JPH04145349A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼板、アルミ板、銅板、紙、プラスチックフ
ィルム、磁気ディスク、磁気ドラム、ＩＣウェーハなど
の検査対象の表面を走査して得られる画像信号を用いて
欠陥の有無を検査する欠陥検査装置に関するものである
。

（発明の技術的背景） 鋼板や紙などの表面を光学的に走査して、その表面のキ
ズあるいは内部の欠陥等を検出する欠陥検査装置が公知
である。ここに従来は検査対象を走査して得た画像信号
を予め設定されたしきい値と比較し、画像信号がこのし
きい値により決まる範囲外になると欠陥であると判断し
ていた。

このしきい値は検査対象の種類（鋼板、アルミ板、等）
や、検査対象の検査状態（例えば表面の乾燥、油の付着
、着色の有無、地合いの状態等）によって変更する必要
がある。例えば鋼板と紙とでは表面の光の反射率が異な
り、また表面に油が付着していたり濡れていたり、塗装
しである場合にも反射条件が太き（変化するからである
。

一方欠陥判別の精度を向上させるために画像信号には種
々の信号処理が施される。例えばアナログ又はデジタル
の微分フィルタによるフィルタリング処理を行ったり、
画像信号の濃度分布範囲を変更する濃度変更処理などが
行われる。このような信号処理の最適条件もまた検査対
象の種類や状態によって変化する。

このように欠陥を精度よく検出するためには、検査対象
の種類や状態によって検査条件を種々に変更することが
必要である。しかしこの検査条件はしきい値だけでなく
信号処理の条件など多種に及ぶため、その設定が非常に
煩雑になり面倒であった。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、検
査対象の変更や検査条件の変化に対してしきい値や信号
処理などの検査条件の設定を非常に簡単に行えるように
した欠陥検査装置を提供することを目的とするものであ
る。

（発明の構成） 本発明によればこの目的は、検査対象を走査して得た画
像信号から、複数の検査条件を用いて、検査対象の欠陥
を検出する欠陥検査装置において、１つの検査対象の検
査に用いる複数項目の検査条件を１組として複数組の検
査条件をメモリするメモリ手段と、検査条件のいずれか
の組を選定する組選定手段とを備え、選定された前記検
査条件を用いて欠陥を検出することをメモリする欠陥検
査装置、により達成される。

ここに検査条件の組は検査対象の種類毎にメモリしてお
（もの、検査状態に応じて異なる組をメモリしておくも
の、検査対象の種類と検査状態との両方に応じて異なる
組をメモリするものが可能である。使用する検査条件の
組は操作者が手動で選択するように構成することができ
るが、検査対象の種類や状態を自動で判別し使用する検
査条件の組の選定を自動で行えるようにしてもよい。

（作用） 検査対象の種類あるいは検査状態によって対応する１組
の検査条件を選定することにより、検査に最適な検査条
件（設定値、データ）が全て一度の操作で入力すること
ができる。この選定された１組の検査条件を用いて一連
の信号処理を行い、また欠陥の検出を行う。

（実施例） 第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図は
メモリ手段にメモリされる検査条件の組の例を示す図、
第３〜５図は信号処理の説明図である。すなわち第３図
はデジタル方式の微分フィルタリング処理の説明図、第
４図は微分フィルタの一例を示す図、第５図は画像信号
の濃度変換特性の説明図である。

第１図において、符号１０は鋼板、紙、プラスチックフ
ィルムなどの検査対象であり、この検査対象１０は供給
ロール１２から巻取りロール１４に送られる。この巻取
りロール１４は巻取りモータ１６により駆動される。モ
ータ１６により巻取られる検査対象１ｏの走行速度（送
り速度）は速度検出器（パルスジェネレータ）１８によ
り検出される。この検査対象１ｏの送り中にフライング
スポット方式による画像検出手段２０によって表面の画
像が読取られる。この画像検出手段２０は、レーザー光
源２２から射出されるレーザ光からなる走査ビームρを
、モータ２４により回転される回転ミラー（ポリゴナル
ミラー）２６によって検査対象１０の幅方向に走査（主
走査）する−方、検査対象１０の表面による反射光を受
光ロッド２８によって一対の受光器３０　（３０ａ、３
゜ｂ）に導いて受光するものである。すなわち受光ロッ
ド２８は走査ビームβの主走査ライン３２に近接してこ
れに平行に配設され、反射光を受光すると受光ロッド２
８の内面で反射させてその両端に導き、フォトマルチプ
ライヤ（光電子増倍管）などの受光器３０により受光量
が検出される。各受光器３０が出力する画像信号はプリ
アンプ、メインアンプで増幅され、また波形整形されて
アナログ画像信号ａ１％ａ冨となる。

各信号ａ　ｒ　、ａ　ｚは走査ビーム２の主走査ライン
３２上の走査位置から遠くなるとレベルが低下し、反対
に走査位置に近くなるとレベルが上昇するように変化す
る。そこでこの実施例では、両信号ａ　ｌｓ　ａ　２は
加算手段３４で加算され、主走査ライン３２上の走査位
置の変化による影響が除去されて信号ａ、となる。

出力調整手段３６は、この画像信号ａ３が望ましい振幅
と出力レベルとなるようにゲインおよびオフセットの調
整を行う。この出力調整手段３６での信号処理に用いら
れるデータすなわちゲインｇ、オフセットｏ２、その他
のデータなどからなる検査条件は、後記するメモリ手段
６０から入力される。

この出力調整された信号ａ４はＡ／Ｄ変換手段３８にお
いてデジタル信号ａ５に変換される。例えば２５６階調
の濃度信号ａ５に変換される。そしてバルクメモリ４０
にメモリされる。ここにＡ／Ｄ変換の階調数に等のデー
タは後記メモリ手段６０から入力される。

このバルクメモリ４０は主走査ラインの画素数Ｎとモニ
タ上の画像表示エリアの走査線数ｎとの積（Ｎ　ｘ　ｎ
）に等しい記憶容量を持ち、検査幅ゲート信号に同期し
て一生走査毎にデジタル画像信号ａ、を記憶する。すな
わちバルクメモリ４０の記憶領域が一杯になると最も古
いデータの上に順次上書きしてゆくリングバッファ構造
を持つ。

ここに検査幅ゲート信号は回転ミラー２６の回転に同期
して一主走査内の検査幅を示すものである。

一方出力調整手段３６で出力調整された信号ａ４は、信
号処理手段４２において信号処理される。この場合はア
ナログ信号処理であるが、Ａ／Ｄ変換手段３８の出力ａ
４を信号処理手段４２において信号処理するデジタル信
号処理でもよい。

この手段４２は例えば微分フィルタによるフィルタリン
グ処理を行う。この微分処理を上記デジタル信号処理の
方法で説明すると例えば第３図に示すように処理対象画
像の各画素毎にこの画素を中心とした例えば３ｘ３領域
に空間フィルタＦを重ね合せ、対応する画素同志の積を
求め、それらの総和を出力値ｙとする。この操作を左上
の画素から右下の画素までラスク走査順に行うものであ
る。

このフィルタリング処理に用いる空間フィルタとしては
第４図に示す重み係数を持ったフィルタを採用すること
ができる。これは行方向微分用のフィルタ△、ｆと列方
向微分用のフィルタΔｙｆとの２つのフィルタを用い、
各フィルタの出力の絶対値の和、もしくは両フィルタの
出力のうち大きい方の値をもって最終的な出力値とする
ものである。

ここで微分フィルタの作用をデジタル信号処理の例で説
明したが、アナログ信号処理の場合は公知のアナログ微
分回路により、一走査毎の画像信号を微分処理すればよ
い。

このようなフィルタリング処理の結果、走査ビームβの
光路長の変化、入射角の変化又は検査対象表面の地合い
変化等による信号ａ３に含まれる周期的な変動〔低周波
成分）が除去され、また画像のχおよびｙ方向の少くと
も一方向の輪郭が強調され、その後の欠陥検出精度が向
上する。

この信号処理手段４２においてはこの微分処理に加えで
あるいはこれに代えて濃度変換を行ってもよい。この濃
度変換に用いる変換テーブルは例えば第５図に示す特性
のものが用いられる。この第５図において横軸は微分処
理されて入力される濃度信号ｙの濃度を示し、縦軸は出
力される濃度変換後の濃度信号Ｙを示す。これら濃度信
号ｙ、Ｙは例えば２５６階調とされる。またこのテーブ
ルは、背景濃度Ｃを挟む両側に一定濃度幅ａ内で一定濃
度（例えば中間の濃度１２７）とし、この幅ａの外では
傾きｂをもって最大（２５５）および最小濃度（０）に
変換するものである。この濃度変換により背景領域のノ
イズを消して欠陥検出精度を向上させることができる。

なおこの濃度変換に用いる設定値ａ、ｂ、ｃは後記する
メモリ手段６０から入力される。

以上のように微分フィルタでフィルタリング処理をした
信号ｙは、信号ａ４にあった低周波成分が除去されて欠
陥の部分が強調され、また濃度変換により背景のノイズ
が消されている。

欠陥検出手段４４はこの信号ａ、を所定のしきい値（ま
たは範囲）と比較し、ａａがこのしきい値により決まる
範囲外になった時に欠陥と判断する。この欠陥を示す信
号Ｚはアドレス判別手段４６に送られ、この欠陥のアド
レスＡｄが求められる。

このアドレスＡｄは運転制御部４８から得られる。すな
わちこの運転制御部４８は、検査対象１０の送り速度を
後記メモリ手段６０から入力された指令速度ｖ１に一致
させるようにモータ１６を駆動する。またレーザビーム
氾の主走査方向の走査速度が、同様にメモリ手段６０か
ら入力される指令速度Ｖｘに一致するようにモータ２４
を駆動する。運転制御部４８は速度検出器１８からの速
度パルスをカウントして副走査方向のＹ座標を求め、ま
たモータ２４の回転速度および検査幅ゲート信号を基準
とする経過時間から主走査方向のＸ座標を求め、これら
の座標（Ｘ、Ｙ）が走査位置の座標としてアドレス判別
手段４６に出力されるものである。

このようにして欠陥のアドレスＡｄが求められると、前
記バルクメモリ４ｏはこのアドレスＡｄを含む領域すな
わち欠陥を含む領域をフレームメモリ５０に移す。この
フレームメモリ５ｏには信号ａＩＩと共に信号の座標（
Ｘ、Ｙ）を同時にメモリしておいてもよい。。

このフレームメモリ５０の内容はさらに必要に応じて信
号処理手段５２において信号処理される。例えば後記メ
モリ手段６０から入力された倍率（Ｘｎ）となるように
欠陥部分を拡大または縮小する。そしてこの画像はＣＲ
Ｔなどのモニタ５４に表示される。ここに欠陥のアドレ
スＡｄを欠陥の画像と共に表示してもよい。この画像や
アドレスＡｄは必要に応じてビデオ、光磁気ディスク、
フロッピーディスク、ハードディスク、メモリーテープ
などに記録してもよい。

一方アドレス判別手段４６が欠陥のアドレスＡｄを求め
ると、次に信号処理手段５６において例えば分類処理が
行われる。これは欠陥検出手段４４で求めた欠陥の大き
さや広がりなどの欠陥の程度や種類などを判別し、欠陥
を分類するものである。この分類結果はプリンタやデー
タ回線で接続された外部のプロセスコンピュータなどの
出力手段５８に出力される。この分類処理に用いるデー
タは後記メモリ手段６０から入力される。

以上の処理に用いるデータすなわち検査条件は、メモリ
手段６ｏから供給される。このメモリ手段６０は第２図
に示すように、用いる複数項目の検査条件（設定値など
のデータ）を１組として、検査対象の種類とその検査状
態ごとに別々の組合せをメモリする。例えば鋼板Ａに対
しては、その表面が乾いた状態、油が付着している状態
、着色した状態等の状態に応じて別々の組工、■、■と
する。メモリする検査条件は、例えば前記出力調整手段
３６で用いるゲインｇ１オフセッｈｏｒや、Ａ／Ｄ変換
手段３８で用いる階調数ｋ、信号処理手段４２で用いる
フィルタΔ８ｆ、△、ｆ、あるいは濃度変換の設定値ａ
、ｂ、ｃ、欠陥検出手段４４で用いるしきい値υ、走査
速度Ｖ、、Ｖ、、倍率（Ｘｎ）、分類処理のデータなど
である。

これらの設定値は条件入力手段６２から手動あるいは自
動で入力される。例えば検査者がモニタ５４の画像や出
力手段５８でプリントされた結果を見ながら好ましい設
定値を検査対象１ｏの検査条件毎にキーボードなどから
手動で入力する。また一部の設定値を自動で求めてもよ
い。例えば出力調整手段３６の出力レベルが所定範囲に
入るようにゲインｇおよびオフセット０．を自動で設定
するように構成することができる。

このようにメモリ手Ｐ！ｊ６０にメモリされ検査条件の
各組の中から、使用する組が組選定手段６４により手動
あるいは自動で決められ、切換手段６６はこの指定され
た組をメモリ手段６０から読出して各部へ出力する。

以上の実施例はレーザを検査対象表面で反射させるフラ
イングスポット方式のものであるが、検査対象をその幅
方向に配置した棒状光源で照射し、その反射光を回転ミ
ラーを介して受光器で読取るフライングイメージ方式の
もの、あるいはラインセンサやエリヤセンサにより画像
を読取る方式のもの等であってもよい。

以上の各実施例では検査対象の表面に現われた欠陥を検
出するものとして説明しているが、本発明は表面を走査
することにより内部の欠陥を検出するものも包含する。

例えば鋼板の内部欠陥を磁気光学効果を用いて検出する
ものであってもよい。これは、検査対象を交流磁界で磁
化した時の欠陥からの漏れ磁界を反射光の偏光の変化と
して検出するものである。

（発明の効果） 本発明は以上のように複数項目の検査条件を１組として
、これを検査対象ごとに複数組メモリしておき、検査の
際に検査対象に対応する組を選定して検査を行うもので
あるから、検査対象が変わる度に複数の検査条件を別々
に設定し直す必要がなく、操作が非常に簡単になる（請
求項（１））。

ここに検査条件の組は、検査対象の種類だけでな（その
検査状態、例えば表面状態に対応して設けておいてもよ
く、この場合には検査状態の変化に対しても検査条件が
簡単に変更できる（請求項４゜ （２））。

またメモリする検査条件をキーボードなどから手動で入
力したり（請求項（３）　）　、使用する組を手動で選
定するようにすれば構成が簡単になるが、これらを自動
で行うようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図は
メモリ手段にメモリされる検査条件の組の例を示す図、
第３図は空間フィルタリング処理の説明図、第４図は微
分フィルタの一例を示す図、第５図は画像信号の濃度変
換特性の説明図である。 １０・・・検査対象、 ２０・・・画像検出手段、 ６０・・・メモリ手段、 ６２・・・検査条件入力手段、 ６４・・・組選定手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）検査対象を走査して得た画像信号から、複数の検
   査条件を用いて、検査対象の欠陥を検出する欠陥検査装
   置において、 １つの検査対象の検査に用いる複数項目の検査条件を１
   組として複数組の検査条件をメモリするメモリ手段と、
   検査条件のいずれかの組を選定する組選定手段とを備え
   、選定された前記検査条件を用いて欠陥を検出すること
   を特徴とする欠陥検査装置。
2. （２）メモリ手段には検査対象の種類とその検査状態と
   の少なくとも一方に対応した検査条件の組をメモリする
   請求項（１）の欠陥検査装置。
3. （３）メモリ手段にメモリする検査条件を手動で設定す
   るための条件入力手段を備える請求項（１）の欠陥検査
   装置。