JPH07218449A - 光学的表面欠陥検出方法 - Google Patents

光学的表面欠陥検出方法

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JPH07218449A
JPH07218449A JP6012822A JP1282294A JPH07218449A JP H07218449 A JPH07218449 A JP H07218449A JP 6012822 A JP6012822 A JP 6012822A JP 1282294 A JP1282294 A JP 1282294A JP H07218449 A JPH07218449 A JP H07218449A
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JP
Japan
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sample
speckle
surface defect
laser beam
speckle pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP6012822A
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English (en)
Inventor
Takahiro Fukui
貴弘 福井
Koji Ichie
更治 市江
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Hamamatsu Photonics KK
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は試料表面の傷等の欠陥を光学的に検
出する光学的表面欠陥検出方法に関し、ばらつきがなく
高精度に欠陥検出を行うことを目的とする。 【構成】 検査試料及び参照試料の表面に照明用レーザ
ビーム13を照射して変位前の第1のスペックルパター
ンをITVカメラ22より得、パルス状の加熱用レーザ
ビーム25を照射して加熱、膨張による振動させた後に
照明用レーザビーム13を照射して変位後の第2のスペ
ックルパターンをITVカメラ22より得る。そして、
画像処理装置23により第1及び第2のスペックルパタ
ーンからスペックル干渉縞を表わし、その形状より表面
欠陥の有無を判別する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試料表面の傷等の欠陥
を光学的に検出する光学的表面欠陥検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、試料表面上に生じた傷等の表
面欠陥を検出する方法の一つとして、磁粉探傷法があ
る。
【0003】磁粉探傷法は、試料の検査対象部分に細い
磁粉を付着させ、検査者の目視により表面欠陥を検出す
るもので、検査対象を有する場合に、材料中の不連続的
で磁場が変化される特性を利用したもので、当該部分が
磁粉によって示されるものである。
【0004】この場合、試料が平滑な円筒面のときには
TVカメラを用いて画像処理により表面欠陥を自動的に
検出することも行なわれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、磁粉探傷法に
おいて、検査者による目視検査では検出力にばらつきを
生じて表面欠陥の正確な判別を行うことができないとい
う問題がある。また、TVカメラを用いて画像処理によ
り自動検出を行うことは、試料が複雑な形状の場合に磁
粉が欠陥部分以外のエッジ等にも付着されることから画
像処理では判別することができず、結局目視検査による
こととなって検出力のばらつきで正確な判別を行うこと
ができないという問題がある。
【0006】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、試料表面に第2のビームを照射して加熱し、第
1のビームを照射してスペックル干渉縞の形状を測定す
ることにより、ばらつきがなく高精度に欠陥検出を行う
光学的表面検出方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1に、本発明の原理説
明図を示す。図1において、第1のステップでは、検査
試料の表面及び参照試料の表面上に第1のビームを照射
して第1のスペックルパターンを計測する。第2のステ
ップでは、該検査試料の表面にパルス状の第2のビーム
を照射して加熱、膨張させる。第3のステップでは、該
膨張された検査試料の表面、該参照試料の表面上に該第
1のビームを照射して第2のスペックルパターンを計測
する。そして、第4のステップでは、該第1のスペック
ルパターンと該第2のスペックルパターンとによるスペ
ックル干渉縞の形状により表面欠陥の有無を判別する。
【0008】
【作用】上述のように、第1のスペックルパターンを計
測した後、検査試料の表面を局部的に加熱して膨張させ
ると、当該部分の加熱による膨張の違いが第2のスペッ
クルパターンとして計測される。検査試料表面に欠陥を
有する場合には、当該欠陥部分で加熱による熱伝導及び
振動が遮断されるもので、第2のスペックルパターンは
当該欠陥部分で異なったパターンとなる。
【0009】そして、第1のスペックルパターンと、第
2のスペックルパターンとによりスペックル干渉縞とし
て表わされ、その形状から表面欠陥の有無が判別される
ものである。
【0010】
【実施例】図2に、本発明の一実施例の構成図を示す。
本発明の光学的表面欠陥検出方法は、図2に示す表面欠
陥検出装置11により実現することができる。
【0011】図2に示す表面欠陥検出装置11は、第1
のレーザ発振部12より照射される第1のビームである
照射用レーザビーム13が、レンズ14,15を介して
第1のビームスプリッタ16を透過し、第2のビームス
プリッタ17に入射する。照明用レーザビーム13は第
2のビームスプリッタ17で分光され、レンズ18を介
して検査試料19の表面(粗面)を照射すると共に、レ
ンズ20を介して参照試料21の表面(粗面)を照射す
る。
【0012】検査試料19及び参照試料20からの反射
光は第2のビームスプリッタ17で合成されて撮像手段
としてのITV(工業用テレビジョン)カメラ(例えば
CCD(電荷結合素子)等の固体撮像素子が使用され
る)22により撮像される。ITVカメラ22からの画
像データが画像処理装置23(図3で説明する)に送ら
れ、後述する所定の画像処理がなされる。
【0013】このような構成において、第1のビームス
プリッタ16を除いてスペックル干渉計が構成される。
【0014】一方、第2のレーザ発振部24が照明用レ
ーザビーム13と波長の異なる第2のビームであるパル
ス状の加熱用レーザビーム25を照射する。この加熱用
レーザビーム25は、レンズ26を介して第1のビーム
スプリッタ16で反射されると共に、第2のビームスプ
リッタ17で反射され、レンズ18を介して検査試料1
9の表面を照射して加熱する。
【0015】なお、上述のように第1のビームスプリッ
タ16は照明用レーザビーム13を透過して加熱用レー
ザビーム25を反射させるものであり、第2のビームス
プリッタ17は加熱用レーザビーム25を反射させて照
明用レーザビーム13を半透過(透明と反射)させるも
のである。
【0016】ここで、図3に、図4の画像処理装置のブ
ロック構成図を示す。図3において、画像処理装置23
は、ITVカメラ22からの画像データがA/D変換部
31によりデジタル化され、検査試料19の変化前(加
熱前)のデジタル画像データが第1の画像メモリ32に
格納され、変化後(加熱後)のデジタル画像データが第
2の画像メモリ33に格納される。
【0017】第1及び第2の画像メモリ32,33より
読み出されるデジタル画像データはそれぞれ演算部34
に送られて減算(絶対値)されることにより変位量がス
ペックル干渉縞として表わされる。このスペックル干渉
縞は特徴抽出部35により所定数の特徴点の特徴量が抽
出され、これが判別部36に送られて検査試料19の表
面欠陥の有無が判別される。特徴抽出は、通常行われて
いる方法によるもので、画像データから特徴を具体的に
数値などの形で表現する特徴量を求めるものである。
【0018】そこで、表面欠陥の検出について説明す
る。まず、第1のレーザ発振部12より出射された照明
用レーザビーム13は第1及び第2のビームスプリッタ
16,17を介して検査試料19の表面及び参照試料2
1の表面を照射する。このときの検査試料19の表面の
スペックルと、参照試料面21の表面のスペックルとが
第2のビームスプリッタ17により合成されてスペック
ルパターン(空間に生じるコントラストの高い斑点状の
模様)が表われる。これをITVカメラ22により撮像
し、第1の画像データとして画像処理装置23に送る。
画像処理装置23では、図3に示すように、A/D変換
部31を介して第1の画像メモリ32に格納される。
【0019】ここで、図4に、スペックル干渉の原理を
説明するための図を示す。図4(A)がスペックルパタ
ーンを示したもので、検査対象19の表面からのスペッ
クルと参照試料21の表面からのスペックルが干渉し
て、スペックルパターン(合成スペックル空間)37が
表われるものである。変位前をスペックルパターン37
a とし、変位後をスペックルパターン37b とする。
【0020】続いて、図2に戻り、第2のレーザ発振部
24より出射された加熱用レーザビーム25は、第1及
び第2のビームスプリッタ17を介して検査試料19の
表面に出射されて当該部分を加熱する。これにより検査
試料19は加熱用レーザビーム25を吸収し、断続的に
加熱されることとなり、局部的に膨張すると同時に、波
が表面を伝わる。
【0021】そこで、第1のレーザ発振部12からの照
明用レーザビーム13を検査試料19及び参照試料21
に照射して、上述と同様にスペックルパターン37b
ITVカメラ22で撮像し、第2の画像データとして画
像処理部23に送る。画像処理装置23では図3に示す
ようにA/D変換部31を介して第2の画像メモリ33
に格納される。
【0022】そして、第1の画像メモリ部32の変位前
のスペックルパターン37a と、第2の画像メモリ部3
3の変位後のスペックルパターン37b とを読み出し、
演算部34により減算(差の絶対値)を行い、スペック
ル干渉縞として表わす。
【0023】ここで、図4(B)に示すように、検査試
料19の加熱前の面19a に対して、加熱により面19
b が1/4波長分光軸方向(高さ方向)に面外変位した
場合には、参照試料21の表面(図4)のスペックルに
対して1/2波長だけ位相差を生じることから、領域3
8での合成スペックルの明暗が逆転する。すなわち、変
位後のスペックルパターン37b のうち、スペックルパ
ターン37b2は変位前の像(スペックルパターン3
a )に対して明暗が逆転し、スペックルパターン37
b1は変位前と同じになる。この場合、スペックルパター
ン37b の模様は変化せず、位相のみが変化する。
【0024】従って、図3に示すように演算部34にお
いて、変位前後のスペックルパターン37a ,37b
減算すると、その差の絶対値で図4(C)に示すように
白部分381 と黒部分382 の縞模様すなわちスペック
ル干渉縞38として表わされる。
【0025】また、図5に試料面の加熱用レーザビーム
による熱変位を説明するための図を示し、図6に干渉縞
による正常、欠陥の状態を説明するための図を示す。
【0026】図5(A)に示すように、検査試料19の
表面を加熱用レーザビーム25により局部的に加熱する
と山型に盛り上りスペックル干渉縞38が、図5(B)
に示すように変位量の等高線として表わされる。この場
合、図5(B)において、a 0 〜a4 で0,λ/4,λ
/2,3λ/4,λの位相状態のスペックル干渉縞38
となる。そして、検査試料19の表面欠陥が存在してい
なければ、図6(B)に示すような連続的なスペックル
干渉縞38となる。
【0027】一方、検査試料19の表面上に傷等の表面
欠陥が存在する場合には、当該欠陥部分で熱伝播係数が
異なってくることから、図5(A)のようには膨張せ
ず、また欠陥部分で振動が遮断されて表面変化も伝達さ
れない。従って、熱変位量の違いと振動の遮断とによ
り、スペックル干渉縞38a は図6(B)に示すように
不連続的な乱れとなるものである。
【0028】そして、図3に戻り、演算部34で得られ
たスペックル干渉縞38(38a )の形状を、特徴抽出
部35で特徴量を抽出し、判別部36で表面欠陥の有無
を判別するものである。
【0029】このように、スペックル干渉法で自動的に
表面欠陥を検出することができることから、従来のよう
に検出力にばらつきを生じることなく、実時間で高精度
に表面欠陥検出を行うことができる。また、検査試料1
9が複雑な形状であってもエッジ部分等を加熱用レーザ
ビーム25により加熱、膨張させることで、容易かつ高
精度に表面欠陥の検出を行うことができるものである。
【0030】さらに、従来の磁粉探傷法に比べて磁粉を
散布するスペースが不要となって検出装置の小型化が図
られると共に、従来の他の光学的検査に比べて厳密な位
置決めが不要であり、安価とすることができる。
【0031】なお、上記実施例において、照明用レーザ
ビーム13の視野を小さくすると共に、加熱用レーザビ
ーム25のスポット径を小さくすることにより、検査試
料19の表面上の微細欠陥を容易かつ高精度に検出する
ことができる。
【0032】また、第1及び第2のビームスプリッタ1
6,17やレンズ18,20等を機械的にスキャンさせ
ることにより、検査試料19を全面的に表面欠陥検出を
高精度かつ高速に行うことができるもので、従来の超音
波波探傷法や渦流探傷法に比べて高速に表面欠陥検出を
行うことができる。
【0033】上述のように、このような表面欠陥検出方
法は、例えば自動車部品の表面欠陥を検出することに適
用することができ、複雑な形状部品の表面欠陥検出を高
精度、高速かつ安価に行うことができるものである。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、検査試料
の表面に第2のビームを照射して加熱し、第1のビーム
を照射してスペックル干渉縞の形状を計測することによ
り、ばらつきがなく高精度に表面欠陥検出を行うことが
できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例の構成図である。
【図3】図2の画像処理装置のブロック構成図である。
【図4】スペックル干渉の原理を説明するための図であ
る。
【図5】試料面の加熱用レーザビームによる熱変位を説
明するための図である。
【図6】干渉縞による正常、欠陥の状態を説明するため
の図である。
【符号の説明】
11 表面欠陥検出装置 12 第1のレーザ発振部 13 照明用レーザビーム 16 第1のビームスプリッタ 17 第2のビームスプリッタ 19 検査試料 21 参照試料 22 ITVカメラ 23 画像処理装置 24 第2のレーザ発振部 25 加熱用レーザビーム 31 A/D変換部 32 第1の画像メモリ部 33 第2の画像メモリ部 34 演算部 35 特徴抽出部 36 判別部 37 スペックルパターン 38,38a スペックル干渉縞

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査試料の表面及び参照試料の表面上に
    第1のビームを照射して第1のスペックルパターンを計
    測するステップと、 該検査試料の表面にパルス状の第2のビームを照射して
    加熱、膨張させるステップと、 該膨張された検査試料の表面、及び該参照試料の表面上
    に該第1のビームを照射して第2のスペックルパターン
    を計測するステップと、 該第1のスペックルパターンと該第2のスペックルパタ
    ーンとによるスペックル干渉縞の形状より表面欠陥の有
    無を判別するステップと、 を含むことを特徴とする光学的表面欠陥検出方法。
JP6012822A 1994-02-04 1994-02-04 光学的表面欠陥検出方法 Pending JPH07218449A (ja)

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139653A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Hitachi Ltd 非接触式欠陥検査装置及び非接触式欠陥検査方法
JP2007315964A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Hitachi Ltd 水中欠陥検査装置及び水中欠陥検査方法
JP2007333729A (ja) * 2006-05-05 2007-12-27 Asml Netherlands Bv 検査方法およびそれを使用する装置
JP2009014606A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Hitachi Ltd 残留応力測定装置及び残留応力測定方法
US7884924B2 (en) 2006-11-29 2011-02-08 Hitachi, Ltd. Residual stress measuring method and system
ES2400891R1 (es) * 2011-05-04 2013-04-29 Univ Catalunya Politecnica Sistema y procedimiento para la medida de la rugosidad de una muestra de papel mediante el analisis del patron de textura del speckle
JP2017219318A (ja) * 2016-06-02 2017-12-14 株式会社島津製作所 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
JP2019045398A (ja) * 2017-09-05 2019-03-22 国立大学法人福井大学 スペックル画像を用いる欠陥検出方法およびその装置
CN112154320A (zh) * 2018-06-11 2020-12-29 株式会社岛津制作所 缺陷检测方法以及装置
JPWO2022157870A1 (ja) * 2021-01-21 2022-07-28

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007139653A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Hitachi Ltd 非接触式欠陥検査装置及び非接触式欠陥検査方法
JP2007333729A (ja) * 2006-05-05 2007-12-27 Asml Netherlands Bv 検査方法およびそれを使用する装置
JP2007315964A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Hitachi Ltd 水中欠陥検査装置及び水中欠陥検査方法
US7884924B2 (en) 2006-11-29 2011-02-08 Hitachi, Ltd. Residual stress measuring method and system
JP2009014606A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Hitachi Ltd 残留応力測定装置及び残留応力測定方法
ES2400891R1 (es) * 2011-05-04 2013-04-29 Univ Catalunya Politecnica Sistema y procedimiento para la medida de la rugosidad de una muestra de papel mediante el analisis del patron de textura del speckle
JP2017219318A (ja) * 2016-06-02 2017-12-14 株式会社島津製作所 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
JP2019045398A (ja) * 2017-09-05 2019-03-22 国立大学法人福井大学 スペックル画像を用いる欠陥検出方法およびその装置
CN112154320A (zh) * 2018-06-11 2020-12-29 株式会社岛津制作所 缺陷检测方法以及装置
CN112154320B (zh) * 2018-06-11 2023-10-20 株式会社岛津制作所 缺陷检测方法以及装置
JPWO2022157870A1 (ja) * 2021-01-21 2022-07-28
WO2022157870A1 (ja) * 2021-01-21 2022-07-28 ヤマハロボティクスホールディングス株式会社 不良検出装置及び不良検出方法

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