JPH10115514A

JPH10115514A - 表面平滑性の検査方法及びその装置

Info

Publication number: JPH10115514A
Application number: JP9220728A
Authority: JP
Inventors: Yoshiji Uchiumi; 美次内海; Mari Yamada; 真理山田; Hidemi Ito; 秀己伊藤; Masao Kubo; 雅雄久保; Takaaki Kato; 隆明加藤
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】不透明な樹脂板等の試料板２やその他の被検
査物の表面の平滑性を客観的に数値化して検査すること
ができる表面平滑性の検査方法及びその装置を提供す
る。【解決手段】投影機１からの多数の円形を配置した検
査パターンを試料板２の表面で反射させてスクリーン３
に投影すると共に、このスクリーン３上の投影像をＣＣ
Ｄカメラ４で撮像する。このＣＣＤカメラ４で撮像した
投影像に基づき、画像解析部７の画像処理部８で各円形
の径を測定し、平滑性検査部９でこれらの円形の径の標
準偏差を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂板や金属板等
の表面の平滑性を検査する表面平滑性の検査方法及びそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂板は、プレス成形方式や押出成形方
式等によって樹脂を板状に成形して製造されるが、いず
れの製造方法を用いた場合にも、成形時の熱的影響や厚
味不同による表面のうねり等による光学的物理的な歪み
の発生を避けることはできないので、これらの歪みがほ
ぼ滑らかな樹脂板の表面にゆがみとして現れることにな
る。そして、樹脂板の製造工程を改良する場合や製品の
品質検査等を行う場合には、この樹脂板の表面のゆがみ
の程度を表す平滑性を詳細に検査する必要が生じること
がある。このような平滑性は、検査員が樹脂板の表面で
反射された蛍光灯等の直線的な像を斜め方向から見て、
本来直線となるべき蛍光灯等の像のゆがみの程度を判断
して検査することもできる。しかし、このような人手に
よる検査方法では、客観的な判断基準を定めることが困
難であるために、検査員の個人差による検査結果のバラ
ツキが生じ易く、信頼性のある検査を行うことができな
い。

【０００３】そこで、本出願人は、図１０に示すような
透明樹脂板の歪み検査方法及びその装置を既に提案して
いる（特開平７−２４３８１９号）。この検査方法及び
その装置は、多数の円形の検査パターンを投影機１から
透明樹脂板１１を介してスクリーン３に投影し、このス
クリーン３の投影像をＣＣＤカメラ４で撮像する。そし
て、ＣＣＤカメラ４で撮像された投影像の各円形の径を
画像処理部８で測定すると共に、歪み検査部１２によっ
てこれらの径のヒストグラムを作成したり標準偏差を算
出して各径のバラツキの程度を調べるようになってい
る。円形の検査パターンを透明樹脂板１１を介して投影
すると、この透明樹脂板１１の歪みに応じて投影像の各
円形が楕円形等に変形する。従って、この投影像の各円
形の径を測定すれば、これら各円形の変形の程度が分か
り、そのバラツキの程度を調べることにより、透明樹脂
板１１の歪みを検査することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記検査方
法及びその装置では、検査パターンを透明樹脂板１１に
透過させて検査するので、不透明な樹脂板やその他の被
検査物の表面の平滑性を検査することはできないという
問題があった。また、透明樹脂板１１の内部の歪みの影
響も受けるので、表面の平滑性のみを検査することがで
きないという問題もあった。

【０００５】ところで、特開昭６１−２６４２０９号公
報、特開平３−２９５４０８号公報及び特開平５−２５
６７７５号公報には、不透明な被検査物での反射光を利
用して表面状態の検査を行う発明が開示されている。し
かし、特開昭６１−２６４２０９号公報と特開平３−２
９５４０８号公報に開示された発明は、いずれもシート
状物体や銅張積層板等の表面の微小な傷による正反射と
乱反射との差や回折現象を利用して検査を行うものであ
り、これらによって被検査物の表面全体のゆがみを示す
平滑性を検査することはできない。また、特開平５−２
５６７７５号公報に開示された発明は、塗装面の肉持ち
感や光沢感の他に、平滑感も検査し得るものである。し
かし、ここでいう平滑感は、塗装面で反射されたストラ
イプ投影像から輪郭線を抽出し、この輪郭線の微小区間
ごとの法線のバラツキにより判断するものであるため、
全体にほぼ滑らかであれば曲率半径の大きい曲面等は検
出対象にならないので、樹脂の板材等において本来の平
坦さを要求する平滑性とは性質の全く異なるものであ
る。即ち、これら従来の検査装置では、プレス成形方式
や押出成形方式等によって成形された樹脂板等の表面の
平滑性を検出することはできない。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、不透明な樹脂
板やその他の被検査物における例えば１０平方ｃｍ以上
の比較的広い面積の表面の平滑性を検査することができ
る表面平滑性の検査方法及びその装置を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の表面平滑性の検査方法は、投影機を用い
て、同一の孤立図形を適宜間隔で多数２次元的に配置し
た検査パターンを被検査面に対して斜め方向から投光す
ることにより、この被検査面で反射された検査パターン
をスクリーンに投影し、このスクリーンに映し出された
検査パターンの投影像をカメラで撮像し、このカメラが
撮像した投影像における各図形の図形特徴値をそれぞれ
測定して、これらの図形特徴値のバラツキの程度により
平滑性を検査することを特徴とする。

【０００８】請求項１によれば、投影機から投影された
検査パターンが被検査面で反射されてスクリーンに投影
像として映し出される。この際、検査パターンの各図形
は、被検査面の反射位置の平滑性に応じて変形した投影
像となる。そこで、このスクリーン上の投影像をカメラ
で撮像して、各図形の図形特徴値を測定し、これらの図
形特徴値のバラツキの程度により平滑性を検査する。検
査パターンの本来の各図形の図形特徴値を測定したとす
れば、これらは同一図形であるため等しくなる筈であ
る。しかし、投影像の各図形は、反射位置の平滑性に応
じて変形する場合があるので、図形特徴値が全て等しく
なるとは限らない。なお、図形特徴値は、図形の変形に
よって変化するような特徴（幾何学的特徴等）を選択す
る。従って、この図形特徴値のバラツキの程度を調べれ
ば、被検査面の平滑性を客観的に検査することができ
る。

【０００９】請求項２の表面平滑性の検査方法は、前記
平滑性の検査が、図形特徴値から算出した標準偏差と、
基準試料の被検査面を測定した場合における図形特徴値
から算出した基準の標準偏差との比較によって得た数値
により表される各図形のバラツキの程度を調べるもので
あることを特徴とする。

【００１０】請求項２によれば、バラツキの程度が図形
特徴値の標準偏差と基準の標準偏差との比較によって得
た数値により表されるので、被検査面がどの程度の平滑
性を有しているかを客観的かつ具体的に知ることがで
き、平滑性の比較や判定が容易となる。

【００１１】請求項３の表面平滑性の検査方法は、前記
検査パターンの各図形が同じ径の円形であり、前記図形
特徴値が投影像の各図形の径であることを特徴とする。

【００１２】請求項３によれば、本来同じ径の円形を検
査パターンの各図形として用いるので、被検査面の平滑
性に応じた変形が少なくともいずれかの方向の径の変化
として投影像に現れる。そして、この投影像の各図形の
径を図形特徴値とするので、被検査面の平滑性を確実に
調べることができる。

【００１３】請求項４の表面平滑性の検査装置は、同一
の孤立図形を適宜間隔で多数２次元的に配置した検査パ
ターンを被検査面に対して斜め方向から投影する投影機
と、この被検査面で反射された検査パターンを投影する
スクリーンと、このスクリーンに投影された検査パター
ンの投影像を撮像するカメラと、このカメラが撮像した
投影像における各図形の図形特徴値をそれぞれ測定し、
これらの図形特徴値のバラツキの程度を調べる画像解析
手段とを備えたことを特徴とする。

【００１４】請求項４によれば、投影機とスクリーンを
被検査面に対して適宜角度で配置することにより、検査
パターンをこの被検査面で反射させてスクリーンに投影
する。そして、カメラによりこのスクリーン上の投影像
を撮像し、画像解析手段によって投影像の各図形の図形
特徴値を測定して、これらの図形特徴値のバラツキの程
度を調べる。検査パターンの各図形は、被検査面の反射
位置の平滑性が劣ると、変形されて投影像に映し出され
る。そして、この投影像の図形が変形すると、図形特徴
値のバラツキも大きくなる。従って、画像解析手段によ
り図形特徴値のバラツキの程度を調べれば、被検査面の
平滑性を客観的に検査することができる。なお、カメラ
は、スクリーンの投影面側に配置して反射光を撮像する
ようにしてもよいし、このスクリーンが投影像を背面側
にも映し出すものである場合には、この背面側に配置す
ることもできる。

【００１５】請求項５の表面平滑性の検査装置は、同一
の孤立図形を適宜間隔で多数２次元的に配置した検査パ
ターンを被検査面に対して斜め方向から投影する投影機
と、この被検査面で反射された検査パターンの投影像
を、前方に配置した光散乱フィルタを介して撮像するカ
メラと、このカメラが撮像した投影像における各図形の
図形特徴値をそれぞれ測定し、これらの図形特徴値のバ
ラツキの程度を調べる画像解析手段とを備えたことを特
徴とする。

【００１６】請求項５によれば、被検査面で反射された
検査パターンの投影像は、カメラの前方に配置された光
散乱フィルタに投影される場合と、この光散乱フィルタ
を透過してカメラの受光部に直接投影される場合とがあ
る。光散乱フィルタは、入射光をフィルタ面でほぼ均一
に散乱させるフィルタであり、この入射光の一部はその
まま透過することもできる。従って、この光散乱フィル
タは、スクリーンの場合と同様にここで投影像を結像さ
せて映し出すことが可能であるため、カメラは、焦点距
離の短いレンズを用いることによりこの投影像を背面側
から撮像することができる。また、この光散乱フィルタ
は、入射光の一部を透過させてカメラの受光部で投影像
を結像させることも可能であるため、カメラはこの投影
像を良好な像として直接撮像することもできる。そし
て、このカメラが撮像した投影像を画像解析手段に送れ
ば、請求項４の場合と同様に、図形特徴値のバラツキの
程度から被検査面の平滑性を客観的に検査することがで
きるようになる。しかも、請求項４の検査装置の場合の
ような大きなスクリーンを使用する必要がなくなるの
で、検査装置を小型化することができる。

【００１７】請求項６の表面平滑性の検査装置は、前記
画像解析手段が、カメラによって撮像された投影像にお
ける各図形の図形特徴値をそれぞれ測定する画像処理手
段と、これらの図形特徴値のバラツキの程度を調べる平
滑性検査手段とからなることを特徴とする。

【００１８】請求項６によれば、画像処理手段の画像処
理によって投影像の各図形の図形特徴値が測定される。
そして、これによって測定された図形特徴値に基づき、
平滑性検査手段がそのバラツキの程度を調べることにな
る。

【００１９】請求項７の表面平滑性の検査装置は、前記
検査パターンの各図形が同じ径の円形であることを特徴
とする。

【００２０】請求項７によれば、検査パターンの各図形
が同じ径の円形となるので、被検査面の反射位置の平滑
性に応じた変形の程度を投影像の各図形の径により容易
に調べることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態を詳述する。

【００２２】図１〜図７は本発明の第１実施形態を示す
ものであって、図１は表面平滑性の検査装置の構成を示
す側面図、図２は投影機の縦断面図、図３は試料板の傾
斜を変えた場合の検査装置の構成を示す側面図、図４は
架台の正面図、図５は画像処理部の処理工程を示す工程
図、図６は試料板の平滑性が良好な場合の画像データを
示す図、図７は試料板にゆがみがある場合の画像データ
を示す図である。なお、図１０に示した従来例と同様の
機能を有する構成部材には同じ符号を付記する。

【００２３】本実施形態は、不透明な樹脂板や金属板等
の表面の平滑性を検査する検査方法とその装置について
説明する。樹脂板や金属板等に印刷を行うためには、表
面が十分に平滑性を有している必要がある。また、半導
体デバイスや液晶デバイスに用いる樹脂板や金属板等に
は、精密な平滑性が要求される場合がある。本実施形態
の検査方法とその装置は、このような樹脂板や金属板等
の表面の平滑性を検査するものである。

【００２４】本実施形態の検査装置は、図１に示すよう
に、投影機１の正面に試料板２を傾斜させて配置し、こ
の試料板２の側方にスクリーン３を配置すると共に、こ
の試料板２の背後にＣＣＤカメラ４をスクリーン３側に
向けて配置する。投影機１は、図２に示すように、ハロ
ゲンランプ等の光源１ａとコリメータレンズ１ｂと対物
レンズ１ｃとからなるスライド投影機であり、コリメー
タレンズ１ｂと対物レンズ１ｃとの間にスライド５を配
置することにより、このスライド５のパターンを投影す
るようになっている。スライド５は、直径が同じ多数の
円形を等間隔に配置した検査パターンを映し出すもので
ある。なお、投影機１は、試料板２の測定領域に対応す
る大きさの検査パターンを映し出すことができるもので
あればよいので、このようなスライド投影機に限らず、
レーザ光を縦横に走査させながら出射させることにより
所望の大きさの検査パターンの投影像を形成するもの
や、測定領域に対応した大きさの検査パターンを描いた
パターン形成面に背後から照明を施し、この検査パター
ンを鮮明に浮き上がらせるようにしたもの等であっても
よい。スライド投影機やレーザパターンを用いるもの
は、検査パターンを拡大して照射するためにある程度の
投影距離が必要となるが、パターン形成面を用いる場合
には、この投影距離が不要となるので、装置の設置面積
を小さくできるという利点を有する。

【００２５】試料板２は、上記不透明な樹脂板や金属板
等であるが、本発明は、平滑面を有するものであれば、
必ずしも板状には限定されない。また、試料板２は、透
明なものであってもよい。この試料板２は、投影機１の
光軸に対して傾斜して配置される。この試料板２の傾斜
角θは、ここで反射される検査パターンの投影像におけ
る各図形の変形の状態に応じて適宜選択すればよく、好
ましい角度範囲は２０〜７０°、より好ましくは３０〜
５０°である。例えば、図１に示したように、この傾斜
角θを小さな角度にすると、試料板２の表面のゆがみが
拡大された変形状態となる図形の投影像を得ることがで
きる。また、試料板２の表面のゆがみが大きいときに
は、図３に示すように、この傾斜角θを大きな角度とし
ても、変形状態が十分な図形の投影像を得ることができ
る。このように傾斜角θを大きくする場合には、ＣＣＤ
カメラ４を試料板２の手前側に配置して、スクリーン３
側に向ける。なお、試料板２は、図４に示すような架台
６に取り付ければ、この架台６を回転させて角度を調整
しながら測定できるので便利である。また、このような
架台６を用いれば、測定領域を変更するために、試料板
２を上下方向や左右方向に容易に移動させることができ
るようになる。

【００２６】スクリーン３は、白色やその他の色の平坦
な乱反射面であり、試料板２で反射された投影機１から
の検査パターンが投影される位置に配置される。このス
クリーン３は、検査パターンの光軸に直交して配置され
ることが好ましいが、ある程度の傾斜を有していてもよ
い。なお、本実施形態では、ＣＣＤカメラ４をスクリー
ン３の投影面側に配置しているが、このスクリーン３が
投影像を背面側にも映し出すものである場合には、ＣＣ
Ｄカメラ４を背面側に配置することもできる。投影像を
背面側にも映し出すスクリーン３としては、余り厚手で
はない布生地や光学スリガラス、スリガラス状の樹脂
板、白濁した樹脂シート、又は、着色フィルム若しくは
シート等を平らに張りつめたものが一般的であり、液晶
調光材を用いることもできる。液晶調光材は、樹脂分散
型液晶シートの両面に透明電極を設けたものであり、透
明電極間に電圧を加えると樹脂分散型液晶シートが透明
になるが、電圧を加えない場合には樹脂分散型液晶シー
トが白濁して投影機１からの投影像を表面と背面に映し
出すことができる。

【００２７】ＣＣＤカメラ４は、撮像素子にＣＣＤ[Cha
rge Coupled Device]を用いた固体撮像装置であり、ス
クリーン３上に映し出された投影像を画像信号に変換す
るものである。ただし、投影像を撮像するものであれ
ば、ＣＣＤ以外の固体撮像装置や電子管撮像装置等を用
いることもできる。このＣＣＤカメラ４も、受光光軸が
スクリーン３に直交するように配置することが好ましい
が、ある程度の傾斜を有していてもよい。

【００２８】このＣＣＤカメラ４で撮像された投影像の
画像信号は、図１に示したように、画像解析部７に送ら
れるようになっている。画像解析部７は、投影像の画像
信号を解析してこの投影像の各図形の径を測定する画像
処理部８と、この画像処理部８で測定した径のバラツキ
の程度を調べる平滑性検査部９からなり、コンピュータ
等のデータ処理装置によって構成される。

【００２９】上記構成の検査装置を用いた本実施形態の
検査方法を説明する。投影機１が検査パターンを投影す
ると、この検査パターンが試料板２の表面で反射されて
スクリーン３に投影像として映し出される。この際、検
査パターンの各円形は、試料板２の表面が完全な平滑面
であれば円形のままで投影されるが、反射位置の平滑性
が劣る場合には、この平滑性に応じて変形されて楕円形
等の投影像となる。このスクリーン３上の投影像は、Ｃ
ＣＤカメラ４で撮像される。なお、スクリーン３が投影
機１やＣＣＤカメラ４の光軸に直交していない場合に
は、試料板２の表面が完全な平滑面である場合にも、検
査パターンの各円形が変形されて楕円形として投影され
たり撮像される。しかし、この場合には、全ての円形が
均一に楕円形に変形されるので、光軸の傾斜による円形
の変形は考慮する必要がない。従って、本明細書では、
簡単のため、光軸が傾斜している場合にも、円形の変形
はないものとして説明を行う。

【００３０】上記ＣＣＤカメラ４によって撮像された投
影像の画像信号は、図１に示したように、画像解析部７
に送られる。この画像解析部７では、まず画像処理部８
が、図５に示すステップ（以下「Ｓ」という）１におい
て、画像信号を取り込み、この画像信号を白黒に２値化
して測定範囲を限定し（Ｓ２）、白黒を反転させて（Ｓ
３）、白地に多数の黒い円形が表された画像データを得
る（Ｓ４）。そして、この画像データの各円形について
それぞれ径を測定する。この径の測定は、まず画像デー
タの各画素を黒の画素の連結性に基づいて分類すること
により各円形の領域を認識する。次に、画素の並びに沿
って縦方向の直線が各円形の領域と交差する部分（切
片）の長さ（画素数）を検出し、各円形の領域ごとに、
この領域と交差する直線のなかで切片が最大の長さとな
るものを選び出しこれをその円形の径とする。また、画
素の並びに沿った横方向の直線についても同様に各円形
の径を求める。なお、各円形の径は、縦方向又は横方向
のいずれかのみを求めてもよく、斜め方向の径を求める
こともできる。

【００３１】例えば、試料板２の表面が十分に良好な平
滑性を有する場合の画像データは、図６に示すように、
円形がほとんど変形を受けないので、縦方向と横方向の
径はそれぞれ全ての円形でほぼ等しくなる。これに対し
て、試料板２の表面に縦方向に沿ったゆがみがある場合
の画像データは、このゆがみに対応する領域内の円形が
例えば図７に示すような横長の楕円形に変形するので、
縦方向の径はほぼ等しいものの、横方向の径はこの領域
内の円形（楕円形）のみが他よりも長くなる。なお、上
記光軸の傾斜による円形の変形がある場合には、図６の
画像データでも、各円形の縦方向と横方向の径は相違す
ることになる。しかし、縦方向の径同士や横方向の径同
士は全ての円形でほぼ等しくなるため、この光軸の傾斜
による円形の変形は上記のように考慮する必要が生じな
い。

【００３２】上記画像処理部８が画像データの各円形ご
とに縦方向と横方向の径を測定すると、次に平滑性検査
部９がこの検査結果を受け取り、これら縦方向と横方向
のそれぞれについて、全ての円形の径の標準偏差を算出
する。標準偏差ｓは、円形の径のバラツキの程度を表す
ものであり、円形の数をｎ、各円形の径をｘ1〜ｘn、全
ての円形の径の平均値をｘとすると、数１の演算によっ
て求められる。

【数１】

【００３３】また、この平滑性検査部９には、フロート
ガラス等のほぼ完全な平滑面を有する基準試料の板材を
試料板２として測定を行った場合における各円形の縦方
向と横方向の径の標準偏差がそれぞれ予め記憶されてい
る。これらの基準の標準偏差は、円形がほとんど変形を
受けないので、極めて小さい値となる。そして、検査対
象となる試料板２について実際に算出した縦方向と横方
向の標準偏差を、それぞれこの基準の標準偏差との比に
換算して標準偏差比を求る。従って、この標準偏差比
は、試料板２の表面が基準試料と同等のほぼ完全な平滑
面である場合には値がほぼ「１」となり、これより平滑
性が劣る場合には、その平滑性の程度に応じてより大き
な値となる。また、この標準偏差比の値は、基準試料の
平滑性よりも何倍低下しているかを具体的に表すことに
なる。

【００３４】上記平滑性検査部９が標準偏差比を算出す
ると、この数値化によってその試料板２の表面の平滑性
を客観的に知ることができる。また、この標準偏差比が
所定の検査基準値を超えたかどうかを判断することによ
り、平滑性の劣る不良品を選別することができる。さら
に、縦方向と横方向の標準偏差比によっていわゆるタテ
歪やヨコ歪を区別して検出することができる。また、種
々の試料板２についてこの標準偏差比を調べれば、これ
らの試料板２の平滑性を客観的に比較することもでき
る。

【００３５】以上説明したように、本実施形態の検査方
法及びその装置によれば、試料板２の表面の平滑性を標
準偏差比によって具体的に数値化するので、製造工程の
改良や製品の品質検査等の際に客観的で分かり易い判断
資料を得ることができる。しかも、不透明な樹脂板や金
属板等、又は、その他の任意の被検査物の表面の平滑性
を検査することができる。

【００３６】図８は本発明の第２実施形態を示すもので
あって、表面平滑性の検査装置の構成を示す側面図であ
る。なお、図１〜図７に示した第１実施形態と同様の機
能を有する構成部材には同じ符号を付記して説明を省略
する。

【００３７】本実施形態の検査装置は、図８に示すよう
に、投影機１の正面に試料板２を傾斜させて配置し、こ
の試料板２の側方にＣＣＤカメラ４を配置している。投
影機１は、第１実施形態と同様のものを使用する。ま
た、試料板２も、第１実施形態と同様のものが検査の対
象となる。なお、図８は、第１実施形態の図３に示した
場合と同様に、投影機１の光軸に対する試料板２の傾斜
角θが比較的大きい場合について示すが、図１に示した
場合のように、この傾斜角θを小さな角度とすることも
当然可能である。

【００３８】ＣＣＤカメラ４も、第１実施形態のものと
同様の構成である。ただし、このＣＣＤカメラ４には、
レンズの前方にカバー１３を介して光散乱フィルタ１４
が取り付けられている。光散乱フィルタ１４は、入射光
をフィルタ面でほぼ均一に散乱させると共に、この入射
光の一部をそのまま透過させるフィルタであり、ヘーズ
（拡散透過率／全光線透過率）が３０〜９８％のものが
好ましい。例えば、光学スリガラス、スリガラス状の樹
脂板、白濁した樹脂シート、又は、着色フィルム若しく
はシート等を平らに張りつめたもの等がこの光散乱フィ
ルタ１４として好適に用いられる。なお、光散乱フィル
タ１４は、ＣＣＤカメラ４のレンズの直前に取り付けて
もよい。カバー１３は、この光散乱フィルタ１４をＣＣ
Ｄカメラ４の前方に配置するための支持体であると共
に、外部からの光を遮光するレンズフードの役割も果た
す。このような光散乱フィルタ１４は、第１実施形態の
スクリーン３と同様に投影像を結像させて映し出すと共
に、薄い布や白濁した樹脂シート等と同様に、投影像を
背面側にも映し出す。従って、ＣＣＤカメラ４は、この
光散乱フィルタ１４の投影像を背面側から撮像すること
ができる。この場合、ＣＣＤカメラ４は、焦点距離の短
いレンズを用いたとしても、光散乱フィルタ１４との間
にはある程度の距離が必要となるので、この距離に応じ
た長さを有するカバー１３を用いる。また、この光散乱
フィルタ１４は、入射光の一部を透過させることによ
り、ＣＣＤカメラ４の受光面に直接投影像を結像させ、
これを撮像させるようにすることもできる。この際、光
散乱フィルタ１４は、ＣＣＤカメラ４への入射光をやわ
らげてハレーション等が起きるのを防止する。従って、
この場合の光散乱フィルタ１４は、ＣＣＤカメラ４のレ
ンズの直前に配置することができる。このようにしてＣ
ＣＤカメラ４で撮像された投影像の画像信号は、第１実
施形態と同様に、図８では図示を省略した画像解析部７
に送られる。

【００３９】上記検査装置は、光散乱フィルタ１４が第
１実施形態のスクリーン３と同様の機能を果たすことに
より、試料板２の表面の平滑性に応じて検査パターンの
各円形が変形した投影像の画像信号を得ることができ
る。また、試料板２で反射された投影像をこの光散乱フ
ィルタ１４を介して直接ＣＣＤカメラ４で撮像すること
により、同様の画像信号を得ることもできる。従って、
この画像信号を画像解析部７に送り、画像処理部８と平
滑性検査部９で第１実施形態と同様の処理を行えば、算
出された標準偏差比によってその試料板２の表面の平滑
性を客観的に知ることができる。しかも、本実施形態の
検査装置は、大型のスクリーン３に代えて、ＣＣＤカメ
ラ４の前方に配置した光散乱フィルタ１４を用いるの
で、装置の小型化を図ることもできる。例えば、本実施
形態では、光散乱フィルタ１４を第１実施形態のスクリ
ーン３の代わりとして用いる場合であっても、この光散
乱フィルタ１４は、ＣＣＤカメラ４の視野角を覆う程度
の大きさがあればよいので、大型のスクリーン３を使用
する必要がなくなる。また、このＣＣＤカメラ４を光軸
に直交して平行移動させれば、光散乱フィルタ１４もこ
れに伴って移動するので、大型のスクリーン３を用いた
場合と同様に、投影像を広い範囲にわたって撮像するこ
とが可能となる。さらに、このＣＣＤカメラ４に焦点距
離の短いレンズを用いれば、光散乱フィルタ１４との間
隔距離を短くできるので、検査装置の小型化を促進する
ことができる。また、この光散乱フィルタ１４を介して
投影像をＣＣＤカメラ４で直接撮像する場合には、レン
ズの開口径程度の大きさの光散乱フィルタ１４をＣＣＤ
カメラ４の直前に配置するだけで済むので、検査装置の
小型化を一層促進させることができる。

【００４０】図９は本発明の第３実施形態を示すもので
あって、インライン処理による表面平滑性の検査装置の
構成を示す側面図である。なお、図１〜図８に示した第
１と第２の実施形態と同様の機能を有する構成部材には
同じ符号を付記して説明を省略する。

【００４１】上記第１と第２の実施形態では、試料板２
を架台６に取り付ける等してバッチ処理により検査を行
う場合について説明したが、本実施形態では、図９に示
すように、押出成形方式によって製造され順次ローラ１
０上を搬送される樹脂板等を試料板２として、この上方
に投影機１とスクリーン３とＣＣＤカメラ４を配置する
ことによりインライン処理による検査を行う場合につい
て示す。投影機１とスクリーン３とＣＣＤカメラ４は、
第１実施形態と同様の構成であり、このＣＣＤカメラ４
で撮像された投影像の画像信号を、図９では図示を省略
した画像解析部７に送る。

【００４２】本実施形態の検査装置は、試料板２がロー
ラ１０によって順次搬送される以外は、第１実施形態と
同様の構成である。従って、この試料板２の搬送に伴っ
て、適当な間隔でＣＣＤカメラ４の撮像を行い、画像解
析部７の画像処理部８と平滑性検査部９で同様の処理を
行えば、算出された標準偏差比によって、順次製造され
る試料板２の表面の平滑性を検査することができる。

【００４３】ところで、図９では、ＣＣＤカメラ４が二
次元の画像を撮像するイメージセンサである場合につい
て示したが、本実施形態の検査装置では、帯状の試料板
２の幅方向に一次元の画像を撮像するラインセンサを用
いることもできる。即ち、この場合のＣＣＤカメラ４
は、帯状の試料板２の幅方向にライン状に並んだＣＣＤ
を用いて水平方向（幅方向）の走査を繰り返すことによ
り、試料板２の移動に伴って垂直方向（試料板２の進行
方向）の走査も可能となり、これによって二次元の投影
像を撮像することができる。なお、このようなラインセ
ンサを用いる場合には、スクリーン３も試料板２の幅に
対応した長さの細長いもので足りるので、検査装置の省
スペース化を図ることができる。

【００４４】また、図９では、スクリーン３を用いた検
査装置について示したが、第２実施形態と同様に、前方
に光散乱フィルタ１４を配置したＣＣＤカメラ４を用い
ることも可能である。さらに、図９では、試料板２の全
測定領域が一度に撮像可能なＣＣＤカメラ４を用いる場
合について説明したが、例えば１台のＣＣＤカメラ４を
試料板２上で幅方向に順に移動させたり、複数台のＣＣ
Ｄカメラ４を幅方向に並べて配置することにより、この
測定領域を複数に分割してそれぞれ別個に撮像するよう
にしてもよい。この場合、試料板２の幅方向の分割数が
多くなると、各測定領域の面積は小さくなる。従って、
この分割数は、試料板２の表面平滑性の評価の目的に応
じて、測定領域が最適な大きさの面積となるように定め
ればよい。

【００４５】上記第１〜第３実施形態の検査装置は、従
来例で示した検査装置のように、試料板２の表面に出来
た引っかき傷等の微小な傷の検出を行うことはできない
が、検査パターンの各円形よりは十分に大きい凹凸を有
し測定範囲内にこの凹凸が含まれるようなゆがみや広い
面積の傷を検出することができる。

【００４６】なお、上記第１〜第３実施形態では、検査
パターンの図形として多数の円形を用いる場合について
説明したが、このような円形に限らず、四角形や細長い
線等の任意の形状の図形を用いることができる。ただ
し、各図形は、画像データにおいて、各図形の領域の画
素の連結性が測定範囲内で必ず途切れるような孤立図形
でなければならない。しかし、これらの図形は、必ずし
も等間隔に配置する必要はなく、同一のものが適宜間隔
で多数２次元的に配置してあればよい。

【００４７】また、上記第１〜第３実施形態では、検査
パターンの図形として円形を用い、画像処理部８がこの
円形の図形特徴値として最もふさわしい径を測定する場
合について説明したが、検査パターンに用いる図形に応
じ、試料板２の表面のゆがみによって変化する任意の図
形特徴値を測定することができる。図形特徴値は、画像
処理での形状解析等に利用される図形の領域の特徴の値
であり、径の他にも例えば図形の面積や周囲長、線の長
さ等の幾何学的特徴等を用いることができる。

【００４８】さらに、上記第１〜第３実施形態では、平
滑性検査部９が実際に試料板２を測定して得た標準偏差
と基準試料の基準の標準偏差との比を算出したが、基準
の標準偏差との差を算出する等の他の比較方法を用いて
もよく、試料板２を測定して得た標準偏差そのものをバ
ラツキの程度としてもよい。また、例えば試料板２を測
定して得た各円形の径のヒストグラムを求めることによ
りバラツキの程度を示すようにすることもできる。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の表面平滑性の検査方法及びその装置によれば、被検査
面で反射された検査パターンの投影像に基づいて、この
被検査面の平滑性を検査するので、不透明な樹脂板やそ
の他の任意の被検査物の表面の平滑性を客観的に検査す
ることができるようになる。また、この平滑性を客観的
に数値化したり具体化して示すことができ、この平滑性
を確実に検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示すものであって、表
面平滑性の検査装置の構成を示す側面図である。

【図２】本発明の第１実施形態を示すものであって、投
影機の縦断面図である。

【図３】本発明の第１実施形態を示すものであって、試
料板の傾斜を変えた場合の検査装置の構成を示す側面図
である。

【図４】本発明の第１実施形態を示すものであって、架
台の正面図である。

【図５】本発明の第１実施形態を示すものであって、画
像処理部の処理工程を示す工程図である。

【図６】本発明の第１実施形態を示すものであって、試
料板の平滑性が良好な場合の画像データを示す図であ
る。

【図７】本発明の第１実施形態を示すものであって、試
料板にゆがみがある場合の画像データを示す図である。

【図８】本発明の第２実施形態を示すものであって、表
面平滑性の検査装置の構成を示す側面図である。

【図９】本発明の第３実施形態を示すものであって、イ
ンライン処理による表面平滑性の検査装置の構成を示す
側面図である。

【図１０】従来例を示すものであって、表面平滑性の検
査装置の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１投影機２試料板３スクリーン４ＣＣＤカメラ５スライド７画像解析部８画像処理部９平滑性検査部１４光散乱フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久保雅雄大阪市中央区安土町２丁目３番13号タキロン株式会社内 (72)発明者加藤隆明大阪市中央区安土町２丁目３番13号タキロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投影機を用いて、同一の孤立図形を適宜間
隔で多数２次元的に配置した検査パターンを被検査面に
対して斜め方向から投光することにより、この被検査面
で反射された検査パターンをスクリーンに投影し、このスクリーンに映し出された検査パターンの投影像を
カメラで撮像し、このカメラが撮像した投影像における各図形の図形特徴
値をそれぞれ測定して、これらの図形特徴値のバラツキ
の程度により平滑性を検査することを特徴とする表面平
滑性の検査方法。
【請求項２】前記平滑性の検査が、図形特徴値から算出
した標準偏差と、基準試料の被検査面を測定した場合に
おける図形特徴値から算出した基準の標準偏差との比較
によって得た数値により表される各図形のバラツキの程
度を調べるものであることを特徴とする請求項１に記載
の表面平滑性の検査方法。
【請求項３】前記検査パターンの各図形が同じ径の円形
であり、前記図形特徴値が投影像の各図形の径であるこ
とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表面平滑
性の検査方法。
【請求項４】同一の孤立図形を適宜間隔で多数２次元的
に配置した検査パターンを被検査面に対して斜め方向か
ら投影する投影機と、この被検査面で反射された検査パターンを投影するスク
リーンと、このスクリーンに投影された検査パターンの投影像を撮
像するカメラと、このカメラが撮像した投影像における各図形の図形特徴
値をそれぞれ測定し、これらの図形特徴値のバラツキの
程度を調べる画像解析手段とを備えたことを特徴とする
表面平滑性の検査装置。
【請求項５】同一の孤立図形を適宜間隔で多数２次元的
に配置した検査パターンを被検査面に対して斜め方向か
ら投影する投影機と、この被検査面で反射された検査パターンの投影像を、前
方に配置した光散乱フィルタを介して撮像するカメラ
と、このカメラが撮像した投影像における各図形の図形特徴
値をそれぞれ測定し、これらの図形特徴値のバラツキの
程度を調べる画像解析手段とを備えたことを特徴とする
表面平滑性の検査装置。
【請求項６】前記画像解析手段が、カメラによって撮像
された投影像における各図形の図形特徴値をそれぞれ測
定する画像処理手段と、これらの図形特徴値のバラツキ
の程度を調べる平滑性検査手段とからなることを特徴と
する請求項４又は請求項５に記載の表面平滑性の検査装
置。
【請求項７】前記検査パターンの各図形が同じ径の円形
であることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれ
かに記載の表面平滑性の検査装置。