JP2000346811A - 表面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視野の中心から端まで表面状態を均一な条件
で測定する。 【解決手段】 所定の面積を有する被検査面１に対して
光を入射する投光手段２と、被検査面からの反射光６を
受光する受光手段７と、投光手段２から受光手段７まで
の光路に介挿された偏光素子５，８と、受光手段７で受
光された反射光６の偏光状態から被検査面１の表面状態
を検査する検査処理手段１０とを備えた表面検査装置に
おいて、受光手段７から被検査面を見た場合の視野の端
における偏光素子５．８の実効偏光角が視野の中心９に
おける偏光素子の実効偏光角に近似する方向に、偏光素
子５，８の光路の光軸に対するあおり角が設定されてい
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、例えば薄鋼鈑表面
等の被検査面に光を照射してこの被検査面の表面状態を
検査する表面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄鋼鈑表面等の被検査面に光を照射して
この被検査面からの反射光を解析することによって、被
検査面の表面に存在する表面疵や表面汚れ等の表面状態
を光学的に検査する表面検査は従来から種々の手法が提
唱されかつ実施されている。

【０００３】このなかで、偏光を利用した検査装置及び
検査方法は、例えば特開昭６４−４１８４７号公報及び
特開平３−１８１８０７号公報に提唱されている。すな
わち、特定の方向に偏光された光を所定の入射角で被検
査面に入射させ、被検査面からの反射光を受光器で受光
して解析する。これは、被検査面が光学的にフラットで
あれば入射された光は偏光状態を維持したままで反射さ
れ、被検査面に疵や汚れが存在するとその部分で偏光状
態が乱れる光の特性を利用するものである。

【０００４】そして、特開昭６４−４１８４７号公報に
おいては、正常部での反射は偏光が保存されるが傷や凹
凸に入射した場合は大きく偏光が揺らぐことを利用し、
偏光角０度又は９Ｏ度に直線偏光したレーザ光を被検査
体としてのメタリック製品の測定点に照射し、被検査体
をＸＹテーブルにて走査しながら、特定の偏光成分を受
光することにより、被検査面全面の表面欠点の検出を行
う。

【０００５】また，特開平３−１８１８０７号公報にお
いては、正反射面を有する被検査体の検査を行うため
に、偏光した光を入射し、正反射面からの反射光が消光
する向きに設置された偏光板を通してカメラで観察する
ようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、偏光を利
用した表面検査装置はその検査目的に対応して様々なも
のが提案されているが、上述したこれらの従来技術には
まだ次のような課題があった。

【０００７】すなわち，特開昭６４−４１８４７号公報
に示されるようなレーザを測定点に照射し、被検査体を
ＸＹテーブルにて走査して全面検査を行う方法は、機械
的に走査を実施する必要があるので、多大の測定時間が
必要であった。

【０００８】また、特開平３−１８１８０７号公報に示
されるような偏光板を通した反射光をカメラで受光する
方式は、一度に被検査体の全面の検査が行えるものの、
受光器に組込まれたカメラが被検査体を見る場合の視野
角が問題となる。

【０００９】すなわち、視野中心では光軸と偏光板が直
交するため想定した通りの偏光角として機能するが、カ
メラの視野の端では想定した偏光角の偏光板とは特性が
異なってしまっていた。すなわち、カメラに対して正面
前方から入射する光の偏光特性と、カメラに対して斜め
前方から入射する光の偏光特性とは必ずしも同一とは限
らない。

【００１０】そのため、たとえ同一規模の疵であったし
ても、カメラに対して正面前方に存在する疵とカメラに
対して斜め前方に存在する疵とは、評価結果が異なる問
題が生じる。また、その特性の違いが何のパラメータに
よりどのように影響されるのかが明確にされていなかっ
た。したがって、その影響を小さくする方法も明確でな
かつた。

【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、被検査面からの反射光を受光するカメラ等
の受光手段に対して正面前方及び斜め前方における偏光
素子の実効偏光角を検証することにより、カメラ等の受
光手段の視野内の中心から端まで広範囲に亘って被検査
面の表面状態をほぼ同一条件で測定でき、表面状態の高
い検出精度を維持した状態で測定効率を大幅に向上でき
る表面検査装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の面積を
有する被検査面に対して光を入射する投光手段と、被検
査面からの反射光を受光する受光手段と、投光手段から
受光手段までの光路に介挿された偏光素子と、受光手段
で受光された反射光の偏光状態から被検査面の表面状態
を検査する検査処理手段とを備えた表面検査装置に適用
される。

【００１３】そして、上記課題を解消するために、請求
項１の表面検査装置においては、受光手段から被検査面
を見た場合の視野の端における偏光素子の実効偏光角が
視野の中心における偏光素子の実効偏光角に近似する方
向に、偏光素子の光路の光軸に対するあおり角が設定さ
れている。

【００１４】このように構成された表面検査装置におい
て、受光手段から被検査面を見た場合の視野内における
各位置の表面状態は、該当位置からの反射光の偏光状態
に基づいて評価されされる。したがって、この偏光状態
を検出するために投光手段から受光手段までの光路に介
挿された偏光素子の受光手段側から見た偏光角である実
効偏光角が全視野に亘って均一であればよい。

【００１５】図６に示すように、偏光素子の偏光方向
が、投光手段から被検査面に対する入射光の光軸と被検
査面から受光手段への反射光の光軸とで形成される面、
すなわち、入射面に平行であれば、偏光素子の偏光方向
と実効偏光角とは等しいので、全視野に亘って実効偏光
角がほぼ均一となる。

【００１６】しかし、一般に偏光素子の偏光方向が入射
面に対して平行でないので、実効偏光角は視野角（画角
φ）によって変化する。この実効偏光角は、視野角の他
に入射面に平行する方向への傾斜角（光路の光軸に対す
るあおり角）にも影響されることが理論的に明らかにな
った。

【００１７】したがって、このあおり角を最適値に設定
することによって、実効偏光角の視野角に対する依存度
を低下させることができる。その結果、カメラ等の受光
手段の視野内の中心から端まで広範囲に亘って被検査面
の表面状態をほぼ同一条件で測定できる。

【００１８】本発明の請求項２の発明においては、上述
した表面検査装置において、受光手段から被検査面を見
た場合の視野の端における偏光素子の実効偏光角が視野
の中心における偏光素子の実効偏光角に近似する方向
に、偏光素子の光路の光軸に対するあおり角及び視野の
画角が設定されている。

【００１９】このように構成された表面検査装置におい
ては、たとえ、あおり角を調整したとしても視野角が大
きくなると実効偏光角の変化が大きくなるので、その変
化量が許容値を超えないように、視野の最大角を示す画
角を設定することによって、より一層被検査面の表面状
態をほぼ同一条件で測定できる。

【００２０】本発明の請求項３の発明においては、上述
した表面検査装置において、偏光素子を高分子が一方向
に伸延されてなる偏光板で構成している。

【００２１】さらに、本発明の請求項４の発明において
は、偏光板を投光手段及び受光手段の前面にそれぞれ配
設している。

【００２２】また、本発明の請求項５の発明において
は、請求項４の表面検査装置において、投光手段及び受
光手段の前面にそれぞれ配設された各偏光板の実効偏光
角β_L，β_Cは、各偏光板の実際の偏光角Θ_L ，Θ_C 、各
偏光板のあおり角α_L ，α_C、被検査面に対する光の入
射角θ、及び視野の画角φを用いて(1),(2)式で示され
る。

【００２３】 cosβ_L＝[cosΘ_L・cosφ・sinθ＋sinΘ_L・sinφ・cos（θ＋α_L )]／ [１―（cosΘ_C・sinφ＋sinΘ_C・cosφ・sinα_L）² ]^1/2 ×［１−cos²θ・cos²φ］^1/2 …(1) cosβ_C＝[cosΘ_C・cosφ・sinθ―sinΘ_C・sinφ・cos（α_C―θ )]／ [１―（cosΘ_C・sinφ＋sinΘ_C・cosφ・sinα_C）² ]^1/2 ×［１−cos²θ・cos²φ］^1/2 …(2) このように構成された表面検査装置においては、(1)(2)
式に示すように、各偏光板の実効偏光角β_L ，β_Cと各
偏光板の実際の偏光角Θ_L ，Θ_C との関係が定量的に示
される。したがって、この(1)(2)式を用いることによっ
て、各偏光板における最良のあおり角α_L ，α_C 、及び
視野の画角φをより定量的に設定することが可能であ
る。

【００２４】さらに、本発明の請求項６においては、前
述した請求項４の表面検査装置において、いずれか一方
の偏光板がｓ偏光を透過するよう設置され、該当偏光板
のあおり角が被検査面に対する光の入射角に等しく設定
され、すなわち、偏光板と被検査面が直交するように配
置されている。

【００２５】このように構成された表面検査装置におい
ては、結果的に、図６に示すように、偏光素子の高分子
の伸延方向が入射面に平行になるので、視野方向の各位
置における実効偏光角を実際の偏光角に一致させること
が可能となる。

【００２６】さらに、本発明の請求項７においては、前
述した請求項１、２の表面検査装置において、偏光素子
の光路の光軸に対するあおり角を、受光手段から被検査
面を見た場合の視野の端における受光光量と前記視野の
中心における受光光量との差を減少させる方向に設定し
ている。

【００２７】このように構成された表面検査装置におい
ては、受光手段側から被検査面を見た場合の視野の中心
から端までの受光光量がほぼ均一であることは、実効偏
光角もほぼ均一であると推定されるので、先の各発明と
ほぼ同様の作用効果を奏する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。図１（ａ）は実施形態に係る表面検
査装置の側面図であり、図１（ｂ）は同表面検査装置の
上面図である。

【００２９】この実施形態の表面査装置は製鉄工場にお
ける合金化亜鉛メッキ鋼板の品質検査ラインに設置され
ている。図中矢印方向に搬送状態の鋼板１の搬送路の上
方位置に、この帯状の鋼板１の幅方向に線状拡散光源２
が配設されている。この線状拡散光源２は、ー部に拡散
反射塗料を塗布した透明導光棒の両端から内部ヘメタル
ハライド光源の光を投光することによって、鋼板１の幅
方向に一様の出射光を得る。

【００３０】投光手段としての線状拡散光源２の各位置
から出射された鋼板１に対する入射光３は、シリンドリ
カルレンズ４と偏光板５を介して走行状態の鋼板１に対
して入射角θで照射される。偏光板５の基準方向に対す
る偏光角はΘ_Lであり、この偏光板５の入射光３の光軸
に対してあおり角α_Lが設定されている。

【００３１】なお、偏光板５の偏光角Θ_Lは、この偏光
板５の偏光方向がｐ偏光状態、すなわち、カメラの画角
中心における入射面と平行な方向を０度（基準方向）と
し、光に対面して見たときの反時計方向を正方向として
いる。また、垂直方向のあおり角α_Lは、光軸に対して
垂直方向を０度（基準方向）とし、図１（ａ）のよう
に、側面から見たとき、この垂直方向から反時計方向を
正方向としている。

【００３２】鋼板１で反射された反射光６は鋼板１の正
反射方向に配置された受光手段としての受光部７に入射
する。この受光部７の前面には、基準方向に対して偏光
角がΘ_Cに設定された偏光板８が配設されている。さら
に、この偏光板８は、この偏板８の反射光６の光軸に対
して、垂直方向から反時計方向にあおり角α_Cが設定さ
れている。

【００３３】ここで、受光部７に組込まれたレンズは線
状拡散光源２の各位置から出射され、鋼板１で反射され
た反射光６のうちの広い範囲の光を受光するが、予めレ
ンズに設定された視野の画角φ内の光を受光する。な
お、この明細書においては、画角φを反射光６の中心か
らの角度としている。

【００３４】そして、鋼板１上における入射光３の中心
位置９を３次元座標の原点とし、鋼板１の幅方向をｘ軸
とし、鋼板１に垂直する方向をｙ軸とし、鋼板１の進行
方向をｚ軸とする。

【００３５】このように構成された表面検査装置におい
て、線状拡散光源２から出力された入射光３は偏光板５
で偏光されたのち鋼板１上の中心位置９で反射されて反
射光６として偏光板８を介して受光部７に入射される。
受光部７は偏光板８を介して入射された反射光６を電気
信号ａに変換して信号処理部１０へ送信する。検査処理
手段としての信号処理部１０は、この電気信号ａから反
射光６の偏光状態を検出して鋼板１の表面状態を測定す
る。

【００３６】このような状態において、受光部７から鋼
板１を見た場合において、視野の位置が鋼板１の中心位
置９からずれた場合に、鋼板１上の視野の中心位置９を
通過する入射光３と反射光６とを含む平面を示す入射面
に対して、線状拡散光源２側の偏光板５と受光部７側の
偏光板８との偏光方向（偏光軸）がどのように変化する
かを計算する。

【００３７】一般に、各偏光板５，８は図２（ａ）
（ｂ）に示すように、高分子を一方向に伸延して製造さ
れる。そして、偏光板５，８に光が入射すると、その高
分子の繊維方向と平行に振動する電場のエネルギは繊維
中の自由電子を振動させるのに消費され、結果として繊
維方向と直交する向きの電場のみが透過すると考えられ
る。

【００３８】したがって、偏光板５，８の偏光方向（偏
光軸）を表すベクトルがどのように傾いて見えると直接
的に考えるのではなく、偏光板５，８の繊維方向が受光
部７から見てどのように傾いて見えるかを検討し、光の
入射方向と対面して見たときに、それと直交する向きが
結果として偏光方向（偏光軸）となると考える必要があ
る。

【００３９】図３は、実施形態の表面検査装置における
中心位置９（座標原点）を通る入射光３と反射光６と、
視野の端（視野角φ）を通る入射光３ａと反射光６ａと
の関係を示す図である。

【００４０】図３中、Ｃは受光部（カメラ）７の位置で
あり、Ｃ′は鋼板１に対する受光部（カメラ）７の鏡像
位置である。ここで、受光部（カメラ）７から視野角φ
で鋼板１を見たときの単位方向ベクトルをｉとし、こ
の単位方向ベクトルｉで鋼板１を見たとき、鋼板１の
存在により正反射が発生している場合における線状拡散
光源２の方向を示す単位方向ベクトルをｒとする。

【００４１】さらに、単位方向ベクトルｉと単位方向
ベクトルｒとを含む平面（入射面）の法線ベクトルを
ｓとする。なお、この法線ベクトルｓは、この入射
面に対するｓ偏光方向を示すベクトルである。さらに、
図４に示すように、線状拡散光源２側の偏光板５の繊維
方向を示すベクトルをｐ_Lとする。

【００４２】このように、各ベクトルｉ、ｒ、
ｓ、ｐ_Lを定義すると、各ベクトルｉ、ｒ、
ｓ、ｐ_Lは、簡単な幾何学的考察に基づいて、中心
位置９の入射角θ、視野角φ、偏光板５の偏光角Θ_L を
用いて、(3)(4)(5)(6)式で示されることが理解できる。

【００４３】

【数１】

【００４４】ここで、線状拡散光源２側の偏光板５上の
繊維方向ベクトルｐ_Lが見かけ上どのように作用する
かは、図４、図５に示すように、前述した単位方向ベク
トルｒを法線ベクトルとする平面上へ繊維方向ベクト
ルｐ_Lを射影したときのベクトルｐ_L'で表されると
考えた。したがって、この見かけ上の繊維方向ベクトル
ｐ_L’は定数ｋを用いて(7)式で示すことが可能であ
る。 ｐ_L’＝ｐ_L＋ｋｒ …(7) よって、この(7)式を用いて見かけ上の繊維方向ベクト
ルｐ_L’を求めることが可能となる。ここで、ｋは(8)
式で求まる。ここで「・」はベクトルの内積演算、| |
はベクトルの大きさを表す。

【００４５】 ｐ_L’・ｒ＝（ｐ_L＋ｋｒ）・ｒ＝０ ｋ＝―（ｐ_L・ｒ）／|ｒ|² ＝ｐ_L・ｒ ∴ ｋ＝―（cosΘ_L・sinφ＋sinΘ_L・cosφ・sinα_L） …(8) そこで、図４、図５に示すように、この見かけ上の繊維
方向ベクトルｐ_L’と入射面の法線ベクトルｓとの
なす角をβ_Lとすると、この角β_Lは(9)式で示すことが
可能である。 cosβ_L＝（ｐ_L'・ｓ）／|ｐ_L’||ｓ| …(9)

【００４６】

【数２】

【００４７】 |ｐ_L'|² ＝|ｐ_L|² ＋２ｋｐ_L・ｒ＋ｋ²|ｒ|² ＝１―ｋ² …(11) であるから、入射面の法線ベクトルｓとのなす角β_L
は最終的に前述した(1)式となる。

【００４８】 cosβ_L＝[cosΘ_L・cosφ・sinθ＋sinΘ_L・sinφ・cos（θ＋α_L )]／ [１―（cosΘ_C・sinφ＋sinΘ_C・cosφ・sinα_L）² ]^1/2 ×［１−cos²θ・cos²φ］^1/2 …(1) そして、前述したように、見かけ上の繊維方向ベクトル
ｐ_L’と直交する向きが偏光角であるから、ｐ偏光を
基準とした場合の偏光角もβ_L となる。よって、この偏
光角β_Lが線状拡散光源２側の偏光板５の実効偏光角β_L
となる。

【００４９】ここで、偏光板５の実効偏光角β_L の符号
について検証する、図４から（ｐ _L'×ｓ）が単位方
向ベクトルｒと同じ向きの場合に正と決められる。ここ
で、―π／２＜φ、θ＜π／２が言えるから(4)(10)式
におけるｘ軸方向の成分又はｚ軸方向の成分に着目する
と、偏光板５の実効偏光角β_L の符号は、［sin(α_L＋
θ)・sinφ］の符号と一致するように決められる。

【００５０】上述した(3)〜(11)式と同様な計算手段を
用いることによって、受光部７側の偏光板８の実効偏光
角β_Cが最終的に(2)式で示すように求まる。

【００５１】 cosβ_C＝[cosΘ_C・cosφ・sinθ―sinΘ_C・sinφ・cos（α_C―θ )]／ [１―（cosΘ_C・sinφ＋sinΘ_C・cosφ・sinα_C）² ]^1/2 ×［１−cos²θ・cos²φ］^1/2 …(2) この受光部７側の偏光板８の実効偏光角β_Cの符合は、
線状拡散光源２側の偏光板５と同様な手法にて、［sin
(α_C―θ)・sinφ］の符号と一致するように決められ
る。

【００５２】ここで、(1)(2)式について検証すると、こ
の(1)(2)式は、鋼板１に対する入射光３の入射角θ及び
受光部７側から鋼板１を見た場合の画角φの条件下で、
線状拡散光源２側の偏光板５の実際の偏光角Θ_L及び受
光部７側の偏光板８の実際の偏光角Θ_Cが実効的にはど
のような角度となるかを示している。さらに、各偏光板
５，８の各光軸に対するそれぞれのあおり角α_L 、α_C
を変化させることにより、実効的な偏光角（実効偏光
角）β_L 、β_C をある程度調整できることを示してい
る。

【００５３】この実効偏光角β_L 、β_C をある程度調整
できる効果は、線状拡散光源２側の偏光板５の実際の偏
光角Θ_L及び受光部７側の偏光板８の実際の偏光角Θ_Cが
π／２（９０度）の場合に最も効果を発揮する。すなわ
ち、例えば(1)式において、偏光板５の偏光角Θ_L ＝π
／２とおくと、実効偏光角β_Lは(12)式となる。 cosβ_L＝[sinφ・cos（θ＋α_L )]／ [１―cos²φ・sin²α_L ]^1/2×［１−cos²θ・cos²φ］^1/2 …(12) この(12)式によると、θ＋α_L ＝π／２、すなわち、線
状拡散光源２側の偏光板５を鋼板１と直交させる向きに
おくことにより、(13)式に示すように、実効偏光角β_L
を画角φによらず常にπ／２にすることができる。 cosβ_L＝０ …(13) このことは、図６に示すように、偏光板５の繊維方向が
画角φによらず常に入射面内に存在することにより視覚
的に理解できる。

【００５４】また、線状拡散光源２側の偏光板５の偏光
角Θ_L 及び受光部７側の偏光板８の偏光角Θ_C が前述し
た特別角度以外の一般の角度の場合は、上述の繊維方向
の基準と入射面のなす角度の他に、ある方位角の繊維を
見る方向により方位角が異なって見える効果がある。前
者は偏光板を被検査体と直交させる向きに置くことで解
決されるが、後者は本質的な問題として残る。但し、
(1)(2)式に従って、影響が最も小さくなるように各あお
り角α_L 、α_C を適当に選ぶことは可能である。

【００５５】影響が最も小さくなるようにというのは、
偏光板５．８の使用目的により下記に示すように種々考
えられる。画角φの大小に起因する実効偏光角β_L 、β
_C の変動を最小にする。実効偏光角β_L 、β_C の相互間
の差が所定の値からずれる量を最小にする。受光部７の
カメラで観察したときの画角φによる光量の差を最小に
する。

【００５６】このなかで、受光部７のカメラで観察した
ときの画角φによる光量は、次のように計算される。ま
ず、受光部７で受光される光の偏光電場ベクトルＥｄ
は、ジョーンズマトリクスを用いて(14)式で示される。

【００５７】

【数３】

【００５８】したがって、偏光電場ベクトルＥｄの絶対
値の２乗値で示される受光光量|Ｅｄ|²は(15)式のよう
に計算される。 |Ｅｄ|²＝ｒ_s ²［tan²Φ・cos²β_L・cos²β_C＋sin²β_L・sin²β_C ＋２tanΦ・cosΔ・cosβ_L・sinβ_L・cosβ_C・sinβ_C］ …(15) この(15)式に示すように、画角φによらず受光光量|Ｅ
ｄ|²の差が小さくなるように各偏光板５、８のあおり角
α_L 、α_S を決めればよいことが理解できる。但し、実
際には、予め受光部７のレンズにおけるシェーディング
等別の要因による受光光量の差を例えば補正値として評
価しておく必要がある。

【００５９】このように、視野中心の受光光量と視野の
端における受光光量との差が小さくなるように各偏光板
５、８のあおり角α_L 、α_S を設定することによって、
視野内の広い範囲に亘って鋼板１の表面状態をほぼ均一
に測定できる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面検査
装置においては、被検査面からの反射光を受光するカメ
ラ等の受光手段に対して正面前方及び斜め前方における
偏光素子の実効偏光角の変化が最小になるように偏光素
子に光軸に対するあおり角を付加している。

【００６１】したがって、カメラ等の受光手段の視野内
の中心から端まで広範囲に亘って被検査面の表面状態を
ほぼ同一条件で測定でき、表面状態の高い検出精度を維
持した状態で測定効率を大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる表面検査装置の概
略構成を示す側面図及び上面図

【図２】同表面検査装置に組込まれた偏光板を示す図

【図３】同表面検査装置における非検査面に対する各光
路を示す図

【図４】同表面検査装置に組込まれた偏光板におけるあ
おり角と実効偏光角との関係を示す図

【図５】同表面検査装置に組込まれた偏光板における実
効偏光角を示す図

【図６】偏光板の方向と入射面との関係を示す図

【符号の説明】

１…鋼板 ２…線状拡散光源 ３…入射光 ４…シリンドリカルメンズ ５，８…偏光板 ６…反射光 ７…受光部 ９…中心位置 １０…信号処理部

フロントページの続き (72)発明者 猪股 雅一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉川 省二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 河村 努 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 杉浦 寛幸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB13 BB15 CC06 DD00 EE00 FF42 FF49 FF65 GG02 GG12 GG16 HH02 HH05 HH12 JJ03 JJ08 LL01 LL08 LL33 LL34 QQ25 2G051 AA37 AB01 AB07 BA11 BB01 BB09 BB20 CA03 CA06 CC20 DA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の面積を有する被検査面に対して光
   を入射する投光手段と、前記被検査面からの反射光を受
   光する受光手段と、前記投光手段から前記受光手段まで
   の光路に介挿された偏光素子と、前記受光手段で受光さ
   れた反射光の偏光状態から前記被検査面の表面状態を検
   査する検査処理手段とを備えた表面検査装置において、 前記受光手段から前記被検査面を見た場合の視野の端に
   おける前記偏光素子の実効偏光角が前記視野の中心にお
   ける前記偏光素子の実効偏光角に近似する方向に、前記
   偏光素子の前記光路の光軸に対するあおり角が設定され
   たことを特徴とする表面検査装置。
2. 【請求項２】 所定の面積を有する被検査面に対して光
   を入射する投光手段と、前記被検査面からの反射光を受
   光する受光手段と、前記投光手段から前記受光手段まで
   の光路に介挿された偏光素子と、前記受光手段で受光さ
   れた反射光の偏光状態から前記被検査面の表面状態を検
   査する検査処理手段とを備えた表面検査装置において、 前記受光手段から前記被検査面を見た場合の視野の端に
   おける前記偏光素子の実効偏光角が前記視野の中心にお
   ける前記偏光素子の実効偏光角に近似する方向に、前記
   偏光素子の前記光路の光軸に対するあおり角及び前記視
   野の画角が設定されたことを特徴とする表面検査装置。
3. 【請求項３】 前記偏光素子は、高分子が一方向に伸延
   されてなる偏光板であることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の表面検査装置。
4. 【請求項４】 前記偏光板は、前記投光手段及び前記受
   光手段の前面にそれぞれ配設されたことを特徴とする請
   求項３記載の表面検査装置。
5. 【請求項５】 前記投光手段及び前記受光手段の前面に
   それぞれ配設された各偏光板の実効偏光角β_L ，β
   _Cは、前記各偏光板の実際の偏光角Θ_L ，Θ_C 、前記各
   偏光板のあおり角α_L ，α_C、前記被検査面に対する光
   の入射角θ、及び前記視野の画角φを用いて(1),(2)式
   で示されることを特徴とする請求項４記載の表面検査装
   置。 cosβ_L＝[cosΘ_L・cosφ・sinθ＋sinΘ_L・sinφ・cos（θ＋α_L )]／ [１―（cosΘ_C・sinφ＋sinΘ_C・cosφ・sinα_L）² ]^1/2 ×［１−cos²θ・cos²φ］^1/2 …(1) cosβ_C＝[cosΘ_C・cosφ・sinθ―sinΘ_C・sinφ・cos（α_C―θ )]／ [１―（cosΘ_C・sinφ＋sinΘ_C・cosφ・sinα_C）² ]^1/2 ×［１−cos²θ・cos²φ］^1/2 …(2)
6. 【請求項６】 前記いずれか一方の偏光板がｓ偏光を透
   過するよう設置され、該当偏光板のあおり角が前記被検
   査面に対する光の入射角に等しく設定されたことを特徴
   とする請求項４記載の表面検査装置。
7. 【請求項７】 前記偏光素子の前記光路の光軸に対する
   あおり角は、前記受光手段から前記被検査面を見た場合
   の視野の端における受光光量と前記視野の中心における
   受光光量との差を減少させる方向に設定されたことを特
   徴とする請求項１又は２記載の表面検査装置。