JPH06241758A - Flaw inspection device - Google Patents

Flaw inspection device

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JPH06241758A
JPH06241758A JP2567193A JP2567193A JPH06241758A JP H06241758 A JPH06241758 A JP H06241758A JP 2567193 A JP2567193 A JP 2567193A JP 2567193 A JP2567193 A JP 2567193A JP H06241758 A JPH06241758 A JP H06241758A
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JP
Japan
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light
defect
measured
image
slit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2567193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Usui
正幸 臼井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect a flaw existing on the rough face of a an optical memory disk very easily and sensitively. CONSTITUTION:A light source 1 is a light source having high luminance such as a halogen lamp, the light flux emitted from this light source 1 is converted by a cylindrical lens 2 serving as a light flux projecting means while the divergence angle in the incidence face is kept nearly parallel, then it is radiated to the reflecting surface 6 (measured surface) of an optical memory disk 3 to form a measured area 5 shown by a broken line. The light flux reflected on the reflecting surface 6 is projected on a screen 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクなどの表面
や記録面に存在する微小な異物、変形などに起因する欠
陥を検査する欠陥検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect inspection apparatus for inspecting defects caused by minute foreign matter, deformation, etc. present on the surface or recording surface of an optical disc or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光ディスクの成形基板や光学部品
等、平滑な鏡面の表面に存在する欠陥の検査は、光を用
いて行われていた。例えば、被測定面上に輝度の高い光
束を投射して、欠陥によって散乱された光束のみを検出
する、あるいは正反射光をスクリーン等の受光面に投影
して、欠陥によって散乱された部分の照度が下がって暗
部となることを利用する、いわゆるシャドウグラフの原
理を応用したものが通例であった。さらにはCCDやI
TVカメラなどと組み合せて画像処理を行い、欠陥の形
状・サイズを判別することも行われていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, inspection of defects existing on a smooth mirror-finished surface of a molded substrate of an optical disk, optical parts, etc. has been performed using light. For example, a high-luminance light beam is projected on the surface to be measured, and only the light beam scattered by the defect is detected, or specularly reflected light is projected on the light-receiving surface such as a screen and the illuminance of the portion scattered by the defect is detected. It was customary to apply the so-called shadow graph principle, which utilizes the fact that the area becomes dark and becomes dark. Furthermore, CCD and I
Image processing has also been performed in combination with a TV camera or the like to determine the shape and size of a defect.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような光を用いて欠陥を検出する手段は、被測定面が鏡
面でないと有効でなく、拡散性を有するマット状の面
(粗面)には適用できなかった。例えば、近年開発が進
んできた磁界変調記録方式の光磁気ディスクにおいて
は、情報を記録する際に空気浮上型の磁気ヘッドスライ
ダーを用いて保護膜側から変調磁界を印加するので、ヘ
ッドの吸着を防止する目的で保護膜の表面をマット面に
することがある。このとき、マット状の保護膜の表面に
微小な欠陥、とりわけ突起状の欠陥があると、それにヘ
ッドが衝突することによってヘッドの浮上量が変動し、
正常に記録再生が行われなかったり、はなはだしい場合
には磁気ヘッドが破損する等の弊害を引き起こすので、
かかる欠陥を事前に検査する方法、装置の開発が望まれ
ていた。
However, the conventional means for detecting a defect by using light is not effective unless the surface to be measured is a mirror surface, and a matte surface (rough surface) having diffusivity is used. Was not applicable. For example, in a magneto-optical disk of a magnetic field modulation recording system, which has been developed in recent years, a magnetic field is applied from the protective film side by using an air levitation type magnetic head slider when recording information, so that the head is not attracted. The surface of the protective film may be a matte surface for the purpose of prevention. At this time, if the surface of the mat-like protective film has microscopic defects, especially protrusion-shaped defects, the head collides with it and the flying height of the head fluctuates,
If recording / playback is not performed normally, or if it is excessive, it may cause damage such as damage to the magnetic head.
It has been desired to develop a method and apparatus for inspecting such defects in advance.

【0004】また、CCDやITVカメラなどを組み合
わせて画像処理を行い、欠陥の形状や大きさを判別する
という欠陥検査装置は、画像装置を用いることで、画像
を蓄えるためのフレームメモリー及び複雑で高価なハー
ドウエアが必要であるため、(先ず、人が目視で検査す
る方法は個人差があり判定レベルが一定しない、細かい
欠陥が検出できない等、検出精度の面で問題がありさら
に作業性、効率の面でも不十分なものであった。散乱光
を利用した光電的な検査装置や画像処理技術を応用した
検査装置によればかかる問題点は解決されるが、画像処
理装置を用いると)コスト高になる問題点がある。さら
に、以上述べたすべての方法、装置に共通する問題点と
して、欠陥の大きさや形状はある程度判別できるが、凹
凸の方向や量を判別できないことが挙げられる。
In addition, a defect inspection apparatus that performs image processing by combining a CCD, an ITV camera, etc., and determines the shape and size of a defect uses a frame memory for storing an image and a complicated structure by using an image device. Since expensive hardware is required, (first, the method of visually inspecting by a person has a problem in terms of detection accuracy, such as a judgment level not being constant due to individual differences, small defects cannot be detected, and further workability, In terms of efficiency, it was also insufficient. Although such problems can be solved by the photoelectric inspection device that uses scattered light and the inspection device that applies the image processing technology, using the image processing device) There is a problem that the cost becomes high. Further, a problem common to all the methods and apparatuses described above is that the size and shape of a defect can be determined to some extent, but the direction and amount of irregularities cannot be determined.

【0005】さらに、光ディスクの光入射側の基板表面
には、傷や帯電を防止する目的で透明な膜を塗布するこ
とがあるが、均一に塗布されなかったり、巻き込んだり
すると膜厚に局所的なむらを生じて光ディスクの記録再
生特性に影響を及ぼすことがあるので、これを事前に検
査する方法、装置も望まれていた。
Further, a transparent film may be applied on the surface of the optical-incidence-side substrate of the optical disk for the purpose of preventing scratches and electrification. Since unevenness may occur and affect the recording / reproducing characteristics of the optical disc, a method and apparatus for inspecting this in advance have also been desired.

【0006】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、光ディスク等の粗面上に存
在する欠陥を極めて容易かつ感度良く検出する欠陥検査
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a defect inspection apparatus for detecting defects existing on a rough surface of an optical disk or the like with extremely easy and high sensitivity. And

【0007】また、本発明の更なる目的は、平滑面や粗
面などからなる表面上に存在する欠陥の大きさや変形を
非接触、高速かつ間便に検査でき、しかも欠陥の大きさ
のみならず凹凸の方向や量、形状も判別することが可能
である欠陥検査装置を提供することにある。
A further object of the present invention is to allow non-contact, high-speed and convenient inspection of the size and deformation of a defect existing on a surface such as a smooth surface or a rough surface, and if only the size of the defect is present. It is another object of the present invention to provide a defect inspection apparatus capable of determining the direction, amount, and shape of unevenness.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第1の発明にかかる欠陥検査装置は、拡散反射性を有
する被測定面上に、光束をその少なくとも一部がシーン
臨界角より大きな入射角度で入射されるように投射する
光束投射手段と、前記被測定面によって反射または散乱
された光束を受光する受光手段とを有し、該受光手段を
用いて前記被測定面上に存在する欠陥を検出することを
特徴とするものである。
A defect inspection apparatus according to a first aspect of the present invention for achieving the above object, is such that at least a part of a light beam is larger than a scene critical angle on a surface to be measured having diffuse reflectivity. It has a light beam projecting means for projecting so as to be incident at an incident angle, and a light receiving means for receiving the light beam reflected or scattered by the surface to be measured, and is present on the surface to be measured using the light receiving means. It is characterized by detecting defects.

【0009】また、前記光束投射手段は、前記光束のす
べてがシーン臨界角より大きな入射角度で入射されるよ
うに、入射面内における前記光束の発散角を制限する発
散角制限手段を含む。
Further, the luminous flux projection means includes a divergence angle limiting means for limiting the divergence angle of the luminous flux within the incident plane so that all the luminous fluxes are incident at an incident angle larger than the scene critical angle.

【0010】さらに、前記受光手段がスクリーンである
ものや、撮像管であるものとすることができる。
Further, the light receiving means may be a screen or an image pickup tube.

【0011】第2の発明にかかる欠陥検査装置は、被測
定面にスリット状の光束を集光させるための光学系と、
該被測定面を該スリット状の光束に対して相対的に移動
させるための移動手段と、前記被測定面と共役な位置に
設けられ、前記被測定面からの反射光を受光する複数の
受光面からなる光検出器と、該光検出器より得られる出
力を演算することによって欠陥を検出する検出手段から
なるものであり、また、前記被測定面の相対的な移動の
方向に対して、前記スリット状の光束の長手方向は直交
して配置され、前記光検出器の各受光面の並び方向は平
行に配置されているものでもよく、さらに、前記光検出
器は、互いに隣接した2つの受光面からなる2分割型の
光検出器であり、前記検出手段は該2分割型の光検出器
の差動出力を用いて被測定面の欠陥の大きさ、欠陥の凹
凸方向及び欠陥の量を判別するものであってもよい。
A defect inspection apparatus according to a second aspect of the present invention comprises an optical system for converging a slit-shaped light beam on a surface to be measured,
A moving means for moving the surface to be measured relative to the slit-shaped light beam, and a plurality of light receiving units provided at positions conjugate with the surface to be measured and receiving reflected light from the surface to be measured. A photodetector consisting of a surface and a detection means for detecting a defect by calculating an output obtained from the photodetector, and with respect to the relative movement direction of the surface to be measured, The slit-shaped light beams may be arranged so that their longitudinal directions are orthogonal to each other, and the light-receiving surfaces of the photodetectors are arranged in parallel with each other. Further, the photodetectors may be arranged adjacent to each other. It is a two-division type photodetector comprising a light-receiving surface, and the detection means uses the differential output of the two-division type photodetector to measure the size of the defect on the surface to be measured, the unevenness direction of the defect and the amount of the defect. May be determined.

【0012】ここで、特許請求の範囲の請求項5に記載
した「被測定面と共役な位置」とは、被測定面からの光
がレンズなどの光学系を通った後、像を結ぶような関係
にある位置である。
Here, "the position conjugate with the surface to be measured" described in claim 5 means that the light from the surface to be measured forms an image after passing through an optical system such as a lens. It is a position that has a relationship.

【0013】[0013]

【作用】上記のとおり構成された請求項1に記載の第1
の発明の装置では、シーン現象を利用するものであり、
すなわち、被測定面が拡散反射面である場合には、入射
した光束が散乱される方向は入射角度によって異なる。
入射角度が小さい場合には、散乱光は正反射光を中心に
した広い配光を持って散乱されるが、入射角度がシーン
臨界角度と呼ばれるある一定角度を越えると、散乱光は
ほとんどなくなり、正反射成分が著しく強くなることが
知られている。本発明は、粗面からなる被測定面に対し
て、鏡面の場合と同様の光反射、散乱特性が得られるこ
とを利用し、従来の鏡面性の被測定面と同様の欠陥検出
が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the first aspect is configured as described above.
The device of the invention of the invention utilizes a scene phenomenon,
That is, when the surface to be measured is a diffuse reflection surface, the direction in which the incident light beam is scattered differs depending on the incident angle.
When the incident angle is small, the scattered light is scattered with a wide light distribution centered on the specular reflection light, but when the incident angle exceeds a certain angle called the scene critical angle, the scattered light almost disappears, It is known that the regular reflection component becomes extremely strong. The present invention makes it possible to detect a defect similar to that of a conventional specular surface to be measured by utilizing the fact that the same light reflection and scattering characteristics as in the case of a mirror surface are obtained with respect to the surface to be measured which is a rough surface. Become.

【0014】請求項5に記載の第2の発明の装置では、
被測定面上にスリット状の光束を集光させ、被測定面よ
り反射する反射光を、被測定面と共役な位置に設けられ
た複数の受光面からなる光検出器に受光する。そして、
移動手段により被測定面を該スリット状の光束に対して
相対的に移動させたとき、被測定面の欠陥の存在によっ
て光検出器に入射したスリット状の像が変形する。
In the device of the second invention according to claim 5,
A slit-shaped light beam is condensed on the surface to be measured, and reflected light reflected from the surface to be measured is received by a photodetector including a plurality of light receiving surfaces provided at positions conjugate with the surface to be measured. And
When the surface to be measured is moved relative to the slit-shaped light beam by the moving means, the slit-shaped image incident on the photodetector is deformed due to the presence of defects on the surface to be measured.

【0015】したがって、被測定面の欠陥の存在によっ
て生じるスリット状の像の変形の方向及び量を光検出器
により受光し、それから得られる出力を検出手段により
演算することで、欠陥の大きさ、凹凸の方向及び量が判
別される。
Therefore, the direction and amount of deformation of the slit-shaped image caused by the presence of the defect on the surface to be measured are received by the photodetector, and the output obtained therefrom is calculated by the detecting means to determine the size of the defect, The direction and amount of unevenness are determined.

【0016】[0016]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0017】(第1の実施例)図1は本発明の欠陥検査
装置の第1の実施例の概略斜視図、図2は図1に示した
欠陥検査装置の概略側面図、図3は図1に示した欠陥検
査装置の概略平面図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention, FIG. 2 is a schematic side view of the defect inspection apparatus shown in FIG. 1, and FIG. It is a schematic plan view of the defect inspection apparatus shown in FIG.

【0018】図1乃至図3に示すように、光源1はハロ
ゲンランプ等の輝度の高い光源であり、この光源1から
出射した光束は、光束投射手段であるシリンドリカルレ
ンズ2によって、入射面内における発散角が略平行な状
態に変換された後、光ディスク3の反射面6(被測定
面)に照射され、破線で示す被測定領域5ができる。こ
こで、反射面6(被測定面)に照射されるすべての光束
の入射角度は、シーン(sheen)臨界角度より大き
な値に設定される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the light source 1 is a high-luminance light source such as a halogen lamp, and the luminous flux emitted from the light source 1 is incident on the incident surface by a cylindrical lens 2 which is a luminous flux projection means. After the divergence angle is converted into a substantially parallel state, the reflection surface 6 (measurement surface) of the optical disc 3 is irradiated with the measurement area 5 shown by a broken line. Here, the incident angles of all the light fluxes illuminating the reflecting surface 6 (surface to be measured) are set to a value larger than the scene critical angle.

【0019】図4はいわゆるシーン現象を説明するため
の光学系の図である。反射面6が拡散反射面である場
合、反射面6に入射した入射光7が散乱される方向は入
射角度θによって異なる。入射角度θが小さい場合に
は、散乱光は破線で示すように正反射光8を中心にした
広い配光特性9を持って散乱される。しかし、入射角度
θがシーン臨界角度と呼ばれるある一定の角度を越える
と、散乱光はほとんどなくなり正反射成分が著しく強く
なることが知られている。つまり、正反射方向8の回り
に強い指向性を有する配光特性10を示すようになる。
シーン臨界角度の値は拡散面の材質によっても異なる
が、通常60度前後の値である。
FIG. 4 is a diagram of an optical system for explaining a so-called scene phenomenon. When the reflection surface 6 is a diffuse reflection surface, the direction in which the incident light 7 incident on the reflection surface 6 is scattered depends on the incident angle θ. When the incident angle θ is small, the scattered light is scattered with a wide light distribution characteristic 9 centered on the specular reflection light 8 as shown by a broken line. However, it is known that when the incident angle θ exceeds a certain angle called the scene critical angle, scattered light almost disappears and the specular reflection component becomes significantly strong. That is, the light distribution characteristic 10 having a strong directivity around the regular reflection direction 8 is exhibited.
Although the value of the scene critical angle varies depending on the material of the diffusion surface, it is usually around 60 degrees.

【0020】以上の説明からわかるように、図1乃至図
3に示した装置において、シーン臨界角度より大きな入
射角で入射した光束は、その大部分が正反射してスクリ
ーン4上に投影される。スクリーン4上の光の照度分布
は、被測定面5上に突起や異物等の正反射を妨げる欠陥
が存在しない場合には均一な分布となるが、欠陥が存在
する場合には、その部分には対応する箇所の照度が下が
って暗部を形成する。すなわち、欠陥のない部分は、投
射した光束はそのまま正反射(シーン全反射)されるの
で、受光面上には投射光束と同じ均一な分布が現れ、一
方、欠陥部では光が散乱されるので、受光面上の、前記
欠陥部と対応する位置に光が到達せず、照度が下がる。
この照度分布を目視で計測することによって、従来鏡面
を対象として行われていたと同様の検査が可能になる。
この欠陥部のおおよそ位置は、光ディスクを移動させる
ための移動機構のステッピングモータに供給したパルス
数をカウントすることにより、求めることができる。ま
た、光電的な手段を用いて照度分布を計測してもよい。
すなわち、スクリーンの代りにITVカメラの撮像管を
設けて図5に示すように、この撮像管で撮像した照度分
布17の断面強度から、光ディスクに欠陥部があること
を判明してもよく、さらには、一旦スクリーンで投影し
てそれを間接的にITVカメラで撮影してもよい。
As can be seen from the above description, in the apparatus shown in FIGS. 1 to 3, most of the luminous flux incident at an incident angle larger than the scene critical angle is specularly reflected and projected onto the screen 4. . The illuminance distribution of the light on the screen 4 has a uniform distribution when there are no defects such as protrusions or foreign matter that prevent specular reflection on the surface 5 to be measured. Reduces the illuminance of the corresponding part to form a dark part. That is, since the projected light beam is directly specularly reflected (total scene reflection) on the defect-free portion, the same uniform distribution as the projected light beam appears on the light receiving surface, while the light is scattered on the defect portion. The light does not reach the position corresponding to the defective portion on the light receiving surface, and the illuminance decreases.
By visually measuring this illuminance distribution, it becomes possible to perform the same inspection as that conventionally performed on a mirror surface.
The approximate position of this defective portion can be obtained by counting the number of pulses supplied to the stepping motor of the moving mechanism for moving the optical disc. Also, the illuminance distribution may be measured using a photoelectric means.
That is, an image pickup tube of an ITV camera may be provided instead of the screen, and as shown in FIG. 5, it may be found from the cross-sectional intensity of the illuminance distribution 17 imaged by this image pickup tube that the optical disc has a defective portion. May be projected once on the screen and indirectly photographed by the ITV camera.

【0021】なお、シリンドリカルレンズ2を用いてい
るので、光束は入射面と直交する平面内においては収斂
(収束)作用を受けずに発散した状態で被測定面に入射
するが、容易にわかるように光束のどの部分も被測定面
に対してはシーン臨界角度よりも大きな角度で入射する
ので、すべての照射領域においてシーン現象による正反
射性が実現される。シリンドリカルレンズ2を用いる利
点は、上記の正反射性を維持しつつ被測定領域を水平方
向に広く取ることができることにある。特に直径130
mm、300mmといったサイズの大きい光ディスクを
検査する際にこの方法が好適である。被測定領域が充分
小さい場合には、シリンドリカルレンズ2の代りに通常
の球面レンズを用いてよいことは勿論である。
Since the cylindrical lens 2 is used, the light beam is incident on the surface to be measured in a diverging state without being subjected to a converging (converging) effect in a plane orthogonal to the incident surface, but it can be easily understood. Since any part of the luminous flux is incident on the surface to be measured at an angle larger than the scene critical angle, specular reflection due to a scene phenomenon is realized in all irradiation areas. The advantage of using the cylindrical lens 2 is that the measured region can be wide in the horizontal direction while maintaining the regular reflectance. Especially diameter 130
This method is suitable for inspecting an optical disc having a large size of mm, 300 mm. If the area to be measured is sufficiently small, it goes without saying that a normal spherical lens may be used instead of the cylindrical lens 2.

【0022】(第2の実施例)図6は本発明の欠陥検査
装置の第2の実施例の概略側面図である。図中、符号1
〜3は第1の実施例と同一部材であるのでそれらの説明
は省略する。第1の実施例と異なるところは、欠陥の検
出に正反射性の光束12を用いずに破線で示す散乱光成
分を用いる点にある。前述のようにシーン臨界角度より
大きな角度で光を入射させると、大部分の光は正反射性
光12として側方に反射され、欠陥による散乱光のみが
上方に散乱されるので、通常の顕微鏡と同様の観測光学
系11を用いていわゆる暗視野法で感度良く欠陥を目視
検出することが可能になる。
(Second Embodiment) FIG. 6 is a schematic side view of a second embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention. In the figure, reference numeral 1
3 to 3 are the same members as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted. The difference from the first embodiment is that the scattered light component shown by the broken line is used for detecting defects without using the specularly reflective light flux 12. As described above, when the light is incident at an angle larger than the scene critical angle, most of the light is reflected sideways as the specularly reflected light 12, and only the scattered light due to the defect is scattered upward. By using the same observation optical system 11 as described above, it becomes possible to visually detect a defect with high sensitivity by a so-called dark field method.

【0023】(第3の実施例)図7は本発明の欠陥検査
装置の第3の実施例の概略側面図である。
(Third Embodiment) FIG. 7 is a schematic side view of a third embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention.

【0024】本実施例の欠陥検査装置の構成は第2の実
施例とほぼ同様であるが、偏光子13を投射光路中に設
け、さらに、観測光学系11に検光子14を付加した点
において第2の実施例と異なる。
The structure of the defect inspection apparatus of this embodiment is almost the same as that of the second embodiment, except that a polarizer 13 is provided in the projection optical path and an analyzer 14 is added to the observation optical system 11. Different from the second embodiment.

【0025】投射光束中に設置した偏光子13は、該偏
光子13を通過した光束の偏光状態が入射面に対してS
偏光状態になるように方位を定められる。このように偏
光状態を定めると、正反射性の光束12はS偏光状態を
保つが、欠陥によって散乱された光束(破線)は偏光状
態が乱され、S偏光以外の成分を発生する。観測光学系
11の途中には検光子14が入射面に対しP偏光成分の
みを通過させる方位に設置されており、該検光子によっ
てわずかに残存する粗面からの正反射以外の散乱光成分
(S成分)が除去される。したがって、高い感度で欠陥
を検出することが可能になる。
In the polarizer 13 installed in the projected light beam, the polarization state of the light beam passing through the polarizer 13 is S with respect to the incident surface.
The azimuth is determined so that the polarization state is achieved. When the polarization state is determined in this way, the specularly reflective light beam 12 maintains the S polarization state, but the light beam (broken line) scattered by the defect has its polarization state disturbed and generates a component other than the S polarization. An analyzer 14 is installed in the middle of the observation optical system 11 in an orientation that allows only a P-polarized component to pass through with respect to the incident surface, and a scattered light component (apart from specular reflection from a rough surface slightly left by the analyzer ( S component) is removed. Therefore, it becomes possible to detect defects with high sensitivity.

【0026】以上説明した各実施例には後述するような
種種の変形例が考えられる。
Various modifications as will be described later can be considered in each of the embodiments described above.

【0027】光源にはハロゲンランプの如き通常の高輝
度白熱光源のほかにレーザー光を用いることも可能であ
る。レーザー光のような干渉性の良い光源を用いる場合
には、散乱光同志の干渉によって生じるスペックルパタ
ーンを除去するために、振動させた拡散板に光を通して
使用することが好ましい。光束の投影に用いるレンズは
前述シリンドリカルレンズに限られることはなく、通常
の球面レンズでも良いし、あるいは、図8に示すよう
に、レンズを用いずに、スリット(開口)を有する発散
角制限手段であるスリット板21を設け、被測定面に入
射するすべての光束の入射角がシーン臨界角を越えない
ように光束の発散角を制限しても良い。
As the light source, it is possible to use laser light in addition to the usual high-intensity incandescent light source such as a halogen lamp. When a light source having good coherence such as laser light is used, it is preferable to use light through a vibrating diffusion plate in order to remove a speckle pattern caused by interference of scattered light. The lens used for projecting the light flux is not limited to the above-mentioned cylindrical lens, and may be an ordinary spherical lens, or, as shown in FIG. 8, a divergence angle limiting means having a slit (opening) without using a lens. The slit plate 21 may be provided to limit the divergence angle of the luminous flux so that the incident angles of all the luminous fluxes incident on the measured surface do not exceed the scene critical angle.

【0028】装置の構成は、被測定物の大きさに応じて
一部分を照射する、全面を一括照射する、等の形態が選
べるし、被測定物は静止状態あるいは回転走査等、目的
にあった走査形態を採用することができる。また、図9
に示すように、細いスジ状の欠陥はスジと直交する方向
から光を投射した方が検出しやすいため、スクリーンを
複数設け、一方向からではなく複数の方向からの照射を
組み合わせることによって線状の欠陥の検出を容易なら
しめることもできる。
The structure of the apparatus can be selected such that a part of the object is irradiated, the entire surface is irradiated all at once according to the size of the object to be measured, and the object to be measured is in a stationary state or rotational scanning for the purpose. A scanning mode can be adopted. In addition, FIG.
As shown in Fig. 3, thin stripe defects are easier to detect when light is projected from the direction orthogonal to the stripes.Therefore, by providing multiple screens and combining irradiation from multiple directions instead of one direction, linear It is also possible to facilitate the detection of defects in the.

【0029】欠陥の検出方法も上述した目視による方法
に限らず、撮像管を用いて欠陥を光電的に検出するな
ど、既知の手法と組み合わせられることは言うまでもな
い。すなわち、図10に示すように、撮像管で撮影され
た照度分布にスライスレベルを設定し、該スライスレベ
ルによる2値化によって欠陥部と被欠陥部と区別し、欠
陥のサイズや個数等を自動計測してもよい。
The defect detection method is not limited to the above-mentioned visual method, and it goes without saying that it can be combined with a known method such as photoelectrically detecting a defect using an image pickup tube. That is, as shown in FIG. 10, a slice level is set in the illuminance distribution photographed by the image pickup tube, and the defect portion and the defective portion are distinguished by binarization by the slice level, and the defect size and number are automatically determined. You may measure.

【0030】また、図11に示すように、正反射光と欠
陥による散乱光を分離するには上述した方法以外に、結
像レンズとゼロ次光をカットする遮光板を組み合わせた
いわゆるシュリーレン光学系を用いることもできる。こ
のシュリーレン光学系を用いると、スクリーンには正反
射光は到達せず、全面が暗い中に欠陥で散乱された箇所
だけが明部となって輝く。
Further, as shown in FIG. 11, in order to separate specularly reflected light and scattered light due to defects, a so-called Schlieren optical system in which an imaging lens and a light shielding plate for cutting zero-order light are combined is used in addition to the method described above. Can also be used. When this schlieren optical system is used, the specularly reflected light does not reach the screen, and only the spots scattered by defects in the entire surface are dark and shine.

【0031】さらに、上記各実施例では、投射する光束
のすべてをシーン臨界角度で入射させて、全光束を確実
にシーン反射させたが、投射する光束の少なくとも一部
入射角度がシーン臨界角度より大きければよい。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, all of the projected light beams are made incident at the scene critical angle, and the entire light beams are reliably reflected in the scene. However, at least a part of the incident light beams is incident at an angle smaller than the scene critical angle. It should be big.

【0032】(第4の実施例)図12は本発明の欠陥検
査装置の第4の実施例の概略構成図、図13は図12に
示したスリットの上面図、図14は図12に示した第1
の二分割センサーの正面図である。
(Fourth Embodiment) FIG. 12 is a schematic structural view of a fourth embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention, FIG. 13 is a top view of the slit shown in FIG. 12, and FIG. 14 is shown in FIG. First
It is a front view of the two-divided sensor.

【0033】本発明の欠陥検査装置は、図12に示すよ
うに、第1の照明装置102と、第1の照明装置102
から出射した光束をスリット状にするスリット103
と、スリット103を通過した光束を透過させ、かつ、
反射されて再び戻る光束を反射するハーフミラー104
と、ハーフミラー104を透過したスリット状の光束を
光ディスク101の被測定面101aに集光させてスリ
ット状の像を結ぶ対物レンズ105と、ハーフミラー1
04によって反射された光束を受光する第1の二分割セ
ンサー106と、第1の照明装置102からの出射され
た光束が被測定面101aに集光するときの光束軸に対
して略直角に出射する、LEDや半導体レーザーなどか
らなる第2の照明装置107と、第2の照明装置107
から出射した光束を折り曲げ、対物レンズ105の周辺
に入射させる第1の光路折り曲げミラー108と、第2
の照明装置107より第1の光路折り曲げミラー108
を経て対物レンズ105の周辺に入射し、一旦光ディス
ク101の被測定面101a上に集光した後、反射され
て再び対物レンズ105の周辺を透過した光束を折り曲
げる第2の光路折り曲げミラー109と、第2の光路折
り曲げミラー109を経た光束を受光する第2の二分割
センサー110とからなり、以上の構成部材は筐体12
0内に一体となって保持され、不図示の駆動機構を用い
て、図中矢印Aで示される光ディスク101の径方向に
移動可能となっている。
The defect inspection apparatus of the present invention, as shown in FIG. 12, includes a first illumination device 102 and a first illumination device 102.
Slit 103 for making the luminous flux emitted from the slit shape
And transmits the light flux that has passed through the slit 103, and
Half mirror 104 that reflects the light flux that is reflected and returns again
And the objective lens 105 which forms a slit-shaped image by condensing the slit-shaped light flux transmitted through the half mirror 104 on the surface 101a to be measured of the optical disc 101, and the half mirror 1.
The first two-divided sensor 106 that receives the light flux reflected by 04, and the light flux emitted from the first illuminating device 102 is emitted substantially at right angles to the light flux axis when it is focused on the surface 101a to be measured. And a second lighting device 107 including an LED and a semiconductor laser, and a second lighting device 107.
A first optical path bending mirror 108 that bends a light beam emitted from the optical path and makes it enter the periphery of the objective lens 105;
From the illumination device 107 of the first optical path bending mirror 108
A second optical path bending mirror 109 that bends the light beam that is incident on the periphery of the objective lens 105 via the light source, is condensed on the measured surface 101a of the optical disc 101, is reflected, and is transmitted again through the periphery of the objective lens 105. A second two-divided sensor 110 that receives the light flux that has passed through the second optical path bending mirror 109.
It is integrally held in the optical disk 0 and can be moved in the radial direction of the optical disc 101 indicated by an arrow A in the figure by using a drive mechanism (not shown).

【0034】この欠陥検査装置では、図12に示すよう
にスリット103を通過した光束は対物レンズ105に
よって光ディスク101の被測定面101aに集光さ
れ、スリット3による像を結ぶ。被測定面101aは例
えば光磁気ディスクの磁性層の上に塗布された保護膜の
平滑な面である。該表面に集光された光束は反射して再
び同じ光路を戻り、ハーフミラー104によって第1の
二分割センサー106の受光面にスリット103による
像を結ぶ。
In this defect inspection apparatus, as shown in FIG. 12, the light flux passing through the slit 103 is condensed by the objective lens 105 on the surface 101a to be measured of the optical disc 101 to form an image by the slit 3. The measured surface 101a is, for example, a smooth surface of a protective film applied on the magnetic layer of the magneto-optical disk. The light beam condensed on the surface is reflected and returns to the same optical path again, and the half mirror 104 forms an image by the slit 103 on the light receiving surface of the first two-divided sensor 106.

【0035】上記スリット103は、図13に示すよう
に斜線で示した不透明部とその中央に開けられた上下に
長い透明な開口103aからなる。該開口は例えば金属
の薄膜やガラス基板に蒸着した金属膜をエッチングする
ことにより形成することができる。
As shown in FIG. 13, the slit 103 is composed of an opaque portion shown by diagonal lines and a vertically long transparent opening 103a opened in the center thereof. The opening can be formed, for example, by etching a metal thin film or a metal film deposited on a glass substrate.

【0036】この開口103aを通過した光束は、図1
4に示す第1の二分割センサー106の第1の受光面1
06aおよび第2の受光面106bの上に開口103a
の開口面積と等倍の像103bとなって結像される。こ
こでは、開口103aによる像103bの長手方向と第
1の二分割センサー106の分割線は同じ向きになるよ
うに、かつ、開口103aによる像103bは2つの受
光面106a,106bに均等にかかるように、予めス
リット103と第1の二分割センサー106の位置関係
が調整されているものとした。光ディスク101は不図
示の回転機構によって回転軸線121回りに回転する。
スリット103の開口103aは、その長手方向が光デ
ィスク101の径方向と一致するように配置されてい
る。スリット像103bは光ディスク101の回転にと
もないその円周方向にディスク上を走査することとな
る。円周方向の走査と前述した筺体120の矢印A方向
への移動との組合せによって光ディスク全面にわたる測
定が行われる。そして、第1の受光面106aおよび第
2の受光面106bにはそれぞれ接続された差動増幅器
が接続されており、この作動増幅器からの出力結果を後
述するような演算処理を行うことによって欠陥の凹凸の
向き、大きさ及び量が判別できる。
The light flux which has passed through the opening 103a is shown in FIG.
The first light receiving surface 1 of the first two-divided sensor 106 shown in FIG.
06a and the second light receiving surface 106b above the opening 103a
An image 103b having the same size as the aperture area of is formed. Here, the longitudinal direction of the image 103b formed by the opening 103a and the dividing line of the first two-divided sensor 106 are in the same direction, and the image 103b formed by the opening 103a is evenly applied to the two light-receiving surfaces 106a and 106b. In addition, the positional relationship between the slit 103 and the first two-divided sensor 106 is preliminarily adjusted. The optical disc 101 is rotated around a rotation axis 121 by a rotation mechanism (not shown).
The opening 103a of the slit 103 is arranged so that its longitudinal direction coincides with the radial direction of the optical disc 101. The slit image 103b scans the disk in the circumferential direction as the optical disk 101 rotates. The measurement on the entire surface of the optical disk is performed by the combination of the scanning in the circumferential direction and the movement of the housing 120 in the direction of the arrow A described above. The differential amplifiers connected to the first light-receiving surface 106a and the second light-receiving surface 106b are connected to each other, and the output result from this operational amplifier is subjected to a calculation process described later to detect a defect. The direction, size and amount of the unevenness can be determined.

【0037】一方、図12において、第2の照明光源1
07から出射した光束(斜線で示す)は、第1の光路折
り曲げミラー108を経て対物レンズ105の周辺に入
射し、一旦光ディスク101の被測定面101a上に集
光した後、反射されて再び対物レンズ105の周辺、第
2の光路折り曲げミラー109を経て第2の二分割セン
サー110に入射する。第2の照明光源107に始まる
この光学系は顕微鏡のオートフォーカス光学系などに用
いられるものと同様のものであり詳述はしないが、要す
るに、被測定面101aと筺体120内の光学系の距離
の変動を第2の二分割センサー110上の光スポットの
変位として検出し、変位に比例した出力を、筺体120
または対物レンズ105を上下方向に動かすアクチュエ
ター機構(不図示)にフィードバックして焦点面を常に
一定に保つ目的を有する。スリット103の像を投射す
る光学系の焦点深度が充分深く、光ディスクの面振れの
範囲をカバーしている場合には上述のオートフォーカス
光学系は省略してもよい。次に、図15乃至図18を用
いて実施例における欠陥の検出原理を説明する。図15
は、図12に示した第1の二分割センサーの受光面上に
投影された像を示す図であり、(a)は像が第1の受光
面側に歪んでいる状態を示し、(b)は像が真っ直ぐに
なっている状態を示し、(c)は像が第2の受光面側に
歪んでいる状態を示している。図16は、欠陥部が突起
である場合における、図12に示した第1の二分割セン
サーの2つの受光面での差動出力を示すグラフである。
On the other hand, in FIG. 12, the second illumination light source 1
The light flux (shown by the diagonal lines) emitted from 07 enters the periphery of the objective lens 105 via the first optical path bending mirror 108, is once condensed on the measured surface 101a of the optical disc 101, is reflected, and is again objective. The light enters the second two-divided sensor 110 through the periphery of the lens 105 and the second optical path bending mirror 109. This optical system starting from the second illumination light source 107 is the same as that used in the auto-focus optical system of a microscope and the like and will not be described in detail, but in short, the distance between the measured surface 101a and the optical system in the housing 120 is short. Of the light spot on the second two-divided sensor 110 is detected, and an output proportional to the displacement is detected.
Alternatively, the objective is to feed back to an actuator mechanism (not shown) that moves the objective lens 105 in the vertical direction to keep the focal plane constant. If the depth of focus of the optical system for projecting the image of the slit 103 is sufficiently deep to cover the range of surface wobbling of the optical disc, the above-mentioned autofocus optical system may be omitted. Next, the principle of defect detection in the embodiment will be described with reference to FIGS. Figure 15
FIG. 13 is a diagram showing an image projected on the light receiving surface of the first two-divided sensor shown in FIG. 12, (a) shows a state in which the image is distorted on the first light receiving surface side, and (b) ) Shows a state where the image is straightened, and (c) shows a state where the image is distorted toward the second light receiving surface side. FIG. 16 is a graph showing the differential output on the two light receiving surfaces of the first two-divided sensor shown in FIG. 12 when the defective portion is a protrusion.

【0038】光ディスクの回転に伴って、図15(a)
乃至(c)に破線で示した欠陥部の存在は二分割センサ
ーの受光面106a,106bを図中左方から右方に向
って移動し、受光面106a,106b上のスリット1
03の像103bはその欠陥部の存在に伴って変形す
る。すなわち、突起である欠陥部を走査した場合、その
欠陥部の表面は、投射されたスリット像に対し凸面鏡と
ほぼ同様の作用を示すので、欠陥部の移動に伴ってスリ
ット像は欠陥部に掛かる部分が先ず左方に歪み、真上を
通過するときはほぼ真っ直ぐになり、ついで右方に歪
む。このとき、第1の二分割センサー106の第1およ
び第2の受光面106a,106bから得られる信号の
差動出力は、図16に示すように、欠陥部の通過に対応
して逆S字状のカーブを描く。
As the optical disk rotates, FIG.
The presence of the defective portion indicated by a broken line in FIGS. 1 to (c) moves the light receiving surfaces 106a and 106b of the two-divided sensor from left to right in the figure, and the slit 1 on the light receiving surfaces 106a and 106b.
The image 103b of No. 03 is deformed due to the presence of the defective portion. That is, when a defective portion which is a projection is scanned, the surface of the defective portion exhibits substantially the same action as the convex mirror with respect to the projected slit image, and thus the slit image is applied to the defective portion as the defective portion moves. The part first distorts to the left, becomes almost straight when passing directly above, and then distorts to the right. At this time, the differential output of the signals obtained from the first and second light-receiving surfaces 106a and 106b of the first two-divided sensor 106 has an inverted S-shape corresponding to the passage of the defective portion, as shown in FIG. Draw a curved line.

【0039】また図17は、図12に示した第1の二分
割センサーの受光面上に投影された像を示す図であり、
(a)は像が第2の受光面側に歪んでいる状態を示し、
(b)は像が真っ直ぐになっている状態を示し、(c)
は像が第1の受光面側に歪んでいる状態を示している。
図18は、欠陥部が穴である場合における、図12に示
した第1の二分割センサーの2つの受光面での差動出力
を示すグラフである。穴である欠陥部を走査した場合、
その欠陥部の表面は凹面鏡とほぼ同様の作用を示すの
で、図17(a)乃至(c)に示すようにスリット像3
bの変形の順序は図15で示したものとは逆になり、そ
の結果、差動出力は図18に示すようにS字状のカーブ
となる。したがって、差動出力のカーブがS字状になる
か逆S字状になるかで欠陥部の凹凸方向を判定すること
ができる。
FIG. 17 is a diagram showing an image projected on the light receiving surface of the first two-divided sensor shown in FIG.
(A) shows a state in which the image is distorted on the second light receiving surface side,
(B) shows a state where the image is straightened, (c)
Shows a state in which the image is distorted on the first light receiving surface side.
FIG. 18 is a graph showing the differential output on the two light-receiving surfaces of the first two-divided sensor shown in FIG. 12 when the defective portion is a hole. If you scan a defective part that is a hole,
Since the surface of the defective portion exhibits almost the same action as that of the concave mirror, the slit image 3 is formed as shown in FIGS.
The order of deformation of b is opposite to that shown in FIG. 15, and as a result, the differential output becomes an S-shaped curve as shown in FIG. Therefore, it is possible to determine the concave-convex direction of the defective portion depending on whether the curve of the differential output is S-shaped or inverted S-shaped.

【0040】さらに、カーブの極大、極小の2つのピー
ク間の時間間隔とピークの高さを計測することによって
欠陥の概略の大きさと形状を知ることができる。
Furthermore, the approximate size and shape of the defect can be known by measuring the time interval between the maximum and minimum peaks of the curve and the height of the peak.

【0041】ここで、欠陥部の大きさ,高さ(あるいは
深さ)と二分割センサーによる差動出力の波形との概ね
の関係について説明する。
Here, the general relationship between the size and height (or depth) of the defective portion and the waveform of the differential output from the two-divided sensor will be described.

【0042】図19は、欠陥部の大きさおよび形状と作
動出力の概ねの関係を示した図であり、(a)は二分割
センサーによる作動出力を時間軸で示したグラフであ
り、(b)は欠陥部の高さ(深さ)が一定の場合におけ
る、欠陥部の大きさと差動出力のグラフの関係を示した
図であり、(c)は欠陥部の大きさが一定の場合におけ
る、欠陥部の高さと差動出力のグラフの関係を示した図
である。
FIG. 19 is a diagram showing the general relationship between the size and shape of the defective portion and the operation output, and FIG. 19A is a graph showing the operation output by the two-divided sensor on the time axis, and FIG. FIG. 8A is a diagram showing the relationship between the defect size and the differential output graph in the case where the height (depth) of the defect is constant, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a height of a defective portion and a graph of differential output.

【0043】図19(b),(c)から判るように概ね
の傾向として、欠陥部の高さ(あるいは深さ)が一定の
場合、欠陥部の大きさが大きくなると、図19(a)に
示すグラフの時間軸上に現れる出力の時間間隔lが長く
なる。また、欠陥部の大きさが一定の場合(特に粗面の
場合)、欠陥部の高さ(あるいは深さ)が大きくなる
と、図19(a)に示すグラフの作動出力のピークhが
大きくなる。したがって、欠陥部の被測定面上をスリッ
ト光が一定速度で走査すると仮定すれば、出力波形の時
間軸は距離(大きさ)に比例するので、欠陥部の概略の
大きさはある一定レベル以上の出力が現れた時間間隔
(図19(a)に示す時間間隔l)から演算して判別す
ることができる。一方、欠陥の高さ(または深さ)は、
被測定面が光沢面か粗面かによって異なり、光沢面の場
合は欠陥の曲率によってやや複雑な動きをするが、概ね
作動出力の大きさは欠陥の高さ(または深さ)に比例す
るので、作動出力のピーク値hの大きさから演算して判
別できる。
As can be seen from FIGS. 19B and 19C, the general tendency is that when the height (or depth) of the defect portion is constant and the size of the defect portion becomes large, FIG. The output time interval l appearing on the time axis of the graph shown in FIG. Further, when the size of the defective portion is constant (especially in the case of a rough surface), when the height (or depth) of the defective portion becomes large, the peak h of the operation output of the graph shown in FIG. 19A becomes large. . Therefore, assuming that the slit light scans the surface to be measured of the defective portion at a constant speed, the time axis of the output waveform is proportional to the distance (size), so the approximate size of the defective portion is above a certain level. The output can be determined from the time interval (time interval 1 shown in FIG. 19A) at which the output of (1) appears. On the other hand, the height (or depth) of the defect is
The surface to be measured differs depending on whether it is a glossy surface or a rough surface. In the case of a glossy surface, the curvature of the defect causes a slightly complicated movement, but since the magnitude of the operating output is generally proportional to the height (or depth) of the defect, , Can be determined by calculating from the magnitude of the peak value h of the operation output.

【0044】本発明の装置に用いたスリットの開口10
3aのサイズは、必要とする検出の精度や分解能に応じ
て任意に設定することができる。例えば幅を0.5m
m、長さを5mmとし、対物レンズの結像倍率を1/1
0とすれば、被測定面101a上でのスリット像のサイ
ズは50μm×500μmとなり、前述したような差動
出力を用いた検出方法であれば、数μm程度の大きさの
欠陥も充分検出可能である。
The slit opening 10 used in the apparatus of the present invention.
The size of 3a can be arbitrarily set according to the required detection accuracy and resolution. For example, the width is 0.5m
m, the length is 5 mm, and the imaging magnification of the objective lens is 1/1
If it is 0, the size of the slit image on the surface to be measured 101a is 50 μm × 500 μm, and the detection method using the differential output as described above can sufficiently detect a defect with a size of several μm. Is.

【0045】次に、第4の実施例の変形例を図20乃至
図22をもとに説明する。図20は、本発明の第4の実
施例に適用される六分割センサーの概略構成図、図21
は、図20に示した六分割センサーの正面図であり、
(a)は像が右側に小さく歪んでいる状態を示し、
(b)は像が右側に大きく歪んでいる状態を示してい
る。
Next, a modification of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a six-divided sensor applied to the fourth embodiment of the present invention, and FIG.
Is a front view of the six-division sensor shown in FIG. 20,
(A) shows that the image is slightly distorted to the right,
(B) shows a state in which the image is greatly distorted to the right.

【0046】本実施例における変形例では、図20に示
すようにセンサーの受光面は2分割ではなく、受光面1
06c〜106hの6つに分割されており、ここから
(106c〜106d)、(106e〜106f)、
(106g〜106h)の3種類の差動信号を得る。す
なわち、(106c〜106d)、(106e〜106
f)、(106g〜106h)の3対の受光面には、そ
れぞれ差動増幅回路が接続されており、これらの作動増
幅回路に基づく各作動信号により欠陥部の凹凸方向の向
き、大きさ、量などが判別される。
In the modification of this embodiment, the light receiving surface of the sensor is not divided into two as shown in FIG.
It is divided into six parts of 06c to 106h, and from here (106c to 106d), (106e to 106f),
Three types of differential signals (106g to 106h) are obtained. That is, (106c to 106d), (106e to 106)
f) and (106g to 106h), the three pairs of light-receiving surfaces are respectively connected to differential amplifier circuits, and the respective operation signals based on these operation amplifier circuits cause the direction and size of the defective portion to be uneven, The amount is determined.

【0047】走査方向と直交する方向における欠陥部の
サイズが短い場合、図21(a)ににおいて差動出力が
現れるのは(106e〜106f)の部分だけで他の差
動出力は現れない。これに対し、欠陥部のサイズが長い
場合にはスリット像103bが大きく歪む為、差動出力
がすべてにおいて現れる。これによれば走査方向と直交
する方向における欠陥の大きさに関する情報も得ること
ができる。
When the size of the defect portion in the direction orthogonal to the scanning direction is short, the differential output appears only in the portion (106e to 106f) in FIG. 21A, and no other differential output appears. On the other hand, when the size of the defective portion is long, the slit image 103b is greatly distorted, so that the differential output appears in all. According to this, it is possible to obtain information about the size of the defect in the direction orthogonal to the scanning direction.

【0048】図22は、本発明の第4の実施例に適用さ
れる分割センサーのさらに他の例である4分割センサー
を示す概略構成図であり、受光面上の像が左側に小さく
歪んでいる状態を示している。
FIG. 22 is a schematic diagram showing a four-division sensor which is still another example of the division sensor applied to the fourth embodiment of the present invention, in which the image on the light receiving surface is slightly distorted to the left. It shows the state.

【0049】図22に示す例では、センサーの受光面は
走査方向に対し106j〜106mの4つに分割して配
列されている。そして、(106k〜106l)、(1
06j〜106m)の2対の受光面には、それぞれ差動
増幅回路が接続されており、これらの作動増幅回路に基
づく各作動信号により欠陥部の凹凸の向き、大きさ、量
などが判別される。すなわち、この配列によれば、(1
06k〜106l)に出力が現れ、ついで(106j〜
106m)に現れれば欠陥部の高さ(あるいは深さ)が
大、(106k〜106l)のみで(106j〜106
m)には現れなければ欠陥部の高さ(あるいは深さ)が
小、であることが判別できる。
In the example shown in FIG. 22, the light receiving surface of the sensor is divided into four arrays 106j to 106m in the scanning direction. Then, (106k to 106l), (1
The differential amplifier circuits are connected to the two pairs of light receiving surfaces (06j to 106m), and the direction, size, amount, etc. of the unevenness of the defective portion are determined by the respective operation signals based on these operation amplifier circuits. It That is, according to this array, (1
The output appears at (06k to 106l) and then (106j to
If it appears at 106 m), the height (or depth) of the defective portion is large, and only at (106 k to 106 l) (106 j to 106 l).
If it does not appear in m), it can be determined that the height (or depth) of the defective portion is small.

【0050】(第5の実施例)図23は本発明の欠陥検
査装置の第5の実施例の概略側面図である。
(Fifth Embodiment) FIG. 23 is a schematic side view of a fifth embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention.

【0051】本実施例は光ディスク101の被測定面1
01aが微細な凹凸を有する粗面である場合に好適に適
用されるものである。
In this embodiment, the measured surface 1 of the optical disk 101 is
This is suitably applied when 01a is a rough surface having fine irregularities.

【0052】本実施例の欠陥検査装置は、図23に示す
ように照明装置111と、照明装置111から出射した
光束をスリット状にするスリット103と、スリット1
03より出射された光束を光ディスク101の被測定面
101aに投影するための投影レンズ113と、被測定
面101aが粗面のために散乱された散乱光を集光させ
るための対物レンズ114と、対物レンズ114からの
光束を受光する、第1の実施例と同様の二分割センサー
115とからなり、以上の構成部材は筐体120内に一
体となって保持され、不図示の駆動機構を用いて、図中
矢印Bで示される光ディスク101の径方向に移動可能
となっている。
As shown in FIG. 23, the defect inspection apparatus of this embodiment includes an illuminating device 111, a slit 103 for making a light beam emitted from the illuminating device 111 into a slit shape, and a slit 1.
03, a projection lens 113 for projecting the light flux emitted from the optical disc 101 onto the measured surface 101a of the optical disc 101, and an objective lens 114 for condensing the scattered light scattered because the measured surface 101a is a rough surface. It is composed of a two-divided sensor 115 similar to that of the first embodiment, which receives the light flux from the objective lens 114, and the above-mentioned components are integrally held in the housing 120 and a drive mechanism (not shown) is used. Thus, it is movable in the radial direction of the optical disc 101 indicated by arrow B in the figure.

【0053】本実施例の装置では、投影レンズ113を
介して光ディスク101上に斜め上方から投影された光
束は、光ディスク101の粗面である被測定面101a
で散乱され、該散乱光は対物レンズ114で集光されて
二分割センサー15の受光面上に結像される。
In the apparatus of the present embodiment, the light beam projected obliquely from above onto the optical disc 101 via the projection lens 113 causes the surface to be measured 101a which is a rough surface of the optical disc 101 to be measured.
The scattered light is condensed by the objective lens 114 and is imaged on the light receiving surface of the two-divided sensor 15.

【0054】次に、図24乃至図27をもとに本発明の
装置において欠陥上を走査した時の二分割センサー11
5上でのスリット像の形状の変化を説明するとともに、
欠陥部の検出原理を説明する。
Next, based on FIGS. 24 to 27, the two-division sensor 11 when scanning over a defect in the apparatus of the present invention.
While explaining the change of the shape of the slit image on 5,
The principle of detecting a defective portion will be described.

【0055】図24は、図23に示した二分割センサー
の受光面上に投影された像を示す図であり、(a)は像
が第2の受光面側にやや大きく歪んでいる状態を示し、
(b)は像が第2の受光面側に大きく歪んでいる状態を
示し、(c)は像が第2の受光面側に小さく歪んでいる
状態を示している。図25は、欠陥部が突起である場合
における、図23に示した二分割センサーの2つの受光
面での差動出力を示すグラフである。
FIG. 24 is a diagram showing an image projected on the light receiving surface of the two-divided sensor shown in FIG. 23. FIG. 24A shows a state in which the image is slightly distorted to the second light receiving surface side. Shows,
(B) shows a state where the image is largely distorted on the second light receiving surface side, and (c) shows a state where the image is slightly distorted on the second light receiving surface side. FIG. 25 is a graph showing the differential output on the two light-receiving surfaces of the two-divided sensor shown in FIG. 23 when the defective portion is a protrusion.

【0056】前述のように、スリット112を通して出
射されたスリット像は、斜め上方から投影レンズ113
を介して被測定面101aに投射されている。ここで突
起である欠陥部上にスリット像が走査された時、二分割
センサー115が受光した像112bは散乱によって生
じたものであるから、図24(a),(b),(c)に
示すように欠陥部が移動しても歪みの方向は一定し、変
形量が徐々に変化するのみである。したがって、第1の
受光面115a,第2の115bから得られる差動出力
(115a〜115b)は図25に示すような曲線とな
る。
As described above, the slit image emitted through the slit 112 is projected obliquely from above by the projection lens 113.
Is projected onto the surface 101a to be measured. Here, when the slit image is scanned on the defect portion which is the protrusion, the image 112b received by the two-divided sensor 115 is generated by scattering, and therefore, in FIGS. 24 (a), (b), and (c). As shown, even if the defective portion moves, the direction of strain is constant, and the amount of deformation only changes gradually. Therefore, the differential output (115a to 115b) obtained from the first light receiving surface 115a and the second light receiving surface 115b becomes a curve as shown in FIG.

【0057】また図26は、図23に示した二分割セン
サーの受光面上に投影された像を示す図であり、(a)
は像が第1の受光面側に小さくに歪んでいる状態を示
し、(b)は像が第1の受光面側に大きく歪んでいる状
態を示し、(c)は像が第1の受光面側にやや大きく歪
んでいる状態を示している。図27は、欠陥が穴である
場合における、図23に示した二分割センサーの2つの
受光面での差動出力を示すグラフである。
FIG. 26 is a diagram showing an image projected on the light receiving surface of the two-divided sensor shown in FIG. 23.
Shows a state in which the image is slightly distorted on the first light receiving surface side, (b) shows a state in which the image is greatly distorted on the first light receiving surface side, and (c) shows the image in the first light receiving surface side. It shows a state where the surface side is slightly distorted. FIG. 27 is a graph showing the differential output on the two light-receiving surfaces of the two-divided sensor shown in FIG. 23 when the defect is a hole.

【0058】欠陥部が穴の場合も、欠陥部が移動しても
歪みの方向は一定し変形量が徐々に変化するのみで上述
と同様である。しかし、像112bの歪む向きが図24
(a),(b),(c)に示すように欠陥部が突起の場
合と比べ反対になる。したがって、二分割センサーによ
る差動出力は図25に示した曲線と比し図27に示す逆
符号の曲線となる。
Even if the defective portion is a hole, even if the defective portion is moved, the direction of strain is constant and the amount of deformation is gradually changed. However, the distortion direction of the image 112b is shown in FIG.
As shown in (a), (b), and (c), the defect is opposite to that when the defect is a protrusion. Therefore, the differential output from the two-divided sensor becomes a curve with the opposite sign shown in FIG. 27 as compared with the curve shown in FIG.

【0059】このように本実施例では、二分割センサー
による作動出力が欠陥部の方向により異なるので、差動
出力の符号により欠陥部の凹凸を判定することができ
る。さらに、出力が時間軸に現れる継続時間からも欠陥
部の大きさを判別することができる。
As described above, in this embodiment, since the operation output by the two-divided sensor differs depending on the direction of the defective portion, the unevenness of the defective portion can be determined by the sign of the differential output. Further, the size of the defective portion can be determined from the duration time when the output appears on the time axis.

【0060】本実施例は、被測定面が粗面である場合に
適用され、例えば磁界変調方式の光ディスクの如く、磁
気ヘッドの吸着を防ぐ目的で粗面化された保護膜の表面
の検査などに好適である。
This embodiment is applied to the case where the surface to be measured is a rough surface, such as an inspection of the surface of a protective film which is roughened for the purpose of preventing adsorption of a magnetic head, such as a magnetic field modulation type optical disk. Suitable for

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0062】請求項1に記載の第1の発明は、従来行い
得なかった粗面上に存在する微小な欠陥を、極めて容易
かつ感度良く検出することが可能になり、光ディスク等
の品質向上、生産性の向上に寄与すること多大である。
According to the first aspect of the present invention, it becomes possible to detect minute defects existing on a rough surface, which cannot be performed conventionally, very easily and with high sensitivity. It greatly contributes to the improvement of productivity.

【0063】請求項2に記載の第1の発明は、上記効果
の他、全光束を確実にシーン反射させて、検査精度を向
上させることができる。
In addition to the above effects, the first aspect of the present invention can surely reflect the entire luminous flux in the scene to improve the inspection accuracy.

【0064】請求項5に記載の第2の発明は、被測定面
より反射平滑面や粗面などの表面上に存在する欠陥や変
形を非接触、高速かつ間便に検査でき、しかも欠陥の大
きさのみならず凹凸の方向や量、形状も判別することが
可能になり、光ディスク等の品質向上に寄与することが
できる。
According to a second aspect of the present invention, a defect or deformation present on the surface such as a reflective smooth surface or a rough surface can be inspected in a non-contact, high-speed and convenient manner from the surface to be measured, and It is possible to determine not only the size but also the direction, amount, and shape of the unevenness, which can contribute to the quality improvement of the optical disc and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の欠陥検査装置の第1の実施例の概略斜
視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of a defect inspection apparatus of the present invention.

【図2】図1に示した欠陥検査装置の概略側面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic side view of the defect inspection apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示した欠陥検査装置の概略平面図であ
る。
3 is a schematic plan view of the defect inspection apparatus shown in FIG.

【図4】本発明の欠陥検査の原理を説明するための光学
系の図である。
FIG. 4 is a diagram of an optical system for explaining the principle of the defect inspection of the present invention.

【図5】撮像管による照度分布の断面強度を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional intensity of an illuminance distribution by an image pickup tube.

【図6】本発明の欠陥検査装置の第2の実施例の概略側
面図である。
FIG. 6 is a schematic side view of a second embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention.

【図7】本発明の欠陥検査装置の第3の実施例の概略側
面図である。
FIG. 7 is a schematic side view of a third embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention.

【図8】本発明の欠陥検査装置の変形例を示し、シリン
ドリカルレンズの代りにスリット板を設けた場合の図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the defect inspection apparatus of the present invention, in which a slit plate is provided in place of the cylindrical lens.

【図9】本発明の欠陥検査装置の別な変形例を示し、複
数の方向から光束を投射する場合の図である。
FIG. 9 is a diagram showing another modification of the defect inspection apparatus of the present invention, in which light beams are projected from a plurality of directions.

【図10】撮像管による照度分布の強度を2値化を説明
するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining binarization of the intensity of the illuminance distribution by the image pickup tube.

【図11】本発明の欠陥検査装置のさらに別な変形例を
示し、シュリーレン光学系を用いた場合の図である。
FIG. 11 is a diagram showing still another modified example of the defect inspection apparatus of the present invention, in the case where a Schlieren optical system is used.

【図12】本発明の欠陥検査装置の第4の実施例の概略
側面図である。
FIG. 12 is a schematic side view of a fourth embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention.

【図13】図12に示したスリットの上面図である。13 is a top view of the slit shown in FIG.

【図14】図12に示した第1の二分割センサーの正面
図である。
FIG. 14 is a front view of the first two-divided sensor shown in FIG.

【図15】図12に示した第1の二分割センサーの受光
面上に投影された像を示す図であり、(a)は像が第1
の受光面側に歪んでいる状態を示し、(b)は像が真っ
直ぐになっている状態を示し、(c)は像が第2の受光
面側に歪んでいる状態を示している。
FIG. 15 is a diagram showing an image projected on the light receiving surface of the first two-divided sensor shown in FIG. 12, and FIG.
Shows a state where the image is distorted on the light receiving surface side, (b) shows a state where the image is straightened, and (c) shows a state where the image is distorted on the second light receiving surface side.

【図16】欠陥が突起である場合における、図12に示
した第1の二分割光センサーの2つの受光面での差動出
力を示すグラフである。
16 is a graph showing a differential output on two light receiving surfaces of the first two-divided photosensor shown in FIG. 12 when the defect is a protrusion.

【図17】図12に示した第1の二分割センサーの受光
面上に投影された像を示す図であり、(a)は像が第2
の受光面側に歪んでいる状態を示し、(b)は像が真っ
直ぐになっている状態を示し、(c)は像が第1の受光
面側に歪んでいる状態を示している。
17 is a diagram showing an image projected on the light receiving surface of the first two-divided sensor shown in FIG. 12, and FIG.
Shows a state where the image is distorted on the light receiving surface side, (b) shows a state where the image is straightened, and (c) shows a state where the image is distorted on the first light receiving surface side.

【図18】欠陥が穴である場合における、図12に示し
た第1の二分割センサーの2つの受光面での差動出力を
示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing differential outputs on two light receiving surfaces of the first two-divided sensor shown in FIG. 12 when the defect is a hole.

【図19】欠陥部の大きさおよび形状と作動出力の概ね
の関係を示した図であり、(a)は二分割センサーによ
る作動出力を時間軸で示したグラフであり、(b)は欠
陥部の高さ(深さ)が一定の場合における、欠陥部の大
きさと差動出力のグラフの関係を示した図であり、
(c)は欠陥部の大きさが一定の場合における、欠陥部
の高さと差動出力のグラフの関係を示した図である。
FIG. 19 is a diagram showing a general relationship between the size and shape of a defect portion and an operation output, (a) is a graph showing an operation output by a two-divided sensor on a time axis, and (b) is a defect. It is a figure showing the relation between the size of the defective part and the graph of the differential output when the height (depth) of the part is constant,
(C) is a diagram showing the relationship between the height of the defective portion and the differential output graph when the size of the defective portion is constant.

【図20】本発明の第4の実施例に適用される六分割セ
ンサーの概略構成図である。
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a six-divided sensor applied to a fourth embodiment of the present invention.

【図21】図20に示した六分割センサーの正面図であ
り、(a)は像が右側に小さく歪んでいる状態を示し、
(b)は像が右側に大きく歪んでいる状態を示してい
る。
FIG. 21 is a front view of the six-divided sensor shown in FIG. 20, in which (a) shows a state in which the image is slightly distorted to the right,
(B) shows a state in which the image is greatly distorted to the right.

【図22】本発明の第4の実施例に適用される分割セン
サーのさらに他の例である4分割センサーを示す概略構
成図であり、受光面上の像が左側に小さく歪んでいる状
態を示している。
FIG. 22 is a schematic configuration diagram showing a four-division sensor which is still another example of the division sensor applied to the fourth embodiment of the present invention, showing a state where the image on the light-receiving surface is slightly distorted to the left. Shows.

【図23】本発明の欠陥検査装置の第5の実施例の概略
側面図である。
FIG. 23 is a schematic side view of the fifth embodiment of the defect inspection apparatus of the present invention.

【図24】図23に示した二分割センサーの受光面上に
投影された像を示す図であり、(a)は像が第2の受光
面側にやや大きく歪んでいる状態を示し、(b)は像が
第2の受光面側に大きく歪んでいる状態を示し、(c)
は像が第2の受光面側に小さく歪んでいる状態を示して
いる。
24 is a diagram showing an image projected on the light receiving surface of the two-divided sensor shown in FIG. 23, and FIG. 24 (a) shows a state in which the image is slightly distorted toward the second light receiving surface side, b) shows a state in which the image is greatly distorted on the second light receiving surface side, and (c)
Indicates that the image is slightly distorted on the second light receiving surface side.

【図25】欠陥部が突起である場合における、図23に
示した二分割センサーの2つの受光面での差動出力を示
すグラフである。
25 is a graph showing differential outputs on two light receiving surfaces of the two-divided sensor shown in FIG. 23 when the defective portion is a protrusion.

【図26】図23に示した二分割センサーの受光面上に
投影された像を示す図であり、(a)は像が第1の受光
面側に小さくに歪んでいる状態を示し、(b)は像が第
1の受光面側に大きく歪んでいる状態を示し、(c)は
像が第1の受光面側にやや大きく歪んでいる状態を示し
ている。
26 is a diagram showing an image projected on the light receiving surface of the two-divided sensor shown in FIG. 23, and FIG. 26 (a) shows a state in which the image is slightly distorted on the first light receiving surface side, (b) shows a state where the image is largely distorted toward the first light receiving surface side, and (c) shows a state where the image is slightly distorted toward the first light receiving surface side.

【図27】欠陥が穴である場合における、図23に示し
た二分割センサーの2つの受光面での差動出力を示すグ
ラフである。
27 is a graph showing a differential output on two light receiving surfaces of the two-divided sensor shown in FIG. 23 when the defect is a hole.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 シリンドリカルレンズ 3 光ディスク 4,22,23,32 スクリ−ン 5 被測定領域 6 反射面(被測定面) 7 入射光 8,12 正反射光 9,10 配光特性 11 観測光学系 13 偏光子 14 検光子 15 受光部 16 暗部 17 照度分布 20 発散角 21 スリット板 24、34 被測定面 25,26 光束 27 スライスレベル 28 スクリ−ン上の受光部 29 シュリ−レン光学系 30 結像レンズ 31 遮光板 33 欠陥 101 光ディスク 101a 被測定面 102 第1の照明装置 103 スリット板 103a 開口(スリット) 103b,103c,103d像 104 ハーフミラー 105 対物レンズ 106 第1の二分割センサー 106a 第1の受光面 106b 第2の受光面 106c〜106m 受光面 107 第2の照明装置 108 第1の光路折り曲げミラー 109 第2の光路折り曲げミラー 110 第2の二分割センサー 111 照明装置 112 スリット板 112b 像 113 投影レンズ 114 対物レンズ 115 二分割センサ− 115a 第1の受光面115b 第2の受光面 116 六分割センサー 117 四分割センサー 120 筺体 121 回転軸線 θ 入射角 α 発散角 1 Light Source 2 Cylindrical Lens 3 Optical Disc 4, 22, 23, 32 Screen 5 Measurement Area 6 Reflection Surface (Measurement Surface) 7 Incident Light 8, 12 Regular Reflection Light 9, 10 Light Distribution Characteristics 11 Observation Optical System 13 Polarization Child 14 Analyzer 15 Light receiving portion 16 Dark portion 17 Illuminance distribution 20 Divergence angle 21 Slit plate 24, 34 Measurement surface 25, 26 Light flux 27 Slice level 28 Light receiving portion on screen 29 Schlieren optical system 30 Imaging lens 31 Light-shielding plate 33 Defect 101 Optical disc 101a Surface to be measured 102 First illumination device 103 Slit plate 103a Openings (slits) 103b, 103c, 103d images 104 Half mirror 105 Objective lens 106 First two-divided sensor 106a First light-receiving surface 106b Second light receiving surface 106c to 106m Light receiving surface 107 Second Lighting device 108 First optical path bending mirror 109 Second optical path bending mirror 110 Second two-divided sensor 111 Illuminator 112 Slit plate 112b Image 113 Projection lens 114 Objective lens 115 Two-divided sensor-115a First light receiving surface 115b 2 light receiving surface 116 6-division sensor 117 4-division sensor 120 Housing 121 Rotation axis θ Incident angle α Divergence angle

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拡散反射性を有する被測定面上に、光束
を、その少なくとも一部がシーン臨界角より大きな入射
角度で入射されるように投射する光束投射手段と、 前記被測定面によって反射または散乱された光束を受光
する受光手段とを有し、該受光手段を用いて前記被測定
面上に存在する欠陥を検出することを特徴とする欠陥検
査装置
1. A light beam projecting means for projecting a light beam onto a surface to be measured having diffuse reflectance so that at least a part thereof is incident at an incident angle larger than a scene critical angle, and the light beam is reflected by the surface to be measured. Or a light receiving unit for receiving the scattered light beam, and the defect detecting unit is used to detect a defect existing on the surface to be measured.
【請求項2】 前記光束投射手段は、前記光束のすべて
がシーン臨界角より大きな入射角度で入射されるよう
に、入射面内における前記光束の発散角を制限する発散
角制限手段を含む請求項1に記載の欠陥検査装置。
2. The luminous flux projection means includes a divergence angle limiting means for limiting a divergence angle of the luminous flux within an incident plane so that all of the luminous fluxes are incident at an incident angle larger than a scene critical angle. 1. The defect inspection device according to 1.
【請求項3】 前記受光手段がスクリーンである請求項
1または2に記載の欠陥検査装置。
3. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the light receiving unit is a screen.
【請求項4】 前記受光手段が撮像管である請求項1ま
たは2に記載の欠陥検査装置。
4. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the light receiving unit is an image pickup tube.
【請求項5】 被測定面にスリット状の光束を集光させ
るための光学系と、 該被測定面を該スリット状の光束に対して相対的に移動
させるための移動手段と、 前記被測定面と共役な位置に設けられ、前記被測定面か
らの反射光を受光する複数の受光面からなる光検出器
と、 該光検出器より得られる出力を演算することによって欠
陥を検出する検出手段からなる欠陥検査装置。
5. An optical system for converging a slit-shaped light beam on a surface to be measured, a moving means for moving the surface to be measured relative to the slit-shaped light beam, and the object to be measured. A photodetector which is provided at a position conjugate with the surface, and which comprises a plurality of light receiving surfaces for receiving the reflected light from the surface to be measured, and a detecting means for detecting a defect by calculating an output obtained from the photodetector. Defect inspection equipment.
【請求項6】 前記被測定面の相対的な移動の方向に対
して、前記スリット状の光束の長手方向は直交して配置
され、前記光検出器の各受光面の並び方向は平行に配置
されている請求項5に記載の欠陥検査装置。
6. The longitudinal direction of the slit-shaped light beam is arranged orthogonal to the relative movement direction of the measured surface, and the light-receiving surfaces of the photodetector are arranged in parallel. The defect inspection device according to claim 5.
【請求項7】 前記光検出器は、互いに隣接した2つの
受光面からなる2分割型の光検出器であり、前記検出手
段は該2分割型の光検出器の差動出力を用いて被測定面
の欠陥の大きさ、欠陥の凹凸方向及び欠陥の量を判別す
るものである請求項5または請求項6に記載の欠陥検査
装置。
7. The photodetector is a two-division type photodetector consisting of two light-receiving surfaces adjacent to each other, and the detection means uses a differential output of the two-division type photodetector to detect the light. The defect inspection apparatus according to claim 5 or 6, which determines the size of the defect on the measurement surface, the uneven direction of the defect, and the amount of the defect.
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