JPS6010104A - Defect detecting device - Google Patents

Defect detecting device

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Publication number
JPS6010104A
JPS6010104A JP11703683A JP11703683A JPS6010104A JP S6010104 A JPS6010104 A JP S6010104A JP 11703683 A JP11703683 A JP 11703683A JP 11703683 A JP11703683 A JP 11703683A JP S6010104 A JPS6010104 A JP S6010104A
Authority
JP
Japan
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image
light
interference
mirror
image signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP11703683A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Hayashi
正和 林
Shigeru Ogawa
茂 小川
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11703683A priority Critical patent/JPS6010104A/en
Publication of JPS6010104A publication Critical patent/JPS6010104A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9506Optical discs

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable accuracy and rapid detection of a surface defects, by memorizing an image signal of a work and operating a difference of the image signal obtained by slight change of an optical distance and the memorized one. CONSTITUTION:A ray of light is projected from a downward illuminating source 4 onto a video-disc on a support and its reflected light is formed on a real image forming plane 22 of a ITV camera 23 and its image is displayed on a monitor 26. When a flow is found by driving a work support 2 and scanning is performed all over the disc 1, then the scanning is stopped. A light source 17 is turned out, a ray of light from a laser 10 is projected onto an inspection plane 19 of the work and a mirror 15a through collimator lens 11 and beam splitter, and its interference image is formed on the splane 22. Its image signal is stored in a memory of an image processing unit 25 and a difference of the image signal issued when the surface mirror 15 is given with inching displacement by a micro- feed mechanism and the memorized signal is operated in an image analyzing unit 6 for tabe representation 26 and thus, a surface defect can be detected with high accuracy and rapidity.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば形状の表面欠陥を検出するために用い
る欠陥検査装置に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 近年、り「だな画性および音声の記録媒体としてビデオ
ディスクやオーディオ用の萬密度記録ディスクが開発さ
れているが、これらのディスクは従来の音楽用レコード
ディスクに比べて回転速度が著しく早く(例えば900
rpm)、また例えばS二゛C(Single Car
rier Composite )方式とイッた特殊な
方式で記録されているため、ディスクの傷やゆがみ等の
欠陥、特に形状の欠陥は映像信月等を−111現性良く
再生する上で極めて重要な問題となる。ここで、上記形
状の欠陥は、ディスク夏プレスカ11工によシ作成する
際に、ディスク材料(PVC+L@ ’1.’、t、 
$4料)による問題から発生するもので、例えば直径り
がD = 30〜400μm 、高さHがH= 0.5
〜27zmからなる山形状をなす。 そこで従来は、検査作業者が肉INあるいけWt’+ 
9鏡を用いてディスクの表面形状をくま々く調べること
によシ、欠陥検出を行なっている。ところが、このよう
な従来の方法は検i Jli’?度が低く、検を作業に
熟練を要するとともに多大な時間を必要とした。また、
この様な肉眼による杵査では、IP“・≦状欠陥の立体
的形状を把握することは、捷った<1(4文1:であっ
た。 〔発明の目的〕 本発明は、迅速にしかも商精度に検査を行ない得、欠陥
の立体形状を把握できる欠陥検査装置を提供することを
目的とする。 〔発明の飢゛4要〕 被検査体の干渉光学像を得て映1象信号に変換しこの映
像信号を画1象メモリに記憶させるとともに、上記干渉
光学像を得るための光学的距離をわずかに変化させ、こ
のとき得られた干渉光学像の映像信号と上記画像メモリ
に記憶された映像イト号との差を演算することにより画
像ノイズのない良質の干渉画像を得て、表面欠陥検出精
度を高めることができるようにしたものである。 〔発明の実〃■例〕 □ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。 本実施例の欠陥検査装置は、第1図に示すように、被検
金体であるビデオディスク(1)を載置して任意位置に
位11°を決めiiJ能な載物機構(2)と、との載物
機構(2)の上方に配設されビデオディスク(1)の干
渉光学像を得るための干渉光学部(3)及び通常の金4
顕微鏡と同様のビデオディスク(1)の観察像を得るた
めの落射照明部(4)と、これら干渉光学j5Il(3
)及び落射照明部(4) Kよシ得られた像を画像表示
する画像処理部(5)と、この画像外LJ部(5)にて
表示されている画像を解析する画像解析部(6)とから
構成されている。上記載物機構(2)は、ビデオディス
ク(11を載置する載物台(力と、との載物台(7)を
載物台(7)上に載置されたビデオディスク(1)の円
周方向及び半径方向に位置決めする位置決め装置 (+
:Kl示せず)とからなっている。さらに、上記干渉光
4部(3)は、光軸(8)がビデオディスク(1)の欠
陥検査面(9)と平行となるように設置されたレーザ光
源(10)と、とのレーザ光源(
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a defect inspection device used for detecting, for example, surface defects in shape. [Technical background of the invention and its problems] In recent years, video disks and multi-density recording disks for audio have been developed as image and audio recording media, but these disks are different from conventional music disks. The rotation speed is significantly faster than that of a record disc (for example, 900
rpm), or for example S2C (Single Car
Since the discs are recorded using a special method called the Rier Composite method, defects such as scratches and distortions on the disc, especially defects in shape, are extremely important problems in playing back video Shingetsu etc. with -111 accuracy. Become. Here, the above-mentioned defect in shape was detected when the disk material (PVC+L@'1.', t,
For example, the diameter D = 30 to 400 μm and the height H = 0.5.
It forms a mountain shape consisting of ~27zm. Therefore, in the past, the inspection worker inspected the meat
Defects are detected by thoroughly examining the surface shape of the disk using nine mirrors. However, such conventional methods are not suitable for testing. The quality of inspection was low, and inspection work required both skill and a great deal of time. Also,
In such a punch inspection with the naked eye, it was difficult to grasp the three-dimensional shape of the IP"≦-shaped defect. Moreover, it is an object of the present invention to provide a defect inspection device that can perform inspection with high accuracy and grasp the three-dimensional shape of defects. At the same time, the optical distance for obtaining the interference optical image is slightly changed, and the image signal of the interference optical image obtained at this time is stored in the image memory. By calculating the difference between the image and the captured image, it is possible to obtain a high-quality interference image without image noise and improve surface defect detection accuracy. [Example of the invention] □ Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.As shown in FIG. a mounting mechanism (2) capable of setting an angle of 11° at an arbitrary position; and an interference optical section disposed above the mounting mechanism (2) for obtaining an interference optical image of the video disc (1). (3) and regular gold 4
An epi-illumination unit (4) for obtaining an observation image of the video disk (1) similar to a microscope, and these interference optics j5Il (3
) and an epi-illumination unit (4), an image processing unit (5) that displays the image obtained from K, and an image analysis unit (6) that analyzes the image displayed in the outside LJ unit (5). ). The above-mentioned object mechanism (2) includes a mounting table (7) on which a video disc (11) is placed, and a video disc (1) placed on the mounting stage (7). Positioning device for positioning in the circumferential direction and radial direction (+
:Kl not shown). Further, the interference light beam 4 (3) is generated by a laser light source (10) installed such that the optical axis (8) is parallel to the defect inspection surface (9) of the video disc (1). (

【Olからのレーザ光
の光束を所要の直径及び平行度に刺整するコリメータレ
ンズ(II)と、このコリメータレンズ(II)から出
光したレーザ光束を2方向、つまシ、面(1渇を透過す
る方向及び面(12にて反射し欠陥検査面(9)に上方
から入射する方向に分割するビームスプリッタ(!四と
、上記面021を透過したレーザ光束が入射し微動機構
(14)により光軸191 K沿って進退する表面鏡(
へ)と、ビームスプリッタ(I騰上方に配設され欠陥検
査面(9)にて反射したレーザ光束及び弐面鏡a四から
のレーザ光束を入光する対物レンズ(161とから構成
されている。上記欠陥検査面(9)と表面鏡(151の
鏡面(15a)とは、ビームスプリッタ(13Jに内股
されている面0りに対して対称となるように配II−]
されているので、欠陥検査面(9)にて反射したレーザ
光束と鏡面(15a)にて反射したレーザ光束とけ、互
に干渉する。すなわち、面az−bLら欠陥検査面(9
)までの光学的距離と、面(1zがら鏡面(15a)ま
での光学的距離の差分に対応して干渉が発生するように
なっている。そして、上記微動機構(1荀は、このよう
な対称配置を波長のオーダで実現するためのものである
。一方、上記落射照明部(4)は、タングステンランプ
、ハロゲンランプ等の光源(17)と、この光源117
)がら出光した光束を収束するコレクタ・レンズ(1→
と、このコレクタ・レンズ08により収束された光束を
#1は平行な光束にするフィールド・レンズQeと、こ
のフィールド・レンズ四を出光した光束の方向を欠呻検
査面(9)K対して垂直方向に折り曲げるためのハーフ
ミラ−(2Iとから構成されている。さらに、画像表示
部(5)は、ハーフミラ−翰をはさんで対物レンズ叫の
出光側の光軸0υ上に配設され実像形成面C!り上に結
像した実像を映像信号SAに変換する工業用テレビジョ
ン(ITV)カメラ(ハ)と、とのITVカメラ(2)
の駆動及び制御を行い映像信号を入力するカメラコント
ローラC14)と、このカメラコントローラ(24)に
電気的に接続され映像信号SAに各種処理をほどこす画
像処理装置(ハ)と、この画像処理装置−にて処理され
た映像信号を表示するITV用のモニタ(2)とからな
っている。しかして、上記画像処理装置(25)は、第
2図に示すように、カメラコントローラe4に電気的に
接続されモードMl、 M2. M3の3方向の切換を
行うことができる入力切換スイッチ(27)と、との入
力切換スイッチ(2でのモードM2に入力側が接続され
た画像メモリ(ハ)と、モードMl、M2.M3の3方
向の切換えが可能でありモードM2が画像メモリ(至)
の出力(Jiltに接続されかつモードM1が入力切換
スイッチ(271のモードM1に接続された出力切換ス
イッチChiと、入力端子がバイアス設定回路(至)1
画像メモリ(ハ)の出力側及び入力切換スイッチ(財)
のモードM3に接続され、かつ出力端子が出力切換スイ
ッチ翰のモードM3に接続された演算増幅器01)と、
入力側が演算増幅器0】)の出力側に接続され、出力側
が画像メモリ(2)の入力側に接続されたフィードバッ
クスイッチ04とから構成されている。しかして、上記
画像メそり(至)は、カメラコントローラ(財)から出
力された映像信号8Aをアナログ信号のままで記憶し、
このアナログ信号を演算増幅器C3])に出力する方式
のものでもよいし、映像信号SAをアナログ−ディジタ
ル(A/D)変換し、このディジタル値を記憶かつ出力
する方式のものであってもよい。これに対応して演算増
幅器c31)もアナログ演算器であってもよいし、ディ
ジタル演算器であってもよい。この演算増幅器C1l+
は、バイアス設定回路(至)から出力されたバイアス信
号SBと画像メモリ(ハ)から出力された記憶映像信号
SCとを加算するとともに、これらの和から実際の映像
信号8Aを減算するように設定されている。さらに、上
記画像メモリ(ホ)には前記画像解析部(6)が電気的
に接続されている。この画像解析部(6)は、例えばマ
イクロコンピュータなどの演算・記憶機能を有するもの
で、欠陥の自動判定を行うようになっている。 つぎK、本実施例の欠陥検査装置の作動について述べる
。 まず、入力切換スイッチ0ηをモードM1に及び出力切
換スイッチ(ハ)をモードM1に設定する。そして、光
源(171を点燈して、光束をコレクタ・レンズt18
1 。 フィールド・レンズ顛、ハーフミラ−(イ)、対物レン
ズ(16)及びビームスプリッタQ31を経由して、載
物台(7)上のビデオディスク(1)に投射する。この
ときのビデオディスク(1)からの反射光は、ビームス
プリッタ(13) 、対物レンズue及びハーフミラ−
曽を経由してITVカメラ(ハ)の実像形成面(2乃上
に結像される。この実像形成面(2つに結像された実像
は、映像信号SAに変換され、モニタ(イ)に画像表示
される。 しかして、作業者は、このモニタ怖)を見ながら、載物
機構(2)を駆動することによシ、ビデオディスク(1
)全面を走査する。このとき、モニタ(ハ)に膨状欠陥
を発見した場合には、走査を停止し、膨状欠陥部位をモ
ニタ(ハ)の視野内に股。定する。ついで、光源(」η
を消燈するとともに、レーザ光源Qlからレーザ光束を
コリメータレンズUυを介してビームスプリッタ0に投
射する。すると、第3図に示すように面鰺にては、一方
において、レーザ光束B[が垂直下方に反射し、ビデオ
ディスク(1)の欠陥検査面(9)に投射される。この
投射されたレーザ光束BIは、欠陥検査面(9)にて垂
直上方に反射され、その反射光束B「は、コリメータレ
ンズ<11)及びハーフミラ−(至)を透過し、ITV
カメラ(ハ)の実像形成面(22上に結像する。また、
他方において、レーザ光束Bムは、面(9)を透過し、
表面鏡0江1面(15a) K入射する。この鏡面(1
5a)にてレーザ光束Biは反射し、その反射光Bmは
、面(L2)にて垂直上方に反射し、ハーフミラ−(至
)を介して、実像形成面(2功上に結像する。しかして
、前述したように、欠陥検査面(9)と鏡面(15a)
とは、面02を対称面として、対称位置に配設されてい
るので、光束Brと光束Bmとは、互に干渉し、実像形
成面(2渇にては干渉光学像が形成される。そして、S
/N (Signal To No1se )比はよく
ないが、縞のピッチ及び方向が望ましい形となるまで、
微動機構Iによシ表面*ttSを光軸(8)に沿って進
退させる。ところで、第4図(a)は、この干渉光学像
内の任意の線分上の照度分布を示すもので、この実際の
照度F(X、Y)は、弐のにより表現することができる
。 F(x、y)=N(x、y)+I(x、y) −−−−
−■ただし、N(X、y)は、ノイズ画像の照度であシ
、第4図(b)で示される。また、I(x、y)は、干
渉縞の照度であって、弐〇により表わすことができる(
第4図(C)参照)。 I(x、y)=Co+Ct”d(x+ y) ””’ 
■ただし、Co、C,は定数、及びd(x、y)は、面
(121から欠陥検査面(9)までの光学的距離と、面
0りから鏡面(15a)までの光学的距離との往復差で
ある。しかして、入力切換スイッチ(財)をモードM2
に切換え、定常状態にある映像信号SAを画像メモ1目
動に格納するとともに、出力切換スイッチ(2)をモー
ドM2に切換え、画像メモリ(至)に格納された映像信
号SAを記憶映像信号SCとしてモニタ(ハ)に出力し
表示させる。ついで、入力切換スイッチC2nをモード
M3に、かつ出力切換スイッチ(2階をモードM3に切
換えた後、微動機枯(1(1)により表面鏡aつをわず
かに微動させ、演算増幅器(31)に、カメラコントロ
ーラ(24)から微動像の映像信号SA及び画像メモリ
(2紛から記憶映像信号8Cを入力さぜる。すると、こ
の演算増幅器l31)からは、記憶映像信号SCとii
J記バイアス設定回路c効から出力されたバイアス信号
8Bとが加算されるとともに、これらの和から記憶映像
係号SCを減算した出力映像16号81)をモニタ(2
G)に出力しii!iI像表示させる。ところで、第4
図(d)は、倣動後に得られた干渉光学像内の任意の線
分上の照度分布を示すもので、このときの照度F(x、
y)は式■により表わすことができる。 F”(x、y)=N(x、y)+I+(x、y) ++
++■ただし、N(x、y)は、ノイズ画像の照度であ
υ、第4図(b)で示される。また、I”(x、y)は
、微動後の干渉縞の照度であって、式■によシ表わすこ
とができる(第4図(C) 、 (e)参照)。 I”(x、 y) =C(、+and”(x、 y) 
−、■ただし、co、c、は、定数である。また、d”
(x、y)は、弐〇により表わすことができる。 d”(x、y)=d(x、y)+Δd(x、y)・・・
・・■ただしd(x、y)は、式■と同様に、面l12
から欠陥検査面(9)までの光学的距離と、面(121
から鏡面(15a )までの光学的距離との往復差であ
る。また、△d(x、y)は、微動による光学的距離の
変化分である。ここで、Δd(x、y)を半波長の奇数
倍に選ぶと、ノイズ画像のない干渉縞のみの画像を得る
ことができる。 すなわち、出力映像信号SDにより得られる差分画像の
任意の線分上の照度分布ΔFは、式■により得ることが
できる。 ΔF=F(x、 y)−F’ (x、 y) ・・・・
・■この式■は、式■及び式■により ΔF= (N(x、 y)+I(x、 y)) −(N
(x、 y)+I”(x、 yl=工(x、y)−工4
I(x、y)・・・・・■となる。ここで、Δd(x、
y)が半波長の奇数倍となっていると、式■は、次式の
ように変形することができる。 ”(x+ y) =Co”−C1ctad(x、 y)
 、−、、、■ただし、co、CIは定数である。した
がって、式のは、式■と式■によシ、式■のように書き
直すことができる。 ΔF=2C,cosd(x、 y)+(Co−Co”)
 −−−−−■この式■においてs Co Co > 
2’−1となるよう罠、つまり、バイアス信号SBによ
り、差分の結果が常に正となるように設定しておく。す
ると、モニタ(イ)における差分画像は、第4図(f)
で示すように、不要な干渉縞や画像ノイズが除去された
干渉画像となる。しかして、最も良好なコントラストを
有する差分画像が得られると、フィードバックHを閉成
して、このときの差分画像を画像メモリ(至)に記憶さ
せ、このtm in!メモリ(ハ)に記憶された差分画
像をモニタQυに表示させる。かくて、このモニタ(イ
)上の差分画像により欠陥検査面(9)上の嚢状欠陥の
識別を肉眼でもか1単かつ確実に識別することができる
。ちなみに、第5図は、上述の差分処理を行っていない
中央部に嚢状欠陥を有する生の干渉光学像であるが、干
渉縞模様は不分明で、とくに左側部及び下端部はノイズ
によシ干渉縞を分別することが不可能である。したがっ
て、第5図円(P)内にある膨状欠陥像の識別は、極め
て困難となる。 一方、第6図は、第5図の画像について差分処理を行っ
たものであるが、画像ノイズは完全に除去され、干渉縞
のみが抽出されている。そうして、第6図円(Q)内に
ある嚢状欠陥は、干渉縞のくずれから明確に識別するこ
とができる。なお、このような肉眼検出によらずして1
画像メモリ(至)から画像解析部(6)に差分画像の映
像係号を出力し、この画像解析部(6)にて、例えば干
渉縞の照度の2値化、この2値化データからの嚢状欠陥
の有無判定、定量的形状推定等を行わせてもよい。 なお、上記笑施例においては、干渉光学部(3)の光源
としてレーザ光源を用いているが、これに限定すること
はなく、たとえはハロゲンランプと単色光を得るだめの
干渉フィルタとを組合せてもよい。さらに、ビームスプ
リッタa■の代りにハーフミラ−を用いてもよい。また
、レーザ光束のビテオディスク(1)の投射方向は、第
3図に示す垂直方向に限ることなく、第7図eζ示すよ
うに、欠陥検査面(9)に対してレーザ光束Bi’を斜
めから投射し、その反射光束Brとビデオディスク(1
)に当らないレーザ光束Bjとを干渉させるようにして
もよい。さらに、落射照明部については、欠陥検査作業
能率向上のだめのものであるので、作業性が重要でない
場合には必ずしも設ける必要はない。さらにまた、干渉
光学部(3)において表面鏡09側を微動させる代りに
、載物台(7)側を上下方向(光軸eυ方向)に微動さ
せてもよい。さらに、本発明の欠陥検査装置は、被検査
体としてビデオディスクに限るととなく、平面状の表面
を有するものであればどのようなものでもよく、かつ検
査対象も膨状欠陥のみならず、表面のゆがみ検出、凹状
欠陥等、広範囲に利用することができる。 〔発明の効果〕 本発明の欠陥検査装置は、画像ノイズを除去して必要な
干渉縞のみ抽出するようにしたので、表面欠陥と9わけ
膨状欠陥の検出精度及び検量能率が大幅に向上する。
[Collimator lens (II) that adjusts the laser beam from the Ol to the required diameter and parallelism; The laser beam transmitted through the surface 021 enters the beam splitter (!4), which splits the beam in the direction in which it is reflected on the surface (12) and enters the defect inspection surface (9) from above, and the laser beam is transmitted through the fine movement mechanism (14). A surface mirror that moves back and forth along the axis 191K (
The objective lens (161) is arranged above the beam splitter (I) and receives the laser beam reflected from the defect inspection surface (9) and the laser beam from the two-sided mirror a4. The defect inspection surface (9) and the mirror surface (15a) of the front mirror (151) are arranged symmetrically with respect to the plane 0 which is included in the beam splitter (13J).
Therefore, the laser beam reflected on the defect inspection surface (9) and the laser beam reflected on the mirror surface (15a) are mixed and interfere with each other. That is, the defect inspection surface (9
) and the optical distance from the surface (1z to the mirror surface (15a)). This is to realize a symmetrical arrangement on the order of wavelength.On the other hand, the epi-illumination section (4) includes a light source (17) such as a tungsten lamp or a halogen lamp, and this light source 117.
) collector lens (1→
Field lens #1 converts the light flux converged by this collector lens 08 into a parallel light flux, and the direction of the light flux exiting this field lens 4 is perpendicular to the inspection surface (9) K. The image display section (5) is arranged on the optical axis 0υ on the light output side of the objective lens across the half mirror pane to form a real image. an industrial television (ITV) camera (c) that converts the real image formed on the surface C! into a video signal SA; and an ITV camera (2)
A camera controller C14) that drives and controls the camera and inputs video signals; an image processing device (c) that is electrically connected to this camera controller (24) and performs various processing on the video signal SA; and this image processing device - an ITV monitor (2) that displays the processed video signal. As shown in FIG. 2, the image processing device (25) is electrically connected to the camera controller e4 and operates in modes M1, M2. An input selector switch (27) that can switch in three directions for M3, an image memory (c) whose input side is connected to mode M2 in mode M2, and Can be switched in 3 directions, mode M2 is image memory (to)
The output of (Jilt) and the mode M1 is the input selector switch (271), the output selector switch Chi is connected to the mode M1, and the input terminal is the bias setting circuit (to) 1
Image memory (c) output side and input selector switch (goods)
an operational amplifier 01) connected to mode M3 of the output selector switch and having an output terminal connected to mode M3 of the output selector switch;
It consists of a feedback switch 04 whose input side is connected to the output side of the operational amplifier 0) and whose output side is connected to the input side of the image memory (2). Therefore, the image memory (to) stores the video signal 8A output from the camera controller as an analog signal,
It may be of a type that outputs this analog signal to the operational amplifier C3), or it may be of a type that performs analog-to-digital (A/D) conversion on the video signal SA and stores and outputs this digital value. . Correspondingly, the operational amplifier c31) may also be an analog arithmetic unit or a digital arithmetic unit. This operational amplifier C1l+
is set to add the bias signal SB output from the bias setting circuit (to) and the stored video signal SC output from the image memory (c), and to subtract the actual video signal 8A from these sums. has been done. Further, the image analysis section (6) is electrically connected to the image memory (E). This image analysis section (6) is, for example, a microcomputer having calculation and storage functions, and is designed to automatically determine defects. Next, the operation of the defect inspection apparatus of this embodiment will be described. First, the input changeover switch 0η is set to mode M1, and the output changeover switch (c) is set to mode M1. Then, the light source (171) is turned on and the luminous flux is transferred to the collector lens t18.
1. The image is projected onto the video disk (1) on the stage (7) via the field lens, half mirror (A), objective lens (16) and beam splitter Q31. At this time, the reflected light from the video disc (1) is transmitted through the beam splitter (13), the objective lens ue, and the half mirror.
The real image formed on the real image forming surface (2) of the ITV camera (c) is converted into a video signal SA and sent to the monitor (a). The image is displayed on the video disc (1) by driving the loading mechanism (2) while looking at this monitor.
) Scan the entire surface. At this time, if a bulging defect is found on the monitor (c), the scanning is stopped and the bulging defect area is brought into the field of view of the monitor (c). Set. Next, the light source (”η
At the same time, the laser beam from the laser light source Ql is projected onto the beam splitter 0 via the collimator lens Uυ. Then, as shown in FIG. 3, on the one hand, the laser beam B is reflected vertically downward and projected onto the defect inspection surface (9) of the video disc (1). The projected laser beam BI is reflected vertically upward on the defect inspection surface (9), and the reflected beam B is transmitted through the collimator lens <11) and the half mirror (toward), and is transmitted through the ITV
The image is formed on the real image forming surface (22) of the camera (c).
On the other hand, the laser beam B is transmitted through the surface (9),
K is incident on the front surface of the mirror (15a). This mirror surface (1
The laser beam Bi is reflected at 5a), and the reflected light Bm is reflected vertically upward at the surface (L2) and forms an image on the real image forming surface (2-axis) via the half mirror. Therefore, as mentioned above, the defect inspection surface (9) and the mirror surface (15a)
are disposed at symmetrical positions with respect to the plane 02 of symmetry, so the light beams Br and Bm interfere with each other, and an interference optical image is formed on the real image forming surface (2). And S
/N (Signal To Nolse) ratio is not good, but until the pitch and direction of the stripes are the desired shape,
The fine movement mechanism I moves the surface *ttS forward and backward along the optical axis (8). By the way, FIG. 4(a) shows the illuminance distribution on an arbitrary line segment within this interference optical image, and this actual illuminance F(X, Y) can be expressed as follows. F (x, y) = N (x, y) + I (x, y) ----
-■ However, N(X, y) is the illuminance of the noise image, as shown in FIG. 4(b). In addition, I(x, y) is the illuminance of the interference fringe, which can be expressed by 2〇 (
(See Figure 4(C)). I(x,y)=Co+Ct"d(x+y)""'
■However, Co, C, are constants, and d(x, y) is the optical distance from the surface (121) to the defect inspection surface (9), and the optical distance from the surface 0 to the mirror surface (15a). This is the round-trip difference between
At the same time, the output selector switch (2) is switched to mode M2, and the video signal SA stored in the image memory (to) is stored as the video signal SC in the steady state. Output and display on the monitor (c) as Next, after switching the input changeover switch C2n to mode M3 and the output changeover switch (2nd floor) to mode M3, slightly move the front mirror (a) using the micromovement switch (1 (1)), and turn on the operational amplifier (31). Then, input the video signal SA of the fine movement image from the camera controller (24) and the stored video signal 8C from the image memory (2 types. Then, from this operational amplifier 131), the stored video signal SC and ii
The bias signal 8B output from the bias setting circuit C effect J is added, and the output image 16 (81) obtained by subtracting the stored image coefficient SC from the sum is sent to the monitor (2).
G) and output it to ii! Display the iI image. By the way, the fourth
Figure (d) shows the illuminance distribution on an arbitrary line segment in the interference optical image obtained after tracing, and the illuminance F(x,
y) can be expressed by the formula (■). F”(x,y)=N(x,y)+I+(x,y)++
++■ However, N(x, y) is the illuminance of the noise image υ, which is shown in FIG. 4(b). In addition, I"(x, y) is the illuminance of the interference fringe after the slight movement, and can be expressed by equation (2) (see FIG. 4(C) and (e)). I"(x, y) =C(, +and”(x, y)
−, ■ However, co and c are constants. Also, d”
(x, y) can be represented by two circles. d”(x,y)=d(x,y)+Δd(x,y)...
・・■However, d(x, y) is the plane l12, similar to the formula ■
The optical distance from to the defect inspection surface (9) and the surface (121
This is the round-trip difference between the optical distance from the mirror surface (15a) to the mirror surface (15a). Further, Δd(x, y) is a change in optical distance due to micromovement. Here, if Δd(x, y) is selected to be an odd multiple of a half wavelength, an image of only interference fringes without a noise image can be obtained. That is, the illuminance distribution ΔF on an arbitrary line segment of the difference image obtained from the output video signal SD can be obtained by equation (2). ΔF=F(x, y)−F'(x, y)...
・■This formula■ is calculated by formula■and formula■ΔF=(N(x, y)+I(x, y))−(N
(x, y) + I" (x, yl = engineering (x, y) - engineering 4
I(x, y)...■. Here, Δd(x,
When y) is an odd multiple of a half wavelength, equation (2) can be transformed as shown in the following equation. "(x+y) =Co"-C1ctad(x, y)
, -, , ■ However, co and CI are constants. Therefore, the expression can be rewritten as the expression ■ by combining the expression ■ and the expression ■. ΔF=2C, cosd(x, y)+(Co-Co”)
------ ■ In this formula ■ s Co Co >
2'-1, that is, the bias signal SB is set so that the result of the difference is always positive. Then, the difference image on the monitor (a) is shown in Fig. 4 (f).
As shown in the figure, the resulting interference image has unnecessary interference fringes and image noise removed. When the difference image with the best contrast is obtained, the feedback H is closed, the difference image at this time is stored in the image memory (to), and this tmin! The difference image stored in the memory (c) is displayed on the monitor Qυ. Thus, the cyst-like defect on the defect inspection surface (9) can be identified easily and reliably with the naked eye by the differential image on the monitor (a). Incidentally, Figure 5 is a raw interference optical image with a cyst-shaped defect in the center without the above-mentioned difference processing, but the interference fringe pattern is unclear, and the left side and bottom edge in particular are affected by noise. It is impossible to separate the interference fringes. Therefore, it becomes extremely difficult to identify the bulging defect image located within the circle (P) in FIG. On the other hand, in FIG. 6, difference processing has been performed on the image in FIG. 5, but image noise has been completely removed and only interference fringes have been extracted. Thus, the sac-like defect within the circle (Q) in FIG. 6 can be clearly identified from the distortion of the interference fringes. It should be noted that 1.
The image coefficient of the difference image is output from the image memory (to) to the image analysis unit (6), and this image analysis unit (6) performs, for example, binarization of the illuminance of the interference fringes, and converts this binarized data. Determination of the presence or absence of a cystic defect, quantitative shape estimation, etc. may also be performed. In the above embodiment, a laser light source is used as the light source of the interference optical section (3), but the invention is not limited to this, and for example, a halogen lamp and an interference filter for obtaining monochromatic light may be used in combination. It's okay. Furthermore, a half mirror may be used in place of the beam splitter a. Furthermore, the projection direction of the laser beam onto the video disc (1) is not limited to the vertical direction shown in FIG. The reflected light beam Br and the video disc (1
) may be caused to interfere with the laser beam Bj that does not hit the laser beam Bj. Furthermore, since the epi-illumination section is only for improving the efficiency of defect inspection work, it is not necessarily necessary to provide it if workability is not important. Furthermore, instead of slightly moving the surface mirror 09 side in the interference optical section (3), the stage (7) side may be slightly moved in the vertical direction (optical axis eυ direction). Further, the defect inspection apparatus of the present invention is not limited to video disks as the object to be inspected, and may be any object as long as it has a flat surface, and the object to be inspected is not limited to bulging defects. It can be used in a wide range of applications, such as detecting surface distortions and concave defects. [Effects of the Invention] Since the defect inspection device of the present invention removes image noise and extracts only necessary interference fringes, the detection accuracy and calibration efficiency of surface defects and bulging defects are greatly improved. .

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

第1図は本発明の一実施例の欠陥検査装置の全体構成図
、第2図は第1図の画像処理装置の電気回路図、第3図
は被検査体へのレーザ光束の投射方向を示す図、第4図
(a)、 (b)、 (C)l (d)、 (e>、 
<r>は画像処理部にて行われる画像処理を説明するた
めの検査位置と照度との関係を示す図、第5図及び@6
図は画像処理の説明のための画像図、第7図は本発明の
他の実施例における被検査体へのレーザ光束の投射方向
を示す図である。 (1):ビデオディスク(被検査体) (3):干渉光学部 (5):画像処理部 (1荀:微動機構(光路調整部) 代理人 弁理士 則 近 惣 佑 (ほか1名) T 3 図 ! Y2図 軍 4 図
Fig. 1 is an overall configuration diagram of a defect inspection device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an electric circuit diagram of the image processing device shown in Fig. 1, and Fig. 3 shows the direction of projection of a laser beam onto an object to be inspected. Figure 4 (a), (b), (C)l (d), (e>,
<r> is a diagram showing the relationship between the inspection position and illuminance to explain the image processing performed in the image processing unit, FIG. 5 and @6
The figure is an image diagram for explaining image processing, and FIG. 7 is a diagram showing the projection direction of the laser beam onto the object to be inspected in another embodiment of the present invention. (1): Video disc (object to be inspected) (3): Interference optics section (5): Image processing section (1 unit: Fine movement mechanism (light path adjustment section) Agent: Patent attorney Noriyoshi Chika (and 1 other person) T 3 Figure! Y2 Figure Army 4 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 被検査体の表1(11に光を投射して反射光を得るとと
もにこの反射光と上記被検延棒に投射された光とから干
渉光学像に得る干渉光学部と、上記干渉光学像を生じさ
せる光路の光学的距離を変化させる光路調整部と、上記
干渉光学像を映像信号に変換するとともに上記光Wlt
 1tlAI 活部による上記光学的距p11ト変化前
後における上記干渉光学像の映像信号の差を演Ωルて差
分映像信号を生成する画像処MIA部とを具1iifす
ることを特徴とする欠陥検査装置σ。
An interference optical section that projects light onto Table 1 (11) of the object to be inspected to obtain reflected light and obtains an interference optical image from this reflected light and the light projected onto the test rod; an optical path adjustment unit that changes the optical distance of the optical path to be generated; and an optical path adjustment unit that converts the interference optical image into a video signal and
1tlAI A defect inspection apparatus characterized by comprising: an image processing MIA section that calculates the difference in the video signal of the interference optical image before and after the change in the optical distance p11 due to the active part and generates a differential video signal. σ.
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