JPH04252941A - 欠陥検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査部材の表面を光
学的に走査して表面の欠陥を検出する表面欠陥検査方法
および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、被検査部材の表面をレーザー
などの光で走査し、この表面による反射光の光量変化を
検出することにより表面の欠陥（疵）を検出するものが
ある。すなわち表面の欠陥のある部分と欠陥のない背景
部分との反射光量の差（変化）を検出するものである。

【０００３】しかし被検査部材の表面の性状によっては
、この従来の方法では欠陥を高精度に検出できないとい
う問題があった。例えば表面に細かい凹凸からなるザラ
ザラとした表面処理が施されている場合や、模様的なむ
ら（いわゆる地合）が大きい場合などでは、背景部分か
らの反射光には多くのノイズが含まれることになり、微
小な欠陥からの信号がこのノイズに隠れてしまうからで
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、欠陥
を含まない背景部分からの反射光を除いて、主としてき
ずなどの欠陥部分からの反射光だけを検出することによ
り欠陥を高検度に判別できるようにする欠陥検出方法を
提供することを目的とする。また本発明は、この方法の
実施に直接使用する装置を提供することを他の目的とす
る。

【０００５】

【発明の構成】本発明によれば前記の目的は、被検査部
材の表面を光学的に走査して得られる反射光の光量の変
化に基づいて、前記表面の欠陥の有無を検出する欠陥検
出方法において、前記表面による反射光を偏光フィルタ
を介して検出する一方、前記偏光フィルタと前記入射光
との偏光方向をほぼ直角に設定したことを特徴とする欠
陥検出方法により達成される。

【０００６】また前記他の目的は、被検査部材の表面を
光学的に走査して得られる反射光の光量を光検出器で検
出し、この検出した光量の変化に基づいて前記表面の欠
陥の有無を検出する欠陥検出装置において、前記表面へ
の入射光が通る第１の偏光フィルタと、前記反射光が通
る第２の偏光フィルタとを備え、前記第１および第２の
偏光フィルタの偏光軸方向をほぼ直交させたことを特徴
とする表面欠陥装置により達成される。ここに光源とし
て偏光光源を射出するレーザー光源を用いることにより
第１の偏光フィルタを省くことができる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例装置を示す図、図２
はその原理説明図、図３は各偏光フィルタの偏光軸方向
を示す模式図、図４は微分信号におけるＳおよびＮの説
明図である。

【０００８】図１において符号１０は鋼板やプラスチッ
クフィルムや紙などの被検査部材であり、供給ロール１
２から巻取りロール１４に巻取られる。１６はレーザー
光源である。この光源１６が射出するレーザー光１８は
直線偏光していないものであり、円偏光となっている。 この入射光１８は回転するポリゴナルミラー２０によっ
て検査対象１０の主走査ライン２２上に導かれ、この主
走査ライン２２上を左から右へ走査する。この主走査ラ
イン２２の近傍には導光ロッド２４が対向配置され、主
走査ライン２２上を走査したレーザ光１８の検査対象１
０の表面による反射光がこの導光ロッド２４内に入る。 この導光ロッド２４の両端には光電子増倍管（フォトマ
ルチプライヤ）からなる光検出器２６（２６ａ、２６ｂ
）が取付けられ、導光ロッド２４内に入った反射光の強
度はこれら光検出器２６により検出される。

【０００９】両光検出器２６ａ、２６ｂの出力はプリア
ンプ（図示せず）を経て加算器３０で加算され、アナロ
グ画像信号ｘが得られる。このアナログ画像信号ｘは検
査対象１０の表面のもしくは内部の性状に対応した濃淡
信号である。このアナログ画像信号ｘは微分フィルタ３
４において微分され疵部周辺が強調されて図４に示すよ
うになる。

【００１０】微分後の微分信号Ｙは多値化手段３８にお
いて所定のしきい値と比較されて多値化例えば二値化さ
れ、所定のしきい値より大きい又は小さい時には欠陥検
出手段４０により欠陥と判断され欠陥信号が出力される
。その結果が欠陥の座標と共にプリンタなどの欠陥記録
手段４２に記録される。この欠陥信号は他の機器に送っ
て別の処理に利用してもよい。

【００１１】ポリゴナルミラー２０から被検査部材１０
の表面に向って射出される入射光１８の光路には第１の
偏光フィルタ５０が介在されている。また表面から反射
光が導光ロッド２４に至る光路には第２の偏光フィルタ
５２が介在する。この第２の偏光フィルタ５２は導光ロ
ッド２４の長さ方向に長くなっているのは勿論である。

【００１２】これらの第１、第２の偏光フィルタ５０、
５２の偏光軸は、図３に矢印⇒で示す方向に設定されて
いる。すなわち両者の偏光軸方向はほぼ直交するように
設定されている。なおこの図３では矢印⇒は、光軸を紙
面に垂直にした状態での偏光軸方向を模式的に示したも
のである。また、Ａは入射光１８の被検査部材１０の表
面の入射点を示す。

【００１３】従ってこの実施例によれば、光源１６を出
た円偏光のレーザー光は第１の偏光フィルタ５０におい
て矢印⇒方向（図３）の直線偏光となって被検査部材１
０の表面に入射する。入射点Ａで反射された反射光は、
次に第２の偏光フィルタ５２に入り、ここで前記第１の
偏光フィルタ５０の偏光成分が除かれる。すなわち第１
の偏光フィルタの偏光方向にほぼ直交する成分（直交成
分）のみが通過して光検出器２６に入る。

【００１４】表面に欠陥が無い時には入射光の偏光方向
は表面で大きな変化を受けることなく反射される。この
ため第２の偏光フィルタ５２を通過する光量はほとんど
無くなる。しかし表面に僅かなきずなどの欠陥があると
、この欠陥により入射光１８の偏光方向が変化する。 このため第２の偏光フィルタ５２を通過する光量が大き
く増える。

【００１５】一般的には本発明者らの経験によれば、表
面欠陥の誤検出、過検出を少なくして安定した検出を行
うためには、Ｓ／Ｎが２．５以上であることが望ましい
。ここでＳ／Ｎとは、図４に示す様に検査対象の背景部
の微分信号レベル（Ｎ）に対する疵部の微分信号レベル
（Ｓ）の比を表す。例えば鋼板に対して、入射角および
反射角をともに３０°とした実験例では、光検出器２６
から得たアナログ微分信号ＹのＳ／Ｎは、次表のように
なった。

【００１６】

【表１】

【００１７】ここに、従来法とは偏光フィルタを使用し
ない方法を表す。この表においてスリーバはスリ疵状の
欠陥、ドロスはメッキむらである。

【００１８】この結果によれば、小さいスリーバに対し
てもＳ／Ｎは４．６で十分に判別できるレベルである。 スリ疵、押し疵、メッキむらに対してはＳ／Ｎが十分に
大きくなり、検出力が向上したことが解る。また汚れに
対してはＳ／Ｎが小さくなり、検出力向上の効果がない
ことが解る。これらの結果本発明は凹凸のある欠陥や鋭
いスリ疵などに対して特に有効であることが解る。図３
において第１の偏光フィルタ５０の偏光軸の方向は、入
射光１８に対して直交する方向で任意の方向に設定でき
る。

【００１９】以上の実施例では光源１６は円偏光のレー
ザー光を射出するが、これを代えて直線偏光を射出する
光源、例えば半導体レーザーを用いてもよい。この場合
には第１の偏光フィルタ５０を省くことができる。なお
この場合には、光源の光の偏光方向にほぼ直交するよう
に第２の偏光フィルタ５２を設定することは勿論である
。以上の実施例では、アナログ画像信号をアナログ微分
フィルタを通して疵を検出しているが、アナログ画像信
号をＡ／Ｄ変換し，デジタル微分フィルタを通して疵を
検出する方法も可能であり、上記実施例と同様偏光の利
用で検出力を向上させることができる。

【００２０】なお本発明は前記実施例のように走査光を
走査線にそって移動させるフライングスポット方式の走
査を行うものだけでなく、走査線上の画像を光検出器に
導くフライングイメージ方式のものにも適用できる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、疵部よ
り反射する反射光のうち、入射光の偏光方向にほぼ直交
する反射光の偏光成分のみを検出し、その光量により欠
陥を判別するものであるから、欠陥を高精度に判別する
ことができる。（請求項１）

【００２２】また請求項２の装置によれば、この請求項
１の方法の実施に直接用いる欠陥検出装置が得られる。 ここに光源自身が偏光光線を射出する場合には第１の偏
光フィルタを省いて、構成を簡単にすることができる（
請求項３）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置を示す図

【図２】その原
理説明図

【図３】各偏光フィルタの偏光方向を示す模式図

【図４
】微分信号におけるＳおよびＮを説明する図

【符号の説明】

１０　　被検査部材 １６　　光源 １８　　入射光 ２６　　光検出器 ５０　　第１の偏光フィルタ ５２　　第２の偏光フィルタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被検査部材の表面を光学的に走査して
   得られる反射光の光量の変化に基づいて、前記表面の欠
   陥の有無を検出する欠陥検出方法において、前記表面に
   よる反射光を偏光フィルタを介して検出する一方、前記
   偏光フィルタと前記入射光との偏光方向をほぼ直角に設
   定したことを特徴とする欠陥検出方法。
2. 【請求項２】　　被検査部材の表面を光学的に走査して
   得られる反射光の光量を光検出器で検出し、この検出し
   た光量の変化に基づいて前記表面の欠陥の有無を検出す
   る欠陥検出装置において、前記表面への入射光が通る第
   １の偏光フィルタと、前記反射光が通る第２の偏光フィ
   ルタとを備え、前記第１および第２の偏光フィルタの偏
   光軸方向をほぼ直交させたことを特徴とする表面欠陥装
   置。
3. 【請求項３】　　前記第１の偏光フィルタに代えて、前
   記入射光を射出する光源として偏光光線を射出するレー
   ザー光源を用いる請求項２の表面欠陥検査装置。