JP3815628B2 - Optical inspection system for workpieces - Google Patents

Optical inspection system for workpieces Download PDF

Info

Publication number
JP3815628B2
JP3815628B2 JP16681195A JP16681195A JP3815628B2 JP 3815628 B2 JP3815628 B2 JP 3815628B2 JP 16681195 A JP16681195 A JP 16681195A JP 16681195 A JP16681195 A JP 16681195A JP 3815628 B2 JP3815628 B2 JP 3815628B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light receiving
inspection
light
workpiece
fiber
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 - Lifetime
Application number
JP16681195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08334471A (en
Inventor
敏保 田中
俊己 永石
Original Assignee
株式会社キリンテクノシステム
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 株式会社キリンテクノシステム filed Critical 株式会社キリンテクノシステム
Priority to JP16681195A priority Critical patent/JP3815628B2/en
Publication of JPH08334471A publication Critical patent/JPH08334471A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3815628B2 publication Critical patent/JP3815628B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、ワーク表面の微細な傷の有無、或は歪みを検査するワークの光学的検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ワーク表面に付いた微細な傷、或いは微少な異物の付着状況を非接触式に検査するものとして光学的検査装置がある。この光学的検査装置は、図7に示すように、発光ダイオード等の光源1から出射した検査光を対物レンズ2を介してワーク3の表面に集光し、その反射光を、上記検査光の光軸に対して挟み角αの位置に配設する他の対物レンズ4を介してフォトセンサ5で受光し、この反射光量(フォトセンサの出力電圧)と、上記ワーク3表面の性状に基づいて設定したスレッショルドレベルとを比較して、ワーク表面の傷、異物の付着等の有無、又は歪み等を検査している。すなわち、上記ワーク表面が平坦な場合には、このワーク表面からの反射光が上記フォトセンサ方向へ全反射し、又、ワーク表面に傷、異物物等が付着した場合、或は歪みが生じている場合には、反射光が散乱、或は偏角するため、上記フォトセンサ5で受光する反射光量が低下する。その結果、上記フォトセンサで検出した上記反射光の強度(出力電圧)が変化し、フォトセンサの出力電圧が上記スレッショルドレベルよりも低いときには、ワーク表面に傷等が存在すると判断する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光学的計測装置では、発光系、及び受光系がワークに近接する位置に配設されているため、この両者間の挟み角αは上記光源と上記フォトセンサとの形状により決定される。従って、上記挟み角αを狭小化するには限界がある。又、微少な傷、歪み等を一つのフォトセンサの出力電圧の変化のみで検出することは極めて難しく、その対策として検出感度を単純に上げただけでは誤検出が生じ易くなる。
【0004】
従って、発光−受光素子からなる従来の光学的検査装置では、液晶ディスプレイ等のガラス基板、半導体等に採用するシリコンウエハ、セラミック基板等の表面に形成された微細な傷、或は肉眼では確認することの困難な異物の付着等、及び僅かな歪みを高精度に検出することが困難であった。
【0005】
従って、本発明の目的は、低コストでワーク表面に形成された微細な傷、或は歪み等を高精度に検出することのできるワークの光学的検査装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によるワークの光学的検査装置は、ワーク表面に検査光学先端部を相対移動可能に対設し、この検査光学先端部に、光源からの検査光を上記ワーク表面に出射する1本の投光ファイバと、上記検査光の上記ワーク表面からの反射光を入光する受光ファイバとを結束して成り、前記受光ファイバはその全てが前記投光ファイバに接して配置されているファイバ束の先端部を複数組アレイ状に配列し、前記受光ファイバの出射端にフォトセンサを配設したことを特徴とする。
本発明の第1の好ましい態様によるワークの光学的検査装置は、上記各ファイバ束に複数の受光ファイバを設け、この複数の受光ファイバを複数の受光ファイバ群に区分し、この各受光ファイバ群の出射端にフォトセンサを各々配設し、一方のフォトセンサは、検査演算部に直接接続し、他方のフォトセンサは、反転回路を経て前記検査演算部に接続し、前記検査演算部は、前記一方のフォトセンサからの出力電圧と前記反転回路を経た他方のフォトセンサからの出力電圧との差と、予め設定したスレッショルドレベルとを比較して、上記ワーク表面の傷等の有無を検出するものであることを特徴とする。
【0007】
本発明の第2の好ましい態様によるワークの光学的検査装置は、上記各ファイバ束に複数の受光ファイバを設け、この複数の受光ファイバを複数の受光ファイバ群に区分し、この各受光ファイバ群の出射端にフォトセンサを各々配設し、この各フォトセンサを、この各フォトセンサの出力電圧の差に基づいて上記ワーク表面の歪みを検出する検査演算部に接続したことを特徴とする。
【0009】
【作用】
本発明のワークの光学的検査装置によれば、光源からの検査光を投光ファイバを介してワーク表面に出射し、その反射光を受光ファイバを介してフォトセンサまで導くようにしたので、上記ワーク表面に対設する検査光学先端部を極小サイズに形成することが可能になり、ワーク表面の微細な傷、或は歪み等を検出することが可能になる。
第1のワークの光学的検査装置では、検査光学先端部に設けた少なくとも1本のフアイバ束の中の1本の投光ファイバからの検査光を、上記検査光学先端部に対向して相対移動するワーク表面に出射し、その反射光を上記ファイバ束の複数の受光ファイバに入光する。そして、この各受光ファイバから出射した反射光を、この各受光ファイバを区分した2つの受光フアイバ群の出射端に対設するフォトセンサで受光し、その反射光量を電圧変換した後、検査演算部で、一方のフォトセンサからの出力電圧と、他方のフォトセンサからの出力電圧を反転した電圧との差を求め、その差電圧を予め設定したスレッショルドレベルと比較して上記ワーク表面に傷、異物の付着の有無を検査する。
【0010】
第2のワークの光学的検査装置では、検査光学先端部に設けた少なくとも1本のフアイバ束の中の1本の投光ファイバからの検査光を、上記検査光学先端部に対向して相対移動するワーク表面に出射し、その反射光を上記ファイバ束の複数の受光ファイバに入光する。そして、この各受光ファイバから出射した上記反射光を、この各受光ファイバを所定に区分した受光フアイバ群ごとの出射端に対設するフォトセンサで受光し、この反射光量を電圧変換した後、検査演算部で上記各フォトセンサの出力電圧の差を求め、この差電圧に基づいて上記ワーク表面の歪みを検査する。
【0011】
又、上記第1、第2のワークの光学的検査装置において、前記検査光学先端部を前記ファイバ束を複数本配列したファイバアレイで構成することで、相対的に移動するワーク表面を列単位で検査することができる。
【0012】
【実施例】
以下、図1〜6に基づいて本発明の実施例を説明する。
図1には、平板状ワークWと、この平板状ワークWに対設する検査装置の検査光学先端部11とが示されている。この平板状ワークWは液晶ディスプレイのガラス基板、セラミック基板、太陽電池の受光面等であり、検査光学先端部11に対して相対移動可能なテーブル(図示せず)に載置される。
【0013】
又、上記検査光学先端部11は、複数組のファイバ束12を、上記平板状ワークWの幅方向へ一列に配列したファイバアレイであり、このファイバアレイを構成する各ファイバ束12は、互いに当接した状態で結束する1本の投光ファイバ13と2本の受光ファイバ14a,14bとで構成されている。更に、図2に示すように、この各ファイバ束12の先端に対物光学系15が装着され、この対物光学系15の焦点上に上記平板状ワークWの表面が臨まされる。
【0014】
一方、図3に示すように、上記各ファイバ束12の基端側が、個々に対応する演算装置21に臨まされている。この演算装置21は、光源部21Aと検査演算部21Bとから成り、この光源部21Aに上記投光ファイバ13の入射端が臨まされている。又、上記受光ファイバ14a,14bは、二つの受光ファイバ群16a,16bに区分され、その各受光ファイバ群16a,16bの出射端が上記検査演算部21Bに臨まされている。なお、本実施例では、受光ファイバが2本であるため、受光ファイバ群16a,16bに対して各1本の受光ファイバ14a,14bが1対1で対応することになるが、受光ファイバが3本(好ましくは偶数本)以上ある場合、個々の受光ファイバを受光ファイバ群16a,16bに適宜(例えば、偶数本あれば1/2本毎に)区分して、上記検査演算部21Bに臨ませる。
【0015】
上記光源部21AにはLEDドライバ22が設けられ、このLEDドライバ22からの駆動信号で発光する発光ダイオード23に、上記投光ファイバ13の入射端が対設されている。又、上記検査演算部21Bには、上記各受光ファイバ群16a,16bの出射端にフォトセンサ24a,24bが各々対設されている。この各フォトセンサ24a,24bは増幅回路25a,25bにそれぞれ接続され、一方の増幅回路25aが差動増幅回路28の一方の入力端子に接続されている。又、他方の増幅回路25bが、アナログマルチプレクサ等のアナログスイッチ26に接続されている。このアナログスイッチ26は、2チャンネル構成で、一方の出力端子が反転回路27を介して上記差動増幅回路28の他方の入力端子に接続され、他方の出力端子が上記差動増幅回路28の他方の入力端子に直接接続されている。なお、このアナログスイッチ26では、図示しない制御装置から出力される制御信号に従って何れかのチャンネルを時分割で、或は任意に選択する。又、上記差動増幅回路28では、入力される2つの信号の差に比例した電圧を出力する。
【0016】
更に、この差動増幅回路28の出力端子が、比較回路29の一方の入力端子に接続され、他方の入力端子にスレッショルドレベル設定回路30が接続されている。上記比較回路29では、上記差動増幅回路28から出力される差電圧を上記スレッショルドレベル設定回路30から出力されるスレッショルドレベルと比較し、その結果をカウンタ等を含む後処理回路31へ出力する。一方、上記差動増幅回路28の他方の出力端子は、A/D変換回路を含む後処理回路32に接続されている。上記スレッショルドレベルは上記平板状ワークWの表面の傷Wo (或は異物の付着)等の有無を判断するしきい値で、検査対象となる平板状ワークWの表面の性状に基づいて設定されている。
【0017】
上記検査演算部21Bでは、上記アナログスイッチ26の切換え動作により、上記平板状ワークWの表面の傷Wo (或は異物の付着)等の有無と歪みθとを、選択的に検査する。すなわち、上記アナログスイッチ26により上記増幅回路25bからの出力信号を上記反転回路27へ出力したときは、平板状ワークWの表面の傷Wo (或は異物の付着)等の有無が検査され、その結果が上記後処理回路31で処理される。又、上記増幅回路25bからの出力信号を上記差動増幅回路28へ直接出力したときは、上記平板状ワークWの表面の歪みθが検査され、その結果が上記A/D変換回路を含む後処理回路32へ出力される。
【0018】
次に、上記構成による実施例の作用について説明する。
検査装置のテーブル(図示せず)に平板状ワークWを載置し、このテーブルを相対移動させて、上記平板状ワークWを検査光学先端部11へ移送する。この検査光学先端部11の各ファイバ束12に設けた投光ファイバ13からは、図3に示す演算装置21の光源部21Aに設けた発光ダイオード23からの検査光が出射され、対物光学系15を介して上記平板状ワークWの表面に照射される。
【0019】
一方、上記平板状ワークWの表面から反射された上記検査光が、上記対物光学系15を経て2つの受光ファイバ14a,14bにそれぞれ入射されると、この反射光が、各受光ファイバ14a,14bの出射端、すなわち本実施例では1対1に対応している受光ファイバ群16a,16bの出射端から上記演算装置21の検査演算部21Bに設けた各フォトセンサ24a,24bにて受光され、反射光量が電圧変換された後、増幅回路25a,25bで所定に増幅される。上記反射光は、上記平板状ワークWの表面に傷(或は付着物等)Wo が存在すると、散乱されるため、上記各フォトセンサ24a,24bでの受光量が減少し、上記増幅回路25a,25bから出力される電圧も低い値になる。
【0020】
そして、一方の増幅回路25aからの出力電圧が、差動増幅回路28の一方の入力端子へ出力され、又、他方の増幅回路25bからの出力電圧は、アナログスイッチ26を介し、現在の検査項目が上記平板状ワークWの表面の傷Wo 等の有無の検査である場合には反転回路27へ出力し、又、現在の検査項目が上記平板状ワークWの表面の歪みθの検査である場合には、上記差動増幅回路28の他方の入力端子に直接出力する。
【0021】
以下の説明では、まず平板状ワークWの表面の傷Wo 等の有無を検査する場合について説明し、次いで平板状ワークWの表面の歪みθを検査する場合について説明する。
【0022】
上記増幅回路25bからの出力電圧がアナログスイッチ26を経て反転回路27で反転された後、上記差動増幅回路28の他方の入力端子に入力されると、一方の入力端子に入力されている上記増幅回路25aからの出力電圧との差に比例した電圧が出力される。この増幅回路25aに入力される2つの出力電圧は、上記ワークWの表面で反射した同一の検査光の反射光を光電変換したものであるため、一方の出力電圧を反転させて上記2つの出力電圧の差を求めることで、出力電圧の変化が増大されて感度が格段に良くなり、差電圧の感度が通常は0.2V程度であるものが、1.0〜2.0Vと大きくなる。
【0023】
そして、この差動増幅回路28から出力される差電圧が比較回路29の一方の入力端子に入力され、他方の入力端子に入力されているスレッショルドレベル設定回路30からのスレッショルドレベルと比較される。このスレッショルドレベルは、上記ワークWの表面の微細な傷(或は付着物等)Wo がある場合の上記差動増幅回路28から出力される差電圧の増大量を予測して、差電圧がそのような値に増大したことを検出できるようなしきい値として予め設定される。
【0024】
そして、この比較回路29からは、上記差電圧が上記スレッショルドレベル以上のときはH信号が、又差電圧が上記スレッショルドレベル以下のときはL信号が、後処理回路31へ出力される。この後処理回路31では、上記比較回路29からの出力信号を、上記平板状ワークWの移動量に同期して所定時間ごとに読込み、平板状ワークWの移動量に対応するメモリのアドレスをカウンタで順次指定し、当該アドレスの1ビットデータをH信号が出力されているときにセットし、L信号が出力されているとにはクリアする。
【0025】
この検査は、各ファイバ束12に連設する演算装置21毎に実行されており、各演算装置21に設けた上記後処理回路31のメモリに格納されているデータを点座標系に表して出力することで、上記ワークWの表面の傷(或は付着物等)Wo の有無、及びその傷等の位置を列単位で順次検査することができる。
【0026】
一方、上記平板状ワークWの表面の歪みθを検査する場合は、上記アナログスイッチ26から上記増幅回路25bで増幅された電圧が上記差動増幅回路28の他方の入力端子へ直接出力される。そして、この差動増幅回路28で、両増幅回路25a,25bから出力された電圧の差に比例した電圧を後処理回路32へ出力する。
【0027】
図2に示すように、例えば上記ワークWの表面に図の右上方向への傾きθの歪みがある場合、投光ファイバ13から出射された検査光の反射方向は偏角し、上記受光ファイバ14a側へ多く反射され、その分、他方の受光ファイバ14bへの反射光量が少なくなる。その結果、上記受光ファイバ14aから出射し、フォトセンサ25aで受光される反射光量は、平坦時の受光量をPとした場合、P+δP(δP:傾きθに対する変化量)となり、又、他方の受光ファイバ14bを経て他方のフォトセンサ25bで受光される反射光量は、P−δPとなる。
上記差動増幅回路28から出力される電圧は、上記光量(P+δP,P−δP)の差に比例した電圧であるため、上記平板状ワークWの表面が平坦(θ=0)の場合には、0Vに近い値となり、また、傾きθの歪みがある場合には、傾きの方向により+2δP、或は−2δPに対応した電圧が、後処理回路32へ出力される。
【0028】
この後処理回路32では、上記差動増幅回路28から出力された電圧を、A/D変換し、このデータを上記平板状ワークWの移動量に同期して所定時間ごとにメモリに格納する。そして、この検査結果を演算装置21毎の点座標系に表すことで、上記ワークWの表面全体の歪み具合を具体的な数字で把握することができる。
【0029】
なお、平板状ワークWの表面の傷、歪みの何れを検査する場合も、2本の受光ファイバ14a,14bは、極めて近接した位置でワーク表面に対設されているため、色調の変化や距離の変化等は互いに相殺される。
【0030】
更に、本実施例では、1本の投光ファイバ13と2本の受光ファイバ14a,14bとを最小の断面積となる配列で結束しているが、検査対象となるワークの大きさ、及び状態に応じて適宜設定することができ、例えば、図4に示すように、2本の受光ファイバ14a,14bを上記投光ファイバ13を挟む両側に配設しても良く、又、図5に示すように、上記投光ファイバ13を中心として、4本の受光ファイバ14a〜14dを十文字状に配列し、或は、図6に示すように、上記投光ファイバ13の周囲に受光ファイバ14a〜14fを複数配設するようにしても良い。この場合、上記各受光ファイバ14a〜14d、或は14a〜14fの出射端側は、2つの受光ファイバ群16a,16bに区分されて、図3に示す上記演算装置21の検査演算部21Bへ導かれる。
【0031】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、光源からの検査光を投光ファイバを介してワーク表面に出射し、その反射光を受光ファイバを介してフォトセンサまで導くようにしたので、上記ワーク表面に対設する検査光学先端部を極小サイズに形成することが可能になり、ワーク表面の微細な傷、或は歪み等を検出することが可能になる。
【0032】
又、1本の投光ファイバから出射した検査光の上記ワーク表面からの反射光を、複数の受光ファイバに入光し、この各入光された反射光をそれぞれに区分された受光ファイバ群毎にフォトセンサで受光するようにしたので、ワーク表面に形成された微細な傷、或は歪み等を高感度で検出でるようになり、検査精度を格段に向上させることができるばかりでなく、低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワークと図2のI−I断面で示す検査光学先端部の平面図である。
【図2】図1のA矢視側面図である。
【図3】演算装置の回路図である。
【図4】他の態様によるファイバ束の断面図である。
【図5】別の態様によるファイバ束の断面図である。
【図6】その他の態様によるファイバ束の断面図である。
【図7】従来の光学的検査装置の概略説明図である。
【符号の説明】
11…検査光学先端部
12…ファイバ束
13…投光ファイバ
14a〜14f…受光ファイバ
16a,16b…受光ファイバ群
21A…光源
21B…検査演算部
24a,24b…フォトセンサ
W…ワーク
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a workpiece optical inspection apparatus that inspects the presence or absence of fine scratches on a workpiece surface or distortion.
[0002]
[Prior art]
In general, there is an optical inspection device as a non-contact type inspection for minute scratches on a workpiece surface or adhesion of minute foreign matters. As shown in FIG. 7, this optical inspection apparatus condenses inspection light emitted from a light source 1 such as a light-emitting diode on the surface of a work 3 via an objective lens 2 and reflects the reflected light to the inspection light. The light is received by the photosensor 5 through another objective lens 4 disposed at a sandwiching angle α with respect to the optical axis, and based on the amount of reflected light (output voltage of the photosensor) and the property of the surface of the workpiece 3. By comparing with the set threshold level, the surface of the workpiece is inspected for the presence or absence of flaws, adhesion of foreign matter, or distortion. That is, when the workpiece surface is flat, the reflected light from the workpiece surface is totally reflected in the direction of the photosensor, and when the workpiece surface is scratched, foreign matter, etc., or distorted. If the light is reflected, the reflected light is scattered or declined, and the amount of reflected light received by the photosensor 5 is reduced. As a result, when the intensity (output voltage) of the reflected light detected by the photosensor changes and the output voltage of the photosensor is lower than the threshold level, it is determined that there is a scratch or the like on the workpiece surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional optical measuring device, the light emitting system and the light receiving system are arranged at positions close to the workpiece, and therefore the sandwich angle α between them is determined by the shape of the light source and the photosensor. The Accordingly, there is a limit to narrowing the sandwiching angle α. Further, it is extremely difficult to detect minute scratches, distortions, and the like only by a change in the output voltage of one photosensor, and erroneous detection is likely to occur simply by increasing the detection sensitivity as a countermeasure.
[0004]
Therefore, in a conventional optical inspection apparatus composed of light-emitting and light-receiving elements, microscopic scratches formed on the surface of a glass substrate such as a liquid crystal display, a silicon wafer used for a semiconductor, a ceramic substrate, or the like, or visually confirmed It has been difficult to detect, for example, adhesion of foreign matters that are difficult to detect and slight distortion with high accuracy.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical inspection apparatus for a work that can detect a fine flaw or distortion formed on the work surface at a low cost with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An optical inspection apparatus for a workpiece according to the present invention has an inspection optical tip on the surface of the workpiece so as to be relatively movable, and a single projection that emits inspection light from a light source to the workpiece surface. The optical fiber and a light receiving fiber that receives the reflected light from the work surface of the inspection light are bundled together, and the light receiving fiber is all disposed in contact with the light projecting fiber. A plurality of portions are arranged in an array, and a photosensor is disposed at the output end of the light receiving fiber.
An optical inspection apparatus for a workpiece according to a first preferred embodiment of the present invention is provided with a plurality of light receiving fibers in each of the fiber bundles, and the plurality of light receiving fibers are divided into a plurality of light receiving fiber groups. Photosensors are disposed at the emission ends, respectively, one photosensor is directly connected to the inspection calculation unit, the other photosensor is connected to the inspection calculation unit through an inverting circuit, and the inspection calculation unit is Comparing the difference between the output voltage from one photosensor and the output voltage from the other photosensor that has passed through the inverting circuit and a preset threshold level, and detecting the presence or absence of scratches on the workpiece surface It is characterized by being.
[0007]
The workpiece optical inspection apparatus according to the second preferred embodiment of the present invention is provided with a plurality of light receiving fibers in each of the fiber bundles, and the plurality of light receiving fibers are divided into a plurality of light receiving fiber groups. Photosensors are provided at the emission ends, and the photosensors are connected to an inspection calculation unit that detects distortion of the work surface based on a difference in output voltages of the photosensors.
[0009]
[Action]
According to the workpiece optical inspection apparatus of the present invention, the inspection light from the light source is emitted to the surface of the workpiece via the light projecting fiber, and the reflected light is guided to the photo sensor via the light receiving fiber. It is possible to form the inspection optical front end portion facing the workpiece surface in an extremely small size, and to detect minute scratches or distortion on the workpiece surface.
In the optical inspection apparatus for the first workpiece, the inspection light from one light projecting fiber in at least one fiber bundle provided at the inspection optical tip is moved relative to the inspection optical tip. The reflected light is incident on the plurality of light receiving fibers of the fiber bundle. Then, the reflected light emitted from each of the light receiving fibers is received by a photosensor disposed at the light emitting ends of the two light receiving fibers that divide each of the light receiving fibers, and the reflected light amount is converted into a voltage, and then the inspection calculation unit Thus, the difference between the output voltage from one photosensor and the voltage obtained by inverting the output voltage from the other photosensor is obtained, and the difference voltage is compared with a preset threshold level to cause scratches or foreign matter on the workpiece surface. Inspect for the presence of adhesion.
[0010]
In the optical inspection apparatus for the second workpiece, the inspection light from one light projecting fiber in at least one fiber bundle provided at the inspection optical tip is moved relative to the inspection optical tip. The reflected light is incident on the plurality of light receiving fibers of the fiber bundle. Then, the reflected light emitted from each light receiving fiber is received by a photo sensor provided at the light emitting end of each light receiving fiber group in which each light receiving fiber is divided into predetermined parts, and the reflected light amount is converted into a voltage, and then inspected. The calculation unit obtains the difference between the output voltages of the photosensors, and inspects the distortion of the workpiece surface based on the difference voltage.
[0011]
Further, in the first and second workpiece optical inspection apparatuses, the inspection optical tip portion is constituted by a fiber array in which a plurality of the fiber bundles are arranged, so that the relatively moving workpiece surface can be arranged in rows. Can be inspected.
[0012]
【Example】
Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a flat workpiece W and an inspection optical tip 11 of an inspection apparatus provided on the flat workpiece W. The flat workpiece W is a glass substrate of a liquid crystal display, a ceramic substrate, a light receiving surface of a solar cell, or the like, and is placed on a table (not shown) that can move relative to the inspection optical tip 11.
[0013]
The inspection optical tip 11 is a fiber array in which a plurality of sets of fiber bundles 12 are arranged in a line in the width direction of the flat work W, and the fiber bundles 12 constituting the fiber array correspond to each other. It is composed of one light projecting fiber 13 and two light receiving fibers 14a and 14b that are bundled in contact with each other. Further, as shown in FIG. 2, an objective optical system 15 is attached to the tip of each fiber bundle 12, and the surface of the flat workpiece W is exposed on the focal point of the objective optical system 15.
[0014]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the base end side of each of the fiber bundles 12 is faced to the corresponding computing device 21. The calculation device 21 includes a light source unit 21A and an inspection calculation unit 21B, and an incident end of the light projecting fiber 13 faces the light source unit 21A. The light receiving fibers 14a and 14b are divided into two light receiving fiber groups 16a and 16b, and the emission ends of the light receiving fiber groups 16a and 16b face the inspection calculation unit 21B. In this embodiment, since there are two light receiving fibers, each of the light receiving fibers 14a and 14b has a one-to-one correspondence with the light receiving fiber groups 16a and 16b. When there are more (preferably even number), the individual light receiving fibers are appropriately divided into light receiving fiber groups 16a and 16b (for example, every half if there are even numbers), and faced to the inspection calculation unit 21B. .
[0015]
The light source section 21A is provided with an LED driver 22, and an incident end of the light projecting fiber 13 is opposed to a light emitting diode 23 that emits light in response to a drive signal from the LED driver 22. Further, in the inspection calculation unit 21B, photosensors 24a and 24b are respectively provided at the emission ends of the light receiving fiber groups 16a and 16b. The photosensors 24 a and 24 b are connected to the amplifier circuits 25 a and 25 b, respectively, and one amplifier circuit 25 a is connected to one input terminal of the differential amplifier circuit 28. The other amplifier circuit 25b is connected to an analog switch 26 such as an analog multiplexer. The analog switch 26 has a two-channel configuration, and one output terminal is connected to the other input terminal of the differential amplifier circuit 28 via an inverting circuit 27, and the other output terminal is the other terminal of the differential amplifier circuit 28. Is directly connected to the input terminal. The analog switch 26 selects any channel in a time-sharing manner or arbitrarily according to a control signal output from a control device (not shown). The differential amplifier circuit 28 outputs a voltage proportional to the difference between the two input signals.
[0016]
Further, the output terminal of the differential amplifier circuit 28 is connected to one input terminal of the comparison circuit 29, and the threshold level setting circuit 30 is connected to the other input terminal. The comparison circuit 29 compares the differential voltage output from the differential amplifier circuit 28 with the threshold level output from the threshold level setting circuit 30 and outputs the result to a post-processing circuit 31 including a counter and the like. On the other hand, the other output terminal of the differential amplifier circuit 28 is connected to a post-processing circuit 32 including an A / D conversion circuit. The threshold level is a threshold value for determining the presence or absence of scratches Wo (or adhesion of foreign matter) on the surface of the flat workpiece W, and is set based on the surface properties of the flat workpiece W to be inspected. Yes.
[0017]
The inspection operation unit 21B selectively inspects the presence or absence of a scratch Wo (or adhesion of foreign matter) or the like on the surface of the flat workpiece W and the distortion θ by the switching operation of the analog switch 26. That is, when the analog switch 26 outputs the output signal from the amplifier circuit 25b to the inverting circuit 27, the surface of the flat workpiece W is inspected for scratches Wo (or adhesion of foreign matter) and the like. The result is processed by the post-processing circuit 31. When the output signal from the amplifier circuit 25b is directly output to the differential amplifier circuit 28, the surface distortion θ of the flat workpiece W is inspected, and the result includes the A / D converter circuit. It is output to the processing circuit 32.
[0018]
Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be described.
A flat work W is placed on a table (not shown) of the inspection apparatus, the table is moved relative to the flat work W, and the flat work W is transferred to the inspection optical tip 11. Inspection light from the light-emitting diodes 23 provided in the light source part 21A of the arithmetic unit 21 shown in FIG. 3 is emitted from the light projecting fibers 13 provided in the fiber bundles 12 of the inspection optical tip part 11, and the objective optical system 15 The surface of the flat workpiece W is irradiated through
[0019]
On the other hand, when the inspection light reflected from the surface of the flat workpiece W is incident on the two light receiving fibers 14a and 14b through the objective optical system 15, the reflected light is reflected on the light receiving fibers 14a and 14b. Are received by the photosensors 24a and 24b provided in the inspection calculation unit 21B of the calculation device 21 from the emission ends of the light receiving fiber groups 16a and 16b corresponding to one-to-one in this embodiment, After the reflected light amount is converted into a voltage, it is amplified to a predetermined level by the amplifier circuits 25a and 25b. The reflected light is scattered when scratches (or deposits or the like) Wo are present on the surface of the flat workpiece W, so that the amount of light received by the photosensors 24a and 24b is reduced, and the amplification circuit 25a is reduced. , 25b also has a low voltage.
[0020]
The output voltage from one amplifier circuit 25a is output to one input terminal of the differential amplifier circuit 28, and the output voltage from the other amplifier circuit 25b is passed through the analog switch 26 to the current inspection item. Is output to the inverting circuit 27 when the inspection is for the presence or absence of scratches Wo on the surface of the flat workpiece W, and the current inspection item is an inspection of the strain θ on the surface of the flat workpiece W. Is directly output to the other input terminal of the differential amplifier circuit 28.
[0021]
In the following description, the case of inspecting the presence or absence of scratches Wo on the surface of the flat workpiece W will be described first, and then the case of inspecting the strain θ of the surface of the flat workpiece W will be described.
[0022]
When the output voltage from the amplifier circuit 25b is inverted by the inverting circuit 27 through the analog switch 26 and then input to the other input terminal of the differential amplifier circuit 28, the input voltage is input to one input terminal. A voltage proportional to the difference from the output voltage from the amplifier circuit 25a is output. The two output voltages input to the amplifier circuit 25a are obtained by photoelectrically converting the reflected light of the same inspection light reflected by the surface of the workpiece W. Therefore, the two output voltages are inverted by inverting one of the output voltages. By obtaining the voltage difference, the change in the output voltage is increased and the sensitivity is remarkably improved, and the sensitivity of the difference voltage, which is usually about 0.2 V, increases to 1.0 to 2.0 V.
[0023]
Then, the differential voltage output from the differential amplifier circuit 28 is input to one input terminal of the comparison circuit 29, and compared with the threshold level from the threshold level setting circuit 30 input to the other input terminal. This threshold level predicts the increase amount of the differential voltage output from the differential amplifier circuit 28 when there is a fine flaw (or a deposit or the like) Wo on the surface of the work W, and the differential voltage is It is set in advance as a threshold value that can detect the increase to such a value.
[0024]
The comparison circuit 29 outputs an H signal to the post-processing circuit 31 when the differential voltage is equal to or higher than the threshold level, and an L signal when the differential voltage is equal to or lower than the threshold level. In this post-processing circuit 31, the output signal from the comparison circuit 29 is read every predetermined time in synchronization with the movement amount of the flat plate workpiece W, and the address of the memory corresponding to the movement amount of the flat plate workpiece W is counted. The 1-bit data at the address is set when the H signal is output, and cleared when the L signal is output.
[0025]
This inspection is executed for each arithmetic device 21 connected to each fiber bundle 12, and the data stored in the memory of the post-processing circuit 31 provided in each arithmetic device 21 is represented in a point coordinate system and output. By doing so, the presence or absence of scratches (or deposits or the like) Wo on the surface of the workpiece W and the position of the scratches can be inspected in sequence.
[0026]
On the other hand, when the strain θ on the surface of the flat workpiece W is inspected, the voltage amplified by the amplifier circuit 25 b is directly output from the analog switch 26 to the other input terminal of the differential amplifier circuit 28. The differential amplifier circuit 28 outputs a voltage proportional to the difference between the voltages output from the amplifier circuits 25 a and 25 b to the post-processing circuit 32.
[0027]
As shown in FIG. 2, for example, when the surface of the workpiece W has a distortion of an inclination θ in the upper right direction in the figure, the reflection direction of the inspection light emitted from the light projecting fiber 13 is declined, and the light receiving fiber 14 a The amount of light reflected to the other side is reduced, and the amount of light reflected to the other light receiving fiber 14b is reduced accordingly. As a result, the amount of reflected light emitted from the light receiving fiber 14a and received by the photosensor 25a is P + δP (δP: variation with respect to the inclination θ), where P is the amount of light received when flat, and the other light receiving The amount of reflected light received by the other photosensor 25b through the fiber 14b is P-δP.
Since the voltage output from the differential amplifier circuit 28 is a voltage proportional to the difference between the light amounts (P + δP, P−δP), the surface of the flat workpiece W is flat (θ = 0). If the inclination θ is distorted, a voltage corresponding to + 2δP or −2δP is output to the post-processing circuit 32 depending on the direction of the inclination.
[0028]
In the post-processing circuit 32, the voltage output from the differential amplifier circuit 28 is A / D converted, and this data is stored in the memory at predetermined intervals in synchronization with the amount of movement of the flat workpiece W. Then, by expressing the inspection result in the point coordinate system for each arithmetic device 21, the degree of distortion of the entire surface of the workpiece W can be grasped with specific numbers.
[0029]
When inspecting either a scratch or a distortion on the surface of the flat workpiece W, the two light receiving fibers 14a and 14b are opposed to the workpiece surface at extremely close positions. These changes are offset each other.
[0030]
Furthermore, in this embodiment, one light projecting fiber 13 and two light receiving fibers 14a and 14b are bundled in an array having a minimum cross-sectional area, but the size and state of the workpiece to be inspected. For example, as shown in FIG. 4, two light receiving fibers 14a and 14b may be arranged on both sides of the light projecting fiber 13, as shown in FIG. As described above, the four light receiving fibers 14a to 14d are arranged in a cross shape around the light projecting fiber 13, or the light receiving fibers 14a to 14f are arranged around the light projecting fiber 13 as shown in FIG. A plurality of may be provided. In this case, the emission end side of each of the light receiving fibers 14a to 14d or 14a to 14f is divided into two light receiving fiber groups 16a and 16b, which are guided to the inspection operation unit 21B of the arithmetic unit 21 shown in FIG. It is burned.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the inspection light from the light source is emitted to the work surface through the light projecting fiber, and the reflected light is guided to the photosensor through the light receiving fiber. It is possible to form the inspection optical front end portion facing the surface in a minimum size, and it is possible to detect minute scratches or distortions on the workpiece surface.
[0032]
In addition, the reflected light from the workpiece surface of the inspection light emitted from one light projecting fiber is incident on a plurality of light receiving fibers, and each of the received reflected light is divided into respective light receiving fiber groups. In addition, the photo sensor is used to receive light so that fine scratches or distortions formed on the workpiece surface can be detected with high sensitivity, and the inspection accuracy can be greatly improved. Cost reduction can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a workpiece and an inspection optical tip portion shown in a II cross section in FIG.
FIG. 2 is a side view of FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram of an arithmetic unit.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a fiber bundle according to another embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a fiber bundle according to another embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a fiber bundle according to another embodiment.
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a conventional optical inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Inspection optical front-end | tip part 12 ... Fiber bundle 13 ... Projection fiber 14a-14f ... Light receiving fiber 16a, 16b ... Light receiving fiber group 21A ... Light source 21B ... Inspection calculating part 24a, 24b ... Photosensor W ... Workpiece | work

Claims (3)

ワーク表面に検査光学先端部を相対移動可能に対設し、
この検査光学先端部に、光源からの検査光を上記ワーク表面に出射する1本の投光ファイバと、上記検査光の上記ワーク表面からの反射光を入光する受光ファイバとを結束して成り、前記受光ファイバはその全てが前記投光ファイバに接して配置されているファイバ束の先端部を複数組アレイ状に配列し、
前記受光ファイバの出射端にフォトセンサを配設したことを特徴とするワークの光学的検査装置。
The inspection optical tip is placed on the work surface so that it can be moved relatively.
This inspection optical tip, the inspection light from the light source to unity and one light projecting fiber emitted to the workpiece surface, and a light receiving fiber you incident reflected light from the work surface of the inspection light formed is, the light receiving fiber is arranged the leading end of the fiber bundle all of which are disposed in contact with the light projecting fiber into a plurality of sets array Te,
An optical inspection apparatus for a workpiece, wherein a photosensor is disposed at an emission end of the light receiving fiber .
上記各ファイバ束に複数の受光ファイバを設け、この複数の受光ファイバを複数の受光ファイバ群に区分し、
この各受光ファイバ群の出射端にフォトセンサを各々配設し、
一方のフォトセンサは、検査演算部に直接接続し、他方のフォトセンサは、反転回路を経て前記検査演算部に接続し、
前記検査演算部は、前記一方のフォトセンサからの出力電圧と前記反転回路を経た他方のフォトセンサからの出力電圧との差と、予め設定したスレッショルドレベルとを比較して、上記ワーク表面の傷等の有無を検出するものであることを特徴とする請求項1記載のワークの光学的検査装置。
Each of the fiber bundles is provided with a plurality of light receiving fibers, the plurality of light receiving fibers are divided into a plurality of light receiving fiber groups,
Photosensors are disposed at the output ends of the respective light receiving fiber groups,
One photo sensor is directly connected to the inspection calculation unit, and the other photo sensor is connected to the inspection calculation unit through an inverting circuit,
The inspection calculation unit compares the difference between the output voltage from the one photosensor and the output voltage from the other photosensor that has passed through the inverting circuit with a preset threshold level to determine whether the surface of the workpiece is damaged. The workpiece optical inspection apparatus according to claim 1 , wherein the presence or absence of the workpiece is detected.
上記各ファイバ束に複数の受光ファイバを設け、この複数の受光ファイバを複数の受光ファイバ群に区分し、
この各受光ファイバ群の出射端にフォトセンサを各々配設し、
この各フォトセンサを、この各フォトセンサの出力電圧の差に基づいて上記ワーク表面の歪みを検出する検査演算部に接続したことを特徴とする請求項1記載のワークの光学的検査装置。
Each of the fiber bundles is provided with a plurality of light receiving fibers, the plurality of light receiving fibers are divided into a plurality of light receiving fiber groups,
Photosensors are disposed at the output ends of the respective light receiving fiber groups,
2. The workpiece optical inspection apparatus according to claim 1 , wherein each of the photosensors is connected to an inspection operation unit that detects distortion of the workpiece surface based on a difference between output voltages of the photosensors.
JP16681195A 1995-06-08 1995-06-08 Optical inspection system for workpieces Expired - Lifetime JP3815628B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16681195A JP3815628B2 (en) 1995-06-08 1995-06-08 Optical inspection system for workpieces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16681195A JP3815628B2 (en) 1995-06-08 1995-06-08 Optical inspection system for workpieces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08334471A JPH08334471A (en) 1996-12-17
JP3815628B2 true JP3815628B2 (en) 2006-08-30

Family

ID=15838113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16681195A Expired - Lifetime JP3815628B2 (en) 1995-06-08 1995-06-08 Optical inspection system for workpieces

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3815628B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI234658B (en) 2000-11-02 2005-06-21 Tb Optical Co Ltd Photosensor device and disk inspection apparatus using it

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08334471A (en) 1996-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3892906B2 (en) Techniques for detecting three-dimensional defect locations in transparent structures.
US3814946A (en) Method of detecting defects in transparent and semitransparent bodies
GB2109923A (en) Optical scanner
US5329351A (en) Particle detection system with coincident detection
JP4104924B2 (en) Optical measuring method and apparatus
CN111638226B (en) Detection method, image processor and detection system
JPS6234097B2 (en)
JP3815628B2 (en) Optical inspection system for workpieces
EP0119355A1 (en) Position detecting apparatus
JP2004000004U (en) Probe for surface measurement
JP2004000004U6 (en) Probe for surface measurement
JP3860202B2 (en) Transparency sheet defect inspection system
JPH02107951A (en) Pinhole inspector
JPS6244201B2 (en)
US5706081A (en) Apparatus for inspecting surface defects with regularly reflected light and peripherally scattered light
JPH09145631A (en) Surface foreign matter detector
JPH05149809A (en) Optical type tactile sensor
JP3819144B2 (en) Transparency sheet defect inspection system
JPH046898B2 (en)
JPH05288688A (en) Method and apparatus for inspecting foreign matter
US6255666B1 (en) High speed optical inspection apparatus for a large transparent flat panel using gaussian distribution analysis and method therefor
JPS6371609A (en) Flatness measuring instrument
JPS63109309A (en) Non-contact type flatness measuring device
JPH04184154A (en) Surface inspection device
JPS61207951A (en) Defect inspecting device for transparent object

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031201

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20031201

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20040519

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040720

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20040921

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050517

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060601

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090616

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120616

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120616

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120616

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120616

Year of fee payment: 6

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130616

Year of fee payment: 7

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term