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JP2002005845A - 欠陥検査装置 - Google Patents

欠陥検査装置

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Publication number
JP2002005845A
JP2002005845A JP2000185347A JP2000185347A JP2002005845A JP 2002005845 A JP2002005845 A JP 2002005845A JP 2000185347 A JP2000185347 A JP 2000185347A JP 2000185347 A JP2000185347 A JP 2000185347A JP 2002005845 A JP2002005845 A JP 2002005845A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
defect
imaging device
inspection
inspection object
normal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2000185347A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Takahashi
哲生 高橋
Shintaro Tashiro
慎太郎 田代
Tadashi Suga
忠 須賀
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP2000185347A priority Critical patent/JP2002005845A/ja
Publication of JP2002005845A publication Critical patent/JP2002005845A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の表面欠陥検査装置において十分に検出
できなかった微細な凹凸の疵等の欠陥まで十分に検出で
きる欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 本発明の欠陥検査装置は、被検査物を照
明する照明装置と、被検査物からの反射光を受光する撮
像装置と、該撮像装置の出力信号を処理して前記被検査
物の欠陥を検出する画像処理装置を備えた欠陥検査装置
であって、前記撮像装置の受光方向と前記照明装置の照
射方向が前記被検査物の法線方向に対して同じ側である
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、アルミニウム、
鋼板、拡散フィルム、樹脂板等のシート状物体の表面に
存在する微細な疵等の欠陥を検出する欠陥検査装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般的な表面疵欠陥検出方法として、正
反射光学系と散乱反射光学系の2系統の光学系が知られ
ている。図6は、正反射光学系を用いた表面疵検査装置
の方式を説明する構成図である。正反射光学系は、例え
ば特開平07−349721号公報に開示されており、
シート状物体のくぼみ検出に適している。即ち、正反射
光学系は表面の凹凸状の疵検出に有効である。
【0003】図7は、散乱反射光学系を用いた表面疵検
査装置を説明する構成図である。散乱反射光学系は、例
えば特開平02−137101号公報に開示されてお
り、表面の有色異物、汚れ欠陥検出に有効である。図7
において、照明装置3からの放射光は、被検査物1に照
射される。被検査物1で反射された光は、正反射成分4
と散乱成分5を含んでいる。撮像装置2では、正反射成
分4と散乱成分5の合成光を受光している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6の
正反射光学系と図7の散乱反射光学系では、いずれも撮
像装置の受光方向が被検査物からの反射光のうち正反射
光が反射する方向あるいはその近傍に設置されていたた
め、地合のあるアルミ板等の表面に存在する微細な疵欠
陥等が十分検出できない場合しばしばがあった。この理
由として、地合の凹凸に対して、微細な凹凸の疵のS/
N(Signal to Noise Ratio)が小さく、疵欠陥の信号
光が地合の光量に埋もれてしまうためであった。そのた
め、従来の表面欠陥検査装置においては、地合のある被
対象物に対して微細な凹凸の疵を検出できないという問
題点を有していた。
【0005】本発明は上述する課題を解決するもので、
従来の表面欠陥検査装置において十分に検出できなかっ
た微細な凹凸の疵等の欠陥まで十分に検出できる欠陥検
査装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の欠陥検査装置は、被検査物を照明する照明装置と、
被検査物からの反射光を受光する撮像装置と、該撮像装
置の出力信号を処理して前記被検査物の欠陥を検出する
画像処理装置を備えた欠陥検査装置であって、前記撮像
装置の受光方向と前記照明装置の照射方向が前記被検査
物の法線方向に対して同じ側であることを特徴としてい
る。
【0007】このように構成された装置において、撮像
装置の受光方向と照明装置の照射方向が被検査物の法線
方向に対して同じ側の斜め方向に配置し、被検査物の正
常部である地合の反射光量を正反射成分として逃し、凹
凸の浅い微細欠陥を散乱成分として撮像装置で受光す
る。これにより、本発明の欠陥検査装置は微細欠陥を検
出することができる。
【0008】好ましくは、照明装置の照射方向と前記被
検査物の法線方向に対する角度より、前記撮像装置の受
光方向と前記被検査物の法線方向に対する角度が大きい
構成とすると良い。また、前記被検査物が地合のあるシ
ート状物である場合は、欠陥部分のみ強調した形で明欠
陥として検出する構成とすると良い。さらに、被検査物
が鏡面性のあるシート状物である場合は、正常な鏡面に
対して欠陥を、暗欠陥として検出する構成とすると良
い。更に、第2の撮像装置の受光方向と照明装置3の照
射方向が被検査物1の法線方向に対して大略対称に位置
する第2の撮像装置を備える構成とすると良い。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1は、本発明の一実施の形態を説
明する構成ブロック図である。図において、1は被検査
物であり、2は撮像装置、3は照明装置、6は画像処理
装置を示している。
【0010】撮像装置2は、被検査物1からの反射光を
検出し、検出結果をアナログビデオ信号に変換し、画像
データとして画像処理装置6へ出力する。この撮像装置
2は、被検査物1の幅方向(移動してくる方向に対し、
直角方向)の検査すべき範囲の光を順次受光する。撮像
装置2としては、特に限定されるものではないが、被検
査物1がシート状の幅のある物体である場合には、例え
ばラインCCDカメラを用いることが好ましい。また、
撮像装置2の分解能は、被検査物あるいは検出欠陥の種
類等に応じて適宜決定することができ、例えば、幅方向
の分解能を0.25mm/画素、走行方向の分解能を
0.25mm/画素程度とすることができる。
【0011】照明装置3は被検査物1に光を照射する照
明装置である。本発明においては、照明装置3は特に限
定されるものではなく、通常の正反射系で使用される蛍
光灯のようなロッド照明を用いることができる。照明装
置3は被検査物1に対して斜め方向から放射光を照射す
る。
【0012】本発明の欠陥検査装置においては、この照
明装置3と撮像装置2の位置関係が重要であり、被検査
物1の法線方向に対して照明装置3の照射方向と撮像装
置2の受光方向とが同じ側になるように、照明装置3と
撮像装置2とを設置することが必要である。このように
照明装置3と撮像装置2とを設置することにより、被検
査物1の正常部である地合の反射光量を正反射成分とし
て逃し、凹凸の浅い微細欠陥を散乱成分として撮像装置
で受光することができ、被検査物1の表面に存在する疵
等の微細な凹凸欠陥を検出することができる。好ましく
は、照明装置3の照射方向と被検査物1の法線方向に対
する角度より、撮像装置3の受光方向と被検査物1の法
線方向に対する角度が大きくなるように照明装置3と撮
像装置2とを設置する。
【0013】照明装置3の照射方向の被検査物1の法線
方向に対する角度(照射角度)θは10°〜30°とす
ることが好ましく、撮像装置3の受光方向と被検査物1
の法線方向に対する角度(受光角度)ψは20°〜75
°とすることが好ましい。また、照射角度θと受光角度
ψとの角度差は10°〜30°とすることが好ましい。
さらに、被検査物1と照明装置3との距離は、通常、3
0〜100mm程度となるように設定される。
【0014】なお、本発明の欠陥検査装置においては、
撮像装置2と照明装置3とを固定して被検査物1を移動
させながら欠陥の検査を行ってもよいし、位置関係を固
定した撮像装置2と照明装置3とを被検査物1上を移動
させながら欠陥の検査を行ってもよい。画像処理装置6
は、撮像装置2から出力されたアナログビデオ信号を入
力し、欠陥部分の幅、長さ、面積等を規定している検査
条件に基づいて、被検査物1の欠陥を検出する。
【0015】図2は、本発明の別の実施の形態における
欠陥検査装置の照明系の構成図である。本実施形態にお
いては、撮像装置2として、微細凹凸欠陥用撮像装置2
2と通常凹凸欠陥用撮像装置24が設けられている。微
細凹凸欠陥用撮像装置22は、第一の実施の形態と同様
に、その受光方向が被検査物1の法線方向に対して照明
装置3の照射方向と同じ側になるように設けられてい
る。通常凹凸欠陥用撮像装置24は、その受光方向が被
検査物1の法線方向に対して照明装置3の照射方向と略
対称となる反対側に設けられている。微細凹凸欠陥用撮
像装置22は、照明装置3から照射された照射光線が被
検査物1の表面で反射した反射光線の中で、正常部の正
反射成分4は受光せず、欠陥部の散乱成分5のみを受光
する。一方、通常凹凸欠陥用撮像装置24は、照明装置
3から照射された照射光線が被検査物1の表面で反射し
た反射光線の中で、主として正常部の正反射成分4を受
光する。
【0016】このように通常凹凸欠陥用撮像装置24を
備えることにより、微細凹凸欠陥用撮像装置22だけで
検出できる欠陥と、通常凹凸欠陥用撮像装置24および
微細凹凸欠陥用撮像装置22の両方で検出できる欠陥を
区別することができ、検出欠陥の分別を行うことができ
る。
【0017】図3は、正反射照明における通常凹凸欠陥
用撮像装置の出力波形図である。通常凹凸欠陥用撮像装
置24では、照明装置3から照射された照射光線が被検
査物1の表面で反射した反射光線を、正常部の正反射成
分4と欠陥部の散乱成分5の合成光として受光してい
る。このため、被検査物1の表面に浅い疵があっても、
この疵からの散乱成分は合成光の中に埋もれてしまう。
【0018】図4は、微細凹凸欠陥用撮像装置の出力波
形図である。微細凹凸欠陥用撮像装置22は、照明装置
3から照射された照射光線が被検査物1の表面で反射し
た反射光線のうち、正常部の正反射成分4は受光せず、
欠陥部の散乱成分5のみを受光する。このため、被検査
物1の表面に浅い微細な疵欠陥があった場合でも、確実
に検出できる。
【0019】図5は、画像処理装置の詳細を説明する構
成ブロック図である。画像処理装置6は、A/D変換回
路61、ランレングス符号化回路62並びに連結性処理
判定回路63を有している。A/D変換回路61は、撮
像装置2から出力されたアナログビデオ信号を入力し、
例えば8ビットのデジタル信号(0〜255)に変換する。
ランレングス符号化回路62はA/D変換回路61から
送られたデジタル信号を、予め設定された閾値を用いて
二値化を行ない、ランレングス符号化する。連結性処理
判定回路63は、ランレングス符号化に対して連結性処
理判定を施すことにより、検出すべき欠陥のサイズ、す
なわち欠陥部分の幅、長さ、面積等を規定している検査
条件に基づいて、被検査物1の欠陥を検出する。
【0020】尚、上記実施例においては被検査物の微細
欠陥を基準値の反射光量より明るい欠陥として検出する
場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、被検査物が鏡面状フィルムの場合は、地合とは逆に
暗欠陥として検出する構成としても良い。また、本発明
の欠陥検査装置は、特に、アルミニウム板等のシート状
物の表面に存在する深さの浅い微細な凹凸の疵欠陥の検
査装置として特に適している。
【0021】
【実施例】実施例として、幅1900mmのアルミニウ
ム板の表面欠陥検査装置として用いた場合の例で、詳細
に説明する。
【0022】100Wのハロゲンランプを光源とした2
000mmのロッド照明を使用した照明装置2を、その
照明方向が被検査物であるアルニミウム板の法線方向か
らアルミニウム板の移動方向に10°傾くように、アル
ミニウム板の表面から15mmの位置に、アルミニウム
板の移動方向に垂直となるように設置した。また、撮像
装置3として解像度が0.23/画素×0.5mm/ス
キャン、f=35mm、F値が2.0のレンズを用いた
CCDカメラ(三菱レイヨン社製SCD−5000A)
を、その受光方向がアルニミウム板の法線方向からアル
ミニウム板の移動方向に30°傾くように、アルミニウ
ム板の表面から1100mmの位置に、990mmの間
隔を置いて2台設置した。このCCDカメラに、A/D
変換回路61、ランレングス符号化回路62および連結
性処理判定回路63を有する画像処理装置6を接続し
た。
【0023】上記の構成の欠陥検査装置を用いて、11
0m/分の速度で走行するアルミニウム板の表面の欠陥
検査を行ったところ、撮像装置2と照明装置3とを被検
査物の法線に対して対称となる位置に配置した従来の欠
陥検査装置では検出できなかった微細な凹凸の疵欠陥も
確実に検出することができた。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の欠陥検査
装置によれば、撮像装置と照明装置とを、撮像装置の受
光方向と照明装置の照射方向が前記被検査物の法線方向
に対して同じ側となるように構成としたので、従来の正
反射光学系で検出不可能であった微細欠陥の検出が可能
となり、品質保証の水準が高まるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を説明する構成ブロッ
ク図である。
【図2】 図1の装置の照明系の構成ブロック図であ
る。
【図3】 正反射照明における通常凹凸欠陥用撮像装置
の出力波形図である。
【図4】 微細凹凸欠陥用撮像装置の出力波形図であ
る。
【図5】 画像処理装置の詳細を説明する構成ブロック
図である。
【図6】 従来の技術である正反射光学系の説明図であ
る。
【図7】 従来の技術である散乱反射光学系の説明図で
ある。
【符号の説明】
1 被検査物 2 撮像装置 22 微細凹凸欠陥用撮像装置 24 通常凹凸欠陥用撮像装置 3 照明装置 4 光量の正反射成分 5 光量の散乱成分 6 画像処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須賀 忠 愛知県豊橋市牛川通四丁目1番地の2 三 菱レイヨン株式会社豊橋事業所内 Fターム(参考) 2G051 AA32 AA37 AA41 AB07 AC02 BB01 CA03 CA07 CB01 CB05 DA06 EA11 EA12 EB01 5B057 AA01 BA02 BA15 CG04 DA03 DB02 DB09 DC03 DC04 DC30 DC36

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査物を照明する照明装置と、 被検査物からの反射光を受光する撮像装置と、 該撮像装置の出力信号を処理して前記被検査物の欠陥を
    検出する画像処理装置を備えた欠陥検査装置であって、 前記撮像装置の受光方向と前記照明装置の照射方向が前
    記被検査物の法線方向に対して同じ側であることを特徴
    とする欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】 前記照明装置の照射方向と前記被検査物
    の法線方向に対する角度より、前記撮像装置の受光方向
    と前記被検査物の法線方向に対する角度が大きいことを
    特徴とする請求項1に記載の欠陥検査装置。
  3. 【請求項3】 前記被検査物が地合のあるシート状物で
    ある場合は、欠陥部分のみ強調した形で明欠陥として検
    出することを特徴とする請求項1または2に記載の欠陥
    検査装置。
  4. 【請求項4】 前記被検査物が鏡面性のあるシート状物
    である場合は、正常な鏡面に対して欠陥を、暗欠陥とし
    て検出することを特徴とする請求項1または2に記載の
    欠陥検査装置。
  5. 【請求項5】 更に、第2の撮像装置の受光方向と前記
    照明装置の照射方向が前記被検査物の法線方向に対して
    大略対称に位置する前記第2の撮像装置を備えることを
    特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の欠陥検査装
    置。
JP2000185347A 2000-06-20 2000-06-20 欠陥検査装置 Withdrawn JP2002005845A (ja)

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Effective date: 20070904