JPH055302B2 - - Google Patents
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- JPH055302B2 JPH055302B2 JP12716885A JP12716885A JPH055302B2 JP H055302 B2 JPH055302 B2 JP H055302B2 JP 12716885 A JP12716885 A JP 12716885A JP 12716885 A JP12716885 A JP 12716885A JP H055302 B2 JPH055302 B2 JP H055302B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非接触式の表面欠陥検査方法に関す
るもので、さらに詳しくは、反射率および偏光度
が相対に大きい素材と反射率および偏光度が相対
に小さい素材の組合せよりなる検査対象面から所
定の大きさより大きな欠陥を拡散反射法により検
出する非接触光学式の表面欠陥検査方法に関する
ものである。
るもので、さらに詳しくは、反射率および偏光度
が相対に大きい素材と反射率および偏光度が相対
に小さい素材の組合せよりなる検査対象面から所
定の大きさより大きな欠陥を拡散反射法により検
出する非接触光学式の表面欠陥検査方法に関する
ものである。
従来、表面欠陥の検査方法としては、スポツト
光等を検査対象面に当て、その正反射光を受光し
て欠陥部による正反射光の減少により欠陥部を検
出するフライングスポツト方式やフライングイメ
ージ方式が広く知られ、実用化されている。また
特殊な例として、スポツト光の代りに偏光レーザ
を用い、受光側に偏光フイルタを設け、正常面か
らの反射光を除去し、欠陥部からの散乱光のみを
受光して該散乱光の有無により欠陥部を検出する
方式が知られている。
光等を検査対象面に当て、その正反射光を受光し
て欠陥部による正反射光の減少により欠陥部を検
出するフライングスポツト方式やフライングイメ
ージ方式が広く知られ、実用化されている。また
特殊な例として、スポツト光の代りに偏光レーザ
を用い、受光側に偏光フイルタを設け、正常面か
らの反射光を除去し、欠陥部からの散乱光のみを
受光して該散乱光の有無により欠陥部を検出する
方式が知られている。
しかし、これらの方法は、いずれも欠陥部以外
の正常部における反射光量の変化をなくすか、ま
たは該変化をきわめて小さく保つことが欠陥検出
能力を向上させる上で必要であり、検査対象面が
非常に平滑な表面（とくに平面）に限定される問
題を有している。すなわち表面粗さ等の微細な面
の傾きに伴なう反射光の拡がりや散乱が欠陥検出
を阻害するため、磁気デイスク等のごとく、非常
に平滑な検査対象面に欠陥検出には適している
が、通常の工作物のように1μｍ以上の表面粗さ
を有するものの欠陥検出には必ずしも適していな
い。また前二者の方法によれば、正反射光を受光
するために光軸の許容範囲が狭く、条件設定が困
難となるものであり、後者の方法によれば、散乱
光を効率的に集光するための受光系の構成が複雑
になる欠点を有している。
の正常部における反射光量の変化をなくすか、ま
たは該変化をきわめて小さく保つことが欠陥検出
能力を向上させる上で必要であり、検査対象面が
非常に平滑な表面（とくに平面）に限定される問
題を有している。すなわち表面粗さ等の微細な面
の傾きに伴なう反射光の拡がりや散乱が欠陥検出
を阻害するため、磁気デイスク等のごとく、非常
に平滑な検査対象面に欠陥検出には適している
が、通常の工作物のように1μｍ以上の表面粗さ
を有するものの欠陥検出には必ずしも適していな
い。また前二者の方法によれば、正反射光を受光
するために光軸の許容範囲が狭く、条件設定が困
難となるものであり、後者の方法によれば、散乱
光を効率的に集光するための受光系の構成が複雑
になる欠点を有している。
これらの問題に対処するため、ある程度の表面
粗さをもつ通常の工作物の表面欠陥検査方法とし
て、前述の正反射法に対し、拡散反射法が案出さ
れている。この拡散反射法は、検査対象面の正常
部からの正反射光を受光しないように光学系を構
成したもので、拡散反射光の有無により表面欠陥
を検出しようとするものである。この方法によれ
ば、拡散反射光を受光することから、光軸の許容
範囲が拡がつて条件設定が容易となるほか、受光
系の構成が単純になり、さらに欠陥部以外の部分
での表面粗さによる反射光量の変化が非常に小さ
くなる等の変化が認められる。
粗さをもつ通常の工作物の表面欠陥検査方法とし
て、前述の正反射法に対し、拡散反射法が案出さ
れている。この拡散反射法は、検査対象面の正常
部からの正反射光を受光しないように光学系を構
成したもので、拡散反射光の有無により表面欠陥
を検出しようとするものである。この方法によれ
ば、拡散反射光を受光することから、光軸の許容
範囲が拡がつて条件設定が容易となるほか、受光
系の構成が単純になり、さらに欠陥部以外の部分
での表面粗さによる反射光量の変化が非常に小さ
くなる等の変化が認められる。
しかし、この拡散反射法においても、表面欠陥
の検出を行なう場合には、前述の正常部での反対
光量の変化（Ｎ）をもとにし・き・い・値（正常値と欠
陥部を区別する基準量）を設定し、該し・き・い・値を
超える部分を欠陥部と判定するものであつて、対
象とする表面欠陥が、凹凸欠陥などの、正常部に
対して大きく面が傾斜していたり、粗さの異なる
欠陥部に限定される欠点を有し、かつ反射率を異
にする素材を局部的に含有する被検査物の場合
に、反射率が部分的に変動してしまうという問題
を有している。
の検出を行なう場合には、前述の正常部での反対
光量の変化（Ｎ）をもとにし・き・い・値（正常値と欠
陥部を区別する基準量）を設定し、該し・き・い・値を
超える部分を欠陥部と判定するものであつて、対
象とする表面欠陥が、凹凸欠陥などの、正常部に
対して大きく面が傾斜していたり、粗さの異なる
欠陥部に限定される欠点を有し、かつ反射率を異
にする素材を局部的に含有する被検査物の場合
に、反射率が部分的に変動してしまうという問題
を有している。
上記各従来方法が異材質等の反射率の異なる表
面の欠陥検査に不適合な理由は、表面欠陥の検出
感度（SN比）を高めるために、正常部での反射
光量変化（Ｎ）を用いて設定されたし・き・い・値をも
とに欠陥部の良否の判定を行なつていたためであ
る。すなわち、検査対象面を分割する画素の大き
さ等、光学系の条件が固定された場合、通常の凹
凸欠陥は、現実の欠陥部分とほぼ対応した大きさ
で検出することができるが、異材質欠陥は、測定
される反射光量のレベルが通常の凹凸欠陥と異な
るため、従来のし・き・い・値を用いると、現実の欠陥
部分の大きさと検出した大きさとの間に差異を生
じ、検出感度を一定にすることができない。被検
査物が低反射率の黒色高分子体の場合、とくに白
色の異材質欠陥は反射率が高いため、現実の欠陥
よりも大きめに検出たれ、たとえば、黒色高分子
体の中にセラミツク系の白色粉末凝集体を充填材
として配合した被検査物に対し、前者黒色高分子
体の正面に生じる凹凸欠陥と後者白色粉末凝集体
の表面に生じる異材質欠陥の検出を行なうと、第
５図に示すように、同図上黒丸の黒色の凹凸欠陥
の大きさは実物と同程度に検出されるのに対し、
白丸で示した白色の異材質欠陥は実物の３〜４倍
の大きさとして検出される。
面の欠陥検査に不適合な理由は、表面欠陥の検出
感度（SN比）を高めるために、正常部での反射
光量変化（Ｎ）を用いて設定されたし・き・い・値をも
とに欠陥部の良否の判定を行なつていたためであ
る。すなわち、検査対象面を分割する画素の大き
さ等、光学系の条件が固定された場合、通常の凹
凸欠陥は、現実の欠陥部分とほぼ対応した大きさ
で検出することができるが、異材質欠陥は、測定
される反射光量のレベルが通常の凹凸欠陥と異な
るため、従来のし・き・い・値を用いると、現実の欠陥
部分の大きさと検出した大きさとの間に差異を生
じ、検出感度を一定にすることができない。被検
査物が低反射率の黒色高分子体の場合、とくに白
色の異材質欠陥は反射率が高いため、現実の欠陥
よりも大きめに検出たれ、たとえば、黒色高分子
体の中にセラミツク系の白色粉末凝集体を充填材
として配合した被検査物に対し、前者黒色高分子
体の正面に生じる凹凸欠陥と後者白色粉末凝集体
の表面に生じる異材質欠陥の検出を行なうと、第
５図に示すように、同図上黒丸の黒色の凹凸欠陥
の大きさは実物と同程度に検出されるのに対し、
白丸で示した白色の異材質欠陥は実物の３〜４倍
の大きさとして検出される。
本発明は、上記した従来方法の問題を解決せん
としてなされたもので、反射率および偏光度が相
対に大きい素材と反射率および偏光度が相対に小
さい素材の組合せよりなる検査対象面から所定の
大きさより大きな欠陥を拡散反射法により検出す
る非接触光学式の表面欠陥検査方法において、検
査対象面からの反射光を偏光フイルタ等の偏光光
学素子を介して受光素子に受光させ、このとき偏
光光学素子を、反射率および偏光度が相対に大き
い素材からの反射光を大きさ比率でカツトする向
きに配置し、よつて上記した二種類の素材の反射
率を実質的に同じにしたものである。
としてなされたもので、反射率および偏光度が相
対に大きい素材と反射率および偏光度が相対に小
さい素材の組合せよりなる検査対象面から所定の
大きさより大きな欠陥を拡散反射法により検出す
る非接触光学式の表面欠陥検査方法において、検
査対象面からの反射光を偏光フイルタ等の偏光光
学素子を介して受光素子に受光させ、このとき偏
光光学素子を、反射率および偏光度が相対に大き
い素材からの反射光を大きさ比率でカツトする向
きに配置し、よつて上記した二種類の素材の反射
率を実質的に同じにしたものである。
上記構成を有する本発明の方法は反射率および
偏光度が相対に大きい素材からの反射光を大きな
比率でカツトして二種類の素材の反射率を実質的
に同じにし、二種類の素材に対する欠陥検出感度
を均一化したものである。
偏光度が相対に大きい素材からの反射光を大きな
比率でカツトして二種類の素材の反射率を実質的
に同じにし、二種類の素材に対する欠陥検出感度
を均一化したものである。
以下、本発明方法の実施例とその原理および作
用を具体的に説明する。
用を具体的に説明する。
一般に、タングステンランプ等の白熱電球を照
明に用いる場合、その光は自然光であり、偏光性
を示さないが、このような自然光を物体に照射し
た場合、該物体からの反射光は若干の部分偏光を
示し、またその偏光度は、物体の材質や反射面の
粗度による反射率の違いによつて異なつている。
明に用いる場合、その光は自然光であり、偏光性
を示さないが、このような自然光を物体に照射し
た場合、該物体からの反射光は若干の部分偏光を
示し、またその偏光度は、物体の材質や反射面の
粗度による反射率の違いによつて異なつている。
たとえば、黒色高分子体のような低反射率の物
体に対して光を照射した場合について考えると、
入射した光のごく一部は表面で反射するが、大部
分は物体内部に入り、屈折しながら該物体内に吸
収され、またその一部は散乱光となつて再び表面
から出る。すなわち、表面で反射する場合が小さ
く、かつ表面で反射した反射光はほとんど偏光さ
れていない。これに対し、白色の高反射率の物体
に対して光を照射した場合について考えると、入
射した光のかなりの部分が表面で反射し、かつそ
の反射光は前者低反射率の物体からの反射光に比
較して偏光度も大となつている。
体に対して光を照射した場合について考えると、
入射した光のごく一部は表面で反射するが、大部
分は物体内部に入り、屈折しながら該物体内に吸
収され、またその一部は散乱光となつて再び表面
から出る。すなわち、表面で反射する場合が小さ
く、かつ表面で反射した反射光はほとんど偏光さ
れていない。これに対し、白色の高反射率の物体
に対して光を照射した場合について考えると、入
射した光のかなりの部分が表面で反射し、かつそ
の反射光は前者低反射率の物体からの反射光に比
較して偏光度も大となつている。
本実施例は、上記した反射光の偏光性に着目
し、偏光した反射光を偏光フイルタを用いて除去
することにより、反射光量を減少せしめ、従来に
おいて、反射光量が大きいために現実の欠陥の大
きさよりも大きく検出されていた高反射率の異材
質欠陥を、現実の欠陥の大きさと近似する大きさ
で検出せんとするものである。
し、偏光した反射光を偏光フイルタを用いて除去
することにより、反射光量を減少せしめ、従来に
おいて、反射光量が大きいために現実の欠陥の大
きさよりも大きく検出されていた高反射率の異材
質欠陥を、現実の欠陥の大きさと近似する大きさ
で検出せんとするものである。
第１図は本実施例方法に用いる検査装置の配置
を示す概略的正面図、第２図は同概略的平面図
で、１は表面１′に高反射率の白色の異材質欠陥
および通常の凹凸欠陥を有する低反射率の黒色高
分子体製の被検査物、２は該被検査物１の表面
１′に対し、45°の入射角で照明するタングステン
ランプ、３は前記表面１′の垂直方向に設置し、
該表面１′からの拡散反射光を受光計測するテレ
ビカメラ、４は該テレビカメラ３と被検査物１と
の間に回転可能な状態で設置した偏光フイルタ
（ポラロイド社HN−38）であつて、以下、この
偏光フイルタ４の、この偏光フイルタ４を通過す
る反射光量が異材質欠陥、通常の凹凸欠陥とも最
大である回転位置を基準としてこの偏光フイルタ
４の回転角度を特定する。すなわち、θ＝0°のと
きに偏光フイルタ４を通過する反射光量が異材質
欠陥、通常の凹凸欠陥とも最大である。
を示す概略的正面図、第２図は同概略的平面図
で、１は表面１′に高反射率の白色の異材質欠陥
および通常の凹凸欠陥を有する低反射率の黒色高
分子体製の被検査物、２は該被検査物１の表面
１′に対し、45°の入射角で照明するタングステン
ランプ、３は前記表面１′の垂直方向に設置し、
該表面１′からの拡散反射光を受光計測するテレ
ビカメラ、４は該テレビカメラ３と被検査物１と
の間に回転可能な状態で設置した偏光フイルタ
（ポラロイド社HN−38）であつて、以下、この
偏光フイルタ４の、この偏光フイルタ４を通過す
る反射光量が異材質欠陥、通常の凹凸欠陥とも最
大である回転位置を基準としてこの偏光フイルタ
４の回転角度を特定する。すなわち、θ＝0°のと
きに偏光フイルタ４を通過する反射光量が異材質
欠陥、通常の凹凸欠陥とも最大である。
第３図は、上記偏光フイルタ４を回転せしめて
角度θを変えた場合の反射光量の、θ＝0°のとき
の反射光量に対する比率を示したもので、たとえ
ばθ＝90°では凹凸欠陥からの反射光量が0.8程度
に低下しているのに対し、異材質欠陥からの反射
光量は0.5程度まで大幅に低下しており、同図か
ら、偏光フイルタ４により異材質欠陥からの反射
光量が選択的に抑えられていることがわかる。
角度θを変えた場合の反射光量の、θ＝0°のとき
の反射光量に対する比率を示したもので、たとえ
ばθ＝90°では凹凸欠陥からの反射光量が0.8程度
に低下しているのに対し、異材質欠陥からの反射
光量は0.5程度まで大幅に低下しており、同図か
ら、偏光フイルタ４により異材質欠陥からの反射
光量が選択的に抑えられていることがわかる。
第４図は、上記実施例方法により、実際に欠陥
の測定を行なつた結果を表わすグラフで、既述従
来の検査方法による測定結果（第５図図示）と比
較し、白丸で示される異材質欠陥の検出された大
きさが現実の欠陥の大きさに近似していることが
わかる。
の測定を行なつた結果を表わすグラフで、既述従
来の検査方法による測定結果（第５図図示）と比
較し、白丸で示される異材質欠陥の検出された大
きさが現実の欠陥の大きさに近似していることが
わかる。
以上説明したとおり、本発明の表面欠陥検査方
法は、反射率および偏光度が相対に大きい素材と
反射率および偏光度が相対に小さい素材の組合せ
よりなる検査対象面から所定の大きさより大きな
欠陥を拡散反射法により検出する非接触光学式の
表面欠陥検査方法において、検査対象面からの反
射光を偏光フイルタ等の偏光光学素子を介して受
光素子に受光させ、このとき偏光光学素子を、反
射率および偏光度が相対に大きい素材からの反射
光を大きな比率でカツトする向きに配置し、よつ
て上記した二種類の素材の反射率を実質的に同じ
にしたものであつて、各素材による反射率差の欠
陥検出感度への影響を排除し、通常の凹凸欠陥と
異材質欠陥を同一感度で検出することが可能であ
り、しかも偏光フイルタ等偏光光学素子を用いる
という簡単な方法で欠陥検出能力が増大するもの
で、きわめて優れた効果を奏する。
法は、反射率および偏光度が相対に大きい素材と
反射率および偏光度が相対に小さい素材の組合せ
よりなる検査対象面から所定の大きさより大きな
欠陥を拡散反射法により検出する非接触光学式の
表面欠陥検査方法において、検査対象面からの反
射光を偏光フイルタ等の偏光光学素子を介して受
光素子に受光させ、このとき偏光光学素子を、反
射率および偏光度が相対に大きい素材からの反射
光を大きな比率でカツトする向きに配置し、よつ
て上記した二種類の素材の反射率を実質的に同じ
にしたものであつて、各素材による反射率差の欠
陥検出感度への影響を排除し、通常の凹凸欠陥と
異材質欠陥を同一感度で検出することが可能であ
り、しかも偏光フイルタ等偏光光学素子を用いる
という簡単な方法で欠陥検出能力が増大するもの
で、きわめて優れた効果を奏する。
第１図は本発明に係る実施例に用いられる検査
装置の概略的正面図、第２図は同概略的平面図、
第３図は偏光フイルタの角度による反射光量の比
率を表わすグラフ、第４図は本発明に係る実施例
による欠陥の測定結果を表わすグラフ、第５図は
従来方法による欠陥の測定結果を表わすグラフで
ある。 １……被検査物、２……タングステンランプ、
３……テレビカメラ、４……偏光フイルタ。
装置の概略的正面図、第２図は同概略的平面図、
第３図は偏光フイルタの角度による反射光量の比
率を表わすグラフ、第４図は本発明に係る実施例
による欠陥の測定結果を表わすグラフ、第５図は
従来方法による欠陥の測定結果を表わすグラフで
ある。 １……被検査物、２……タングステンランプ、
３……テレビカメラ、４……偏光フイルタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反射率および偏光度が相対に大きい素材と反
射率および偏光度が相対に小さい素材の組合せよ
りなる検査対象面から所定の大きさより大きな欠
陥を拡散反射法により検出する非接触光学式の表
面欠陥検査方法において、 検査対象面からの反射光を偏光フイルタ等の偏
光光学素子を介して受光素子に受光させ、このと
き偏光光学素子を、反射率および偏光度が相対に
大きい素材がらの反射光を大きな比率でカツトす
る向きに配置し、よつて上記した二種類の素材の
反射率を実質的に同じにしたことを特徴とする表
面欠陥検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12716885A JPS61286740A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 表面欠陥検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12716885A JPS61286740A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 表面欠陥検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61286740A JPS61286740A (ja) | 1986-12-17 |
| JPH055302B2 true JPH055302B2 (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=14953339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12716885A Granted JPS61286740A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 表面欠陥検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61286740A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345578A (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Moritex Corp | 撮像装置 |
-
1985
- 1985-06-13 JP JP12716885A patent/JPS61286740A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61286740A (ja) | 1986-12-17 |
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