ているので、一方向の光を照射した場合には、光に平行
な傷は反射が起きず検出が困難であり、また三方向の光
を照射した場合であっても、SN比が悪いため、傷を精
度よく検出することは困難であった。しかし、本発明の
ように傷31に対して四方、八方から光を集中的に当て
て光の相乗効果を利用することでSN比を格段と改善で
き、小さな傷に対しても精度よく検出することが可能に
なった。特に、人間の目では検出困難な傷(10μm以
下)でも、相対的に光量を強くすることで、検出が可能
となる。
That is, as shown in FIG. 3B viewed from the side, when the scattered light 20 hits the flaw 31, it is reflected and a flaw appears on the surface of the quartz blank 21. Fig. 3
As shown in (c), the light 20 is radiated to the scratch 31 from all directions, so that the energy of the reflected light of the scratch 31 is emphasized.
Looks sharp. Since a crystal defect has all directions, when irradiated with light in one direction, scratches parallel to the light do not reflect and are difficult to detect, and when irradiated with light in three directions. However, it was difficult to accurately detect a flaw because the SN ratio was poor. However, as in the present invention, the S / N ratio can be remarkably improved by intensively irradiating light from all directions and all directions to the flaw 31 and using the synergistic effect of light to detect a small flaw accurately. It became possible. In particular, it is possible to detect even a flaw (10 μm or less) that is difficult to detect with human eyes by relatively increasing the light amount.

【0035】また、一度に水晶ブランク全体を視野にし
て撮像し、画像処理することができるので、小さな傷
(10μm以下)に対しても高速に検出することができ
る。例えば512×512の画像として処理した場合で
も、200mS以内の速度で検出可能であり、これは1
枚の水晶ブランクの中に傷が何個あっても同じである。
Further, since an image can be taken and image-processed with the entire crystal blank as a field of view at a time, even a small flaw (10 μm or less) can be detected at high speed. For example, even when the image is processed as a 512 × 512 image, it can be detected at a speed of 200 mS or less.
The same is true for any number of scratches in a single crystal blank.

【0036】また、10μm以下の小さい傷でも、光エ
ネルギーが大きく、安定して検出できるので、画像処理
にて自動化することが容易になる。
Further, even a small flaw of 10 μm or less has a large light energy and can be stably detected, so that it is easy to automate the image processing.

【0037】また、副次的効果として、水晶ブランクの
周面のエッジ加工精度が粗雑であればエッジ部での光の
反射が大きくなるが、精度がよければ反射が小さくなる
ため、水晶ブランクの加工精度の検査にも応用すること
ができる。また、エッジ加工面での反射を利用すれば、
水晶ブランクの形状や寸法測定にも応用することができ
る。
As a secondary effect, if the edge processing accuracy of the peripheral surface of the crystal blank is rough, the reflection of light at the edge portion increases, but if the accuracy is good, the reflection decreases. It can be applied to inspection of processing accuracy. Also, if you use the reflection on the edge processing surface,
It can also be applied to shape and size measurements of quartz blanks.

【0038】なお、カメラ25の軸方向に対し平行な傷
がある場合でも、次の理由から説明できるように、その
傷を容易に検出できる。水晶ブランクは通常数十〜50
0μmと極めて薄い。水晶ブランクの傷は外部からのス
トレスにて発生し、必ずその痕跡が存在する。したがっ
て傷がある場合は、その傷は必ず表面に接し、その内部
のみで存在することはあり得ない。傷の表面部に周囲か
ら光が照射すれば、切口部に光が複雑に屈折、反射する
から、カメラ25が真上に配置されていると雖も、その
部分に高い光エネルギーが生じるので、そのような傷で
も見ることができる。
It should be noted that even if there is a flaw parallel to the axial direction of the camera 25, the flaw can be easily detected for the following reason. Usually several tens to 50 quartz blanks
It is extremely thin at 0 μm. The scratches on the crystal blank are caused by external stress, and there are always traces of the scratches. Therefore, if there is a flaw, the flaw is always in contact with the surface and cannot exist only inside the flaw. If the surface of the wound is irradiated with light from the surroundings, the light is complicatedly refracted and reflected at the cut, so that even though the camera 25 is arranged directly above, high light energy is generated in that part, Such wounds can be seen.

【0039】ここで、水晶ブランクの表面に対する光の
照射角度を±30°の範囲内とする根拠を図4〜図7を
用いて説明する。図4に示すように不透明なプラスチッ
クの載置台に載置した短冊形の水晶ブランク21の長辺
の一点(エッジ)に光を照射し、その点での反射の光エ
ネルギーを計る。この光エネルギーは傷部における光エ
ネルギーと強い相関があり、光エネルギーが高い程傷の
検出が容易となる。光の照射は図5に示すように、水晶
ブランクから100mm離した位置で出射端に集光レン
ズを有する光ファイバ光源18を用い、水平に配置した
水晶ブランクの表面に対して照射角度を+5°、+10
°…+40°、+45°というように5°刻みで増やし
ていった。すると、図6に示すように、照射角度が30
°まではSN比が大きく傷31を明瞭に判別できるが、
それを越えると載置台の下地模様が多く現れるようにな
るため判別が困難になり、45°では傷31の画像は完
全に下地模様に吸収されて傷31を検出できなくなるこ
とがわかった。光エネルギーをプロットした図7から、
水晶ブランクの表面に対する光の照射角度は、±30°
の範囲内、望ましくは±20°の範囲内で、実務的に最
適な数値を示すならば±5°の範囲内である。なお、図
7の縦軸は最大を255とする光エネルギーの大きさを
示す。
Here, the grounds for setting the light irradiation angle on the surface of the quartz blank within the range of ± 30 ° will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, light is applied to one point (edge) of the long side of the strip-shaped quartz blank 21 placed on an opaque plastic placing table, and the light energy of the reflection at that point is measured. This light energy has a strong correlation with the light energy at the flaw, and the higher the light energy, the easier the flaw detection. As shown in FIG. 5, light irradiation is performed by using an optical fiber light source 18 having a condensing lens at an emission end at a position 100 mm away from the quartz blank, and increasing the irradiation angle to the surface of the horizontally arranged quartz blank by + 5 °. , +10
° ... + 40 °, + 45 °, etc., in increments of 5 °. Then, as shown in FIG.
Up to °, the SN ratio is large and the scratch 31 can be clearly distinguished,
If it exceeds that, it becomes clear that the underlying pattern of the mounting table appears more often, making it difficult to determine. At 45 °, the image of the scratch 31 is completely absorbed by the underlying pattern, and it is found that the scratch 31 cannot be detected. From FIG. 7 plotting light energy,
The irradiation angle of light on the surface of the crystal blank is ± 30 °
, Preferably within the range of ± 20 °, and within the range of ± 5 ° if a practically optimum numerical value is shown. Note that the vertical axis in FIG. 7 indicates the magnitude of light energy with the maximum being 255.

【0040】次に、撮像手段を水晶ブランクの真上に配
置した傷検査装置の具体的な実施の形態例について説明
する。
Next, a description will be given of a specific embodiment of the flaw inspection apparatus in which the image pickup means is disposed right above the crystal blank.

【0041】図8は水晶ブランクを載せる載置台に透明
ガラス板を用い、リングライトを載置台の下側に配置し
た場合の第1の実施の形態例を示す。中央を円形に切り
取って孔36を開けた不透明の台座33を設け、その台
座33の上に透明ガラス板32を載せ、台座33の孔3
6に対応する透明ガラス板32上の所定位置に水晶ブラ
ンク21を載せる。リングライト22は台座33の下側
に台座33の孔36を囲むように配置する。このリング
ライト22の径方向内方に、リングライト22から水晶
ブランク21に照射される光を拡散させて散乱光を水晶
ブランク21に照射するリング状の拡散板23を配置す
る。
FIG. 8 shows a first embodiment in which a transparent glass plate is used as a mounting table on which a quartz blank is mounted, and a ring light is arranged below the mounting table. An opaque pedestal 33 in which the center is cut out in a circular shape and a hole 36 is formed is provided. A transparent glass plate 32 is placed on the pedestal 33,
The crystal blank 21 is placed at a predetermined position on the transparent glass plate 32 corresponding to 6. The ring light 22 is disposed below the pedestal 33 so as to surround the hole 36 of the pedestal 33. A ring-shaped diffusion plate 23 for diffusing light emitted from the ring light 22 to the crystal blank 21 and irradiating the crystal blank 21 with scattered light is disposed radially inward of the ring light 22.

【0042】リングライト22には遮光板35を設け、
水晶ブランク21の基板面に対して±30°の範囲内の
照射角度で水晶ブランク21の側面全周方向から光を照
射できるようにする。このように載置台に下地模様のな
い透明ガラス板32を用いたので、SN比が高く検査精
度を一層高めることができる。また、台座33の下側に
リングライト22を配置して、水晶ブランク21を移動
する際の障害物が上側に来ないようにしたので、検査工
程の量産化にも対応できる。ところで、この第1の実施
の形態では、水晶ブランク21を載置する載置台に表面
が平滑な透明ガラス板32を使用しているため、同じく
平滑面をもつ水晶ブランク21が吸着して離れなくなる
おそれがある。
The ring light 22 is provided with a light shielding plate 35,
Light can be irradiated from the entire circumferential direction of the side surface of the crystal blank 21 at an irradiation angle within a range of ± 30 ° with respect to the substrate surface of the crystal blank 21. As described above, since the transparent glass plate 32 having no base pattern is used for the mounting table, the SN ratio is high and the inspection accuracy can be further improved. In addition, since the ring light 22 is arranged below the pedestal 33 so that an obstacle when moving the crystal blank 21 does not come to the upper side, it is possible to cope with mass production of the inspection process. By the way, in the first embodiment, since the transparent glass plate 32 having a smooth surface is used for the mounting table on which the crystal blank 21 is mounted, the crystal blank 21 also having a smooth surface is attracted and does not separate. There is a risk.

【0043】そこで、図9に示す第2の実施の形態で
は、載置台を透明ガラスに代えて拡散載置台としての擦
りガラス34とし、リングライト22の前を覆っていた
拡散板を省略した構成としている。硬度の高い水晶ブラ
ンク21に対して最適な擦りガラス34を形成するため
に、水晶ブランク21が吸着せず、かつ散乱光が形成で
きるように、例えば砂擦り等により粗面化して表面に凹
凸を付ける。表面に付けた凹凸は、このままでは水晶ブ
ランクの傷と見分けが付かなくなるおそれがある。ま
た、水晶ブランク21はガラスよりも硬いので、擦りガ
ラス34に容易に傷を付けてしまう。そこで、水晶ブラ
ンクの傷と見分けが付くようにフッ酸で処理して凹凸を
滑らかにし、ついで硬い水晶に対抗できるように脱酸し
て硬度を上げるようにしてある。なお、擦りガラスの形
成方法は上記方法に限定されず、他の方法で行ってもよ
い。ただし、脱酸状態で透過度は60%以上となるよう
にする。この実施の形態では、載置台を擦りガラス34
とすることによって、水晶ブランク21の吸着を回避で
きるので、擦りガラス34上での移動が容易となり、量
産化に容易に対応できる。また拡散板が省略できるので
構成の簡素化も図れる。
Therefore, in the second embodiment shown in FIG. 9, the mounting table is replaced with a frosted glass 34 as a diffusion mounting table instead of the transparent glass, and the diffusion plate covering the front of the ring light 22 is omitted. I have. In order to form the optimal frosted glass 34 for the crystal blank 21 having a high hardness, the surface is roughened by sand rubbing, for example, so that the crystal blank 21 is not adsorbed and scattered light is formed. wear. Unevenness on the surface may be indistinguishable from scratches on the quartz blank as it is. Further, since the quartz blank 21 is harder than glass, the frosted glass 34 is easily scratched. Therefore, the surface is treated with hydrofluoric acid to smooth the irregularities so as to be distinguished from scratches on the crystal blank, and then deoxidized so as to oppose the hard crystal to increase the hardness. The method of forming the frosted glass is not limited to the above method, and may be performed by another method. However, the transmittance is set to be 60% or more in the deoxidized state. In the present embodiment, the mounting table is
By doing so, the adsorption of the quartz blank 21 can be avoided, so that the movement on the frosted glass 34 becomes easy, and it is possible to easily cope with mass production. Further, since the diffusion plate can be omitted, the configuration can be simplified.

【0044】図10に第3の実施の形態例を示す。第1
の実施の形態例と異なる点は、リングライト22を水晶
ブランク21の上側に配置し、水晶ブランク21を載置
する載置台を省略し、直接台座33に載置するようにし
た点である。水晶ブランク21の上側から散乱光を照射
するので、台座33を透明とする必要はない。これによ
れば、台座33の下側にスペースがなく、有効利用でき
ない場合に有効である。
FIG. 10 shows a third embodiment. First
The difference from the second embodiment is that the ring light 22 is arranged above the crystal blank 21, the mounting table on which the crystal blank 21 is mounted is omitted, and the ring light 22 is directly mounted on the pedestal 33. Since the scattered light is irradiated from above the crystal blank 21, the pedestal 33 does not need to be transparent. This is effective when there is no space below the pedestal 33 and it cannot be used effectively.

【0045】図11に第4の実施の形態例を示す。第3
の実施の形態例と異なる点は、水晶ブランク21を内部
に収納するリング状のキャリングケース39を用いて、
リングライト22の一部を覆っていた遮光板を省略した
点である。すなわち、キャリングケース39を上下の二
段積み構造とし、下段を透明リング37で、上段を不透
明リング38で構成する。また、水晶ブランク21を載
置する台座33も不透明とする。このため透明リング3
7の外周に配置されたリングライト22から出た光は、
不透明な台座33と不透明リング38とに挟まれた透明
な透明リング37からしか内部に入り込めず、内部に入
り込めた水平方向の光のみがキャリングケース39内の
水晶ブランク21に照射される。
FIG. 11 shows a fourth embodiment. Third
The difference from the first embodiment is that a ring-shaped carrying case 39 for accommodating the crystal blank 21 therein is used.
This is a point that a light shielding plate that covers a part of the ring light 22 is omitted. That is, the carrying case 39 has a two-tiered structure of upper and lower parts, and the lower part is composed of the transparent ring 37 and the upper part is composed of the opaque ring 38. Also, the pedestal 33 on which the crystal blank 21 is placed is made opaque. Therefore, the transparent ring 3
The light emitted from the ring light 22 arranged on the outer periphery of 7 is
Only the light in the horizontal direction, which can enter the inside from the transparent transparent ring 37 sandwiched between the opaque pedestal 33 and the opaque ring 38, is irradiated on the quartz blank 21 in the carrying case 39.

【0046】したがって、透明リング37の厚さを適切
に設定することにより、リングライト22に遮光板を設
けることなく、キャリングケース39内に入射する光
を、水晶ブランク21の表面に対して+30°の範囲内
の照射角度で照射することができる。また、キャリング
ケース39の上段の不透明リング38を遮光性としたの
で外乱光の侵入を容易に防止できる。ところでこの場
合、キャリングケース39の下段を構成する透明リング
37の厚さは0.5mm〜1mm程度になる。このよう
な薄い透明リング37の外側から単に光を照射するだけ
では透明リング37内を透過させることは難しい。
Therefore, by appropriately setting the thickness of the transparent ring 37, the light incident on the carrying case 39 can be shifted by + 30 ° with respect to the surface of the quartz blank 21 without providing the ring light 22 with a light shielding plate. Irradiation can be performed at an irradiation angle within the range. Further, since the upper opaque ring 38 of the carrying case 39 is made light-blocking, it is possible to easily prevent intrusion of disturbance light. By the way, in this case, the thickness of the transparent ring 37 constituting the lower stage of the carrying case 39 is about 0.5 mm to 1 mm. It is difficult to transmit light through the transparent ring 37 simply by irradiating light from outside the thin transparent ring 37.

【0047】そこで、上記した第4の実施の形態を実際
に具体化するためには、図12に示すように照明手段と
して光源を共通にした複数の光ファイバ40を使用し、
光ファイバ40の出射端から出射される光をロッドレン
ズ41を通すことにより収束させて、その収束光を厚さ
の薄い透明リング37内に侵入させるようにする。図示
例では、光ファイバ40を、水平方向に60〜90°ず
らして2個用意し、反対側には半円状の鏡42を用意し
て光ファイバ40から出射される光を反射することによ
り、構成の簡素化を図っている。
Therefore, in order to actually embody the fourth embodiment, a plurality of optical fibers 40 having a common light source are used as illumination means as shown in FIG.
The light emitted from the emission end of the optical fiber 40 is converged by passing through the rod lens 41, and the converged light is made to enter the thin transparent ring 37. In the illustrated example, two optical fibers 40 are prepared by being shifted by 60 to 90 degrees in the horizontal direction, and a semicircular mirror 42 is prepared on the opposite side to reflect light emitted from the optical fibers 40. , To simplify the configuration.

【0048】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、次の効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0049】(1) 検出光の出力強度ないし分布を評価す
ることにより水晶ブランク内外の傷や欠陥を検出でき
る。
(1) Scratches and defects inside and outside the crystal blank can be detected by evaluating the output intensity or distribution of the detection light.

【0050】(2) カメラが1台、光源が1台とシンプル
で安価であり、また水晶ブランクに存在する傷を光学的
に強調できるので、ダイナミックレンジが大きく取れ
る。
(2) One camera and one light source are simple and inexpensive, and the scratches existing in the quartz blank can be optically emphasized, so that a large dynamic range can be obtained.

【0051】(3) 1台のカメラで水晶ブランクをその真
上から撮像しているので、水晶ブランク全体への焦点が
一定で、安定した像を得ることができる。
(3) Since a single camera captures an image of the quartz blank from directly above, a stable image can be obtained with a constant focus on the entire quartz blank.

【0052】(4) 全体を1枚の像で得ることができ、真
上方向からの撮像となるため、水晶ブランクの外形寸法
を精度良く得ることも可能である。
(4) The whole can be obtained as one image, and the image is taken from right above, so that the external dimensions of the crystal blank can be obtained with high accuracy.

【0053】(5) 1回の撮像で全てを処理、検査するの
で、高速にて処理することが可能である。
(5) Since all are processed and inspected in one imaging, high-speed processing is possible.

【0054】なお、上述した実施の形態では拡散板をリ
ングライトと別体で構成したが、リングライトと一体に
してもよい。また、リングライトから出る光が十分な散
乱光であれば省略してもよい。また、透明基板を水晶ブ
ランクとした場合について説明したが、本発明は水晶ブ
ランクに限定されない。透明基板であれば何れにも適用
できる。
In the above embodiment, the diffusion plate is formed separately from the ring light, but may be integrated with the ring light. If the light emitted from the ring light is sufficiently scattered light, it may be omitted. Further, the case where the transparent substrate is a quartz blank has been described, but the present invention is not limited to the quartz blank. Any transparent substrate can be used.

【0055】[0055]

【実施例】図13は円形水晶ブランクの実験例を示す。
なお、円形水晶ブランクの大きさは通常3mm〜76m
mφの大きさである。水晶ブランクの外周の一点から径
方向内方に途中まで走っている輝線(像)が5μm幅の
傷を示している。測定輝線が傷にかかっていない場合は
光エネルギー分布は両端のエッジ部のみにピークが現れ
る(a)。測定輝線が傷にかかると、その輝線の向きに
関わらず、その交点にも光エネルギー分布のピークが生
じる(b、c)。これよりエッジ間の光エネルギー分布
を調べることにより傷の有無が判定できることが分か
る。また、水晶ブランクの外周(エッジ部)も光ってい
ることから、外形寸法の測定ができることも分かる。
FIG. 13 shows an experimental example of a circular quartz crystal blank.
The size of the circular quartz blank is usually 3 mm to 76 m.
mφ. The bright line (image) running radially inward from one point on the outer periphery of the crystal blank indicates a scratch having a width of 5 μm. When the measured emission line is not damaged, the light energy distribution has peaks only at the edges at both ends (a). When the measured emission line is scratched, a peak of the light energy distribution occurs at the intersection regardless of the direction of the emission line (b, c). From this, it can be seen that the presence or absence of a flaw can be determined by examining the light energy distribution between the edges. Also, since the outer periphery (edge portion) of the quartz blank is also shining, it can be seen that the outer dimensions can be measured.

【0056】図14は水晶ブランクの方向を変えても傷
の像の状態が変化しないことを示している。360°方
向を変えても変化しない。これから精度よく安定して傷
を検出できることが分かる。
FIG. 14 shows that the state of the scratch image does not change even if the direction of the quartz blank is changed. It does not change even if the direction is changed by 360 °. From this, it can be seen that the scratch can be detected accurately and stably.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明によれば、透明基板に全周から散
乱光を照射するため、いかなる方向の傷に対しても傷を
光学的に強調できるので、確実に傷の検査を行うことが
できる。また、一度に透明基板全体を視野にして撮像
し、画像処理することができるので、透明基板に存在す
る全ての傷に対して簡単かつ高速に検査することがで
き、画像処理による検査の自動化が容易となる。
According to the present invention, since the transparent substrate is irradiated with scattered light from all around, the scratch can be optically emphasized with respect to the scratch in any direction, so that the inspection of the scratch can be surely performed. it can. In addition, since the entire transparent substrate can be imaged and image-processed with the entire field of view at once, all the scratches on the transparent substrate can be inspected easily and at high speed, and the inspection by image processing can be automated. It will be easier.

【0058】また、一台の撮像手段と一台の照明手段で
構成することができるので、従来の切替式のものに比し
て構成が簡単である。また透明基板の基板面に対して撮
像方向が垂直な位置に撮像手段を配置するので、複雑な
補正処理を必要とせずに、傷または透明基板を正確に寸
法計測することもできる。
Further, since it can be constituted by one imaging means and one illumination means, the construction is simpler than that of the conventional switching type. Further, since the imaging means is arranged at a position where the imaging direction is perpendicular to the substrate surface of the transparent substrate, the size of the scratch or the transparent substrate can be accurately measured without requiring a complicated correction process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の透明基板の傷検査装置の原理図を示
す。
FIG. 1 shows a principle diagram of a transparent substrate flaw inspection apparatus of the present invention.

【図2】本発明の光の照射状況を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a light irradiation state of the present invention.

【図3】本発明の傷の検出状況を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a detection state of a flaw according to the present invention.

【図4】最適な照射角度を見出すために用いる水晶ブラ
ンクの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a crystal blank used for finding an optimum irradiation angle.

【図5】光ファイバ光源を使って照射角度を変えていく
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of changing an irradiation angle using an optical fiber light source.

【図6】光の照射角度を変えたときの水晶ブランクおよ
び傷の反射光像の変化を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing changes in reflected light images of a quartz blank and a flaw when the light irradiation angle is changed.

【図7】光の照射角度に対する光エネルギー量のプロッ
ト図である。
FIG. 7 is a plot diagram of a light energy amount with respect to a light irradiation angle.

【図8】本発明の第1の実施の形態例を示す要部の構成
図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a main part showing the first embodiment of the present invention.

【図9】第2の実施の形態例を示す要部の構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of a main part showing a second embodiment.

【図10】第3の実施の形態例を示す要部の構成図であ
る。
FIG. 10 is a configuration diagram of a main part showing a third embodiment.

【図11】第4の実施の形態例を示す要部の構成図であ
る。
FIG. 11 is a configuration diagram of a main part showing a fourth embodiment.

【図12】第4の実施の形態例を具体化した要部の構成
図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a main part that embodies a fourth embodiment;

【図13】本実施例による円形水晶ブランクの画像と測
定輝線上における光エネルギー分布を示す説明図であ
る。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an image of a circular quartz crystal blank and light energy distribution on a measurement bright line according to the present embodiment.

【図14】他の本実施例による円形水晶ブランクの方向
を変えても傷の像の状態が変化しないことを示す説明図
である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing that the state of a scratch image does not change even if the direction of a circular quartz crystal blank according to another embodiment is changed.

【図15】従来例の傷検出装置の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a conventional flaw detection device.

【図16】他の従来例の傷検出装置の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of another conventional flaw detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 水晶ブランク 22 リングライト(照明手段) 23 拡散板 24 顕微鏡 25 CCDカメラ 26 撮像手段 27 画像入力手段 28 特徴抽出手段 29 判定手段 θ 照射角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Quartz blank 22 Ring light (illumination means) 23 Diffusing plate 24 Microscope 25 CCD camera 26 Imaging means 27 Image input means 28 Feature extraction means 29 Judgment means θ Irradiation angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 21/84 - 21/90──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01N 21/84-21/90

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光の照射された透明基板を撮像手段で撮像
し、撮像した画像信号から透明基板に存在する傷の特徴
を抽出し、抽出した信号に基づいて傷の存在判定を行う
透明基板の傷検査装置において、 透明基板の基板面に対して±30°の範囲内の照射角度
で透明基板の側面全周方向から光を照射する照明手段
と、 照明手段から透明基板に照射される光を拡散させて散乱
光を透明基板に照射する拡散板と、 透明基板の基板面に対して撮像方向が垂直な位置に配置
された撮像手段とを備えたことを特徴とする透明基板の
傷検査装置。
1. A transparent substrate for capturing an image of a transparent substrate irradiated with light by an imaging means, extracting characteristics of a flaw existing on the transparent substrate from a captured image signal, and determining the presence of a flaw based on the extracted signal. Irradiating means for irradiating the transparent substrate with light at an irradiation angle within the range of ± 30 ° with respect to the substrate surface of the transparent substrate, and light irradiating the transparent substrate from the illuminating means. A transparent plate for diffusing light and irradiating the transparent substrate with scattered light; and an imaging means arranged at a position where an imaging direction is perpendicular to a substrate surface of the transparent substrate. apparatus.
【請求項2】光の照射された透明基板を撮像手段で撮像
し、撮像した画像信号から透明基板に存在する傷の特徴
を抽出し、抽出した信号に基づいて傷の存在判定を行う
透明基板の傷検査装置において、 透明基板を水平に載置するとともに、透明基板の下側か
ら照射される光を拡散させて散乱光を透明基板に照射す
る拡散載置台と、 拡散載置台の下側に設けられ拡散載置台に載置された透
明基板の側面全周方向から透明基板の基板面に対して0
°〜−30°の範囲内の照射角度で光を照射するリング
状の照明手段と、 拡散載置台上に載置される透明基板の基板面に対して撮
像方向が垂直な真上位置に配置された撮像手段とを備え
た透明基板の傷検査装置。
2. A transparent substrate for capturing an image of a transparent substrate irradiated with light by an imaging means, extracting characteristics of a flaw present on the transparent substrate from a captured image signal, and determining the presence of a flaw based on the extracted signal. In the flaw inspection device, the transparent substrate is placed horizontally, and the light radiated from below the transparent substrate is diffused and the scattered light is irradiated on the transparent substrate. The transparent substrate placed on the diffusion mounting table is provided with a distance of 0 from the peripheral surface of the transparent substrate to the substrate surface of the transparent substrate.
A ring-shaped illuminating means for irradiating light at an irradiation angle in the range of ° to -30 °, and a light-emitting element arranged at a position directly above the imaging direction perpendicular to the substrate surface of the transparent substrate mounted on the diffusion mounting table Inspection apparatus for a transparent substrate, comprising: an imaging unit;
【請求項3】光の照射された透明基板を撮像手段で撮像
し、撮像した画像信号から透明基板に存在する傷の特徴
を抽出し、抽出した信号に基づいて傷の存在判定を行う
透明基板の傷検査装置において、 透明基板を水平に載置する載置台と、 載置台の上側に設けられ、載置台に載置された透明基板
の側面全周方向から透明基板の基板面に対して0°〜+
30°の範囲内の照射角度で光を照射するリング状の照
明手段と、 リング状の照明手段から透明基板に照射する光を拡散さ
せて散乱光を透明基板に照射する拡散板と、 載置台上に載置される透明基板の基板面に対して撮像方
向が垂直な真上位置に配置された撮像手段と、を備えた
透明基板の傷検査装置。
3. A transparent substrate for capturing an image of a transparent substrate irradiated with light by an image pickup means, extracting characteristics of a flaw present on the transparent substrate from a captured image signal, and determining the presence of a flaw based on the extracted signal. In the flaw inspection device of the above, a mounting table on which the transparent substrate is mounted horizontally, and a mounting table provided on the mounting table and having 0 ° with respect to the substrate surface of the transparent substrate from all circumferential directions of the side surfaces of the transparent substrate mounted on the mounting table ° to +
A ring-shaped illuminating means for irradiating light at an irradiation angle within a range of 30 °, a diffusion plate for diffusing light illuminating the transparent substrate from the ring-shaped illuminating means and irradiating the transparent substrate with scattered light; A transparent substrate flaw inspection apparatus, comprising: an image pickup unit disposed at a position directly above the image pickup direction perpendicular to the substrate surface of the transparent substrate placed thereon.
【請求項4】光の照射された透明基板を撮像手段で撮像
し、撮像した画像信号から透明基板に存在する傷の特徴
を抽出し、抽出した信号に基づいて傷の存在判定を行う
透明基板の傷検査装置において、 透明基板を水平に載置する不透明な載置台と、 載置台上に載置される透明基板を囲むように載置台上に
載置され光を透過する透明リングと、 透明リングの上に載置され光を遮断する不透明リング
と、 透明リングの外周に配置され光を透明リングを介して透
明基板に照射するリング状の照明手段と、 照明手段から透明基板に照射される光を拡散させて散乱
光を透明基板に照射する拡散板と、 載置台上に載置される透明基板の基板面に対して撮像方
向が垂直な真上位置に配置された撮像手段とを備え、 不透明載置台と不透明リングとの間に介在させた上記透
明リングを介してリング状の照明手段からリング内に入
射した光が、透明基板の側面全周方向から透明基板に対
して0°〜+30°の範囲内の照射角度で照射されるよ
うに、上記透明リングの厚さを設定した透明基板の傷検
査装置。
4. A transparent substrate for capturing an image of a transparent substrate irradiated with light by an imaging means, extracting characteristics of a flaw present on the transparent substrate from a captured image signal, and determining the presence of a flaw based on the extracted signal. An opaque mounting table for horizontally mounting a transparent substrate, a transparent ring mounted on the mounting table so as to surround the transparent substrate mounted on the mounting table, and transmitting light, An opaque ring placed on the ring to block light; a ring-shaped illuminating unit arranged around the transparent ring to irradiate light to the transparent substrate via the transparent ring; and illuminating the transparent substrate from the illuminating unit. A diffusion plate for diffusing light and irradiating the transparent substrate with scattered light; and an imaging unit arranged at a position directly above the imaging direction perpendicular to a substrate surface of the transparent substrate mounted on the mounting table. Between the opaque mounting table and the opaque ring Light incident on the ring from the ring-shaped illuminating means via the transparent ring is irradiated on the transparent substrate at an irradiation angle within the range of 0 ° to + 30 ° from the entire circumferential direction of the side surface of the transparent substrate. A flaw inspection device for a transparent substrate in which the thickness of the transparent ring is set as described above.
【請求項5】上記透明基板が水晶振動子用の水晶ブラン
クである請求項1〜4のいずれかに記載の透明基板の傷
検査装置。
5. An apparatus according to claim 1, wherein said transparent substrate is a crystal blank for a crystal unit.
JP8102559A 1996-04-24 1996-04-24 Inspection device for transparent substrate Expired - Fee Related JP2821460B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8102559A JP2821460B2 (en) 1996-04-24 1996-04-24 Inspection device for transparent substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8102559A JP2821460B2 (en) 1996-04-24 1996-04-24 Inspection device for transparent substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09288063A JPH09288063A (en) 1997-11-04
JP2821460B2 true JP2821460B2 (en) 1998-11-05

Family

ID=14330598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8102559A Expired - Fee Related JP2821460B2 (en) 1996-04-24 1996-04-24 Inspection device for transparent substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2821460B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256091B1 (en) 1997-08-25 2001-07-03 Nippon Maxis Co., Ltd. Transparent substrate mounting platform, transparent substrate scratch inspection device, transparent substrate bevelling inspection method and device, and transparent substrate inspection method
JP3054609B2 (en) * 1998-02-18 2000-06-19 株式会社日本マクシス Beveling inspection method and apparatus for quartz substrate
JP2009053123A (en) * 2007-08-29 2009-03-12 Nidec Tosok Corp Oscillator inspection device
JP6296499B2 (en) 2014-08-11 2018-03-20 株式会社 東京ウエルズ Appearance inspection apparatus and appearance inspection method for transparent substrate
JP6683500B2 (en) * 2016-02-24 2020-04-22 株式会社ディスコ Inspection equipment and laser processing equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09288063A (en) 1997-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3379805B2 (en) Surface defect inspection equipment
JP2010112786A (en) Illumination apparatus and appearance inspection apparatus having the same
JPH08128959A (en) Optical inspection method and optical inspection device
JPH11281584A (en) Method and apparatus for inspection
JP2821460B2 (en) Inspection device for transparent substrate
KR100532238B1 (en) Thin film inspection method, apparatus and inspection system used therein
JPH04122839A (en) Inspecting method of surface
JPH06129995A (en) Optical inspection device for surface defect
JPH07234187A (en) Method and device for detecting surface detect of glass substrate
JP2003202302A (en) Surface defect-inspecting apparatus
JP5255763B2 (en) Optical inspection method and apparatus
JP3222727B2 (en) Optical member inspection device
JP2004257776A (en) Inspection device for light transmission body
JP2005331302A (en) Outside surface inspection method and outside surface inspection device
JP3149336B2 (en) Optical member inspection device
KR102361860B1 (en) Lighting device for inspection measurement and inspection measurement system and inspection measurement method
JP2002014058A (en) Method and apparatus for checking
JP2000295639A (en) Lighting device for inspecting solid-state image pickup element and adjustment tool used for the same
JPH05232032A (en) External appearance inspecting floodlight device
JPH11132956A (en) Method and apparatus for optical visual inspection
JP2004309137A (en) Method and apparatus for inspecting defect inside quartz glass
JP2001264262A (en) Surface foreign matter inspecting method and surface foreign matter inspecting device
JPH04344447A (en) Detecting device for defect in transparent glass substrate
JPS5848837A (en) Defect checking method
JPS6086519A (en) Illuminating method of reflection microscope

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees