JPH08219999A - Method and apparatus for calibrating surface defect-inspection optical system - Google Patents

Method and apparatus for calibrating surface defect-inspection optical system

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JPH08219999A
JPH08219999A JP2440895A JP2440895A JPH08219999A JP H08219999 A JPH08219999 A JP H08219999A JP 2440895 A JP2440895 A JP 2440895A JP 2440895 A JP2440895 A JP 2440895A JP H08219999 A JPH08219999 A JP H08219999A
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JP
Japan
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slit light
optical system
roll
inspection
light
Prior art date
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Application number
JP2440895A
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Japanese (ja)
Inventor
Ayumi Hirono
歩 広野
Masanori Kobayashi
政憲 小林
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08219999A publication Critical patent/JPH08219999A/en
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Abstract

PURPOSE: To improve the calibration reliability and easily finely adjust a detection position to a slit light, by reducing a count of steps of a calibration work by a worker and eliminate irregularities when a relative position of an optical system is evaluated. CONSTITUTION: According to the method and apparatus for calibrating a surface defect-inspection optical system, partial roughness circular marks 36A, 36B are formed at a master roll 16, and the reflecting amount of light at the parts is measured, whereby a detection position of a line sensor to a slit light is adjusted. The master roll 16 having a plurality of reference marks 32-36A, 36B formed on the surface thereof is arranged at an inspection stage of the surface defect inspection optical system. A characteristic amount representing a relative positional relationship of the optical system is calculated from each read image of the reference marks 32-36A, 36B of the master roll.

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、ディジタル複写機、レ
ーザープリンター等といった電子写真方式の画像形成装
置に用いられる感光体ドラム、定着ロール、帯電ロー
ル、現像スリーブ等の円筒状被検査体(ロール部材)の
表面欠陥を自動検査する表面欠陥検査光学系を校正する
方法、及び装置に関し、特に、校正作業の工数を低減す
ると共に、信頼性の高い校正を可能とし、且つ、円筒状
被検査体の周方向における微妙な受光位置の調整が容易
に行えるようにして、検査精度を向上させた表面欠陥検
査光学系の校正方法、及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical inspection object (roll) such as a photosensitive drum, a fixing roll, a charging roll and a developing sleeve used in an electrophotographic image forming apparatus such as a digital copying machine and a laser printer. A method and an apparatus for calibrating a surface defect inspection optical system for automatically inspecting a surface defect of a member), particularly, a man-hour for calibration work is reduced, and highly reliable calibration is possible, and a cylindrical object to be inspected The present invention relates to a method and apparatus for calibrating a surface defect inspection optical system in which inspection accuracy is improved by facilitating fine adjustment of the light receiving position in the circumferential direction of the.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル複写機、レーザープリンター
等といった電子写真方式の画像形成装置における感光体
ドラム、熱定着ロール、帯電ロール、現像スリーブ等の
ロール状の部品は、出力画像の品質を左右する重要な部
品であり、表面の欠陥を無くすことが厳しく要求されて
いる。
2. Description of the Related Art Roll-shaped parts such as a photoconductor drum, a heat fixing roll, a charging roll, and a developing sleeve in an electrophotographic image forming apparatus such as a digital copying machine and a laser printer are important for controlling the quality of an output image. It is a strict component, and it is strictly required to eliminate surface defects.

【0003】上記したロール状の部品は、金属ロールや
ゴムロールの表面に感光層、半導電層、保護層等の機能
層を形成して製作される。例えば、感光体ドラムは金属
パイプ上に多層の感光層を浸漬塗布することにより、熱
定着ロールは金属パイプ上にフッ素樹脂による離型層を
静電塗布することにより、帯電ロールは研磨したゴムロ
ール上に半導電性の表面層を塗布することにより、現像
スリーブは金属パイプ表面を精密研磨し、表面処理とし
てブラスト処理、或いはアルマイト処理を行うことによ
り、それぞれ製作される。しかし、このような製造工程
において、各種の表面欠陥が発生することがある。欠陥
の種類には、金属パイプの切削、研磨工程においてホイ
ール状の研磨装置を用いることにより円周方向に発生す
る傷、塗布工程において塗布材料の不均一により発生す
る異物、色むら、及び塗布条件の不均一に基づく気泡に
より発生する凹み、膨らみ、表面処理工程において処理
材料の不均一から発生する異物、色むら、取り扱い上か
ら発生する打痕、擦り傷等、合わせて十数種類がある。
これらの欠陥は、出力画像面上で黒点や筋となって現れ
るため、外観検査によりこれら欠陥がない高品質のもの
を提供するようにしている。
The above-mentioned roll-shaped parts are manufactured by forming functional layers such as a photosensitive layer, a semiconductive layer and a protective layer on the surface of a metal roll or a rubber roll. For example, a photosensitive drum is formed by dip-coating a multi-layered photosensitive layer on a metal pipe, a heat-fixing roll is formed by electrostatically applying a release layer of fluororesin on the metal pipe, and a charging roll is formed on a polished rubber roll. The developing sleeve is manufactured by precisely polishing the surface of the metal pipe by applying a semiconductive surface layer on the surface of the metal pipe, and subjecting it to blasting or alumite treatment as the surface treatment. However, various surface defects may occur in such a manufacturing process. The types of defects include scratches that occur in the circumferential direction by using a wheel-shaped polishing device in the cutting and polishing processes of metal pipes, foreign substances that occur due to uneven coating material in the coating process, color unevenness, and coating conditions. There are more than a dozen types in total, such as dents and bulges caused by air bubbles due to non-uniformity of the above, foreign matters caused by non-uniformity of the processing material in the surface treatment step, color unevenness, dents and scratches caused by handling.
Since these defects appear as black spots or streaks on the output image surface, appearance inspection is performed to provide a high quality product free of these defects.

【0004】外観検査としては、従来から検査員による
目視検査が行われてきた。しかし、このような外観検査
では、検査コストや検査工数の増大、検査品質のばらつ
きが生じ、また、検査対象が反射表面であるため疲労が
激しく、検査要員の確保が困難になるなどの問題が指摘
されていた。
As a visual inspection, a visual inspection has been conventionally performed by an inspector. However, in such an appearance inspection, there are problems such as an increase in inspection cost and inspection man-hours, variation in inspection quality, and because the inspection target is a reflective surface, fatigue is severe and it is difficult to secure inspection personnel. It was pointed out.

【0005】そこで、上記問題に対して、目視検査の自
動化装置が特開平5−107197号公報によって提案
されている。図13には、上記した表面欠陥の自動化装
置の構成が示されている。この表面欠陥の自動化装置
は、白色拡散光を出射する蛍光灯1と、蛍光灯1の白色
拡散光を帯状のスリット光にするスリット2と、回転可
能なステージ4上に載置され、表面にスリット光が照射
されるロール部品等の被検査体3と、被検査体3の表面
を反射したスリット光を縮小光学系5を介して受光する
ラインセンサ6と、ラインセンサ6から受光量に応じた
表面状態信号を入力して、被検査体3の表面欠陥を検出
する欠陥検出装置7を備えて構成されている。
To solve the above problem, an automatic visual inspection apparatus has been proposed by Japanese Patent Laid-Open No. 5-107197. FIG. 13 shows the configuration of the above-described surface defect automation device. This automated device for surface defects is mounted on a fluorescent lamp 1 that emits white diffused light, a slit 2 that converts the white diffused light of the fluorescent lamp 1 into band-shaped slit light, and a rotatable stage 4, and that An object to be inspected 3 such as a roll component to which slit light is irradiated, a line sensor 6 that receives slit light reflected on the surface of the object to be inspected 3 via a reduction optical system 5, and a line sensor 6 according to the amount of light received. It is configured to include a defect detection device 7 that receives a surface state signal and detects a surface defect of the inspection object 3.

【0006】欠陥検出回路7は、ラインセンサ6でスリ
ット光を受光しながら被検査体3を1回転させた時にラ
インセンサ6から出力されるアナログレベルの表面状態
信号を入力すると、予め設定した信号閾値により2値化
信号とし、この2値化信号をフレームメモリに格納し
て、被検査体3の外周面を面状に展開した画像とする。
そして、面展開した画像上の欠陥候補画像について面積
値Sを算出し、例えば、面積閾値Sth以上のものが1
つ以上あれば、その被検査体3を不良品として判定す
る。
The defect detection circuit 7 receives a slit light from the line sensor 6 and receives an analog level surface state signal output from the line sensor 6 when the inspection object 3 is rotated once while receiving a preset signal. A binarized signal is set according to a threshold value, and the binarized signal is stored in a frame memory to form an image in which the outer peripheral surface of the inspection object 3 is developed in a planar shape.
Then, the area value S is calculated for the defect candidate image on the surface-developed image.
If there are two or more, the device under test 3 is determined as a defective product.

【0007】このような構成において、被検査体3の表
面に写像されたスリット光の境界位置H1にラインセン
サ6の受光視野を一致させる第1検出位置と、スリット
光の中心位置H2にラインセンサ6の受光視野を一致さ
せる第2検出位置において、ラインセンサ6の主走査を
行ってその表面状態信号をそれぞれ欠陥検出回路7に出
力し、被検査体3の表面欠陥を検出する。ここで、第1
検出位置では被検査体3の表面の凹み、膨らみの欠陥
を、第2検出位置では色むら、異物、打痕、擦り傷の欠
陥をそれぞれ検出することが可能である。
In such a structure, the line sensor is located at the first detection position where the light-receiving field of view of the line sensor 6 coincides with the boundary position H1 of the slit light imaged on the surface of the object 3 to be inspected, and the center position H2 of the slit light. At the second detection position where the light-receiving visual fields of 6 coincide, the main scanning of the line sensor 6 is performed and the surface state signals thereof are output to the defect detection circuit 7 to detect the surface defect of the inspection object 3. Where the first
It is possible to detect defects such as dents and bulges on the surface of the inspection object 3 at the detection position, and defects such as color unevenness, foreign matter, dents, and scratches at the second detection position.

【0008】図14の(a),(b),(c) は、第1検出位置で
の表面の緩やかな凹凸状の欠陥を検出する原理を示し、
(a) のように被検査体3が表面が正常な場合、或いは
(c) のように被検査体3が表面に色むら欠陥3Aがある
場合、投影したスリット光は正反射方向Aに反射し、ラ
インセンサ6は正反射方向Aからずれた位置でレベルの
小さい反射光(点線)Bを受光するが、(b) のように、
凹み、膨らみ等、表面に凹凸欠陥3Bがあると、スリッ
ト光の反射方向が僅かに変化し、スリット光の境界部B
を受光しているラインセンサ6から欠陥信号を表す表面
状態信号が出力される。
14 (a), (b), and (c) show the principle of detecting a gentle uneven defect on the surface at the first detection position,
If the surface of the DUT 3 is normal as in (a), or
When the inspected object 3 has a color unevenness defect 3A as shown in (c), the projected slit light is reflected in the regular reflection direction A, and the line sensor 6 has a small level at a position deviated from the regular reflection direction A. The reflected light (dotted line) B is received, but as in (b),
If there are irregularities 3B on the surface such as dents and bulges, the reflection direction of the slit light changes slightly, and the boundary portion B of the slit light B
The surface state signal representing the defect signal is output from the line sensor 6 receiving the light.

【0009】発明者の実験によると、スリット光の境界
位置より更に外側の位置(以下、第3検出位置という)
が第2検出位置では検出困難なうっすらとした色むら欠
陥を高精度に検出するのに適当であることを確認してい
る。
According to an experiment conducted by the inventor, a position further outside the boundary position of the slit light (hereinafter referred to as a third detection position)
Has been confirmed to be suitable for highly accurately detecting a faint color irregularity defect that is difficult to detect at the second detection position.

【0010】このようなスリット光とラインセンサの相
対的な位置関係を用いて被検査体の表面欠陥を検出する
表面欠陥検査方法では、上記した3種類の検出位置(第
1、第2、第3)のように最適な受光位置がロールの種
類、欠陥の形態により異なる。このため、ロールの種類
ごとに欠陥サンプルを用意し、欠陥サンプルによる散乱
光を測定する等の実験により最適な検出位置を予め求め
ている。
In the surface defect inspection method for detecting the surface defect of the object to be inspected by using the relative positional relationship between the slit light and the line sensor, the above-mentioned three kinds of detection positions (first, second, and second) are used. As in 3), the optimum light receiving position differs depending on the type of roll and the form of the defect. For this reason, a defect sample is prepared for each type of roll, and the optimum detection position is obtained in advance by experiments such as measuring scattered light by the defect sample.

【0011】前述したように、このような表面欠陥検査
装置では、欠陥の種類に応じてラインセンサの検出位置
を切り替えることから、検出力を確保するのにスリット
光光源とラインセンサから成る光学系の位置校正が重要
である。また、製品品種の変更、光源ランプ等の交換、
検査装置付近の振動衝撃等、諸条件が変化したとき、規
定の光学系の位置に速やかに校正できることが求められ
ている。光学系の校正としては、縮小光学系を用いるこ
とによる(1) ピント調整、(2) 受光倍率の調整、(3) ス
リット光に対する検出位置の傾きの調整、(4) 検出位置
の被検査体の軸心方向への位置調整、(5) 検出位置の被
検査体の円周方向への位置調整の5項目がある。
As described above, in such a surface defect inspection apparatus, since the detection position of the line sensor is switched according to the type of defect, an optical system consisting of a slit light source and a line sensor is used to secure the detection power. Position calibration is important. Also, change product types, replace light source lamps, etc.
It is required to be able to quickly calibrate to the specified optical system position when various conditions such as vibration and impact near the inspection device change. The optical system is calibrated by using a reduction optical system. (1) Focus adjustment, (2) Light receiving magnification adjustment, (3) Detection position tilt adjustment with respect to slit light, (4) Object to be inspected at detection position There are five items: position adjustment in the axial direction of (1), and (5) position adjustment of the detection position in the circumferential direction of the DUT.

【0012】ここで、上記したそれぞれの校正項目の表
面欠陥の検出力への影響を説明する。まず、(1) の縮小
光学系のピントが一致していないと、画像上の欠陥部分
の周囲部分が滲んだようになり、欠陥の大きさが実態よ
り大きめに写ることになる。また、(2) の受光倍率が変
化すると、同一の欠陥に対して画像上での大きさが変化
する。(1),(2) の状態になると、予め定めた面積閾値に
対して正しく良否判定することができなくなる。更に、
(3) スリット光に対して検出位置が平行ではなく傾きを
有していると、例えば、右端部分が第1検出位置に、ま
た、左端部分が第3検出位置になるなど被検査体全体に
渡って均一な検出を得ることができなくなる。更に、
(4) 検出位置がスリット光の軸心方向にずれると、検査
すべき領域からラインセンサがはずれて検査洩れが発生
する。更に重要な点は、(5) 検出位置がスリット光の円
周方向にずれることであり、第2検出位置であるべきと
ころが、第3検出位置になる等の状態が起き、欠陥の種
類に応じて最適な検出位置を取る本検査方式では、十分
な検出力が得られない問題があった。
Now, the influence of each of the above-mentioned calibration items on the surface defect detection power will be described. First, if the focus of the reduction optical system of (1) does not match, the peripheral portion of the defective portion on the image will appear blurred, and the size of the defect will appear larger than it actually is. Further, when the light receiving magnification of (2) changes, the size on the image changes for the same defect. In the cases of (1) and (2), it becomes impossible to correctly judge the quality with respect to a predetermined area threshold. Furthermore,
(3) If the detection position is not parallel to the slit light but has an inclination, for example, the right end portion becomes the first detection position, and the left end portion becomes the third detection position, so that the entire inspection object is covered. It will not be possible to obtain uniform detection across. Furthermore,
(4) If the detection position deviates in the axial direction of the slit light, the line sensor will be displaced from the area to be inspected, resulting in inspection failure. The more important point is that (5) the detection position shifts in the circumferential direction of the slit light, and the condition where the second detection position should be the third detection position occurs depending on the type of defect. This inspection method, which takes an optimum detection position by using the above method, has a problem that sufficient detection power cannot be obtained.

【0013】従来、このような光学系の位置校正とし
て、例えば、複写機の原稿を読み取る光学系の位置調整
があり、特開平5−75797号公報に示されるよう
に、被検出位置に調整用チャートを設置し、調整用チャ
ートに付されたマーク形状を読み取って、複写機の原稿
を読み取る光学系の組み付け位置調整を行うものが知ら
れている。
Conventionally, as the position calibration of such an optical system, there is, for example, position adjustment of an optical system for reading an original of a copying machine. As shown in JP-A-5-75797, the position is adjusted to the detected position. It is known that a chart is installed, the mark shape on the adjustment chart is read, and the assembling position of an optical system for reading a document of a copying machine is adjusted.

【0014】図15は上記調整用チャートを示し、光学
系の副走査方向の位置と傾きを算出するための三角マー
ク8と、光学系のピントを算出するためのラダーマーク
9と、光学系の結像倍率を算出するための縦線マーク1
0A、10Bと、光学系の副走査方向位置の基準を示す
横線マーク11等が付されており、この調整用チャート
をラインセンサで読み取ると、図16のようなセンサ信
号波形が出力される。ここで、8’は三角マーク8に対
応した波形を、9’はラダーマーク9に対応した波形
を、10A’、10B’は縦線マーク10A、10Bに
対応した波形を、11’は横線マーク11に対応した波
形をそれぞれ示し、三角マーク8の幅を波形8’の画素
数から算出し、その結果に基づいて光学系の副走査方向
の位置と傾きを調整し、波形9’の最大電圧値と最小電
圧値から光学系のピントを調整し、縦線マーク10A、
10Bの間隔を波形10A’、10B’間の画素数から
算出し、その結果に基づいて光学系の結像倍率を調整
し、両側の波形11’の最小電圧値から光学系の平行度
を調整する。
FIG. 15 shows the above adjustment chart, which includes a triangular mark 8 for calculating the position and inclination of the optical system in the sub-scanning direction, a ladder mark 9 for calculating the focus of the optical system, and an optical system. Vertical line mark 1 for calculating the imaging magnification
0A and 10B, and a horizontal line mark 11 indicating the reference of the position of the optical system in the sub-scanning direction are attached. When this adjustment chart is read by the line sensor, a sensor signal waveform as shown in FIG. 16 is output. Here, 8'is a waveform corresponding to the triangular mark 8, 9'is a waveform corresponding to the ladder mark 9, 10A ', 10B' is a waveform corresponding to the vertical line marks 10A and 10B, and 11 'is a horizontal line mark. Waveforms corresponding to 11 are respectively shown, the width of the triangular mark 8 is calculated from the number of pixels of the waveform 8 ', and the position and the inclination of the optical system in the sub-scanning direction are adjusted based on the result, and the maximum voltage of the waveform 9'is adjusted. Adjust the focus of the optical system from the value and the minimum voltage value,
The interval of 10B is calculated from the number of pixels between the waveforms 10A 'and 10B', the imaging magnification of the optical system is adjusted based on the result, and the parallelism of the optical system is adjusted from the minimum voltage value of the waveforms 11 'on both sides. To do.

【0015】しかし、この調整用チャートを用いた光学
系の校正方法を本スリット受光方式へ適用しようと考え
た場合、調整用チャートは平板状のガラス材の上面にマ
ークを描いたものであるため、本スリット受光方式の検
査位置である被検査体の表面に調整用チャートを設置す
ることは物理上困難である。
However, when it is considered that the calibration method of the optical system using the adjustment chart is applied to the slit light receiving system, the adjustment chart is a flat glass material with a mark drawn on the upper surface thereof. It is physically difficult to install the adjustment chart on the surface of the inspection object, which is the inspection position of the slit light receiving method.

【0016】そこで従来は、表面にマーク形状が描かれ
た校正用のサンプルロールを被検査体の検査位置に設置
して行っている。具体的には、サンプルロールの軸方向
上に2点の傷マークを設け、これを検査装置のステージ
上にセットしてラインセンサで読み取り、その信号波形
の特徴をオシロスコープ等で観察することにより行って
いる。図17はラインセンサの信号波形を示し、X軸は
サンプルロールの軸長方向の位置を、Y軸はセンサ信号
レベルをそれぞれ示す。12A、12Bはサンプルロー
ルの2点の欠陥部分(傷マーク)に対応する波形であ
り、この信号波形において、欠陥部分の波形12Aのピ
ークレベルV1 と正常面レベルV2 のコントラストから
ピント調整を行い、欠陥部分の波形12A、12B間の
距離Lと欠陥部分の波形12Aの位置Pを測定すること
により倍率調整とロール軸方向の位置調整を行い、スリ
ット光の境界部を受光して、センサ波形のロール軸の両
側に対応する部分の差分ΔVが無くなるようにバランス
を取ることにより検出位置の傾き調整を行い、これらの
調整を行った後、スリット光のセンサ波形の平均値V 3
を測定してロール周方向の位置調整を行っている。ロー
ル円周方向の受光位置の調整を除くと、装置の立ち上げ
や移設等、機構部分の移動がない場合は、再調整する必
要はないが、検出対象とする欠陥が変更した等、検出位
置を変更する場合は、ロール円周方向の受光位置は再調
整する必要がある。
Therefore, conventionally, a mark shape is drawn on the surface.
A sample roll for calibration is installed at the inspection position of the DUT.
I am doing it. Specifically, the axial direction of the sample roll
Two scratch marks are provided on the top, and this is the stage of the inspection device.
Set it on the top and read it with a line sensor, and its signal waveform
By observing the characteristics of
There is. FIG. 17 shows the signal waveform of the line sensor, and the X axis is
The position of the sample roll in the axial direction, the Y-axis is the sensor signal
Show each level. 12A and 12B are sample low
Waveform corresponding to two defective parts (scratch marks)
In this signal waveform, the peak of waveform 12A of the defective portion is
Work level V1And normal surface level V2From the contrast of
Focus adjustment is performed between the waveforms 12A and 12B of the defective portion.
Measuring the distance L and the position P of the waveform 12A of the defective portion
Adjust the magnification and position in the roll axis direction by
The border of the input light is received, and both
Balance so that the difference ΔV of the part corresponding to the side disappears
The tilt of the detection position is adjusted by taking
After adjustment, the average value V of the sensor waveform of the slit light 3
Is measured to adjust the position in the roll circumferential direction. Low
Except for the adjustment of the light receiving position in the circumferential direction,
If there is no movement of the mechanical part due to relocation or relocation, readjustment is necessary.
Although it is not necessary, the detected position is
When changing the position, the light receiving position in the roll circumferential direction must be readjusted.
Need to be adjusted.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の表面欠
陥検査光学系の校正方法によると、サンプルロールのセ
ンサ波形をオシロスコープ等で観察し、現れる波形から
傷マークに対応する波形位置の間隔や信号レベルを目視
で読み取って評価しているため、作業者による校正作業
の工数が増大すると共に、定量値として評価する際にば
らつきが生じ、信頼性にかけるという不都合がある。
However, according to the conventional method of calibrating the surface defect inspection optical system, the sensor waveform of the sample roll is observed with an oscilloscope or the like, and the waveform position interval or signal corresponding to the scratch mark is observed from the waveform that appears. Since the level is visually read and evaluated, the number of man-hours for the calibration work by the operator is increased, and there is a disadvantage in that the evaluation as a quantitative value varies and reliability is reduced.

【0018】また、スリット光の境界部を受光する第1
検出位置における検出では、ラインセンサの受光位置の
設定範囲が狭いため、更に、スリット光の外側を受光す
る第3検出位置の検出では、その範囲が暗視野部分でラ
インセンサの受光光量が低いため、それぞれ位置調整が
難しいという問題がある。
The first portion for receiving the boundary portion of the slit light
In the detection at the detection position, the setting range of the light receiving position of the line sensor is narrow, and further, in the detection of the third detection position which receives the outside of the slit light, the range is a dark field portion and the received light amount of the line sensor is low. There is a problem that it is difficult to adjust the position.

【0019】従って、本発明の目的は、作業者による校
正作業の工数を低減すると共に、光学系の相対位置を評
価する際のばらつきを無くして、校正作業の信頼性を向
上させることができる表面欠陥検査光学系の校正方法、
及び装置を提供することである。
Therefore, it is an object of the present invention to reduce the number of man-hours for the calibration work by an operator and to eliminate the variation when evaluating the relative position of the optical system to improve the reliability of the calibration work. Defect inspection optical system calibration method,
And to provide a device.

【0020】本発明の他の目的は、スリット光に対する
検出位置の微妙な調整を容易にすることができる表面欠
陥検査光学系の校正方法、及び装置を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for calibrating a surface defect inspection optical system which can facilitate fine adjustment of a detection position for slit light.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、作業者による校正作業工数を低減すると共に、光学
系の相対位置を評価する際のばらつきを無くして、校正
作業の信頼性を向上させ、且つ、スリット光に対する検
出位置の微妙な調整が容易に行えるようにするため、ロ
ール部材と同一のサイズを有し、他の領域より表面粗さ
が大きい帯状の円環マークを含む複数の基準マークを表
面に有したマスターロールを準備し、マスターロールを
検査位置に配置し、マスターロールにスリット光を照射
して、スリット光の照射位置、及びその近傍の位置から
受光して受光レベルを検出し、受光レベルと、スリット
光の照射位置、スリット光の照射位置の境界位置、及び
スリット光の照射位置の外部位置に応じた基準の受光レ
ベルとを比較して、照射位置、境界位置、及び外部位置
に対する光学系の位置、及び姿勢を校正するようにした
表面欠陥検査光学系の校正方法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention reduces the number of man-hours for calibration work by an operator, eliminates variations when evaluating relative positions of optical systems, and improves the reliability of calibration work. In order to improve the size and make it possible to easily make fine adjustments to the detection position with respect to the slit light, a plurality of belt-shaped annular marks having the same size as the roll member and having a larger surface roughness than other regions are included. Prepare a master roll with the reference mark on the surface, place the master roll at the inspection position, irradiate the master roll with slit light, receive light from the slit light irradiation position, and the position in the vicinity thereof, and receive light level And compares the received light level with the reference received light level according to the slit light irradiation position, the boundary position of the slit light irradiation position, and the external position of the slit light irradiation position. The irradiation position, the boundary position, and there is provided a method for calibrating a surface defect inspection optical system so as to calibrate the position of the optical system, and the orientation to external positions.

【0022】また、本発明はロール部材と同一のサイズ
を有し、複数の基準マークを表面に有したマスターロー
ルを準備し、マスターロールを検査位置に配置し、マス
ターロールに前記スリット光を照射して、その反射光を
受光することにより複数の基準マークの特徴量を演算
し、特徴量と予め定めた範囲の基準値を比較して光学系
のマスターロールに対する位置、及び姿勢を校正するよ
うにした表面欠陥検査光学系の校正方法を提供するもの
である。
Further, according to the present invention, a master roll having the same size as the roll member and having a plurality of reference marks on its surface is prepared, the master roll is arranged at an inspection position, and the master roll is irradiated with the slit light. Then, the reflected light is received to calculate the characteristic amount of the plurality of reference marks, and the characteristic amount and the reference value in a predetermined range are compared to calibrate the position and orientation of the optical system with respect to the master roll. The present invention provides a method for calibrating a surface defect inspection optical system as described above.

【0023】更に、本発明は上記目的を実現するため、
ロール部材と同一のサイズを有し、他の領域よりも表面
粗さが大きい帯状の円環マークを含む複数の基準マーク
を表面に有したマスターロールと、ロール部材、或いは
マスターロールを検査位置に位置させる検査ステージ
と、検査ステージに配置されたロール部材、或いはマス
ターロールに前記スリット光を照射するスリット光光源
と、マスターロールにスリット光光源からスリット光が
照射されたとき、スリット光の照射位置、及びその近傍
の位置からの受光レベルを検出するラインセンサと、受
光レベルと、スリット光の照射位置、スリット光の照射
位置の境界位置、及びスリット光の照射位置の外部位置
に応じた基準の受光レベルとを比較して、照射位置、境
界位置、及び外部位置に対する光学系の位置、及び姿勢
を校正する位置及び姿勢調整手段を備えた表面欠陥検査
光学系の校正装置を提供するものである。
Further, in order to achieve the above object, the present invention provides
A master roll having the same size as the roll member and having a plurality of reference marks including a belt-shaped annular mark having a larger surface roughness than other regions on the surface, and the roll member or the master roll at the inspection position. An inspection stage to be positioned, a roll member arranged on the inspection stage, or a slit light source for irradiating the master roll with the slit light, and an irradiation position of the slit light when the master roll is irradiated with the slit light from the slit light source. , And a line sensor for detecting the light receiving level from a position in the vicinity thereof, a light receiving level, a slit light irradiation position, a boundary position of the slit light irradiation position, and a reference according to an external position of the slit light irradiation position. By comparing the received light level with the irradiation position, the boundary position, the position of the optical system with respect to the external position, and the position for calibrating the posture and There is provided a calibration apparatus of a surface defect inspection optical system having a energization adjustment means.

【0024】更にまた、本発明はロール部材と同一のサ
イズを有し、複数の基準マークを表面に有したマスター
ロールと、ロール部材、或いはマスターロールを検査位
置に位置させる検査ステージと、検査ステージに配置さ
れたロール部材、或いはマスターロールにスリット光を
照射するスリット光光源と、マスターロールにスリット
光光源からスリット光が照射されたとき、複数の基準マ
ークに対応する画像信号を出力するラインセンサと、画
像信号に基づいて複数の基準マークの特徴量を演算する
信号演算手段と、特徴量と予め定めた範囲の基準値を比
較して求められる校正量に基づいて光学系のマスターロ
ールに対する位置、及び姿勢を校正する位置及び姿勢調
整手段を備えた表面欠陥検査光学系の校正装置を提供す
るものである。
Furthermore, according to the present invention, a master roll having the same size as the roll member and having a plurality of reference marks on its surface, an inspection stage for positioning the roll member or the master roll at an inspection position, and an inspection stage A slit light source for irradiating the roll member or the master roll with slit light, and a line sensor for outputting image signals corresponding to a plurality of reference marks when the master roll is irradiated with slit light from the slit light source. And a signal calculation means for calculating the characteristic amount of the plurality of reference marks based on the image signal, and the position of the optical system with respect to the master roll based on the calibration amount obtained by comparing the characteristic amount with the reference value in a predetermined range. And a surface defect inspection optical system calibrating device provided with a position and attitude adjusting means for calibrating the attitude.

【0025】[0025]

【作用】検査されるロール部材と同一のサイズを有し、
他の領域より表面粗さが大きい帯状の円環マークを含む
複数の基準マークを表面に有したマスターロールを準備
し、このマスターロールを検査ステージの検査位置に配
置する。このマスターロールにスリット光光源からスリ
ット光を照射し、ラインセンサがスリット光の照射位
置、及びその近傍の位置から受光して受光レベルを検出
する。この受光レベルと、スリット光の照射位置、スリ
ット光の照射位置の境界位置、及びスリット光の照射位
置の外部位置に応じた基準の受光レベルとの比較により
位置及び姿勢調整手段が照射位置、境界位置、及び外部
位置に対して光学系の位置、及び姿勢を校正する。ま
た、検査されるロール部材と同一のサイズを有し、複数
の基準マークを表面に有したマスターロールを準備し、
このマスターロールを検査ステージの検査位置に配置す
る。このマスターロールにスリット光光源からスリット
光を照射してラインセンサがその反射光を受光すること
により信号演算手段が複数の基準マークの特徴量を演算
する。この演算結果に基づき、特徴量と予め定めた範囲
の基準値を比較して位置及び姿勢調整手段が光学系のマ
スターロールに対する位置、及び姿勢を校正する。
Operation: It has the same size as the roll member to be inspected,
A master roll having a plurality of fiducial marks including a belt-shaped annular mark having a surface roughness larger than those of other regions is prepared, and the master roll is arranged at the inspection position of the inspection stage. The master roll is irradiated with slit light from a slit light source, and the line sensor receives light from the slit light irradiation position and a position in the vicinity thereof to detect a light reception level. The position and orientation adjusting means compares the received light level with the reference position of the slit light irradiation position, the boundary position of the slit light irradiation position, and the external position of the slit light irradiation position to determine the irradiation position and the boundary. Calibrate the position and orientation of the optical system with respect to position and external position. In addition, a master roll having the same size as the roll member to be inspected and having a plurality of reference marks on the surface is prepared,
This master roll is arranged at the inspection position of the inspection stage. The master roll is irradiated with slit light from a slit light source and the line sensor receives the reflected light, whereby the signal calculation means calculates the characteristic amounts of the plurality of reference marks. Based on the calculation result, the position and orientation adjusting means calibrates the position and orientation of the optical system with respect to the master roll by comparing the characteristic amount with a reference value in a predetermined range.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の表面欠陥検査光学系の校正方
法、及び装置について、添付図面を参照しながら詳細に
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method and apparatus for calibrating a surface defect inspection optical system according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0027】図1には、本発明が一実施例に係る表面欠
陥検査光学系校正装置の構成が示されている。この表面
欠陥検査光学系の校正装置は、直管の蛍光灯等からスリ
ット光を出射するスリット光光源13と、感光体ドラ
ム、熱定着ロール、帯電ロール等の被検査体が水平方
向、つまり、x軸方向に配置される検査ステージ14
と、光学系の校正時に検査ステージ14に配置され、表
面にスリット光15の照射を受ける校正用マスターロー
ル16と、校正用マスターロール16の表面を反射した
スリット光15を縮小光学系17を介して受光するライ
ンセンサ18と、縮小光学系17、及びラインセンサ1
8の姿勢や位置を調整する調整機構部19と、ラインセ
ンサ18から出力されるアナログの受光レベルに応じた
表面状態信号を入力し、被検査体の欠陥部分、或いは校
正用マスターロール16に付されたマークに応じた画像
信号を抽出する信号抽出回路20と、信号抽出回路20
から出力される画像信号をフレームメモリに格納して面
状に展開し、検査時、及び校正時に所定の演算を行う画
像処理装置21と、画像処理装置21での演算結果や欠
陥画像等を表示する表示部22を備えて構成されてい
る。
FIG. 1 shows the structure of a surface defect inspection optical system calibrating apparatus according to an embodiment of the present invention. In this surface defect inspection optical system calibration device, the slit light source 13 for emitting slit light from a straight tube fluorescent lamp and the inspected object such as the photosensitive drum, the heat fixing roll, and the charging roll are in the horizontal direction, that is, Inspection stage 14 arranged in the x-axis direction
When the optical system is calibrated, the calibration master roll 16 is arranged on the inspection stage 14 to receive the slit light 15 on its surface, and the slit light 15 reflected on the surface of the calibration master roll 16 is passed through the reduction optical system 17. Line sensor 18 that receives light by receiving light, reduction optical system 17, and line sensor 1
The adjustment mechanism 19 for adjusting the posture and the position of 8 and the surface condition signal according to the analog light receiving level output from the line sensor 18 are input to attach to the defective portion of the inspection object or the calibration master roll 16. A signal extraction circuit 20 for extracting an image signal corresponding to the formed mark, and a signal extraction circuit 20.
An image processing device 21 that stores an image signal output from the device in a frame memory, develops it in a plane, and performs a predetermined calculation at the time of inspection and calibration, and a calculation result in the image processing device 21, a defect image, and the like are displayed. The display unit 22 is provided.

【0028】スリット光光源13は、被検査体、或いは
校正用マスターロール16の面上に照射したスリット光
が軸心、つまり、x軸に対して平行となるように両端の
バランスを調整するための調整機構23A、23Bを有
している。
The slit light source 13 is for adjusting the balance of both ends so that the slit light irradiated on the surface of the object to be inspected or the calibration master roll 16 is parallel to the axis, that is, the x axis. The adjusting mechanisms 23A and 23B are included.

【0029】検査ステージ14は、被検査体、或いは校
正用マスターロール16を保持する一対の駆動ロール2
4A、24Bと、駆動ロール24A、延いては被検査
体、或いは校正用マスターロール16を回転させるモー
タ25を有して構成されている。
The inspection stage 14 includes a pair of drive rolls 2 for holding an inspection object or a calibration master roll 16.
4A and 24B, a drive roll 24A, and by extension, a motor 25 for rotating the inspection target or the calibration master roll 16.

【0030】校正用マスターロール16は、被検査体と
同一の直径と軸長のアルミパイプ等の表面を平均粗さ
0.25μm程度に鏡面加工した後、黒色アルマイト処
理したものを用いる。また、表面には、図2に示すよう
に、軸心方向と平行な線状の第1の基準マーク32と、
点状の第2、第3、及び第4の基準マーク33、34、
35と、周方向に伸びる帯状の第5、第6の基準(円
環)マーク36A、36Bと、回転時にスタート信号を
提供する反射マーク37が設けられている。
The calibration master roll 16 used is one in which the surface of an aluminum pipe or the like having the same diameter and axial length as the object to be inspected is mirror-finished to an average roughness of about 0.25 μm, and then black anodized. Further, on the surface, as shown in FIG. 2, a linear first reference mark 32 parallel to the axial direction,
Dot-shaped second, third, and fourth fiducial marks 33, 34,
35, strip-shaped fifth and sixth reference (annular) marks 36A and 36B extending in the circumferential direction, and a reflection mark 37 that provides a start signal when rotating.

【0031】第1の基準マーク32は、けがきによって
形成され、長さが検査対象ロール部品と同じ300mm
程度に、幅が0.4〜1.0mm程度になっている。け
がき部分は表面のアルマイト処理を剥離されており、ス
リット光15が照射されると、反射光として強い散乱光
を発する。
The first fiducial mark 32 is formed by scribing and has a length of 300 mm, which is the same as that of the roll part to be inspected.
The width is about 0.4 to 1.0 mm. The scribed portion is peeled off from the alumite treatment on the surface, and when the slit light 15 is irradiated, strong scattered light is emitted as reflected light.

【0032】第2、第3、及び第4の基準マーク33、
34、35は、第1の基準マークとは異なった位置にお
ける軸心方向において、中心点とそこから両端へ向かう
所定の間隔を有する2点に切削穴加工等を施すことによ
り形成されている。
The second, third and fourth fiducial marks 33,
34 and 35 are formed by subjecting a center point and two points having a predetermined distance from the center point to both ends in the axial direction at a position different from the first fiducial mark to a cutting hole or the like.

【0033】第5、第6の基準マーク36A、36B
は、第2、第3、及び第4の基準マーク33、34、3
5と異なった位置に、部分粗さ面として艶消し反射面を
所定の幅に渡って周方向に連続的に形成して構成されて
いる。具体的には、全体の表面をアルマイト処理する
際、第5、第6の基準マーク形成部のみ保護シールを貼
り付け、次に艶なしのアルマイト処理を施すことにより
生成される。また、第5と第6の基準マーク36A、3
6Bでは、表面処理の程度が変えられている。
Fifth and sixth fiducial marks 36A, 36B
Are the second, third and fourth fiducial marks 33, 34, 3
5, a matte reflecting surface as a partially roughened surface is continuously formed in a circumferential direction over a predetermined width. Specifically, when the entire surface is anodized, a protective seal is attached only to the fifth and sixth fiducial mark forming portions, and then a matte alumite treatment is performed. In addition, the fifth and sixth reference marks 36A, 3
In 6B, the degree of surface treatment is changed.

【0034】調整機構部19は、ラインセンサ18の中
心を基準にして直交する3軸方向に姿勢が調整できるよ
うになっており、ラインセンサ18の軸心と平行な方向
回り(θ方向)に回動する傾斜ステージ26と、光軸と
平行な方向回り(φ方向)に回動する傾斜ステージ27
と、ラインセンサ18の軸心、及び光軸にそれぞれ直交
する方向回り(ψ方向)に回動する回転ステージ28を
有している。また、縮小光学系17、及びラインセンサ
18の中心位置の調整のために、光軸方向、つまり、前
後に移動する前後移動ステージ29と、ラインセンサ1
8の軸心方向に移動する横移動ステージ30を有してい
る。
The adjusting mechanism section 19 is capable of adjusting its posture in three axis directions orthogonal to each other with the center of the line sensor 18 as a reference, and rotates around a direction parallel to the axis of the line sensor 18 (θ direction). A tilting stage 26 that rotates, and a tilting stage 27 that rotates around a direction parallel to the optical axis (φ direction).
And a rotary stage 28 that rotates around a direction (ψ direction) orthogonal to the axis of the line sensor 18 and the optical axis. Further, in order to adjust the central positions of the reduction optical system 17 and the line sensor 18, the front-rear moving stage 29 that moves in the optical axis direction, that is, the front and rear, and the line sensor 1
It has a lateral movement stage 30 that moves in the direction of the axis of No. 8.

【0035】信号抽出回路20は、ラインセンサ18か
ら出力されるアナログの受光レベルに応じた表面状態信
号を入力すると、所定の閾値で3値化し、被検査体の欠
陥部分、或いは校正用マスターロール16に付された第
1から第5の基準マークを表す3値化信号を取り出すよ
うに構成されている。
The signal extraction circuit 20 receives a surface state signal corresponding to the analog light receiving level output from the line sensor 18, converts the signal into a ternary value with a predetermined threshold value, and detects the defective portion of the inspection object or the calibration master roll. The three-valued signal representing the first to fifth fiducial marks attached to 16 is taken out.

【0036】画像処理部21は、信号抽出回路20から
出力される3値化信号をフレームメモリに格納して面状
に展開し、検査時には欠陥部分の画像から幾何学的特徴
量として欠陥部分の中心位置、面積、X、Y方向の射影
長を算出し、校正時には校正用マスターロール16の各
マークから各種調整に必要な幾何学的特徴量を算出し、
これから校正データとして各調整項目の現在値を算出す
るように構成されている。
The image processing section 21 stores the ternary signal output from the signal extraction circuit 20 in a frame memory and develops it in a plane shape. At the time of inspection, the ternary signal is extracted from the image of the defective portion as a geometrical feature quantity of the defective portion. The center position, the area, the projection length in the X and Y directions are calculated, and at the time of calibration, the geometric feature amount necessary for various adjustments is calculated from each mark of the calibration master roll 16.
From this, the present value of each adjustment item is calculated as calibration data.

【0037】表示部22は、図3の(a),(b) に示すよう
に、校正時の状態では各調整項目に対応する検出値45
Aと予め定めた基準値45Bを表示し、また、検査時の
状態では欠陥部31の表示を行う。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the display unit 22 displays the detected value 45 corresponding to each adjustment item in the state of calibration.
A and a predetermined reference value 45B are displayed, and the defective portion 31 is displayed in the state at the time of inspection.

【0038】以下、本発明の表面欠陥検査光学系の校正
方法について説明する。まず、検査ステージ14、つま
り、駆動ロール24A、24B間に校正用マスターロー
ル16を配置した後、モータ25を駆動させると共に、
スリット光光源13からスリット光を出射する。
The method of calibrating the surface defect inspection optical system of the present invention will be described below. First, after disposing the calibration master roll 16 between the inspection stage 14, that is, between the drive rolls 24A and 24B, the motor 25 is driven, and
Slit light is emitted from the slit light source 13.

【0039】モータ25が駆動すると、駆動ロール24
Aが回転し、駆動ロール24Bとの共働によって校正用
マスターロール16が回動する。また、スリット光光源
13からスリット光を出射しているため、校正用マスタ
ーロール16の表面状態に応じた反射光が縮小光学系1
7で縮小されてラインセンサ18で受光され、ラインセ
ンサ18から校正用マスターロール16の表面状態信号
(図4の(a))が出力される。
When the motor 25 is driven, the drive roll 24
A rotates, and the calibration master roll 16 rotates in cooperation with the drive roll 24B. Further, since slit light is emitted from the slit light source 13, the reflected light corresponding to the surface state of the calibration master roll 16 reduces the reduction optical system 1.
The light is reduced by 7 and received by the line sensor 18, and the surface state signal of the calibration master roll 16 ((a) in FIG. 4) is output from the line sensor 18.

【0040】ラインセンサ18から表面状態信号が出力
されると、信号抽出回路20がその表面状態信号を所定
の閾値で3値化した3値化信号(図4の(b))を取り出
し、これを画像処理部21に出力する。
When the surface state signal is output from the line sensor 18, the signal extraction circuit 20 extracts a ternary signal (FIG. 4 (b)) obtained by ternarizing the surface state signal with a predetermined threshold value. Is output to the image processing unit 21.

【0041】画像処理部21は3値化信号を入力する
と、これを面状に展開した画像を生成する。図5は3値
化信号に基づいて主走査方向をX軸に、副走査方向をY
軸にとって面状に展開した画像を示す。ここで、38は
校正用マスターロール16の第1の基準マーク32に、
39、40、及び41は校正用マスターロール16の第
2、第3、及び第4の基準マーク33、34、35に、
また、42Aは校正用マスターロール16の第5の基準
マーク36Aにそれぞれ対応する基準マーク画像で、校
正用マスターロール16の反射マーク37によってセン
サ信号の取り込み開始位置が決められているので、ほぼ
一定の位置に再現される。また、第6の基準マーク36
Aを設けた場合、これに対応する第6の基準マーク画像
42Bが形成される。このように面状に展開した画像を
生成すると、これから校正用のために必要な幾何学的特
徴量を算出し、これを各調整項目に対応する現在値45
Aとして表示部22に表示させる。作業者は表示部22
に表示内容を確認しながら現在値45Aが基準値45B
に適合するようにスリット光光源13の調整機構23
A、23B、調整機構部19の各ステージを調整して光
学系の校正を行う。
When the ternary signal is input, the image processing section 21 generates a planar image of the ternary signal. In FIG. 5, the main scanning direction is the X axis and the sub scanning direction is the Y axis based on the ternary signal.
An image developed in a plane for the axis is shown. Here, 38 is the first reference mark 32 of the calibration master roll 16,
39, 40, and 41 are the second, third, and fourth reference marks 33, 34, and 35 of the calibration master roll 16,
Reference numeral 42A is a reference mark image corresponding to each of the fifth reference marks 36A of the calibration master roll 16, and the reflection mark 37 of the calibration master roll 16 determines the sensor signal acquisition start position. It is reproduced in the position of. In addition, the sixth reference mark 36
When A is provided, a sixth fiducial mark image 42B corresponding to this is formed. When the image developed in a plane shape is generated in this manner, the geometrical feature amount necessary for calibration is calculated from this, and this is calculated as the current value 45 corresponding to each adjustment item.
It is displayed on the display unit 22 as A. The operator displays the display 22
The current value 45A is the reference value 45B while checking the displayed contents
Adjusting mechanism 23 of the slit light source 13 so that
The optical system is calibrated by adjusting each stage of A, 23B and the adjusting mechanism section 19.

【0042】次に、各調整項目に必要な幾何学的特徴量
の算出、及び検査光学系の校正方法について説明する。
Next, the calculation of the geometrical characteristic amount necessary for each adjustment item and the calibration method of the inspection optical system will be described.

【0043】(1) 校正用マスターロール16に対するラ
インセンサ18の平行度の調整 この調整では上記画像の第1の基準マーク32に対応す
る第1の基準マーク画像38を用い、第1の基準マーク
画像38のX方向、及びY方向の射影長XL1、YL1
を算出し、射影長XL1、YL1の比、つまり、画像3
8の傾きθを算出する。平行度はロール全面を均一に検
出するために必要な調整項目であり、平行にするために
は位置調整機構19の傾斜ステージ27により傾きを調
整する。
(1) Adjustment of parallelism of the line sensor 18 with respect to the calibration master roll 16 In this adjustment, the first reference mark image 38 corresponding to the first reference mark 32 of the above image is used, and the first reference mark is used. Projection lengths XL1 and YL1 of the image 38 in the X and Y directions
Is calculated and the ratio of the projection lengths XL1 and YL1 is calculated, that is, the image 3
An inclination θ of 8 is calculated. The parallelism is an adjustment item necessary for uniformly detecting the entire surface of the roll, and the tilt is adjusted by the tilt stage 27 of the position adjusting mechanism 19 to make the roll parallel.

【0044】(2) スリット光光源13の平行度の調整 この調整では第1の基準マーク32に対応する第1の基
準マーク画像38を用い、第1の基準マーク32の第5
の基準マーク36Aの部分と交差する反射光量レベルを
算出し、両者の平均光量レベルの差からスリット光光源
13の校正用マスターロール16に対する平行度を算出
する。ロール全面を均一に検出するためには平行するこ
とが必要であり、平行にするためにはスリット光光源1
3の調整機構23A、23Bにより取付位置を調整す
る。 (3) ラインセンサ18の軸方向位置の調整 この調整では第2の基準マーク33に対応する第2の基
準マーク画像39を用い、第2の基準マーク画像39の
X軸方向の位置座標X1 を算出する。ロール全長を漏れ
なく検査するためには位置座標X1 と基準位置にずれの
無いことが必要であり、ずれを無くすためには位置調整
機構19の横移動ステージ30によりラインセンサ18
の軸方向位置を調整する。 (4) 光学倍率の調整 この調整では第3、及び第4の基準マーク34、35に
対応する第3、及び第4の基準マーク画像40、41を
用い、第3、及び第4の基準マーク画像40、41のX
軸方向の位置X2 、X3 を求め、これから第3、及び第
4の基準マーク画像40、41間の距離(X3 −X2
を算出する。校正用マスターロール16上で第3、及び
第4の基準マーク34、35間の距離は既知であるか
ら、面展開画像上での画素数で表される距離を求めるこ
とで光学倍率が求まる。被検査体の欠陥の良否の判定
は、算出する特徴量の1つである面積を用いた面積閾値
によりなされるので、同一の欠陥に対して算出する面積
値(画素数)を一定にするためには光学倍率の変動がな
いことが必要であり、変動を無くすためには位置調整機
構19の前後移動ステージ29により光路長を調整す
る。 (5) 縮小光学系17のピント調整 この調整では第2、第3、及び第4の基準マーク33、
34、及び35に対応する第2、第3、及び第4の基準
マーク画像39、40、及び41を用い、第2、第3、
及び第4の基準マーク画像39、40、及び41の面積
値を算出する。これは被検査体の欠陥の良否の判定に用
いる面積値が、ピントが合致している時に比べピントが
ずれている時の方が欠陥部分の画像が大きくなるからで
ある。
(2) Adjustment of parallelism of slit light source 13 In this adjustment, the first reference mark image 38 corresponding to the first reference mark 32 is used, and the fifth reference mark 32 of the first reference mark 32 is used.
The reflected light amount level intersecting the reference mark 36A part is calculated, and the parallelism of the slit light source 13 to the calibration master roll 16 is calculated from the difference between the average light amount levels of the two. In order to detect the entire surface of the roll uniformly, it is necessary to make them parallel, and in order to make them parallel, the slit light source 1
The mounting position is adjusted by the adjusting mechanisms 23A and 23B of No. 3. (3) Adjustment of Axial Position of Line Sensor 18 In this adjustment, the second reference mark image 39 corresponding to the second reference mark 33 is used, and the position coordinate X 1 of the second reference mark image 39 in the X axis direction is adjusted. To calculate. In order to inspect the entire roll length without omission, it is necessary that there is no deviation between the position coordinate X 1 and the reference position. In order to eliminate the deviation, the horizontal movement stage 30 of the position adjusting mechanism 19 causes the line sensor 18 to move.
Adjust the axial position of. (4) Adjustment of optical magnification In this adjustment, the third and fourth reference mark images 40 and 41 corresponding to the third and fourth reference marks 34 and 35 are used. X in images 40 and 41
The positions X 2 and X 3 in the axial direction are obtained, and from this, the distance (X 3 −X 2 ) between the third and fourth reference mark images 40 and 41.
To calculate. Since the distance between the third and fourth reference marks 34 and 35 on the calibration master roll 16 is known, the optical magnification can be obtained by obtaining the distance represented by the number of pixels on the surface developed image. Since the quality of the defect of the inspected object is determined by the area threshold value using the area which is one of the calculated feature amounts, the area value (the number of pixels) calculated for the same defect is made constant. It is necessary that the optical magnification does not change, and the optical path length is adjusted by the front-rear moving stage 29 of the position adjusting mechanism 19 in order to eliminate the change. (5) Focus adjustment of the reduction optical system 17 In this adjustment, the second, third and fourth reference marks 33,
Using the second, third, and fourth fiducial mark images 39, 40, and 41 corresponding to 34 and 35, the second, third, and
And area values of the fourth reference mark images 39, 40, and 41 are calculated. This is because the image of the defective portion becomes larger when the area value used for determining the quality of the defect of the inspection object is out of focus than when it is in focus.

【0045】ここで、図6、及び図7を用いて縮小光学
系17のピント位置と画像上の面積値の関係を説明す
る。図6は縮小光学系17のピント位置が合焦点位置に
ある場合と合焦点からずれている場合のセンサ信号を示
す。合焦点位置にある場合、センサ波形43はピークレ
ベルが高く、信号閾値Vthで切り出した2値化信号幅W
1 は最小となり、合焦点からずれている場合、センサ波
形44のピークレベルは低く、信号閾値Vthで切り出し
た2値化信号幅W2 は合焦点位置の2値化信号幅W1
比べ大きくなる。また、図7は合焦点位置の領域R1
合焦点からずれている領域R2 、R3 と信号ピーク値
(点線)、及びこれを2値化した面積値(実線)の関係
を示し、レンズが合焦点位置の領域R1 にある場合は、
信号ピーク値(センサ波形ピークレベル)が高く、信号
閾値Vthで2値化した面積値は最小となり、合焦点位置
がずれている領域R2 、R3 にある場合は、信号ピーク
値(センサ波形ピークレベル)が低く、信号閾値Vth
2値化した面積値は合焦点位置の範囲R1 にある場合よ
り大きくなる。従って、面積値よりピントを測定するこ
とができる。被検査体の欠陥の良否の判定は、面積閾値
により行うのでピントのずれがないことが必要であり、
ピントの調整は縮小光学系17のピントリングによって
行う。また、校正用マスターロール16の中心部と周辺
部では最適ピント位置が光路長の違いにより異なるの
で、両方のピントがほぼ合う位置を試行錯誤により求め
る。 (6) ラインセンサ18の検出位置の調整 この調整では第5、第6の基準マーク36A、36Bに
対応する第5、第6の基準マーク画像42A、42Bを
用い、これらのマーク画像の平均画素濃度を算出する。
被検査体の欠陥検査においては欠陥の種類に応じてスリ
ット光に対するラインセンサ18の検出位置を調整する
必要があり、算出した平均画素濃度が予め定めた第1、
第2、第3検出位置のそれぞれの画素濃度の基準値に合
致するように位置調整機構の傾斜ステージ26によりラ
インセンサ18のロール周方向に対する位置を調整す
る。
Here, the reduction optical system will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
The relationship between the focus position of the system 17 and the area value on the image will be described.
It In FIG. 6, the focus position of the reduction optical system 17 is at the in-focus position.
Shows the sensor signal with and without focus.
You When in the in-focus position, the sensor waveform 43 has a peak level.
High bell, signal threshold VthBinarized signal width W cut out in
1Is minimum and the sensor wave is out of focus.
The peak level of the shape 44 is low, and the signal threshold VthCut out with
Binary signal width W2Is the binarized signal width W of the in-focus position1To
It will be larger than that. Further, FIG. 7 shows a region R of the in-focus position.1When
Area R out of focus2, R3And signal peak value
(Dotted line) and the relationship between the binarized area value (solid line)
And the lens is in the focus area R1If
High signal peak value (sensor waveform peak level)
Threshold VthThe area value binarized by is the minimum, and the focus position
Deviated area R2, R3Signal peak if
Value (sensor waveform peak level) is low and signal threshold Vthso
The binarized area value is the focus range R1If you are in
Grows bigger. Therefore, focus can be measured from the area value.
You can The area threshold is used to judge the quality of defects in the inspection object.
Since it is done by, it is necessary that there is no focus shift,
Focus is adjusted by the focusing ring of the reduction optical system 17.
To do. In addition, the central part and the periphery of the calibration master roll 16
The optimum focus position differs depending on the optical path length
Then, by trial and error, find the position where both focus points are almost in focus.
It (6) Adjustment of the detection position of the line sensor 18 In this adjustment, the fifth and sixth reference marks 36A and 36B are marked.
The corresponding fifth and sixth fiducial mark images 42A, 42B.
Then, the average pixel density of these mark images is calculated.
In the defect inspection of the object to be inspected, depending on the type of defect,
The detection position of the line sensor 18 with respect to the incident light
It is necessary that the calculated average pixel density is a predetermined first,
If the pixel density of each of the second and third detection positions matches the reference value.
The tilt stage 26 of the position adjustment mechanism
Adjust the position of the in-sensor 18 in the roll circumferential direction
It

【0046】図8は、被検査体の欠陥の種類に応じて利
用される第1から第3検出位置へラインセンサ18を位
置調整する時の基準マーク検出方法を示し、校正用マス
ターロール16上にスリット光15が投影されると、ス
リット光15は艶消し処理により表面粗さの大きい第
5、第6の基準マーク36A、36Bによって滲んだよ
うになり円周方向に幅が広くなる。特に、第5の基準マ
ーク36Aより表面粗さが大きい第6の基準マーク36
Aにおいては、最もスリット光15の投影幅が広くな
る。ラインセンサ18の各検出位置への調整は、この第
5、第6の基準マーク36A、36Bの投影幅の広いス
リット光15を受光し、その反射光量レベルが第1から
第3検出位置の基準値になるように位置調整機構19の
傾斜ステージ27を調整することにより行う。
FIG. 8 shows a reference mark detection method for adjusting the position of the line sensor 18 to the first to third detection positions which are used according to the type of defect of the inspection object. When the slit light 15 is projected on, the slit light 15 becomes blurred by the matting treatment by the fifth and sixth reference marks 36A and 36B having large surface roughness, and the width becomes wide in the circumferential direction. In particular, the sixth reference mark 36 having a surface roughness larger than that of the fifth reference mark 36A.
In A, the projection width of the slit light 15 is widest. Adjustment to each detection position of the line sensor 18 is performed by receiving the slit light 15 having a wide projection width of the fifth and sixth reference marks 36A and 36B, and the reflected light amount level of the slit light 15 from the first to third detection positions. This is performed by adjusting the tilt stage 27 of the position adjusting mechanism 19 so that the value becomes a value.

【0047】図9は、ラインセンサ18の検出位置とセ
ンサ信号レベル(反射光量レベル)の関係を示し、46
は第5の基準マーク36Aにおけるスリット光のセンサ
信号波形、47は第6の基準マーク36Bにおけるスリ
ット光のセンサ信号波形、48は表面粗さ領域を有しな
い被検査体のスリット光のセンサ信号波形である。ここ
で、被検査体におけるラインセンサ18の検出位置を考
えると、第2検出位置はセンサ信号レベルが高い領域R
4 となり、第3検出位置はセンサ信号レベルが低い領域
5 となり、第2検出位置はセンサ信号レベルが領域R
5 より僅かに高い領域R6 となる。これらの領域にそれ
ぞれ対応する検出位置の範囲は、第2検出位置範囲
1 、第3検出位置範囲S2 、第1検出位置範囲S3
なる。図示から明らかなように、被検査体のスリット光
のセンサ信号波形48を見ると、第3検出位置範囲
2 、及び第1検出位置範囲S3 において受光位置が変
化してもセンサ信号レベルがほとんど変化せず、センサ
信号レベル、つまり、反射光量レベルを基に受光位置を
調整することは困難であった。一方、最も表面粗さが大
きい第6の基準マーク36Bのセンサ信号波形47を見
ると、第3検出位置範囲S2のセンサ信号レベルの領域
7 のレベル差がR5 のレベル差に比べて遙かに大きく
なる。その結果、第6の基準マーク36Bを使用するこ
とによりラインセンサ18の第3検出位置での微妙な位
置調整が容易になる。また、艶消しの程度を浅くした第
5の基準マーク36Aのセンサ信号波形46によれば、
第1検出位置範囲S3 において領域R8 のレベル差は被
検査体の第1検出位置領域S3 のセンサ信号レベルの領
域R6 のレベル差に比べて遙かに大きくなる。従って、
第5の基準マーク36Aを使用することによりラインセ
ンサ18の第1検出位置での微妙な位置調整が容易にな
る。このように校正用マスターロール18上に艶消し面
を部分的に設ければ、複数種類の検出位置に対する位置
調整が高精度、且つ、容易に行うことができる。
FIG. 9 shows the relationship between the detection position of the line sensor 18 and the sensor signal level (reflected light amount level).
Is the sensor signal waveform of the slit light at the fifth reference mark 36A, 47 is the sensor signal waveform of the slit light at the sixth reference mark 36B, and 48 is the sensor signal waveform of the slit light of the inspection object having no surface roughness region. Is. Here, considering the detection position of the line sensor 18 on the inspection object, the second detection position is a region R where the sensor signal level is high.
4 , the third detection position is the region R 5 where the sensor signal level is low, and the second detection position is the region R where the sensor signal level is low.
The region R 6 is slightly higher than 5 . The detection position ranges corresponding to these areas are the second detection position range S 1 , the third detection position range S 2 , and the first detection position range S 3 , respectively. As is apparent from the figure, when the sensor signal waveform 48 of the slit light of the inspection object is seen, the sensor signal level remains unchanged even if the light receiving position changes in the third detection position range S 2 and the first detection position range S 3 . It hardly changed, and it was difficult to adjust the light receiving position based on the sensor signal level, that is, the reflected light amount level. On the other hand, looking at the sensor signal waveform 47 of the sixth reference mark 36B having the largest surface roughness, the level difference of the sensor signal level region R 7 in the third detection position range S 2 is larger than that of R 5. It will be much larger. As a result, by using the sixth reference mark 36B, fine position adjustment of the line sensor 18 at the third detection position becomes easy. Further, according to the sensor signal waveform 46 of the fifth reference mark 36A with a reduced degree of matting,
In the first detection position range S 3 , the level difference in the region R 8 is much larger than the level difference in the sensor signal level region R 6 in the first detection position region S 3 of the inspection object. Therefore,
The use of the fifth reference mark 36A facilitates fine position adjustment of the line sensor 18 at the first detection position. By partially providing the matte surface on the calibration master roll 18 as described above, position adjustment for a plurality of types of detection positions can be performed with high accuracy and easily.

【0048】次に、図10のフローチャートを参照し
て、校正時の各種調整の手順について説明する。
Next, the procedure of various adjustments during calibration will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0049】複数ある調整項目を所定の順序を考えない
で調整すると、全ての項目を基準値に合致することが難
しくなる。これは調整項目の中に、例えば、受光位置の
調整のように他の項目が基準値に合致していることが前
提となる項目があるためである。そこで、これらの調整
を効率良く行うため、図10に示すステップに準じて校
正作業を進める。
If a plurality of adjustment items are adjusted without considering the predetermined order, it becomes difficult to match all the items with the reference value. This is because some of the adjustment items are premised on that other items match the reference value, such as adjustment of the light receiving position. Therefore, in order to perform these adjustments efficiently, the calibration work is carried out according to the steps shown in FIG.

【0050】まず、ラインセンサ18の検出位置を変更
することなく、校正用マスターロール16のそれぞれの
基準マークの特徴量が算出できるように第2、第3、第
4の基準マーク33、34、35を用いてピント調整を
行う(ステップ1)。次に、第3、第4の基準マーク3
4、35を用いて縮小光学系17の光学倍率を調整する
(ステップ2)。光学倍率を調整すると若干ピント位置
がずれるので再度ピント調整を行う(ステップ3)。続
いて、第2の基準マーク33を用いてラインセンサ18
のx軸方向における位置調整を行う(ステップ4)。こ
の後、第1の基準マーク32を用いてラインセンサ18
の平行度を調整する(ステップ5)。更に、第5、第6
の基準マーク36A、36Bを用いてスリット光光源1
3の平行度を調整する(ステップ6)。最後にスリット
光の位置に対するラインセンサ18の受光位置の選択を
行って、ラインセンサ18を第1から第3検出位置に調
整する(ステップ7)。この校正手順により、例えは、
検出位置の変更がある場合には、ステップ7のみを実施
すれば良く、また、スリット光光源や、ラインセンサ1
8の交換、或いは装置の移設等においてはステップ1か
ら実施する。
First, the second, third, and fourth reference marks 33, 34, so that the characteristic amount of each reference mark of the calibration master roll 16 can be calculated without changing the detection position of the line sensor 18. Focus adjustment is performed by using 35 (step 1). Next, the third and fourth fiducial marks 3
The optical magnification of the reduction optical system 17 is adjusted using 4 and 35 (step 2). When the optical magnification is adjusted, the focus position is slightly shifted, so focus adjustment is performed again (step 3). Then, using the second fiducial mark 33, the line sensor 18
The position is adjusted in the x-axis direction (step 4). After that, the line sensor 18 is formed using the first reference mark 32.
The parallelism of (step 5). Furthermore, the fifth and sixth
The slit light source 1 using the reference marks 36A and 36B of
The parallelism of 3 is adjusted (step 6). Finally, the light receiving position of the line sensor 18 with respect to the position of the slit light is selected, and the line sensor 18 is adjusted from the first to third detection positions (step 7). With this calibration procedure, for example,
When there is a change in the detection position, only step 7 needs to be performed, and the slit light source and the line sensor 1 can be used.
8 is replaced or the device is relocated from step 1.

【0051】以上述べた実施例では、校正用マスターロ
ール18としてロール軸に平行な直線状の第1の基準マ
ークと、点状の第2、第3、第4の基準マークを用いた
が、これに限定さされるものではなく、面状に展開した
画像としたとき特徴量を算出し、ラインセンサ18やス
リット光光源13の傾きや位置を算出できるものであれ
ば良く、例えば、図11に示すように、第1の基準マー
ク32をロール軸に平行な断続線で構成しても良く、ま
た、第2、第3、第4の基準マーク33、34、35を
円周方向に連続する直線で構成しても良い。また、以上
の実施例ではスリット光に対する受光位置の調整に用い
られる第5、第6の基準マーク36A、36Bを、アル
ミパイプの表面を黒色艶消しアルマイト処理して構成し
たが、これに限定されるものではなく、番手の低い研磨
ロールで表面研磨するなどして表面の鏡面性を検査ロー
ル面に比べて低くし、表面に照射したスリット光の反射
光量分布の変化が緩やかになるものであれば良い。
In the embodiment described above, the linear master first fiducial mark parallel to the roll axis and the dot-shaped second, third and fourth fiducial marks are used as the calibration master roll 18. The present invention is not limited to this, and it is possible to calculate the feature amount when the image is developed in a plane and to calculate the tilt and position of the line sensor 18 and the slit light source 13, and for example, in FIG. As shown, the first fiducial mark 32 may be formed by a broken line parallel to the roll axis, and the second, third, and fourth fiducial marks 33, 34, 35 are continuous in the circumferential direction. It may be composed of straight lines. Further, in the above embodiments, the fifth and sixth reference marks 36A and 36B used for adjusting the light receiving position for the slit light are formed by black matte alumite treatment on the surface of the aluminum pipe, but the present invention is not limited to this. However, the specularity of the surface should be made lower than that of the inspection roll surface by polishing the surface with a polishing roller of a lower count, and the change in the reflected light quantity distribution of the slit light irradiated on the surface should be gradual. Good.

【0052】また、以上の実施例では表示部22に表示
された検出値45Aと基準値45Bに基づいて作業者が
各調整機構を調整していたが、駆動回路によって各調整
機構を駆動させ、光学系を自動的に校正するようにして
も良い。
In the above embodiment, the operator adjusts each adjusting mechanism based on the detected value 45A and the reference value 45B displayed on the display unit 22, but the driving circuit drives each adjusting mechanism. The optical system may be automatically calibrated.

【0053】図12は、上記した光学系の自動校正装置
の構成を示す。第1の実施例と同一の部分には同一の引
用数字、符号を付したので重複する説明は省略するが、
各調整項目に対する光学系の任意の位置と各調整項目の
基準位置との差に応じた移動量を記憶した記憶テーブル
51と、画像処理部21で算出された各調整項目の検出
値に対応する移動量を記憶テーブル51から算出する調
整量算出部51と、調整量算出部51によって算出され
た調整量に基づいて位置調整機構19を駆動させる駆動
部52を有して構成されている。また、位置調整機構1
9だけでなくスリット光光源13の調整機構23A、2
3Bや、縮小光学系17のピントリングを自動調整する
ようにしても良い。
FIG. 12 shows the construction of the above-described automatic calibration device for the optical system. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and symbols, and thus duplicated description will be omitted.
It corresponds to the storage table 51 that stores the amount of movement according to the difference between the arbitrary position of the optical system for each adjustment item and the reference position of each adjustment item, and the detection value of each adjustment item calculated by the image processing unit 21. An adjustment amount calculation unit 51 that calculates the movement amount from the storage table 51 and a drive unit 52 that drives the position adjustment mechanism 19 based on the adjustment amount calculated by the adjustment amount calculation unit 51 are configured. In addition, the position adjustment mechanism 1
9 as well as the adjusting mechanism 23A, 2 for the slit light source 13
3B or the focus ring of the reduction optical system 17 may be automatically adjusted.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の表面欠陥検
査光学系の校正方法、及び装置によると、マスターロー
ルに部分粗さ円環マークを形成し、この部分の反射光量
を測定してスリット光に対するラインセンサの検出位置
を調整するようにしたため、表面に照射したスリット光
の反射光量分布の変化を緩やかにすることができ、スリ
ット光に対するラインセンサの検出位置の微妙な調整を
容易、且つ、的確に行うことができる。
As described above, according to the method and apparatus for calibrating the surface defect inspection optical system of the present invention, a partial roughness ring mark is formed on the master roll, and the amount of reflected light at this portion is measured to form a slit. Since the detection position of the line sensor with respect to the light is adjusted, the change in the reflected light amount distribution of the slit light irradiated on the surface can be moderated, and the delicate adjustment of the detection position of the line sensor with respect to the slit light can be easily performed, and , Can be done accurately.

【0055】また、表面欠陥検査光学系の検査ステージ
に、複数の基準マークが表面に設けられたマスターロー
ルを配置し、このマスターロールの各基準マークの読取
画像から光学系の相対位置関係を表す特徴量を算出する
ようにしたため、作業者による校正作業の工数を低減す
ると共に、校正作業の信頼性を向上させることができ
る。
Further, a master roll having a plurality of reference marks provided on its surface is arranged on the inspection stage of the surface defect inspection optical system, and the relative positional relationship of the optical system is represented from the read image of each reference mark of the master roll. Since the feature amount is calculated, it is possible to reduce the number of man-hours for the calibration work by the operator and improve the reliability of the calibration work.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】一実施例に係る校正用マスターロールを示す説
明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a calibration master roll according to an embodiment.

【図3】一実施例に係る表示部の表示状態を示す説明
図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display state of a display unit according to an embodiment.

【図4】一実施例に係る信号抽出回路と画像処理部の出
力信号を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing output signals of a signal extraction circuit and an image processing unit according to an embodiment.

【図5】一実施例に係る校正用マスターロールの表面を
面状に展開した画像を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory view showing an image in which the surface of the calibration master roll according to the embodiment is developed in a planar shape.

【図6】一実施例に係るピント合焦度とセンサ信号レベ
ルの関係を表すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a focus degree and a sensor signal level according to an embodiment.

【図7】一実施例に係るピント合焦度と面積値、及びセ
ンサ信号ピーク値の関係を表すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a focus degree, an area value, and a sensor signal peak value according to an embodiment.

【図8】一実施例に係るラインセンサの受光位置の調整
時を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a time of adjusting a light receiving position of the line sensor according to the embodiment.

【図9】一実施例に係るロール円周方向に対するセンサ
信号レベルとラインセンサの受光位置の関係を表すグラ
フ。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the sensor signal level and the light receiving position of the line sensor in the roll circumferential direction according to the embodiment.

【図10】一実施例に係る光学系校正時の各種調整の手
順を示すフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of various adjustments when calibrating an optical system according to an embodiment.

【図11】本発明の第2の実施例を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施例を示す説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図13】表面欠陥検査装置を示す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a surface defect inspection apparatus.

【図14】被検査体の表面欠陥検査時のスリット光反射
特性を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing slit light reflection characteristics when inspecting a surface defect of an inspection object.

【図15】従来の表面欠陥検査装置の光学系校正方法を
示す説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an optical system calibration method for a conventional surface defect inspection apparatus.

【図16】従来の表面欠陥検査装置の光学系校正方法を
示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an optical system calibration method for a conventional surface defect inspection apparatus.

【図17】従来の他の表面欠陥検査装置の光学系校正方
法を示す説明図。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an optical system calibration method of another conventional surface defect inspection apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 蛍光灯 2 スリット 3 被検査体 4 ステージ 5 縮小光学系 6 ラインセンサ 7 欠陥検出装置 8 三角マーク 8’ 三角マークに対応した波形 9 ラダーマーク 9’ ラダーマークに対応した波形 10A、10B 縦線マーク 10A’、10B’ 縦線マークに対応した波形 11 横線マーク 11’ 横線マークに対応した波形 12A、12B 欠陥部 13 スリット光光源 14 検査ステージ 15 スリット光 16 校正用マスターロール 17 縮小光学系 18 ラインセンサ 19 位置調整機構 20 信号抽出回路 21 画像処理部 22 表示部 23A、23B 調整機構 24A、24B 駆動ロール 25 モータ 26 傾斜ステージ 27 傾斜ステージ 28 回転ステージ 29 前後移動ステージ 30 横移動ステージ 31 欠陥部 32 第1の基準マーク 33 第2の基準マーク 34 第3の基準マーク 35 第4の基準マーク 36A 第5の基準マーク 36B 第6の基準マーク 37 反射マーク 38 第1の基準マーク画像 39 第2の基準マーク画像 40 第3の基準マーク画像 41 第4の基準マーク画像 42A 第5の基準マーク 42B 第6の基準マーク画像 43、44 センサ波形 45A 現在値 45B 基準値 50 記憶テーブル 51 調整量算出部 52 駆動部 1 Fluorescent lamp 2 Slit 3 Object to be inspected 4 Stage 5 Reduction optical system 6 Line sensor 7 Defect detection device 8 Triangle mark 8'Waveform corresponding to triangle mark 9 Ladder mark 9'Waveform corresponding to ladder mark 10A, 10B Vertical line mark 10A ', 10B' Waveform corresponding to vertical line mark 11 Horizontal line mark 11 'Waveform corresponding to horizontal line mark 12A, 12B Defect part 13 Slit light source 14 Inspection stage 15 Slit light 16 Calibration master roll 17 Reduction optical system 18 Line sensor 19 Position Adjusting Mechanism 20 Signal Extracting Circuit 21 Image Processing Section 22 Display Section 23A, 23B Adjusting Mechanism 24A, 24B Drive Roll 25 Motor 26 Tilt Stage 27 Tilt Stage 28 Rotating Stage 29 Front-Back Moving Stage 30 Lateral Moving Stage 31 Defect 32 First The standard of 33 33 2nd fiducial mark 34 3rd fiducial mark 35 4th fiducial mark 36A 5th fiducial mark 36B 6th fiducial mark 37 Reflection mark 38 1st fiducial mark image 39 2nd fiducial mark image 40 40th fiducial mark 3 reference mark image 41 4th reference mark image 42A 5th reference mark 42B 6th reference mark image 43, 44 Sensor waveform 45A Present value 45B Reference value 50 Storage table 51 Adjustment amount calculation unit 52 Drive unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査位置に配置されたロール部材にスリ
ット光を照射し、前記スリット光の前記ロール部材から
の反射光を受光して前記ロール部材の表面欠陥を検出す
る光学系の位置、及び姿勢を校正する表面欠陥検査光学
系の校正方法において、 前記ロール部材と同一のサイズを有し、他の領域より表
面粗さが大きい帯状の円環マークを含む複数の基準マー
クを表面に有したマスターロールを準備し、 前記マスターロールを前記検査位置に配置し、 前記マスターロールに前記スリット光を照射して、前記
スリット光の照射位置、及びその近傍の位置から受光し
て受光レベルを検出し、 前記受光レベルと、前記スリット光の照射位置、前記ス
リット光の前記照射位置の境界位置、及び前記スリット
光の前記照射位置の外部位置に応じた基準の受光レベル
とを比較して、前記照射位置、前記境界位置、及び前記
外部位置に対する前記光学系の位置、及び姿勢を校正す
ることを特徴とする表面欠陥光学系の校正方法。
1. A position of an optical system for irradiating a roll member arranged at an inspection position with slit light and receiving reflected light of the slit light from the roll member to detect a surface defect of the roll member, and In a calibration method of a surface defect inspection optical system for calibrating a posture, a plurality of reference marks including a belt-shaped annular mark having the same size as the roll member and having a larger surface roughness than other regions are provided on the surface. Prepare a master roll, arrange the master roll at the inspection position, irradiate the master roll with the slit light, detect the light receiving level by receiving light from the slit light irradiation position and a position in the vicinity thereof. A reference according to the light receiving level, the irradiation position of the slit light, the boundary position of the irradiation position of the slit light, and the external position of the irradiation position of the slit light. Compares the received light level, the irradiation position, said boundary position, and the position of the optical system with respect to the external position, and the calibration method for the surface defects optical system, characterized in that calibrating the posture.
【請求項2】 検査位置に配置されたロール部材にスリ
ット光を照射し、前記スリット光の前記ロール部材から
の反射光を受光して前記ロール部材の表面欠陥を検出す
る光学系の位置、及び姿勢を校正する表面欠陥検査光学
系の校正方法において、 前記ロール部材と同一のサイズを有し、複数の基準マー
クを表面に有したマスターロールを準備し、 前記マスターロールを前記検査位置に配置し、 前記マスターロールに前記スリット光を照射して、その
反射光を受光することにより前記複数の基準マークの特
徴量を演算し、 前記特徴量と予め定めた範囲の基準値を比較して前記光
学系の前記マスターロールに対する位置、及び姿勢を校
正することを特徴とする表面欠陥光学系の校正方法。
2. A position of an optical system for irradiating a roll member arranged at an inspection position with slit light and receiving reflected light of the slit light from the roll member to detect a surface defect of the roll member, and In the calibration method of the surface defect inspection optical system for calibrating the posture, a master roll having the same size as the roll member and having a plurality of reference marks on the surface is prepared, and the master roll is arranged at the inspection position. The master roll is irradiated with the slit light and the reflected light is received to calculate the characteristic amount of the plurality of reference marks, and the optical amount is calculated by comparing the characteristic amount with a reference value in a predetermined range. A method of calibrating a surface defect optical system, characterized in that the position and orientation of the system with respect to the master roll are calibrated.
【請求項3】 検査位置に配置されたロール部材にスリ
ット光を照射し、前記スリット光の前記ロール部材から
の反射光を受光して前記ロール部材の表面欠陥を検出す
る光学系の位置、及び姿勢を校正する表面欠陥検査光学
系の校正装置において、 前記ロール部材と同一のサイズを有し、他の領域よりも
表面粗さが大きい帯状の円環マークを含む複数の基準マ
ークを表面に有したマスターロールと、 前記ロール部材、或いは前記マスターロールを前記検査
位置に位置させる検査ステージと、 前記検査ステージに配置された前記ロール部材、或いは
前記マスターロールに前記スリット光を照射するスリッ
ト光光源と、 前記マスターロールに前記スリット光光源から前記スリ
ット光が照射されたとき、前記スリット光の照射位置、
及びその近傍の位置からの受光レベルを検出するライン
センサと、 前記受光レベルと、前記スリット光の照射位置、前記ス
リット光の前記照射位置の境界位置、及び前記スリット
光の前記照射位置の外部位置に応じた基準の受光レベル
とを比較して、前記照射位置、前記境界位置、及び前記
外部位置に対する前記光学系の位置、及び姿勢を校正す
る位置及び姿勢調整手段を備えたことを特徴とする表面
欠陥光学系の校正装置。
3. A position of an optical system for irradiating a roll member arranged at an inspection position with slit light, receiving reflected light of the slit light from the roll member, and detecting a surface defect of the roll member, and In a surface defect inspection optical system calibrating device for calibrating a posture, a plurality of reference marks including a belt-shaped annular mark having the same size as the roll member and having a larger surface roughness than other regions are provided on the surface. A master roll, an inspection stage that positions the roll member or the master roll at the inspection position, a roll member that is arranged on the inspection stage, or a slit light source that irradiates the master roll with the slit light. When the slit light is emitted from the slit light source to the master roll, an irradiation position of the slit light,
And a line sensor for detecting a light receiving level from a position in the vicinity thereof, the light receiving level, an irradiation position of the slit light, a boundary position of the irradiation position of the slit light, and an external position of the irradiation position of the slit light. And a position and attitude adjusting means for calibrating the position and attitude of the optical system with respect to the irradiation position, the boundary position, and the external position by comparing with a reference light receiving level according to the above. Calibration device for surface defect optical system.
【請求項4】 検査位置に配置されたロール部材にスリ
ット光を照射し、前記スリット光の前記ロール部材から
の反射光を受光して前記ロール部材の表面欠陥を検出す
る光学系の位置、及び姿勢を校正する表面欠陥検査光学
系の校正装置において、 前記ロール部材と同一のサイズを有し、複数の基準マー
クを表面に有したマスターロールと、 前記ロール部材、或いは前記マスターロールを前記検査
位置に位置させる検査ステージと、 前記検査ステージに配置された前記ロール部材、或いは
前記マスターロールに前記スリット光を照射するスリッ
ト光光源と、 前記マスターロールに前記スリット光光源から前記スリ
ット光が照射されたとき、前記複数の基準マークに対応
する画像信号を出力するラインセンサと、 前記画像信号に基づいて前記複数の基準マークの特徴量
を演算する信号演算手段と、 前記特徴量と予め定めた範囲の基準値を比較して求めら
れる校正量に基づいて前記光学系の前記マスターロール
に対する位置、及び姿勢を校正する位置及び姿勢調整手
段を備えていることを特徴とする表面欠陥検査光学系の
校正装置。
4. A position of an optical system for irradiating a roll member arranged at an inspection position with slit light, receiving reflected light of the slit light from the roll member, and detecting a surface defect of the roll member, and In a calibration device for a surface defect inspection optical system for calibrating a posture, a master roll having the same size as the roll member and having a plurality of reference marks on the surface, the roll member, or the master roll at the inspection position. A slit light source for irradiating the slit light to the roll member or the master roll arranged on the inspection stage, and the slit light to the master roll from the slit light source. At this time, a line sensor that outputs an image signal corresponding to the plurality of reference marks, and the line sensor based on the image signal Signal calculating means for calculating the characteristic amount of a plurality of reference marks, and the position and orientation of the optical system with respect to the master roll based on a calibration amount obtained by comparing the characteristic amount with a reference value in a predetermined range. A calibration device for a surface defect inspection optical system, comprising a position and attitude adjusting means for calibration.
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