JPH09105724A - 表面検査装置 - Google Patents
表面検査装置Info
- Publication number
- JPH09105724A JPH09105724A JP8085103A JP8510396A JPH09105724A JP H09105724 A JPH09105724 A JP H09105724A JP 8085103 A JP8085103 A JP 8085103A JP 8510396 A JP8510396 A JP 8510396A JP H09105724 A JPH09105724 A JP H09105724A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical system
- light receiving
- reflected
- inspection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検査対象物の透明層表面の検査を精度よく行
いうる表面検査装置。 【解決手段】 本装置０は，光の散乱特性を有する平板
上に透明層を形成してなる検査対象物の表面１を光を用
いて検査する表面検査装置であって，上記検査対象物の
表面１に平行光を投光する投光光学系２と，上記投光さ
れた検査対象物の表面１からの反射光の光軸方向に配置
され，該表面からの反射光を受光する受光面３と，上記
検査対象物の表面１と受光面３とに対して相互に結像位
置関係を持たせると共に，該表面から平行に反射された
反射光を受光面に平行に入射させる反射結像光学系４と
から構成されている。上記構成により精度のよい表面検
査を行うことができる。
いうる表面検査装置。 【解決手段】 本装置０は，光の散乱特性を有する平板
上に透明層を形成してなる検査対象物の表面１を光を用
いて検査する表面検査装置であって，上記検査対象物の
表面１に平行光を投光する投光光学系２と，上記投光さ
れた検査対象物の表面１からの反射光の光軸方向に配置
され，該表面からの反射光を受光する受光面３と，上記
検査対象物の表面１と受光面３とに対して相互に結像位
置関係を持たせると共に，該表面から平行に反射された
反射光を受光面に平行に入射させる反射結像光学系４と
から構成されている。上記構成により精度のよい表面検
査を行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，表面検査装置に係
り，例えばプラスチックカードのような光の散乱反射特
性を持つ粗面上に透明層を有する検査対象物の透明層表
面の欠陥を検出する表面検査装置に関するものである。
り，例えばプラスチックカードのような光の散乱反射特
性を持つ粗面上に透明層を有する検査対象物の透明層表
面の欠陥を検出する表面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より，例えばプラスチックカードの
ような光の散乱反射特性を持つ粗面上に透明層を有する
検査対象物の表面の欠陥を検出する表面検査に関し，種
々の装置が開発されている。例えば特開昭６４−６３８
４６号公報に開示された「カード検査装置」では，テレ
ホンカード，オレンジカード，クレジットカードなどを
検査対象とし，印刷の汚れ，キズ，形状の欠陥の検出等
を行う。即ち，ここではラインセンサによりカード表面
をスキャンして画像を取り込み，この画像をあらかじめ
メモリに格納してあった正常な画像データと比較すると
いう方法を用いて表面検査を行っている。また，特開平
２−２４８８４５号公報に開示された「カード表面欠陥
検査装置」では，ホログラムカードを検査対象とし，カ
ード上のホログラムシートの欠け，剥離，張り合わせ不
良の検査を行う。即ち，ここではレーザシート光をホロ
グラムシートに投光して反射光をラインセンサにより検
出し，反射光の光量を積分した値がしきい値を越えるか
どうかで不良を判断するという方法を用いて表面検査を
行っている。
ような光の散乱反射特性を持つ粗面上に透明層を有する
検査対象物の表面の欠陥を検出する表面検査に関し，種
々の装置が開発されている。例えば特開昭６４−６３８
４６号公報に開示された「カード検査装置」では，テレ
ホンカード，オレンジカード，クレジットカードなどを
検査対象とし，印刷の汚れ，キズ，形状の欠陥の検出等
を行う。即ち，ここではラインセンサによりカード表面
をスキャンして画像を取り込み，この画像をあらかじめ
メモリに格納してあった正常な画像データと比較すると
いう方法を用いて表面検査を行っている。また，特開平
２−２４８８４５号公報に開示された「カード表面欠陥
検査装置」では，ホログラムカードを検査対象とし，カ
ード上のホログラムシートの欠け，剥離，張り合わせ不
良の検査を行う。即ち，ここではレーザシート光をホロ
グラムシートに投光して反射光をラインセンサにより検
出し，反射光の光量を積分した値がしきい値を越えるか
どうかで不良を判断するという方法を用いて表面検査を
行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
表面検査装置では，次のような問題点があった。 （１）前述のプラスチックカードなどの表面検査におい
て，光の散乱反射特性を持つ表面である印刷面の外観検
査を行う場合は，上記特開昭６４−６３８４６号公報に
示すような装置が使用可能である。また，その光学系と
して落射照明による光学顕微鏡などを使用すればよい。
しかし，検査対象が印刷面ではなく，そのさらに表面の
透明樹脂層表面である場合，従来の落射照明光学顕微鏡
では印刷面からの散乱反射光も入射するため，欠陥と印
刷パターンとの分離が困難である。従って，十分な検査
精度が得られない。 （２）透明層表面に貼り付けられたホログラムシートの
不良検出のように局部的な表面検査に対しては上記特開
平２−２４８８４５号公報に示すような装置が使用可能
であるが，この装置では透明層表面全体の外観検査を行
うことは困難である。
表面検査装置では，次のような問題点があった。 （１）前述のプラスチックカードなどの表面検査におい
て，光の散乱反射特性を持つ表面である印刷面の外観検
査を行う場合は，上記特開昭６４−６３８４６号公報に
示すような装置が使用可能である。また，その光学系と
して落射照明による光学顕微鏡などを使用すればよい。
しかし，検査対象が印刷面ではなく，そのさらに表面の
透明樹脂層表面である場合，従来の落射照明光学顕微鏡
では印刷面からの散乱反射光も入射するため，欠陥と印
刷パターンとの分離が困難である。従って，十分な検査
精度が得られない。 （２）透明層表面に貼り付けられたホログラムシートの
不良検出のように局部的な表面検査に対しては上記特開
平２−２４８８４５号公報に示すような装置が使用可能
であるが，この装置では透明層表面全体の外観検査を行
うことは困難である。
【０００４】このため広範囲にわたる表面の変形を検出
しうるシュリーレン法や光学顕微鏡の適用も考えられる
が，上記外観検査で検出したい表面不良は主として表面
のキズ，汚れ，あるいは異物であり，これらは局所的な
散乱性の欠陥である。従って，シュリーレン法ではこれ
らの欠陥を明確に検出できない。一方，光学顕微鏡で
は，上記（１）の場合と同様，印刷面からの散乱反射光
により欠陥と印刷パターンとの分離が困難となる。した
がって，従来は印刷面の検査と分離して，表面の透明樹
脂層表面の検査だけを行い，さらには，透明樹脂層表面
にある様々な欠陥，即ち局所的な散乱性の欠陥，表面の
凹凸による偏向反射特性を有する欠陥，それぞれについ
て感度良く検査することはできなかった。本発明は，こ
のような従来の技術における課題を解決するために，表
面検査装置を改良し，印刷面の検査と分離して，表層の
透明樹脂層表面の検査だけを行い，さらには，透明樹脂
層表面にある様々な欠陥，即ち局所的な散乱性の欠陥，
表面の凹凸による偏向反射特性を有する欠陥，それぞれ
について感度良く検査することができる表面検査装置を
提供することを目的とするものである。
しうるシュリーレン法や光学顕微鏡の適用も考えられる
が，上記外観検査で検出したい表面不良は主として表面
のキズ，汚れ，あるいは異物であり，これらは局所的な
散乱性の欠陥である。従って，シュリーレン法ではこれ
らの欠陥を明確に検出できない。一方，光学顕微鏡で
は，上記（１）の場合と同様，印刷面からの散乱反射光
により欠陥と印刷パターンとの分離が困難となる。した
がって，従来は印刷面の検査と分離して，表面の透明樹
脂層表面の検査だけを行い，さらには，透明樹脂層表面
にある様々な欠陥，即ち局所的な散乱性の欠陥，表面の
凹凸による偏向反射特性を有する欠陥，それぞれについ
て感度良く検査することはできなかった。本発明は，こ
のような従来の技術における課題を解決するために，表
面検査装置を改良し，印刷面の検査と分離して，表層の
透明樹脂層表面の検査だけを行い，さらには，透明樹脂
層表面にある様々な欠陥，即ち局所的な散乱性の欠陥，
表面の凹凸による偏向反射特性を有する欠陥，それぞれ
について感度良く検査することができる表面検査装置を
提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，光の散乱特性を有する平板上に透明層を形
成してなる検査対象物の表面を光を用いて検査する表面
検査装置において，上記検査対象物の表面に平行光を投
光する投光光学系と，上記投光された検査対象物の表面
からの正反射光の光軸方向に配置され，該表面からの反
射光を受光する第１の受光面と，上記検査対象物の表面
と上記第１の受光面とに対して相互に結像位置関係を持
たせると共に，該表面から平行に反射された反射光を上
記第１の受光面に平行に入射させる反射結像光学系とを
具備してなることを特徴とする表面検査装置として構成
されている。さらには，上記反射結像光学系の光路中に
上記検査対象物の表面から平行に反射された反射光を集
光する集光点を１以上有し，該集光点を通る反射光のみ
を透過させる一方，残りの反射光を遮へいする遮へい板
を設けた表面検査装置である。さらには，上記検査対象
物の表面と上記第１の受光面とに対して相互の結像位置
関係からずれた位置関係を持たせる焦点ずらし光学系を
具備してなる表面検査装置である。 さらには，上記焦
点ずらし光学系が，上記第１の受光面へ向かう第１の光
路から分岐した第２の光路を形成する光分岐手段と，上
記第２の光路を通る反射光を受光する第２の受光面と，
上記第２の受光面に形成される像の焦点をずらすための
位置に設けたレンズとを具備してなる表面検査装置であ
る。さらには，上記焦点ずらし光学系が，上記反射結像
光学系の光路中で光路長を変化させるチョッパよりなる
表面検査装置である。
に本発明は，光の散乱特性を有する平板上に透明層を形
成してなる検査対象物の表面を光を用いて検査する表面
検査装置において，上記検査対象物の表面に平行光を投
光する投光光学系と，上記投光された検査対象物の表面
からの正反射光の光軸方向に配置され，該表面からの反
射光を受光する第１の受光面と，上記検査対象物の表面
と上記第１の受光面とに対して相互に結像位置関係を持
たせると共に，該表面から平行に反射された反射光を上
記第１の受光面に平行に入射させる反射結像光学系とを
具備してなることを特徴とする表面検査装置として構成
されている。さらには，上記反射結像光学系の光路中に
上記検査対象物の表面から平行に反射された反射光を集
光する集光点を１以上有し，該集光点を通る反射光のみ
を透過させる一方，残りの反射光を遮へいする遮へい板
を設けた表面検査装置である。さらには，上記検査対象
物の表面と上記第１の受光面とに対して相互の結像位置
関係からずれた位置関係を持たせる焦点ずらし光学系を
具備してなる表面検査装置である。 さらには，上記焦
点ずらし光学系が，上記第１の受光面へ向かう第１の光
路から分岐した第２の光路を形成する光分岐手段と，上
記第２の光路を通る反射光を受光する第２の受光面と，
上記第２の受光面に形成される像の焦点をずらすための
位置に設けたレンズとを具備してなる表面検査装置であ
る。さらには，上記焦点ずらし光学系が，上記反射結像
光学系の光路中で光路長を変化させるチョッパよりなる
表面検査装置である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して，本発明
の実施の形態につき説明し，本発明の理解に供する。
尚，以下の実施の形態は本発明を具体化した一例であっ
て，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。ここに，図１は本発明の実施の形態に係る表面検査
装置０の概略構成を示す模式図，図２は検査対象物表面
１からの光の反射特性を示す説明図，図３は表面検査装
置０の動作原理を示す説明図である。図１に示す如く，
本発明の実施形態に係る表面検査装置０は，光の散乱特
性を有する平板上に透明層を形成してなる検査対象物の
表面１を光を用いて検査する点で従来例と同様である。
しかし，本実施の形態では，上記検査対象物の表面１に
平行光を投光する投光光学系２と，上記投光された検査
対象物の表面１からの反射光の光軸方向に配置され，該
表面からの反射光を受光する受光面３と，上記検査対象
物の表面１と受光面３とに対して相互に結像位置関係を
持たせると共に，該表面から平行に反射された反射光を
受光面に平行に入射させる反射結像光学系４とを具備し
てなる点で従来例と異なる。本発明の実施の形態におけ
る表面検査装置０は以下のように動作する。
の実施の形態につき説明し，本発明の理解に供する。
尚，以下の実施の形態は本発明を具体化した一例であっ
て，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。ここに，図１は本発明の実施の形態に係る表面検査
装置０の概略構成を示す模式図，図２は検査対象物表面
１からの光の反射特性を示す説明図，図３は表面検査装
置０の動作原理を示す説明図である。図１に示す如く，
本発明の実施形態に係る表面検査装置０は，光の散乱特
性を有する平板上に透明層を形成してなる検査対象物の
表面１を光を用いて検査する点で従来例と同様である。
しかし，本実施の形態では，上記検査対象物の表面１に
平行光を投光する投光光学系２と，上記投光された検査
対象物の表面１からの反射光の光軸方向に配置され，該
表面からの反射光を受光する受光面３と，上記検査対象
物の表面１と受光面３とに対して相互に結像位置関係を
持たせると共に，該表面から平行に反射された反射光を
受光面に平行に入射させる反射結像光学系４とを具備し
てなる点で従来例と異なる。本発明の実施の形態におけ
る表面検査装置０は以下のように動作する。
【０００７】まず図２（ａ）に示すように，本装置０の
投光光学系２により，検査対象物の表面１である透明層
の平滑面（健全部）に平行入射した光はここで正反射
し，受光面３で明部となってあらわれる。一方，透明層
表面の凹凸は図２（ｂ）に示すような偏向性欠陥とし
て，また表面キズ，汚れ，あるいは異物は図２（ｃ）に
示すような散乱性欠陥として，いずれも正反射方向から
ずれた光の散乱反射特性をもつため，受光面３に到達す
る受光量が少なく，明部（健全部）の中の暗部（欠陥）
として観察される。さらに，透明層下の粗面は光の散乱
反射特性を持つため，表面欠陥と同じように正反射方向
成分はほとんど検出されず，また，透明層表面（健全
部）の正反射成分に埋もれたかたちとなり，粗面のパタ
ーンは検出されない。以下，本装置０の構成をさらに具
体化するとともに，その動作原理を詳述する。図１にお
いて，光源２ａから発せられた白色光は，ピンホール２
ｂを経て点光源となり，レンズ２ｃによりコリメートさ
れる。そして，ハーフミラー２ｄにより反射され，検査
対象物表面１に垂直方向から照射される。反射光はハー
フミラー２ｄを透過した成分がレンズ４ａを経て，レン
ズ４ｂを通り，受光面３で観察される。ここでは光源２
ａ，ピンホール２ｂ，レンズ２ｃ及びハーフミラー２ｄ
が投光光学系を構成し，ハーフミラー２ｄ及びレンズ４
ａ，４ｂが反射結像光学系を構成している。
投光光学系２により，検査対象物の表面１である透明層
の平滑面（健全部）に平行入射した光はここで正反射
し，受光面３で明部となってあらわれる。一方，透明層
表面の凹凸は図２（ｂ）に示すような偏向性欠陥とし
て，また表面キズ，汚れ，あるいは異物は図２（ｃ）に
示すような散乱性欠陥として，いずれも正反射方向から
ずれた光の散乱反射特性をもつため，受光面３に到達す
る受光量が少なく，明部（健全部）の中の暗部（欠陥）
として観察される。さらに，透明層下の粗面は光の散乱
反射特性を持つため，表面欠陥と同じように正反射方向
成分はほとんど検出されず，また，透明層表面（健全
部）の正反射成分に埋もれたかたちとなり，粗面のパタ
ーンは検出されない。以下，本装置０の構成をさらに具
体化するとともに，その動作原理を詳述する。図１にお
いて，光源２ａから発せられた白色光は，ピンホール２
ｂを経て点光源となり，レンズ２ｃによりコリメートさ
れる。そして，ハーフミラー２ｄにより反射され，検査
対象物表面１に垂直方向から照射される。反射光はハー
フミラー２ｄを透過した成分がレンズ４ａを経て，レン
ズ４ｂを通り，受光面３で観察される。ここでは光源２
ａ，ピンホール２ｂ，レンズ２ｃ及びハーフミラー２ｄ
が投光光学系を構成し，ハーフミラー２ｄ及びレンズ４
ａ，４ｂが反射結像光学系を構成している。
【０００８】また光路中に細線で示したものが受光面３
に平行光として入射する反射光であり，やや太線で示し
たものが受光面３に像を結ぶ反射光である。図中にｌ1
，ｌ2 ，ｌ3 ，ｌ4 として示した距離については，レ
ンズ４ａ，レンズ４ｂの焦点距離をそれぞれｆ2 ，ｆ3
としたとき，次の関係式が成立する。 ｌ1 ＝ｌ2 ＝ｆ2 ｌ3 ＝ｌ4 ＝ｆ3 さらに，ここでは，レンズ４ａの焦点距離ｆ2 ＝２５０
mm，口径１００mm，レンズ４ｂの焦点距離ｆ3 ＝２５m
m，口径１６mmとしており，検査対象物表面１からの有
限の受光開口を実現しているため，表面欠陥が明部中の
暗部として得られる。図３（ａ）に透明層表面の健全部
からの正反射光受光状態を，また図３（ｂ）に欠陥部か
らの散乱光受光状態をそれぞれ模式的に図示した。本第
１の実施例の場合，受光面３に入射する散乱光はレンズ
４ｂの開口（＝１６mm）で制約されるため，受光角
（θ）は次のような値となる。 θ＝ｔａｎ-1｛（１６／２）／２５０｝＝２°
に平行光として入射する反射光であり，やや太線で示し
たものが受光面３に像を結ぶ反射光である。図中にｌ1
，ｌ2 ，ｌ3 ，ｌ4 として示した距離については，レ
ンズ４ａ，レンズ４ｂの焦点距離をそれぞれｆ2 ，ｆ3
としたとき，次の関係式が成立する。 ｌ1 ＝ｌ2 ＝ｆ2 ｌ3 ＝ｌ4 ＝ｆ3 さらに，ここでは，レンズ４ａの焦点距離ｆ2 ＝２５０
mm，口径１００mm，レンズ４ｂの焦点距離ｆ3 ＝２５m
m，口径１６mmとしており，検査対象物表面１からの有
限の受光開口を実現しているため，表面欠陥が明部中の
暗部として得られる。図３（ａ）に透明層表面の健全部
からの正反射光受光状態を，また図３（ｂ）に欠陥部か
らの散乱光受光状態をそれぞれ模式的に図示した。本第
１の実施例の場合，受光面３に入射する散乱光はレンズ
４ｂの開口（＝１６mm）で制約されるため，受光角
（θ）は次のような値となる。 θ＝ｔａｎ-1｛（１６／２）／２５０｝＝２°
【０００９】また欠陥部からの光の散乱反射特性が等方
的であると仮定すれば，正反射成分に対する散乱受光量
比（Ｒ）は，次のようになる。 Ｒ＝π・（２５０・ｔａｎθ）2 ／２π・（２５０）2 ＝（ｔａｎθ）2 ／２ ＝０．０００５ すなわち，透明層表面の健全部からの受光正反射光強度
に対して，等方性散乱をする表面欠陥からの受光散乱光
強度は０．１％以下と十分に小さく，欠陥部は明部（健
全部）中の暗部として容易に識別できることがわかる。
既に述べたように表面欠陥としては，表面キズ，汚れ，
あるいは異物のような散乱性欠陥以外に，表面の凹凸で
ある偏向性欠陥があるが，この場合は，表面の凹凸によ
って正反射光方向が上記の受光角（θ＝２°）を越えて
偏向すると，表面の凹凸部が暗部となって現れることか
らその存在が容易にわかる。一方，透明層下の粗面は表
面欠陥と同じように光の散乱反射特性をもつため，表面
欠陥と同じように受光散乱光強度は小さくなるが，この
場合は透明層表面（健全部）の正反射成分の強度に埋も
れてしまい，粗面のパターンは検出されない。これによ
り，検査対象物の透明層表面の検査を精度よく行うこと
ができる。
的であると仮定すれば，正反射成分に対する散乱受光量
比（Ｒ）は，次のようになる。 Ｒ＝π・（２５０・ｔａｎθ）2 ／２π・（２５０）2 ＝（ｔａｎθ）2 ／２ ＝０．０００５ すなわち，透明層表面の健全部からの受光正反射光強度
に対して，等方性散乱をする表面欠陥からの受光散乱光
強度は０．１％以下と十分に小さく，欠陥部は明部（健
全部）中の暗部として容易に識別できることがわかる。
既に述べたように表面欠陥としては，表面キズ，汚れ，
あるいは異物のような散乱性欠陥以外に，表面の凹凸で
ある偏向性欠陥があるが，この場合は，表面の凹凸によ
って正反射光方向が上記の受光角（θ＝２°）を越えて
偏向すると，表面の凹凸部が暗部となって現れることか
らその存在が容易にわかる。一方，透明層下の粗面は表
面欠陥と同じように光の散乱反射特性をもつため，表面
欠陥と同じように受光散乱光強度は小さくなるが，この
場合は透明層表面（健全部）の正反射成分の強度に埋も
れてしまい，粗面のパターンは検出されない。これによ
り，検査対象物の透明層表面の検査を精度よく行うこと
ができる。
【００１０】
【実施例】上記表面検査装置０の反射結像光学系４が検
査対象物表面１に対して，ある大きさ以上の受光開口を
持つ場合には，表面の凹凸，表面キズ，汚れ，あるいは
異物等による散乱受光量が大きくなり，明部（健全部）
の中の暗部としての欠陥検出性能が低下するおそれがあ
る。例えば，表面の小さな凹凸による偏向性の欠陥（上
記実施の形態における光学系では偏向の大きさが２°以
下の欠陥）を検出しようとする場合，正常面と反射率は
ほとんど変わらず，反射方向も検出光学系の開口内部で
あるため，反射光のほとんどが集光されてしまい，検出
は難しくなる。そこで，本第１の実施例では，前記図１
に示した上記反射結像光学系４の光路中に上記検査対象
物の表面１から平行に反射された反射光を集光する集光
点Ａを１以上存在せしめると共に，該集光点Ａを通る反
射光のみを透過させる一方，残りの反射光を遮へいする
ピンホールを設けることとした。図４に上記第１の実施
例に係るピンホールの概念図を示す。具体的には，上記
表面検査装置０の光学系に集光点Ａを通る反射光のみを
透過させるピンホール（図４）を付加する。これによ
り，上記表面検査装置０の光学系で平行光の正反射光の
みを、より限定した条件で検出することができるので，
欠陥部からの散乱受光レベルはほとんどゼロとなり，明
部と暗部とのコントラストが強調され，信号のＳ／Ｎが
向上する。このような表面検査装置も本発明における表
面検査装置の一例である。
査対象物表面１に対して，ある大きさ以上の受光開口を
持つ場合には，表面の凹凸，表面キズ，汚れ，あるいは
異物等による散乱受光量が大きくなり，明部（健全部）
の中の暗部としての欠陥検出性能が低下するおそれがあ
る。例えば，表面の小さな凹凸による偏向性の欠陥（上
記実施の形態における光学系では偏向の大きさが２°以
下の欠陥）を検出しようとする場合，正常面と反射率は
ほとんど変わらず，反射方向も検出光学系の開口内部で
あるため，反射光のほとんどが集光されてしまい，検出
は難しくなる。そこで，本第１の実施例では，前記図１
に示した上記反射結像光学系４の光路中に上記検査対象
物の表面１から平行に反射された反射光を集光する集光
点Ａを１以上存在せしめると共に，該集光点Ａを通る反
射光のみを透過させる一方，残りの反射光を遮へいする
ピンホールを設けることとした。図４に上記第１の実施
例に係るピンホールの概念図を示す。具体的には，上記
表面検査装置０の光学系に集光点Ａを通る反射光のみを
透過させるピンホール（図４）を付加する。これによ
り，上記表面検査装置０の光学系で平行光の正反射光の
みを、より限定した条件で検出することができるので，
欠陥部からの散乱受光レベルはほとんどゼロとなり，明
部と暗部とのコントラストが強調され，信号のＳ／Ｎが
向上する。このような表面検査装置も本発明における表
面検査装置の一例である。
【００１１】上記第１の実施例では，ピンホールにより
受光開口面積を非常に小さくし，欠陥検出性能の低下す
る恐れのある小さな偏向性の欠陥等をも感度良く検出す
ることを可能としたが，検査対象物表面１と受光面３と
に対して，相互の結像位置関係からずれた位置関係を持
たせる焦点ずらし光学系を上記第１の実施例装置０に設
けることでも散乱性の欠陥及び大きな偏向性を有する欠
陥だけでなく，小さな偏向性を有する欠陥をも感度良く
検出することができる（第２の実施例）。この場合，検
査対象物表面１の歪曲の影響を受け難い。図５は上記第
２の実施例における表面検査装置の概略構成を示す模式
図，図６は上記第２の実施例に係る焦点ずらし光学系に
よる偏向性欠陥の検出原理を示す説明図である。具体的
には，図５に示す如く，反射結像光学系の光路中にハー
フミラー５ａを付加し，そのハーフミラー５ａにより反
射光をレンズ５ｂに導き，焦点からややずらした位置に
受光面６を配する。この時，検査対象物１と受光面６は
結像位置関係から少しずれた位置にある。例えば，偏向
性の小さな欠陥について，焦点ずらし光学系による検出
の原理を説明すると，反射結像光学系では反射光の角度
分布情報が保存されないため，検出は難しくなるが (図
６ (ａ）），反射光の角度情報が保存される焦点ずらし
光学系であれば，コントラストの強い像が得られる（図
６（ｂ））。これにより，受光面６では偏向性の小さな
欠陥が感度良く検出され，受光面３では，上記したよう
に散乱性の欠陥が感度良く検出される。また，偏向性の
大きな欠陥については，基本的に上記両受光面で検出さ
れる。従って，反射結像光学系と焦点ずらし光学系の２
系統の光学系を備えることで透明樹脂層表面の様々な欠
陥に対応可能である。このような表面検査装置も本発明
における表面検査装置の一例である。
受光開口面積を非常に小さくし，欠陥検出性能の低下す
る恐れのある小さな偏向性の欠陥等をも感度良く検出す
ることを可能としたが，検査対象物表面１と受光面３と
に対して，相互の結像位置関係からずれた位置関係を持
たせる焦点ずらし光学系を上記第１の実施例装置０に設
けることでも散乱性の欠陥及び大きな偏向性を有する欠
陥だけでなく，小さな偏向性を有する欠陥をも感度良く
検出することができる（第２の実施例）。この場合，検
査対象物表面１の歪曲の影響を受け難い。図５は上記第
２の実施例における表面検査装置の概略構成を示す模式
図，図６は上記第２の実施例に係る焦点ずらし光学系に
よる偏向性欠陥の検出原理を示す説明図である。具体的
には，図５に示す如く，反射結像光学系の光路中にハー
フミラー５ａを付加し，そのハーフミラー５ａにより反
射光をレンズ５ｂに導き，焦点からややずらした位置に
受光面６を配する。この時，検査対象物１と受光面６は
結像位置関係から少しずれた位置にある。例えば，偏向
性の小さな欠陥について，焦点ずらし光学系による検出
の原理を説明すると，反射結像光学系では反射光の角度
分布情報が保存されないため，検出は難しくなるが (図
６ (ａ）），反射光の角度情報が保存される焦点ずらし
光学系であれば，コントラストの強い像が得られる（図
６（ｂ））。これにより，受光面６では偏向性の小さな
欠陥が感度良く検出され，受光面３では，上記したよう
に散乱性の欠陥が感度良く検出される。また，偏向性の
大きな欠陥については，基本的に上記両受光面で検出さ
れる。従って，反射結像光学系と焦点ずらし光学系の２
系統の光学系を備えることで透明樹脂層表面の様々な欠
陥に対応可能である。このような表面検査装置も本発明
における表面検査装置の一例である。
【００１２】また図７に示す如く，受光面を複数設け
ず，チョッパ７を設けて光路長を変化させることにより
焦点ずらし光学系を実現してもよい（第３の実施例）。
上記チョッパ７の概念図である図８において，例えば光
学媒質Ａを介する時は反射結像光学系となり，光学媒質
Ｂを介する時は焦点ずらし光学系となるように調節し，
測定時には，チョッパ７の周期と受光面３で撮像するサ
ンプリング周期を同期させることで，１つの受光面３で
２系統の画像を得ることができる。上記チョッパ７とし
ては，光学材質Ａ，Ｂの材質を同一とし，光学媒質Ａ，
Ｂの厚さを変化させ，光路長を変化させる場合（Ｃａｓ
ｅ１）と，光学媒質Ａ，Ｂの厚さを同一とし，光学媒質
Ａ，Ｂの屈折率を異にし，光路長を変化させる場合が挙
げられる（Ｃａｓｅ２）。第３の実施例における光学系
では，１つの受光面しか必要としないため，構成が簡単
になり，また，２つの受光面の間の特性の差を調整する
必要がない。このような表面検査装置も本発明における
表面検査装置の一例である。尚，上記実施の形態，及び
第１，第２，第３の実施例ではいずれも光源に白色光源
を用いているが，実使用に際しては，ＬＥＤ，あるい
は，レーザ光を用いてもよい。光源がＬＥＤやレーザ光
のように高輝度の場合は光源の前のピンホールは不要で
ある。
ず，チョッパ７を設けて光路長を変化させることにより
焦点ずらし光学系を実現してもよい（第３の実施例）。
上記チョッパ７の概念図である図８において，例えば光
学媒質Ａを介する時は反射結像光学系となり，光学媒質
Ｂを介する時は焦点ずらし光学系となるように調節し，
測定時には，チョッパ７の周期と受光面３で撮像するサ
ンプリング周期を同期させることで，１つの受光面３で
２系統の画像を得ることができる。上記チョッパ７とし
ては，光学材質Ａ，Ｂの材質を同一とし，光学媒質Ａ，
Ｂの厚さを変化させ，光路長を変化させる場合（Ｃａｓ
ｅ１）と，光学媒質Ａ，Ｂの厚さを同一とし，光学媒質
Ａ，Ｂの屈折率を異にし，光路長を変化させる場合が挙
げられる（Ｃａｓｅ２）。第３の実施例における光学系
では，１つの受光面しか必要としないため，構成が簡単
になり，また，２つの受光面の間の特性の差を調整する
必要がない。このような表面検査装置も本発明における
表面検査装置の一例である。尚，上記実施の形態，及び
第１，第２，第３の実施例ではいずれも光源に白色光源
を用いているが，実使用に際しては，ＬＥＤ，あるい
は，レーザ光を用いてもよい。光源がＬＥＤやレーザ光
のように高輝度の場合は光源の前のピンホールは不要で
ある。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係る表面検査装置は，上記した
ように構成されているため，検査対象物の透明層表面の
検査を精度良く行うことができる。さらに反射結像光学
系の光路中に上記遮へい板を設ければ，透明樹脂層表面
の様々な欠陥の検査を行うことができる。また，上記表
面検査装置に上記焦点ずらし光学系を設ければ，透明樹
脂層表面の歪曲の影響を受けずに，透明樹脂層表面の様
々な欠陥の検査を行うことができる。さらにチョッパを
用いて焦点ずらし光学系を構成すれば，１つの受光面し
か必要としないため，構成が簡単になり，また，２つの
受光面の間の特性の差を調整する必要がなくなる。
ように構成されているため，検査対象物の透明層表面の
検査を精度良く行うことができる。さらに反射結像光学
系の光路中に上記遮へい板を設ければ，透明樹脂層表面
の様々な欠陥の検査を行うことができる。また，上記表
面検査装置に上記焦点ずらし光学系を設ければ，透明樹
脂層表面の歪曲の影響を受けずに，透明樹脂層表面の様
々な欠陥の検査を行うことができる。さらにチョッパを
用いて焦点ずらし光学系を構成すれば，１つの受光面し
か必要としないため，構成が簡単になり，また，２つの
受光面の間の特性の差を調整する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る表面検査装置０の
概略構成を示す模式図。
概略構成を示す模式図。
【図２】 検査対象物表面１からの光の反射特性を示す
説明図。
説明図。
【図３】 表面検査装置０の動作原理を示す説明図。
【図４】 本発明の第１の実施例に係るピンホールの概
念図。
念図。
【図５】 本発明の第２の実施例における表面検査装置
の概略構成を示す模式図。
の概略構成を示す模式図。
【図６】 本発明の第２の実施例に係る焦点ずらし光学
系による偏向性欠陥の検出原理を示す説明図。
系による偏向性欠陥の検出原理を示す説明図。
【図７】 本発明の第３の実施例における表面検査装置
の概略構成を示す模式図。
の概略構成を示す模式図。
【図８】 本発明の第３の実施例に係るチョッパの概念
図。
図。
１…検査対象物表面 ２…投光光学系 ３…受光面 ４…反射結像光学系 ５…焦点ずらし光学系 ６…焦点ずらし光学系の受光面 ７…チョッパ
Claims (5)
- 【請求項１】 光の散乱特性を有する平板上に透明層を
形成してなる検査対象物の表面を光を用いて検査する表
面検査装置において，上記検査対象物の表面に平行光を
投光する投光光学系と，上記投光された検査対象物の表
面からの正反射光の光軸方向に配置され，該表面からの
反射光を受光する第１の受光面と，上記検査対象物の表
面と上記第１の受光面とに対して相互に結像位置関係を
持たせると共に，該表面から平行に反射された反射光を
上記第１の受光面に平行に入射させる反射結像光学系と
を具備してなることを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項２】 上記反射結像光学系の光路中に上記検査
対象物の表面から平行に反射された反射光を集光する集
光点を１以上有し，該集光点を通る反射光のみを透過さ
せる一方，残りの反射光を遮へいする遮へい板を設けた
請求項１記載の表面検査装置。 - 【請求項３】 上記検査対象物の表面と上記第１の受光
面とに対して相互の結像位置関係からずれた位置関係を
持たせる焦点ずらし光学系を具備してなる請求項１記載
の表面検査装置。 - 【請求項４】 上記焦点ずらし光学系が，上記第１の受
光面へ向かう第１の光路から分岐した第２の光路を形成
する光分岐手段と，上記第２の光路を通る反射光を受光
する第２の受光面と，上記第２の受光面に形成される像
の焦点をずらすための位置に設けたレンズとを具備して
なる請求項３記載の表面検査装置。 - 【請求項５】 上記焦点ずらし光学系が，上記反射結像
光学系の光路中で光路長を変化させるチョッパよりなる
請求項３記載の表面検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8085103A JPH09105724A (ja) | 1995-08-04 | 1996-04-08 | 表面検査装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-199802 | 1995-08-04 | ||
| JP19980295 | 1995-08-04 | ||
| JP8085103A JPH09105724A (ja) | 1995-08-04 | 1996-04-08 | 表面検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105724A true JPH09105724A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=26426130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8085103A Pending JPH09105724A (ja) | 1995-08-04 | 1996-04-08 | 表面検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09105724A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003315282A (ja) * | 2000-04-10 | 2003-11-06 | Ccs Inc | 表面検査装置 |
| WO2008123604A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 表面検査装置 |
| JP2013195578A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像評価装置、画像形成システムおよびプログラム |
| WO2018008512A1 (ja) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | キヤノンマシナリー株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法、ウェハ、半導体チップ、半導体装置、ダイボンダ、ボンディング方法、半導体製造方法、および半導体装置製造方法 |
| CN111157483A (zh) * | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 松下知识产权经营株式会社 | 树脂判定方法以及装置 |
| CN112262312A (zh) * | 2018-06-07 | 2021-01-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 构造用于识别传感器的至少一个发射窗和/或接收窗的污染的设备 |
| JP2021183947A (ja) * | 2020-05-22 | 2021-12-02 | 株式会社メック | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
-
1996
- 1996-04-08 JP JP8085103A patent/JPH09105724A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003315282A (ja) * | 2000-04-10 | 2003-11-06 | Ccs Inc | 表面検査装置 |
| JP4712284B2 (ja) * | 2000-04-10 | 2011-06-29 | シーシーエス株式会社 | 表面検査装置 |
| WO2008123604A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 表面検査装置 |
| JP2013195578A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像評価装置、画像形成システムおよびプログラム |
| WO2018008512A1 (ja) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | キヤノンマシナリー株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法、ウェハ、半導体チップ、半導体装置、ダイボンダ、ボンディング方法、半導体製造方法、および半導体装置製造方法 |
| CN112262312A (zh) * | 2018-06-07 | 2021-01-22 | 罗伯特·博世有限公司 | 构造用于识别传感器的至少一个发射窗和/或接收窗的污染的设备 |
| CN111157483A (zh) * | 2018-11-07 | 2020-05-15 | 松下知识产权经营株式会社 | 树脂判定方法以及装置 |
| JP2021183947A (ja) * | 2020-05-22 | 2021-12-02 | 株式会社メック | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5894345A (en) | Optical method of detecting defect and apparatus used therein | |
| US7436507B2 (en) | Method and apparatus for inspecting a pattern | |
| EP0856728B1 (en) | Optical method and apparatus for detecting defects | |
| KR100228026B1 (ko) | 이물질 검사를 위한 방법 및 장치 | |
| US4922308A (en) | Method of and apparatus for detecting foreign substance | |
| JPH06294750A (ja) | 光学式基板検査装置 | |
| US5963316A (en) | Method and apparatus for inspecting a surface state | |
| KR970000780B1 (ko) | 이물 검사 장치 | |
| TW201109646A (en) | Inspection systems for glass sheets | |
| JP2012519866A (ja) | 欠点検査のための検査装置 | |
| US4406546A (en) | Photoelectric detecting device | |
| JPH0145973B2 (ja) | ||
| US5907396A (en) | Optical detection system for detecting defects and/or particles on a substrate | |
| JPH06241758A (ja) | 欠陥検査装置 | |
| US7023542B2 (en) | Imaging method and apparatus | |
| JPH09105724A (ja) | 表面検査装置 | |
| JPH10282007A (ja) | 異物等の欠陥検査方法およびその装置 | |
| JPH0961291A (ja) | 光学部材検査装置 | |
| JPS60209106A (ja) | 平面度検査装置 | |
| JPH08304296A (ja) | 異物等の欠陥検出方法およびそれを実行する装置 | |
| US5559341A (en) | System for detecting defects in articles using a scanning width which is less than width of portion of the article scanned | |
| JPH0613963B2 (ja) | 表面欠陥検査方法 | |
| JP2009025269A (ja) | 光透過性シートの欠点検査装置および欠点検査方法 | |
| KR0154559B1 (ko) | 결함 레티클 검사장치 및 방법 | |
| JPH0599639A (ja) | 平面状物の緩やかな凹凸検査装置 |