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公開番号2025120915
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-18
出願番号2024197102
出願日2024-11-12
発明の名称表面検査装置の調整方法、基準偏光素子の調整方法、表面検査装置、物体の品質管理方法、物体の製造設備、基準偏光素子用調整装置、及び、表面検査装置の調整方法で用いる光量計
出願人JFEスチール株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01N 21/892 20060101AFI20250808BHJP(測定;試験)
要約【課題】偏光素子を高い精度で調整することができる表面検査装置の調整方法及び、表面検査装置の調整方法で用いる光量計を提供する。
【解決手段】撮像部の光軸上に外部の円偏光光源と光量計とを直列で並ぶように配置するステップと、円偏光光源から光量計に向かって円偏光光を光軸上に沿って照射するステップと、円偏光光源と光量計との間に、調整対象である第一偏光板と、第一偏光板の調整の基準となる外部の第二偏光板とを、光軸上に直列で並ぶように配置するステップと、光軸を中心に第一偏光板を回転させて光量計の指示値が最小となる位置に調整するステップと、第一偏光板と第二偏光板との間に、調整対象である第一波長板と、第一波長板の調整の基準となる外部の第二波長板とを、光軸上に直列で並ぶように配置するステップと、光軸を中心に第一波長板を回転させて光量計の指示値が最小となる位置に調整するステップと、を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
物体の表面で反射した反射光を第一偏光板と第一波長板とを介して撮像部で撮像して前記表面を検査する表面検査装置の調整方法であって、
前記撮像部の光軸上に外部の円偏光光源と光量計とを直列で並ぶように配置するステップと、
前記円偏光光源から前記光量計に向かって円偏光光を前記光軸上に沿って照射するステップと、
前記円偏光光源と前記光量計との間に、調整対象である前記第一偏光板と、前記第一偏光板の調整の基準となる外部の第二偏光板とを、前記光軸上に直列で並ぶように配置するステップと、
前記光軸を中心に前記第一偏光板を回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整するステップと、
前記第一偏光板と前記第二偏光板との間に、調整対象である前記第一波長板と、前記第一波長板の調整の基準となる外部の第二波長板とを、前記光軸上に直列で並ぶように配置するステップと、
前記光軸を中心に前記第一波長板を回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整するステップと、
を有する表面検査装置の調整方法。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の表面検査装置の調整方法で用いる基準偏光素子の調整方法であって、
前記基準偏光素子は、第二偏光板と第二波長板とであり、
前記円偏光光源と反射体と前記光量計とを、同一平面上且つ前記反射体での反射前後の入射光路の光軸と反射光路の光軸とがブリュースター角をなすように配置するステップと、
前記円偏光光源から前記反射体に向けて円偏光光を照射し、前記反射体で反射した反射光が前記光量計に入射するように、前記円偏光光を照射するステップと、
前記円偏光光源と前記反射体との間に、前記第二偏光板を配置するステップと、
前記入射光路の光軸を中心に前記第二偏光板を回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整するステップと、
前記第二偏光板と前記反射体との間に、前記第二波長板を配置するステップと、
前記入射光路の光軸を中心に前記第二波長板を回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整する第一調整ステップと、
前記第二波長板と前記反射体との間に旋光素子を配置するステップと、
前記入射光路の光軸を中心に前記第二波長板を所定の方向に回転させて、前記光量計の指示値の増減から、前記第一調整ステップ後における前記第二波長板の遅軸方向を確認するステップと、
前記円偏光光源と前記反射体と前記光量計とを含む平面に対して、前記遅軸方向を確認するステップで確認された前記遅軸方向のなす角が４５［°］未満になるように、前記入射光路の光軸を中心に前記第二偏光板を回転させるステップと、
前記第二波長板と前記反射体との間から前記旋光素子を除去するステップと、
前記入射光路の光軸を中心に前記第二波長板を４５［°］以内の範囲で回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整する第二調整ステップと、
前記第二偏光板を前記表面検査装置で予め設定された第一設計角度だけ回転させるステップと、
前記第二波長板を前記表面検査装置で予め設定された第二設計角度だけ回転させるステップと、
を有する基準偏光素子の調整方法。
【請求項３】
偏光素子として検査用偏光板と検査用波長板とを有する光学系を用いて、物体の表面を被検査面として検査する表面検査装置であって、
前記検査用偏光板は、請求項１に記載の表面検査装置の調整方法を用いて調整された第一偏光板であり、及び／または、
前記検査用波長板は、請求項１に記載の表面検査装置の調整方法を用いて調整された第一波長板である、
表面検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の表面検査装置を用いて物体の表面を検査し、得られた前記表面の検査の結果に基づいて、前記物体の品質を管理するステップを有する物体の品質管理方法。
【請求項５】
物体の製造装置と、
請求項３に記載の表面検査装置と、
を備えた物体の製造設備であって、
前記表面検査装置は、前記製造装置で製造された前記物体の表面を検査する、
物体の製造設備。
【請求項６】
請求項２に記載の基準偏光素子の調整方法のための基準偏光素子用調整装置であって、
前記円偏光光源、前記第二偏光板、前記第二波長板、旋光素子、反射体、及び、前記光量計を内部に収容する遮光ケースと、
前記遮光ケース内で、前記第二偏光板及び前記第二波長板を、それぞれ前記光軸を中心に回転可能に保持する複数の保持部材と、
前記遮光ケース内で、前記円偏光光源、前記第二偏光板、前記第二波長板、前記旋光素子、及び、前記反射体が、この並び順で同一の光軸上に直列で並ぶように配置される光学レールと、
を備える、
基準偏光素子用調整装置。
【請求項７】
請求項１に記載の表面検査装置の調整方法で用いる光量計であって、
前記円偏光光源からの前記円偏光光を受光する受光部と、
前記円偏光光以外の光が前記受光部に入射するのを抑制する抑制部材と、
を有する、
表面検査装置の調整方法で用いる光量計。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面検査装置の調整方法、基準偏光素子の調整方法、表面検査装置、物体の品質管理方法、物体の製造設備、基準偏光素子用調整装置、及び、表面検査装置の調整方法で用いる光量計に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
物体の表面を検査する表面検査装置には、その目的に応じて多様な光学系が利用される。例えば鋼材の場合、特許文献１及び特許文献２に記載の偏光光学系を用いた表面検査装置がある。これらは、鋼材の表面における偏光の反射特性を利用して、偏光を考慮しない光学系では識別ができない無害な油滴模様と有害な疵との識別を実現している。特許文献３に記載の偏光を利用した表面欠陥装置では、所望の欠陥を検出するために、偏光素子の回転角度などを所定の値に設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３２７５８１１号公報
特許第３２７５７３７号公報
特許第６０２８８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１～３に示したような偏光光学系を用いた表面検査装置の場合、検出したい欠陥の種類によっては、偏光素子の角度調整の要求精度が、厳格化する場合がある。これは、特定の種類の欠陥では、偏光素子の角度の僅かな変動によって検出性能が大きく変動することがあるためである。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、偏光素子を高い精度で調整することができる表面検査装置の調整方法、基準偏光素子の調整方法、表面検査装置、物体の品質管理方法、物体の製造設備、基準偏光素子用調整装置、及び、表面検査装置の調整方法で用いる光量計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、
（１）本発明に係る表面検査装置の調整方法は、物体の表面で反射した反射光を第一偏光板と第一波長板とを介して撮像部で撮像して前記表面を検査する表面検査装置の調整方法であって、前記撮像部の光軸上に外部の円偏光光源と光量計とを直列で並ぶように配置するステップと、前記円偏光光源から前記光量計に向かって円偏光光を前記光軸上に沿って照射するステップと、前記円偏光光源と前記光量計との間に、調整対象である前記第一偏光板と、前記第一偏光板の調整の基準となる外部の第二偏光板とを、前記光軸上に直列で並ぶように配置するステップと、前記光軸を中心に前記第一偏光板を回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整するステップと、前記第一偏光板と前記第二偏光板との間に、調整対象である前記第一波長板と、前記第一波長板の調整の基準となる外部の第二波長板とを、前記光軸上に直列で並ぶように配置するステップと、前記光軸を中心に前記第一波長板を回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整するステップと、を有する。
【０００７】
（２）本発明に係る基準偏光素子の調整方法は、上記（１）の発明の表面検査装置の調整方法で用いる基準偏光素子の調整方法であって、前記基準偏光素子は、第二偏光板と第二波長板とであり、前記円偏光光源と反射体と前記光量計とを、同一平面上且つ前記反射体での反射前後の入射光路の光軸と反射光路の光軸とがブリュースター角をなすように配置するステップと、前記円偏光光源から前記反射体に向けて円偏光光を照射し、前記反射体で反射した反射光が前記光量計に入射するように、前記円偏光光を照射するステップと、前記円偏光光源と前記反射体との間に、前記第二偏光板を配置するステップと、前記入射光路の光軸を中心に前記第二偏光板を回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整するステップと、前記第二偏光板と前記反射体との間に、前記第二波長板を配置するステップと、前記入射光路の光軸を中心に前記第二波長板を回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整する第一調整ステップと、前記第二波長板と前記反射体との間に旋光素子を配置するステップと、前記入射光路の光軸を中心に前記第二波長板を所定の方向に回転させて、前記光量計の指示値の増減から、前記第一調整ステップ後における前記第二波長板の遅軸方向を確認するステップと、前記円偏光光源と前記反射体と前記光量計とを含む平面に対して、前記遅軸方向を確認するステップで確認された前記遅軸方向のなす角が４５［°］未満になるように、前記入射光路の光軸を中心に前記第二偏光板を回転させるステップと、前記第二波長板と前記反射体との間から前記旋光素子を除去するステップと、前記入射光路の光軸を中心に前記第二波長板を４５［°］以内の範囲で回転させて前記光量計の指示値が最小となる位置に調整する第二調整ステップと、前記第二偏光板を前記表面検査装置で予め設定された第一設計角度だけ回転させるステップと、前記第二波長板を前記表面検査装置で予め設定された第二設計角度だけ回転させるステップと、を有する。
【０００８】
（３）本発明に係る表面検査装置は、偏光素子として検査用偏光板と検査用波長板とを有する光学系を用いて、物体の表面を被検査面として検査する表面検査装置であって、前記検査用偏光板は、上記（１）の発明の調整方法を用いて調整された第一偏光板であり、及び／または、前記検査用波長板は、上記（１）の発明の調整方法を用いて調整された第一波長板である。
【０００９】
（４）本発明に係る物体の品質管理方法は、上記（３）の発明の表面検査装置を用いて物体の表面を検査し、得られた前記表面の検査の結果に基づいて、前記物体の品質を管理するステップを有する。
【００１０】
（５）本発明に係る物体の製造設備は、物体の製造装置と、上記（３）の発明の表面検査装置と、を備えた物体の製造設備であって、前記表面検査装置は、前記製造装置で製造された前記物体の表面を検査する。
（【００１１】以降は省略されています）

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