JPH0795037B2 - 光学式欠陥検出装置 - Google Patents
光学式欠陥検出装置Info
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- JPH0795037B2 JPH0795037B2 JP700087A JP700087A JPH0795037B2 JP H0795037 B2 JPH0795037 B2 JP H0795037B2 JP 700087 A JP700087 A JP 700087A JP 700087 A JP700087 A JP 700087A JP H0795037 B2 JPH0795037 B2 JP H0795037B2
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- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens
- subject
- array
- detection device
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- Expired - Lifetime
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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
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/8901—Optical details; Scanning details
- G01N21/8903—Optical details; Scanning details using a multiple detector array
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- 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、透光性あるいは反射性の物体に存在するキ
ズ、異物等の欠陥部を光学的に検出する装置に関する。
ズ、異物等の欠陥部を光学的に検出する装置に関する。
［従来技術の説明］ キズ等の表面欠陥を光学的に検出する装置として従来か
ら第６図に示す装置が広く用いられている。
ら第６図に示す装置が広く用いられている。
第６図の装置において、レーザー光源１から出た平行光
束２は回転多面鏡３の反射面3Aで反射された後、集光レ
ンズ４で集光されて被検体５の表面を微小スポット６で
照射し、多面鏡３の回転につれて被検体５の表面上に上
記スポット６が走査する。もし照射された微小スポット
上に付着物、キズ等の欠陥が存在していると照射光が散
乱されて光電子増倍管等の光検出素子７に散乱光８が入
射し、受光量が増大するので上記欠陥を非接触で検出す
ることができる。
束２は回転多面鏡３の反射面3Aで反射された後、集光レ
ンズ４で集光されて被検体５の表面を微小スポット６で
照射し、多面鏡３の回転につれて被検体５の表面上に上
記スポット６が走査する。もし照射された微小スポット
上に付着物、キズ等の欠陥が存在していると照射光が散
乱されて光電子増倍管等の光検出素子７に散乱光８が入
射し、受光量が増大するので上記欠陥を非接触で検出す
ることができる。
［発明が解決しようとする問題点〕 上記従来の光学式欠陥検出装置では光学系に大きな空間
スペースを必要とし、また回転多面鏡といった高価な特
殊部品を必要とする欠点がある。さらに、一点走査であ
ることと機械的に測定点を変更していくため、広面積の
被検体の場合多大な測定時間を要するという問題もあ
る。
スペースを必要とし、また回転多面鏡といった高価な特
殊部品を必要とする欠点がある。さらに、一点走査であ
ることと機械的に測定点を変更していくため、広面積の
被検体の場合多大な測定時間を要するという問題もあ
る。
［問題点を解決するための手段］ 被検体（10）に平行光束を投射する光源（13）と、被検
体（10）に対向させて、該被検体（10）を横切る方向に
多数配列した光検出素子（18）のアレイと、被検体（1
0）を透過または反射した前記光束を前記各光検出素子
（18）に集光するレンズ（15）アレイと、レンズ（15）
と光検出素子（18）との間に配置され、レンズ透過光の
うち特定の空間周波数成分の光を遮断し、他の成分光の
通過を許す空間フィルタ（20）のアレイとを設けて欠陥
検出装置を構成した。
体（10）に対向させて、該被検体（10）を横切る方向に
多数配列した光検出素子（18）のアレイと、被検体（1
0）を透過または反射した前記光束を前記各光検出素子
（18）に集光するレンズ（15）アレイと、レンズ（15）
と光検出素子（18）との間に配置され、レンズ透過光の
うち特定の空間周波数成分の光を遮断し、他の成分光の
通過を許す空間フィルタ（20）のアレイとを設けて欠陥
検出装置を構成した。
［作 用］ 被検体を透過又は反射した光は、被検体に欠陥が無いと
きはレンズに平行入射し、例えばレンズの焦点面上に光
軸を中心とする小円形で設けられた空間フィルタの遮光
部で遮断されて光検出素子には受光されない。
きはレンズに平行入射し、例えばレンズの焦点面上に光
軸を中心とする小円形で設けられた空間フィルタの遮光
部で遮断されて光検出素子には受光されない。
また被検体表面あるいは内部に欠陥が存在すると、この
欠陥により投射光束が散乱されてレンズ光軸に対し角度
を成して入射し、レンズ出射面で光軸から離れた位置で
出射して空間フィルタの遮光部外周に設けられた透光部
を通過して光検出素子に入射する。このようにして光検
出素子への受光量増大によって被検体に存在する欠陥を
検出することができる。
欠陥により投射光束が散乱されてレンズ光軸に対し角度
を成して入射し、レンズ出射面で光軸から離れた位置で
出射して空間フィルタの遮光部外周に設けられた透光部
を通過して光検出素子に入射する。このようにして光検
出素子への受光量増大によって被検体に存在する欠陥を
検出することができる。
上記のように空間フィルタを、空間周波数の高い成分光
を透過させ、低い成分光を遮断する高域透過型とする以
外に、遮光部と透光部のパターンを反転させて低域透過
型としても同様の検出を行なうことができる。
を透過させ、低い成分光を遮断する高域透過型とする以
外に、遮光部と透光部のパターンを反転させて低域透過
型としても同様の検出を行なうことができる。
［実 施 例］ 以下本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図ないし第４図において10は被検体、例えばガラス
板、プラスチック板等の透明板で矢符11の方向に移送さ
れる。この移送経路11の下方には、被検体10の面に垂直
に且つ被検体10を横切る方向にライン状に延びる平行光
12を投射する光源13を配置する。また同箇所の被検体10
の上方には上記光12を集光するレンズアレイ14を配置す
る。
板、プラスチック板等の透明板で矢符11の方向に移送さ
れる。この移送経路11の下方には、被検体10の面に垂直
に且つ被検体10を横切る方向にライン状に延びる平行光
12を投射する光源13を配置する。また同箇所の被検体10
の上方には上記光12を集光するレンズアレイ14を配置す
る。
このレンズアレイ14は、透明円柱体中に中心から外周に
向けて次第に減少する屈折率分布を形成した屈折率分布
型レンズ15の多数の光軸を平行にし列状に束ねて一体固
着したものであり、レンズ15の配列方向を被検体10の移
送方向と直交させ被検体10面から若干離して配置する。
さらに、このレンズアレイ14の上方に一次元イメージセ
ンサ16を配置する。
向けて次第に減少する屈折率分布を形成した屈折率分布
型レンズ15の多数の光軸を平行にし列状に束ねて一体固
着したものであり、レンズ15の配列方向を被検体10の移
送方向と直交させ被検体10面から若干離して配置する。
さらに、このレンズアレイ14の上方に一次元イメージセ
ンサ16を配置する。
このイメージセンサ18は、パッケージ17中に多数の光検
出素子18を列状に配置し、透明カバー材19で保護したも
のであり、このイメージセンサ16を、レンズアレイ14の
各レンズ15の焦点面が透明カバー材19の外表面と一致す
るような距離関係を保って配置しておく。また被検体10
の表面の像が検出素子18上に等倍で結像する様に光学系
諸元を設定しておく。そして上記カバー材19に空間フィ
ルタ20を設ける。
出素子18を列状に配置し、透明カバー材19で保護したも
のであり、このイメージセンサ16を、レンズアレイ14の
各レンズ15の焦点面が透明カバー材19の外表面と一致す
るような距離関係を保って配置しておく。また被検体10
の表面の像が検出素子18上に等倍で結像する様に光学系
諸元を設定しておく。そして上記カバー材19に空間フィ
ルタ20を設ける。
すなわちレンズ15の光軸を中心とする小円形状の遮光被
膜を透明カバー材19の外表面上に金属膜等で付着形成し
てこれを空間フィルタの遮光部20Aとし、この遮光部20A
の外周辺を透明のまま残して該部分の空間フィルタの透
光部20Bとして利用する。そして、レンズアレイ14の各
レンズ15に対応させて多数の上記フィルタ遮光部20Aを
第４図に示すように一定間隔をおいて透明カバー材19上
に配列形成しておく。
膜を透明カバー材19の外表面上に金属膜等で付着形成し
てこれを空間フィルタの遮光部20Aとし、この遮光部20A
の外周辺を透明のまま残して該部分の空間フィルタの透
光部20Bとして利用する。そして、レンズアレイ14の各
レンズ15に対応させて多数の上記フィルタ遮光部20Aを
第４図に示すように一定間隔をおいて透明カバー材19上
に配列形成しておく。
上記のように構成した欠陥検出装置において、もし被検
体10に欠陥部が無ければ第２図のように光源から出た平
行光12は、平行光の状態のまま各レンズ15に入射し、レ
ンズ15によりイメージセンサ16のカバー材19の外表面上
に集光するが、フィルタ遮光部20Aで遮断されるため光
検出素子18には入射しない。
体10に欠陥部が無ければ第２図のように光源から出た平
行光12は、平行光の状態のまま各レンズ15に入射し、レ
ンズ15によりイメージセンサ16のカバー材19の外表面上
に集光するが、フィルタ遮光部20Aで遮断されるため光
検出素子18には入射しない。
一方、被検体10の表面上にキズ、異物等の欠陥があると
第３図に示すようにこの欠陥部21で入射光が散乱され、
散乱された光線群はレンズ15に対し光軸と角度を成して
入射し、光軸から離れた位置で出射して焦点面上に集光
することなく空間フィルタの遮光部20A周辺の透光部20
B、すなわちイメージセンサの透明カバー材19を通って
センサの光検出素子18に入射する。
第３図に示すようにこの欠陥部21で入射光が散乱され、
散乱された光線群はレンズ15に対し光軸と角度を成して
入射し、光軸から離れた位置で出射して焦点面上に集光
することなく空間フィルタの遮光部20A周辺の透光部20
B、すなわちイメージセンサの透明カバー材19を通って
センサの光検出素子18に入射する。
このようにキズ、付着物等の欠陥による散乱光のみが検
出素子18上に結像し検出されるため、SN比の良好な検査
を行なうことができる。
出素子18上に結像し検出されるため、SN比の良好な検査
を行なうことができる。
第５図に本発明の他の実施例を示す。
本例は金属等の非透光性材料の被検体10表面上にあるキ
ズ、異物等の欠陥を検出する場合に適した反射方式によ
る検出装置で、被検体10の移送経路上方に光源（図外）
を、被検体10の面に対し斜め方向から平行光12を投射す
るように配置し、被検体10表面で反射された光の光軸に
沿って前述例と同様のレンズアレイ14及び空間フィルタ
付きイメージセンサ16を配置したものである。
ズ、異物等の欠陥を検出する場合に適した反射方式によ
る検出装置で、被検体10の移送経路上方に光源（図外）
を、被検体10の面に対し斜め方向から平行光12を投射す
るように配置し、被検体10表面で反射された光の光軸に
沿って前述例と同様のレンズアレイ14及び空間フィルタ
付きイメージセンサ16を配置したものである。
以上に説明した実施例では空間フィルタ20の遮光部20A
を、レンズへの平行入射光は遮断し散乱入射光は遮光部
外を通過させるような形状、大きさに設けたが、逆に遮
光部20Aを例えば円環形状として中心部を遮光部とし、
平行入射光は検出素子に入射させるとともに、散乱光を
上記遮光部で遮断するように構成することもできる。
を、レンズへの平行入射光は遮断し散乱入射光は遮光部
外を通過させるような形状、大きさに設けたが、逆に遮
光部20Aを例えば円環形状として中心部を遮光部とし、
平行入射光は検出素子に入射させるとともに、散乱光を
上記遮光部で遮断するように構成することもできる。
本発明で空間フィルタの遮光部20A及び透光部20Bの形状
は、検出すべき欠陥の光学特性に応じて任意に設定する
ことができる。また空間フィルタはイメージセンサ16と
別体に設けてもよい。さらに、レンズ15及び光検出素子
18を二次元マトリクス状に配列することにより一層検査
の速度を向上させることができる。
は、検出すべき欠陥の光学特性に応じて任意に設定する
ことができる。また空間フィルタはイメージセンサ16と
別体に設けてもよい。さらに、レンズ15及び光検出素子
18を二次元マトリクス状に配列することにより一層検査
の速度を向上させることができる。
［発明の効果］ 本発明によればレンズ及び光検出素子のアレイを用いて
いるので光学系が非常にコンパクトになるとともに、一
方向の機械的走査が不要となり迅速な欠陥検査を安価な
装置で実施できる。
いるので光学系が非常にコンパクトになるとともに、一
方向の機械的走査が不要となり迅速な欠陥検査を安価な
装置で実施できる。
また空間フィルタを介在させているため、キズ、付着物
等の存在する領域のみを検出素子アレイ上に結像させる
ことができ、不要のノイズ成分が現れず良好なSN比が得
られ、高い検出精度で欠陥を非接触検出することができ
る。
等の存在する領域のみを検出素子アレイ上に結像させる
ことができ、不要のノイズ成分が現れず良好なSN比が得
られ、高い検出精度で欠陥を非接触検出することができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図および
第３図は第１図の装置の作用を示す側断面図、第４図は
同装置に用いる空間フィルタを示す平面図、第５図は本
発明の他の実施例を示す側断面図、第６図は従来装置を
示す斜視図である。 10……被検体、12……平行光、13……光源、14……レン
ズアレイ、15……屈折率分布型レンズ、16……イメージ
センサ、18……光検出素子、19……透明カバー材、20…
…空間フィルタ、20A……遮光部、20B……透光部、21…
…欠陥部
第３図は第１図の装置の作用を示す側断面図、第４図は
同装置に用いる空間フィルタを示す平面図、第５図は本
発明の他の実施例を示す側断面図、第６図は従来装置を
示す斜視図である。 10……被検体、12……平行光、13……光源、14……レン
ズアレイ、15……屈折率分布型レンズ、16……イメージ
センサ、18……光検出素子、19……透明カバー材、20…
…空間フィルタ、20A……遮光部、20B……透光部、21…
…欠陥部
Claims (3)
- 【請求項１】被検体に平行光束を投射する光源と、被検
体に対向させて、該被検体を横切る方向に多数配列した
光検出素子のアレイと、被検体を透過または反射した前
記光束を前記各光検出素子に集光するレンズアレイと、
レンズと光検出素子との間に配置され、レンズ透過光の
うち特定の空間周波数成分の光を遮断し、他の成分光の
通過を許す空間フィルタのアレイとを備えてなる光学式
欠陥検出装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記レン
ズは、透明円柱体中に中心から外周に向けて変化する屈
折率分布を付与した屈折率分布型レンズである光学式欠
陥検出装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、前記空間
フィルタの遮光部を、前記光検出素子アレイの透明カバ
ー表面上に形成し、該面をレンズの焦点面に一致させて
配置した光学式欠陥検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP700087A JPH0795037B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 光学式欠陥検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP700087A JPH0795037B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 光学式欠陥検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63173940A JPS63173940A (ja) | 1988-07-18 |
| JPH0795037B2 true JPH0795037B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=11653827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP700087A Expired - Lifetime JPH0795037B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | 光学式欠陥検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795037B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0778413B2 (ja) * | 1990-01-23 | 1995-08-23 | ダックエンジニアリング株式会社 | 被験体の厚さ及び表面歪み測定方法並びに混入異物検出方法 |
| CZ299747B6 (cs) * | 2002-10-08 | 2008-11-12 | Rieter Cz A.S. | Zarízení pro sledování lineárního textilního útvaru, zejména príze |
| EP1794577A4 (en) * | 2004-09-17 | 2010-10-06 | Wdi Wise Device Inc | OPTICAL INSPECTION OF FLAT MEDIA USING DIRECT PICTURE TECHNOLOGY |
| JP4639114B2 (ja) * | 2005-05-25 | 2011-02-23 | 三菱レイヨン株式会社 | ロッドレンズアレイの検査方法 |
| CN105181725A (zh) * | 2015-11-11 | 2015-12-23 | 贵州大学 | 金属材料构件断口形貌特征的快速判定方法 |
| CN212207144U (zh) * | 2017-11-15 | 2020-12-22 | 康宁公司 | 用于检测玻璃片上的表面缺陷的设备 |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP700087A patent/JPH0795037B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63173940A (ja) | 1988-07-18 |
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