JPH095209A - ホログラム検査装置及び方法 - Google Patents
ホログラム検査装置及び方法Info
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- JPH095209A JPH095209A JP14999595A JP14999595A JPH095209A JP H095209 A JPH095209 A JP H095209A JP 14999595 A JP14999595 A JP 14999595A JP 14999595 A JP14999595 A JP 14999595A JP H095209 A JPH095209 A JP H095209A
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Abstract
子パターンの形状,構造を電気的手段により数値的に高
精度で求め、検査品質の向上を図ると共に、品質管理が
可能で製造ライン中や出荷後の検査が簡単に行われ、安
価に実施出来るホログラム検査装置及び方法を提供す
る。 【構成】 光源部2からホログラム7に含まれる回折格
子パターンを検査し得る波長成分の光線を放射し、ホロ
グラム7から反射した回折光を光センサ4により検出
し、その回折角および強度を求め、演算手段5によりそ
れ等の値から回折格子パターンの格子ピッチ、格子方向
および回折効率を数値的に求める。
Description
は製造時における検査、並びに出荷後における検査およ
びホログラムの検証に使用されるホログラム検査装置及
び方法に関する。
造工程での検査は、再生用の光源によって再生される像
を目視で調べていた。あるいは再生像をCCDカメラ等
の撮像装置を用いて二次元の画像として取り込み、画像
解析を利用した光学的な検査方法が行われていた。ま
た、この方法で更に観察位置を変える事で立体像を複数
の二次元画像として検査する方法も公知である。また、
特別な場合として、機械読み取り用ホログラム等の光学
センサで読み取ることを前提に作られたホログラム等で
は、その読み取り機を用いて検査を行う方法が公知であ
る。これ等に関する公知技術としては、例えば、特開平
3−211096号公報,特開平6−76365号公報
が上げられる。
いは複製工程での目視による検査では、検査者の個人差
から来る完成品品質のばらつきが大きくなり、数値管理
的な手法を適用することが難しい。そのため、対策を講
ずるにも検査基準が明確に成らず、全体の品質を効果的
に上げる事が困難となっている。また、出荷後における
品質の追跡調査などを行うに至っては、出荷時の状態と
比較するための基準が残らないため検査者の記憶のみが
頼りとなり、十分な分析調査を行う事が非常に困難であ
る。更に、セキュリティーに用いられるホログラムの真
偽判定は、出荷後の検査同様に、明確な判定基準が残っ
ていないばかりか利用者のその殆どが素人であるため、
粗悪な偽造品に対しても真偽判断を誤るという可能性が
有る。加えて、機械読み取り用ホログラム等の場合にお
いても読み取り機の価格が高価になる等の問題点があ
る。
で、従来の目視的又は光学的なホログラムの再生画像を
対象とする検査方法の替りに電気的手段によりホログラ
ムを構成する微細な回折格子の形状,構造を定量的に高
精度で求め、検査品質の向上とこれに基づくホログラム
製品の品質の向上が図れると共に簡便,小型の構造を有
し安価に実施出来るホログラム検査装置及び方法を提供
することを目的とする。
達成するために、所定の波長成分を含む光線を放射する
光源部と、前記波長成分に対し感度を有する光センサ
と、検査対象のホログラムに対し前記光源部および光セ
ンサを配置する保持部と、前記光センサの出力に基づき
前記ホログラムを構成する回折格子パターンの検査特性
値を演算する演算手段とを備えるホログラム検査装置で
あって、前記光源部は、その光線が前記ホログラムの所
望領域を照射するように配置され、前記光センサは、前
記ホログラムの所望領域に含まれる回折格子パターンに
より回折された回折光を受光するように配置され、前記
演算手段は光センサの出力に基づいて回折光の回折角度
および強度から回折格子パターンの格子ピッチ,格子方
向および回折効率の少なくともいずれか1つを表わす検
査特性値を演算するホログラム検査装置を構成するもの
である。更に具体的に、前記光源部が、レーザ,発光ダ
イオード,水銀灯等の輝線スペクトルを発する光源、も
しくは前記輝線スペクトルの光源や連続スペクトルの白
色光源と波長選択性を有する光学素子との組み合わせか
らなることを特徴とする。また、前記光源部側には、当
該光源から放射される光線の波面を検査対象となる前記
ホログラムの作製時における条件に合わせて整える調整
用光学系が付設され、該光学系は、レンズ,ミラー又は
回折格子からなることを特徴とする。また、前記光セン
サが、前記光源部の分光特性に対する波長域に感度を有
し、かつ回折光の検出に必要な分解能を有するものであ
ることを特徴とする。前記保持部が、前記光源部および
光センサを所望の回転位置および座標位置に移動可能に
形成されるものであることを特徴とする。更に、光源部
から所定の波長成分を含む光線を直接又は調整用光学系
を介して、かつその入射方向を調整して検査対象のホロ
グラムに照射し、ホログラムからの回折光を前記波長成
分に対し感度を有し回折光の検出に必要な分解能を有す
る光センサに入射せしめ、該光センサの出力に基づき前
記ホログラムを構成する回折格子パターンの検査特性値
を演算し該ホログラムの品質検査を行う検査方法であっ
て、前記検査特性値が前記光センサにより検出された前
記回折光の回折角度および強度から演算される回折格子
パターンの格子ピッチ,格子方向および回折効率の少な
くともいずれか1つを表わすホログラム検査方法を特徴
とするものである。
関係を保持する事により、光線が照射されている領域に
含まれ回折格子パターンから反射する回折光の射出角度
からその回折格子パターンの格子ピッチを特定すること
が可能となる。すなわち、その回折光を、ホログラムの
検査領域に対して相対的な空間上での位置が既知である
光センサへ入射させる事で、回折格子パターンの格子ピ
ッチとこれに加えて格子方向を演算により求める事が出
来る。また、光センサから出力された電気信号の強度等
から、回折光の強度,すなわち回折効率を知ることが出
来る。以上により数値化された非常に精度の良い測定を
行うことが出来る。ホログラムに代表されるような微小
な回折格子パターンの集合体によって構成されている物
品では、ホログラムへ入射する光線のスポット径によっ
て複数の回折格子パターンによる回折光が射出する事に
なるが、この回折光の分布を光センサ面上での受光強度
分布として捉える事が出来るのでその分布から照射領域
に含まれる回折格子パターンの格子ピッチと格子方向を
演算により求める事が出来る。また、ホログラム検査装
置はホログラムに対して光源部および光センサが相対的
に移動を行えるように構成されているため、ホログラム
面上の複数点での測定を任意に行うことが可能となる。
る。図1は本発明の一実施例を示す概要構成図、図2は
本実施例の検査方法の概要を説明する模式図、図3は回
折格子パターンの微細構造を求める解析方法を説明する
ための図面である。
検査装置1は、光源部2と、光源部2に付設される調整
用光学系3と、光センサ4と、演算手段5と、光源部2
と光センサ4および検査対象のホログラム7を回動およ
び移動可能に支持する保持部6等からなる。
長成分を含む光線を放射するものからなり、例えば、半
導体レーザに代表される固体レーザ,He−Neレーザ
等の気体レーザ、発光ダイオード,水銀灯等の輝線スペ
クトルを持つ光源単体、或は前記輝線スペクトルを持つ
光源や白熱灯等の白色光源等と波長選択性を持つ光学素
子(例えば、ダイクロイックミラーやダイクロイックフ
ィルタ等)を組み合わせたものからなる。また、光源部
2は検査対象となるホログラム7の測定箇所(所望領域)
に入線角θ0の光線を照射するため保持部6に回動もし
くは位置移動可能に支持される(支持構造は省略)。一
方、調整用光学系3は例えばホログラム7に照射される
光線を当該ホログラム7の作製時に使用された参照光と
共役条件に調整し、光の波面を整えてホログラム7の測
定精度を向上させるためのものである。例えば、凸レン
ズ,凹レンズ,ミラー又は回折格子等の光学素子が使用
される。
有するセンサからなり、図1に示すように複数個の受光
素子8a,8b,8c,8d等を一次的に並べたライン
センサ8やCCD9等からなる無数の受光素子を二次元
的に平面上に配置したエリアセンサ11等からなる。な
お、光センサ4はホログラム7からの回折光を受光し得
るように取り付け位置が移動可能に保持部6に支持され
る。実際には、検査内容等に応じてラインセンサ8とエ
リアセンサ11を適宜選択して検査装置に組み込めばよ
い。
なり光センサ4に連結され、光センサ4による回折光の
検出結果に応じた信号出力を基にしてホログラム7に含
まれる回折格子パターンの検査特性値を演算するもので
ある。なお、検査特性値としては回折格子パターンの格
子ピッチ,格子方向,回折効率や回折格子の微細構造等
が上げられる。
光センサ4を回動又は移動可能に支持するものである。
また、図1に示すように、ホログラム7も矢印方向に沿
って移動可能に支持される。
方法について説明する。一般に回折格子パターンの格子
ピッチpと回折光の出射角、すなわち回折角θとの間に
は次式が成立する。 p=λ/(sinθ0+sinθ)・・・(1) (1)式において、λは光源部2から放射される光線の
波長であり、θ0は当該光線の入射角である。従って回
折光の出射角θを光センサ4で検出することにより格子
ピッチpは理論的に求められる。
入射角θ0で波長λのガラス分布の光強度分布をもつ光
線をホログラム7の所定の領域12に含まれる回折格子
パターンを照射すると当該回折格子パターンからガラス
分布を持ち回折光が出射される。この回折光をラインセ
ンサ8又はエリアセンサ11で受光する。入射光と回折
光が同一面上に配置される光学構成では、例えばライン
センサ8を用いて回折光を受光出来る。その検出出力は
グラフに示すように、ラインセンサ8の一次元方向(X
方向)に沿った受光強度分布となる。この強度分布のピ
ーク位置を読み取ることにより回折角θが求まり、これ
と既知の入射角θ0および波長λの値を用いて前記
(1)式を演算すると照射領域に含まれる回折格子パタ
ーンの格子ピッチが求められる。また、受光強度分布の
ピークレベルに基づいて回折格子パターンの回折効率が
求める。これに対し、回折光が二次元方向(xおよびy
方向)に分布する場合には、エリアセンサ11を用いて
回折光を受光し、二次元の受光強度分布を得る。この場
合には、格子ピッチおよび回折効率に加え、格子方向を
検出出来る。すなわち、格子方向(格子方位)とピーク
の二次元位置は互いに相関している。次に、ホログラム
7を適宜移動することにより前記領域12以外の場所に
おける回折格子パターンの検査が前記と同様の方法によ
り行われる。
回折格子パターンを拡大視するとピッチpの凸凹部から
形成される。この基本的な回折格子形状は電波に例える
と搬送波の形状に近似するものであり、仮りに搬送波回
折格子13と称呼する。一方、ホログラム7上に形成さ
れる回折格子パターンには前記の搬送波回折格子13の
他にこれと重畳する複数の微細な回折格子が複雑に包含
されている。この微細な回折格子は搬送波にのる変調波
にたとえられ変調波回折格子14と称呼する。これ等の
回折格子から反射する回折光を光センサ4で検出すると
図3(b)のように搬送波回折格子13および変調波回
折格子14に対応したいくつかのピークを有する受光強
度分布が求められる。このピークを解析することにより
回折格子パターンの微細構造を把握することが出来る。
小な回折格子単位での、格子ピッチ,格子方向,回折効
率の全てもしくは一部に関して、同時に測定を行う事が
出来るので、数値化された非常に精度の良いホログラム
検査を行う事が出来る。この数値情報を記録しておくこ
とにより、数値管理手法を適応することが可能となり、
全体の品質を効果的に上げることが可能となる。出荷後
の検査においても、基準となる数値データが残るので十
分な検査を行う事が出来る。また、装置が一体化される
事により誰でも正確な測定を行えるので測定者による測
定のばらつきを押さえることが出来、なおかつ構造も単
純に出来るため、小型化が容易で、故障も少なく出来る
メリットを有する。更に、光源や光センサに様々な仕様
の部品を用いる事が可能なので、安価な部品を使用出来
るだけでなく、検査装置を構成する部品の標準化を行い
やすいので低価格化が容易になる。
式図。
するための概要線図。
Claims (6)
- 【請求項1】 所定の波長成分を含む光線を放射する光
源部と、前記波長成分に対し感度を有する光センサと、
検査対象のホログラムに対し前記光源部および光センサ
を配置する保持部と、前記光センサの出力に基づき前記
ホログラムを構成する回折格子パターンの検査特性値を
演算する演算手段とを備えるホログラム検査装置であっ
て、前記光源部は、その光線が前記ホログラムの所望領
域を照射するように配置され、前記光センサは、前記ホ
ログラムの所望領域に含まれる回折格子パターンにより
回折された回折光を受光するように配置され、前記演算
手段は光センサの出力に基づいて回折光の回折角度およ
び強度から回折格子パターンの格子ピッチ,格子方向お
よび回折効率の少なくともいずれか1つを表わす検査特
性値を演算することを特徴とするホログラム検査装置。 - 【請求項2】 前記光源部が、レーザ,発光ダイオー
ド,水銀灯等の輝線スペクトルを発する光源、もしくは
前記輝線スペクトルの光源や連続スペクトルの白色光源
と波長選択性を有する光学素子との組み合わせの光源か
らなる請求項1のホログラム検査装置。 - 【請求項3】 前記光源部側には、当該光源から放射さ
れる光線の波面を検査対象となる前記ホログラムの作製
時における条件に合わせて整える調整用光学系が付設さ
れ、該光学系は、レンズ,ミラー又は回折格子からなる
ことを特徴とする請求項1のホログラム検査装置。 - 【請求項4】 前記光センサが、前記光源部の分光特性
に対する波長域に感度を有し、かつ回折光の検出に必要
な分解能を有するものである請求項1又は2のホログラ
ム検査装置。 - 【請求項5】 前記保持部が、前記光源部および光セン
サを所望の回転位置および座標位置に移動可能に形成さ
れるものである請求項1のホログラム検査装置。 - 【請求項6】 光源部から所定の波長成分を含む光線を
直接又は調整用光学系を介して、かつその入射方向を調
整して検査対象のホログラムに照射し、ホログラムから
の回折光を前記波長成分に対し感度を有し回折光の検出
に必要な分解能を有する光センサに入射せしめ、該光セ
ンサの出力に基づき前記ホログラムを構成する回折格子
パターンの検査特性値を演算し該ホログラムの品質検査
を行う検査方法であって、前記検査特性値が前記光セン
サにより検出された前記回折光の回折角度および強度か
ら演算される回折格子パターンの格子ピッチ,格子方向
および回折効率の少なくともいずれか1つを表わすこと
を特徴とするホログラム検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14999595A JP3556324B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | ホログラム検査装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14999595A JP3556324B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | ホログラム検査装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095209A true JPH095209A (ja) | 1997-01-10 |
| JP3556324B2 JP3556324B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=15487171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14999595A Expired - Fee Related JP3556324B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | ホログラム検査装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3556324B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001324411A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムの光学特性測定方法 |
| JP2005528633A (ja) * | 2002-04-05 | 2005-09-22 | オーファオデー キネグラム アーゲー | マイクロおよびマクロ構造体を備えたセキュリティー素子 |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP14999595A patent/JP3556324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001324411A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムの光学特性測定方法 |
| JP2005528633A (ja) * | 2002-04-05 | 2005-09-22 | オーファオデー キネグラム アーゲー | マイクロおよびマクロ構造体を備えたセキュリティー素子 |
| US7680274B2 (en) | 2002-04-05 | 2010-03-16 | Ovd Kinegram Ag | Security element comprising micro- and macrostructures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3556324B2 (ja) | 2004-08-18 |
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