JPH10132535A - 表面検査装置 - Google Patents
表面検査装置Info
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- JPH10132535A JPH10132535A JP30086896A JP30086896A JPH10132535A JP H10132535 A JPH10132535 A JP H10132535A JP 30086896 A JP30086896 A JP 30086896A JP 30086896 A JP30086896 A JP 30086896A JP H10132535 A JPH10132535 A JP H10132535A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】干渉計測技術を欠陥検査に応用し、欠陥の有無
とともに欠陥の高さや深さを高精度でかつ迅速に検出す
る。 【解決手段】投光部２はレ−ザ光源２１から出射したレ
−ザ光を２分割し、被検査面７と参照面８に一定の入射
角で入射する。受光部３は被検査面７と参照面８で反射
したレ−ザ光を合成しスクリ−ン３３に干渉縞を形成す
る。像変換部４はスクリ−ン３３に形成した干渉縞を光
学的にフ−リエ変換し、光電変換素子４４に光学的フ−
リエ変換像を形成する。光電変換素子４４に形成された
光学的フ−リエ変換像を画像出力部５で表示部６に表示
し、被検査面の欠陥の有無を明らかにする。
とともに欠陥の高さや深さを高精度でかつ迅速に検出す
る。 【解決手段】投光部２はレ−ザ光源２１から出射したレ
−ザ光を２分割し、被検査面７と参照面８に一定の入射
角で入射する。受光部３は被検査面７と参照面８で反射
したレ−ザ光を合成しスクリ−ン３３に干渉縞を形成す
る。像変換部４はスクリ−ン３３に形成した干渉縞を光
学的にフ−リエ変換し、光電変換素子４４に光学的フ−
リエ変換像を形成する。光電変換素子４４に形成された
光学的フ−リエ変換像を画像出力部５で表示部６に表示
し、被検査面の欠陥の有無を明らかにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば感光体ド
ラム等の披検査体表面に存在する欠陥を光学的に検出す
る表面検査装置に関するものである。
ラム等の披検査体表面に存在する欠陥を光学的に検出す
る表面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複写機やプリンタ等の画像形成装置に使
用する感光体ドラムは表面に疵や異物による欠陥がある
と良質な画像を形成できなくなるため、欠陥の有無を検
査する必要がある。この感光体ドラムの表面欠陥を光学
的に検出する方法が、例えば特開平２−201142号公報に
示されている。特開平２−201142号公報に示されている
欠陥検出方法は、図８に示すように、光源８１からのレ
−ザ−光を回転多面鏡８２を介して被検査体である感光
体ドラム８３の表面で、かつその軸心方向に沿って順次
走査し、感光体ドラム８３の表面からの反射光を受光器
８４で検出し、検出した反射光の光強度を光電子増倍管
８５によって検出し、この光強度の変化により感光体ド
ラム表面の欠陥の有無を検出している。
用する感光体ドラムは表面に疵や異物による欠陥がある
と良質な画像を形成できなくなるため、欠陥の有無を検
査する必要がある。この感光体ドラムの表面欠陥を光学
的に検出する方法が、例えば特開平２−201142号公報に
示されている。特開平２−201142号公報に示されている
欠陥検出方法は、図８に示すように、光源８１からのレ
−ザ−光を回転多面鏡８２を介して被検査体である感光
体ドラム８３の表面で、かつその軸心方向に沿って順次
走査し、感光体ドラム８３の表面からの反射光を受光器
８４で検出し、検出した反射光の光強度を光電子増倍管
８５によって検出し、この光強度の変化により感光体ド
ラム表面の欠陥の有無を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように感光体ド
ラム表面からの反射光の強度変化により表面欠陥を検出
する方法では欠陥の有無や大きさは検出できるが、欠陥
の高さや深さを検出することはできなかった。感光体ド
ラムをドラムユニットとして組み立てたときに、ブレ−
ドクリ−ニングという工程においては、ある高さ以上の
突起欠陥はブレ−ドを痛める危険性があるため特に有害
度が大きい。そのため、欠陥の大きさだけでなく凹凸の
高さや深さを検出し定量化することが必要になる。感光
体ドラム以外にも欠陥検査において高さや深さに対する
規格があることが多い。
ラム表面からの反射光の強度変化により表面欠陥を検出
する方法では欠陥の有無や大きさは検出できるが、欠陥
の高さや深さを検出することはできなかった。感光体ド
ラムをドラムユニットとして組み立てたときに、ブレ−
ドクリ−ニングという工程においては、ある高さ以上の
突起欠陥はブレ−ドを痛める危険性があるため特に有害
度が大きい。そのため、欠陥の大きさだけでなく凹凸の
高さや深さを検出し定量化することが必要になる。感光
体ドラム以外にも欠陥検査において高さや深さに対する
規格があることが多い。
【０００４】光学的に表面の凹凸を測定する方法として
は干渉計測が分解能が高く理想的である。しかしなが
ら、通常の干渉による形状計測は、表面の凹凸により生
じた干渉縞をカメラ等で撮像し、各種の画像処理により
３次元形状を算出するが、デ−タ量が多いため１画面を
計算するのに多くの時間を要する。この干渉計測を欠陥
検査に応用しようとした場合、検査領域を細かく区切り
何度も撮像と３次元形状の計算を繰り返す必要があり、
実用的な時間内に検査を終えることがでず、検査時間の
制約から欠陥検査には応用されていない。
は干渉計測が分解能が高く理想的である。しかしなが
ら、通常の干渉による形状計測は、表面の凹凸により生
じた干渉縞をカメラ等で撮像し、各種の画像処理により
３次元形状を算出するが、デ−タ量が多いため１画面を
計算するのに多くの時間を要する。この干渉計測を欠陥
検査に応用しようとした場合、検査領域を細かく区切り
何度も撮像と３次元形状の計算を繰り返す必要があり、
実用的な時間内に検査を終えることがでず、検査時間の
制約から欠陥検査には応用されていない。
【０００５】この発明は干渉計測技術を欠陥検査に応用
し、欠陥の有無とともに欠陥の高さや深さを高精度でか
つ迅速に検出することができる表面検査装置を得ること
を目的とするものである。
し、欠陥の有無とともに欠陥の高さや深さを高精度でか
つ迅速に検出することができる表面検査装置を得ること
を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る表面検査
装置は、投光部と受光部と像変換部及び画像出力部とを
有し、投光部はコヒ−レント光源からの光を２分割して
被検査面と参照面に入射し、受光部は被検査面と参照面
からの反射光による干渉縞をスクリ−ンに形成させ、像
変換部は形成した干渉縞による光学的なフ−リエ変換像
を形成して画像信号に変換し、画像出力部は画像信号に
変換したフ−リエ変換像を表示部に表示することを特徴
とする。
装置は、投光部と受光部と像変換部及び画像出力部とを
有し、投光部はコヒ−レント光源からの光を２分割して
被検査面と参照面に入射し、受光部は被検査面と参照面
からの反射光による干渉縞をスクリ−ンに形成させ、像
変換部は形成した干渉縞による光学的なフ−リエ変換像
を形成して画像信号に変換し、画像出力部は画像信号に
変換したフ−リエ変換像を表示部に表示することを特徴
とする。
【０００７】上記投光部はコヒ−レント光源からの光を
２分割して被検査面の異なり位置に入射し、受光部は被
検査面の異なる位置からの反射光による干渉縞をスクリ
−ンに形成させるようにしても良い。
２分割して被検査面の異なり位置に入射し、受光部は被
検査面の異なる位置からの反射光による干渉縞をスクリ
−ンに形成させるようにしても良い。
【０００８】この発明に係る他の表面検査装置は、凹凸
欠陥検出部と色欠陥検出部とを有し、凹凸欠陥検出部は
投光部と受光部と像変換部と画像出力部及び３次元形状
検出部とを有し、投光部はコヒ−レント光源からの光を
２分割して被検査面と参照面に入射し、受光部は被検査
面と参照面からの反射光による干渉縞をスクリ−ンに形
成させ、像変換部は形成した干渉縞による光学的なフ−
リエ変換像を形成して画像信号に変換し、画像出力部は
画像信号に変換したフ−リエ変換像を表示部に表示し、
色欠陥検出部は拡散光投光部と拡散光受光部及び画像処
理部とを有し、凹凸欠陥検出部に隣接して設けられ、拡
散光投光部は被検査面に拡散光を入射し、拡散光受光部
は被検査面からの拡散反射光を検出して画像信号に変換
し、画像処理部は受光部から出力される画像信号から色
欠陥を検出することを特徴とする。
欠陥検出部と色欠陥検出部とを有し、凹凸欠陥検出部は
投光部と受光部と像変換部と画像出力部及び３次元形状
検出部とを有し、投光部はコヒ−レント光源からの光を
２分割して被検査面と参照面に入射し、受光部は被検査
面と参照面からの反射光による干渉縞をスクリ−ンに形
成させ、像変換部は形成した干渉縞による光学的なフ−
リエ変換像を形成して画像信号に変換し、画像出力部は
画像信号に変換したフ−リエ変換像を表示部に表示し、
色欠陥検出部は拡散光投光部と拡散光受光部及び画像処
理部とを有し、凹凸欠陥検出部に隣接して設けられ、拡
散光投光部は被検査面に拡散光を入射し、拡散光受光部
は被検査面からの拡散反射光を検出して画像信号に変換
し、画像処理部は受光部から出力される画像信号から色
欠陥を検出することを特徴とする。
【０００９】上記像変換部は形成したフ−リエ変換像の
中心部を遮光して画像信号に変換して出力すると良い。
中心部を遮光して画像信号に変換して出力すると良い。
【００１０】また、上記投光部は被検査面に入射する光
を走査するすることが望ましい。
を走査するすることが望ましい。
【００１１】さらに、上記干渉縞の画像デ−タから欠陥
の３次元形状を算出することが望ましい。
の３次元形状を算出することが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明の表面検査装置は、投光
部と受光部と像変換部と画像出力部及び表示部を有す
る。投光部はレ−ザ光源から出射したレ−ザ光を２分割
し、一方のレ−ザ光を例えば感光体ドラム等の被検査面
に一定の入射角で入射し、他方のレ−ザ光を被検査面に
入射したレ−ザ光と平行にして参照面に入射する。受光
部は被検査面で反射したレ−ザ光と参照面で反射したレ
−ザ光を合成し、合成した光をスクリ−ンに結像させて
干渉縞を形成する。
部と受光部と像変換部と画像出力部及び表示部を有す
る。投光部はレ−ザ光源から出射したレ−ザ光を２分割
し、一方のレ−ザ光を例えば感光体ドラム等の被検査面
に一定の入射角で入射し、他方のレ−ザ光を被検査面に
入射したレ−ザ光と平行にして参照面に入射する。受光
部は被検査面で反射したレ−ザ光と参照面で反射したレ
−ザ光を合成し、合成した光をスクリ−ンに結像させて
干渉縞を形成する。
【００１３】受光部のスクリ−ンに形成された干渉縞
は、被検査面に欠陥がないときは空間周波数の低い縞だ
けが形成され、被検査面に疵や異物等の欠陥があるとき
には低周波の縞のなかに欠陥部分の急峻な凹凸によって
生じる非常に密度の高い縞が形成される。このスクリ−
ンに形成された干渉縞に、像変換部のインコヒ−レント
光源から出射する光をハ−フミラ−とレンズを通して照
射し、その反射光をレンズを通してからハ−フミラ−で
直角に折り曲げ光電変換素子上に結像させる。このと
き、レンズと光電変換素子の距離をレンズの焦点距離に
とって、光電変換素子に干渉縞の光学的フ−リエ変換像
を形成させる。この光電変換素子に形成される光学的フ
−リエ変換像は、被検査面に欠陥がなく、空間周波数の
低い縞だけが形成されている場合は、中心付近のみが明
るくその周辺は暗くなる。また、被検査面に欠陥があっ
て、スクリ−ンに低周波の縞のなかに欠陥部分の急峻な
凹凸によって生じる非常に密度の高い縞が形成されてい
る場合は、光電変換素子に形成される光学的フ−リエ変
換像は、中心付近の明るい部分の他に周辺部にも高周波
な縞に起因する明るい像が形成される。この光電変換素
子に形成された光学的フ−リエ変換像を画像出力部で処
理して表示部に表示する。この表示された光学的フ−リ
エ変換像から周辺部の明るい像の有無を確認することに
より被検査面に欠陥があるかどうかを迅速に検出する。
は、被検査面に欠陥がないときは空間周波数の低い縞だ
けが形成され、被検査面に疵や異物等の欠陥があるとき
には低周波の縞のなかに欠陥部分の急峻な凹凸によって
生じる非常に密度の高い縞が形成される。このスクリ−
ンに形成された干渉縞に、像変換部のインコヒ−レント
光源から出射する光をハ−フミラ−とレンズを通して照
射し、その反射光をレンズを通してからハ−フミラ−で
直角に折り曲げ光電変換素子上に結像させる。このと
き、レンズと光電変換素子の距離をレンズの焦点距離に
とって、光電変換素子に干渉縞の光学的フ−リエ変換像
を形成させる。この光電変換素子に形成される光学的フ
−リエ変換像は、被検査面に欠陥がなく、空間周波数の
低い縞だけが形成されている場合は、中心付近のみが明
るくその周辺は暗くなる。また、被検査面に欠陥があっ
て、スクリ−ンに低周波の縞のなかに欠陥部分の急峻な
凹凸によって生じる非常に密度の高い縞が形成されてい
る場合は、光電変換素子に形成される光学的フ−リエ変
換像は、中心付近の明るい部分の他に周辺部にも高周波
な縞に起因する明るい像が形成される。この光電変換素
子に形成された光学的フ−リエ変換像を画像出力部で処
理して表示部に表示する。この表示された光学的フ−リ
エ変換像から周辺部の明るい像の有無を確認することに
より被検査面に欠陥があるかどうかを迅速に検出する。
【００１４】また、光電変換素子の中心付近を遮光マス
クで遮光し、被検査面に欠陥があるときだけ光電変換素
子から欠陥信号を出力することにより、欠陥の有無をよ
り迅速にかつ正確に検出する。
クで遮光し、被検査面に欠陥があるときだけ光電変換素
子から欠陥信号を出力することにより、欠陥の有無をよ
り迅速にかつ正確に検出する。
【００１５】さらに、投光部から被検査面と参照面に入
射するレ−ザ光を入射面と直交する方向に走査させるよ
うにすると、被検査面の全面を高速に検査することがで
き、連続して搬送している被検査面をオンラインで検査
することができる。
射するレ−ザ光を入射面と直交する方向に走査させるよ
うにすると、被検査面の全面を高速に検査することがで
き、連続して搬送している被検査面をオンラインで検査
することができる。
【００１６】また、参照面を使用せずに投光部で２分割
したレ−ザ光を被検査面の異なる位置に入射し、その反
射光の干渉を利用するようにしても良い。すなわち、被
検査面の任意の位置を参照面の代わりに選んでも欠陥で
ある可能性は非常に少なく、欠陥の検出精度にあまり影
響せず、装置構成を容易にすることができる。
したレ−ザ光を被検査面の異なる位置に入射し、その反
射光の干渉を利用するようにしても良い。すなわち、被
検査面の任意の位置を参照面の代わりに選んでも欠陥で
ある可能性は非常に少なく、欠陥の検出精度にあまり影
響せず、装置構成を容易にすることができる。
【００１７】さらに、受光部で被検査面と参照面の反射
光を合成した干渉光の一部を分割してＣＣＤカメラで記
録し、３次元形状演算部でＣＣＤカメラからの画像デ−
タを１画面毎に干渉縞の解析をして形状デ−タを得るこ
とにより欠陥の有無と欠陥の高さや深さを検出すること
ができる。この場合、全ての画面毎に干渉縞の解析を行
わず、光電変換素子から欠陥信号が出力されたときだけ
その部分の形状デ−タを演算することにより処理時間を
大幅に短縮することができる。
光を合成した干渉光の一部を分割してＣＣＤカメラで記
録し、３次元形状演算部でＣＣＤカメラからの画像デ−
タを１画面毎に干渉縞の解析をして形状デ−タを得るこ
とにより欠陥の有無と欠陥の高さや深さを検出すること
ができる。この場合、全ての画面毎に干渉縞の解析を行
わず、光電変換素子から欠陥信号が出力されたときだけ
その部分の形状デ−タを演算することにより処理時間を
大幅に短縮することができる。
【００１８】また、凹凸の欠陥の有無と欠陥の高さや深
さを検出するとともに色欠陥検出部を設けることによ
り、被検査面の状態を正確に検査することができる。
さを検出するとともに色欠陥検出部を設けることによ
り、被検査面の状態を正確に検査することができる。
【００１９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成を示す配置
図である。図に示すように、表面検査装置１は投光部２
と受光部３と像変換部４と画像出力部５及び表示部６を
有する。
図である。図に示すように、表面検査装置１は投光部２
と受光部３と像変換部４と画像出力部５及び表示部６を
有する。
【００２０】投光部２はレ−ザ光源２１とコリメ−トレ
ンズ２２とハ−フミラ−２３及びミラ−２４を有する。
そしてレ−ザ光源２１から出射してコリメ−トレンズ２
２を通ったレ−ザ光をハ−フミラ−２３で２分割し、一
方のレ−ザ光を例えば感光体ドラム等の被検査面７に一
定の入射角で入射し、他方のレ−ザ光をミラ−２４で反
射して被検査面７に入射したレ−ザ光と平行にして参照
面８に入射する。受光部３はハ−フミラ−３１とレンズ
３２とスクリ−ン３３及びミラ−３４を有する。そして
被検査面７で反射したレ−ザ光と参照面８で反射しミラ
−３４で反射したレ−ザ光をハ−フミラ−３１で合成
し、合成した光をレンズ３２でスクリ−ン３３に結像さ
せて干渉縞を形成する。
ンズ２２とハ−フミラ−２３及びミラ−２４を有する。
そしてレ−ザ光源２１から出射してコリメ−トレンズ２
２を通ったレ−ザ光をハ−フミラ−２３で２分割し、一
方のレ−ザ光を例えば感光体ドラム等の被検査面７に一
定の入射角で入射し、他方のレ−ザ光をミラ−２４で反
射して被検査面７に入射したレ−ザ光と平行にして参照
面８に入射する。受光部３はハ−フミラ−３１とレンズ
３２とスクリ−ン３３及びミラ−３４を有する。そして
被検査面７で反射したレ−ザ光と参照面８で反射しミラ
−３４で反射したレ−ザ光をハ−フミラ−３１で合成
し、合成した光をレンズ３２でスクリ−ン３３に結像さ
せて干渉縞を形成する。
【００２１】像変換部４はインコヒ−レント光源４１と
ハ−フミラ−４２とレンズ４３及び光電変換素子４４を
有する。光電変換素子４４はレンズ４３からの距離がレ
ンズ４３の焦点距離になるように配置されている。そし
てインコヒ−レント光源４１から出射した光をハ−フミ
ラ−４２とレンズ４３を通してスクリ−ン３３上に形成
された干渉縞に照射し、その反射光をレンズ４３を通し
てからハ−フミラ−４２で直角に折り曲げ光電変換素子
４４上に結像させる。画像出力部５は光電変換素子４５
から出力される画像信号を処理して表示部６に表示す
る。
ハ−フミラ−４２とレンズ４３及び光電変換素子４４を
有する。光電変換素子４４はレンズ４３からの距離がレ
ンズ４３の焦点距離になるように配置されている。そし
てインコヒ−レント光源４１から出射した光をハ−フミ
ラ−４２とレンズ４３を通してスクリ−ン３３上に形成
された干渉縞に照射し、その反射光をレンズ４３を通し
てからハ−フミラ−４２で直角に折り曲げ光電変換素子
４４上に結像させる。画像出力部５は光電変換素子４５
から出力される画像信号を処理して表示部６に表示す
る。
【００２２】上記のように構成した表面検査装置１で連
続して送られてくる被検査面７の欠陥の有無を検出する
ときは、検査場所に送られた被検査面７を搬送方向であ
るＸ軸方向と入射面であるＸ−Ｚ面と直交するＹ軸方向
に移動しながら、投光部２のレ−ザ−光源２１から出射
したレ−ザ光をコリメ−トレンズ２２で平行光にしたの
ちハ−フミラ−２３で２分割する。２分割した一方のレ
−ザ光は被検査面７に入射し、直角に曲げられた他方の
レ−ザ光はミラ−２４で反射して参照面８に入射する。
被検査面７と参照面８に入射したレ−ザ光は被検査面７
と参照面８で反射し、被検査面７からの反射光は受光部
３のハ−フミラ−３１に直接入射し、参照面８からの反
射光はミラ−３４で反射してハ−フミラ−３１に入射
し、被検査面７からの反射光と参照面８からの反射光が
ハ−フミラ−３１で合成される。ハ−フミラ−３１で合
成された光はレンズ３２によりスクリ−ン３３に結像さ
れる。このスクリ−ン３３に結像された像には被検査面
７からの反射光と参照面８からの反射光の干渉により干
渉縞が形成される。このスクリ−ン３３に形成された干
渉縞は、被検査面７に欠陥がないときは図２に示すよう
に、空間周波数の低い縞９だけが形成される。また、被
検査面７に疵や異物等の欠陥があるときには、図３に示
すように、低周波の縞１０のなかに欠陥部分の急峻な凹
凸によって生じる非常に密度の高い縞１１が形成され
る。
続して送られてくる被検査面７の欠陥の有無を検出する
ときは、検査場所に送られた被検査面７を搬送方向であ
るＸ軸方向と入射面であるＸ−Ｚ面と直交するＹ軸方向
に移動しながら、投光部２のレ−ザ−光源２１から出射
したレ−ザ光をコリメ−トレンズ２２で平行光にしたの
ちハ−フミラ−２３で２分割する。２分割した一方のレ
−ザ光は被検査面７に入射し、直角に曲げられた他方の
レ−ザ光はミラ−２４で反射して参照面８に入射する。
被検査面７と参照面８に入射したレ−ザ光は被検査面７
と参照面８で反射し、被検査面７からの反射光は受光部
３のハ−フミラ−３１に直接入射し、参照面８からの反
射光はミラ−３４で反射してハ−フミラ−３１に入射
し、被検査面７からの反射光と参照面８からの反射光が
ハ−フミラ−３１で合成される。ハ−フミラ−３１で合
成された光はレンズ３２によりスクリ−ン３３に結像さ
れる。このスクリ−ン３３に結像された像には被検査面
７からの反射光と参照面８からの反射光の干渉により干
渉縞が形成される。このスクリ−ン３３に形成された干
渉縞は、被検査面７に欠陥がないときは図２に示すよう
に、空間周波数の低い縞９だけが形成される。また、被
検査面７に疵や異物等の欠陥があるときには、図３に示
すように、低周波の縞１０のなかに欠陥部分の急峻な凹
凸によって生じる非常に密度の高い縞１１が形成され
る。
【００２３】このスクリ−ン３３に形成された干渉縞
に、像変換部４のインコヒ−レント光源４１から出射す
る光をハ−フミラ−４２とレンズ４３を通して照射す
る。その反射光をレンズ４３を通してからハ−フミラ−
４２で直角に折り曲げ光電変換素子４４上に結像させ
る。このとき、レンズ４３と光電変換素子４４の距離を
レンズ４３の焦点距離にとってあるから、光電変換素子
４４には干渉縞の光学的なフ−リエ変換像が形成され
る。この光電変換素子４４に形成される光学的フ−リエ
変換像は、被検査面７に欠陥がなく、図２に示すよう
に、スクリ−ン３３に空間周波数の低い縞９だけが形成
されている場合は、中心付近のみが明るくその周辺は暗
くなる。また、被検査面７に欠陥があって、図３に示す
ように、スクリ−ン３３に低周波の縞１０のなかに欠陥
部分の急峻な凹凸によって生じる非常に密度の高い縞１
１が形成されている場合は、光電変換素子４４に形成さ
れる光学的フ−リエ変換像１２は、図４に示すように、
中心付近の明るい部分１３の他に周辺部にも高周波な縞
１１に起因する明るい像１４が形成される。この光電変
換素子４４に形成された光学的フ−リエ変換像１２を画
像出力部５で処理して表示部６に表示する。検査者は表
示部６に表示された光学的フ−リエ変換像１２から周辺
部の明るい像１４の有無を確認することにより被検査面
７に欠陥があるかどうかを迅速に検出することができ
る。
に、像変換部４のインコヒ−レント光源４１から出射す
る光をハ−フミラ−４２とレンズ４３を通して照射す
る。その反射光をレンズ４３を通してからハ−フミラ−
４２で直角に折り曲げ光電変換素子４４上に結像させ
る。このとき、レンズ４３と光電変換素子４４の距離を
レンズ４３の焦点距離にとってあるから、光電変換素子
４４には干渉縞の光学的なフ−リエ変換像が形成され
る。この光電変換素子４４に形成される光学的フ−リエ
変換像は、被検査面７に欠陥がなく、図２に示すよう
に、スクリ−ン３３に空間周波数の低い縞９だけが形成
されている場合は、中心付近のみが明るくその周辺は暗
くなる。また、被検査面７に欠陥があって、図３に示す
ように、スクリ−ン３３に低周波の縞１０のなかに欠陥
部分の急峻な凹凸によって生じる非常に密度の高い縞１
１が形成されている場合は、光電変換素子４４に形成さ
れる光学的フ−リエ変換像１２は、図４に示すように、
中心付近の明るい部分１３の他に周辺部にも高周波な縞
１１に起因する明るい像１４が形成される。この光電変
換素子４４に形成された光学的フ−リエ変換像１２を画
像出力部５で処理して表示部６に表示する。検査者は表
示部６に表示された光学的フ−リエ変換像１２から周辺
部の明るい像１４の有無を確認することにより被検査面
７に欠陥があるかどうかを迅速に検出することができ
る。
【００２４】なお、上記実施例は光電変換素子４４に形
成された光学的フ−リエ変換像１２をそのまま表示する
場合について説明したが、光電変換素子４４の中心付近
を遮光マスクで遮光しておくと、被検査面７に欠陥があ
るときだけ光電変換素子４４から欠陥信号を出力するこ
とができ、欠陥の有無をより迅速にかつ正確に検出する
ことができる。
成された光学的フ−リエ変換像１２をそのまま表示する
場合について説明したが、光電変換素子４４の中心付近
を遮光マスクで遮光しておくと、被検査面７に欠陥があ
るときだけ光電変換素子４４から欠陥信号を出力するこ
とができ、欠陥の有無をより迅速にかつ正確に検出する
ことができる。
【００２５】また、上記実施例は被検査面７をレ−ザ光
の入射面と直交するＸ軸，Ｙ軸方向に移動しながら、レ
−ザ光を照射して欠陥の有無を検出する場合について説
明したが、図５に示すように、投光部２のコリメ−トレ
ンズ２２とハ−フミラ−２３の間にポリゴンスキャナ２
５とｆθレンズ２６を設置し、受光部３には被検査面７
と参照面８からの反射光を集光する集光レンズ３５，３
６を設けて被検査面７と参照面８に入射するレ−ザ光を
入射面と直交するＹ軸方向に走査させるようにすると、
被検査面７の全面を高速に検査することができ、連続し
て搬送している被検査面７をオンラインで検査すること
ができる。この場合も、図５に示すように、光電変換素
子４４の中心付近を遮光マスク４５で遮光しておくと、
被検査面７に欠陥があるときだけ光電変換素子４４から
欠陥信号だけを出力することができ、欠陥の有無を正確
に検出することができる。
の入射面と直交するＸ軸，Ｙ軸方向に移動しながら、レ
−ザ光を照射して欠陥の有無を検出する場合について説
明したが、図５に示すように、投光部２のコリメ−トレ
ンズ２２とハ−フミラ−２３の間にポリゴンスキャナ２
５とｆθレンズ２６を設置し、受光部３には被検査面７
と参照面８からの反射光を集光する集光レンズ３５，３
６を設けて被検査面７と参照面８に入射するレ−ザ光を
入射面と直交するＹ軸方向に走査させるようにすると、
被検査面７の全面を高速に検査することができ、連続し
て搬送している被検査面７をオンラインで検査すること
ができる。この場合も、図５に示すように、光電変換素
子４４の中心付近を遮光マスク４５で遮光しておくと、
被検査面７に欠陥があるときだけ光電変換素子４４から
欠陥信号だけを出力することができ、欠陥の有無を正確
に検出することができる。
【００２６】また、上記実施例は被検査面７と参照面８
からの反射光による干渉を利用して被検査面７の欠陥の
有無を検出する場合について説明したが、参照面８を使
用せずに投光部２で２分割したレ−ザ光を被検査面７の
異なる位置に入射し、その反射光の干渉を利用するよう
にしても良い。すなわち、被検査面７の大部分は欠陥の
無い正常な部分であるから、被検査面７の任意に位置を
参照面８の代わりに選んでも欠陥である可能性は非常に
少なく、欠陥の検出精度にあまり影響しないからであ
る。このように被検査面７の任意の位置を参照面８の代
わりに選ぶことにより装置構成を容易にすることができ
る。
からの反射光による干渉を利用して被検査面７の欠陥の
有無を検出する場合について説明したが、参照面８を使
用せずに投光部２で２分割したレ−ザ光を被検査面７の
異なる位置に入射し、その反射光の干渉を利用するよう
にしても良い。すなわち、被検査面７の大部分は欠陥の
無い正常な部分であるから、被検査面７の任意に位置を
参照面８の代わりに選んでも欠陥である可能性は非常に
少なく、欠陥の検出精度にあまり影響しないからであ
る。このように被検査面７の任意の位置を参照面８の代
わりに選ぶことにより装置構成を容易にすることができ
る。
【００２７】なお、上記各実施例は被検査面７の欠陥の
有無を検出する場合について説明したが、被検査面７と
参照面８からの反射光による干渉縞を利用して欠陥の高
さや深さを含む３次元形状も検出することができる。
有無を検出する場合について説明したが、被検査面７と
参照面８からの反射光による干渉縞を利用して欠陥の高
さや深さを含む３次元形状も検出することができる。
【００２８】図６は欠陥の３次元形状も検出する表面検
査装置の構成を示す。図に示すように、表面検査装置１
ａは受光部３のハ−フミラ−３１とレンズ３２の間には
被検査面７と参照面８からの反射光を合成した干渉光を
２分割するハ−フミラ−３７を有し、ハ−フミラ−３７
により直角方向に分離された光路にはレンズ３８とＣＣ
Ｄカメラ３９を有する。ＣＣＤカメラ３９には、ＣＣＤ
カメラ３９で検出した干渉縞の画像デ−タを解析して形
状デ−タを演算する３次元形状演算部１５が接続されて
いる。そしてハ−フミラ−３７により直角方向に分離さ
れた干渉光をレンズ３８を介してＣＣＤカメラ３９で記
録する。３次元形状演算部１５はＣＣＤカメラ３９から
の画像デ−タをメモリに格納し、１画面毎に干渉縞の解
析をして形状デ−タを得る。この形状デ−タを表示部６
に表示することにより、欠陥の有無と欠陥の高さや深さ
を検出することができる。
査装置の構成を示す。図に示すように、表面検査装置１
ａは受光部３のハ−フミラ−３１とレンズ３２の間には
被検査面７と参照面８からの反射光を合成した干渉光を
２分割するハ−フミラ−３７を有し、ハ−フミラ−３７
により直角方向に分離された光路にはレンズ３８とＣＣ
Ｄカメラ３９を有する。ＣＣＤカメラ３９には、ＣＣＤ
カメラ３９で検出した干渉縞の画像デ−タを解析して形
状デ−タを演算する３次元形状演算部１５が接続されて
いる。そしてハ−フミラ−３７により直角方向に分離さ
れた干渉光をレンズ３８を介してＣＣＤカメラ３９で記
録する。３次元形状演算部１５はＣＣＤカメラ３９から
の画像デ−タをメモリに格納し、１画面毎に干渉縞の解
析をして形状デ−タを得る。この形状デ−タを表示部６
に表示することにより、欠陥の有無と欠陥の高さや深さ
を検出することができる。
【００２９】このように形状デ−タを演算する場合、全
ての画面毎に干渉縞の解析をしていると多くの時間を要
し、検査時間が長くなってしまう。そこで、中心付近を
遮光マスク４５で遮光した光電変換素子４４から欠陥信
号が出力されたときだけ３次元形状演算部１５でその部
分の形状デ−タを演算するようにすると良い。このよう
に欠陥を検出したときだけ、その高さや深さを検出する
ことにより処理時間を大幅に短縮することができる。
ての画面毎に干渉縞の解析をしていると多くの時間を要
し、検査時間が長くなってしまう。そこで、中心付近を
遮光マスク４５で遮光した光電変換素子４４から欠陥信
号が出力されたときだけ３次元形状演算部１５でその部
分の形状デ−タを演算するようにすると良い。このよう
に欠陥を検出したときだけ、その高さや深さを検出する
ことにより処理時間を大幅に短縮することができる。
【００３０】上記実施例は被検査面７の欠陥の有無と欠
陥の高さや深さを検出する場合について説明したが、欠
陥検査の場合、凹凸の変化はなく色ムラ等により濃度だ
けが正常部と異なる色欠陥がある。そこで、図７に示す
ように、被検査面７の凹凸の欠陥を検出する表面検査装
置１ａの後あるいは前に色欠陥検出部１６を設けた、被
検査面７の色欠陥も検出するようにすると良い。この色
欠陥検出部１６は、図７に示すように、ハロゲンランプ
や蛍光灯等の光源１６１で被検査面７を照射し、その拡
散光をＣＣＤカメラ１６２で撮像する。その画像デ−タ
を画像処理部１６３で処理して色欠陥を検出して表示部
６に表示する。このようにして被検査面７の凹凸による
欠陥とともに色ムラ等の色欠陥も検出することができ、
被検査面７の状態を正確に検査することができる。
陥の高さや深さを検出する場合について説明したが、欠
陥検査の場合、凹凸の変化はなく色ムラ等により濃度だ
けが正常部と異なる色欠陥がある。そこで、図７に示す
ように、被検査面７の凹凸の欠陥を検出する表面検査装
置１ａの後あるいは前に色欠陥検出部１６を設けた、被
検査面７の色欠陥も検出するようにすると良い。この色
欠陥検出部１６は、図７に示すように、ハロゲンランプ
や蛍光灯等の光源１６１で被検査面７を照射し、その拡
散光をＣＣＤカメラ１６２で撮像する。その画像デ−タ
を画像処理部１６３で処理して色欠陥を検出して表示部
６に表示する。このようにして被検査面７の凹凸による
欠陥とともに色ムラ等の色欠陥も検出することができ、
被検査面７の状態を正確に検査することができる。
【００３１】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、レ−ザ
光源から出射したレ−ザ光を２分割し、一方のレ−ザ光
を例えば感光体ドラム等の被検査面に一定の入射角で入
射し、他方のレ−ザ光を被検査面に入射したレ−ザ光と
平行にして参照面に入射し、被検査面で反射したレ−ザ
光と参照面で反射したレ−ザ光を合成し、合成した光を
スクリ−ンに結像させて干渉縞を形成し、スクリ−ンに
形成された干渉縞の光学的なフ−リエ変換像を形成さ
せ、光学的フ−リエ変換像から欠陥の有無を検出するよ
うにしたから、欠陥の有無を高速に検出することができ
る。
光源から出射したレ−ザ光を２分割し、一方のレ−ザ光
を例えば感光体ドラム等の被検査面に一定の入射角で入
射し、他方のレ−ザ光を被検査面に入射したレ−ザ光と
平行にして参照面に入射し、被検査面で反射したレ−ザ
光と参照面で反射したレ−ザ光を合成し、合成した光を
スクリ−ンに結像させて干渉縞を形成し、スクリ−ンに
形成された干渉縞の光学的なフ−リエ変換像を形成さ
せ、光学的フ−リエ変換像から欠陥の有無を検出するよ
うにしたから、欠陥の有無を高速に検出することができ
る。
【００３２】また、光電変換素子の中心付近を遮光マス
クで遮光し、被検査面に欠陥があるときだけ欠陥信号を
出力することにより、欠陥の有無をより迅速にかつ正確
に検出することができる。
クで遮光し、被検査面に欠陥があるときだけ欠陥信号を
出力することにより、欠陥の有無をより迅速にかつ正確
に検出することができる。
【００３３】さらに、被検査面と参照面に入射するレ−
ザ光を入射面と直交する方向に走査させることにより、
被検査面の全面を高速に検査することができ、連続して
搬送している被検査面をオンラインで検査することがで
きる。
ザ光を入射面と直交する方向に走査させることにより、
被検査面の全面を高速に検査することができ、連続して
搬送している被検査面をオンラインで検査することがで
きる。
【００３４】また、参照面を使用せずに投光部で２分割
したレ−ザ光を被検査面の異なる位置に入射し、その反
射光の干渉を利用することにより、欠陥の検出精度にあ
まり影響せずに装置構成を簡易化することができる。
したレ−ザ光を被検査面の異なる位置に入射し、その反
射光の干渉を利用することにより、欠陥の検出精度にあ
まり影響せずに装置構成を簡易化することができる。
【００３５】さらに、被検査面と参照面の反射光を合成
した干渉光の一部を分割して干渉縞の解析をして形状デ
−タを得ることにより、欠陥の有無と欠陥の高さや深さ
を精度良く検出することができる。また、欠陥信号が出
力されたときだけその部分の形状デ−タを演算すること
により処理時間を大幅に短縮することができる。
した干渉光の一部を分割して干渉縞の解析をして形状デ
−タを得ることにより、欠陥の有無と欠陥の高さや深さ
を精度良く検出することができる。また、欠陥信号が出
力されたときだけその部分の形状デ−タを演算すること
により処理時間を大幅に短縮することができる。
【００３６】また、凹凸の欠陥の有無と欠陥の高さや深
さを検出するとともに色欠陥検出部を設けることによ
り、被検査面の状態を正確に検査することができる。
さを検出するとともに色欠陥検出部を設けることによ
り、被検査面の状態を正確に検査することができる。
【図１】この発明の実施例の構成を示す配置図である。
【図２】欠陥がないときの干渉縞を示す説明図である。
【図３】欠陥があるときの干渉縞を示す説明図である。
【図４】欠陥があるときの干渉縞の光学的フ−リエ変換
像を示す説明図である。
像を示す説明図である。
【図５】第２の実施例の構成を示す配置図である。
【図６】第３の実施例の構成を示す配置図である。
【図７】第４の実施例の構成を示す配置図である。
【図８】従来例を示す構成図である。
１ 表面検査装置 ２ 投光部 ３ 受光部 ４ 像変換部 ５ 画像出力部 ６ 表示部 ７ 被検査面 ８ 参照面 １５ ３次元形状演算部 １６ 色欠陥検出部 ２１ レ−ザ光源 ２３ ハ−フミラ− ３１ ハ−フミラ− ３３ スクリ−ン ３９ ＣＣＤカメラ ４１ インコヒ−レント光源 ４２ ハ−フミラ− ４３ レンズ ４４ 光電変換素子 ４５ 遮光マスク
Claims (6)
- 【請求項１】 投光部と受光部と像変換部及び画像出力
部とを有し、 投光部はコヒ−レント光源からの光を２分割して被検査
面と参照面に入射し、受光部は被検査面と参照面からの
反射光による干渉縞をスクリ−ンに形成させ、像変換部
は形成した干渉縞による光学的フ−リエ変換像を形成し
て画像信号に変換し、画像出力部は画像信号に変換した
光学的フ−リエ変換像を表示部に表示することを特徴と
する表面検査装置。 - 【請求項２】 投光部と受光部と像変換部及び画像出力
部とを有し、 投光部はコヒ−レント光源からの光を２分割して被検査
面の異なり位置に入射し、受光部は被検査面の異なる位
置からの反射光による干渉縞をスクリ−ンに形成させ、
像変換部は形成した干渉縞による光学的フ−リエ変換像
を形成して画像信号に変換し、画像出力部は画像信号に
変換した光学的フ−リエ変換像を表示部に表示すること
を特徴とする表面検査装置。 - 【請求項３】 凹凸欠陥検出部と色欠陥検出部とを有
し、 凹凸欠陥検出部は投光部と受光部と像変換部及び画像出
力部とを有し、投光部はコヒ−レント光源からの光を２
分割して被検査面と参照面に入射し、受光部は被検査面
と参照面からの反射光による干渉縞をスクリ−ンに形成
させ、像変換部は形成した干渉縞による光学的フ−リエ
変換像を形成して画像信号に変換し、画像出力部は画像
信号に変換した光学的フ−リエ変換像を表示部に表示
し、 色欠陥検出部は拡散光投光部と拡散光受光部及び画像処
理部とを有し、凹凸欠陥検出部に隣接して設けられ、拡
散光投光部は被検査面に拡散光を入射し、拡散光受光部
は被検査面からの拡散反射光を検出して画像信号に変換
し、画像処理部は受光部から出力される画像信号から色
欠陥を検出する、ことを特徴とする表面検査装置。 - 【請求項４】 上記像変換部は形成した光学的フ−リエ
変換像の中心部を遮光して画像信号に変換して出力する
請求項１，２又は３記載の表面検査装置。 - 【請求項５】 上記投光部は被検査面に入射する光を走
査する請求項４記載の表面検査装置。 - 【請求項６】 上記干渉縞の画像デ−タから欠陥の３次
元形状を算出する請求項５記載の表面検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30086896A JPH10132535A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 表面検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30086896A JPH10132535A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 表面検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132535A true JPH10132535A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17890084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30086896A Pending JPH10132535A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 表面検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10132535A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012530929A (ja) * | 2009-06-22 | 2012-12-06 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | オブジェクト検査システムおよび方法 |
| US9063093B2 (en) | 2012-01-27 | 2015-06-23 | Showa Denko K.K. | Surface inspection method and surface inspection apparatus |
-
1996
- 1996-10-28 JP JP30086896A patent/JPH10132535A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012530929A (ja) * | 2009-06-22 | 2012-12-06 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | オブジェクト検査システムおよび方法 |
| US9063093B2 (en) | 2012-01-27 | 2015-06-23 | Showa Denko K.K. | Surface inspection method and surface inspection apparatus |
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