(57)【要約】      （修正有）【課題】シート走行方向に移動するシートの少なくとも一方の表面を目視で検査する方法を提供する。【解決手段】シートＢの表面は、少なくとも１つの第１の光源１、１’および第２の光源２、２’で照明される。第１の光源は第１の入射角範囲Δα１の下でシートの第１の表面領域上へ放射し、かつ第２の光源は第２の入射角範囲Δα２の下で第２の表面領域上へ放射する。第１の光源および第２の光源は、第１の表面領域および第２の表面領域においてパルス周波数ｆで交互に照明されるようにパルス方式で交互に作動される。第１の表面領域は鏡４、４’を介して明視野で検査員Ｉにより観察されることが可能であり、かつ第２の表面領域は、暗視野において検査員により鏡を介して観察されることが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート走行方向（ｖ）に移動するシート（Ｂ）の少なくとも一方の表面を、検査員（Ｉ）によって検査するための方法であって、前記シート（Ｂ）の表面は、少なくとも第１の光源（１、１’）および第２の光源（２、２’）で照明され、前記第１の光源（１、１’）は、第１の入射角範囲（Δα１）の下で、前記シート（Ｂ）の表面の第１の表面領域（Ｈ）上へ光を放射し、前記第２の光源（２、２’）は、第２の入射角範囲（Δα２）の下で、第２の表面領域（Ｄ）上へ光を放射し、前記第１の光源（１、１’）および前記第２の光源（２、２’）は、前記シート（Ｂ）の表面が前記第１の表面領域（Ｈ）および前記第２の表面領域（Ｄ）において所定のパルス周波数（ｆ）で交互に照明されるように、所定のパルス周波数（ｆ）でパルス方式で交互に作動され、前記第１の光源（１、１’）により照明される前記第１の表面領域（Ｈ）は、明視野で、前記検査員（Ｉ）によって、鏡（４、４’）を介して観察されることが可能であり、前記第２の光源（２、２’）により照明される前記第２の表面領域（Ｄ）は、暗視野で、前記検査員（Ｉ）によって、鏡（４、４’）を介して観察されることが可能である、方法。
【請求項２】
前記第１の表面領域（Ｈ）および前記第２の表面領域（Ｄ）の観察は、前記検査員（Ｉ）が、目視によって、且つカメラを用いることなく行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シート（Ｂ）の底部および上部の双方が前記検査員（Ｉ）によって観察され、少なくとも第１の光源（１、１’）および第２の光源（２、２’）ならびに鏡（４、４’）は、前記シート（Ｂ）の底部および上部の双方に配置される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の表面領域（Ｈ）は、前記第２の表面領域（Ｄ）と少なくとも部分的に重なり合っている、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記シート（Ｂ）の表面の第３の表面領域（Ｍ）は、第３の光源（３、３’）により、第３の入射角範囲（Δα３）の下で照明され、前記検査員（Ｉ）により暗視野で前記鏡（４、４’）を介して観察される、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第３の光源（３、３’；３ａ、３ａ’）により放射される光は、パルスであり、前記シート（Ｂ）の表面上へ斜めに向けられるビーム方向を有し、前記ビーム方向は、前記シート走行方向（ｖ）の成分、または前記シート走行方向（ｖ）と反対方向の成分を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第３の表面領域（Ｍ）は、前記第１の表面領域（Ｈ）および／または前記第２の表面領域（Ｄ）と少なくとも部分的に重なり合っている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記シート（Ｂ）は、所定のシート速度で移動され、前記パルス周波数は、前記シート速度に合わせて調整可能である、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも第１の光源（１、１’）と、第２の光源（２、２’）とを備え、シート走行方向（ｖ）に移動するシート（Ｂ）の、特に鋼板の、少なくとも一方の表面を検査するためのデバイス（１０、１０’）であって、前記第１の光源（１、１’）は、第１の表面領域（Ｈ）において、前記シート（Ｂ）の表面を第１の入射角範囲（Δα１）の下で照明し、前記第２の光源（２、２’）は、第２の表面領域（Ｄ）において、前記シート（Ｂ）の表面を第２の入射角範囲（Δα２）の下で照明し、前記第１の光源（１、１’）および前記第２の光源（２、２’）は、前記シート（Ｂ）の表面が前記第１の表面領域（Ｈ）および前記第２の表面領域（Ｄ）において所定のパルス周波数（ｆ）で交互に照明されるように、所定のパルス周波数（ｆ）でパルス方式で交互に作動され、鏡（４、４’）が、前記シート（Ｂ）の表面に対して斜めに、かつ前記表面から離隔して配置され、前記第１の光源（１、１’）により照明される前記第１の表面領域（Ｈ）および前記第２の光源（２、２’）により照明される前記第２の表面領域（Ｄ）は、前記検査員（Ｉ）により前記鏡（４、４’）を介して観察されることが可能である、デバイス。
【請求項１０】
前記鏡（４、４’）の反射面は、前記シート（Ｂ）の表面に対して３０゜〜６０゜の範囲の角度を含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
第３の入射角範囲（Δα３）の下で、パルス状の光を前記シート（Ｂ）の表面の第３の表面領域（Ｍ）上へ放射する第３の光源（３、３’）を備え、前記第３の光源（３、３’；３ａ、３ａ’）により放射される光は、前記シート（Ｂ）の表面に対して直に斜めのビーム方向を有し、前記ビーム方向は、前記シート走行方向（ｖ）の成分、または前記シート走行方向（ｖ）と反対方向の成分を有する、請求項９または請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記デバイス（１０、１０’）は、前記シート（Ｂ）の上部および前記シート（Ｂ）の底部の双方に、前記シート（Ｂ）の表面の検査のために配置される、請求項９〜請求項１１のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記パルス周波数は、７０Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲である、請求項９〜請求項１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記第１の光源（１、１’）および前記第２の光源（２、２’）およびオプションで存在する第３の光源（３、３’）は、３０μｓ〜１００μｓの範囲の所定のパルス長（ｔ）で、パルス方式でストロボスコープ式に交互に作動される、請求項９〜請求項１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１の光源（１、１’）および前記第２の光源（２、２’）ならびにオプションである第３の光源（３、３’）または任意の追加の光源（３ａ、３ａ’）は、互いに対して離隔して配置された複数のＬＥＤ（８）を有する複数のＬＥＤ光ストリップ（７）を含む、請求項９〜請求項１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記第１および第２の光源（１、１’；２、２’）のＬＥＤ光ストリップ（７）は各々、前記シート（Ｂ）のシート走行方向（ｖ）を横断して延びる方向に前後して配置され、前記第１および第２の光源（１、１’；２、２’）によって放射される光ビームは、前記シート（Ｂ）のシート走行方向（ｖ）を横断して延びる方向成分を含む、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記第３の光源（３、３’）のＬＥＤ光ストリップ（７）は、前記シート（Ｂ）のシート走行方向（ｖ）に前後して配置され、前記第３の光源（３、３’）によって放射される光ビームは、前記シート走行方向（ｖ）の方向成分、または前記シート走行方向（ｖ）と反対方向に延びる方向成分を含む、請求項１５または請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
各光源（１、１’；２、２’；３、３’）の前記ＬＥＤ光ストリップ（７）は、前記シート（Ｂ）の表面から所定の間隔で平行に並んでいる、請求項１４〜請求項１７のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１９】
各ＬＥＤ光ストリップ（７）は、前記光ストリップ（５）のＬＥＤ（８）に対する前記検査員（Ｉ）の視野を覆うシャッタ（９）を有し、そうすることで、前記検査員（Ｉ）の目が眩むことを防止する、請求項１４〜請求項１８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２０】
各光源（１、１’；２、２’；３、３’）の複数のＬＥＤ光ストリップ（７）の個々のＬＥＤ光ストリップ（７）は、他のＬＥＤ光ストリップ（７）とは独立してオン・オフ切換され得る、請求項１５〜請求項１９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記第１の入射角範囲（Δα１）は、１０゜〜５０゜の間であり、および／または前記第２の入射角範囲（Δα２）は、６０゜〜９０゜の間である、請求項９〜請求項２０のいずれか一項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート走行方向へ移動するシートの表面を検査員が検査するための方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車製造用途およびパッケージング用途における被覆鋼板または非被覆鋼板の生産において、鋼板の非被覆または被覆表面であり得るシートの表面は、品質管理を目的として表面の欠陥を検出するために、表面検査システムによって検査される。生産または精製工程から出てシート速度で移動するシートの表面は、次に、光源によって照明されかつカメラで監視されてシート表面の画像を記録される。（被覆または非被覆）鋼板のこのような表面制御は、通常、生産、精製または被覆工程の完了直後、シートがコイルに巻かれる前に行われる。
【０００３】
カメラベースの自動表面検査システムは、表面欠陥の検出、整理および分類を自動化することができるものが従来技術から多く知られている。
【０００４】
既知の表面検査システムで検査されるシートの表面は、光源によって照明され、照明された表面が、１つまたは複数のカメラによって明視野および／または暗視野で記録される。シート表面を暗視野で観察する場合、カメラは、照明されるシート表面に対して、光源からシート表面へ放射されかつシート表面から反射される放射線がカメラの観察野の外側へ屈折するように配置され、この場合、表面欠陥で反射または散乱される放射線は、カメラの方向にその観察野内で屈折される。暗いカメラ画像中の表面欠陥は、これ故に、明るい点として認識される（暗視野観察）。シート表面の明視野観察の間、光源からシート表面へ放射されかつシート表面から反射される放射線は、カメラへと方向づけられる。すると、欠陥のない表面は、カメラに明るい画像を生成する。表面に欠陥が現れると、放射線の一部が回折されて拡散散乱され、よって、放射線の一部はカメラの画像内に現れない。この場合、表面欠陥は、明るいカメラ画像における暗い点として表される（明視野観察）。
【０００５】
従来技術（例えば、特許文献１）からは、検査される表面の観察が明視野観察および暗視野観察の双方で行われるデバイスが知られている。この目的に沿って、明視野および暗視野の観察用に別々のカメラが用意され、これらは、表面から反射される放射線に対して光ビームの出射角内または出射角外に配置される。明視野および暗視野内に配置されるカメラが記録する画像を組み合わせれば、検査画像を生成することができる。よって、ほぼ全てのタイプの表面欠陥を検出することが可能である。
【０００６】
しかしながら、カメラベースの既知の表面検査システムを用いる表面欠陥の自動的な欠陥検出にも関わらず、概して、表面検査システムにより検出される欠陥を検査員が調べて、検出された欠陥が実際に存在するか、または許容できるものであるかどうか、または、シートの欠陥領域を切り取って欠陥をなくす必要があるかどうかを評価する必要がある。これは、シート表面を明視野および暗視野の双方で観察する自動化された表面検出システムを用いても、全ての欠陥が確実に検出可能であるわけではない、という事実に起因する。検査員が最終的な検討を行うことが多いのは、このためである。前記従来技術からは、この目的に沿って、検査員が、走行するシートにおけるシート表面を目視で検査して欠陥を調べることができるように、検査員によって調査されるシートの表面を可能な限り一様に照明する照明デバイスが知られている。
【０００７】
しかしながら、従来技術から知られる、検査員によるシートの（追加的な）検査に使用される照明システムは、シート表面の過度に非一様な照明を呈することが多く、そのため、検査員は、シート表面の不十分に照明された領域に存在する欠陥を検出することができない。また、従来技術から知られるこの照明システムは、検査員の目を眩ませることも多い。検査員の目が眩むことにより、特にシート表面の過度に照明された領域における表面欠陥は、検査員によって見落とされる可能性がある。また、検査員の目が眩むことは、急速な疲労にも繋がる。検査員がシート表面を検査するための既知の照明システムのさらなる欠点は、この既知の照明システムが検査されるシートの片側だけに配置され、よって検査員は、シートの片側しか観察できない、という事実にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＤＥ１９７ ２０ ３０８Ａ
【発明の概要】
【０００９】
このことから出発して、本発明の根本的な課題は、検査員がシート表面上の全ての欠陥を検出できるような、可能であればシート両面のまぶしさのない観察を可能にし、シート表面がシート全幅に渡って可能な限り一様に照明される、移動するシートの表面を検査員が検査するための方法およびデバイスを提供することにある。
【００１０】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法、および請求項９に記載の特徴を有するデバイスによって解決される。本方法およびデバイスの好ましい実施形態は、従属請求項から明らかである。
【００１１】
シート走行方向に移動するシートの表面を検査員が検査するための本発明による方法において、シートの表面は、少なくとも第１の光源および第２の光源で照明され、第１の光源は、第１の入射角範囲の下で、第１の表面領域上へ光ビームを放射し、第２の光源は、第２の入射角範囲の下で、シート表面の第２の表面領域上へ光ビームを放射し、この場合、第１および第２の光源は、シートの表面が第１の表面領域および第２の表面領域において、所定のパルス周波数で交互に照明されるように、所定のパルス周波数で交互にパルスを発する。次に、第１の光源により照明される第１の表面領域が、検査員により、明視野で、鏡を介して観察され、第２の光源により照明される第２の表面領域が、検査員により、暗視野で、鏡を介して観察される。
【００１２】
本発明によるデバイスには、少なくとも第１の光源および第２の光源が設けられ、第１の光源は、第１の入射角範囲の下で、第１の表面領域においてシートの表面を照明し、第２の光源は、第２の入射角範囲の下で、第２の表面領域においてシートの表面を照明し、第１および第２の光源は、シートの表面が、第１および第２の表面領域において、所定のパルス周波数で交互に照明されるように、所定のパルス周波数で交互にパルスを発する。本発明によるデバイスには、検査員が第１および第２の表面領域を観察するために、少なくとも１つの鏡が設けられ、鏡は、シートの表面から所定の距離に配置され、検査員は、鏡を介して、明視野で第１の光源によって照明された第１の表面領域を観察することができ、かつ、暗視野で第２の光源によって照明された第２の表面領域を観察することができる。
【００１３】
本発明によるデバイスを使用すれば、および本発明による方法において、検査員は、２つの光源により照明されたシート表面の明視野および暗視野の双方を観察することが可能である。この目的のために、第１および第２の光源は、シート表面が検査員の視点から明視野および暗視野で所定のパルス周波数で交互に照明されるように、所定のパルス周波数でストロボスコープ式に作動される。すると、第１の光源により照明されたシート表面の第１の表面領域は、検査員の視点から明視野を表し、第２の光源により照明された第２の表面領域は、暗視野を表し、つまり、第１の光源からシート表面上で反射された放射線は、検査員へと向かい、第２の光源からシート表面上で反射された放射線は、検査員から離れるように向けられる。第１および第２の光源からシート表面上に放射された光は、好ましくはシート表面上に斜めに放射され、便宜上、シート走行方向を横切る（シート走行方向に垂直な）成分を有する放射方向を有する。よって、第１の入射角範囲（Δα１）は、好ましくは１０゜〜５０゜の間であり、第２の入射角範囲（Δα２）は、好ましくは６０゜〜９０゜の間である。
【００１４】
検査員は、鏡を介してシート表面の明視野および暗視野の双方を観察し、検査員の視線方向は、好ましくは、シート走行方向を横断する方向に向けられる。これにより、まぶしさのない観察が可能となり、よって検査員は、走行するシートから十分に安全な距離を隔てて、シート表面を観察できるようになる。これは、安全上の理由から、かつノイズ防止の理由から効果的である。また、検査員による鏡を介した明視野および暗視野の観察は、シート両面の同時観察も可能にする。この目的のために、本発明によるデバイスの好ましい実施形態、および本発明による方法の好ましい実施例では、本発明による同等のデバイスがシート底部およびシート上部の双方に配置されることが規定される。
【００１５】
本発明による方法および本発明によるデバイスのさらなる好ましい実用例では、第１の表面領域（明視野）が、少なくとも部分的に、第２の表面領域（暗視野）に重なることが規定される。これにより、検査員は、少なくとも重なり合う領域において、明視野でのみ見える表面欠陥と暗視野でのみ見える表面欠陥の双方を検出することが可能になる。このため、検査員によるあらゆる種類の表面欠陥の確実な検出が可能となる。
【００１６】
本発明の特に好ましい一実施例では、第３または第４の入射角範囲の下で、シートの表面上に光を放射する、第３およびオプションの第４の光源が提供される。第３およびオプションの第４の光源によって照明されるシート表面の第３または第４の表面領域は、検査員により、暗視野において鏡を介して観察される。第３およびオプションの第４の光源からシート表面上へ放射された光ビームは、斜めにシート表面上へ放射され、シート走行方向の放射成分、またはシート走行方向とは反対の放射方向成分を有する。第３およびオプションの第４の光源によって照明されたシート表面領域は、検査員により、暗視野で鏡を介して観察され、検査員の視線方向は、シート走行方向を横断する方向に向けられる。したがって、検査員は、第３およびオプションの第４の光源によって照明されたシートの表面領域を「収束光」で見ることになる。これにより、検査員は、シート表面上の、明視野欠陥および暗視野欠陥の双方、ならびに収束光欠陥を認識することが可能となる。シート表面上の、第３および第４の光源によって収束光で（すなわち、シート走行方向の方向に）照明される第３および第４の表面領域は、少なくとも部分的に、第１および第２の光源によって照明される第１の表面領域（明視野）および／または第２の表面領域（暗視野）と重なっていることが好ましい。
【００１７】
第３の光源は、第１および第２の光源と全く同様に、ストロボスコープ式に作動され、つまり、所定のパルス周波数でパルスを発する。第１、第２および第３の光源を、シートの第１、第２および第３の表面領域が光で交互に照明されるように、所定のパルス周波数でストロボスコープ式に連続して作動させることは、特に好ましい。第３の光源と同様に「収束光」で構成される（すなわち、シート走行方向の放射方向成分、またはシート走行方向と反対の放射方向成分を有する）第４の光源が使用される場合、第４の光源は、好ましくは第３の光源と調和して作動される。
【００１８】
光源が作動される際のパルス周波数は、便宜上、７０Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲内である。この範囲のパルス周波数により、検査員は、疲れることなく作業することができる。検査員によるシート表面の観察は、特に７０Ｈｚ未満の周波数において、非常に疲労する。４００Ｈｚというパルス周波数の好ましい上限は、通常の機器による信号処理がこれより高い周波数では妨げられるという理由で、主として装置に関連している。よって、光源からストロボスコープ式に放射される光パルスのパルス長は、好ましくは、３０μｓ〜１００μｓの範囲内である。
【００１９】
検査員が光源によって照明されたシートの表面領域を観察する手段である鏡は、便宜上、シート表面から所定の距離においてシートの上および／または下に配置され、この場合、鏡の反射面（具体的には、鏡面）は、好ましくは、シートの表面と共に３０゜〜６０゜の範囲の角度、特には４５゜の角度を包囲する。検査員によるシート表面の快適な観察は、シートの上または下における鏡のこの配置によって保証される。よって、検査員は、立ちながら、または座りながらの観察を行うことができ、この場合、シートは、便宜上、水平面または垂直面のいずれかに延びる。
【００２０】
光源の各々、すなわち第１の光源および第２の光源、ならびにオプションで存在する第３の光源または任意の追加の光源は、便宜的上、互いから離隔して配置された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する複数のＬＥＤ光ストリップを含む。光源の各々は、隣との、または前後の限られたスペースで配置される複数のＬＥＤ光ストリップを含むことができる。フラット光源は、複数のＬＥＤ光ストリップによるこの好ましい配置によって生成される。複数のＬＥＤ光ストリップからこのようにして組み合わされる光源は、好ましくは、シート表面に平行に並び、すなわち、第１、第２およびオプションで存在する第３の光源、ならびに任意の追加の光源は、ＬＥＤ光ストリップがシート表面に平行に延びる平面内に存在するように、シート表面に対して配置される。
【００２１】
シート表面の均一な照明は、光源のこの構造および配置によって可能となる。また、シート表面のオプションの照明に必要な照明強度（光強度）も、好ましくは、異なる光源の個々のＬＥＤ光ストリップの調光性によって適合化されることが可能である。また、シートの幅に合わせた照明領域の調整も、異なる光源の個々のＬＥＤ光ストリップをオンまたはオフにすることによって行うことができる。また、使用される光源の過度に高い照明強度または光強度による不必要な目くらまし効果も、個々のＬＥＤ光ストリップの調光性および個々のＬＥＤ光ストリップのオン・オフ切換によって回避することができる。
【００２２】
本発明の好ましい一実施例において、光源による検査員の目くらましは、各光源の各ＬＥＤ光ストリップがシャッタ（開口）を備え、そのシャッタ（開口）によって、ＬＥＤ光ストリップのＬＥＤに対する検査員の視野が覆われる、という事実によっても回避することができる。シャッタの速度は、便宜上、検査員の観察位置に依存して視野に合わせて調整可能である。これにより、異なる観察位置での、検査員による、シート表面の、まぶしさなしの観察が可能になる。
【００２３】
本発明のこれらの、およびさらなる優位点および特徴は、添付の図面を参照して後述する以下の実施例から明らかである。この場合の実施例は、単に本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲で規定する本発明の保護範囲を限定するものとして見なされるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】シート走行方向の視点における、シート走行方向に移動するシートの表面を検査するためのデバイスを示す略図である。
【図２】図１のデバイスの第１の光源によりシート底面に生成される明視野を示す。
【図３】図１のデバイスの第２の光源および追加の光源によりシートの上面および底面に生成される暗視野を示す。
【図４】シート走行方向に垂直な視点における、図１のデバイスを示す略図である。
【図５】図１のデバイスの第２の光源を示す詳細図である。
【図６】図１のデバイスの第１の光源を示す詳細図である。
【図７】図１のデバイスにおいて光源を形成するために使用されるＬＥＤ光ストリップを示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明によるデバイスおよび本発明による方法は、検査員が、シート走行方向に所定のシート速度で移動するシートの表面を検査するために使用することができる。シートは、例えば、非被覆鋼板（ブラックプレート）であっても、亜鉛または錫メッキされた鋼板（ブリキ）のような被覆鋼板であってもよい。また、シートは、その表面に有機被覆、例えば塗料層またはポリマー被覆を有してもよい。本発明によるデバイスにより、検査員は、シート表面の表面欠陥を本発明による方法で検出することができる。検査員が欠陥を検出した場合、走行中のシートを停止して、検出された表面欠陥が存在する欠陥領域をシートから切り取ることができる。よって、本発明によるデバイスは、便宜上、シートの生産または精製設備の終わりで、且つシートをコイルに巻き取るための巻取工程より前に配置される。
【００２６】
次に、本発明によるデバイスおよび本発明による方法は、全自動表面検査デバイスと組合せて使用することもでき、この場合、本発明によるデバイスは、便宜上、シート走行方向において全自動表面検査デバイスに続いて配置される。よって、本発明によるデバイスおよび本発明による方法は、表面検査デバイスによる全自動検査に加えて、シート表面を追加的に検査する働きをする。カメラを用いてシート表面を撮像する既知の自動表面検査デバイスを用いる場合、表面欠陥によっては、完全に、または十分精密には検出され得ないものがある。本発明によるデバイスおよび本発明による方法は、検査員が、全自動表面検査デバイスにより検出される欠陥をさらなる、かつ具体的にはより精密な検査の対象にして、検出された表面欠陥が欠陥を含むシート領域からの切り離しを要するものであるかどうか判断することを可能にする。
【００２７】
図１〜図４に描かれている、シート走行方向ｖへ所定のシート速度で移動するシートＢの表面を検査するためのデバイスは、シート上部ｏ上およびシート底部ｕ上に配置されるデバイス１０、１０’を含む。この場合の典型的なシート速度は、１００〜７００ｍ／分の範囲である。この場合、シート速度は、シートが生産または精製工程、例えばシート被覆設備、から移動する速度に依存する。
【００２８】
図１においてシート走行方向ｖの視点で描かれている、シートＢのシート上部ｏ上およびシート底部ｕ上に配置されるデバイス１０、１０’は、第１の光源１、１’、第２の光源２、２’、および追加の光源５、５’ならびに鏡４、４’を含む。この場合、各デバイス１０、１０’の第１の光源１、１’は、シートＢの隣で、且つシートＢより上または下で、横方向にオフセットして配置される。第２の光源２、２’は、シートより上またはシートＢより下に、シート上部ｏまたはシート底部ｕの対応するシート表面と離隔して配置される。追加の光源５、５’もやはり、シートＢより上または下で横方向にオフセットして配置される。シートＢより上に配置されるデバイス１０の鏡４は、シートＢの表面に対して所定の角度で配置される鏡面を有する。鏡４の鏡面は、シートＢの平面と共に（すなわち、シート表面と共に）好ましくは３０゜〜６０゜の範囲、特には４５゜の角度を囲む。シートＢより下に配置される、シート底部ｕ上に配置されるデバイス１０’の鏡４’は、シートの表面に対して、鏡４’の鏡面がシート表面と共に４０゜〜６０゜の範囲、特には４５゜の角度を囲むように対応して配向される。
【００２９】
光源１、１’、２、２’および５、５’は、各々、シートＢの表面に所定の入射角範囲で光を放射し、この場合、シートＢより上に配置されたデバイスの光源１、２および５は、シート上部ｏ上へ光を放射し、シートＢより下に配置されたデバイス１０’の光源１’、２’および５’は、シート底部ｕ上へ光を放射する。光源１、１’、２、２’および５、５’によって照明されるシートＢは、検査員Ｉにより鏡４、４’を介して観察され、上側のデバイス１０の鏡４は、シート上部ｏの観察を可能にし、下側のデバイス１０’の鏡４’は、シート底部ｕの観察を可能にする。
【００３０】
上側または下側のデバイス１０、１０’の第１の光源からシート表面へ放射された光は、検査員Ｉにより、明視野において観察される。第１の光源１、１’により放射され、対応するシート表面で反射された光は、鏡４、４’を介して検査員Ｉの視野Ｓ内へと偏向され、これにより、検査員Ｉは、第１の光源１、１’により照明されたシート表面の領域を明視野において観察する。
【００３１】
図２は、明視野Ｈにおける第１の光源１、１’によるシート表面の照明を示す。図２から明らかであるように、第１の光源１、１’は、使用される光源によって規定される光円錐を有する光ビームを、シート表面へ、所定の第１の入射角α１の下で放射する。図示された例における入射角α１は、α１＝３７゜である。第１の入射角範囲Δα１＝α１±Δは、第１の光源の入射角α１と光円錐のビーム角範囲Δとによって規定される。この場合、使用される光源のビーム角範囲Δは、便宜上、１０゜〜２０゜の間であり、特には、Δ＝１５゜である。
【００３２】
図３は、第２の光源２、２’および追加の光源５、５’によって生成されるシート表面上の暗視野を示す。第２の光源２、２’および追加の光源５、５’からシート表面上へ放射される光ビームは、シート表面および対応する鏡４、４’で、検査員Ｉの視野Ｓから後方反射され、これにより、検査員Ｉは、第２の光源２、２’および追加の光源５、５’により照明されるシートＢの表面領域を暗視野Ｄにおいて見る。したがって、第２の光源２、２’および最初の光源５、５’によるシート表面の照明は、検査員Ｉが、シート上部ｏおよびシート底部ｕ上のシートＢ表面を暗視野で観察することを可能にする。
【００３３】
図３から明らかであるように、第２の光源２、２’は、使用される光源によって規定される光円錐を有する光ビームを、シート表面へ、所定の第２の入射角α２の下で放射する。図示された例における入射角α２は、α２＝９０゜−１１゜＝７９゜である。第２の入射角範囲Δａ２＝ａ２±Δは、第２の光源２、２’の入射角α２および光円錐のビーム角範囲Δによって規定される。したがって、追加の光源５、５’は、使用される光源によって規定される光円錐を有する光ビームを、シート表面へ、所定の入射角α５の下で放射する。図示された例における入射角α５は、α５＝２６゜である。入射角範囲Δα５＝α５±Δは、入射角α５およびビーム角範囲Δによって規定される。ここで、第１の光源の場合と同様に、光源２、２’および光源５、５’のビーム角範囲Δは、便宜上、１０゜〜２０゜の間であり、特には、Δ＝１５゜である。
【００３４】
第１の光源１、１’、第２の光源２、２’および追加の光源５、５’の入射角α１、α２およびα５は、好ましくは以下の範囲にある。
・３０゜≦α１≦４５゜
・６０゜≦α２＜９０゜
・１０゜≦α５≦４０゜
【００３５】
第１の光源１、１’、第２の光源２、２’および追加の光源５、５’は、シートＢの表面が、第１の光源１、１’により明視野（Ｈ）において、かつ第２の光源２、２’および追加の光源５、５’により暗視野（Ｄ）において、所定のパルス周波数ｆで交互に照明されるように、所定のパルス周波数ｆでストロボスコープ式に交互に作動される。したがって、検査員Ｉは、シート表面の明視野Ｈおよび暗視野Ｄの双方を（連続して）光源のパルス周波数ｆで観察することができる。パルス周波数ｆは、便宜上７０Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲にあり、好ましくは１００Ｈｚ〜３００Ｈｚの間である。光源１、１’、２、２’および５、５’から放射される光パルスは、便宜上、３０μｓ〜１００μｓの範囲、好ましくは５０μｓ〜８０μｓ間の所定のパルス長ｔを有する。パルス周波数ｆが高く、かつパルス長ｔが限られていることから、検査員Ｉは、走行するシートＢに対して明視野および暗視野の双方をほぼ同時に観察することができる。これにより、検査員Ｉは、明視野でのみまたは暗視野でのみ観察され得る異なる表面欠陥を検出することができる。
【００３６】
この目的のため、第１の光源１、１’によって照明される表面領域（暗視野Ｄ）と第２の光源２、２’および（場合により）追加の光源５、５’によって照明される表面領域（暗視野Ｄ）とが、対応するシート表面上で少なくとも部分的に重なり合っていることは好都合である。
【００３７】
図１に示す光源１、１’、２、２’および５、５’は各々、所定の入射角範囲の下、所定のビーム方向で、シートＢの表面上へ光を放射し、光源のビーム方向は、シート走行方向ｖを横断する（すなわち、シート走行方向ｖに垂直な）成分と、シート表面に対して垂直に配向される成分とを有する。
【００３８】
図１から明らかな光源１、１’、２、２’および５、５’に加えて、本発明によるデバイスには、シート表面を可能な限り一様に照明するために、好ましくは追加の光源を設けることもできる。図４から明らかなように、第３の光源３、３’および第４の光源６、６’は、シートＢの上およびシートＢの下に配置されることが可能であり、第３の光源３、３’は、所定の入射角範囲の下、シート走行方向ｖと反対の所定のビーム方向でシート表面上へ光を放射する。図示の例における第３の光源３、３’およびオプションである第４の光源６、６’の入射角α３は、α３＝２６゜であり、好ましくは１０゜〜４０゜の範囲である。第３の光源３、３’および第４の光源６、６’の光円錐のビーム角範囲Δにおいて、第３の入射角範囲Δα３＝α３±Δが規定される。
【００３９】
第３の光源３、３’は、所定の入射角範囲Δα３の下で、シート走行方向ｖに向けられるビーム方向で、シート表面上へ光を放射する。一方で、第４の光源６、６’は、同じ入射角範囲Δα３の下で、シート走行方向ｖと反対のビーム方向で、シート表面上へ光を放射する。したがって、第３の光源３、３’および第４の光源６、６’のビーム方向は、シート走行方向ｖの成分、またはシート走行方向ｖと反対方向の成分（および、シート表面に対して垂直に向けられるビーム方向成分）を含む。第３の光源３、３’および第４の光源６、６’により、検査員Ｉは、シート上部ｏおよびシート底部ｕの表面を収束光において（すなわち、シート走行方向ｖの成分、またはシート走行方向ｖと反対方向の成分を有するビーム方向で）観察することができる。これに起因して、明視野Ｈまたは暗視野Ｄでは観察され得ない、または不十分にしか観察され得ない追加の表面欠陥を観察することができる。
【００４０】
第１、第２および追加の光源１、１’、２、２’、５、５’と同様に、第３の光源３、３’および第４の光源６、６’も、光源によって照明される領域を検査員Ｉが所定のパルス周波数で交互に観察できるように、所定のパルス周波数およびパルス長でストロボスコープ式に、第１および第２の光源と共に交互に作動される。次に、第３の光源３、３’および第４の光源６、６’は、パルス方式で調和して作動され、すなわち、第３の光源３、３’および第４の光源６、６’は、同時に調和するか、または調和しない。
【００４１】
本発明によるデバイスに使用される光源は、好ましくは、隣り合わせに、または前後に間隔を空けて配置される複数のＬＥＤ光ストリップ７によって形成される。図５および図６は、シート上部ｏより上に配置される第２の光源２およびシート底部ｕより下に配置される第１の光源１’の詳細を側面図で示している。図５に描かれている第２の光源２は、互いに平行に並び、かつ図示された実施例では前後に配置されている５つのＬＥＤ光ストリップ７を含む。これらの５つのＬＥＤ光ストリップ７は各々、ＬＥＤ光ストリップ７の長手方向に間隔をあけて配置される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）８を含む。図７は、合計１２個のＬＥＤ８を有するこのようなＬＥＤ光ストリップを一例として示している。
【００４２】
検査員Ｉの目が眩むことを避けるために、各ＬＥＤ光ストリップ７は、好ましくは、シャッタ９を有し、シャッタ９は、検査員Ｉが鏡４、４’を介して直接または間接的にＬＥＤ８により放射された光円錐を目にし得ないように、検査員の視野Ｓ内に配置される。これは、検査員Ｉの視野Ｓの縁を示す図６に示されている。図６から明らかであるように、ＬＥＤ光ストリップ７のシャッタ９は、検査員Ｉの視野Ｓを覆い、そうすることで検査員Ｉの目が眩むことを防止する。したがって、検査員Ｉのまぶしさのない、疲労のない作業が可能にされる。
【００４３】
互いに前後にまたは隣り合わせに配置される複数のＬＥＤ光ストリップ７の形態で光源を構成することにより、平らに設計された光源が提供されることが図１から明らかである。次に、光源のＬＥＤ光ストリップ７は、便宜上、シート表面に平行に並ぶ。これは、第３の光源３、３’および第４の光源６、６’についても同様である。平らな光源配置により、検査員Ｉの視野Ｓ内において、より広い面積のシート表面を照明することが可能となる。
【００４４】
個々の光源の個々のＬＥＤ光ストリップ７をオンまたはオフに切り換えることにより、シート表面の領域を、明るく、または暗く切り換えることができる。また、光源の個々のＬＥＤ光ストリップ７をオンまたはオフに切換すれば、シート表面の照明領域をシートＢの幅に合わせて調整することも可能である。
【００４５】
本発明は、図示した実施例に限定されない。例えば、図示されている実施例で選択されている光源の数および配置に限定される必要はない。本発明によれば、シートＢの表面を単に第１および第２の光源で照明することで足り、第１の光源は、シートの表面を明視野で照明し、かつもう一方の光源は、同じシート表面を暗視野で照明し、これらの光源は共に、シートの表面が、観察する検査員Ｉの明視野における第１の表面領域および暗視野における第２の表面領域において所定のパルス周波数で交互に照明されるように、所定のパルス周波数で交互にパルス方式で作動される。
【００４６】
また、本発明によれば、シート上部ｏ上およびシート底部ｕ上の双方に本発明によるデバイスを配置することも、必須ではない。検査員ＩがシートＢの片面、例えばシート上部ｏのみを観察したい場合には、本発明による１つのデバイスがシート上部ｏのみに配置されれば足りる。しかしながら、本発明により、（少なくとも）１つの鏡４、４’を介した検査員Ｉによるシート表面の観察に基づいて、シート上部ｏおよびシート底部ｕ上の両面の同時観察が可能になる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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