JPH05142159A - 光学検査装置 - Google Patents
光学検査装置Info
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- JPH05142159A JPH05142159A JP3283900A JP28390091A JPH05142159A JP H05142159 A JPH05142159 A JP H05142159A JP 3283900 A JP3283900 A JP 3283900A JP 28390091 A JP28390091 A JP 28390091A JP H05142159 A JPH05142159 A JP H05142159A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/8901—Optical details; Scanning details
-
- G—PHYSICS
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- G01N21/8901—Optical details; Scanning details
- G01N2021/8905—Directional selective optics, e.g. slits, spatial filters
- G01N2021/8907—Cylindrical optics
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 拡散反射物質や透過物質及び正反射物質や透
明透過物質のいずれのモニタにも適し、検査ラインの背
景が、連続する均等な光輝ストリップとして映る光学検
査装置を提供する。 【構成】 本装置は、直線光源１１と、光源１１の映像
を形成する円柱凹面鏡１０を有する照明手段と、ウェブ
１２上にモニタ用の帯状照射光３１を発生させるため
に、光源１１に平行に伸長した円柱軸線をもつ円柱ミラ
１０を具備する。光学システム２４により、帯状照射光
３１の中心で物質ウェブ１２上で伸長した検査ライン３
２の映像を、ダイオード列２５の上に形成する。ダイオ
ード列２５は、電子処理回路２６に接続され、円柱ミラ
１０は、円柱面に一列に配置された溝を有する。
明透過物質のいずれのモニタにも適し、検査ラインの背
景が、連続する均等な光輝ストリップとして映る光学検
査装置を提供する。 【構成】 本装置は、直線光源１１と、光源１１の映像
を形成する円柱凹面鏡１０を有する照明手段と、ウェブ
１２上にモニタ用の帯状照射光３１を発生させるため
に、光源１１に平行に伸長した円柱軸線をもつ円柱ミラ
１０を具備する。光学システム２４により、帯状照射光
３１の中心で物質ウェブ１２上で伸長した検査ライン３
２の映像を、ダイオード列２５の上に形成する。ダイオ
ード列２５は、電子処理回路２６に接続され、円柱ミラ
１０は、円柱面に一列に配置された溝を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直線状に配置されたＣ
ＣＤ配列の受光体上に検査ラインの映像を現像する観測
装置と、ＣＣＤ配列の受光体に結合された電子評価手段
と、検査ラインの長さを超えて伸長し、光伝導ファイバ
から成る横断面コンバータの出力側及び好ましくは円形
横断面の光ビームに適合するその入力側により形成され
る直線状二次光源とが設けられた照明手段とを具備する
光学検査装置に関するものである。
ＣＤ配列の受光体上に検査ラインの映像を現像する観測
装置と、ＣＣＤ配列の受光体に結合された電子評価手段
と、検査ラインの長さを超えて伸長し、光伝導ファイバ
から成る横断面コンバータの出力側及び好ましくは円形
横断面の光ビームに適合するその入力側により形成され
る直線状二次光源とが設けられた照明手段とを具備する
光学検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ特許３５３４０１９号において開
示されている光学ウェブモニタ装置が公知であり、その
照明配置は、二次光源を同様にして発生させるために、
ストリップ状球形凹面鏡を通じて開口絞り上に映し出さ
れた点光源を有する。この二次光源は、同様のストリッ
プ状球形透過凹面鏡及び反射物質ウェブを通じて半導体
列カメラの吸光瞳孔内へ映し出される。この配置におい
て、狭い帯状照射光が、ウェブのモニタのための列カメ
ラにより観察された物質ウェブ上に現れる。
示されている光学ウェブモニタ装置が公知であり、その
照明配置は、二次光源を同様にして発生させるために、
ストリップ状球形凹面鏡を通じて開口絞り上に映し出さ
れた点光源を有する。この二次光源は、同様のストリッ
プ状球形透過凹面鏡及び反射物質ウェブを通じて半導体
列カメラの吸光瞳孔内へ映し出される。この配置におい
て、狭い帯状照射光が、ウェブのモニタのための列カメ
ラにより観察された物質ウェブ上に現れる。
【０００３】このため、物質ウェブが正反射するか、ま
たは透明に透過する場合に列カメラの受光体配列が高輝
度で照光されることが確実となる。しかしながら、この
配置は光拡散物質や透過物質には適していない。
たは透明に透過する場合に列カメラの受光体配列が高輝
度で照光されることが確実となる。しかしながら、この
配置は光拡散物質や透過物質には適していない。
【０００４】公知の光学障害検波装置（ドイツ特許３０
１３２４４号）では、蛍光灯などが直線状光源として設
けられており、帯状照射光に直角に本質的に変位した対
象の上に帯状照射光を発生させる。この帯状照射光は、
受光体配置として役に立ち、電子処理回路に接続された
ビジコンカメラにより観察される。この配置において、
円柱レンズは、ビジコンカメラの対象と調べるべき対象
上の帯状照射光のあいだに設けられており、また円柱レ
ンズの円柱軸線は、本質的に帯状照射光に平行に伸長し
ている。
１３２４４号）では、蛍光灯などが直線状光源として設
けられており、帯状照射光に直角に本質的に変位した対
象の上に帯状照射光を発生させる。この帯状照射光は、
受光体配置として役に立ち、電子処理回路に接続された
ビジコンカメラにより観察される。この配置において、
円柱レンズは、ビジコンカメラの対象と調べるべき対象
上の帯状照射光のあいだに設けられており、また円柱レ
ンズの円柱軸線は、本質的に帯状照射光に平行に伸長し
ている。
【０００５】しかしながら、蛍光管の輝度（２スチルブ
まで）では、支障なく光学障害モニタや対象認識を行う
にはほとんど不十分であることが判明してきた。
まで）では、支障なく光学障害モニタや対象認識を行う
にはほとんど不十分であることが判明してきた。
【０００６】ドイツ特許３７２４２９４号には、一つあ
るいはそれ以上の直線状光源が、帯状照射光発生用とし
て移動物質ウェブ上に設けられた、光学検波装置が開示
されている。その光源は円柱ミラ物質ウェブ上へ映し出
され、円柱ミラの円柱軸線は本質的に光源に平行であ
る。物質ウェブ上の帯状照射光はそのとき、電子評価回
路が接続された列状受光体配置の上へ映し出される。
るいはそれ以上の直線状光源が、帯状照射光発生用とし
て移動物質ウェブ上に設けられた、光学検波装置が開示
されている。その光源は円柱ミラ物質ウェブ上へ映し出
され、円柱ミラの円柱軸線は本質的に光源に平行であ
る。物質ウェブ上の帯状照射光はそのとき、電子評価回
路が接続された列状受光体配置の上へ映し出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この照明装置におい
て、光源は連続線を形成しない。このため、一列の一定
輝度を、全検査幅を超えた物質ウェブの上に確実に発生
させることができる。つまり、全ての拡散反射物質ある
いは透過物質をも検査され得るものであり、しかしなが
ら、正反射物質あるいは透過物質については、検査カメ
ラが光源の直線配置における連続性を監視している、と
いう結果になる。
て、光源は連続線を形成しない。このため、一列の一定
輝度を、全検査幅を超えた物質ウェブの上に確実に発生
させることができる。つまり、全ての拡散反射物質ある
いは透過物質をも検査され得るものであり、しかしなが
ら、正反射物質あるいは透過物質については、検査カメ
ラが光源の直線配置における連続性を監視している、と
いう結果になる。
【０００８】本発明の目的は、拡散反射物質や透過物質
及び正反射物質や透明透過物質のいずれのモニタにも適
しており、ウェブ上の検査ラインは、広い開口で高い輝
度で照明され、この検査ラインの背景が、検査カメラに
は、連続する均等な光輝ストリップとして映る最初に名
付けられた種類の光学検査装置を提供することである。
及び正反射物質や透明透過物質のいずれのモニタにも適
しており、ウェブ上の検査ラインは、広い開口で高い輝
度で照明され、この検査ラインの背景が、検査カメラに
は、連続する均等な光輝ストリップとして映る最初に名
付けられた種類の光学検査装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的は本発明によ
り、直線状二次光源が、二次光源に平行にその全長を超
えて伸長する円柱ミラにより検査ライン上に映し出さ
れ、検査ラインで均等な高い輝度の帯状照射光を発生さ
せると同時に、円柱ミラがその軸線を横切る細密な波や
溝を有するということから満足される。
り、直線状二次光源が、二次光源に平行にその全長を超
えて伸長する円柱ミラにより検査ライン上に映し出さ
れ、検査ラインで均等な高い輝度の帯状照射光を発生さ
せると同時に、円柱ミラがその軸線を横切る細密な波や
溝を有するということから満足される。
【００１０】上記の目的を達成するために、本発明によ
れば、直線状に配置されたＣＣＤ配列の受光体上に検査
ラインの映像を現像する観測装置と、ＣＣＤ配列の受光
体に結合された電子評価手段と、検査ラインの長さを超
えて伸長し、光伝導ファイバから成る横断面コンバータ
の出力側及び円形断面の光ビームに適合するその入力側
によって形成される直線状二次光源が設けられた照明手
段とを有する光学検査装置において、直線二次光源が検
査ライン上に円柱ミラによって映し出され、前記円柱ミ
ラは、検査ラインで均等な高い輝度の帯状照射光を発生
させるために、二次光源と平行にその全長を超えて延長
形成されており、かつ前記円柱ミラがその軸線を横断に
細密な波形及び溝を有することを特徴とする光学検査装
置が提供される。
れば、直線状に配置されたＣＣＤ配列の受光体上に検査
ラインの映像を現像する観測装置と、ＣＣＤ配列の受光
体に結合された電子評価手段と、検査ラインの長さを超
えて伸長し、光伝導ファイバから成る横断面コンバータ
の出力側及び円形断面の光ビームに適合するその入力側
によって形成される直線状二次光源が設けられた照明手
段とを有する光学検査装置において、直線二次光源が検
査ライン上に円柱ミラによって映し出され、前記円柱ミ
ラは、検査ラインで均等な高い輝度の帯状照射光を発生
させるために、二次光源と平行にその全長を超えて延長
形成されており、かつ前記円柱ミラがその軸線を横断に
細密な波形及び溝を有することを特徴とする光学検査装
置が提供される。
【００１１】なお、上記の構成において、溝の幅が０.
１mm乃至１mmとすることが好ましく、その形状は、Ｖ字
型あるいは丸められた横断面の溝が規則正しく配置する
ことが望ましい。さらに、溝が異なる幅で構成して、規
則正しく配置することも可能である。
１mm乃至１mmとすることが好ましく、その形状は、Ｖ字
型あるいは丸められた横断面の溝が規則正しく配置する
ことが望ましい。さらに、溝が異なる幅で構成して、規
則正しく配置することも可能である。
【００１２】また、横断面コンバータの光伝導ファイバ
がプラスチック製であると同時に、０.５mm乃至１.５mm
に達し、好ましくは１mmの直径を有し、直線光源が一
つ、あるいはほんのわずかの光導体端部の幅において形
成することが出来る。さらに、横断面コンバータの入光
面が、ホモジェナイザとして作用する光伝導棒の出光面
に接続され、一次光源により照明されるその入光面に接
続することが可能である。
がプラスチック製であると同時に、０.５mm乃至１.５mm
に達し、好ましくは１mmの直径を有し、直線光源が一
つ、あるいはほんのわずかの光導体端部の幅において形
成することが出来る。さらに、横断面コンバータの入光
面が、ホモジェナイザとして作用する光伝導棒の出光面
に接続され、一次光源により照明されるその入光面に接
続することが可能である。
【００１３】また、光伝導棒の出光面が横断面コンバー
タの入光面へ接合され、その光伝導棒の直径が横断面コ
ンバータの入光面の直径に対応させることが出来る。光
伝導棒の入光面が艶消し面とすることが好ましい。
タの入光面へ接合され、その光伝導棒の直径が横断面コ
ンバータの入光面の直径に対応させることが出来る。光
伝導棒の入光面が艶消し面とすることが好ましい。
【００１４】なお、直線二次光源の縦方向において見ら
れるように、直線光源の最初と最後の光ファイバ端部
が、外部へ向けて配置された端部で自由に配置され、そ
の結果、二つ以上の直線光源を、ずれを生じさせずに連
続してその縦方向に配置することが可能である。またさ
らに、一列に配置された二つ以上の独立した直線光源を
有する直線光源とともに、ずれを生じさせずに一列に配
置された同構造の円柱ミラから成る円柱ミラ配置が設け
られ、上記円柱ミラの長さはそれぞれ反対側に配置され
た独立した直線光源の長さに対応させることが好まし
い。
れるように、直線光源の最初と最後の光ファイバ端部
が、外部へ向けて配置された端部で自由に配置され、そ
の結果、二つ以上の直線光源を、ずれを生じさせずに連
続してその縦方向に配置することが可能である。またさ
らに、一列に配置された二つ以上の独立した直線光源を
有する直線光源とともに、ずれを生じさせずに一列に配
置された同構造の円柱ミラから成る円柱ミラ配置が設け
られ、上記円柱ミラの長さはそれぞれ反対側に配置され
た独立した直線光源の長さに対応させることが好まし
い。
【００１５】さらに、平板ミラが円柱ミラ配置のそれぞ
れの自由端部に設けられており、一つ以上の円柱ミラ及
び光源を有する配置の仮想拡張を引き起こすために円柱
軸線に垂直とすることが出来る。また、開口絞りが、暗
視野での対称な照明システムを実現するために、円柱軸
線に平行に伸長した円柱ミラの中心ストリップ上に配置
することが可能である。
れの自由端部に設けられており、一つ以上の円柱ミラ及
び光源を有する配置の仮想拡張を引き起こすために円柱
軸線に垂直とすることが出来る。また、開口絞りが、暗
視野での対称な照明システムを実現するために、円柱軸
線に平行に伸長した円柱ミラの中心ストリップ上に配置
することが可能である。
【００１６】同じ長さの円柱ミラに補助されて直線状二
次光源を検査ラインの中へ映し出すというこの発明によ
れば、二次光源及び円柱ミラの長さを遥かに超えて伸長
する長さに対し鋭い限界を伴うために、この直線状二次
光源の映像が一様に狭く見えることが確実となる。円柱
ミラによる映像形成のこの特性は、後述する照明手段の
構築材料が、長い検査ライン用として数本の直線二次光
源及び一列に並んだ円柱ミラを配置することで実現され
るときに、特に必要である。一様に高輝度をもつ狭い帯
状照射光は、独立した二次光源断面の映像が重なり合う
ものの、検査ラインの全長を超えて発生する。
次光源を検査ラインの中へ映し出すというこの発明によ
れば、二次光源及び円柱ミラの長さを遥かに超えて伸長
する長さに対し鋭い限界を伴うために、この直線状二次
光源の映像が一様に狭く見えることが確実となる。円柱
ミラによる映像形成のこの特性は、後述する照明手段の
構築材料が、長い検査ライン用として数本の直線二次光
源及び一列に並んだ円柱ミラを配置することで実現され
るときに、特に必要である。一様に高輝度をもつ狭い帯
状照射光は、独立した二次光源断面の映像が重なり合う
ものの、検査ラインの全長を超えて発生する。
【００１７】先行技術による比較的短い焦点距離を有す
る円形断面円柱レンズや円柱棒を使用する場合、隣接す
る断面で重複した不完全な映像断面は、このような一列
の配置により、はっきりと注意できるようになる。
る円形断面円柱レンズや円柱棒を使用する場合、隣接す
る断面で重複した不完全な映像断面は、このような一列
の配置により、はっきりと注意できるようになる。
【００１８】この直線二次光源の映像を形成する本発明
によって提供されるような、円柱ミラの細密波や細密溝
の形成によれば、円柱ミラはその縦方向において平面ミ
ラとしては作用しないが、直線光源から検査ライン上へ
の映写が、この方向において不鮮明になることは確実で
ある。拡散していない生の物質面の検査のあいだ、精確
にいえば、検査ライン上に焦点を定めた検査カメラの対
物レンズが、この線のそれぞれの点の後ろにある直線二
次光源の点を見るので、検査ラインの方向における溝付
円柱ミラのこの不鮮明化作用は必要である。物質ウェブ
の透過や物質ウェブの表面での反射や円柱ミラでの反射
において、距離のために自然に鮮明度がなくなるので、
発光の背景として見るため必要となる。この線の方向に
おける独立したファイバ端部の輝度におけるそれぞれの
変則性のおかげで、たとえば組立がより容易なので検査
ラインの広大な長さに利用されるのが好ましい、特に大
きな横断面を有するプラスチック光導波路で生じるのと
同様に、物質ウェブは、円柱ミラの溝を不鮮明にする作
用なしに検査ラインに沿って不規則に輝くことができ
る。円柱ミラの波や溝の側面角度を選択することで、映
像の輝度におけるさほどのロスを生じずに、数センチメ
ートル以上の長さでこの変則性を目立たなくすることが
できる。
によって提供されるような、円柱ミラの細密波や細密溝
の形成によれば、円柱ミラはその縦方向において平面ミ
ラとしては作用しないが、直線光源から検査ライン上へ
の映写が、この方向において不鮮明になることは確実で
ある。拡散していない生の物質面の検査のあいだ、精確
にいえば、検査ライン上に焦点を定めた検査カメラの対
物レンズが、この線のそれぞれの点の後ろにある直線二
次光源の点を見るので、検査ラインの方向における溝付
円柱ミラのこの不鮮明化作用は必要である。物質ウェブ
の透過や物質ウェブの表面での反射や円柱ミラでの反射
において、距離のために自然に鮮明度がなくなるので、
発光の背景として見るため必要となる。この線の方向に
おける独立したファイバ端部の輝度におけるそれぞれの
変則性のおかげで、たとえば組立がより容易なので検査
ラインの広大な長さに利用されるのが好ましい、特に大
きな横断面を有するプラスチック光導波路で生じるのと
同様に、物質ウェブは、円柱ミラの溝を不鮮明にする作
用なしに検査ラインに沿って不規則に輝くことができ
る。円柱ミラの波や溝の側面角度を選択することで、映
像の輝度におけるさほどのロスを生じずに、数センチメ
ートル以上の長さでこの変則性を目立たなくすることが
できる。
【００１９】このようにして、モニタされるべき材料ウ
ェブや対象の上に均等で高い輝度を発生させることがで
きるばかりでなく、背景障害も避けることができ、その
結果透明透過材料あるいは正反射材料が障害なしにモニ
タすることができる。
ェブや対象の上に均等で高い輝度を発生させることがで
きるばかりでなく、背景障害も避けることができ、その
結果透明透過材料あるいは正反射材料が障害なしにモニ
タすることができる。
【００２０】別の実施例では、異なる幅の溝が不規則に
配置されることを特徴としている。
配置されることを特徴としている。
【００２１】本発明の検査装置の製造を容易にするた
め、さらに好ましく発展させた横断面コンバータの光導
波路ファイバは、プラスチックから成り、０.５mm乃至
１.５mmに達し、好ましくは１mmである直径を有し、ま
た直線光源は、わずか一つあるいはいくつかの光ファイ
バ端部の幅において形成されることが提供される。
め、さらに好ましく発展させた横断面コンバータの光導
波路ファイバは、プラスチックから成り、０.５mm乃至
１.５mmに達し、好ましくは１mmである直径を有し、ま
た直線光源は、わずか一つあるいはいくつかの光ファイ
バ端部の幅において形成されることが提供される。
【００２２】このように、最も好都合な場合、わずか３
５０本の光導波路ファイバが、３５０mmの光源を作り出
すために必要とされるにすぎない。光伝導グラスファイ
バによって構築された横断面コンバータを用いれば、こ
れだけの長さのために、すでに数千の光伝導ファイバが
必要となるであろう。というのも、ガラス製の光導波フ
ァイバは、対応しているファイバの曲げ弾性を確実にす
るためにおよそ５０μmの比較的薄い厚さを有するだけ
だからである。しかしながら、数千の個々の光導波ファ
イバの処理は、複雑であり、したがってコストがかか
る。特にガラス製光ファイバの入出光面は、必要とされ
る光学的質を確実なものにするために複雑でコストのか
かる仕上げを必要とする。
５０本の光導波路ファイバが、３５０mmの光源を作り出
すために必要とされるにすぎない。光伝導グラスファイ
バによって構築された横断面コンバータを用いれば、こ
れだけの長さのために、すでに数千の光伝導ファイバが
必要となるであろう。というのも、ガラス製の光導波フ
ァイバは、対応しているファイバの曲げ弾性を確実にす
るためにおよそ５０μmの比較的薄い厚さを有するだけ
だからである。しかしながら、数千の個々の光導波ファ
イバの処理は、複雑であり、したがってコストがかか
る。特にガラス製光ファイバの入出光面は、必要とされ
る光学的質を確実なものにするために複雑でコストのか
かる仕上げを必要とする。
【００２３】可能な限り同質となる横断面コンバータの
独立した光出口面へ光の分配を達成するために、本発明
の好ましい実施例により、横断面コンバータの入光面が
ホモジェナイザとして作用する光伝導棒の出光面へ接続
され、このとき光伝導棒の入光面は一次光源により照明
される状態が提供される。
独立した光出口面へ光の分配を達成するために、本発明
の好ましい実施例により、横断面コンバータの入光面が
ホモジェナイザとして作用する光伝導棒の出光面へ接続
され、このとき光伝導棒の入光面は一次光源により照明
される状態が提供される。
【００２４】ホモジェナイザとして作用する光伝導棒か
ら横断面コンバータへの転換中に不必要な光のロスを避
けるために、光伝導棒の光出面は、横断面コンバータの
入光面へ結合あるいはセメントづけされており、同時に
この光伝導棒の直径は横断面コンバータの入光面の直径
に対応している。
ら横断面コンバータへの転換中に不必要な光のロスを避
けるために、光伝導棒の光出面は、横断面コンバータの
入光面へ結合あるいはセメントづけされており、同時に
この光伝導棒の直径は横断面コンバータの入光面の直径
に対応している。
【００２５】本発明を特に好ましくさらに発展させ、艶
消しである光伝導棒の入光面が提供される。この方法
で、均質化が達成され、光が個々のファイバ端部により
有用な口径の全角範囲以上に放射される。できるだけ長
い直線光源を構築するために、本発明のさらなる発展に
より、直線光源の最初と最後の点状光源が、直線光源の
縦方向においてその外部へ配置された端部で自由に配置
され、その結果、二つあるいはそれ以上の直線光源を、
ずれを生じさせずに縦に一列に配置することができると
いうことが提供される。
消しである光伝導棒の入光面が提供される。この方法
で、均質化が達成され、光が個々のファイバ端部により
有用な口径の全角範囲以上に放射される。できるだけ長
い直線光源を構築するために、本発明のさらなる発展に
より、直線光源の最初と最後の点状光源が、直線光源の
縦方向においてその外部へ配置された端部で自由に配置
され、その結果、二つあるいはそれ以上の直線光源を、
ずれを生じさせずに縦に一列に配置することができると
いうことが提供される。
【００２６】このようにして、本発明による光学検査装
置が組み立てることができ、その光源は、それぞれ独自
の一次光源と横断面コンバータを有することが好ましい
個々のコンパクトな直線光源のモジュールから組み立て
られるということが確実となり、その結果、特に物質ウ
ェブにおいて、たとえば２メートルの幅でモニタするこ
とができる。
置が組み立てることができ、その光源は、それぞれ独自
の一次光源と横断面コンバータを有することが好ましい
個々のコンパクトな直線光源のモジュールから組み立て
られるということが確実となり、その結果、特に物質ウ
ェブにおいて、たとえば２メートルの幅でモニタするこ
とができる。
【００２７】本発明による実際的な実施例においては、
一列に配置された２つあるいはそれ以上の直線単独光源
から成る直線光源が、円柱ミラ配置に供給され、これは
同じ方法でずれを生じさせずに配置された同じ構造の円
柱ミラから構成されたもので、それぞれの円柱ミラの長
さは反対側に配置された独立した直線光源に対応する、
ということが提供される。
一列に配置された２つあるいはそれ以上の直線単独光源
から成る直線光源が、円柱ミラ配置に供給され、これは
同じ方法でずれを生じさせずに配置された同じ構造の円
柱ミラから構成されたもので、それぞれの円柱ミラの長
さは反対側に配置された独立した直線光源に対応する、
ということが提供される。
【００２８】こうして、直線光源及び結合円柱ミラを具
備するモジュールとして組み立てられる上述の照明手段
が、並んで直接配置できることが確実となる。その結
果、材料ウェブ上や対象上にモニタするために発生され
た帯状照射光の長さは、必要に応じてまっすぐに拡大す
ることができる。
備するモジュールとして組み立てられる上述の照明手段
が、並んで直接配置できることが確実となる。その結
果、材料ウェブ上や対象上にモニタするために発生され
た帯状照射光の長さは、必要に応じてまっすぐに拡大す
ることができる。
【００２９】カメラにより検波される検査ラインの二端
部でも帯状照射光の輝度を均等に配分できるように、ま
た同時に、検査ラインの二端部でカメラが輝度を落とさ
ずに背景を捕らえられるように、所要の検査ラインの全
長より長くなるよう照明配置の全長を選択する必要があ
る。必要な追加の長さは、カメラの映像角度、検査方向
における個別の照明光ファイバの開口角度、及び光線と
帯状照射光からの円柱ミラの間隔による。
部でも帯状照射光の輝度を均等に配分できるように、ま
た同時に、検査ラインの二端部でカメラが輝度を落とさ
ずに背景を捕らえられるように、所要の検査ラインの全
長より長くなるよう照明配置の全長を選択する必要があ
る。必要な追加の長さは、カメラの映像角度、検査方向
における個別の照明光ファイバの開口角度、及び光線と
帯状照射光からの円柱ミラの間隔による。
【００３０】本発明をさらに有利に発展させた場合、こ
のように円柱ミラ及び光線の仮想延長をもたらし、また
そのため、それぞれの必要な実延長を短くするために、
円柱ミラ配置の自由端部で円柱軸線に直角に設けられた
平板ミラが提供される。
のように円柱ミラ及び光線の仮想延長をもたらし、また
そのため、それぞれの必要な実延長を短くするために、
円柱ミラ配置の自由端部で円柱軸線に直角に設けられた
平板ミラが提供される。
【００３１】対称的な暗視野の照明を実現するため、円
柱軸線に平行に伸長した円柱ミラの中心ストリップ上に
配置される絞りが提供される。
柱軸線に平行に伸長した円柱ミラの中心ストリップ上に
配置される絞りが提供される。
【００３２】
【実施例】図面を参照しながら、本発明を以下に詳述す
る。
る。
【００３３】図面の多様な態様において、お互いに対応
している構成要素は同一の符号で示されている。
している構成要素は同一の符号で示されている。
【００３４】図１において、光学検査装置は、蛍光灯か
ら出た光を光伝導棒１６の艶消し入光面１６上へ集中す
る反射鏡２０をもつ蛍光灯２０を有したコンパクトな一
次光源１５を具備している。光伝導棒１６の出光面１
６”は、特に図３においてはっきりと見られるように、
個別の光伝導ファイバ１３’から構築された横断面コン
バータ１３の入光面１４へ接合されている。
ら出た光を光伝導棒１６の艶消し入光面１６上へ集中す
る反射鏡２０をもつ蛍光灯２０を有したコンパクトな一
次光源１５を具備している。光伝導棒１６の出光面１
６”は、特に図３においてはっきりと見られるように、
個別の光伝導ファイバ１３’から構築された横断面コン
バータ１３の入光面１４へ接合されている。
【００３５】光伝導棒１６は、ホモジェナイザとして、
その入光面１６’で光源１５によって発生された輝度の
ために作用する。というのも、図３に示したように、異
なった角度で入射される、図中に三本だけ示した光線
が、光伝導棒において異なった角度で反射されるためで
ある。このように、均等に輝度を配分した結果、光伝導
棒１６の出光面１６”において、横断面コンバータ１３
のすべての光伝導ファイバ１３’が、同じ輝度でその入
光面を照明できることになる。
その入光面１６’で光源１５によって発生された輝度の
ために作用する。というのも、図３に示したように、異
なった角度で入射される、図中に三本だけ示した光線
が、光伝導棒において異なった角度で反射されるためで
ある。このように、均等に輝度を配分した結果、光伝導
棒１６の出光面１６”において、横断面コンバータ１３
のすべての光伝導ファイバ１３’が、同じ輝度でその入
光面を照明できることになる。
【００３６】プラスチック製が好ましく１mmの直径を有
する横断面コンバータ１３の光伝導ファイバ１３’は、
横断面コンバータ１３の入光面１４に結合された各々の
端部で丸い束となって組合わされており、この丸い束の
直径は光伝導棒１６の直径とほぼ同一である。その他端
部において、光伝導ファイバの出光面１１’は、図４に
示したようにお互いに接近させて一列に配置し、その結
果、それらは直線二次光源１１の独立した部材を形成す
る。横断面コンバータ１３は、この配置において、たと
えば３５０の個別光伝導ファイバ１３から構築され、そ
の結果、出光面１１’により形成される直線光源１１
は、３５０mmの長さを有する。
する横断面コンバータ１３の光伝導ファイバ１３’は、
横断面コンバータ１３の入光面１４に結合された各々の
端部で丸い束となって組合わされており、この丸い束の
直径は光伝導棒１６の直径とほぼ同一である。その他端
部において、光伝導ファイバの出光面１１’は、図４に
示したようにお互いに接近させて一列に配置し、その結
果、それらは直線二次光源１１の独立した部材を形成す
る。横断面コンバータ１３は、この配置において、たと
えば３５０の個別光伝導ファイバ１３から構築され、そ
の結果、出光面１１’により形成される直線光源１１
は、３５０mmの長さを有する。
【００３７】安定した直線光源１１を得るために、図４
に示されるような光伝導ファイバ１３’は、その端部
で、直線光源１１を直線状に構築できるようにするスト
リップ２２へ接着される。この配置において、最初と最
後の光伝導ファイバは、光源１１の縦方向に見られるよ
うに外部に配置されるかたちとなり、その結果、二つあ
るいはそれ以上の横断面コンバータ１３は、ずれを生じ
ることなく一列に配置され、図３に示したように、長さ
が広がった直線光源１１を形成する。
に示されるような光伝導ファイバ１３’は、その端部
で、直線光源１１を直線状に構築できるようにするスト
リップ２２へ接着される。この配置において、最初と最
後の光伝導ファイバは、光源１１の縦方向に見られるよ
うに外部に配置されるかたちとなり、その結果、二つあ
るいはそれ以上の横断面コンバータ１３は、ずれを生じ
ることなく一列に配置され、図３に示したように、長さ
が広がった直線光源１１を形成する。
【００３８】このようにして、モニタされるウェブの幅
に応じて、２ｍ以上の直線光源を構築することができ
る。
に応じて、２ｍ以上の直線光源を構築することができ
る。
【００３９】二次直線光源１１を形成する横断面コンバ
ータ１３の出光面は、円柱凹面鏡１０を通じて、たとえ
ば物質ウェブ１２上へ映し出され、それにより帯状照射
光３１がウェブ１２上に発生する。図１に示すように透
明な物質からなるウェブ１２は、矢印Ａの方向へ進む。
円柱ミラの軸方向端部では、それぞれの場合において、
円柱軸線に直角であり、かつ直角光源１１に垂直な平板
ミラ１８を設けており、図１には、２枚の平板ミラ１８
のうち１枚だけ概略的に図示した。この配置において、
平板ミラ１８は、円柱ミラ１０から少なくとも直線光源
１１まで伸長していなくてはならない。こうして、円柱
ミラ１０及び直線二次光源１１の仮想拡張が引き起こさ
れる。
ータ１３の出光面は、円柱凹面鏡１０を通じて、たとえ
ば物質ウェブ１２上へ映し出され、それにより帯状照射
光３１がウェブ１２上に発生する。図１に示すように透
明な物質からなるウェブ１２は、矢印Ａの方向へ進む。
円柱ミラの軸方向端部では、それぞれの場合において、
円柱軸線に直角であり、かつ直角光源１１に垂直な平板
ミラ１８を設けており、図１には、２枚の平板ミラ１８
のうち１枚だけ概略的に図示した。この配置において、
平板ミラ１８は、円柱ミラ１０から少なくとも直線光源
１１まで伸長していなくてはならない。こうして、円柱
ミラ１０及び直線二次光源１１の仮想拡張が引き起こさ
れる。
【００４０】透明物質製のウェブ１２の背後には、照明
手段から見えるように、列カメラ２３が設けられてお
り、その対物レンズ２４は、帯状照射光３１の中心で、
ダイオード列２５のような直線受光体配置上へ拡大され
た検査ライン３２の映像を形成する。電子処理回路２６
は、ダイオード列２５へ接続され、障害や映像信号が現
れる出力２７を有する。
手段から見えるように、列カメラ２３が設けられてお
り、その対物レンズ２４は、帯状照射光３１の中心で、
ダイオード列２５のような直線受光体配置上へ拡大され
た検査ライン３２の映像を形成する。電子処理回路２６
は、ダイオード列２５へ接続され、障害や映像信号が現
れる出力２７を有する。
【００４１】図２に示したように、検査装置は二次列カ
メラ２３’を適当な位置へ、物質ウェブ１２の背後に配
置され透過において作用する列カメラ２３へ追加として
有することができる。またこの二次列カメラ２３’は、
物質ウェブにおいて照明手段及び反射操作と同様の側に
配置される。
メラ２３’を適当な位置へ、物質ウェブ１２の背後に配
置され透過において作用する列カメラ２３へ追加として
有することができる。またこの二次列カメラ２３’は、
物質ウェブにおいて照明手段及び反射操作と同様の側に
配置される。
【００４２】二次直線光源１１及び円柱ミラ１０を具備
する図２に示した照明手段は、暗視野照明システムを実
現するための絞り１９を設けられている。この絞り１９
は、円柱軸線に平行に伸長した円柱ミラの中心ストリッ
プをカバーすることができ、カバーされる円柱ミラのス
トリップの角度は、帯状照射光３１から見ると直線光源
１１に対して垂直であり、対物レンズ２４による検査ラ
イン３２の映写のために広げられた限界光線２８によっ
て図示されるように、列カメラ２３の対物レンズ２４の
入口に対応する。
する図２に示した照明手段は、暗視野照明システムを実
現するための絞り１９を設けられている。この絞り１９
は、円柱軸線に平行に伸長した円柱ミラの中心ストリッ
プをカバーすることができ、カバーされる円柱ミラのス
トリップの角度は、帯状照射光３１から見ると直線光源
１１に対して垂直であり、対物レンズ２４による検査ラ
イン３２の映写のために広げられた限界光線２８によっ
て図示されるように、列カメラ２３の対物レンズ２４の
入口に対応する。
【００４３】暗視野の照明は、列カメラ２３’の対物レ
ンズの光軸が、円柱ミラの照明角度からはずれて、たと
えば方向２９に中へ軸支されるということからも実現で
きる。
ンズの光軸が、円柱ミラの照明角度からはずれて、たと
えば方向２９に中へ軸支されるということからも実現で
きる。
【００４４】図３及び図５に示したように、円柱凹面鏡
１０は複数の溝１７及び規則正しく反射するその側面１
７’を有する。この種の円柱ミラは、いわゆる一枚刃の
フライス削り及びその後の削り方向、すなわち、円柱ミ
ラの円周方向おける研磨によって製造できる。円柱ミラ
１０は、このようにして、洗濯板構造の細密な波形表面
を有する。溝１７の形状は、Ｖ字形でもＵ字形でもよ
い。溝１７は、独立した光源に適合する、つまり横断面
コンバータ１３の光伝導ファイバ１３’の出光面１１’
及び対物レンズ２４の対物側開口に適合する幅ｄを有す
る。このとき、０.５mmの幅が選択されることが好まし
く、それにより幅は光伝導ファイバ１３の出光面１１’
の半分の直径に相当し、また複数の溝１７は対物レンズ
の対物側開口により与えられる散乱円の中に位置する。
１０は複数の溝１７及び規則正しく反射するその側面１
７’を有する。この種の円柱ミラは、いわゆる一枚刃の
フライス削り及びその後の削り方向、すなわち、円柱ミ
ラの円周方向おける研磨によって製造できる。円柱ミラ
１０は、このようにして、洗濯板構造の細密な波形表面
を有する。溝１７の形状は、Ｖ字形でもＵ字形でもよ
い。溝１７は、独立した光源に適合する、つまり横断面
コンバータ１３の光伝導ファイバ１３’の出光面１１’
及び対物レンズ２４の対物側開口に適合する幅ｄを有す
る。このとき、０.５mmの幅が選択されることが好まし
く、それにより幅は光伝導ファイバ１３の出光面１１’
の半分の直径に相当し、また複数の溝１７は対物レンズ
の対物側開口により与えられる散乱円の中に位置する。
【００４５】直線光源１１に垂直な平面において、上述
の細密な波形の洗濯板構造を有する円柱ミラ１０は、こ
のように、二次直線光源１１の本質的に点状の独立した
光源として機能するそれぞれの出光面１１’により規則
的な方法で、映像を形成する。逆に、円柱ミラ１０は、
その洗濯板状の構造のため光源１１に平行に散乱作用を
有するので、光源１１に平行に、それぞれの出光面１
１’へ複数のダッシュ状の映像を帯状照射光３１におい
て発生する。独立した光源１１’の個別のダッシュ状映
像は、帯状照射光３１内に重ね合わされ、その結果、帯
状照射光３１は、直線光源の構造によらず輝度の均等な
配分を有することとなる。円柱ミラ１０の端部に設けら
れた平板ミラ１８は、円柱ミラ１０及び直線光源１１の
付加長さが縮められたとしても、なお、検査ライン３２
の二つの端部での帯状照射光３１における輝度が衰える
ことはまったくない。
の細密な波形の洗濯板構造を有する円柱ミラ１０は、こ
のように、二次直線光源１１の本質的に点状の独立した
光源として機能するそれぞれの出光面１１’により規則
的な方法で、映像を形成する。逆に、円柱ミラ１０は、
その洗濯板状の構造のため光源１１に平行に散乱作用を
有するので、光源１１に平行に、それぞれの出光面１
１’へ複数のダッシュ状の映像を帯状照射光３１におい
て発生する。独立した光源１１’の個別のダッシュ状映
像は、帯状照射光３１内に重ね合わされ、その結果、帯
状照射光３１は、直線光源の構造によらず輝度の均等な
配分を有することとなる。円柱ミラ１０の端部に設けら
れた平板ミラ１８は、円柱ミラ１０及び直線光源１１の
付加長さが縮められたとしても、なお、検査ライン３２
の二つの端部での帯状照射光３１における輝度が衰える
ことはまったくない。
【００４６】反射あるいは透過において、帯状照射光３
１の中心で伸長する検査ライン３２を観察する列カメラ
２３は、円柱ミラ１０が細密な波形のついた洗濯板構造
をもつために、帯状照射光３１の背景において構造のな
い直線光源１１をとらえることができる。その結果、光
伝導ファイバ１３’の出光面１１’の列の結果として構
成されているものの、上述の円柱ミラ１０により直線光
源１１も、列カメラ２３の瞳孔空間において平等周波数
を形成する。
１の中心で伸長する検査ライン３２を観察する列カメラ
２３は、円柱ミラ１０が細密な波形のついた洗濯板構造
をもつために、帯状照射光３１の背景において構造のな
い直線光源１１をとらえることができる。その結果、光
伝導ファイバ１３’の出光面１１’の列の結果として構
成されているものの、上述の円柱ミラ１０により直線光
源１１も、列カメラ２３の瞳孔空間において平等周波数
を形成する。
【００４７】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、直線状
二次光源が、二次光源に平行にその全長を超えて伸長す
る円柱ミラにより検査ライン上にミラ表面の凹凸により
拡散された拡散光として投影され、検査ラインで均等な
高い輝度の帯状に照射するので、拡散反射物質や透過物
質および正反射物質や透明透過物質のいずれのモニタに
も適しており、ウェブ上の検査ラインは広い開口で高い
輝度で照明され、この検査ラインの背景が、検査カメラ
により撮影される、連続する均等な光輝ストリップによ
り鮮明な画像となる。
二次光源が、二次光源に平行にその全長を超えて伸長す
る円柱ミラにより検査ライン上にミラ表面の凹凸により
拡散された拡散光として投影され、検査ラインで均等な
高い輝度の帯状に照射するので、拡散反射物質や透過物
質および正反射物質や透明透過物質のいずれのモニタに
も適しており、ウェブ上の検査ラインは広い開口で高い
輝度で照明され、この検査ラインの背景が、検査カメラ
により撮影される、連続する均等な光輝ストリップによ
り鮮明な画像となる。
【図１】透過における光学検査装置の概要図である。
【図２】光学検査装置を、物質ウェブが進む方向と平行
に切った概要断面図である。
に切った概要断面図である。
【図３】図１あるいは図２によるモジュールから組み立
てられた照明手段及び光学モニタ装置に長さを増加した
概要透視図である。
てられた照明手段及び光学モニタ装置に長さを増加した
概要透視図である。
【図４】図３の照明手段の直線光源の出光面上の部分的
平面図である。
平面図である。
【図５】図３の照明手段の円柱ミラを縦円柱軸線と平行
に切った部分的断面図である。
に切った部分的断面図である。
１０ 円柱凹面鏡、円柱ミラ １１ 直線光源 １１’ 光伝導ファイバの出光面 １２ 物質ウェブ １３ 横断面コンバータ １３’ 光伝導ファイバ １４ 入光面 １５ 光源 １５ 一次光源 １６ 光伝導棒、艶消し入光面 １６” 出光面 １７ 溝 １７’ 側面 １８ 平板ミラ １９ 絞り ２０ 反射鏡 ２０ 蛍光灯 ２２ ストリップ ２３’ 二次列カメラ ２３ 列カメラ ２４ 対物レンズ ２５ ダイオード列 ２６ 電子処理回路 ２７ 出力 ２８ 限界光線 ２９ 方向 ３１ 帯状照射光 ３２ 検査ライン
Claims (12)
- 【請求項１】 直線状に配置されたＣＣＤ配列の受光体
上に検査ラインの映像を現像する観測装置と、ＣＣＤ配
列の受光体に結合された電子評価手段と、検査ラインの
長さを超えて伸長し、光伝導ファイバから成る横断面コ
ンバータの出力側及び円形断面の光ビームに適合するそ
の入力側によって形成される直線状二次光源が設けられ
た照明手段とを有する光学検査装置において、直線二次
光源が検査ライン上に円柱ミラによって映し出され、前
記円柱ミラは、検査ラインで均等な高い輝度の帯状照射
光を発生させるために、二次光源と平行にその全長を超
えて延長形成されており、かつ前記円柱ミラがその軸線
を横断に細密な波形及び溝を有することを特徴とする光
学検査装置。 - 【請求項２】 溝の幅が０.１mm乃至１mmに達すること
を特徴とする請求項１に記載の検査装置。 - 【請求項３】 Ｖ字型あるいは丸められた横断面の溝が
規則正しく配置されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の検査装置。 - 【請求項４】 溝が異なる幅から成り、規則正しく配置
されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装
置。 - 【請求項５】 横断面コンバータの光伝導ファイバがプ
ラスチック製であると同時に０.５mm乃至１.５mmに達
し、好ましくは１mmの直径を有し、直線光源が一つある
いはほんのわずかの光導体端部の幅において形成される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の検
査装置。 - 【請求項６】 横断面コンバータの入光面が、ホモジェ
ナイザとして作用する光伝導棒の出光面に接続され、一
次光源により照明されるその入光面に接続されることを
特徴とする請求項５に記載の検査装置。 - 【請求項７】 光伝導棒の出光面が横断面コンバータの
入光面へ接合され、その光伝導棒の直径が横断面コンバ
ータの入光面の直径に対応することを特徴とする請求項
６に記載の検査装置。 - 【請求項８】 光伝導棒の入光面が艶消し面であること
を特徴とする請求項６または７に記載の検査装置。 - 【請求項９】 直線二次光源の縦方向において見られる
ように、直線光源の最初と最後の光ファイバ端部が、外
部へ向けて配置された端部で自由に配置され、その結
果、二つ以上の直線光源を、ずれを生じさせずに連続し
てその縦方向に配置することが可能であるということを
特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の検査装
置。 - 【請求項１０】 一列に配置された二つ以上の独立した
直線光源を有する直線光源とともに、ずれを生じさせず
に一列に配置された同構造の円柱ミラから成る円柱ミラ
配置が設けられ、上記円柱ミラの長さはそれぞれ反対側
に配置された独立した直線光源の長さに対応しているこ
とを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の検査
装置。 - 【請求項１１】 平板ミラが円柱ミラ配置のそれぞれの
自由端部に設けられており、一つ以上の円柱ミラ及び光
源を有する配置の仮想拡張を引き起こすために円柱軸線
に垂直であることを特徴とする請求項１乃至１０のいず
れかに記載の検査装置。 - 【請求項１２】 開口絞りが、暗視野での対称な照明シ
ステムを実現するために、円柱軸線に平行に伸長した円
柱ミラの中心ストリップ上に配置されたことを特徴とす
る請求項１乃至１１のいずれかに記載の検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4031633A DE4031633A1 (de) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | Optische inspektionsvorrichtung |
| DE4031633.5 | 1990-10-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142159A true JPH05142159A (ja) | 1993-06-08 |
| JP3226946B2 JP3226946B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=6415704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28390091A Expired - Fee Related JP3226946B2 (ja) | 1990-10-05 | 1991-10-04 | 光学検査装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5243402A (ja) |
| JP (1) | JP3226946B2 (ja) |
| DE (1) | DE4031633A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005147750A (ja) * | 2003-11-12 | 2005-06-09 | Boeing Co:The | 複合構造内の欠陥を識別するためのシステム |
Families Citing this family (37)
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