JPS63241345A - 欠陥検出装置 - 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、フィルム、紙、ｌｉｔ＆気テープ等に発生す
る表面あるいは内部の欠陥を検出する欠陥検出装置の改
良に関する。

（従来の技術） 一般に、この種の装置は、第６図に示すように高速モー
タ１によって回転する回転ミラー２を用いてレーザ発信
器３からの光スポット４を被検査物５の走行方向イと直
交する方向にスキャンニングする。このとき、被検査物
５から反射されてくる反射光６は集光レンズ７で集光さ
れてマスクプレート８上に結像され、このマスクプレー
ト８のマスクを通過した光は検出部９に導入され、ここ
で電気信号に変換される。因みに、第７図（ａ）は被検
査物５の検査面が非欠陥状態にあるときの検出部面での
回折パターン（ロ）、同図（ｂ）は被検査物４の検査面
が欠陥状態にあるときの検出部面での回折パターン（ハ
）を示している。

以上のようにして得られた検出部９の出力は増幅器１０
で増幅され、更にフィルタ１１を通して不要な信号成分
を除去した後、ディジタル処理装置１２に導入し、回折
パターンの大きさから被検査物５の欠陥を判別する。

ところで、上記欠陥検出装置は被検査物５の回折パター
ンを利用し、かつ、マスクプレート８のマスクを通過し
た光を用いて被検査物５の欠陥を検出しているが、例え
ばフィルム等のような軟質性の被検査物５の場合にはそ
の走行時に被検査物５が左右に傾いたり、あるいは被検
査物５の表面が波打つことが多い。従って、このように
被検査物５の検査面が変動している時、集光レンズ７で
集光された光の結像点は一定ではなく常にバラツキをも
っている。その結果、例えば第８図（ａ）に示す如く被
検査物５が水平状態（図示実ＩｊＩ）にあるときその反
射光６はマスクプレート８上に図示Ａとして結像され、
また被検査物５が傾斜（図示点線）しているときその反
射光６はマスクプレート８上に図示Ｂとして結像される
（第８図す参照）。このことは、ラインの変動に応じて
集光レンズ７で集光された光の結像点が常時動いている
ので、例えば第８図（Ｃ）のようなマスク８Ａを設定し
た場合には被検査物５に欠陥が発生しているにも拘らず
その欠陥を検出できなかったり、あるいは部分欠陥がス
キャンニングに同期して過剰に検出されたりする。また
、第８図（ｄ）のようなマスク８Ｂを設定した場合には
非欠陥状態および欠陥状態の回折パターンの変化をとら
えることが難しく、検出精度の低下は否めない。

（発明が解決しようとする問題点） 従って、以上のような欠陥検出装置では、予めマスク８
Ａまたは８Ｂが固定されたマスクプレート８を用いた場
合、ラインが変動するとマスク８Ａまたは８Ｂの設定い
かんに応じて過剰検出になったり、あるいは未検出とな
り、被検査物５に発生する欠陥を正確に検出できない問
題がある。

このため上記のような検出手段は、フィルムのように軟
質性の被検査物５の検査には適用しにくい問題があった
。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、ラインの変
動によって回折パターンがずれた場合でも確実に欠陥を
識別し得る欠陥検出装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明による欠陥検出装置は、被検査物からの反射光の
結像位置に配置され、回折パターンの大きさに応じた光
像を結像するエリアセンサと、このエリアセンサの出力
から結像エリア数に相応するパルス信号を取り出す結像
エリア数取得手段と、この結像エリア数取得手段で取得
されたパルス数を計数し、その計数値が上・下限値を越
えたときに欠陥と判定する欠陥判定手段とを備えたもの
である。

（作用） 従って、本願は、以上のような手段とすることにより、
被検査物からの反射光を集光レンズで集光させて得られ
た回折パターンの大きさに応じた光像をエリアセンサに
結像させた後、結像エリア数取得手段を用いて前記エリ
アセンサの出力を所定の方向に順次走査しながら取り出
し、このエリアセンサ出力と予め定めた基準信号とを比
較しゲートパルスを得るとともに、このゲートパルスを
用いて前記エリアセンサの結像エリア数に相応するパル
ス信号を取得する。さらに、前記結像エリア数取得手段
で取得されたパルスを欠陥判定手段に導き、ここで前記
結像エリア数取得手段で取得されたパルス数を計数し、
その計数値が上・下限値を越えたときに欠陥と判定する
ことにより、回折パターンがずれてもその回折パターン
の面積から欠陥を正確に判定することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明装置の一実施例としての構成図であ
って、従来と同様な光学走査手段を用いて被検査物２１
を走査する。すなわち、被検査物２１の走行方向と直交
する方向の被検査物面をレーザ発信器の光スポット２２
で走査し、このとき被検査物２１から反射されてくる反
射光２３を集光レンズ２４で集光する。この集光レンズ
２４の集光位置、つまり反射光２３の結像位置にはエリ
アセンサ２５が配置されている。このエリアセンサ２５
は、複数の光電変換素子が二次元搬影マトリクス状に配
置され、機能的には回折パターンの大きさに応じた光像
を撮像して電気信号に変換するものである。

２６はエリアセンサ２５における回折パターンの結像エ
リア数を取得する結像エリア数取得手段であって、これ
は基準信号を発生する基準信号発生器２７、前記エリア
センサ２５の出力レベルと基準信号レベルを比較し結像
エリア数に比例したパルス幅のゲートパルスを得る比較
部２８、この比較部２８から出力されたゲートパルスの
パルス幅相当時間内に通過するサンプリングパルスから
前記エリアセンサ２５の結像エリア数に相応するパルス
信号を得る結像エリア判定部２９等によって構成されて
いる。

３０は被検査物２１の欠陥を判定する欠陥判定手段であ
る。この欠陥判定手段３０は上限値設定器３１．下限値
設定器３２および結像エリア数取得手段２６で取得され
たパルス数を計数しかつ、その計数値が各設定器３１．
３２の上限値または下限値を越えたときに欠陥と判定す
る計数判定部３３等より成っている。

次に、以上のような構成された装置の動作を説明する。

レーザ発信器から射出された光スポット２２を用いて被
検査物２１の走行方向と直交する方向の被検査物面を走
査すると、その光スポット２２は被検査物２１の表面ま
たは内部で反射されて被検査物２１から反射光２３とし
て出力される。

この被検査物２１で反射された反射光２３は集光レンズ
２４で集光されエリアセンサ２５上に結像される。この
とき、被検査物２１の検査面が非欠陥状態のとき、エリ
アセンサ２５には例えば第２図（ａ）のような回折パタ
ーン４１が形成されるが、ラインが変動していると同一
検査面でも回折パターン４１が同図（ｂ）の位置に結像
される。

但し、ラインの変動によって回折パターン４１の面積は
それほど変化しない。一方、被検査物２１の検査面が欠
陥状態のとき、エリアセンサ２５には例えば第２図（Ｃ
）のような回折パターン４２が形成される。つまり、被
検査物２１の検査面が欠陥状態にあれば、反射光２３が
拡散されて回折パターン４２も大きくなる。

以上のような回折パターンはエリアセンサ２５で電気信
号に変換された後、例えば第２図（ａ）においてＡ行、
Ｂ行、・・・の順序でエリアセンサ出力を順次読出して
比較部２８に送出する。第３図ａはエリアセンサ２５か
ら読出されたエリアセンサ出力である。そこで、比較部
２８は、エリアセンサ出力ａと基準信号発生器２７の基
準信号（第３図ｂ）とを比較しエリアセンサ出力レベル
が基準電圧信号レベルを越えたとき、ハイレベルとなる
。いわゆる結像エリアの占有面積に比例するパルス幅の
ゲートパルスＣを得た後、後続の結像エリア判定部２９
に送出する。このゲートパルスＣは、例えば第２図（ａ
）ではエリアセンサ２５のエリアＥ５．Ｅ６．Ｆ５．Ｆ
６の結像部分によってハイレベルとなったパルスである
。しかる後、比較部２８で得られたゲートパルスＣを後
続の結像エリア判定部２９に送出すると、ここではゲー
トパルスＣのパルス幅相当時間内にサンプリングパルス
ｄを通過させてエリアセンサ２５の結像エリア数に相当
す、るパルス信号（第３図ｅ）を取得した後、計数欠陥
判定部３３へ送出する。この計数欠陥判定部３３は、パ
ルス信号ｅを計数するとともに、その計数値ｆと上・下
限値設定器３１゜３２から出力される上限値ｑおよび下
限値りとを比較し、例えば計数値ｆａの場合のように上
・下限値内にあれば欠陥なしと判定し、計数値ｆｂの場
合のように上限値Ｑを越えているときには欠陥と判定し
、同様に計数値ｆｃが下限値りを越えているときも同様
に欠陥と判定する。第３図１は欠陥信号を示している。

従って、従来のように固定マイクを用いた場合には多種
類のマイクロプレートを用意し、かつ、被検査物の状態
に応じて交換しながら設置する必要があり、この場合で
も被検査物の回折パターンが検出部の中心部に返ってく
ることを前提にしているためにライン変動に対しては充
分に対応できないものである。

これに対し、以上のような本発明の実施例によれば、例
えばフィルム等の軟質性の被検査物であり、かつ、走行
時にライン変動がある場合でも、エリアセンサ２５を用
いて回折パターンの結像エリア数から欠陥を判定してい
るので、回折パターンの大きさから欠陥を検出できる。

しかも、結像エリア判定部２９で得られたパルス信号を
計数して欠陥を判定するので簡単な構成で確実に欠陥を
検出でき、かつ、この計数値は上限値および下限値と比
較して欠陥状態を判定するので、回折パターンが小さい
場合でも正確に欠陥と判定できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

すなわち、上記実施例ではエリアセンサ２５の出力と基
準信号発生器２７の半固定の基準信号とを比較し回折バ
タンのエリアセンサ結像エリア数を求めるようにしてい
たが、例えば第４図に示すような構成を用いて回折パタ
ーンの結像エリア数を求めてもよい。図中、３５はレー
ザ発信器、３６は高速モータ、３７は回転ミラー、３８
は回転ミラー３７から反射されて入射される光スポット
２２から比較部２８へ供給する基準信号を得るレーザ出
力検出器である。すなわち、この装置は、回転ミラー３
７の出力側にレーザ出力検出器３８が配置され、ここで
レーザ光パルスの強度に比例した信号を取り出して基準
信号として比較部２８に供給する。

従って、このような構成であれば、第１図のように半固
定の基準信号を用いた場合にはレーザ出力強度が異なる
と、被検査物２１の検査面より非欠陥状態および欠陥状
態時に同一レベルで結像エリアを得ることができないの
に対し、第４図ではレーザ出力検出器３８からレーザ出
力強度に応じて自動的に基準信号のレベルを上げて比較
部２９に供給することができ、よって、エリアセンサ２
５から同一レベルで結像エリア数を求めることができる
。

また、上記実施例では被検査物２１の欠陥の有無を検出
するようにしたが、例えばスリ疵は長く。

被検査物２１に穴があれば回折バタンが小さく。

かつ、汚れや異物の場合には回折パターンが大きく現れ
るので、第５図に示すように計数欠陥判定部３３の出力
側に疵種判定部３９を設け、ここでその結像エリア数か
ら疵の種類を判定する構成であってもよい。

その他、本発明装置は上記実施例に限定されずに種々変
形して実施できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、ラインの変動によ
って回折パターンがずれた場合でも確実に欠陥を識別し
得る欠陥検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係わる一実施例を説明す
るために示したもので、第１図は本発明装置の一実施例
を示す構成図、第２図は被検査物の欠陥有無状態および
ライン変動状態におけるエリアセンサでの回折パターン
図、第３図は本発明装置の動作を説明するタイムチャー
ト、第４図および第５図は本発明装置の他の実施例を示
す構成図、第６図ないし第８図は従来装置を説明するた
めに示したもので、第６図は従来装置の構成図、第７図
は非欠陥状態および欠陥状態における検出部での回折パ
ターン図、第８図は被検査物の欠陥有無状態およびライ
ン変動状態におけるエリアセンサでの回折パターン図で
ある。 ２１・・・被検査物、２２・・・光スポット、２３・・
・反射光、２４・・・集光レンズ、２５・・・エリアセ
ン゛す、２６　・・・結像エリア数取得手段、２７・・
・基準信号発生器、２８・・・比較部、２９・・・結像
エリア判定部、３０　・・・欠陥判定手段、３１・・・
上限値設定器、３２・・・下限値設定器、３３・・・計
数欠陥判定部、３５・・・レーザ発信器、３７・・・回
転ミラー、３８・・・レーザ出力検出器、３９・・・疵
種判定部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ｄ」且且■−−− 第３図 第４図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光スポットを用いて被検査物の走行方向と直交す
   る方向の被検査物面を走査し、このとき前記被検査物か
   ら反射されてくる反射光から欠陥を検出する欠陥検出装
   置において、 前記被検査物からの反射光の結像位置に配置され、回折
   パターンの大きさに応じた光像を結像するエリアセンサ
   と、このエリアセンサの出力から結像エリア数に相応す
   るパルス信号を取り出す結像エリア数取得手段と、この
   結像エリア数取得手段で取得されたパルス数を計数し、
   計数値が上・下限値を越えたときに欠陥と判定する欠陥
   判定手段とを備えたことを特徴とする欠陥検出装置。
2. （２）結像エリア数取得手段は、エリアセンサの出力と
   基準信号とを比較しエリアセンサの出力レベルが基準信
   号レベルを越えたときにレベル変化するパルス幅のゲー
   トパルスを得る比較部と、この比較部から出力されたゲ
   ートパルスのパルス幅相当時間内に通過するサンプリン
   グパルスから前記エリアセンサの結像エリア数に相応す
   るパルス信号を得る結像エリア判定部とを有するもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の欠陥検出装置。
3. （３）欠陥判定手段は、前記結像エリア数取得手段で取
   得されたパルス数を計数する計数手段と、上・下限値設
   定器と、前記計数手段で計数された計数値が上限値また
   は下限値を越えたときに欠陥と判定する判定手段とを有
   するものである特許請求の範囲第１項記載の欠陥検出装
   置。