JPH08128965A - 表面検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】短時間にかつ容易にディスク媒体のような被検
査対象物の表面の状態を検出すると共に、ディスクの回
転ブレも同時に検出可能な表面検査方法を提供するこ
と。 【構成】回転可能な円盤状の被検査対象物１２の主表面
上の所定の検査ラインに所定入射角で帯状の光を照射
し、上記検査ラインからの反射光の輝度を反射角に対す
る関数として順次測定し、この測定結果から上記反射光
の輝度変化の基準特性を反射角の関数として求め、上記
反射光線の輝度変化の基準特性において、最大輝度位置
から所定角度外れた位置に上記光ライン・センサを配置
し、上記円盤状の被検査対象物が回転中に上記帯状の光
により走査された上記被検査対象物の表面状態及び回転
状態を検査することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク又は光デ
ィスク等の表面の状態等を検査する表面検査方法に関す
る。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】従来、コ
ンピュータ用の磁気ディスク等の表面の状態を検査する
方法としては、特公昭６３−１９００１号公報に記載さ
れているような、いわゆる魔鏡の原理を利用した方法が
知られている。この方法は、被検査対象物の表面に光を
照射し、この光の反射光を受光レンズで集光し、受光面
上に投像し、被検査対象物表面の凹凸を明暗像として検
出するものである。

【０００３】しかし、この方法では、被検査対象物表面
上の凹みを凹面鏡と等価なものと考えるので、凹面鏡と
みなした場合の焦点距離がバラバラであると、検出感度
が低下するという問題がある。

【０００４】別の表面検査方法として、特開昭６２−２
３５５１１号公報に開示されたように、レーザー光を被
検査対象物の表面上に照射し、その反射光を検出して解
析する方法がある。しかし、この方法では、スポット・
ビームで被検査対象物であるディスク表面の全領域を走
査するのに長い時間がかかるという問題がある。

【０００５】また、被検査対象物であるディスクは回転
させて使用するものなので、単に表面上にキズや凹みが
ないだけでなく、ディスク表面全体としての回転ブレ等
も問題となるが、従来の表面検査方法では、ディスクの
回転ブレを検出することができず、全く別の検出方法を
採用しなければならなかった。

【０００６】本発明の目的は、短時間にかつ容易にディ
スク媒体のような被検査対象物の表面の状態を検出する
と共に、ディスクの回転ブレも同時に検出可能な表面検
査方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明の表面検査方法は、
回転可能な円盤状の被検査対象物の主表面上の所定の検
査ラインに所定入射角で帯状の光を照射し、上記検査ラ
インからの反射光の輝度を反射角の関数として順次測定
し、この測定結果から上記反射光の輝度変化の基準特性
を反射角の関数として求め、上記反射光線の輝度変化の
基準特性において、最大輝度位置から所定角度外れた位
置に上記光ライン・センサを配置し、上記円盤状の被検
査対象物が回転中に上記帯状の光により走査された上記
被検査対象物の表面状態及び回転状態を検査することを
特徴とする。

【０００８】特に、光ライン・センサを、反射光線の輝
度変化の基準特性において、半明視野領域内の位置に配
置することにより、効果的に表面の状態及び回転ブレを
検出できる。＄また、光ライン・センサを、上記上記反
射光線の輝度変化の基準特性において、最大輝度値の２
分の１以下のレベルとなる位置に配置することを特徴と
する。

【０００９】

【実施例】図２は、本発明に係る一実施例の構成を示す
ブロック図である。また、図３は、図２の装置の構成の
要部を模式的に表す斜視図である。光源１０は、スリッ
トにより帯状に成形した光を、被検査対象物であるディ
スク１２の表面に照射する。ディスク１２の外周と内周
の間の直線上（以下、検査ラインという）に光が照射さ
れ、この検査ラインからの反射光をＣＣＤ撮像装置であ
るライン・センサ１４により撮像する。このライン・セ
ンサは、複数のＣＣＤ撮像セルを一列に配列したもので
あり、例えば、５０００個のＣＣＤセルを一列に配置し
た装置である。従って、このライン・センサ１４の１ク
ロック動作により、ディスク１２上の検査ラインを同時
に撮像し、５０００ピクセル分の画像サンプルが得られ
る。このような構成により、ディスク１２を１周回転さ
せるだけで表面上の全検査領域の画像を撮像することが
できるので、検査時間を格段に短縮することができる。

【００１０】図２において、ライン・センサ１４により
得られた画像サンプルは、画像処理装置１６に送られ、
デジタル・アナログ変換され、当業者には周知の画像処
理を施して欠陥部分を検出してメモリに蓄積し、コンピ
ュータ１８により所定の解析を行う。

【００１１】図４は、被検査対象物表面上からの反射光
の輝度と反射角度との関係を表すグラフである。被検査
対象物の表面は、略鏡面状態なので、入射角度θiで照
射された光線の大部分は、反射角度θr＝θiで反射され
るが、表面上の僅かな凹凸に起因する乱反射等により、
反射光の輝度は図４に示すような曲線の分布となる。本
明細書では、最大輝度値Ｉmaxの反射角度θrから最大輝
度値の２分の１のレベル（Ｉmax／２）までの範囲内を
明視野領域と呼び、この最大輝度値の２分の１のレベル
から最大輝度値の１０分の１（Ｉmax／１０）までの輝
度範囲を半明視野領域と呼び、最大輝度値の１０分の１
のレベルより低い輝度の領域を暗視野領域と呼ぶ。ただ
し、この視野領域の区分は便宜的なものであり、別の輝
度レベルを基準にして区分しても良い。

【００１２】本発明は、この特性曲線の中で、半明視野
領域内にライン・センサを配置することを特徴としてい
る。この領域は、輝度の変化率（傾き）が比較的大き
く、輝度レベルの変化が検出し易いという特徴があるの
で、被検査表面の状態が最も顕著に反映し、欠陥を検出
し易いからである。また、被検査対象であるディスクが
回転したとき、回転ブレが生じると、反射光の反射角度
も変化するので、その時の輝度変化も効率よく検出でき
る。ディスク１２の表面の凹凸による輝度変化と、ディ
スク１２の回転ブレに基づく輝度変化は、時間に対する
輝度の変化割合が異なるので簡単に判別することができ
る。すなわち、表面の凹凸に基づく輝度変化の周波数は
高いので、高域通過フィルタで簡単に検出できるし、他
方、ディスクの回転ブレに基づく輝度変化の周波数は低
くいので、低域通過フィルタで容易に検出できる。本発
明の実施例では、種々の実験に基づき、最大輝度値Ｉma
xの５分の１のレベルとなる反射角度の位置にライン・
センサ１４を配置している。ただし、この位置に限定さ
れるものではなく、最大輝度値の２分の１以下のレベル
であればどのレベルの位置にライン・センサ１４を配置
しても良い。この様子を図２に示しており、光源１０か
らの光が最も強く反射する方向を実線の矢線で示し、半
明視野領域で、最大輝度レベルの５分の１となる位置へ
の反射光を破線の矢線で示している。図２には図示して
いないが、ライン・センサ１４は、光が照射されるディ
スク表面上の検査ラインに対する相対的な位置（反射角
度に基づく位置）を任意に調整できるような調整機構を
設けている。この調整は、コンピュータ１８の制御によ
り自動的に行われることが望ましいが、手動で順次行う
ことも可能である。

【００１３】図５は、図２の画像処理装置１６の一実施
例の構成を示すブロック図である。ライン・センサ１４
により撮像された画像サンプルは、増幅器４０により所
望レベルまで増幅され、アナログ・デジタル変換器４２
によりデジタル・データに変換される。次に、フィルタ
処理回路４４により、フィルタ処理が実行される。この
時、検出対象に応じて高域通過フィルタ又は低域通過フ
ィルタの各処理が実行される。この処理済データを適当
な閾値と比較して２値化データとして、被検査表面の欠
陥を表す欠陥データを検出する。これらの欠陥データ
は、各撮像ライン毎の連続データで表されるが、ディス
ク表面の欠陥は、隣接する検査ライン間で相互に関連し
ているのが普通なので、欠陥部分を表す隣接データ群を
抽出して、各隣接データ群毎に欠陥部分の参照番号を付
与する操作をラベリング処理と呼んでいる。この処理を
ブロック４８で実行した後、処理済データをメモリ５０
に記憶する。このメモリ５０の中のデータがコンピュー
タ１８により解析される。

【００１４】上述のように、ディスク表面の凹凸に基づ
く欠陥データは、メモリ５０に記憶されたデータ中に隣
接データ群として点在するものであり、他方、ディスク
１２の回転ブレに基づく輝度変化の欠陥は、ディスクの
１回転分のアドレス範囲を周期とする変化となって検出
される。上述のように、図４に示すような基準特性を予
め検出し、コンピュータ１８の有するメモリの中に記憶
しておくので、この基準特性と欠陥データとを比較して
解析することにより、ディスク１２の表面上の欠陥の程
度及びディスク１２の回転ブレの程度を検査することが
できる。なお、表面上の各欠陥部分に関しては、個別に
評価すれば良いが、ディスクの回転ブレに起因する輝度
変化では、ディスクの外周付近に回転ブレの効果が顕著
に反映することから、ディスクの外周付近に対応する複
数のデータを各検査ライン毎に平均化する等の処理をし
てディスクの回転ブレの評価をすることができる。

【００１５】また、図２において、ライン・センサ１４
には、通常のカメラ等で使用するいわゆるしぼり機構を
設けている。しぼり機構とは、ライン・センサのＣＣＤ
セルに入射する光量を調整するものであり、しぼり機構
をしぼって光量を減少させると、いわゆるピントのずれ
が起こり難くなる。これは、ライン・センサ１４の位置
の微調整が困難な場合に特に有効である。この結果、ラ
イン・センサ１４の位置の調整も楽になるという効果が
ある。したがって、このしぼり機構の調整は、ライン・
センサ１４のディスク１２の表面上の検査ラインに対す
る相対位置を微調整することと等価な効果が得られるこ
とになる。

【００１６】上述の検査手順を図１の流れ図で示す。ブ
ロック１では、ディスク１２の表面上の所定の検査ライ
ンに所定入射角で帯状の光を照射する。次のブロック２
では、検査ラインからの反射光の輝度を反射角に対する
関数として順次測定する。その後、ブロック３では、ブ
ロック２の測定結果から反射光の輝度変化の基準特性を
反射角の関数として求めて記憶する。次のブロック４で
は、反射光線の輝度変化の基準特性において、最大輝度
位置から所定角度外れた位置にライン・センサを配置す
る。最後のブロック５で、ディスク１２の回転中に帯状
の光により走査されたディスク表面からの反射光を測定
し、その測定結果を基準特性と比較することにより、デ
ィスク１２の表面状態及び回転状態を検査する。

【００１７】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、ライン・センサを半明
視野領域に配置し、被検査対象物の表面からの反射光を
検出し、予め測定しておいた基準反射特性と比較して解
析することにより、被検査表面の状態のみならず、被検
査対象物の回転ブレの程度まで同時に検査することがで
きる。また、帯状の光を照射し、ライン・センサで検出
する方式なので、被検査対象のディスクを１回転させる
だけで極めて短時間に検査を完了することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面検査方法の手順を示す流れ図であ
る。

【図２】本発明の表面検査方法を使用するのに好適な表
面検査装置の実施例の構成を示すブロック図である。

【図３】図１の装置の要部の簡略化した斜視図である。

【図４】被検査対象物の表面からの反射光の輝度と反射
角度との基準となる特性を表すグラフである。

【図５】図１の画像処理装置１６の一実施例の構成を表
すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 光源 １２ 被検査対象物（ディスク） １４ ライン・センサ（ＣＣＤ撮像装置） １６ 画像処理装置 １８ コンピュータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能な円盤状の被検査対象物の主表
   面上の所定の検査ラインに所定入射角で帯状の光を照射
   し、 上記検査ラインからの反射光の輝度を反射角に対する関
   数として順次測定し、 この測定結果から上記反射光の輝度変化の基準特性を反
   射角の関数として求め、 上記反射光線の輝度変化の基準特性において、最大輝度
   位置から所定角度外れた位置に上記光ライン・センサを
   配置し、 上記円盤状の被検査対象物が回転中に上記帯状の光によ
   り走査された上記被検査対象物の表面状態及び回転状態
   を検査することを特徴とする表面検査方法。
2. 【請求項２】 上記光ライン・センサを、上記反射光線
   の輝度変化の基準特性において、半明視野領域内の位置
   に配置することを特徴とする請求項１記載の表面検査方
   法。
3. 【請求項３】 上記光ライン・センサを、上記反射光線
   の輝度変化の基準特性において、最大輝度値の２分の１
   以下のレベルとなる位置に配置することを特徴とする請
   求項１記載の表面検査方法。
4. 【請求項４】 上記光ライン・センサに入射する光量を
   しぼり機構により調整することを特徴とする請求項１記
   載の表面検査方法。