JPH04366755A - 表面欠陥検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミニウム（その
合金を含む）磁気ディスク基板等のワークの表面欠陥の
有無を検査する表面欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び解決しようとする課題】例えばアルミ
ニウム磁気ディスク基板には、その品質上鏡面ないしそ
れに近い状態の高度な表面精度が要求され、局部的にも
キズ、ピンホール、ふくれ等の表面欠陥のないことが要
求される。このため、精密切削、研磨、メッキ、ポリッ
シュ等の各工程を経て一般に製作されるアルミニウム磁
気ディスク基板の製造工程においては、所定の工程の終
了後あるいは全工程の終了後に表面欠陥の有無を検査す
ることが行われている。

【０００３】従来、上記のような表面欠陥検査は、専ら
検査員の肉眼による目視検査が主流であったが、最近で
は、人手に代えて光学的手法によって欠陥を検知する表
面欠陥検査方法や装置が提案されている（例えば特開昭
６２−２６９０４９号、特開昭６３−４２４５３号等）
。しかし、かかる従来の表面検査方法や同装置は、欠陥
の有無のみでなく欠陥種類、存在位置、大きさ等各種の
欠陥情報を判定するものであったため、高度な欠陥情報
は得られるものの、いずれも構成が複雑で検査結果の判
明までに比較的長時間を要するという欠点があった。

【０００４】そこで、本発明者らは先に、アルミニウム
磁気ディスク基板等の表面欠陥の有無を迅速かつ確実に
検査できる表面欠陥検査装置を提案した（特願平３−３
８６５９号）。この表面欠陥検査装置は、ワークの表面
へ光を照射する光源と、該光源によって照射された光の
反射光を受領する撮像装置と、該撮像装置によって撮影
された画像の濃淡から表面欠陥の有無を検出する表面欠
陥検出装置とを備えてなり、簡単な構成で表面欠陥の有
無を迅速に検出することができる。

【０００５】ところが、アルミニウム磁気ディスク等の
一層の小型、高密度化が進行すると、上記のような表面
検査装置を用いてもなお微小な表面欠陥はこれを検査で
きないことが予想され、欠陥の検出限度の更なる向上が
要求されている。

【０００６】この発明は、かかる要請に鑑みてなされた
ものであって、アルミニウム磁気ディスク基板等のワー
クの表面欠陥の検出感度を増大し、より微小な欠陥を検
出できるようにした表面欠陥検査装置の提供を目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ワークの表
面へ光を照射する光源と、該光源によって照射された光
の反射光を受領する撮像装置と、該撮像装置によって撮
影された画像の濃淡から表面欠陥の有無を検出する表面
欠陥検出装置とを備えた表面欠陥検査装置であって、前
記光源として赤色発光ダイオードを用いることを特徴と
する表面欠陥検査装置によって達成される。

【０００８】

【作用】この発明の作用を図１を参照して示すと、光源
（１）からアルミニウム磁気ディスク基板（Ａ）に向け
て間欠発光させるとともに、発光と同期して基板（Ａ）
からの正反射光を撮像装置（２）により受領し基板表面
の画像を撮影する。撮像装置（２）で受領された正反射
光は撮像装置（２）の各画素に入射し、入射光量に応じ
た濃淡情報が出力される。従って、基板（Ａ）の表面に
キズ等の欠陥が存在するときは、光源（１）からの照射
光が該欠陥によって乱反射される結果、対応画素に入射
する正反射光量が減少し、正反射光を適性に受領した他
の画素に対して出力に差を生じる。光源（１）には赤色
発光ダイオードが用いられているから、撮像装置（２）
の受光感度が向上して、より鮮明な濃淡情報が得られる
。撮像装置（２）からの信号は欠陥検出回路（４）に入
力される。欠陥検出回路（４）は入力された各画素の濃
淡信号と濃淡レベル設定器（５）で所定のレベルに設定
された濃淡基準信号とを比較して、入力信号の方が小で
あれば表面欠陥有りと判定し、入力信号の方が大であれ
ば欠陥無しと判定することにより欠陥の有無を検出する
。

【０００９】

【実施例】次にこの発明を、アルミニウム磁気ディスク
基板をワークとしてその表面欠陥検査を行う装置に適用
した実施例に基いて説明する。

【００１０】図１において（Ａ）はワークとしてのアル
ミニウム磁気ディスク基板であり、該磁気ディスク基板
（Ａ）の外方斜め上方には、磁気ディスク基板（Ａ）の
表面に向けて光を斜めに照射する光源（１）が配置され
ている。光源（１）には赤色発光ダイオードが用いられ
ており、所定のタイミングで間欠発光するものとなされ
ている。基板（Ａ）の上方にはさらに、光源（１）から
磁気ディスク基板（Ａ）へ照射された光の正反射光を受
領しうる位置に撮像装置（２）が配置されている。この
撮像装置（２）は、基板（Ａ）からの正反射光を受領し
て磁気ディスク基板表面の画像を撮影するものであり、
撮像装置（２）の好適なものとしてこの実施例ではＣＣ
Ｄカメラを用いている。撮像装置（２）の撮像面は複数
の画素から構成され、これら画素で受領される基板（Ａ
）からの正反射光の量に応じた電気信号が、画像の濃淡
情報として画素ごとに出力されるものとなされている。 従って、もし基板表面にキズ等の欠陥が存在する場合、
該欠陥部分で反射光は散乱されるため、欠陥が存在しな
い場合に比べて特定の画素に入射する正反射光量が減少
し、これが電気信号の大きさの差となって出力されるも
のとなされている。このように、本実施例では、基板（
Ａ）からの正反射光を撮像装置（２）で直接受領するい
わゆる明視野法を採用するが、これは次の理由による。 即ち、明視野法では、基板表面の欠陥により照射光が乱
反射した場合、乱反射して撮像装置（２）に入射しなか
った光がそのまま光量減となって撮像装置で把握される
のに対し、乱反射を受領する暗視野法では乱反射した光
のすべてを受領することは困難であり、またこれを満た
そうとすると装置が複雑化する。このため、表面欠陥に
起因する光量増減に対する感度が明視野法の方が良好で
あり、ひいては欠陥検出の確実性を挙げることができる
からである。

【００１１】ところで、この発明では前述のごとく、光
源（１）として赤色発光ダイオードを用いる。ここに、
赤色発光ダイオードは、６４００〜７７００オングスト
ローム程度の発光波長にて赤色に発光するものをいう。 光源としてこのような赤色発光ダイオードを用いるのは
次の理由による。すなわち、赤色発光ダイオードの発光
波長域において撮像装置（２）の受光感度が最も良くな
るからと推測されるからであり、したがって鮮明な画像
の濃淡情報を得ることができ、ひいてはより一層小さな
欠陥まで検出することができるからである。また、発光
ダイオードを用いることで、光源の小形化、長寿命化を
図ることができ、しかも光量や発光タイミングの制御な
どを容易に行いうるからでるからである。なお、赤色発
光ダイオードの材料、構造などは特に限定されるもので
はない。

【００１２】上記光源（１）からの光に基いて撮像装置
（２）から出力された画素ごとの信号は、以後電気的に
処理される。この処理回路の一例を図１に併せて示す。 図１において、（３）は撮像装置（２）からの信号を受
領する入力部としてのビデオボード、（４）は欠陥検出
回路である。該欠陥検出回路（４）はビデオボード（３
）を介して送られてきた画像の濃淡に応じた各画素ごと
の入力信号と、濃淡レベル設定器（５）で所定のレベル
に設定された濃淡基準信号とを比較して、入力信号の方
が小であれば表面欠陥有りと判定し、入力信号の方が大
であれば欠陥無しと判定し、もって欠陥の有無を検出す
るものである。ここに、濃淡レベル設定器（５）で設定
された濃淡基準信号は、欠陥の有無に直接関与するもの
であり、その設定如何によって欠陥有無の判定基準を緩
厳することができ、要求品質に応じて設定レベルを任意
に変更できるものとなされている。

【００１３】（６）は前記欠陥検出回路（４）で欠陥有
りと判定された画素数の数を計数する計数回路である。 また、（７）は前記計数回路（６）で計数された表面欠
陥有りの画素数と欠陥個数設定器（８）で予め許容値に
設定された欠陥個数設定値とを比較する比較回路であり
、表面欠陥有りの画素数が設定値よりも多ければ不良品
と判定し、少なければ良品と判定するものである。而し
て、上記欠陥個数設定器（８）で予め許容値に設定され
た欠陥個数設定値はアルミニウム磁気ディスク基板（Ａ
）の良否に直接関与するものであり、その設定如何によ
って良否基準を緩厳することができ、やはり要求品質に
応じて設定数を任意に変更できるものとなされている。

【００１４】（９）は比較回路（７）の判定結果をラン
プ等で表示する表示装置である。

【００１５】次に、図１に示した装置を用いたアルミニ
ウム磁気ディスク基板（Ａ）の表面欠陥検査方法を説明
する。まず、光源（１）から磁気ディスク基板（Ａ）に
向けて間欠発光させるとともに、発光と同期して基板（
Ａ）からの正反射光を撮像装置（２）により受領し基板
表面の画像を撮影する。正反射光は撮像装置（２）の各
画素に入射し、入射光量に応じた濃淡情報が出力される
。従って、基板（Ａ）の表面にキズ等の欠陥が存在する
ときは、光源（１）からの照射光が該欠陥によって乱反
射される結果、対応画素に入射する光量が減少し、正反
射光を適性に受領した他の画素に対して出力に差を生じ
る。

【００１６】撮像装置からの信号はビデオボード（３）
を介して欠陥検出回路（４）に入力される。欠陥検出回
路（４）は入力された各画素の濃淡信号と濃淡レベル設
定器（５）で所定のレベルに設定された濃淡基準信号と
を比較して、入力信号の方が小であれば表面欠陥有りと
判定し、入力信号の方が大であれば欠陥無しと判定する
ことにより欠陥の有無を検出する。この検出結果は計数
回路（６）に送出され計数回路（６）で欠陥有りと判定
された画素数の数が計数される。

【００１７】次に、計数回路（６）の計数結果が比較回
路（７）に入力され、表面欠陥有りの画素数と欠陥個数
設定器（８）で予め許容値に設定された欠陥個数設定値
とが比較される。その結果、表面欠陥有りの画素数が設
定値よりも多ければ当該磁気ディスクは不良品と判定さ
れ、少なければ良品と判定される。そして、その判定結
果は表示装置（９）に表示され、基板の良否選別が行わ
れる。

【００１８】このように本発明によれば、撮像装置の各
画素の濃淡で基板表面の欠陥の有無を検出するため、検
査表面を拡大して撮影することによりさらに検出精度を
向上することができる。このため、アルミニウム磁気デ
ィスク基板（Ａ）の表面を複数の微小検査域に分割し、
各検査域ごとに撮像装置により画像を拡大撮影して表面
欠陥の有無を検出するのが望ましい。より具体的な方法
として、図２に示すように、撮像装置（２）を所定配置
に固定しておきディスク基板（Ａ）を周方向に回転させ
ることにより、該基板表面をまず周方向帯状に連続的に
検査する。回転数は撮影タイミングとの兼合で周方向に
未検査域が形成されないように設定すべきである。この
実施例では外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍの３．５インチ
タイプの磁気ディスク基板（Ａ）に対し、基板表面を周
方向に１２０の検査域に分割して検査を行うものとして
いる。こうして基板（Ａ）を１回転させたのち、図２の
矢印で示すように撮像装置（２）を半径方向に所定幅ス
テップ移動させて次の隣接域を周方向帯状に連続的に検
査する。この場合、撮像装置（２）と光源（１）との位
置関係を適性に保持すべく、撮像装置（２）と同時に光
源（１）も移動させる必要がある。撮像装置（２）の半
径方向への移動距離はやはり半径方向に未検査域が形成
されないように設定すべきであり、この実施例では前記
と同一形状の基板（Ａ）に対し、その半径方向を４分割
して４回ステップ移動させている。かかる周方向及び半
径方向の分割数は、目的、品質に応じた検出欠陥の大き
さに対応して適宜決定される。また、基板１枚の検査時
間は、分割した検査域の個数と光源（１）の発光周期や
撮像装置（２）の移動に要するアイドルタイム等によっ
て決定される。例えば光源（１）の発光周期が６０分の
１秒のとき、上記３．５インチタイプの基板を周方向に
１２０分割、半径方向に４分割した場合には、約１２〜
１５秒程度で基板片面を検査することができる。このよ
うに、撮像装置を固定してアルミニウム磁気ディスク基
板を回転させることにより、基板表面を周方向帯状に連
続的に検査するとともに、前記基板の１回転ごとに撮像
装置を半径方向にステップ移動させる構成を採用した場
合には、基板表面を微小検査域に分けてこれを拡大検査
することができ、ますます高精度な欠陥検出を円滑に行
うことができる。

【００１９】また、図３のように、基板の半径方向等分
位置のそれぞれ円周上に撮像装置（２）を配置する構成
としても良い。かかる場合には撮像装置（２）をステッ
プ移動させる必要がなくなり、基板（Ａ）の１回転で検
査を終了しえて検査時間の短縮を図りうる。この場合も
、半径方向に未検査域が形成されないように各撮像装置
を配置する必要がある。このように、アルミニウム磁気
ディスク基板の半径方向の複数分割位置のそれぞれに対
応して複数の撮像装置を固定し基板を回転させる場合に
は、撮像装置をステップ移動させる必要がなくなり、基
板の１回転で検査を終了しえて検査時間の短縮を図りう
る。

【００２０】以上説明したように、図示実施例に係る装
置によれば、赤色発光ダイオードを用いた光源（１）か
らの光の照射により、欠陥検出感度が増大されるのに加
えて、明視野法により撮像装置（２）は基板（Ａ）に向
けて照射された光の正反射光を受領するから、表面欠陥
によって照射光が乱反射された場合の受光量の減少を直
接検知しえて精度の高い濃淡情報を得ることができ、益
々欠陥検出確度を向上することができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、上述の次第で、アルミニウム
磁気ディスク基板等のワークの表面へ照射された光の反
射光を撮像装置で受領して基板表面の画像を撮影し、得
られた画像の濃淡から表面欠陥の有無を検出するから、
簡単な構成で表面欠陥の有無を迅速に検出することがで
きる。しかも、光源として赤色発光ダイオードを用いる
から、撮像装置による受光感度を向上しえて精度の高い
濃淡情報を得ることができ、ひいては欠陥検出確度を向
上することができる。しかも、発光ダイオードを用いる
ことで、光源の小形化、長寿命化を図ることができ、ま
た光量や発光タイミングの制御なども容易に行うことが
できる。ちなみに、図１に示す表面欠陥検査装置におい
て、光源（１）として赤色発光ダイオード、緑色発光ダ
イオード、ストロボの３種類を用い、他の条件は同一に
設定してアルミニウム磁気ディスク基板に対して表面検
査を行ったところ、検出可能なディスク表面の欠陥ピッ
トの大きさは表１に示すとおりであった。

【００２２】

【表１】

【００２３】上記表１の結果から、光源として赤色発光
ダイオードを用いることにより、欠陥検出感度を増大す
ることができることを確認しえた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る表面欠陥検出装置の概略構成図
である。

【図２】アルミニウム磁気ディスク基板表面を周方向及
び半径方向の検査域に分割して検査する方法を説明する
ための概略的平面図である。

【図３】アルミニウム磁気ディスク基板表面を周方向及
び半径方向の検査域に分割して検査する他の方法を説明
するための概略的平面図である。

【符号の説明】

Ａ…アルミニウム磁気ディスク基板（ワーク）１…光源
（赤色発光ダイオード） ２…撮像装置 ４…欠陥検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワークの表面へ光を照射する光源（１
   ）と、該光源によって照射された光の反射光を受領する
   撮像装置（２）と、該撮像装置によって撮影された画像
   の濃淡から表面欠陥の有無を検出する欠陥検出回路（４
   ）とを備えた表面欠陥検査装置であって、前記光源（１
   ）として赤色発光ダイオードを用いることを特徴とする
   表面欠陥検査装置。