JPH0525061B2 - - Google Patents

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JPH0525061B2
JPH0525061B2 JP9771885A JP9771885A JPH0525061B2 JP H0525061 B2 JPH0525061 B2 JP H0525061B2 JP 9771885 A JP9771885 A JP 9771885A JP 9771885 A JP9771885 A JP 9771885A JP H0525061 B2 JPH0525061 B2 JP H0525061B2
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JP
Japan
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signal
defect
gate
circuit
value
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JP9771885A
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Minoru Tanaka
Mitsuyoshi Koizumi
Yoshimasa Ooshima
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、被検査試料、特に磁気デイスク塗膜
等の傷、突起等の欠陥を撮像装置で撮像して検査
する欠陥検査方法及びその装置に関する。
〔発明の背景〕 鋼板あるいは磁気デイスク塗膜等被検査試料の
上に存在する傷、突起などの欠陥を検査する場
合、被検査試料をテレビカメラ等で撮像し、得ら
れた映像信号を閾値で2値化することにより傷、
突起等の欠陥の認識を行なつている。検査面の状
態が安全な場合には、正常面からの検出信号は一
定であるため、固定の閾値で2値化して欠陥を抽
出することが可能である。しかし検査面の状態が
不安定な場合、例えば磁気デイスク塗膜面の塗膜
厚さが変化している場合には、検出信号Sは第5
図のように変化し、固定閾値で欠陥を認識するこ
とが不可能である。
これに対処する方法としては、例えば特公昭54
−3638に示されているような浮動形2値化法があ
る。これは、検出信号Sを縮小、平滑し、更に一
定レベルを加減算したものを閾値として2値化し
ている。これによれば、例えばプリント板の欠陥
検査等の場合には、パターンおよび微小欠陥が検
出可能である。しかし、第5図に示したような検
出信号Sの場合において、微小欠陥イ〜ホを弁別
しようとすると背景の変化まで2値化することに
なり、欠陥検出を行なうことができない。この場
合には第5図に示すように、信号の縮小平滑信号
L1,L2を小さくし、固定レベルを加減すること
により欠陥イ,ロ,ニ,を弁別することができる
が、欠陥ハ,ホは検出することができない。欠陥
ハ,ホも検出するためには閾値L1′,L2′を第6
図のようにしなければならない。この場合には
ハ,ホの2値化の他に、背景も2値化してしまい
誤検出となる。
また、一般に浮動閾値法は電気回路の動的応答
を利用しているので、検査速度を大幅に変化させ
たい場合や、背景の変動周期(周波数)が異なる
試料を検査したい場合には、電気的時定数を変更
せねばならない。これは手間を要する。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑みて、
検出信号のレベルが欠陥信号の変化に比べて緩や
かに大きく変動し、更に欠陥信号と同程度の周期
で変化するノイズ成分を含む場合にも欠陥信号を
感度よく抽出することができるようにした欠陥検
査方法及びその装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は撮像装置が被検査試料と相対的に走査
して撮像する際、欠陥にもとづいて得られる欠陥
信号はその大きさは不定であるが、単位時間内の
変化量は背景による変化に比べて著しく大きな値
となることに着目し、一定時間内の映像信号の最
大値と最小値の差の絶対値、即ち変化量を求め、
その絶対値がある閾値以上になれば欠陥として判
定し、ノイズ成分を含む映像信号から欠陥信号を
感度よく検出するようにしたことを特徴とするも
のである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を磁気デイスク塗膜検査
を例にとり、第1図から第4図により具体的に説
明する。
まず、本発明による欠陥検査方法を第4図によ
り説明する。第4図においてAは欠陥信号イ〜ホ
を含む検出信号Sを示し、磁気デイスク塗膜面等
の被検査試料の反射率の変化を光電素子により検
出した場合の例である。検出信号Sは欠陥信号イ
〜ホの変化に比べて緩やかに大きく変動してお
り、更に欠陥信号と同程度の周期で変化するノイ
ズ成分を含んでいる。これらの検出映像信号の変
動は、塗膜の塗布むらや照明光の明るさ変動、塗
膜面の表面粗さ等が原因である。BはAにおける
欠陥信号ニの周辺を時間tの範囲に渡つて拡大し
た検出信号Sを示しており、欠陥信号ニがT時間
で変化している様子を示している。Bにおいて欠
陥信号ニ以外の検出映像信号Sの微小な変動はノ
イズ成分である。Cは時間Wのゲート幅を有する
ゲート信号をi,j,k,l,mの順に走査して
いく様子を示しており、ゲート幅W時間は、Bに
おける欠陥信号の変化時間Tと同等、もしくは僅
かに大きい値に設定してある。また次々と発生す
るゲート信号は、欠陥信号の見落しをなくすため
互いにオーバラツプさせることが肝要である。C
の例ではオーバラツプ時間W/2の場合を示す。こ のゲート幅W時間内の検出映像信号Sの信号変化
量の絶対値を順次抽出していくことにより欠陥信
号イ〜ホを容易に抽出することが本発明のポイン
トである。即ち、ゲート幅W時間を欠陥信号の変
化時間Tと同等にしたことにより、検出映像信号
Sの緩やかで大きな変動の影響を受けずに、ゲー
ト幅W時間内での信号変化量の絶対値のみを正確
に抽出できるわけである。Dはゲート信号i,
j,k,l,mに対応した検出映像信号Sのゲー
ト幅W時間内における信号変化量の絶対値Si,〜
Smと閾値Lを示したもので、欠陥信号ニの部分
を走査したk,lのゲート信号において閾値Lを
超える変化量の絶対値Sk,Slが抽出され、他の
ノイズ成分のみの変化量の絶対値Si,Sj,Smと
はつきり区別できることが判る。
以上の原理により、検出映像信号のレベルが欠
陥信号の変化に比べて緩やかに大きく変動し、更
に欠陥信号と同程度の周期で変化するノイズ成分
を含む場合にも欠陥信号のみを感度よく安定に抽
出できるようになつた。
第1図乃至第3図は本発明に係る磁気デイスク
塗膜面等の被検査試料の面を螺旋状に走査して光
電素子により欠陥検出を行なう外観検査装置の一
実施例について説明する。
第1図は本実施例の全体構成を示したもので1
は磁気デイスク、2は直進テーブル、3はスピン
ドル、4,5はモータ、6は光電素子、7はリニ
アエンコーダ、8はロータリエンコーダ、9は増
幅器、10はA/D変換器、11,12はカウン
タ、13は分周回路、14はodd回路、15は
even回路、16,17は信号処理器、18は閾
値設定器、19はOR回路、20はメモリであ
る。
欠陥検出は、磁気デイスク1を直進テーブル2
上に設けたスピンドル3に取付け、駆動モータ4
及び5により光電素子6に対して螺旋状に走査し
て行なう(第2図)この検出動作により光電素子
6からは塗膜面の明るさに応じて第4図Aの如き
検出信号Sが増幅器9に、リニアエンコーダ7か
らは直進テーブル2のR座標がカウンタ11に、
ロータリエンコーダ8からはスピンドル3(磁気
デイスク1)のθ座標がカウンタ12に出力され
る。第4図Bは第4図Aに示すニの部分を拡大し
て示した図である。光電素子6からの検出信号は
増幅器9で増幅した後、A/D変換器10に入力
する。A/D変換器10においては、ロータリエ
ンコーダ8からの出力信号(第4図E)をクロツ
クとして用い、検出信号をA/D変換して信号処
理器16及び信号処理器17に出力する。信号処
理器16,17ではA/D変換器10からの
EOC信号(第4図F)が入力する毎に検出信号
の最大値、最小値の判定と更新及び差の演算を行
ない、分周回路13、odd回路14、even回路1
5を介して創成したゲート信号時間内の検出信号
変化量の絶対値と閾値設定器18により設定した
閾値を比較し、閾値より大きい場合のみ書き込み
命令30によりメモリ20に信号変化量の絶対値
を書き込む。この時、カウンタ11,12からの
R座標、θ座標を欠陥の位置情報として用いる。
分周回路13からの出力信号を第4図Gに、odd
回路14からの出力信号を第4図Hに、even回
路15からの出力信号を第4図Iに示す。これら
は、第4図Cに示したゲート信号を創成するため
の信号で、odd信号により第4図Cに示すi,
k,mのゲート信号を、even信号により第4図
Cに示すj,lのゲート信号を創成する。本実施
例においては、分周クロツクの周期をW/2、odd 信号、even信号の周期をw、odd信号とeven信号
の位相差をW/2とした。第4図FにA/D変換器 10から出力されるEOC信号を示す。この信号
は、検出信号のA/D変換が終了する毎に出力さ
れる信号で、第4図Fに示すエンコーダ出力より
Δtだけ遅れて出力される。
第3図により信号処理器16,17の構成及び
動作を詳述する。信号処理器16と信号処理器1
7はゲート信号が1/2周期ずれて動作する以外は、
構成、動作共全く同一であるため、信号処理器1
6についてのみ説明する。
図において、21,22はラツチ回路、23,
24,26は比較器、25は演算器、27,2
8,29はAND回路である。
A/D変換された検出信号(以後A/D信号と
記述する)は、ラツチ回路21,22及び比較器
23,24に入力される。ラツチ回路21では、
odd回路14からodd信号(第4図H)が出力さ
れる毎に、ラツチをゼロクリアし、ラツチ回路2
2ではodd信号(第4図H)が出力される毎に、
最大値をセツトする。比較器23ではラツチ回路
21にラツチしたデータ(MAX)とA/D変換
器10から出力されたA/D信号データを常時比
較し、A/D信号データが大きい場合(A/D>
MAX)には、比較器23から“1”なる信号を
出力し、ANDゲート27がEOCの“1”なる信
号をANDが取れ、このデータをラツチ回路21
にラツチし、更新する。比較器24ではラツチ回
路22にラツチしたデータ(MIN)とA/D変
換器10から出力されたA/D信号データを常時
比較し、A/D信号データが小さい場合(A/D
<MIN)には、比較器24から“1”なる信号
を出力し、ANDゲート28がEOCの“1”なる
信号とANDが取れ、このデータをラツチ回路2
2にラツチし、更新する。即ち、これらのラツチ
は比較器23,24のラツチ信号とA/D変換器
10からのEOC信号の論理積(AND回路27,
28でとつて行なう)が“1”となつた時に行な
う。以上の動作により、任意のゲート内において
ラツチ回路21からはodd信号(第4図H)によ
りラツチがゼロクリアされた後のA/D信号の
MAX値が、ラツチ回路22からはodd信号(第
4図H)によりラツチに最大値をセツトした後の
A/D信号のMIN値が出力される。このA/D
信号のMAX値とMIN値を演算器25に入力し、
次のodd信号(第4図H)が出力されるまでの
A/D信号のMAX値とMIN値の差、即ちゲート
幅内の検出信号の信号変化量の絶対値を演算して
比較器26に出力する。比較器26では、演算器
25から出力されたゲート幅内の信号変化量の絶
対値と閾値設定器18で設定した閾値を比較し、
演算器25から出力された信号変化量の絶対値が
大きい場合(MAX−MIN>閾値)のみ“1”な
る信号をANDゲート29に出力し、oddの“1”
なる信号とANDを取り、OR回路19を介してメ
モリ20に書き込む。この時、同時にリニアエン
コーダ7及びロータリエンコーダ8のカウンタ1
1,12から検出位置のR座標、θ座標も取り込
み、欠陥の位置情報として用いる。メモリ20へ
のデータの書き込みはAND回路29により、比
較器26からの書き込み信号とodd回路14から
のodd信号(第4図H)の理論積をとつて書き込
み命令30により行なう。
以上の説明では、odd信号によつて信号処理を
行なう信号処理器16についてのみ説明したが、
本実施例においては、第1図に示した如くeven
信号によつて信号処理を行なう信号処理器17が
併設してある。信号処理器16と信号処理器17
の違いは、前述した如くodd信号(第4図H)と
even信号(第4図I)の位相が1/2周期ずれてい
ることである。これは、ゲート信号を互いにオー
バラツプさせて欠陥信号の見落しを防止したもの
で、オーバラツプ量はゲート幅Wの1/2以外でも
よい。
要はodd,evenの処理が時間的に交互していれ
ばよい。
以上、本実施例によれば、前述の欠陥信号抽出
を簡単な回路構成のみで実現したことにより、前
記した効果に加えて欠陥検出の高速化が図れる特
徴を有する。
本実施例では磁気デイスクを引例として、検査
方法を説明したが、本発明は磁気デイスク以外の
試料の検査にも適用できることは明白である。
更に、本実施例では、A/D変換を用いて検出
映像信号のMAX,MIN値を演算しているが、ピ
ークホールド等のアナログ的な方法により行うこ
とも出来る。又、本実施例ではエンコーダクロツ
クを基本にゲートの発生を行つているが、必ずし
も、これを用いる必要はない。即ち、回転速度が
一定のモータを用いた場合には、水晶発振器など
により非同期なクロツクによりA/D変換、ゲー
ト発生等を行つても構わない。この様にすればよ
り安価な構成となるが、欠陥の位置情報は実施例
に比べて不正確になる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、欠陥の大
きさと同等の幅を有するゲート信号を互いにオー
バラツプするように実時間で発生させ、該ゲート
幅内での検出信号の変化量の絶対値が設定した閾
値を超えた時、欠陥信号と判定するようにしたの
で、撮像装置より得られる映像信号のレベルが欠
陥信号の変化に比べて緩やかに大きく変動し、更
に欠陥信号と同程度の周期で変化するノイズ成分
を含む場合においても、欠陥信号を見落しなく感
度よく抽出できる効果を奏する。また本発明によ
れば簡単な回路構成でもつて欠陥を感度よく検査
できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る欠陥検査方法を実施する
実施例を示した全体構成図、第2図は被検査試料
の走査方法を説明するための平面図、第3図は第
1図における信号処理器の内部構成及び動作を説
明するための図、第4図は本発明の実施例を説明
するための図、第5図及び第6図は従来例を説明
するための信号波形図である。 1……磁気デイスク、2……直進テーブル、3
……スピンドル、4,5……モータ、6……光電
管、7……リニアエンコーダ、8……ロータリエ
ンコーダ、9……アンプ、10……A/D変換
器、11,12……カウンタ、13……分周回
路、14……odd回路、15……even回路、1
6,17……信号処理器、18……閾値設定器、
19……OR回路、20……メモリ、21,22
……ラツチ回路、23,24,26……比較器、
25……演算器、27,28,29……AND回
路、30……書き込み命令。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検査試料と撮像装置とを相対的に走査し、
    欠陥の大きさと同等の幅を有するゲート信号を互
    いにオーバラツプさせて発生させ、該ゲート信号
    時間内で上記撮像装置から得られる映像信号の最
    大値と最小値の差が、設定した閾値を超えた時、
    欠陥として判定することを特徴とする欠陥検査方
    法。 2 被検査試料と相対的に走査して撮像する撮像
    装置と、ゲート信号をオーバラツプして発生する
    ゲート発生回路、該ゲート発生回路で発生した各
    ゲート内において上記撮像装置から得られる映像
    信号の最大値と最小値の差信号を演算する演算回
    路と、該演算回路で演算された差信号と予め設定
    された閾値とを比較して欠陥として判定する比較
    回路とを設けたことを特徴とする欠陥検査装置。
JP9771885A 1985-05-10 1985-05-10 欠陥検査方法及びその装置 Granted JPS61256242A (ja)

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US7425719B2 (en) * 2005-01-13 2008-09-16 Wd Media, Inc. Method and apparatus for selectively providing data from a test head to a processor

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