JP3174615B2 - 欠陥検査装置における投光光学系 - Google Patents

欠陥検査装置における投光光学系

Info

Publication number
JP3174615B2
JP3174615B2 JP9700992A JP9700992A JP3174615B2 JP 3174615 B2 JP3174615 B2 JP 3174615B2 JP 9700992 A JP9700992 A JP 9700992A JP 9700992 A JP9700992 A JP 9700992A JP 3174615 B2 JP3174615 B2 JP 3174615B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
concave mirror
mirror
polygon
incident
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
JP9700992A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05273148A (ja
Inventor
富夫 中村
智秀 水越
敬一 植杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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 Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP9700992A priority Critical patent/JP3174615B2/ja
Publication of JPH05273148A publication Critical patent/JPH05273148A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3174615B2 publication Critical patent/JP3174615B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は被検査物の表面にレーザ
光をフライングスポット方式で照射し、特にその反射光
を使用して欠陥を検査する欠陥検査装置の投光光学系に
関する。
【0002】
【従来技術】フィルム、紙、繊維、半導体ウエーハ、ガ
ラス基板や金属板等の被検査物の表面に疵等の欠陥があ
ると、商品価値を失ったり、品質上問題となる。従っ
て、かかる欠陥について予め検査をして、不良部分を排
除する必要がある。そこで、従来から種々の欠陥検査の
試みがなされている。
【0003】特開平2ー216437にはレーザ光を凹
面鏡および回転鏡を使用して被検査物の幅手方向にスキ
ャニングしながら照射して被検査物の欠陥を検査する方
法が開示されている。
【0004】特開昭51ー63679にはレーザ光を円
柱レンズにより被検査物の表面上に焦点を結ぶようにし
た平板状体の欠陥検出装置が開示されている。
【0005】特開昭55ー4600には被検査物の表面
からの反射光の拡がりを少なくするようにした帯状物の
欠陥検出装置が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
光を傾けて凹面鏡に入射し、それを被検査物の表面に照
射し、その反射光を使用する欠陥検出方式において、該
検査面上における幅手方向の走査が円弧状(ラインボー
と言う)となる欠点がある。この現象は特に凹面鏡に対
するレーザ光の入射角を大きくする場合に顕著である。
【0007】図6はレーザ光35を凹面鏡32で反射さ
せて回転ロール30により搬送される被検査物31の表
面を走査して、該表面上の凹凸や欠陥を検査する従来の
欠陥検査装置の一部の略図である。凹面鏡32は細長
く、かつ、わん曲しているので、その幅手方向の中央部
の鏡面34と端部の鏡面33とにおける反射光37、3
6は実線と点線で示すように被検査物31の表面に対し
異なる角度で入射され、さらにこの反射光37、36が
被検査物31の表面で反射されて反射光39、38のよ
うに異なる方向に反射されるので、中央部と端部ではそ
のずれが大きくなる。その結果図7に示すように被検査
物31の幅手方向の走査線40は図示するように円弧状
になる。
【0008】図7は従来の欠陥検査装置の受光部42の
概略構成を示す斜視図である。
【0009】上記理由により、反射光が被検査物の搬送
方向に拡がるので、被検査物の幅手全体を検査するため
には、受光部42への光の入射口となるアパーチャを拡
げ、かつ受光部42内の複数のセンサ41例えばPMT
(フォトマルチチューブ)の位置を、走査線40の円弧
に起因する反射光39、38の拡がりに沿って配列して
検出力を幅手方向に均一化する必要がある。このことは
センサ配置に対する詳細な検討を必要とするとともに受
光部等の装置を大型化し、コストを増大させる結果とな
る。 また、反射光をさらに一点に集光させるような受
光光学系を使用する場合には、凹面鏡等の各光学部品の
寸法が大きくなるだけでなく、集光状態がスリット状に
なり、スリット方向の光が欠陥検出のための光として使
用できなくなり検出力が低下する欠点がある。
【0010】また、レーザ光をハーフミラーにより凹面
鏡等に垂直に入射させるようにすると、この方式では光
量が1/4になるため検出力が悪くなり、特に反射率の
低い被検査物においてこの傾向が激しい。
【0011】また、軸外しの凹面鏡等を使用したものも
あるが、これらの大型のものは非常に高価である。
【0012】本発明は上述の点にかんがみてなされたも
ので、レーザ光を傾けて被検査物の表面に照射し、その
反射光を使用してその欠陥を検出する欠陥検出装置にお
いて、該検査面上における幅手方向の走査が円弧状とな
るのを補正して直線状走査に近付けることにより、検出
能力が高く、コンパクトでコストの安い投光光学系を提
供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、被検査物の表面にレーザ光を回転多面鏡と凹
面鏡もしくはシリンドリカル凹面鏡を用いてフライング
スポット方式で照射し、その走査線の反射光あるいは透
過光から前記被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装置に
おいて、入射角ψで前記回転多面鏡に入射させたレーザ
光の該回転多面鏡からの反射光を、前記凹面鏡もしくは
シリンドリカル凹面鏡に入射角φで入射させ、前記回転
多面鏡の回転と角度ψで入射することによって生じる該
回転多面鏡からのレーザ光の反射光の該回転多面鏡の回
転軸方向の変動が、前記凹面鏡もしくはシリンドリカル
凹面鏡へ角度φで入射することによる反射光の変動によ
って相殺される角度に前記入射角ψと前記入射角φとを
設定し、該凹面鏡もしくはシリンドリカル凹面鏡からの
反射光で、前記被検査物の表面上にレーザ光をほぼ直線
状に走査することを特徴として欠陥検査装置における投
光光学系を構成した。
【0014】
【作用】本発明は欠陥検査装置における投光光学系を上
記構成とすることにより、被検査物の表面上のレーザ光
の円弧走査は補正されて直線に近づき、幅手方向全体に
わたり入射角がほぼ同じになるため、受光センサーをほ
ぼ直線上に配置することが可能となり、受光部の設計が
簡易となるとともに小型化することができ、欠陥により
拡がった光を全幅にわたり同程度に受光できるので、幅
手での検出力のばらつきを押さえることができる。ま
た、反射光をさらに一点に集光させて欠陥検査を行うよ
うにした場合にも、各光学部品の寸法を小さくして且つ
その集光性が良くなるので検出能力を向上することがで
きる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。
【0016】図1は本発明の投光光学系を使用した欠陥
検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【0017】図1において、シート状の被検査物1が回
転ロール2の周囲を転動しながら矢印方向に搬送される
間、回転ロール2上において被検査物1にフライングス
ポット方式でレーザ光が照射される。レーザ光11はレ
ーザ発振器3により発振され、被検査物1上で集光させ
るため集光レンズ4を通しスキャニング装置例えばポリ
ゴン(回転多面鏡)5に向けられ、さらにポリゴン5か
ら出たレーザ光はミラー6により反射され、さらに第1
凹面鏡のシリンドリカル凹面鏡7により反射されて被検
査物1に入射する。被検査物1の表面で反射されたレー
ザ光は第2凹面鏡8により反射されて受光器9に集光入
射し、さらに光電変換素子10に送られる。この光電変
換素子10の出力から被検査物1の凹凸や欠陥を判別す
ることができる。
【0018】図2は本発明の欠陥検査装置における投光
光学系の概略構成を示す図、図3は同欠陥検査装置に使
用するポリゴン5の側面図、図4は同平面図、図5はシ
リンドリカル凹面鏡7の平面図である。
【0019】この投光光学系は基本的に、ポリゴン5の
1面の中心、すなわち該面の出入りで一番後の位置であ
る図3の点P2 の位置に入射したレーザ光の反射光がシ
リンドリカル凹面鏡7と被検査物1の各々の中心を垂直
に通るように組立てられている。
【0020】ポリゴン5へのレーザ光11の入射角は、
図3に示すように、その厚みの中心を通る水平面AーA
に対し角度ψ傾いている。ポリゴン5は矢印方向に回転
している。従って、レーザ光11がポリゴン5に入射す
る位置は次々に変化し、たとえば、ポリゴン5が図3の
実線位置にあるとき点P1 において入射し、またポリゴ
ン5が図3の点線位置にあるとき点P2 において入射す
る。点P1 と点P2 はポリゴン5の同一鏡面上にあるが
距離yだけずれているため、これらの点で反射されるレ
ーザ光11は円弧状に曲がる。この曲がり方はポリゴン
5の入射方向を変えることにより、上曲りか下曲りに変
えることができる。
【0021】ポリゴン5から出た反射光はミラー6を経
て第一凹面鏡のシリンドリカル凹面鏡7に入射する。シ
リンドリカル凹面鏡を使用したことにより、ここから出
た反射光は被検査物1の表面の全幅にわたり入射角が一
定となり走査線が直線またはほぼ直線になる。図2にお
いて、シリンドリカル凹面鏡7の中心を通るレーザ光
(点線)とその端を通るレーザ光(実線)が同一の入射
角で被検査物1の表面に入射している。
【0022】本発明の欠陥検査装置における投光光学系
においてポリゴンへレーザ光を入射する入射角ψは次の
ようにして算出する。該投光光学系にシリンドリカル凹
面鏡を使用した場合の概略の計算例を次に述べる。
【0023】 f シリンドリカル凹面鏡の焦点距離 z 検査対象幅を走査するために必要なシリンドリ
カル凹面鏡の長さ φ シリンドリカル凹面鏡への入射角 x シリンドリカル凹面鏡の弧の高さ r ポリゴンの外接円半径 β ポリゴンの1面内の使用範囲 Y ポリゴンの外接円とポリゴンの面との距離 y ポリゴンの1面内の使用範囲における弦とポリ
ゴンの面との距離 a ポリゴンの中心とP2 とβで決められる使用範
囲の端部P1 で反射したレ−ザ−光のずれ量 z=1000 、f=2000 、φ=0.5度、ポリ
ゴン面数=8、β=18度、r=40 、と仮定すれば Y=3.04 、y=1.95mm、x=2f(1−c
osα)=31.37mm a=2xsinφ=2ysinψよりsinψ=0.2
73/1.95 故に ψ≒8度 従って、図2においてレーザ光11をポリゴン5の面に
対し約8度斜めに入射させることにより被検査物1の表
面上のレーザ光の走査線を直線またはほぼ直線に近付け
ることができる。
【0024】上記実施例において、第一凹面鏡にシリン
ドリカル凹面鏡を使用したが、もちろん通常の凹面鏡を
使用することもできる。しかし、その場合はレーザ光が
被検査物の表面をほぼ直線に走査するが、被検査物の表
面への入射角が若干異なるのでその反射角が若干変化す
る。しかし、その場合でも従来の投光光学系を使用する
より場合よりは遥かに効果が大きい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
スキャニング装置に入射させるレーザ光をポリゴンの面
に対しある角度斜めに入射して被検査物を走査すること
により、次のような優れた効果が得られる。 (1)被検査物面上における幅手方向の円弧状走査は補
正されてほぼ直線になり、実際の入射角の幅手でのずれ
は小さくなるので、円弧走査による被検査物への入射角
の差よりはるかに小さくできるため、反射光を凹面鏡等
で集光し受光する場合、受光部の光学部品の寸法を小さ
くすることができ、かつその集光性が良くなり、小さい
マスクまたはスリットを用いることが可能となるため検
出力が向上する。また、検出に用いる光量のロスが存在
しない。 (2)レーザ光の被検査物からの反射直後に受光部を置
く場合にも、受光部への光の入射口となるアパーチャを
拡げ、かつ受光部内の複数のセンサー例えばPMTの位
置を円弧に合わせて配列する必要が無くなるので、受光
部がコンパクト化される。 (3)本発明を実施するためには、光学系の各種条件に
おいてシュミレーションしその値を決めるので、軸はず
しの凹面鏡を使わず、被検査物面上における幅手方向の
走査を直線状にできるためコストが安くなる。又、ハ−
フミラ−を用いて凹面鏡に垂直に入射させる必要がない
ので、光量を低下させずに欠陥検出することが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による投光光学系を使用した欠陥検査装
置の概略構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の欠陥検査装置における投光光学系の概
略構成を示す図である。
【図3】本発明の欠陥検査装置に使用するポリゴンの正
面図である。
【図4】本発明の欠陥検査装置に使用するポリゴンの平
面図である。
【図5】本発明の欠陥検査装置に使用するシリンドリカ
ル凹面鏡の平面図である。
【図6】従来の欠陥検査装置の一部の略図である。
【図7】従来の欠陥検査装置の受光部の概略構成を示す
斜視図である。
【符号の説明】
1 被検査物 2 回転ロール 3 レーザ発振器 4 集光レンズ 5 ポリゴン 6 ミラー 7 第1凹面鏡 8 第2凹面鏡 9 受光器 10 光電変換素子 11 レ−ザ光 12 スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−143388(JP,A) 特開 昭58−186033(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/84 - 21/958 G01B 11/00 - 11/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査物の表面にレーザ光を回転多面鏡
    と凹面鏡もしくはシリンドリカル凹面鏡を用いてフライ
    ングスポット方式で照射し、その走査線の反射光あるい
    は透過光から前記被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装
    置において、入射角ψで前記回転多面鏡に入射させたレーザ光の該回
    転多面鏡からの反射光を、前記凹面鏡もしくはシリンド
    リカル凹面鏡に入射角φで入射させ、前記回転多面鏡の
    回転と角度ψで入射することによって生じる該回転多面
    鏡からのレーザ光の反射光の該回転多面鏡の回転軸方向
    の変動が、前記凹面鏡もしくはシリンドリカル凹面鏡へ
    角度φで入射することによる反射光の変動によって相殺
    される角度に前記入射角ψと前記入射角φとを設定し、
    該凹面鏡もしくはシリンドリカル凹面鏡からの反射光
    で、前記被検査物の表面上にレーザ光をほぼ直線状に走
    査する ことを特徴とした欠陥検査装置における投光光学
    系。
JP9700992A 1992-03-24 1992-03-24 欠陥検査装置における投光光学系 Expired - Fee Related JP3174615B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9700992A JP3174615B2 (ja) 1992-03-24 1992-03-24 欠陥検査装置における投光光学系

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9700992A JP3174615B2 (ja) 1992-03-24 1992-03-24 欠陥検査装置における投光光学系

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05273148A JPH05273148A (ja) 1993-10-22
JP3174615B2 true JP3174615B2 (ja) 2001-06-11

Family

ID=14180303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9700992A Expired - Fee Related JP3174615B2 (ja) 1992-03-24 1992-03-24 欠陥検査装置における投光光学系

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3174615B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4192400B2 (ja) * 1999-12-28 2008-12-10 ソニー株式会社 画像投射方法及び画像投射装置
US7929129B2 (en) * 2009-05-22 2011-04-19 Corning Incorporated Inspection systems for glass sheets

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05273148A (ja) 1993-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100669845B1 (ko) 표면 상의 이상을 검사하기 위한 스캐닝 방법 및 시스템
US6215551B1 (en) Scanning system for inspecting anomalies on surfaces
KR100228026B1 (ko) 이물질 검사를 위한 방법 및 장치
US7084967B2 (en) Scanning system for inspecting anomalies on surfaces
JP2002513461A (ja) 表面検査用光学走査システム
JPH0329318B2 (ja)
JPS6352696B2 (ja)
JP3174615B2 (ja) 欠陥検査装置における投光光学系
US5559341A (en) System for detecting defects in articles using a scanning width which is less than width of portion of the article scanned
JP3432273B2 (ja) 異物検査装置及び異物検査方法
JP3106521B2 (ja) 透明基板の光学的検査装置
JPH0769271B2 (ja) 欠陥検査装置
JP2796906B2 (ja) 異物検査装置
JP3406951B2 (ja) 表面状態検査装置
US20070109539A1 (en) Method and apparatus for detecting defects using focus compensation
JP3190725B2 (ja) 欠陥検出方法および装置
JPH09159619A (ja) 基板表面の欠陥検査装置
JPH0795038B2 (ja) 物体の欠陥検査装置
JP2671896B2 (ja) 異物検査装置
JPS6321854B2 (ja)
JP2001050720A (ja) 表面検査方法および装置
JPH0755721A (ja) シート材の検査装置
JPH0894540A (ja) 表面検査装置
JPH05107033A (ja) 平板状物体の寸法および欠陥計測装置
JPH0498149A (ja) 欠陥検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010321

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees