JPS59180413A - 表面欠陥検査方法 - Google Patents

表面欠陥検査方法

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JPS59180413A
JPS59180413A JP5397883A JP5397883A JPS59180413A JP S59180413 A JPS59180413 A JP S59180413A JP 5397883 A JP5397883 A JP 5397883A JP 5397883 A JP5397883 A JP 5397883A JP S59180413 A JPS59180413 A JP S59180413A
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JP
Japan
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projected
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Pending
Application number
JP5397883A
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English (en)
Inventor
Keiji Inoue
恵司 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nok Corp
Original Assignee
Nippon Oil Seal Industry Co Ltd
Nok Corp
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Publication date
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Priority to JP5397883A priority Critical patent/JPS59180413A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、円柱状の曲面を有する倹査対疎物の異面欠陥
を容易に検出可能とする非接触光与式衣面欠陥検盆方法
に関するものである。
従来、板面欠陥’lWf方法としてはスポット光等を横
歪対象面に照射し、その反射光を受光するフライングス
ポット方式やフライングイメージ方式が公知であシ、か
つ実用化されている。また特殊な例としてスポット光の
代シに偏光レーザを用いるとともに、受光側九孕糸に偏
光フィルタを設け、正常曲刃・らの反射光を除去し欠陥
部からの散乱光のみを受光することによる欠陥検出方法
が知られており、前二者は欠陥りによる正反射光の#4
少、第三の方法は散乱光の有無によシ欠陥部を検出しよ
うとするものである。
しかし、これらの方法はいずれも欠陥部以外の正富部に
2ける反射光量の変化をなくすか、またはきわめて小さ
く保つことが欠陥検出舵力を同上さぜる上で心安である
。したがって、検旦対縁面が以下に述べるごとく限定さ
れてしまうものであつた。ずなわち、低面粗さ等の微i
間な而の傾きに伴なう反射y色の拡散や散乱は欠陥も・
ミ出を阻害するために憔気ディスク等のごとく非常に平
滑な表面、とくに平面′ff:@する対厭物の板面欠陥
検出には遇するが、通常の工作物のごとく1μm以上の
衣向徂さを有する対象吻の検量には必ずしも好適ではな
い。また前二看の方法は正反射光を文元1゛るための光
軸の岐容軛囲が狭く、粂件設定が困がとなるものであシ
、また後者の方法によれは1牧乱元を効率的に県光する
ための受光系の栴成が複雑になる欠点全治しており、さ
らに両従来方法ともに・威査対尿面が曲面の場合には欠
陥部の検出が不能になる欠点を有していた。以上のよう
に各従来方法は曲面に対する渋面欠陥検量において検食
対故■からの正反射光を正確に受光するように複雑かつ
高精度の光学系を用いる必要があシ、そこで第1図に示
すような検査対象面からの拡散反射光を受光する光学系
を用いる検量方法が提來されている。
し検量方法は円柱状の形体を有する検査対象物(1)の
曲面(2)を長手方向すなわちX軸方向の斜め上方に光
源(3)を配置し光(Ll)e照射し、その拡散反射光
(L2)f:倹畳対象物(1)の垂直方向すなわc)Y
軸方向に配−したテレビカメラ(4)等の受光糸子によ
シ測定するものである。この場合における受九基子に入
射する光量(I)は次式に示される。
I = :jin −R−cosθ−−−・−(1)な
お、Iinは・次介対象面を照射する光の強匿、Rは照
射光の反射率、θは検査対象面の傾斜角度を谷各示すも
のとする。したがって円柱を均一に照明した場合には(
1)式によシその反射光量(I)は検査対象面の傾斜角
度θによシ決マシ、その測定結果のグラフは半円状の形
態となる。上記方法を用いて黒色間分子弾性体を検査対
象’i/Iとした場合の狡面欠陥の測定例を第2図に示
す。また表面欠陥の円周上の位置の影響は第4図および
第5図に示し、第4図の横軸にYZ平面上の欠陥部位と
Y軸のなす角度θを、縦軸に欠陥部位による反射光量の
変化をそれぞれ現わし、第5図は横軸に第4図と同じく
角度θを、縦軸に正常部位の反射光毎に対する欠陥部位
の反射光量変化の比を机わし、両図において黒丸は0.
15mmの凹部の欠陥部位に、黒い三角は0.19+n
+nの凹部の欠陥部位にそれぞれ対応する。また第4図
における鎖線は前記(1)式によシ求められた反射光量
変化の曲線でアシ、正常部位からの反射光量変化を示す
〇 したかつで、上記三図よシ衣面欠陥の位置が年1L方向
Yから離れるにしたがい表面欠陥による反射光量は小さ
くなシ、これは正常部位からの反射ブ0量の減少と同一
1頃向を示すものである。このように正常部位からの反
射光量が変化し、なおか、っ欠陥部位による反射光毎の
太きさも変化する条件下で表面欠陥の検出を高循夏に行
なうには次の方法が考えられる。
(1)恢i対ま面を分割して辿j定し、各画素毎に周囲
両系との平均から反射光量1Lを肘具して、該計A、値
を基準として設定するしきい値との比較を行なう方法。
(2)反射光量変化の検量線を作成し、該検電腺を基準
に各点毎にしきい値をあらかじめ設定し測定値と比較す
る方法。
上記の方法(1)の場合には計算量が増大するために、
しきい値設定回路が複雑となシ、また(2)の場合には
検査対象物に対して高い位i決め精瓜が安来される等の
問題点を生ずる。
本発明は上記問題点に錯み、曲面金有する通常の加工物
や成型物、とくに円柱状横歪対象物等の表面欠陥fi:
答易容易歪する方法を提供することを目的とし、その裟
旨は非接触光学式弐面欠陥検lにおいて、曲面を有する
検査対象物に対し、該検査対象物の同−検i対象面上に
照射光を少なくとも異なる二方向から投光し、該照射光
の検企対家面からの拡散反射光の光MW化によ9派面欠
陥の検出を可能とすることを特徴とするものである。
以下、本発明に係る実施例を図示にもとづき前述する。
第6図は本発明に係る第1の実施例を示すものであシ、
以下の図面において第1図と同一符号は同一部材等を示
すものとする0 円柱状の検翁二対数物(1)の長手方向すなわちX軸方
向の斜め上方に角度をもって2個の光源(3a)(3b
)が倹近対象面上の(SaXSb)に光軸を合わせて配
置され、垂直方向Yにはテレビカメラ(4)の6どプし
系子が配置されているOなお、前記光源(3a)(3b
)の角度は、第6図(A)に示すようにX軸およびZ軸
を含む水平面に対して(θ1)の角度を、図(B)にY
Z平面上におけるxII4iIおよびY軸を含む平面に
対して(θ2)の角度を、また図(、C)にXZ平面上
におけるX軸およびY軸ヲ會む平面に対して(θ3)の
角Ifをもって、それぞれ配置されている。また、光源
(3a)(3b)の光軸(Ll )を含む照射光の強度
分布は必ずしも均一である必要はなく、たとえば図(B
)のaIi線<1)に示されるように通常の光軸周辺部
が強いものでもよい〇 上記構成を有する装置において、光源(3a)(3b)
から出射される光線(Ll)は、検丘対狼曲(2)上の
点(Sa)(Sb)を中心とする箇所に照射され、その
光N(L2)を含む拡散反射光はテレビカメラ等(4)
の受光素子に入射する。この場合のうc源(3a)の照
射光の反射光n(La)は第7図に示すように(Sa)
付近が最も大きい非対称曲林となり、同様に九億(3b
)の照射光の反射光1t(Lb)も(sb)付近か大き
い非対象の凹かとなって現われ、両者を加昇した反射光
量(Lab)の変化は位置(Sa)から位置(sb)間
で平坦な血書となって得られる。したがって、広い照射
位置範囲においてその反射光量(I)はほぼ−足となる
。たたし、政祈には光源(3a)(3b)の強度分布に
よシ最適な角度(θ1)(θ2)(θ3)が存在するが
笑し、ミの検量時には検査対象物(1)の位置ずれ、検
盆対尿面の形状便化等が外乱要因として無視できないた
め、あまり政密にしても意味がない0本実施例の板歪方
法と従来方法との比1mlを前記第2図から第5図に示
す。第2図および−も3図は縦軸に反射光量(1)を、
Z軸に短手水平方向すなわち2軸方向の位置を、x軸に
一民手方向すなわちX軸方向の位1は全それぞれ現わし
、第2図に従来の均一な照明を用いる検量方法および第
3図に本実施例による二方向の照明を用いる倹丘方法に
よる測定1711を谷谷示すものであるOこの場合両図
の調走結果を比軟することによシ、検査対象物(1)か
らの反射光量(I)が本実7IL!1例に係る方法を用
いることによシかなり平坦な特性に改畳されていること
が+llかる。また、第4図では本笑施例により検出さ
れる欠陥部位の反射光量は0.15+nmの凹部を白丸
で、0.19mmの四部を白い三角でそれぞれ玩わし、
第3図においては第2図に対応して正常部の反射光量に
対する欠陥部の反射光量の比を示すものである。
第2図および第3図の熱で現わされるセ「来の両足結果
との比軟では、状面欠陥の位置によらず欠陥による光量
変化がほぼ一定であシ、検査位置による補正の必要性が
なくなったことが判がる0上ム己結果よシ、従来の均一
照明を用いる方法では検査の可能な範囲角反がXY平面
よ945度から50Jljまでであったのが、本方法を
用いることによシフ0度近い範囲まで拡大される。
本方法を用いて実除に検査を行なうときは第8図(B)
に示すように、円柱状vl査対隊物(1)の長十方回す
なわちX軸方向での光量変化のみに注目し、たとえば光
東値分の椋作を行なうことによシ、正常部での多少の反
射光量の違いは除くことが可能である。よって、l16
−密に反射光*にフラットにしなくても欠陥部からの信
号の位置による変化が小さいため前年なり定しきい値す
なわち、測定位1はに関係なく一定のしきい値により欠
陥検音が可?尼となり、木矢hlF4例による効呆が容
易に適用できる。しさい匝の設定は光菫微分値の分散値
を基に行なう。なお、第6図に示す光源の照射角(θ1
)(θ2)(θ3)はそれぞれ(θ1)は20度から7
0度、(θ2)と(θ3)はICIから45度の範囲が
最適であシ、かつ光源(3a)(3b)とも同じ角度に
設定する必要はないO 第9図は、本発明に係る第2の実施例を示し、検査対象
物(5)が円形リング状である場合の二方向照明を用い
た表面欠陥検査方法であシ、検査対象物(5)の一部分
について接線方向を第l実施例の長手方向Xと同一方向
と考え、光源(3aX3b)の21面の光源を斜め上方
から(θ1)(θ2)(θ3)の角度で配置する。また
検査対象物(5)の垂直方向すなわちY軸方向にライン
カメラ(4)の受光素子を嵌勝方同と直交方向に配置し
、同方向の反射光m(I)を測定する。また、同時に検
査対象物(5)ヲ矢印T方向に回転させることで連続的
に全周IIIj上の表面欠陥を検査するものである。
とくに、本冥施例の場合においても、b・」記紀−の実
施例と同様に二方向から光音照射し、被検立面からの両
拡散反射光を加算することにより曲面全広軛囲にわたシ
検宜可能とし、さらに検丘対娠獅(5)が円形リング状
の倹i対象物であっても、該検量q勿全一定方向に回転
させることによ多連続した反射光1lJil=+が1−
:Iられ易くなシ、本発明の方法葡よシ適用し易くする
ものである。
以上述べたように本発明によれば入面欠陥の検出に1仏
して、uiJ面を4jする通常の刀日工物や成型9勿、
とくに円柱状およびリング状の検査対象物等の表面欠陥
を容易にするもので、照明の不均一等の連続的な変化の
影・dを排除し、曲面を広範囲な角度にわたシ倹督する
ことを簡単な横歪方法によって可能とし、表面欠陥の検
出能力の向上を図るとともにあわせて複雅な信号処理回
路を用いず検査を行なうことができ、簀価な検査装置を
提供することができる点で本発明の芙用件はきわめて太
きい〇
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る検査方法を示すもので、第1図は従
来の表面欠陥検出方法を示す図、iF!2図は従来の検
査方法による光の照射位置と測定反射光量の関係を示す
グラフ、第3図は本発明に係る検査方法による光の照射
位置と測定反射光量の++J係を示すグラフ、第4図、
第5図は従来および本発明に係る検査方法による反射光
量変化の杏く面欠陥の円周上の位置の差替を示すグラフ
、第61は本発明に係る第1の実施例を示し、第7図は
実施例による反射光量と光の照射位置のbj係を、第8
図は実施例の検査方向と反射光景の1判保をそれぞれ示
し、第9図(AXBXC)はむ(食メ1捩物がリング状
態の場合の本先明に係る第2の実施例を示すものである
。 (3X3aX3b)光源(4)受光系子(Ll)照射冗
の元軸 (L2 ) (La ) (I−b )支冗系子に入射
する反射九血の光細第2図 上句−照8月 第3図 1 二坊4句!!9月 、°ト 邦6図 tsb −)= D 117図 j119図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 非接触光学式茨面欠陥検歪において、曲面を有する検丘
    対尿物に対し、該側歪対象物の同一検査対象面上に照射
    光を少なくとも異なる二方向から投光し、該照射光の侠
    盆対尿面からの拡U反射光の光量変化によシ衣面欠陥の
    検出を行なうことを特車とする非接雇元学式の入面欠陥
    検査方法0
JP5397883A 1983-03-31 1983-03-31 表面欠陥検査方法 Pending JPS59180413A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6384507U (ja) * 1986-11-21 1988-06-02
JPH01318907A (ja) * 1988-06-17 1989-12-25 Daihatsu Motor Co Ltd カムの検査装置
JP2009250949A (ja) * 2008-04-11 2009-10-29 Canon Inc 表面検査装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS545764A (en) * 1977-06-15 1979-01-17 Showa Electric Wire & Cable Co Device of detecting deformed condition of filament body

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