JPS588742B2 - ヒヨウメンケンサソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、紙、鉄板等の帯状移動物体の表面に生ずる傷
、汚損等の欠陥を光学的に検出する装置に関し、特に外
来雑音の除去ならびに帯状物体の幅方向における欠陥発
生位置を検出する装置に関する。

光学的手法により、帯状移動物体（以下試料と記す。

）の表面の欠陥を検出するには、光を試料面に照射し、
欠陥部における反射光の乱れを検出することによって行
うことができることは周知である。

また具体例としてはスポット状の光を試料表面に走査し
、反射光を受ける光学的飛点法、棒状光源からのベルト
状の光を試料に照射し、試料面上の照射光の像を、光電
素子上に走査する光学的飛像法の二つの方法が従来より
よく利用されてきた。

これら従来技術における検査装置に関し第１図第２図に
従って説明する。

すなわち、第１図は、装置における光学的配置、第２図
は、出力信号例であり、１は試料、２は、走査光あるい
は、棒状光源からの光、３は反射光、４は光電変換素子
を含む受光部５は反射信号、６は反射信号に含まれる欠
陥信号例である。

かかる構成において、試料１からの反射光３を受光した
場合、試料面上の欠陥による反射光の乱れは、第２図６
に示すデイツプ状の電気的信号として補えることができ
る。

したがって、第２図に示す信号に対し、適当な電圧弁別
レベルを有する波形整形器を利用し、欠陥をパズル信号
として処理することにより、試料地面の欠陥の検査をす
ることが可能となる。

しかるにこの従来技術における処理方式においては、試
料の幅方向においてどの位置に欠陥があっても、単に、
移動方向における欠陥の位置を示すだけの処理である。

ところが、試料となるシートの実際の利用にあたっては
、１枚のシートよりさらに細い数本のシートを切出す場
合があり、試料の幅方向における欠陥発生位置の検知が
必要な場合がある。

また、従来技術における処理において、第２図に示す受
光器出力あるいはパルス信号処理回路に対し、外部機器
から、欠陥と等価な大きさの雑音が重畳した場合、雑音
と欠陥信号とを区分する有用な手段はなく、検査の信頼
性の点からも問題を有しているのが、現状である。

本発明は、かかる現状にかんがみ、なされたもので、試
料面上の幅方向の検査領域を複数に分割し、細分化され
た各領域のどこに欠陥が発生したかを検出すると共に、
１回の走査が終った時点において、前回に行なわれた走
査による検査結果と新しい検査結果を比較することによ
り雑音の影響を無くした検査装置を提供するものである
。

以下本発明の一実施例を第３〜５図を用いて説明する。

第３図は、本発明の一実施例である欠陥検査装置におけ
る信号処理のブロック図、第４，５図は、第３図におけ
る各部の動作例を示す。

第３図において、７は反射信号増幅器、８は適当な電圧
弁別レベルを有する波形整形器、９は領域区分用パルス
発生器、１０は遅延器、１１はＯＲゲート、１２はセッ
トーリセットフリツプフロツプ１３はＯＲゲート、１４
は遅延器、１５はＴ型フリツプフロツプ、１６．１７は
ＡＮＤゲート、１８，１９はシフトレジスタ、２０は比
較回路であり、アルファベット表示は各部の出力を示し
、各々図一４、図−５の動作波形に対応するものである
。

本発明に関し、第３図に示されるところの信号処理は大
きく分けて、次の２つの動作に区分される。

すなわち、前回の走査における検査結果を次の走査が終
了するまで、記憶する動作および、検査領域の細分化で
ある。

この２つの動作は第３図ｉｓ，ｉｓに示すシフトレジス
タによって、完成されるものである。

すなわち、このシフトレジスタは、Ｎビット直列人力一
並列出力型のものであり、その動作としては、転送パル
スが入った時点における入力の論理値（″ｌ”あるいは
″０”）を読取ると共に、それまで各ビットに記憶され
ていた論理データが１段シフトされるものである。

したがって、転送パルスが入らなければ、シフトレジス
タの各出力は、最終転送パルスが入った時のデーターを
保持しており、一時的な記憶とすることができる。

また、このシフトレジスタの転送パルスとして、細分化
された各検査領域の終端に同期する信号を与えるならば
、シフトレジスタは、各検査領域における検査結果を順
次読取っていくことが可能となる。

具体的には、記憶動作に関して、第４図において、ｂは
、検査を開始させる同期信号で、試料の端部の同期信号
あるいは、ａに示す反射信号の立上りの検出等より得ら
れるものである。

このｂの信号が１５のＴ型フリツプフロツプに入ると、
同フリツプフロツプはその出力を反転させる。

Ｃ，ｄはこの様子を示し、ｃ，ｄは、お互いに反転し合
うところの２つの出力である。

またｅは同期信号に同期して９のパルス発生器および１
３のＯＲ回路で作られるパルスで、シフトレジスタの転
送パルスとなるものである。

かくして、作られた、ｃ，ｄ，ｅの各パルスに対して、
１６．１７の各ＡＮＤゲートにおいてＣとｅ，ｄとｅの
ＡＮＤ動作が行なわれると、ｅの転送パルスをｆとｇに
各々振分けることができる。

したがっていま、ｆの転送パルスを受けるシフトレジス
タ１８は、第３図のａにおける最初の走査による検査結
果を記憶し、ｇの転送パルスを受ける１９は、第３図の
ａにおける２番目の走査による検査結果が記憶される。

かくして、１８．１９の各シフトレジスタは、１回の走
査が終了する毎に、入れ代って新しい検査結果を記憶し
、この間他方のシフトレジスタは前回の走査による検査
結果を保持していることがある。

また、検査領域の細分化に関しては、例えば検査領域を
４分割し、１８のシフトレジスタが検査結果を記憶する
状態にある場合に関し、第３図、第５図により説明する
。

すなわち、増幅器７によって増幅された反射信号ａは適
当な電圧弁別レベルを有する波形整形器８によりｈに示
す整形出力となる。

一方ｂは検査の始点、ｉは検査の終点を示す同期信号で
、試鼾の端部に同期を取るか、あるいは、反射信号ａの
立上り、立下り等を利用して、作られるものである。

この検査開始を示す同期信号ｂが、パルス発生器９に入
ると、その瞬間より決算して、あらかじめ設定された時
間Ｔを経たのちＴの周期を持つパルスが３つ発せられる
。

このパルス数は、検査領域をＮ個に区分するとき、（Ｎ
−１）個発せられるもので、９のパルス発生器をそのよ
うに設定する。

かくして、発せられたパルスｋは遅延器１０を経て、△
ｔ１だけ遅延された後１１のＯＲゲートにおいて、ｂの
検査開始信号とＯＲ論理が取られ１に示Ｘｎルス列が形
成される。

この１のパルスは４分割された各検査領域の検査開始信
号であり１２に示すセットーリセットフリツプフロップ
のセット信号として使われるものである。

また一方この１２のフリツプフロツプはｈに示す整形信
号によってリセットが、かけられ、例えば、６に示すよ
うな欠陥信号によってｍに示すが如くその出口を反転す
るものである。

一方、パルス発生器９の出力Ｋは１３に示すＯＲゲート
によって、検査終了信号ｉとＯＲ論理が取られ、先に示
した条件によって選ばれている１６のゲートを通ってｆ
に示すパルス列が作られ、１８に示すシフトレジスタの
転送パルスとなる。

この場合、このシフトレジスタのデータ入力である信号
ｍを作り出すフリツプフロツプ１２のセット人力Ｉと、
シフトレジスタの転送パルスｆとの間において、１０の
遅延器によって、Ｍ番目の区分領域の転送パルスより、
（Ｍ＋１）番目の区分領域のセットパルスの方が常に△
ｔ１だけ遅延させられるため、ｍに示すシフトレジスタ
の入力すなわち１２のフリツプフロツプの出力が、１８
のシフトレジスタが、その論理値を読取る前に、次のセ
ットパルスにより状態が変更されることは無く、常にＭ
番目の転送パルスによりＭ番目の区分領域に対する検査
結果を読取ることができるものである。

この様子を示したのが、ｎ１〜ｎ４である。

これは４段シフトレジスタの各出力で、入力ｍはまず、
ｎ１に読み込まれ、順次ｎ２ｓｎ３ｙｎ４へとシフトさ
れるものである。

いま、欠陥信号６が、２番目の区分領域において発生し
た場合、それによってｍに示す信号が得られ、２番目の
転送パルスによって、この欠陥発生（論理レベル”０”
）がｎ１に読込まれた後、順次シフトされ、１回の走査
の終了、すなわち４番目の転送パルスが入った時点にお
いて、シフトレジスタの最終段、ｎ４から数えて、２番
目の出力段に欠陥発生を示す信号”０”が現われ、２番
目の領域において欠陥が生じたことを示している。

この状態において、１９のシフトレジスタには、前回の
走査による検査結果が、同様にして記憶されている。

かくして、検査データーがｎ１〜ｎ４ｊｐ１〜Ｐ４に現
れた時、１回の走査における検査の終了を示すパルスｉ
が、１４の遅延器を経て△ｔｏ遅延させられてｊに示す
パルスが形成される。

このｊに示すパルスは比較回路２０の同期信号として使
用されるもので、このパルスが入った時点において比較
器はｎ１とＰ１、ｎ２とＰ２，ｎ３とＰ３，ｎ４とＰ４
の各出力を比較して双方に欠陥信号を示す出力”０”が
存在した場合に、Ａ−Ｄの対応する出力に欠陥発生を示
す出力を出す。

この場合２０の比較器はｊに示す同期信号が入った時に
のみ働くもので、例えば検査の途中すなわち、１８ある
いは１９に示すシフトレジスタがシフト動作を行ってい
る時に動作することは無い。

本発明に係る検査装置は以上に示す動作を繰返すことに
よって、信号の処理が行なわれるもので、ここでは、簡
単の為、検査領域を４分割にした場合に関し説明してき
たが、実際に、本装置を利用するにあたっては、この分
割数を必要な値Ｎにすれば良く、この場合１８．１９に
示すシフトレジスタをＮ段直列人力一並列出力のものに
変更するだけで良く、その他の回路動作には、何の変更
も無いことはいうまでもない。

また雑音に関しては、その発生が、極めてランダムであ
り、細分化された各検査領域の中の特定の領域に２回連
続して発生する可能性は、ほとんど無く、Ｖたがって、
本発明による信号処理において欠陥信号が発生した場合
、すなわち、ある特定の領域に２回連続して欠陥信号が
発生した場合、試料表面に欠陥が発生したものとみなす
ことができるものである。

さらにこの場合、光の走査周期に関しては、試料の走行
速度に、かんがみ、検出すべき最小の欠陥の大きさに対
し少くとも該欠陥上を２回走査できるように選ぶことに
より、所定の検査精度を保つことができることはいうま
でもない。

また第３図に示す構成において、１８，１９に示すよう
なシフトレジスタを３つあるいはそれ以上増設し、３回
あるいはそれ以上の走査における検査結果に対し検査を
実施するような形をとっても検査を実施し得ることは、
明らかであり、さらに、シフトレジスタの個数を１つと
し、例えば、別途記憶装置を用いて、前回の走査による
検査結果を記憶して、比較するような形をとっても良い
ことはいうまでもない。

また９に示すパルス発生器は、ｂに示す検査開始信号と
、ｉに示す検査終了信号の間をＮ分割するものであり、
要旨を変更しない範囲において、種々の周知の信号処理
法を利用できるものでり、１０，１４に示す遅延器に関
しても各々の遅延時間△１０＋△ｔ１が確保される限り
において、種々の周知の回路を利用できるものであるこ
とはいうまでもない。

また、この場合の遅延時間△ｔｏは、シフトレジスタの
最終シフト動作を比較回路の同期信号ｊより時間的に優
先させるものであり、△ｔ１は例えば、Ｍ番目の分割さ
れた検査領域に対する転送パルスを、（Ｍ＋１）番目の
預域に対する検査開始信号より、時間的に優先させる為
のものである。

したがって、この時間的関係を変更しない限りにおいて
、適当な値に設定し得ることはいうまでもない。

またこのようにして、試料の幅方向のどの位置に、欠陥
が発生しこかを知ることができたならば、連続して移動
する試料に対しどの位置の欠陥が多いか、あるいは、欠
陥の発生の連続性等を、統計的に解析することにより、
その欠陥が偶発的に生じたものか、あるいは、製造ライ
ンの欠陥によって発生したかを予測することができ、検
査結果を、ラインの保守にすぐ役立たせることも町能で
ある。

以上述べたように、この発明によれば、受光器からの信
号を複数の信号に区分し時間的に直列に変換する直列化
回路手段及びこの直列化回路手段から直列信号を時間的
に並列に変換する並列化回路手段を備えたので、被検査
物体上の欠陥部分を並列化回路手段に基づき被検査物体
の幅方向の位置に関して特定できる。

また、受光器からの第１走査線に対応した信号を複数の
信号に区分し時間的に直列に変換する第１の直列化回路
手段及び、第１の走査線に相隣れる第２の走査線に対応
した信号を複数の信号に区分し時間的に直列に変換する
第２の直列化回路手段並びに上記第１，第２の直列化回
路手段からそれぞれ直列信号を時間的に並列に変換する
第１，第２の並列化手段を備え、第１，第２の並列化回
路手段の両異状信号が被検査物体の幅方向の位置に関し
て同一位置に対応していれば、同一位置に欠陥部分があ
ると判断するようにしたので、雑音に左右されることな
《、欠陥部分の幅方向に関する位置を特定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、検査装置の構成を示す図、第２図は第１図の
構成における反射信号例と示す図、第３図は、本発明に
おける信号処理のブロック図、第４図、第５図は第３図
の装置に同符号で示された部分の波形を示す図である。 図中、１は試料、２は照射光、３は反射光、４は光電素
子、７は増幅器、８は波形整形器、９は、パルス発生器
、１０．１４は遅延器、１１．１３０Ｒゲート、１２は
フリツプフ田ンプ、１５はＴ型フリツプフロツプ、１６
．１７はＡＮＤゲート、１８．１９は、シフトレジスタ
、２０は比較回路を各々示す。 なお、図中同一符号は、それぞれ同一もしくは相当部分
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被検査物体の復数に区分された幅方向に照射光を走
   査させる光源、上記光源により走査された上記被検査物
   体の反射光を受光する単一の受光器、この受光器からの
   第１の走査線に対応し上記幅方向の複数の区分毎の状態
   を各区分毎に示す信号を上記走査にしたがって順次導出
   する第１の直列化回路手段、上記第１の走査線に相隣れ
   る第２の走査線に対応し上記幅方公の複数の区分毎の状
   態を各区分毎に示す信号を順次導出する第２の直列化回
   路手段、上記第１の走査線の区分毎の信号を上記第２の
   走査線の走査が終るまで同時に記憶する第１の並列化回
   路手段、上記第２の走査線の区分毎の信号を同時に記憶
   する第２の並列化回路手段とを備え、上記第１・第２の
   並列化回路手段の両記憶信号を付き合せ、異状信号が上
   記被検査物体の幅方向の位置に関して同一位置に生じて
   いれば、上記同一位置に欠陥部分があると判断するよう
   にした表面検査装置。