JPH11183151A - 透明シート検査装置 - Google Patents

透明シート検査装置

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JPH11183151A
JPH11183151A JP35361397A JP35361397A JPH11183151A JP H11183151 A JPH11183151 A JP H11183151A JP 35361397 A JP35361397 A JP 35361397A JP 35361397 A JP35361397 A JP 35361397A JP H11183151 A JPH11183151 A JP H11183151A
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JP
Japan
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inspected
inspection
transparent sheet
light
transmitted light
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Application number
JP35361397A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kumasaka
博 熊坂
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明シート状の被検査物の表面性状等を容易
かつ正確に検査する透明シート検査装置を提供する。 【解決手段】 透明シート材4の被検査物を検査する装
置であって、被検査物の表面に所定面積を有すると共に
実質的に均等な強度を有し、平行光束な光を照射する照
射手段1と、照射手段1により照射された被検査物の透
過光像を結像してマスク6を介して所定の撮像手段7に
投影する投影手段5と、を備え、撮像像手段7により撮
像された被検査物の透過光像の光電変換信号に基づき、
被検査物を検査する。被検査物を通った透過光の出射角
は表裏形状および内部の素材状態に起因し、透過光像の
光強度分布に差として現れる。その光電変換信号レベル
差から欠陥を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は透明シート、特に透
明フィルム、透明ガラス板等の透明シートを検査するの
に好適な透明シート検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の透明シートの表面の凹凸
状欠陥の検査方法として、たとえばスリット状の光束を
被検査物表面に照射し、その光束の直線性の変化から表
面形状を得る所謂、光切断法が知られている。また、検
査装置としては、スリット状光束を出射する光源とスリ
ット状光束を照射した表面の光束直線性を検出する受光
系、たとえばエリアセンサカメラを備えたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面検査方法および検査装置では、特に表面形状変化が
緩やかで、しかもその表面の凹凸変化量が微小な被検査
物に対しては受光倍率を大きくする必要がある。このた
めつぎのような点で問題となっていた。
【0004】すなわち、 1.被検査物の送りおよび回転等による表面の位置変動
が受光系の合焦を乱し、また、光束の直線および傾きを
乱す要因となり、形状変化による直線性の変化を検出す
るのが困難になる。 2.位置変動を極力少なくするためには光源、受光系お
よび被検査物表面の相対位置を合わす必要があり、装置
が複雑化する。 3.変化量が微小な凹凸に対して受光倍率を大きくする
ことから、検査視野が狭くなり被検査物の全面検査に要
する時間が長くなる。
【0005】本発明はかかる実情に鑑み、透明シート状
の被検査物の表面性状等を容易かつ正確に検査する透明
シート検査装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の透明シート検査
装置は、透明シート材の被検査物を検査する装置であっ
て、被検査物の表面に所定面積を有すると共に実質的に
均等な強度を有し、平行光束な光を照射する照射手段
と、照射手段により照射された被検査物の透過光像を結
像してマスクを介して所定の撮像手段に投影する投影手
段と、を備え、撮像手段により撮像された被検査物の透
過光像の光電変換信号に基づき、前記被検査物を検査す
るようにしたものである。
【0007】また、本発明の透明シート検査装置におい
て、前記照射手段は、被検査物面に対して所定角度傾い
た方向から照射し、また前記撮像手段は、前記被検査物
を介して照明手段および照射光と対向した配置関係で透
過光像を撮像することを特徴とする。
【0008】また、本発明の透明シート検査装置におい
て、被検査物に対する検出映像信号が、良品に対する検
出映像信号と比較され、規定値範囲を外れると被検査物
に異常が有ると判断することを特徴とする。
【0009】請求項1に係る発明によれば、照射手段に
よって平行光束が被検査物表面に照射されることで、被
検査物を通った透過光の出射角は表裏形状および内部の
素材状態に起因し、透過光像の光強度分布に差として現
れる。その光電変換信号レベル差から欠陥を検出するこ
とができる。
【0010】また、請求項2に係る発明によれば、照射
手段によって平行光束が被検査物面に対して臨界角を除
く所定角度傾いた方向から照射する。なお、より望まし
くは所定角度として被検査物面に対し鋭角にすることが
望まれる。このことで緩やかな形状変化表面と良品な表
面とで、透過光像の光強度分布に差が明確に現れ、凹凸
変化の小さい形状変化を検出することかできる。
【0011】また、請求項3に係る発明によれば、撮像
手段によって透過光像の光強度分布が光電変換された映
像信号に対し、処理装置において透過光像に対応する映
像信号部分のみを対象として映像信号レベルを、事前に
処理装置に記憶した被検査物で表面形状変化のない良品
の検出映像信号と比較する。事前に同種の被検査物で表
面形状変化のない良品部の検出映像信号を処理装置に記
憶し、この記憶映像信号と検査によって被検査物から検
出した映像信号とを比較することで緩やかな形状変化表
面と良品表面との信号差が検出することができる。ま
た、この比較結果を基に規格値と比較することで表面形
状不良の判断が確実に行える。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明によ
る透明シート検査装置の好適な実施の形態を説明する。
図1は本発明の特徴を最もよく表す図であり、本発明装
置の構成例を示している。同図において、1は光源であ
るHe−Neレーザ、2はレーザ1の出力光を拡大しか
つ平行光とするビームエキスパンダ、3は被検査物表面
に照射されるべき検査光の原形状を画定するマスク板、
4は被検査物である透明シート、5は検査光の照射によ
り被検査物を透した透過光像を投影する平凸型シリンド
リカル投影レンズ、6は平凸型シリンドリカル投影レン
ズ5による投影像の受光範囲を定める受光マスク板、7
は受光マスク板6によって規定され、これを通過してき
た表面の投影像を受光し、その像を電気信号に変換する
CCDラインセンサ、8はCCDラインセンサ7によっ
て撮像した映像出力信号を処理するための処理装置であ
る。
【0013】なお、上記構成においてレーザ1からCC
Dラインセンサ7までの各構成部材は、外光を遮断する
ための図示されていない遮光板によってカバーされてお
り、これにより実質的に暗所に配置されている。
【0014】検査光光源であるHe−Ne(波長63
2.8nm)レーザ1の出力ビーム光1aは、同一光軸
に配置されたビームエキスパンダ2に入射される。入射
したビーム1aを、検査光束3aとして照射する際に原
形状を定めるマスク板3の原形状の大きさよりも十分大
きく、光強度分布が均一なビーム光径に拡大し、また平
行光とした出射光束2aに変換する。
【0015】このように変換された出射光束2aは、検
査光束として照射する原形状を定めるマスク板3に照射
される。マスク板3は被検査物4に照射する検査光束3
aの原形状部分のみが貫通され、他は遮光板により遮光
された構造を成している。また、マスク板3は光軸と垂
直に配置され、貫通されている検査光束3aの原形状部
の中心は光軸に位置する。
【0016】マスク板3の検査光束3aの原形状として
(3x=5mm、3y=14mm)を有し、出射光束2
aからマスク板3へ照射され、原形状部分となって通過
した光束により、長方形の面を成す平行な検査光束3a
が形成され、被検査物の表面に照射される。
【0017】ここで、検査光束3aの長方形の面を有す
る光束の一辺である3x(5mm)は、たとえば被検査
物4である透明シート4の長手方向に対応する。また、
他方の一辺である3y(14mm)は幅方向に対応す
る。
【0018】なお、被検査物である透明シート4の表面
への検査光束3aは、光軸と透明シート4面の法線から
成る入射角θ(60〜87°)以内にある入射角にて斜
めから照射する。これにより被検査物の透明シート4の
長手方向の検査光束3aの照射長さ4xは、sin(9
0°−θ)=3x/4xの4xで表される。たとえば検
査光束3aの長方形の面を有する光束の一辺である3x
を5mm、入射角であるθを80°とすると、検査光束
3aの光束は平行光であることから、照射長4xは約2
9mmとなり、マスク板3の通過後の長方形の面を有す
る検査光束3aの一辺である3x=5mmに比べて、長
い範囲を照射することになる。
【0019】なお、検査光束3aの長方形の他辺である
3y(=14mm)は、被検査物の幅より幅の広い検査
光束が照射されている。このように被検査物である透明
シート4の表面に入射角θにて検査光束3aを照射し、
透明シート4による透過光像を光軸上で被検査物を介し
て、これに対向して光軸に配置された平凸型シリンドリ
カル投影レンズ5に透明シート4の透過光像4bが入射
される。
【0020】このような透過光像4bの入射に対して、
平凸型シリンドリカル投影レンズ5は、検査光束3aの
3x方向の透過光像に対してはレンズ作用はなく、3y
方向の透過光像に対してはレンズ作用がある配置となっ
ている。なお、検査光束3aの被検査物表面の照射位置
と平凸型シリンドリカル投影レンズ5の間隔は、平凸型
シリンドリカル投影レンズ5の焦点距離以上の間隔を有
して平凸型シリンドリカル投影レンズ5が配置されてい
る。
【0021】このことで平凸型シリンドリカル投影レン
ズ5に入射された透過光像4bの検査光束3aの3y方
向に対するレンズ出射光像は、焦点距離の位置で結像
し、それより離れると180度反転し、距離およびレン
ズ倍率に依存して拡大する反転像となる。また、3x方
向に対するレンズ出射光像については、レンズ作用が無
いため入射された光束の幅で出射される。
【0022】このように平凸型シリンドリカル投影レン
ズ5を通過した被検査物の透過光像5aは、光軸上に配
置された受光マスクスリットによって投影光像の受光す
る範囲を定めている。このように受光マスク板6のスリ
ットによって投影光像の受光範囲が定められ、スリット
を通過した投影光像6aは光軸上に配置したCCDライ
ンセンサ7の受光素子面に投影し受光する。
【0023】なお、CCDラインセンサ7には撮像レン
ズを有せず、平凸型シリンドリカル投影レンズ5を通過
した被検査物の透過光像5aを受光マスク板6のスリッ
トを通過した投影光像6aのみを直接受光する。また、
CCDラインセンサ7の受光素子列は、被検査物の幅方
向(検査光束3aの3y方向)に、受光マスク板6のス
リット同様に光軸と垂直の方向に配置されている。ま
た、平凸型シリンドリカル投影レンズ5とCCDライン
センサ7の間隔は、CCDラインセンサ7の受光素子列
全面に平凸型シリンドリカル投影レンズ5により拡大さ
れた被検査物の透過光像5aの垂直方向の像の範囲が照
射する位置となっている。
【0024】また、平凸型シリンドリカル投影レンズ5
とCCDラインセンサ7の間に配置された受光マスク板
6、およびそれに設けられたスリットは、CCDライン
センサ7の受光素子列全面のみに上記の場合と同様、被
検査物の透過光像5aの垂直方向の像の範囲が照射する
ように設けられている。CCDラインセンサ7により受
光された透過光像は電気信号に変換され、映像信号7a
として出力され、処理装置8に入力され、処理装置8に
より被検査物4の良不良の判断が行われる。
【0025】なお、入力される映像信号7aに対して、
透過光像に対応する映像信号のみを対象とした映像信号
レベルを、事前に記憶した被検査物で表面形状変化の無
い良品の検出映像信号と比較する。その結果を前記同
様、事前に設定された規格レベルの上下限値と比較し、
規格値を外れるとその箇所に表面形状不良が存在すると
判断される。また、規格値内の場合は、その箇所の表面
は良品と判断される。
【0026】図2は、平行な検査光束3aが被検査物4
の表面に対し、入射角θで表面のある範囲4xを照射
し、緩やかな表面形状変化の有無による透過光を示す。
図2において、表裏面に緩やかな凹凸形状変化がない面
(4x1 ,4x3 )の場合、表裏面と被検査物の長手方
向の基準軸4aの平行が保たれることから被検査物表面
に照射された光束は被検査物の屈折率によって被検査物
内に入射し、透過した光束が被検査物から出射され透過
光像(4b1 ,4b3 )を形成する。
【0027】つぎに、緩やかな凸形状表面(4x2 )の
場合、その表面は基準軸4aとの平行性がなくなり、基
準軸4aに対し傾きxn 度を生じる。その表面に対する
各照射箇所の入射角θn はθ−xn °(=θn )と成
り、表面形状変化のない場合の表面への入射角θと異な
る入射角で検査光束が照射される。
【0028】凸形状表面(4x2 )に対し、入射角θn
で照射され、その表面で同様に被検査物の屈折率によっ
て被検査物内に入射し、透過した光束が被検査物から出
射され透過光像(4b2 )を成す。
【0029】このように検査光束3aを照射した被検査
物表面の範囲4xに対する入射角θおよび透過出射角
θ′の透過光範囲4x′において、透過光のある位置で
透過光と直角を成す直線4c上での透過光強度分布は、
4dのように示される。表面の凸形状による光強度の変
化が変化部4b2 ′として現れ、表面形状変化のない表
面と透過光強度の差か得られる。
【0030】このように得られた透過光像を平凸型シリ
ンドリカル投影レンズ5および受光マスク板6を通し、
CCDラインセンサ7で受光することで、光強度の変化
を電気信号の電圧レベル変化に変換される。さらに、変
換された電気信号7aは処理装置8に入力された後に、
事前に記憶した良品の映像信号と比較し、その後に規格
レベルの上下限値と比較され表面に形状変化不良が存在
するか判断される。
【0031】図2の表面凸形状(4x2 )による透過光
強度は、電圧レベルの変化として変換され、規格レベル
の上下限値のいずれかでも外れると形状変化が存在する
と判断される。
【0032】なお、被検査物である透明シート4の全面
を同様に検査するために、被検査物の基準軸4a方向の
送り機構を備える(図示せず)。たとえば、送り機構に
より被検査物を一定速度で基準軸4a方向に移動させ、
被検査物面に検査光束を順次照射し、その時の被検査物
を透過した光像を平凸型シリンドリカルレンズ5および
受光マスク板6を通し、CCDラインセンサ7で受光す
る。これにより光強度の変化を電気信号の電圧レベル変
化に変換し、処理装置8に入力することで全面検査を可
能とし、表面形状変化不良が1つでも存在すると、その
被検査物は不良品と判断される。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、こ
の種の透明シート状の被検査物の両面を高速で検査する
ことができる。さらに被検査物内部も検査することがで
きる。また、本発明によれば平行照射光束に対し被検査
物を斜めに透かして撮像することから被検査物表面にお
ける一定の厚み変化の欠陥を含む凹凸状欠陥および被検
査物内部の異常に対し、屈折変形が大きく撮像でき、そ
の光電変換信号の信号処理により欠陥を確実に判定す
る。したがって、被検査物の両面および内部を同時に検
査することができ、検査効率良く短時間に検査すること
ができる。撮像手段としてl次元センサを用い、被検査
物の幅方向を1次元で撮像し光電変換することで、被検
査物を連続的に送りながら検査が可能となり、検査の高
速化が図れる等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における要部構成を示す概略
図である。
【図2】本発明の実施形態における被検査物表面の形状
変化による透過光の強度分布差の例を示す図である。
【符号の説明】
1 He−Neレーザ 2 ビームエキスパンダ 3 マスク板 4 透明シート 5 平凸型シリンドリカル投影レンズ 6 受光マスク板 7 CCDラインセンサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明シート材の被検査物を検査する装置
    であって、 被検査物の表面に所定面積を有すると共に実質的に均等
    な強度を有し、平行光束な光を照射する照射手段と、 照射手段により照射された被検査物の透過光像を結像し
    てマスクを介して所定の撮像手段に投影する投影手段
    と、を備え、 撮像手段により撮像された被検査物の透過光像の光電変
    換信号に基づき、前記被検査物を検査するようにしたこ
    とを特徴とする透明シート検査装置。
  2. 【請求項2】 前記照射手段は、被検査物面に対して所
    定角度傾いた方向から照射し、また前記撮像手段は、前
    記被検査物を介して照明手段および照射光と対向した配
    置関係で透過光像を撮像することを特徴とする請求項1
    記載の透明シート検査装置。
  3. 【請求項3】 被検査物に対する検出映像信号が、良品
    に対する検出映像信号と比較され、規定値範囲を外れる
    と被検査物に異常があると判断することを特徴とする請
    求項1記載の透明シート検査装置。
JP35361397A 1997-12-22 1997-12-22 透明シート検査装置 Pending JPH11183151A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179885A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Seiko Epson Corp キャリブレーション装置及びキャリブレーション方法及び位置検出用治具及び部品検査装置
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