JPH1183755A - Flaw inspecting device - Google Patents

Flaw inspecting device

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JPH1183755A
JPH1183755A JP9245395A JP24539597A JPH1183755A JP H1183755 A JPH1183755 A JP H1183755A JP 9245395 A JP9245395 A JP 9245395A JP 24539597 A JP24539597 A JP 24539597A JP H1183755 A JPH1183755 A JP H1183755A
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JP
Japan
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light
light beam
receiving element
deflecting means
light receiving
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9245395A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Kaiho
直樹 海保
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flaw inspecting device which can be miniaturized and is capable of performing highly accurate inspection even on the textured surface of an object to be inspected. SOLUTION: This flaw inspecting device is provided with a light flux generating source 2, a deflecting means 3 to change the traveling direction of a light flux from the deflecting means 3, a condensing lens 4 to condense the light flux deflected by the deflecting means 3 onto an object to be inspected, a light divider 5 arranged between the deflecting means 3 and the light flux generating source 2 to guide the light flux reflected by the object to be inspected and passed through the condensing lens 4 and the deflecting means 3 to a light receiving element 6, and the light receiving element 6 to convert the light intensity of reflected light flux from the object to be inspected into electric signals. Then the optical axis of a light projecting system formed of the light flux generating source 2, the deflecting means 3, and the condensing lens 4 is made partially coaxial with the optical axis of a light receiving system formed of the condensing lens 4, the deflecting means 3, the light divider 5, and the light receiving element 6, and the deflecting means 3 is arranged on the focal plane of the condensing lens 4 on the incident side of light flux.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板やフィルムな
どの長尺物、または円盤状部材の表面の傷の有無を非接
触で光学的に検出する傷検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flaw inspection apparatus for optically detecting the presence or absence of a flaw on the surface of a long object such as a steel plate or a film, or a disk-shaped member in a non-contact manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の傷検査装置として、被検査物の表
面に照明手段により光を照射し、被検査物からの反射光
をテレビカメラなどの撮像手段により撮像し、撮像手段
の走査ライン上の輝度分布の変化により、被検査物の表
面の傷の有無を検査する装置が知られている。しかし、
上記従来の装置では、傷の大きさ、傷の方向、傷の種類
によって検出できない場合があり、検出精度の点で問題
があった。
2. Description of the Related Art As a conventional flaw inspection apparatus, a surface of an object to be inspected is irradiated with light by an illuminating means, and reflected light from the object is imaged by an imaging means such as a television camera. There is known an apparatus that inspects the surface of an inspection object for the presence or absence of a scratch based on a change in the luminance distribution of the object. But,
In the above-mentioned conventional apparatus, detection may not be possible depending on the size of the flaw, the direction of the flaw, and the type of the flaw, and there is a problem in detection accuracy.

【0003】そこで、出願人は図6の傷検査装置100
を提案した(特開平9−81736号公報)。すなわ
ち、光源110からの入射光のうち主光線に対応する正
反射の位置を中心にして、円弧上に所定角度ずつずらし
て3個の撮像装置120A、120B、120Cを配置
し、検出精度を向上させた。なお、符号121は集光レ
ンズ、符号122は受光素子、符号130は被検査物を
示す。
[0003] Therefore, the applicant has proposed a flaw inspection apparatus 100 shown in FIG.
(JP-A-9-81736). That is, three imaging devices 120A, 120B, and 120C are arranged at predetermined angles on a circular arc with respect to the position of the regular reflection corresponding to the principal ray of the incident light from the light source 110, thereby improving the detection accuracy. I let it. Reference numeral 121 denotes a condenser lens, reference numeral 122 denotes a light receiving element, and reference numeral 130 denotes an inspection object.

【0004】また、被検査物の表面に布地の折り目のよ
うな微細の凹凸構造を有する傷(テクスチャーと称す
る)を有する場合がある。このようなテクスチャーを観
察する場合には、図7に示す従来の傷検査装置がある。
すなわち、スポット状光源140と受光手段160を用
いて、被検査物表面170からの正反射光を観察するの
ではなく、テクスチャーによる散乱光220のみを観察
するというものである。しかし、上記図7に示す従来の
傷検査装置は、スポット状光源140に指向性があるた
め、たとえば、光線束200によって図7におけるテク
スチャー180Aが観測できたとしても、テクスチャー
180Bのようにその加工方向の異なるものは観察する
のが難しいという問題を生じていた。そこで、図8に示
す傷検査装置のように、スポット状光源140と被検査
物表面170との間に磨りガラス板などの拡散板150
を設け、指向性を極力無くした面光源により、被検査物
表面170を均一に照明し、加工方向の異なるテクスチ
ャーを観察できるようにしている。なお、図8におい
て、21は拡散板150による散乱光、230は鏡面反
射光である。
In some cases, the surface of the inspection object has a flaw (referred to as texture) having a fine uneven structure such as a fold of a cloth. When observing such a texture, there is a conventional flaw inspection apparatus shown in FIG.
That is, instead of observing specularly reflected light from the surface 170 of the inspection object using the spot light source 140 and the light receiving means 160, only the scattered light 220 due to texture is observed. However, in the conventional flaw inspection apparatus shown in FIG. 7, since the spot light source 140 has directivity, for example, even if the texture 180A in FIG. There was a problem that it was difficult to observe things in different directions. Therefore, as shown in FIG. 8, a diffusion plate 150 such as a ground glass plate is provided between the spot light source 140 and the surface 170 of the inspection object.
Is provided to uniformly illuminate the surface 170 of the object to be inspected by a surface light source having a minimum directivity so that textures having different processing directions can be observed. In FIG. 8, reference numeral 21 denotes scattered light by the diffusion plate 150, and reference numeral 230 denotes specular reflected light.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
6に係る傷検査装置、及び図8に係る傷検査装置は、投
光側の光学系(照明光学系)と受光側の光学系が別々に
構成されているため、装置の小型化が困難であるという
不都合を有していた。また、前記図6に係る傷検査装置
では、複数の撮像手段を必要とするため、各撮像手段の
視野を一致させるための調整作業が面倒であった。さら
に、前記図8に係る傷検査装置では、テクスチャーを有
する被検査物を検査する場合に、テクスチャーによる散
乱光成分のみを受光し、正反射による直接光(鏡面反射
光)を受光しないようにし、かつ、被検査物表面を指向
性を無くした光源によりあらゆる方向から照明するとい
った作用を得るのは困難であった。
However, in the flaw inspection apparatus shown in FIG. 6 and the flaw inspection apparatus shown in FIG. 8, the optical system (illumination optical system) on the light emitting side and the optical system on the light receiving side are separately provided. The configuration has a disadvantage that it is difficult to reduce the size of the device. Further, in the flaw inspection apparatus according to FIG. 6, since a plurality of image pickup means are required, an adjustment operation for matching the fields of view of the respective image pickup means is troublesome. Further, in the flaw inspection apparatus according to FIG. 8, when inspecting an inspection object having a texture, only the scattered light component due to the texture is received, and the direct light (specular reflection light) due to regular reflection is not received. Moreover, it has been difficult to obtain the effect of illuminating the surface of the inspection object from all directions with a light source having no directivity.

【0006】そこで本発明は、装置の小型化が可能であ
り、しかもテクスチャーを有する被検査物表面に対して
も高精度で検査可能な傷検査装置を提供しようとするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a flaw inspection apparatus capable of miniaturizing the apparatus and performing inspection with high accuracy even on the surface of the inspection object having a texture.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、光束発生源と、光束発生源
からの光束の進行方向を変える偏向手段と、偏向手段に
よって偏向された光束を被検査物上に集光する集光レン
ズと、前記偏向手段と前記光束発生源との間に配置さ
れ、被検査物から反射して前記集光レンズ、前記偏向手
段を通過した光線を受光素子に導く光分岐器と、前記被
検査物からの反射光線の光強度を電気信号に変換する受
光素子とを備える。そして、前記光束発生源、前記偏向
手段、前記集光レンズからなる投光系の光軸と、前記集
光レンズ、前記偏向手段、前記光分岐器、受光素子から
なる受光系の光軸を一部同軸とする。さらに、前記偏向
手段は、集光レンズの光束の入射側焦平面上に配置する
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, according to the first aspect of the present invention, a light beam generating source, a deflecting means for changing a traveling direction of a light beam from the light beam generating source, and a deflecting device. A condensing lens for condensing a light beam on the object to be inspected, and disposed between the deflecting unit and the light beam generation source, the condensing lens reflected from the object to be inspected, and a light beam passing through the deflecting unit. A light splitter for guiding the light to the light receiving element; and a light receiving element for converting the light intensity of the reflected light beam from the inspection object into an electric signal. Then, the optical axis of the light projecting system including the light beam generating source, the deflecting unit, and the condensing lens is aligned with the optical axis of the light receiving system including the condensing lens, the deflecting unit, the optical splitter, and the light receiving element. Partial coaxial. Further, the deflecting means is arranged on a focal plane on the incident side of the light beam of the condenser lens.

【0008】請求項2記載の発明は、請求項1記載の傷
検査装置において、前記偏向手段はガルバノメータ型ミ
ラーであることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the flaw inspection apparatus according to the first aspect, the deflecting means is a galvanometer-type mirror.

【0009】請求項3記載の発明は、請求項1記載の傷
検査装置において、前記偏向手段は音響光学偏向器であ
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the flaw inspection apparatus according to the first aspect, the deflecting means is an acousto-optic deflector.

【0010】請求項4記載の発明は、請求項1、2、ま
たは3記載の傷検査装置において、前記受光素子は1次
元のアレイセンサであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the flaw inspection apparatus according to the first, second or third aspect, the light receiving element is a one-dimensional array sensor.

【0011】請求項5記載の発明は、請求項1、2、ま
たは3記載の傷検査装置において、前記受光素子は2次
元のアレイセンサであることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the flaw inspection apparatus according to the first, second, or third aspect, the light receiving element is a two-dimensional array sensor.

【0012】請求項6記載の発明は、請求項1、2、
3、4、または5記載の傷検査装置において、前記光束
発生源から発生する光束の断面強度分布はガウシアン分
布であることを特徴とする。
[0012] The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1, 2,
6. The flaw inspection apparatus according to 3, 4, or 5, wherein a cross-sectional intensity distribution of a light beam generated from the light beam source is a Gaussian distribution.

【0013】請求項7記載の発明は、光束発生源と、光
束発生源からの光束を光軸を中心とした輪帯状の光束に
変換する手段と、当該手段による輪帯状の光束を被検査
物上に集光する集光レンズと、前記輪帯状の光束に変換
する手段と集光レンズとの間で、かつ、輪帯状の光束の
光路でない位置に配置された受光素子とを備える。そし
て、前記受光素子は、被検査物上に集光し、反射した光
線のうち、前記集光レンズを通過した散乱光のみを検出
することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a light beam generating source, means for converting a light beam from the light beam generating source into an annular light beam centered on an optical axis, and converting the annular light beam by the means into an object to be inspected. A condensing lens for converging light upward, and a light-receiving element disposed between the means for converting the light into a ring-shaped light beam and the light-collecting lens, and at a position other than the optical path of the ring-shaped light beam. The light receiving element detects only scattered light that has passed through the condensing lens among light rays that are condensed and reflected on the inspection object.

【0014】請求項8記載の発明は、請求項7記載の傷
検査装置において、前記光束発生源からの光束を光軸を
中心とした輪帯状の光束に変換する手段は、両凸の円錐
レンズであることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the flaw inspection apparatus according to the seventh aspect, the means for converting the light beam from the light beam generation source into an annular light beam centered on the optical axis is a biconvex conical lens. It is characterized by being.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1は、第1の実施形態の原理図であ
る。第1の実施形態では、円盤状の被検体(被検査物)
90の傷検査を行う場合を想定し、被検体90を矢印9
5の方向に回転するものとする。第1の実施形態に係る
傷検査装置1は、光束発生源2、偏向手段3、集光レン
ズ4、光分岐器5、受光素子6を、図示していないハウ
ジング部材に一体的に配置したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a principle diagram of the first embodiment. In the first embodiment, a disc-shaped subject (test object)
Assuming that a scratch test of 90 is to be performed, the subject 90 is indicated by an arrow 9
5 shall rotate. The flaw inspection apparatus 1 according to the first embodiment has a light beam source 2, a deflecting unit 3, a condenser lens 4, a light splitter 5, and a light receiving element 6 integrally arranged in a housing member (not shown). It is.

【0016】光束発生源2とは、光源を含み、所定の光
束を発生させる手段をいう。例えば、He−Neレーザ
ーや、コリメートレンズを具備した半導体レーザーであ
る。さらに、所定の形状の光束を得るためのビーム成形
プリズムや、所定の大きさの光束を得るためのビームエ
キスパンダ、光束の断面強度分布を所定の分布(例え
ば、ガウシアン分布)にするためのレンズ等を含むもの
とする。
The light source 2 includes a light source and means for generating a predetermined light beam. For example, a He-Ne laser or a semiconductor laser equipped with a collimating lens is used. Further, a beam shaping prism for obtaining a light beam of a predetermined shape, a beam expander for obtaining a light beam of a predetermined size, and a lens for changing the cross-sectional intensity distribution of the light beam to a predetermined distribution (for example, Gaussian distribution) And so on.

【0017】偏向手段3は、前記光束発生源2から発生
した光束50の方向を制御するためのものであり、後述
する集光レンズ4とともに、集光ビームを被検体90上
で一次元に走査する役割を果たす。偏向手段3として、
たとえば、ガルバノメータ型ミラー、多面鏡(例えばポ
リゴンミラー)、音響光学偏向器等がある。特に、音響
光学偏向器は高速制御が可能である。
The deflecting means 3 is for controlling the direction of the light beam 50 generated from the light beam generating source 2 and, together with the condensing lens 4 described later, scans the condensed beam on the subject 90 one-dimensionally. Play a role. As the deflecting means 3,
For example, there are a galvanometer-type mirror, a polygon mirror (for example, a polygon mirror), and an acousto-optic deflector. In particular, the acousto-optic deflector can be controlled at high speed.

【0018】集光レンズ4は、前記偏向手段3により偏
向された光束を被検体90上に集光するためのものであ
る。偏向された後被検体に入射する光束51A、51B
の主光線が、光軸56(集光レンズの光軸)に平行にな
るような、いわゆるテレセントリックな光学系とするた
めに、偏向手段3は集光レンズ4の入射側焦平面上に設
けることが望ましい。このように、テレセントリックな
光学系にすることにより、集光ビームを被検体上で走査
したときの集光状態の変化が少なくなり、光学系による
検出誤差を低減することができる。なお、52は偏向さ
れた光束による被検体上の走査線を示す。さらに、被検
体上に集光し、反射した光束は、入射した光路とほぼ同
様の光路を戻ることになる。
The condenser lens 4 is for condensing the light beam deflected by the deflecting means 3 on the subject 90. Light beams 51A and 51B incident on the subject after being deflected
The deflecting means 3 should be provided on the entrance-side focal plane of the condensing lens 4 so as to make a so-called telecentric optical system in which the principal ray is parallel to the optical axis 56 (the optical axis of the condensing lens). Is desirable. As described above, by using a telecentric optical system, a change in the state of focusing when the focused beam is scanned on the subject is reduced, and a detection error by the optical system can be reduced. Reference numeral 52 denotes a scanning line on the subject due to the deflected light beam. Further, the light beam condensed and reflected on the subject returns along an optical path substantially similar to the incident optical path.

【0019】被検体上に集光し、反射した光束は、再び
集光レンズ4、偏向手段3を通過し、光分岐器5によ
り、受光素子6に導かれる(符号53)。光分岐器5と
しては、たとえば、金属膜を蒸着したハーフミラーや、
誘電体の多層膜から成る偏光ビームスプリッタが用いら
れる。
The light beam condensed and reflected on the subject passes through the condenser lens 4 and the deflecting means 3 again, and is guided to the light receiving element 6 by the optical splitter 5 (reference numeral 53). As the optical splitter 5, for example, a half mirror on which a metal film is deposited,
A polarizing beam splitter composed of a dielectric multilayer film is used.

【0020】受光素子6は、被検体表面から反射した直
接光を検出する。受光素子6としては、たとえば、シリ
コンフォトダイオード(SPD)や、1次元若しくは2
次元のCCDアレイセンサが用いられる。図2は、受光
素子6の実施例を示した図である。符号6a〜6iは、
CCD(電荷結合素子)の画素を示しており、受光素子
6中央の画素6cは、正反射光束のうち主光線54(図
1参照)を受光するように配置される。他の画素6a,
6b,6d,6e,6f,6g,6h,6iは、正反射
光束のうち、主光線以外の光線(例えば、図1の最外郭
光線55A,55B等)を受光する。
The light receiving element 6 detects direct light reflected from the surface of the subject. As the light receiving element 6, for example, a silicon photodiode (SPD), one-dimensional or two-dimensional
A three-dimensional CCD array sensor is used. FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of the light receiving element 6. Symbols 6a to 6i are
The figure shows a pixel of a CCD (charge coupled device), and a pixel 6c at the center of the light receiving element 6 is arranged so as to receive the principal ray 54 (see FIG. 1) of the regular reflected light beam. Other pixels 6a,
The light beams 6b, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h, and 6i receive light beams other than the main light beam (for example, the outermost light beams 55A and 55B in FIG. 1) in the regular reflected light beam.

【0021】受光素子6に入射する光束の断面強度分布
は、被検体90の表面の状態により変化する。本実施形
態では、光束発生源2から出射する光束の断面強度分布
がガウシアン分布になるように設定する。被検体90の
表面に傷等の欠陥があると、受光素子6に入射する正反
射光束の断面強度分布が変化する(例えば、光軸を中心
に非対称な強度分布となる)。当該変化により、図示し
ていないコンピュータが、被検体上の欠陥の有無を高精
度に判別することができる。
The cross-sectional intensity distribution of the light beam incident on the light receiving element 6 changes depending on the state of the surface of the subject 90. In the present embodiment, the cross-sectional intensity distribution of the light beam emitted from the light beam source 2 is set to be a Gaussian distribution. If there is a defect such as a scratch on the surface of the subject 90, the cross-sectional intensity distribution of the regular reflection light beam incident on the light receiving element 6 changes (for example, the intensity distribution becomes asymmetric about the optical axis). Due to the change, a computer (not shown) can determine with high accuracy whether or not there is a defect on the object.

【0022】以上のように、本実施形態は、光束発生源
2、偏向手段3、集光レンズ4から成る投光側の光軸
と、被検体90から反射した光束を受光素子6に導く集
光レンズ4、偏向手段3、光分岐器5から成る受光側の
光軸とが、一部同軸であることを特徴とする。
As described above, in the present embodiment, the light axis on the light projecting side composed of the light beam generating source 2, the deflecting means 3, and the condensing lens 4, and the light beam reflected from the subject 90 to the light receiving element 6 are collected. The optical axis on the light receiving side including the optical lens 4, the deflecting means 3, and the optical splitter 5 is partially coaxial.

【0023】図3は、第1の実施形態の具体的構成図で
ある。偏向手段3として、ガルバノメータ型ミラー3A
を使用した。なお、ガルバノメータ型ミラー3Aの回転
軸を、集光レンズ4の入射側焦点に位置するように配置
し、前述した図1と同様にテレセントリックな光学系を
実現している。
FIG. 3 is a specific configuration diagram of the first embodiment. Galvanometer type mirror 3A as deflection means 3
It was used. In addition, the rotation axis of the galvanometer type mirror 3A is arranged so as to be positioned at the focal point on the incident side of the condenser lens 4, thereby realizing a telecentric optical system as in FIG.

【0024】図4は、第2の実施形態の構成図である。
第2の実施形態に係る傷検査装置10は、光束発生源2
と、両凸円錐レンズ11と、集光レンズ12と、前記両
凸円錐レンズ11と集光レンズ12との間に配置された
受光素子13A,13B、13Cとにより構成される。
FIG. 4 is a configuration diagram of the second embodiment.
The flaw inspection device 10 according to the second embodiment includes a light flux source 2
, A biconvex conical lens 11, a condenser lens 12, and light receiving elements 13A, 13B, 13C disposed between the biconvex conical lens 11 and the condenser lens 12.

【0025】両凸円錐レンズ11は、光束発生源2と集
光レンズ12との間に配置され、光束発生源2からの光
束を光軸を中心として輪帯状の光束61に変換するもの
である。なお、63は光束61の光路の主光線、64は
集光レンズ12及び、両凸円錐レンズ11の光軸であ
る。集光レンズ12は、上記輪帯状の光束61を被検体
90の表面に集光する。
The biconvex conical lens 11 is disposed between the light source 2 and the condenser lens 12, and converts the light from the light source 2 into an annular light 61 around the optical axis. . In addition, 63 is the principal ray of the optical path of the light beam 61, and 64 is the optical axis of the condenser lens 12 and the biconvex conical lens 11. The condenser lens 12 condenses the annular light flux 61 on the surface of the subject 90.

【0026】受光素子13A,13B,13Cは、前記
両凸円錐レンズ11と集光レンズ12との間で、かつ、
前記輪帯状の光束61の光路でない位置に配置される。
これは、被検体90の表面に集光し、反射した光線のう
ち、散乱光成分のみを検出するためである。なお、被検
体表面90に集光し、正反射した直接光は、前記輪帯状
の光束61の光路を逆行する。したがって、受光素子1
3A,13B,13Cには、被検体90の表面から正反
射した直接光は入射しない。表面にテクスチャー91を
持つ被検体90の場合、テクスチャー91に集光すると
散乱光71A,71B,71Cが発生する。なお、図で
は散乱光の光線を符号71で示してある。散乱光71
A,71B,71Cは、受光素子13A,13B,13
Cにより受光される。
The light receiving elements 13A, 13B, 13C are provided between the biconvex conical lens 11 and the condenser lens 12, and
It is arranged at a position other than the optical path of the annular light beam 61.
This is for detecting only the scattered light component among the light beams condensed on the surface of the subject 90 and reflected. The direct light condensed on the surface 90 of the subject and specularly reflected travels backward in the optical path of the annular light flux 61. Therefore, the light receiving element 1
Direct light that is specularly reflected from the surface of the subject 90 is not incident on 3A, 13B, and 13C. In the case of the subject 90 having the texture 91 on the surface, when the light is condensed on the texture 91, scattered lights 71A, 71B, and 71C are generated. In the drawing, the light rays of the scattered light are indicated by reference numeral 71. Scattered light 71
A, 71B, 71C are light receiving elements 13A, 13B, 13
C receives the light.

【0027】図5は、第2の実施形態を用いて円盤状の
被検体90の傷検査を行う場合の概念図である。被検体
90を当該中心軸を中心として矢印A方向に回転させる
一方、傷検査装置10を矢印B方向の如く被検体90の
径方向に移動させることにより、被検体90の全面の検
査が可能となる。
FIG. 5 is a conceptual diagram in the case of performing a flaw inspection of a disc-shaped subject 90 using the second embodiment. By rotating the subject 90 in the direction of arrow A about the central axis and moving the flaw inspection device 10 in the radial direction of the subject 90 as shown by the direction of arrow B, the entire surface of the subject 90 can be inspected. Become.

【0028】また、音響光学偏光器などの偏向手段を両
凸円錐レンズ11と受光素子13との間に配置し、ビー
ムの集光位置を被検体90の表面上で走査することも可
能である。この場合、偏向手段を集光レンズ12の入射
側焦平面上に配置することが望ましい。こうすることに
より、集光レンズ12の集光状態(光線の傾き角度な
ど)は偏向にかかわらずほぼ一定となり、受光素子13
は散乱光のみを検出することができる。
It is also possible to arrange a deflecting means such as an acousto-optic polarizer between the biconvex conical lens 11 and the light receiving element 13 to scan the beam condensing position on the surface of the subject 90. . In this case, it is desirable to arrange the deflecting means on the incident-side focal plane of the condenser lens 12. By doing so, the condensing state of the condenser lens 12 (such as the inclination angle of the light beam) becomes substantially constant regardless of the deflection, and the light receiving element 13
Can detect only scattered light.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように請求項1〜6記載の発明に
よれば、投光側の光学系の光軸と受光側の光学系の光軸
とが一部同軸であるため、装置の小型化が可能である。
As described above, according to the first to sixth aspects of the present invention, the optical axis of the optical system on the light projecting side and the optical axis of the optical system on the light receiving side are partially coaxial. Miniaturization is possible.

【0030】また、請求項4または5記載の発明によれ
ば、受光素子をアレイ化しているため、受光素子の組み
込み後の調整作業がきわめて容易である。
According to the fourth or fifth aspect of the present invention, since the light receiving elements are arrayed, the adjustment work after the light receiving elements are assembled is extremely easy.

【0031】さらに、請求項7または8記載の発明によ
れば、テクスチャーを有する被検査物を検査する場合
に、テクスチャーによる散乱光成分のみを受光し、正反
射による直接光を受光しないようにし、かつ、被検査物
表面を指向性を無くした光源により照明するといった作
用を得ることができ、検出精度を向上することができ
る。
Further, according to the present invention, when inspecting an object having a texture, only the scattered light component due to the texture is received, and the direct light due to regular reflection is not received. In addition, an effect of illuminating the surface of the inspection object with a light source having no directivity can be obtained, and the detection accuracy can be improved.

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

【図1】第1の実施形態の原理図である。FIG. 1 is a principle diagram of a first embodiment.

【図2】受光素子の実施例を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a light receiving element.

【図3】第1の実施形態の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of the first embodiment.

【図4】第2の実施形態の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment.

【図5】第2の実施形態を用いて円盤状の被検体の傷検
査を行う場合の概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a case where a disk-shaped subject is inspected for damage using the second embodiment.

【図6】従来の傷検査装置の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of a conventional flaw inspection device.

【図7】テクスチャーを観察する場合の従来の傷検査装
置の概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram of a conventional flaw inspection apparatus when observing a texture.

【図8】テクスチャーを観察する場合の従来の傷検査装
置の概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram of a conventional flaw inspection device when observing a texture.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 傷検査装置 2 光束発生源 3 偏向手段 3A ガルバノメータ型ミラー 4 集光レンズ 5 光分岐器 6 受光素子 6c 正反射光束の主光線を受光する画素 6a,6b,6d,6e,6f,6g,6h,6i 正
反射光束の主光線以外の光を受光する画素 10 傷検査装置 11 両凸円錐レンズ 12 集光レンズ 13 受光素子 13A,13B,13C 受光素子
REFERENCE SIGNS LIST 1 flaw inspection device 2 light beam generating source 3 deflecting means 3 A galvanometer-type mirror 4 condensing lens 5 light splitter 6 light receiving element 6 c , 6i Pixel that receives light other than the principal ray of the specularly reflected light beam 10 Scratch inspection device 11 Biconvex conical lens 12 Condensing lens 13 Light receiving element 13A, 13B, 13C Light receiving element

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光束発生源と、光束発生源からの光束の
進行方向を変える偏向手段と、偏向手段によって偏向さ
れた光束を被検査物上に集光する集光レンズと、前記偏
向手段と前記光束発生源との間に配置され、被検査物か
ら反射して前記集光レンズ、前記偏向手段を通過した光
線を受光素子に導く光分岐器と、前記被検査物からの反
射光線の光強度を電気信号に変換する受光素子とを備
え、 前記光束発生源、前記偏向手段、前記集光レンズからな
る投光系の光軸と、前記集光レンズ、前記偏向手段、前
記光分岐器、受光素子からなる受光系の光軸を一部同軸
とし、 前記偏向手段を、集光レンズの光束の入射側焦平面上に
配置することを特徴とする傷検査装置。
1. A light source, a deflecting means for changing a traveling direction of a light beam from the light source, a condensing lens for condensing a light beam deflected by the deflecting means on an inspection object, and the deflecting means. A light splitter disposed between the light source and the light splitter for guiding a light beam reflected from the object to be inspected and passing through the condenser lens and the deflecting means to a light receiving element; and a light beam reflected from the object to be inspected. A light-receiving element that converts intensity into an electric signal, the light beam generation source, the deflecting unit, an optical axis of a light projecting system including the condenser lens, the condenser lens, the deflecting unit, the optical splitter, A flaw inspection apparatus, wherein the optical axis of a light receiving system including a light receiving element is partially coaxial, and the deflecting unit is arranged on a focal plane on the incident side of the light beam of the condenser lens.
【請求項2】 請求項1記載の傷検査装置において、 前記偏向手段はガルバノメータ型ミラーであることを特
徴とする傷検査装置。
2. The flaw inspection apparatus according to claim 1, wherein said deflecting means is a galvanometer-type mirror.
【請求項3】 請求項1記載の傷検査装置において、前
記偏向手段は音響光学偏向器であることを特徴とする傷
検査装置。
3. A flaw inspection apparatus according to claim 1, wherein said deflecting means is an acousto-optic deflector.
【請求項4】 請求項1、2、または3記載の傷検査装
置において、 前記受光素子は1次元のアレイセンサであることを特徴
とする傷検査装置。
4. The flaw inspection device according to claim 1, wherein the light receiving element is a one-dimensional array sensor.
【請求項5】 請求項1、2、または3記載の傷検査装
置において、 前記受光素子は2次元のアレイセンサであることを特徴
とする傷検査装置。
5. The flaw inspection device according to claim 1, wherein the light receiving element is a two-dimensional array sensor.
【請求項6】 請求項1、2、3、4、または5記載の
傷検査装置において、 前記光束発生源から発生する光束の断面強度分布はガウ
シアン分布であることを特徴とする傷検査装置。
6. The flaw inspection device according to claim 1, wherein a cross-sectional intensity distribution of a light beam generated from the light beam generation source is a Gaussian distribution.
【請求項7】 光束発生源と、光束発生源からの光束を
光軸を中心とした輪帯状の光束に変換する手段と、当該
手段による輪帯状の光束を被検査物上に集光する集光レ
ンズと、前記輪帯状の光束に変換する手段と集光レンズ
との間で、かつ、輪帯状の光束の光路でない位置に配置
された受光素子とを備え、 前記受光素子は、被検査物上に集光して反射した光線の
うち、前記集光レンズを通過した散乱光のみを検出する
ことを特徴とする傷検査装置。
7. A light beam source, means for converting a light beam from the light beam source into an annular light beam centered on the optical axis, and a collector for converging the annular light beam on the inspection object by the means. An optical lens, and a light receiving element disposed between the means for converting the light into the annular light flux and the condenser lens, and at a position other than the optical path of the annular light flux, wherein the light receiving element is an object to be inspected. A flaw inspection device, wherein only the scattered light that has passed through the condenser lens is detected from among the rays converged and reflected on the upper side.
【請求項8】 請求項7記載の傷検査装置において、 前記光束発生源からの光束を光軸を中心とした輪帯状の
光束に変換する手段は、両凸の円錐レンズであることを
特徴とする傷検査装置。
8. The flaw inspection device according to claim 7, wherein the means for converting the light beam from the light beam source into a ring-shaped light beam centered on the optical axis is a biconvex conical lens. Inspection equipment.
JP9245395A 1997-09-10 1997-09-10 Flaw inspecting device Withdrawn JPH1183755A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021176799A1 (en) * 2020-03-02 2021-09-10 キヤノン株式会社 Optical device, vehicle-mounted system, and moving device

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