JPS63100308A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents
表面欠陥検査装置Info
- Publication number
- JPS63100308A JPS63100308A JP24615186A JP24615186A JPS63100308A JP S63100308 A JPS63100308 A JP S63100308A JP 24615186 A JP24615186 A JP 24615186A JP 24615186 A JP24615186 A JP 24615186A JP S63100308 A JPS63100308 A JP S63100308A
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- grating
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、表面欠陥検査装置に係り、特に、高鏡面光沢
を有する表面の欠陥（本明細書では、凹凸や傷を総称し
て、欠陥という。）の有無を判別し、平坦度を測る表面
欠陥検査装置に関するものである。
を有する表面の欠陥（本明細書では、凹凸や傷を総称し
て、欠陥という。）の有無を判別し、平坦度を測る表面
欠陥検査装置に関するものである。
表面欠陥検査方法には、例えば、特開昭５２−９０９８
８号に示されるように、被検査表面に一定のパターンを
投影し、その明暗部の境界線の乱れを目視等により確認
するものが知られている。
８号に示されるように、被検査表面に一定のパターンを
投影し、その明暗部の境界線の乱れを目視等により確認
するものが知られている。
この場合、被測定面の欠陥と投影されるパターンとの倍
率は、１対ｌすなわち拡大率がわずか１倍に留まること
になる。したがって、この方法で、検出し得る測定対象
面は、鋼材や板材などのかなり大きな材料表面に生ずる
比較的大きな欠陥に限定され、精密なａ＋ｑ定には向か
なかった。
率は、１対ｌすなわち拡大率がわずか１倍に留まること
になる。したがって、この方法で、検出し得る測定対象
面は、鋼材や板材などのかなり大きな材料表面に生ずる
比較的大きな欠陥に限定され、精密なａ＋ｑ定には向か
なかった。
一方、塗膜または塗装面の平坦度を測定する装置として
は１例えば、特開昭５６−７６００４号が知られている
。この装置は、光源と、１次元のパターンの格子と、結
像レンズと、光電変換素子等とからなり、歪み率から平
坦度を測定しているが、傷の大きさを正確に計測できず
、しかも、傷の判別と平坦度の測定とを同時に同じ部位
で実行することば不可能で、操作が繁雑となる欠点があ
った。
は１例えば、特開昭５６−７６００４号が知られている
。この装置は、光源と、１次元のパターンの格子と、結
像レンズと、光電変換素子等とからなり、歪み率から平
坦度を測定しているが、傷の大きさを正確に計測できず
、しかも、傷の判別と平坦度の測定とを同時に同じ部位
で実行することば不可能で、操作が繁雑となる欠点があ
った。
本発明の目的は、試料表面の欠陥の有無およびその大き
さを正確に測定しながら、平坦度も同時に測定可能な表
面欠陥検査装置を提供することである。
さを正確に測定しながら、平坦度も同時に測定可能な表
面欠陥検査装置を提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために、光源と、光源に
近接して設置され光の透過度の異なる２次元パターンが
平面内に連続している格子と、格子を透過した光を被測
定試料面に反射させた後に格子の実像を結像させるレン
ズと、レンズによる格子像の結像面に設置され格子像の
光強度分布を光電変換する光電変換ユニットと、光電変
換ユニットからの変換信号に基づき格子像のピッチを検
出しピッチの歪み率から被測定面の平坦度を求めるとと
もに傷の有無及び大きさを判断する信号処理回路と、傷
がない場合は無傷の表示および平坦度の表示を行う一方
で傷がある場合は傷の大きさおよびその傷を除いた部分
の平坦度の表示を行う表示ユニットとからなる表面欠陥
検査装置を提案するものである。
近接して設置され光の透過度の異なる２次元パターンが
平面内に連続している格子と、格子を透過した光を被測
定試料面に反射させた後に格子の実像を結像させるレン
ズと、レンズによる格子像の結像面に設置され格子像の
光強度分布を光電変換する光電変換ユニットと、光電変
換ユニットからの変換信号に基づき格子像のピッチを検
出しピッチの歪み率から被測定面の平坦度を求めるとと
もに傷の有無及び大きさを判断する信号処理回路と、傷
がない場合は無傷の表示および平坦度の表示を行う一方
で傷がある場合は傷の大きさおよびその傷を除いた部分
の平坦度の表示を行う表示ユニットとからなる表面欠陥
検査装置を提案するものである。
本発明においては、光の透過度の異なる２次元パターン
が平面内に連続している格子を用いているので、試料表
面の欠陥の有無やその大きさを正確に測定できる。
が平面内に連続している格子を用いているので、試料表
面の欠陥の有無やその大きさを正確に測定できる。
また、本発明の信号処理回路によれば、当該面部分の平
坦度も同時に測定可能である。
坦度も同時に測定可能である。
以下、図面を参照して１本発明の一実施例を説明する。
第１図は、本発明による表面欠陥検査装置の構成を示す
図である６図において、１はタングステンフィラメント
ランプ等の光源、２はすりガラスまたはオパールガラス
等の拡散ユニット、３は第４図に示すような例えば８０
μｍ口のクロム蒸着ブロックの不透明部と非蒸着の透明
部が千鳥模様をなす片面を有する平板透明光学ガラス等
の格子である。４は格子３の実像を結像させるレンズで
あり、例えば焦点距離４０ｍｍ程度のレンズをＦ１６程
度に絞り使用する。５は表面にアルミ蒸着した平板ガラ
ス等のミラー、６はエリア形ＣＯＤイメージセンサまた
は摺動機構付きリニア形イメージセンサ、７はプラスチ
ック磁石などのスペーサ、８は測定ヘッド、９はコント
ローラ、１０はスイッチ、１１はドツトマトリクスＬＣ
Ｄデイスプレィ素子等の表示部、１２は被８１１１定表
面である。
図である６図において、１はタングステンフィラメント
ランプ等の光源、２はすりガラスまたはオパールガラス
等の拡散ユニット、３は第４図に示すような例えば８０
μｍ口のクロム蒸着ブロックの不透明部と非蒸着の透明
部が千鳥模様をなす片面を有する平板透明光学ガラス等
の格子である。４は格子３の実像を結像させるレンズで
あり、例えば焦点距離４０ｍｍ程度のレンズをＦ１６程
度に絞り使用する。５は表面にアルミ蒸着した平板ガラ
ス等のミラー、６はエリア形ＣＯＤイメージセンサまた
は摺動機構付きリニア形イメージセンサ、７はプラスチ
ック磁石などのスペーサ、８は測定ヘッド、９はコント
ローラ、１０はスイッチ、１１はドツトマトリクスＬＣ
Ｄデイスプレィ素子等の表示部、１２は被８１１１定表
面である。
第２図は、コントローラ９内の信号処理回路の一例を示
す図である。光電変換ユニット６からの信号は、ローパ
スフィルタとアンプを通り、サンプルホルダにホールド
される。その信号は、Ａ／Ｄコンバータによりディジタ
ル信号に変換されメモリに記憶される。さらに信号処理
ユニットに導入され、スイッチ１０からの支持に従い、
デイスプレィ１１に表示される。格子３．レンズ４．被
測定表面１２．および光電変換ユニット６の相互位置関
係の一例を、第３図に示す。スペーサ７は、この光学的
位置関係を安定に維持するために、３箇所に設けられて
いる。なお、レンズ４の焦点距離は４０ ｍ ｍで、Ｆ
１６に絞り込んである。
す図である。光電変換ユニット６からの信号は、ローパ
スフィルタとアンプを通り、サンプルホルダにホールド
される。その信号は、Ａ／Ｄコンバータによりディジタ
ル信号に変換されメモリに記憶される。さらに信号処理
ユニットに導入され、スイッチ１０からの支持に従い、
デイスプレィ１１に表示される。格子３．レンズ４．被
測定表面１２．および光電変換ユニット６の相互位置関
係の一例を、第３図に示す。スペーサ７は、この光学的
位置関係を安定に維持するために、３箇所に設けられて
いる。なお、レンズ４の焦点距離は４０ ｍ ｍで、Ｆ
１６に絞り込んである。
さて、以上のように構成した本発明の表面欠陥検査装置
において、光源１から出た光は、拡散ユニット２で拡散
され、均一散乱光に近づく。拡散ユニット２からの散乱
光は、格子３を照明し、レンズ４により被測定試料表面
１２に照射され、反射し、光電変換ユニット６の位置に
格子３の実像を結像する。第５図に結像された一例を示
す。
において、光源１から出た光は、拡散ユニット２で拡散
され、均一散乱光に近づく。拡散ユニット２からの散乱
光は、格子３を照明し、レンズ４により被測定試料表面
１２に照射され、反射し、光電変換ユニット６の位置に
格子３の実像を結像する。第５図に結像された一例を示
す。
表面に結像される光電変換ユニット６は、エリア形イメ
ージセンサの場合、第６図に示すような寸法である。
ージセンサの場合、第６図に示すような寸法である。
装置の光学系のセツティング段階で、被測定試料表面を
、黒ガラス表面として、実像の模様の行列と光電変換ユ
ニットのフォトセンサの行列とを互いに平行に設定して
おくと、第５図の行Ｒ９列Ｃに沿って光電変換信号が得
られる。
、黒ガラス表面として、実像の模様の行列と光電変換ユ
ニットのフォトセンサの行列とを互いに平行に設定して
おくと、第５図の行Ｒ９列Ｃに沿って光電変換信号が得
られる。
その−例を第７図に示す。信号の山間間または谷Ｖ間の
距離（ピッチ）Ｐを図のように定めると、被側定試料表
面１２を黒ガラス表面にした場合、同図Ａのように、山
Ｍ、谷Ｖ、ピッチＰの３者ともほぼ同じである。試料表
面が塗膜の場合は、同図Ｂのように、山Ｍ、谷Ｖ、ピッ
チＰの３者ともばらつく。
距離（ピッチ）Ｐを図のように定めると、被側定試料表
面１２を黒ガラス表面にした場合、同図Ａのように、山
Ｍ、谷Ｖ、ピッチＰの３者ともほぼ同じである。試料表
面が塗膜の場合は、同図Ｂのように、山Ｍ、谷Ｖ、ピッ
チＰの３者ともばらつく。
そこで、行Ｒ２列Ｃに沿ってピッチＰｒ、Ｐｃを検出し
、ピッチＰｒ１ｊ、Ｐｃ１ｊの歪み率δｒｉ、δｃｉを
求める。
、ピッチＰｒ１ｊ、Ｐｃ１ｊの歪み率δｒｉ、δｃｉを
求める。
さらに、δｒｉ、δｃｉの平均値δｒ、δＣδｒ＝ Σ
δｒ ｉ ／ ｋ ｉ＝１ δＣ＝ Σδｃ ｉ ／ ５ ｉ＝１ δｒｉ、δｃｉの標準偏差Ｓｒ、Ｓｃ δｒｉ、δｃｉの標準測度Ｕｒｉ、ＵｃｉｔＪｒｉ＝（
δｒｉ−δｒ）／５ｒ Ｕｃｉ＝（δｃｉ−δｃ）／Ｓｃ を計算する。ピッチＰｉｊの歪み率は、試料表面１２に
凹凸や掻き傷などがあれば、その周辺で大きく異なって
くる。
δｒ ｉ ／ ｋ ｉ＝１ δＣ＝ Σδｃ ｉ ／ ５ ｉ＝１ δｒｉ、δｃｉの標準偏差Ｓｒ、Ｓｃ δｒｉ、δｃｉの標準測度Ｕｒｉ、ＵｃｉｔＪｒｉ＝（
δｒｉ−δｒ）／５ｒ Ｕｃｉ＝（δｃｉ−δｃ）／Ｓｃ を計算する。ピッチＰｉｊの歪み率は、試料表面１２に
凹凸や掻き傷などがあれば、その周辺で大きく異なって
くる。
そこで、歪み率δｒｉ、δｃｉが平均値δｒ。
δＣに対して、どの程度偏っているかを計算し、発生確
率が１０％以下の歪み率であるかどうかを調べる。すな
わち、 Ｕｒｉ、Ｕｃｉ≧１．６４５ を満たすＵ ｒ ｉ 、 Ｕ ｃ ｉがあれば、そのラ
インＲｉ、Ｃｈｉ上には、凹凸や傷があると判断する。
率が１０％以下の歪み率であるかどうかを調べる。すな
わち、 Ｕｒｉ、Ｕｃｉ≧１．６４５ を満たすＵ ｒ ｉ 、 Ｕ ｃ ｉがあれば、そのラ
インＲｉ、Ｃｈｉ上には、凹凸や傷があると判断する。
その欠陥の大きさの分解能は、ラインＲ，Ｃの密度およ
び試料表面の平坦度で決まる。平坦度が良いほど、有効
ラインＲ，Ｃの数が増えるので、分解能は上がる。最大
は、イメージセンサの分解能約１０μｍである。なお、
格子像の明暗境界線上ではラインＲ，Ｃにおけるピッチ
Ｐｉｊが検出できないので、その分だけ分解能を割り引
かなければならない。
び試料表面の平坦度で決まる。平坦度が良いほど、有効
ラインＲ，Ｃの数が増えるので、分解能は上がる。最大
は、イメージセンサの分解能約１０μｍである。なお、
格子像の明暗境界線上ではラインＲ，Ｃにおけるピッチ
Ｐｉｊが検出できないので、その分だけ分解能を割り引
かなければならない。
第５図の例では、縦３×（Ｒ間ピッチ）μｍ、横３×（
０間ピッチ）μｍと判断される。また、この場合、Ｒｉ
−１、Ｒｉ 、 Ｒｉ ＋ １を除いたラインＲｉ上
の歪み率δｒｉの平均値δｒを計算し直し、これを試料
表面１２の平均歪み率とする。
０間ピッチ）μｍと判断される。また、この場合、Ｒｉ
−１、Ｒｉ 、 Ｒｉ ＋ １を除いたラインＲｉ上
の歪み率δｒｉの平均値δｒを計算し直し、これを試料
表面１２の平均歪み率とする。
傷等の欠陥があれば、その大きさを判定し、傷があると
されるラインを除いた残りのラインで平均歪み率を計算
し直し、その平均歪み率δｒａを試料表面１２の平坦度
ＯＰとして、デイスプレィ１１に表示する。［欠陥あり
」は（ＤＥＦＥＣＴ］と表示する。欠陥の大きさについ
ては、縦長さ１−Ｉは ＩＩ＝ＤＪｒｉ≧１．６４５となるライン数）×（Ｒ間
ピッチ） 横幅Ｗは Ｗ＝（ＩＪｃｉ≧１．６４５となるライン数）Ｘ（０間
ピッチ） を求めて表示する。
されるラインを除いた残りのラインで平均歪み率を計算
し直し、その平均歪み率δｒａを試料表面１２の平坦度
ＯＰとして、デイスプレィ１１に表示する。［欠陥あり
」は（ＤＥＦＥＣＴ］と表示する。欠陥の大きさについ
ては、縦長さ１−Ｉは ＩＩ＝ＤＪｒｉ≧１．６４５となるライン数）×（Ｒ間
ピッチ） 横幅Ｗは Ｗ＝（ＩＪｃｉ≧１．６４５となるライン数）Ｘ（０間
ピッチ） を求めて表示する。
一方、欠陥がない場合は、平均歪み率δｒを試料表面１
２の平坦度ＯＰとして、この値のみをデイスプレィ上に
表示する。
２の平坦度ＯＰとして、この値のみをデイスプレィ上に
表示する。
本発明を適用できる範囲は、かなり広く、例えば、次の
ような応用分野が含まれる。
ような応用分野が含まれる。
ａ、自動車の塗装面など高鏡面光沢を有する塗膜の欠陥
の判別および平坦度の測定。
の判別および平坦度の測定。
ｂ、鏡面に近い機械加工物などの表面の欠陥の判別およ
び平坦度の測定。
び平坦度の測定。
Ｃ０磁器、漆器の表面の欠陥の判別および平坦度の測定
。
。
ｄ、蒸着膜の欠陥の判別および測定。
本発明によれば、試料表面の凹凸や傷などの有無および
その大きさを測定でき、平坦度も同時に求められる。
その大きさを測定でき、平坦度も同時に求められる。
また、方形状平面の平均平坦度を測定できる。
さらに、位置決め用３点スペーサ接触部以外は、被測定
試料面と接していないので、真に測定したい部位を非破
壊測定可能である。
試料面と接していないので、真に測定したい部位を非破
壊測定可能である。
第１図は本発明による表面欠陥検査装置の一実施例の構
成を示す図、第２図はコントローラ内の信号処理回路の
系統構成の一例を示す図、第３１４は格子、レンズ、被
測定表面、および光電交換ユニットの相互位置関係の一
例を示す図、第４図は２次元格子のパターンの一例を示
す図、第５図は結像された格子の像の一例を示す図、第
６図はエリア形イメージセンサの一例を示す図、第７図
は光電変換信号を示す図である。 １・・・光源、２・・・拡散ユニット、３・・・格子、
４・・・レンズ、５・・・ミラー、６・・・光′社変換
ユニット、７・・スペーサ、８・・・測定ヘッド。 ９・・・コントローラ、１０・・・スイッチ。 １１・・・デイスプレィ、１２・・・被測定試料表面。
成を示す図、第２図はコントローラ内の信号処理回路の
系統構成の一例を示す図、第３１４は格子、レンズ、被
測定表面、および光電交換ユニットの相互位置関係の一
例を示す図、第４図は２次元格子のパターンの一例を示
す図、第５図は結像された格子の像の一例を示す図、第
６図はエリア形イメージセンサの一例を示す図、第７図
は光電変換信号を示す図である。 １・・・光源、２・・・拡散ユニット、３・・・格子、
４・・・レンズ、５・・・ミラー、６・・・光′社変換
ユニット、７・・スペーサ、８・・・測定ヘッド。 ９・・・コントローラ、１０・・・スイッチ。 １１・・・デイスプレィ、１２・・・被測定試料表面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光源と、 前記光源に近接して設置され光の透過度の異なる２次元
パターンが平面内に連続している格子と、前記格子を透
過した光を被測定試料面に反射させた後に前記格子の実
像を結像させるレンズと、前記レンズによる前記格子像
の結像面に設置され格子像の光強度分布を光電変換する
光電変換ユニットと、 前記光電変換ユニットからの変換信号に基づき格子像の
ピッチを検出し前記ピッチの歪み率から被測定面の平坦
度を求めるとともに傷の有無および大きさを判断する信
号処理回路と、 傷がない場合は無傷の表示および平坦度の表示を行う一
方で傷がある場合は傷の大きさおよびその傷を除いた部
分の平坦度の表示を行う表示ユニットと からなる表面欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24615186A JPS63100308A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 表面欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24615186A JPS63100308A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 表面欠陥検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100308A true JPS63100308A (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=17144247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24615186A Pending JPS63100308A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 表面欠陥検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63100308A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012047743A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Mitsutoyo Corp | ２光束アッセンブリ及びクロマティックポイントセンサ装置の動作方法 |
| JP2014512534A (ja) * | 2011-04-22 | 2014-05-22 | サン−ゴバン グラス フランス | グレイジングの品質を解析する方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5271289A (en) * | 1975-12-11 | 1977-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | Surface inspection device |
| JPS61223605A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 表面形状検査方法 |
-
1986
- 1986-10-16 JP JP24615186A patent/JPS63100308A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5271289A (en) * | 1975-12-11 | 1977-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | Surface inspection device |
| JPS61223605A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 表面形状検査方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012047743A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Mitsutoyo Corp | ２光束アッセンブリ及びクロマティックポイントセンサ装置の動作方法 |
| JP2014512534A (ja) * | 2011-04-22 | 2014-05-22 | サン−ゴバン グラス フランス | グレイジングの品質を解析する方法 |
| US9588059B2 (en) | 2011-04-22 | 2017-03-07 | Saint-Gobain Glass France | Method for analyzing the quality of a glazing |
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