JPS6315142A - 欠陥検査装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は１例えば金属表面やフィルム表面に発生してい
る微小欠陥を検出するための欠陥検査装置に関する。

（従来の技術） 従来、鋼板、プラスチック板、フィルム等の表面欠陥の
検出には、レーザ光が利用されている。

このレーザ光を用いる表：苗欠陥検出においては。

普通光源を用いる検査装置に比べ、検査性能が大幅に向
上する。これは、レーザ光が、単色性、可干渉性、指向
性、集束性において普通光源にくらべて格段にすぐれて
いるからである。しかして。

レーザ光を物体表面に照射し１反射光を観測面上で観察
すると、観測面上に二次元に広がった回折パターンを得
ることができる。このとき、物体に表面欠陥が存在して
いると１回折パターンもこれに対応して変化する。上記
従来の欠陥検査装置は。

この回折パターンの変化を光学的に検知するようにした
ものである。

しかしながら、従来のレーザ光を利用した欠陥検査装置
は１通常、装置全体が大型であり可搬性に乏しかった。

これは、レーザ光源としてＨｅ　−Ｎｅガスレーザ発振
装置を用い、また、光電変換手段として、光電子増倍管
を用いている等、装置の小型をはばむ種々の要因が内在
しているからである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来のレーザ光を用いた欠陥検査装置が、大
型で可搬性に乏しいという事情に着目してなされたもの
で、携帯可能で機動性に優れた欠陥検査装置を提供する
ことを目的とする。

（問題点を解決するための手段ρ 被検物体上を相対的に移動自在な筐体部と。

この筐体部に内設されレーザ光を被検物体に対して走査
するとともに反射レーザ光を受光して光電変換するレー
ザ光走査部と、このレーザ光走査部から出力された電気
信号に基づいて被検物体の欠陥検出を行う欠陥検出部と
からなり、携帯可能で欠陥の高精度・高能率検出が可能
となるものである。

（尖丘σ＝Ｊ） 以下１本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は、この実施例の欠陥検査装置を示している。こ
の装置は、被検物体（１）上にａｈされ矢印（２）方向
に移動自在な筒状の筐体部（３）と、この筐体部（３）
中に内設され筐体部（３）に設けられた開口部（４）を
介してレーザ光（５）を被検物体（１）に投射するとと
もに被検物体（１）にて反射した反射レーザ光（６）を
受光して光電変換するレーザ光走査部（７）と、このレ
ーザ光走査部（７）にて得られた出力信号ＳＡに基づい
て被検物体（１）表面に存在している汚れ、キズ等の欠
陥検出処理を電気的に行う欠陥検出部（８）と、検出結
果を表示する表示部（９）と、レーザ光走査部（７）及
び欠陥検出部（８）に給電する電源部０Ｑとから構成さ
れている。しかして、レーザ光走査部（７）、欠陥検出
部（８）及び電源部ａ０は、筐体部（３）と一体的に設
けられ、携帯可能となっている。さらに、筐体部（３）
は、横断面が矩形の筒状をなす格納体（ｌｌ）と、この
格納体αυの下面に突設された４本の軸支体αの・・・
と、これら軸支体ａ２・・・により軸支された例えばゴ
ムなどの弾性部材からなるローラ０３・・・とからなっ
ている。上記格納体住υの下面には、前記開口部（４）
が設けられ、レーザ光（５）及び反射レーザ光（６）が
通過するようになっている。一方、レーザ光走貸部（７
）は、格納体ａυの一端部に設けられたレーザ光（５）
を出射する半導体レーザ装置（１４）と、この半導体レ
ーザ装置Ｉのレーザ光（５）の出射側に取付けられレー
ザ光（５）を収束させる収束レンズａ９と、この収束レ
ンズ（ｌ！１９の出射側に設けられレーザ光（５）を被
検物体（１）に向って反射するとともに第１図紙面垂直
方向に走置する反射面が平面をなす反射ミラーＱ６）と
、この反射ミラーαｅを支持して矢印Ｑ７）方向に回動
させるモータα椋と、開口部（４）近傍に設けられ反射
レーザ光（６）を入射してフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ　
）変換して格納体住υの他端部における集光位置卸に集
光させる集光レンズ■と、集光位置（１９に設けられ且
つこの集光位置ａ■に到達した反射レーザ光（６）のみ
を透過し第２図に示すように欠陥を示す反射レーザ光（
６）に特有の放射状部Ｃυ・・・を透過させない小孔１
２４が穿設されているフィルタ（ハ）と、このフィルタ
（９３）に近接して設けられたフォトダイオード（２）
と、半導体レーザ装置α導に電気的に接続されてレーザ
光（５）の発振駆動を行うドライバ（ハ）と、モータ０
ａに電気的に接続され回転駆動制御を行うドライバ翰と
から構成されている。他方、欠陥検出部（８）は、入力
側がフォトダイオードｃ！４１の出力側に接続された増
幅器（５）と、この増幅器（５）の出力側に入力側が接
続され高周波成分のみを透過させるバイパスフィルタ０
！９と、このバイパスフィルタ（支）の出力側に入力側
に接続され欠陥検出のための比較処理を行う比較回路（
至）とからなりている。さらに１表示部（９）は、上記
比較回路−の出力側に接続され欠陥が存在するときｇ報
音を発生するブザーと、欠陥が存在するとき赤色に点滅
する警報ランプとからなっている。また、電源部顛は、
直流電流を給電するものであって、欠陥検出部（８）及
びドライバ（ハ）、（イ）に接続されている。

つぎに、上記構成の欠陥検査装置の作動について述べる
。

まず、第１図に示すように筐体部（３）を欠陥検出を行
う被検物体（１）上に載置する。ついで、電源部Ｑｌか
ら給電することにより、ドライバ（ハ）、＠を起動する
。すると、半導体レーザ装［（１４）からレーザ光（５
）が発振されるとともに、モータα槌により反射ミラー
αｅを矢印ａη方向に揺動する。その結果、レーザ光（
５）は、収束レンズ住［有］により収束したのち。

矢印αη方向に揺動走査している反射ミラーαｅに入射
する。その結果、レーザ光（５）は、開口部（４）・を
通過して、被検物体（１）上に投射される。このとき。

筐体部（３）を、ｐ−ラａ３を介して手動により、矢印
（２）にほぼ一定速度で送り移動させる。その結果。

被検物体（１）は、第３図に示すように、ジグザグ上に
走査される。しかして、この走査により、被検物体（１
）にて反射した反射レーザ光（６）は、集光レンズ（１
）により集光位置ａＩに集光される。そうして。

この集光位！（１１に集光された反射レーザ光（６）は
。

小孔−を介してフォトダイオード（財）にて受光される
。その結果、このフォトダイオードＱ４からは。

受光量に対応した大きさの電圧を有する出力信号８人（
第４図参照）が出される。ついで、この出力信号８人は
、増幅器■にて増幅されたのち、バイパスフィルタ（２
）に出力信号８Ｂとして出力される。すると、増幅され
た出力信号ＳＢは、バイパスフィルタ（至）にて低周波
成分のみが除去される（第４図参照）。ついで、バイパ
スフィルタ（至）から出力された信号ＳＣは、比較回路
−にて２値化される。すなわち、この比較回路Ｃ！！Ｉ
ＩＫでは、第４図に示すように、欠陥を検出するため二
つの閾値Ｖ、　、　Ｖ、があらかじめ設定されている。

つまり、信号ＳＣの示す電圧値がｖｌとＶ、との間にあ
るときは、「欠陥なし。」。

逆に、電圧値がｖ１以上、あるいは、■！以下の場合は
、「欠陥あり。」となるように設定されている。

これは、小孔（２）を通過した反射レーザ光（６）は、
「欠陥あり。」の場合は、「欠陥なし。」の場合よりも
極端に低いか、あるいは、極端に高いかのいずれである
からである。なぜならば、集光レンズ四により形成され
た無欠陥フーリエ変換像と欠陥フーリエ変換像とでは、
欠陥により散乱したため。

第２図に示すように、異状なスポット像となっているた
めである。かくて、比較回路Ｑ１からは、検出信号ＳＤ
が表示部（９）に出力され、欠陥を示す方形波部分（Ｐ
ｒ）−（Ｐｓ）−（Ｐｓ）に対応して、警報音が鳴ると
ともに、赤色ランプが点滅し、欠陥の存在を知らせる。

以上のように、この実施例の欠陥検査装置は。

レーザ光発振部として半導体レーザ装２Ｑ４）、受光部
としてフォトダイオード＠及び偏向部としてモータαＩ
Ｋより揺動される反射ミラーａｅを用いていているので
、装置が小型化し、携帯可能となるとともに１価格も低
摩になる。よって、従来、専用設備として、製造ライン
に常備するか、専用の検査現場を設ける等していた製品
検査工程が必ずしも必要なく、製品製造現場で、適時に
、必要な部品のみ、簡便に欠陥検査を行うことができる
。

なお、上記実施例においては、半導体レーザ装置を用い
たが１例えばＨｅ　−Ｎｅレーザ装置など他のレーザ装
置を用いてもよい。レーザ光の偏向方式としては、ポリ
ゴンミラーとモータ、片面表面鏡と音叉振動子１片面表
面鏡とレゾルバ等でもよい。

また、フォトダイオードＱ４の代りに、ラインセンナで
もよく、この場合、集光レンズ（至）により１点に集光
する必要がなくなる。さらに、上記実施例において、ロ
ーラ０・・・をモータにより駆動させることにより、筐
体部（３）を自動走行させるようにしてもよい。さらに
、被検物体が円筒状のものであれば、被検物体を駆動さ
せれば、筐体部（３）を送行させる必要はない。さらに
、筐体部（３）の案内走行手段としてボールを用いても
よい。

〔発明の効果〕

本発明の欠陥検査装置は、欠陥検出を高精度かつ高能率
で行うことができるものはもとより、携帯可能かつ安価
であるので、製造現場における検査工程の融通性が拡大
し、！！品悪態様即応した欠陥検査を行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

に１図は本発明の一実施例の欠陥検査装置の構成図、第
２図は欠陥パターンを示す図、第３図はレーザ光の走査
軌跡図、第４図は作動説明のためのタイミングチャート
である。 （１）：被検物体、　　　（３）：筐体部。 （４）：開口部、　　　　（５）　：レーザ光。 （６）：反射レーザ光、　　　（７）：レーザ光走査部
。 （８）：欠陥検出部、　　　　　（１３：ローラ（案内
手段）。 α４）二手導体レーザ装置、（ＩＩ１９二反射ミラー（
走査手段）。 α〜：モータ（走査手段）。 （ハ）＝フォトダイオード（光電変換手段）。 ３欠陥検出部 第１閏

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記構成を具備することを特徴とする欠陥検査装
   置。 （イ）被検物体に対向する開口部を有する筐体部。 （ロ）上記筐体部に設けられ上記被検物体上を平行移動
   させる案内手段。 （ハ）上記筐体部に内蔵され、且つ、レーザ光を出射す
   る半導体レーザ装置と、この半導体 レーザ装置から出射されたレーザ光を上記 開口部を経由して上記被検物体に上記筐体 部の移動方向とほぼ直角方向に走査する走 査手段と、上記被検物体にて反射した上記 レーザ光を受光して光電変換する光電変換 手段とからなるレーザ光走査部。 （ニ）上記筐体部に一体的に設けられ、上記光電変換手
   段から出力された電気信号に基づい て上記被検物体の欠陥検出を行う欠陥検出 部。
2. （２）走査手段は、平面ミラーと、この平面ミラーを揺
   動させる揺動手段からなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の欠陥検査装置。
3. （３）光電変換手段はフォトダイオードであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の欠陥検査装置。
4. （４）案内手段は、被検物体上を転動するローラを有し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の欠
   陥検査装置。