(57)【要約】【課題】被検査物の欠陥検査を好適に行うことができる検査システム等を提供する。【解決手段】ラミネート加工物の搬送中に、撮影装置に対する位置の異なる３つの照明から赤色、青色、緑色の検査光をラミネート加工物に照射する。撮影装置はこれらの検査光を受光することによりラミネート加工物の撮影を行う。制御装置は、ラミネート加工物の撮影画像からR画像４０ａ、B画像４０ｂ、G画像４０ｃを取得し、各色の画像４０ａ〜４０ｃから欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて欠陥の分類を行う。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査システムであって、
撮影装置と、
撮影装置に対する位置が異なり、且つ色の異なる検査光を搬送中の前記被検査物に向けて照射する複数の照明と、
制御装置と、
を有し、
前記撮影装置は、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、
前記制御装置は、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類することを特徴とする検査システム。
【請求項２】
前記制御装置は、
各色の前記画像から検出した欠陥候補について欠陥のレベルを判別し、
前記欠陥候補がどの色の前記画像から検出されたか及び前記欠陥候補の欠陥のレベルに基づいて前記欠陥の分類を行うことを特徴とする請求項１記載の検査システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記欠陥の分類結果に応じて、前記被検査物をリジェクトするか否かを決定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の検査システム。
【請求項４】
複数の前記照明は、
前記被検査物の搬送方向の側方から前記シート材の面と略平行な方向に検査光を照射する第１の照明と、
前記シート材に対し検査光を照射する第２の照明と、
を含み、
前記撮影装置は、
前記シート材から搬送方向に沿って反射した前記第１の照明からの検査光、前記シート材から正反射した前記第２の照明からの検査光を受光して撮影を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の検査システム。
【請求項５】
前記被検査物は、基材上に前記シート材である樹脂フィルムをラミネートしたラミネート加工物であり、
複数の前記照明は、前記ラミネート加工物に対し検査光を照射する第３の照明をさらに含み、
前記撮影装置は、前記ラミネート加工物から拡散反射した前記第３の照明からの検査光をさらに受光して撮影を行うことを特徴とする請求項４記載の検査システム。
【請求項６】
樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査方法であって、
撮影装置に対する位置が異なる複数の照明により、色の異なる検査光を前記被検査物に向けて照射し、
撮影装置が、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、
制御装置が、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検査物の欠陥検査を行う検査システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラミネート装置は、基材及び樹脂フィルムを搬送しつつこれらを重ね合わせ、基材上に樹脂フィルムの貼着（ラミネート加工）を行う装置である。
【０００３】
ラミネート加工を行った後のラミネート加工物は、品質管理等のため欠陥検査が行われる。ラミネート装置では、従来専任の検査要員による目視検査が行われている。
【０００４】
一方、このような欠陥検査を自動化するシステムとして、特許文献１にはカメラで撮影した画像を元にラミネート加工物の検査を行う検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2017-67730号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような検査装置を用いることによりラミネート加工物の欠陥を検出し、欠陥を有するラミネート加工物を自動排出（リジェクト）できるものの、ラミネート加工物を排出しなくて良いものまで欠陥として検出することで、ラミネート加工物を無駄に排出してしまうことがあった。このような過剰検出を防ぐため、多様な欠陥を区別できるシステムが求められていた。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、被検査物の欠陥検査を好適に行うことができる検査システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するための第１の発明は、樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査システムであって、撮影装置と、撮影装置に対する位置が異なり、且つ色の異なる検査光を搬送中の前記被検査物に向けて照射する複数の照明と、制御装置と、を有し、前記撮影装置は、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、前記制御装置は、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類することを特徴とする検査システムである。
【０００９】
本発明では、撮影装置と、撮影装置に対する位置及び検査光の色が異なる複数の照明を用いることで、多様な欠陥の検出を可能にし、樹脂フィルムを含む被検査物の検査を好適に行うことができる。しかも、制御装置は撮影画像から得られた各色の画像から欠陥候補を検出し、それらの複合的な検出結果に応じて欠陥の分類を行うことで、多様な欠陥を区別でき、欠陥の過剰検出を防ぐことができる。また欠陥の分類にかかる時間も短く、リアルタイムでインライン検査を行って欠陥を分類し、重要な欠陥が生じた場合のみ被検査物を排出することで、生産性が落ちることもない。
【００１０】
前記制御装置は、各色の前記画像から検出した欠陥候補について欠陥のレベルを判別し、前記欠陥候補がどの色の前記画像から検出されたか及び前記欠陥候補の欠陥のレベルに基づいて前記欠陥の分類を行うことが望ましい。
本発明では、上記のように欠陥候補の検出元と欠陥のレベルに基づいて欠陥の分類を行うことで、多様な欠陥を精度良く区別できるようになる。
【００１１】
前記制御装置は、前記欠陥の分類結果に応じて、前記被検査物をリジェクトするか否かを決定することが望ましい。
本発明では、欠陥の分類結果に応じて被検査物をリジェクトするか否かを決定することにより、リジェクトしなくても良い欠陥を有する被検査物をリジェクトしてしまうのを防ぐことができる。
【００１２】
また、複数の前記照明は、前記被検査物の搬送方向の側方から前記シート材の面と略平行な方向に検査光を照射する第１の照明と、前記シート材に対し検査光を照射する第２の照明と、を含み、前記撮影装置は、前記シート材から搬送方向に沿って反射した前記第１の照明からの検査光、前記シート材から正反射した前記第２の照明からの検査光を受光して撮影を行うことが望ましい。
本発明では、上記の第１の照明からの検査光を撮影装置で受光して撮影を行うことで、シート材の凸部が当該検査光の色の画像上で明るく現れる。また、上記の第２の照明からの検査光を撮影装置によって受光して撮影を行うことで、シート材の光沢が変化する場合に当該検査光の色の画像における明暗が周囲から変化する。従って、これらの画像に基づいてシート材等の欠陥を好適に区別できる。
【００１３】
前記被検査物は、基材上に前記シート材である樹脂フィルムをラミネートしたラミネート加工物であり、複数の前記照明は、前記ラミネート加工物に対し検査光を照射する第３の照明をさらに含み、前記撮影装置は、前記ラミネート加工物から拡散反射した前記第３の照明からの検査光をさらに受光して撮影を行うことも望ましい。
本発明では、更に、上記の第３の照明からの検査光を撮影装置で受光して撮影を行うことで、当該検査光の色の画像から基材の絵柄の欠陥候補が検出でき、これを用いてラミネート加工物の欠陥の分類を好適に行える。
【００１４】
第２の発明は、樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査方法であって、撮影装置に対する位置が異なる複数の照明により、色の異なる検査光を前記被検査物に向けて照射し、撮影装置が、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、制御装置が、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類することを特徴とする検査方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、被検査物の欠陥検査を好適に行うことができる検査システム等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】検査システム１を示す図。
【図２】撮影装置５、照明７ａ〜７ｃの配置を示す図。
【図３】ラミネート加工物２０を示す図。
【図４】画像４０ａ〜４０ｃの例。
【図５】検査光７１ａの様子を示す図。
【図６】検査光７１ｂの様子を示す図。
【図７】欠陥検査の概略について示すフローチャート。
【図８】欠陥候補の検出について示すフローチャート。
【図９】欠陥の分類の例。
【図１０】分類結果に応じた処理を示すフローチャート。
【図１１】表示画面１００の例。
【図１２】検査システム１ａを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
（１．検査システム１）
図１は本発明の実施形態に係る検査システム１を示す図である。図１に示す検査システム１は、ラミネート装置（不図示）において、ラミネート加工を施した後のラミネート加工物２０を搬送する搬送経路に設けられる。検査システム１は、搬送中のラミネート加工物２０（被検査物）に対しインラインで自動検査を行う。
【００１９】
検査システム１は、制御装置３、撮影装置５、照明７ａ〜７ｃ、警報装置９、操作装置１１等を有し、搬送ローラー３０で矢印Ａに示す方向に搬送されるラミネート加工物２０の検査を行う。
【００２０】
図１には、ラミネート加工物２０の搬送方向の側方から見た場合の撮影装置５や照明７ａ〜７ｃの配置が示されている。また図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、撮影装置５や照明７ａ〜７ｃの配置をラミネート加工物２０の上方及び搬送方向の後方（図１の矢印Ｂ参照）から見た図である。
【００２１】
ラミネート加工物２０は、図３に示すように、紙等の基材２１の上に、ポリプロピレンなどウェブ状の樹脂フィルム（樹脂製のシート材）を貼着することにより透明のラミネート層２３を形成したものである。以下、ラミネート加工物２０においてラミネート層２３が形成された面をラミネート面というものとし、以下の説明ではラミネート面がラミネート加工物２０の上面であるものとする。またラミネート加工物２０の搬送方向は樹脂フィルムの長手方向に対応する。ラミネート加工物２０は例えば製本用表紙であり、基材２１には印刷等により絵柄が形成されている。しかしながらラミネート加工物２０がこれに限ることはない。
【００２２】
制御装置３は、撮影装置５や照明７ａ〜７ｃ等を制御して搬送中のラミネート加工物２０の撮影を行い、その撮影画像からラミネート加工物２０の欠陥検査を行うものである。制御装置３は、撮影装置５等の制御を行うPLC(programmable logic controller)や、撮影画像の画像処理等により欠陥検査を行いその結果を記憶部に保存するコンピュータにより構成される。
【００２３】
撮影装置５は、制御装置３による制御のもとラミネート加工物２０の撮影を行うものであり、ラミネート面の上方に配置される。撮影装置５は例えば3CCDカラーラインカメラ及び3板式カメラ用レンズから構成され、RGB三色の光を１画素当たり３つの撮像素子でそれぞれ受光する。撮影装置５による撮影範囲はラミネート加工物２０の幅方向に沿ったライン状であり、この撮影範囲を図２（ａ）、（ｂ）のＣで示す。ラミネート加工物２０の幅方向は、ラミネート加工物２０の搬送方向（図１、図２（ａ）の矢印Ａ参照）と直交する方向である。
【００２４】
照明７ａ〜７ｃはラミネート面の撮影範囲Ｃに検査光を照射するものであり、撮影装置５に対し異なる位置に配置され、且つ異なる色の検査光を照射する。
【００２５】
照明７ａ（第１の照明）は、ラミネート加工物２０の搬送方向の側方に配置され、ラミネート面上の撮影範囲Ｃの長手方向に沿って、ラミネート面に対し略平行な方向に検査光として赤色（R）の単色光を照射する。撮影装置５は、ラミネート面から平面視において搬送方向に沿って反射した検査光を受光して撮影を行う。照明７ａとしては指向性の高いLED（Light Emitting Diode）光源が用いられる。なお本実施形態では、後述の図５（ａ）に示すように、ラミネート面に対し若干傾斜（例えば１〜２°程度）した方向に検査光を照射している。
【００２６】
照明７ｂ（第２の照明）は、ラミネート面の上方すなわちラミネート面に対し撮影装置５と同じ側に配置され、平面視において搬送方向に沿って青色（B）の単色光を検査光として照射する。照明７ｂは、ラミネート面の撮影範囲Ｃを正反射した検査光が撮影装置５によって受光される位置関係となるように配置する。照明７ｂとしては、LEDを光源としたライン照明を用い、図２（ａ）に示すように照明７ｂの長軸方向をラミネート加工物２０の幅方向に合わせて配置する。
【００２７】
照明７ｃ（第３の照明）もラミネート面に対し撮影装置５と同じ側に配置され、撮影範囲Ｃの直上からラミネート面に向けて緑色（G）の単色光を検査光として照射する。撮影装置５はラミネート加工物２０から拡散反射した当該検査光を受光する。照明７ｃとしては、LEDを光源とした拡散性のあるライン照明を用い、照明７ｂと同様、照明７ｃの長軸方向をラミネート加工物２０の幅方向に合わせて配置する。
【００２８】
なお、特に図示しないが撮影装置５や照明７ａ〜７ｃ等は暗室内に配置されており、外光を遮断した状態でラミネート加工物２０の撮影が行われる。
【００２９】
警報装置９は、視覚的あるいは聴覚的な警報を発する装置であり、例えばブザー、パトライト（登録商標）などのランプ等である。
【００３０】
操作装置１１は検査システム１に係る各種操作を行うものであり、本実施形態では欠陥検査の結果などを表示するタッチパネル付きディスプレイを備える。
【００３１】
（２．ラミネート加工物２０の画像）
撮影装置５はラインカメラであり、搬送中のラミネート加工物２０について、前記したライン状の撮影範囲Ｃを継続的に撮影することで撮影画像を得る。
【００３２】
撮影画像についてはラミネート装置のライン速度等に応じたサイズ補正が行われ、この撮影画像の各画素のR値（赤色成分）、B値（青色成分）、G値（緑色成分）をそれぞれ抽出することにより図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に例示する３つの画像４０ａ、４０ｂ、４０ｃが得られる。以下、これらをR画像４０ａ、B画像４０ｂ、G画像４０ｃということがある。なお、図４（ａ）〜（ｃ）の各画像４０ａ〜４０ｃの横方向はラミネート加工物２０の搬送方向に対応している。
【００３３】
ここで、図４（ａ）に示すように、R画像４０ａでは、ラミネート面に生じる凸部２３１が、それ以外の部分に対して明るく現れる。
【００３４】
これは、図５（ａ）に示すように、正常なラミネート面では照明７ａからの赤色の検査光７１ａが撮影装置５とは異なる方向に向かうが、樹脂フィルムのシワや亀裂、異物、基材２１の折れなどにより図５（ｂ）に示すようにラミネート面に凸部２３１が生じると、検査光７１ａが凸部２３１に突き当たって拡散反射し、その一部が搬送方向に沿って反射され撮影装置５で受光されるためである。なお図５（ａ）、（ｂ）は検査光７１ａの様子を図２（ｂ）と同様の方向から見た図であり、図５（ｃ）は図５（ｂ）の状態を図２（ａ）と同様の方向から見た図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）では照明７ｂ、７ｃ等の図示を省略している。
【００３５】
赤色の検査光７１ａは、青や緑に比べ波長が長く、光強度が強いため少ないワット数でも凸部２３１ははっきりと現れる。一般的に凸部２３１の高さが高い程、画像４０ａ上で高輝度の領域が広面積で現れる。図４（ａ）の凸部２３１は島状であり異物等を原因とする例であるが、樹脂フィルムのシワの場合、凸部２３１は筋状に現れる。
【００３６】
一方、図４（ｂ）に示すように、B画像４０ｂでは、ラミネート面の光沢変化部２３２を検出することができる。
【００３７】
すなわち、図６（ａ）に示すように正常なラミネート面では照明７ｂから照射された青色の検査光７１ｂが正反射して撮影装置５に向かうが、ラミネート面のキズがあると、図６（ｂ）に示すようにラミネート面の窪みで検査光７１ｂが拡散反射して撮影装置５での受光量が少なくなる。その他、樹脂フィルムの貼着面の異物や樹脂フィルムの接着不良による浮き、樹脂フィルムのシワ、基材２１の折れなどがある場合もラミネート面の反射特性の変化により撮影装置５での受光量が少なくなり、B画像４０ｂではこのような光沢変化部２３２の輝度が周囲より低くなる。
【００３８】
これに対し、フィルム片など高明度の異物や光沢のある異物があると、撮影装置５が受光する検査光７１ｂの受光量が逆に多くなることもあり、B画像４０ｂではこのような光沢変化部２３２の輝度が周囲より高くなる。なお図６（ａ）、（ｂ）は検査光７１ｂの様子を図１と同様の方向から見たものであり、照明７ａ、７ｃ等の図示は省略している。
【００３９】
青色の検査光７１ｂは、赤や緑に比べて波長が短く、表面反射しやすい特性を持つ。従って、ラミネート面の反射特性の変化に最も敏感なことから、ラミネート面からの正反射光を撮影装置５で受光するようにし、その光沢変化をB画像４０ｂで抽出することで、小さな異物の噛み込み等も検出できる。なおB画像４０ｂの輝度は基材２１の絵柄の影響を受けるが、これについては、後述するG画像４０ｃから得られる絵柄による補正を行って、絵柄の影響を除外できる。
【００４０】
図４（ｃ）に示すように、G画像４０ｃでは、ラミネート加工物２０の基材２１の絵柄２１１が現れる。緑色の検査光の波長はRGBの中間的な波長であり、モノクロカメラで撮影した場合に近いデータを得ることができるので、一般的な絵柄検査を行い、絵柄の抜けや汚れ等を検出できる。
【００４１】
（３．ラミネート加工物２０の検査方法）
次に、ラミネート加工物２０の検査方法の概略について図７を参照して説明する。図７は検査方法について示すフローチャートであり、各ステップは制御装置３によって実行される。
【００４２】
本実施形態では、搬送中のラミネート加工物２０のラミネート面に照明７ａ〜７ｃによって検査光を照射した状態で、制御装置３の制御のもと撮影装置５によって前記したようにラミネート加工物２０の撮影を行う（Ｓ１）。撮影画像は撮影装置５から制御装置３に送信され、制御装置３は撮影画像を受信し取得する。
【００４３】
本実施形態では、制御装置３が、撮影画像から前記のR画像４０ａ、B画像４０ｂ、G画像４０ｃを取得し（Ｓ２）、R画像４０ａ、B画像４０ｂ、G画像４０ｃから欠陥候補を検出する（Ｓ３）。
【００４４】
制御装置３は、いずれの画像４０ａ〜４０ｃからも欠陥候補が検出されなかった場合（Ｓ４；ＮＯ）、処理を終了するが、いずれかの画像４０ａ〜４０ｃで欠陥候補が検出されている場合（Ｓ４；ＹＥＳ）、その欠陥候補について欠陥の分類を行い（Ｓ５）、分類結果に応じた処理を実行する（Ｓ６）。Ｓ３、５、６の処理の詳細については後述する。
【００４５】
（Ｓ３；欠陥候補の検出）
図８は、Ｓ３における欠陥候補の検出処理の流れを示すフローチャートであり、各ステップは制御装置３によって実行される。
【００４６】
本実施形態では、欠陥候補を検出する際、まず制御装置３がG画像４０ｃをG基準画像と比較して絵柄２１１の位置合わせを行う（Ｓ１１）。G基準画像はラミネート加工物２０の良品についてのG画像である。本実施形態では、ラミネート加工物２０の良品の撮影画像とR画像、G画像、B画像が前記と同様の手順で予め取得され、制御装置３のコンピュータの記憶部等に保存されている。
【００４７】
Ｓ１１では、例えば画像を細かく分割した単位で、画像の位置補正、伸縮等を行うことによりG基準画像に合わせるようG画像４０ｃの補正を行い、蛇行、天地ズレなどラミネート加工物２０の挙動による位置ズレの影響を除外できる。この画像補正についての情報を用いることで、R画像４０ａ、B画像４０ｂから検出した欠陥候補についても、ラミネート加工物２０の蛇行等の影響を除外した正しい位置を得ることができる。
【００４８】
次に、制御装置３は、R画像４０ａ、B画像４０ｂ、G画像４０ｃのそれぞれから欠陥候補の検出を行う（Ｓ１２）。
【００４９】
欠陥候補の検出は既知の画像処理手法を用いて行うことができる。例えばR基準画像、B基準画像、G基準画像との位置合わせを行ったR画像４０ａ、B画像４０ｂ、G画像４０ｃのそれぞれについて、R基準画像、B基準画像、G基準画像との差分をとり、差分画像を所定の閾値で二値化して閾値以上の領域（明領域）あるいは閾値以下の領域（暗領域）を欠陥候補とする。なおR基準画像、B基準画像は前記したラミネート加工物２０の良品についてのR画像、B画像である。
【００５０】
G画像４０ｃから欠陥候補が検出された場合（Ｓ１３；ＹＥＳ）、制御装置３は、欠陥候補の位置を取得して（Ｓ１４）、欠陥のレベルを判別する（Ｓ１５）。
【００５１】
制御装置３は、R画像４０ａから欠陥候補が検出された場合（Ｓ１６；ＹＥＳ）、上記と同様、欠陥候補の位置を取得して（Ｓ１７）、欠陥のレベルを判別する（Ｓ１８）。
【００５２】
制御装置３は、B画像４０ｂから欠陥候補が検出された場合（Ｓ１９；ＹＥＳ）、同じく欠陥候補の位置を取得して（Ｓ２０）、欠陥のレベルを判別する（Ｓ２１）。
【００５３】
なお、いずれの画像４０ａ〜４０ｃからも欠陥候補が検出されなかった場合（Ｓ１３；ＮＯ、Ｓ１６；ＮＯ、Ｓ１９；ＮＯ）は、前記した通りそのまま処理を終了することとなる（Ｓ４；ＮＯ）。
【００５４】
欠陥のレベルは例えば重欠陥、中欠陥、軽欠陥、筋状欠陥、良品などとし、欠陥候補の領域の大小、領域の輝度、領域の形状などにより判別する。例えば、領域の面積及び輝度の大きな欠陥候補を重欠陥とし、それらの値が中程度の欠陥候補を中欠陥とする。また領域の面積及び輝度の小さな欠陥候補は軽欠陥とし、それらの値がさらに小さい欠陥候補は良品（欠陥で無い）とする。さらに、領域の形状が筋状の欠陥候補は筋状欠陥とする。ただしレベルの判別方法はこれに限らない。例えばR画像４０ａ、B画像４０ｂの場合、一定長さ以上の筋状の欠陥候補を重欠陥と判別することも可能である。
【００５５】
（Ｓ５；欠陥の分類）
Ｓ５における欠陥の分類は、欠陥候補がどの画像４０ａ〜４０ｃから検出されたか（B画像４０ｂ、G画像４０ｃから検出された欠陥候補については、明領域として検出されたか暗領域として検出されたかを含む。以下「検出元」という。）及び欠陥候補の欠陥のレベルに基づいて行う。
【００５６】
欠陥の分類は、欠陥候補の検出元及び欠陥のレベル、欠陥の特徴、欠陥のクラス分類等の関係を予め定めたテーブルに基づいて行うことができ、当該テーブルは制御装置３のコンピュータの記憶部などに予め保存されている。以下の例では、欠陥候補が、重度の欠陥から軽度の欠陥になるにつれ「クラスＡの欠陥」「クラスＢの欠陥」「クラスＣの欠陥」「クラスＤの欠陥」「非欠陥」となるように、その重要度に応じた分類がなされる。
【００５７】
図９は欠陥の分類の例について示す図である。例えば図９（ａ）のように、R画像４０ａで検出された欠陥候補が重欠陥とされ、B画像４０ｂで同じ位置に検出された欠陥候補が暗領域の重欠陥とされ、G画像４０ｃで同じ位置に検出された欠陥候補が良品とされる（又は当該位置で欠陥候補が検出されなかった）場合、その原因は例えば木片（異物）の混入等であり、欠陥候補は「クラスＡの欠陥」に分類される。
【００５８】
また図９（ｂ）のように、R画像４０ａで検出された欠陥候補が筋状欠陥とされ、B画像４０ｂで同じ位置に検出された欠陥候補が明領域の中欠陥とされ、G画像４０ｃで同じ位置に検出された欠陥候補が良品とされる（又は当該位置で欠陥候補が検出されなかった）場合、その原因は例えば樹脂フィルムの大きなシワ等であり、欠陥候補は「クラスＡの欠陥」に分類される。
【００５９】
また図９（ｃ）のように、B画像４０ｂで検出された欠陥候補が暗領域の軽欠陥とされ、R画像４０ａ、G画像４０ｃの同じ位置で検出された欠陥候補が良品とされる（又は当該位置で欠陥候補が検出されなかった）場合、その原因は例えば絵柄には影響の無い程度の樹脂フィルムの貼着面の小さな異物等であり、欠陥候補は「クラスＢの欠陥」に分類される。
【００６０】
また図９（ｄ）のように、B画像４０ｂ、G画像４０ｃで同じ位置に検出された欠陥候補が明領域の重欠陥とされるが、R画像４０ａの同じ位置で検出された欠陥候補が良品とされた（又は当該位置で欠陥候補が検出されなかった）場合、その欠陥候補の原因は例えば広面積に絵柄が抜けるような大きなフィルム片などの異物の混入等であり、欠陥候補は「クラスＡの欠陥」に分類される。
【００６１】
なお、図９（ｅ）のように、R画像４０ａで検出された欠陥候補が良品とされ、B画像４０ｂ、G画像４０ｃの同じ位置で検出された欠陥が良品とされる（又は当該位置で欠陥候補が検出されなかった）場合、その欠陥候補は「非欠陥」に分類される。
【００６２】
（Ｓ６；分類結果に応じた処理）
図１０はＳ６の分類結果に応じた処理の流れを示すフローチャートであり、図の各ステップは制御装置３によって実行される。
【００６３】
本実施形態では、欠陥候補が「クラスＡの欠陥」に分類された場合（Ｓ１０１；ＹＥＳ）、制御装置３はその欠陥候補の画像（以下、欠陥画像という）をラミネート加工物２０の撮影画像から切り出してコンピュータの記憶部に保存し（Ｓ１０２）、欠陥画像を操作装置１１のタッチパネル付きディスプレイに表示する（Ｓ１０３）。そして、警報装置９に信号を出力して警報装置９に警報を発生させ（Ｓ１０４）、ラミネート加工物２０の排出部（不図示）にリジェクト信号を出力して当該欠陥を有するラミネート加工物２０をリジェクトさせる（Ｓ１０５）。
【００６４】
一方、欠陥候補が「クラスＢの欠陥」に分類された場合（Ｓ１０１；ＮＯ、Ｓ１０６；ＹＥＳ）、制御装置３は欠陥画像の保存（Ｓ１０２）と表示（Ｓ１０３）を行い、警報装置９に信号を出力して警報装置９に警報を発生させ（Ｓ１０４）、これをオペレータに報知する。
【００６５】
欠陥候補が「クラスＣの欠陥」に分類される場合（Ｓ１０１；ＮＯ、Ｓ１０６；ＮＯ、Ｓ１０７；ＹＥＳ）、制御装置３は欠陥画像の保存（Ｓ１０２）と表示（Ｓ１０３）を行い、オペレータがこれをタッチパネル付きディスプレイで確認できるようにする。
【００６６】
欠陥候補が「クラスＤの欠陥」に分類される場合（Ｓ１０１；ＮＯ、Ｓ１０６；ＮＯ、Ｓ１０７；ＮＯ、Ｓ１０８；ＹＥＳ）、制御装置３は欠陥画像の保存（Ｓ１０２）のみ行い、記録として残しておく。
【００６７】
なお、欠陥候補が「非欠陥」に分類される場合（Ｓ１０１；ＮＯ、Ｓ１０６；ＮＯ、Ｓ１０７；ＮＯ、Ｓ１０８；ＮＯ、Ｓ１０９）、制御装置３は特に処理を行わない。
【００６８】
このように、制御装置３はＳ６において欠陥の分類結果に応じた処理を行う。特に、欠陥の分類結果に応じてリジェクト（Ｓ１０５）を行うか否かを決定することで、リジェクトしなくても良い欠陥を有するラミネート加工物２０のリジェクトを防ぐことができる。
【００６９】
（４．操作装置１１のタッチパネル付きディスプレイの表示画面）
図１１は、Ｓ３〜Ｓ６において操作装置１１のタッチパネル付きディスプレイに表示される表示画面１００の一例である。表示画面１００は、欠陥候補表示領域１１０、検出元表示領域１２０、欠陥画像表示領域１３０、良品画像表示領域１４０、履歴表示領域１５０、設定領域１６０、検査レベル選択領域１７０、検出結果表示領域１８０等を有する。
【００７０】
欠陥候補表示領域１１０は、欠陥候補１１２の位置をラミネート加工物２０の良品の撮影画像１１１上に表示するものである。欠陥候補１１２は検出元が識別可能なマークとして表示される。
【００７１】
この例では、欠陥候補１１２がＳ３で検出されＳ５で分類されるたびにそのマークが撮影画像１１１上に表示され、最新の欠陥候補１１２については枠１１４を付すなどして最新のものであることが識別可能に表示される。
【００７２】
検出元表示領域１２０は、欠陥候補１１２の検出元を表示するものである。この例では、最新の欠陥候補１１２の検出元が枠線１２１等で識別可能に表示され、その欠陥のレベル１２２も併せて表示される。
【００７３】
なお、欠陥候補１１２が複数の検出元で同じ位置に検出される場合、欠陥候補１１２の検出元の表示に関しては、欠陥のレベルが高い方の検出元、又は優先順位の高い方の検出元についての表示を行う。
【００７４】
すなわち、前者の場合、例えば欠陥候補１１２がB画像４０ｂとG画像４０ｃで同じ位置に検出され、B画像４０ｂにおいては軽欠陥、G画像４０ｃにおいては中欠陥と判別されると、前記の枠線１２１はG画像４０ｃについて付され、前記のマークはG画像４０ｃに対応するものとなる。
【００７５】
また後者の場合、例えばR画像４０ａ、B画像４０ｂ、G画像４０ｃの順に優先順位が設定され、欠陥候補１１２がR画像４０ａとB画像４０ｂで同じ位置に検出されると、前記の枠線１２１はR画像４０ａについて付され、前記のマークはR画像４０ａに対応するものとなる。
【００７６】
表示画面１００の説明に戻る。欠陥画像表示領域１３０は、欠陥候補１１２の欠陥画像を拡大して表示するものである。この例では、最新且つＳ６において表示するとされた（図１０のＳ１０３参照）欠陥候補１１２の欠陥画像が拡大表示される。
【００７７】
良品画像表示領域１４０は、ラミネート加工物２０の良品の撮影画像１１１より、欠陥画像表示領域１３０に表示された欠陥候補１１２と対応する位置の画像を抽出し、これを表示するものである。
【００７８】
履歴表示領域１５０は、欠陥検査時の欠陥候補１１２の検出結果を表示するものである。履歴表示領域１５０には、検査のスタート時刻、検出された欠陥候補１１２とその検出時刻、欠陥候補１１２の検出元が表示される。
【００７９】
また、履歴表示領域１５０では、一覧ボタン１５１を選択することで過去行った欠陥検査の一覧を表示でき、その中から欠陥検査を選択することでその時の欠陥候補１１２の検出結果を表示することができる。また「前」ボタン１５２を選択することでその前の欠陥検査における欠陥候補１１２の検出結果を表示することができ、「次」ボタン１５３を選択することで次の欠陥検査における欠陥候補１１２の検出結果を表示することができる。また、「最新」ボタン１５４を選択することで最新の欠陥検査における欠陥候補１１２の検出結果を表示することができる。
【００８０】
設定領域１６０は、欠陥候補表示領域１１０における表示設定を行うものである。表示設定としては、撮影画像１１１の表示倍率、欠陥候補１１２の表示モード、経時欠陥選択、表示レベル選択などがある。
【００８１】
表示モードは欠陥候補１１２を表示する方法を選択するものであり、例えば欠陥候補１１２が検出されて分類されれば順次撮影画像１１１上にそのマークを表示する「通常」モードや、一定期間欠陥候補１１２のマークの表示を中止し、現在マークが表示されている欠陥候補１１２のチェックを詳しく行えるようにする「検査優先」モードなどがある。
【００８２】
「検査優先」モードの場合、例えば欠陥画像表示領域１３０に表示する欠陥候補１１２を撮影画像１１１上の欠陥候補１１２から選択することができる。検出元表示領域１２０では、選択された欠陥候補１１２の検出元が枠線１２１等で識別可能に表示され、併せてその欠陥のレベル１２２も表示される。
【００８３】
経時欠陥選択は、ラミネート加工物２０の幅方向の同じ位置に経時的に欠陥候補１１２が現れる場合に、これを識別可能に表示するものである。例えばラミネート加工物２０の搬送方向に一定の間隔で所定数の欠陥候補が現れた場合に、その欠陥候補１１２のマークを枠で囲むなどして識別可能に表示する「周期欠陥」や、ラミネート加工物２０の幅方向の同じ位置に所定数の欠陥候補が現れる場合に、当該位置を矢印等により識別可能に表示する「連続欠陥」などが選択可能である。
【００８４】
表示レベル選択は、欠陥候補１１２の欠陥のレベルに応じた表示、非表示を定めるもので、例えば重欠陥とされた欠陥候補１１２のマークのみ表示する「重」や、中欠陥以上（中欠陥または重欠陥）の欠陥候補１１２のマークのみ表示する「中」、軽欠陥以上（軽欠陥または中欠陥または重欠陥）の欠陥候補１１２のマークのみ表示する「軽」、筋状欠陥とされた欠陥候補１１２のマークのみ表示する「筋」などが選択可能である。
【００８５】
検査レベル選択領域１７０は、製品の品目等に応じた検査レベルの設定を行うもので、例えば欠陥候補１１２の検出時に二値化を行う際の閾値や欠陥のレベルを判別する際の基準が異なる複数の検査レベル（図の例では「Ａ」〜「Ｄ」）のうちいずれかを選択可能である。
【００８６】
検出結果表示領域１８０は、欠陥検査におけるラミネート加工物２０の全検査数１８１、軽欠陥の欠陥候補１１２の累積検出数１８２、中欠陥の欠陥候補１１２の累積検出数１８３、重欠陥の欠陥候補１１２の累積検出数１８４、欠陥候補１１２の検出履歴１８５などを示したものである。検出履歴１８５は、時間経過を示す直線上に欠陥候補１１２のマークを表示することで、どの時刻にどの検出元から欠陥候補１１２が検出されたかがわかる。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態によれば、撮影装置５と、撮影装置５に対する位置及び検査光の色が異なる複数の照明を用いることで、多様な欠陥の検出を可能にし、ラミネート加工物２０の検査を好適に行うことができる。しかも、制御装置３は撮影画像から得られた各色の画像４０ａ〜４０ｃから欠陥候補を検出し、それらの複合的な検出結果に応じて欠陥の分類を行うことで、基材２１（紙）の印刷工程で発生するパウダー塊、フィルム片、木片などの様々な異物、樹脂フィルムのシワや接着不良、キズ、亀裂、基材２１の折れ、絵柄の抜けや汚れなど多様な欠陥を区別でき、欠陥の過剰検出を防ぐことができる。
【００８８】
また本実施形態ではどの画像４０ａ〜４０ｃから欠陥候補が検出されたか（欠陥候補の検出元）等による簡単な場合分けで欠陥の分類を行えるので、人工知能技術などを利用して欠陥を分類する場合に比べて欠陥の分類にかかる時間も短く、リアルタイムでインライン検査を行って欠陥を分類し、重要な欠陥が生じた場合のみラミネート加工物２０を排出することで、生産性が落ちることもない。
【００８９】
また本実施形態では欠陥候補の検出元に加え、欠陥のレベルに基づいて欠陥の分類を行うことで、多様な欠陥を精度良く区別できるようになる。
【００９０】
また、欠陥の分類結果に応じてラミネート加工物２０をリジェクトするか否かを決定することにより、リジェクトしなくても良い欠陥を有するラミネート加工物２０のリジェクトを防ぐことができる。
【００９１】
また本実施形態では、照明７ａからの検査光７１ａを撮影装置５で受光し撮影を行うことで、ラミネート加工物２０のラミネート面の凸部２３１が画像４０ａ上で明るく現れる。また、照明７ｂからの検査光７１ｂを撮影装置５で受光し撮影を行うことで、ラミネート面の光沢が変化する場合に画像４０ｂにおける明暗が周囲から変化する。従って、これらの画像４０ａ、４０ｂに基づいて樹脂フィルム等の欠陥を好適に区別できる。
【００９２】
本実施形態では、更に、照明７ｃからの検査光を撮影装置５で受光して撮影を行うことで、画像４０ｃからラミネート加工物２０の基材２１の絵柄の欠陥候補が検出でき、これを用いてラミネート加工物２０の欠陥の分類を好適に行える。
【００９３】
しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態では紙等の基材２１上に樹脂フィルムをラミネートしたラミネート加工物２０の検査を行ったが、検査対象はこれに限らず、樹脂製のシート材を含むものであればよい。
【００９４】
また、検査システム１の構成も図１で説明したものに限らず、例えば絵柄付きの透明樹脂シートなどの検査時には、図１２に示すように樹脂シート２０ａ（被検査物）に対して撮影装置５の反対側に照明７ｃを配置し、照明７ｃから照射され樹脂シート２０ａを透過した照明光を撮影装置５で受光してG画像４０ｃを得るようにしてもよい。この場合も、欠陥候補の検出元及び欠陥のレベルに応じて欠陥を分類することが可能である。
【００９５】
また照明を更に追加することもでき、例えば赤外線を被検査物に照射する照明と被検査物から反射した赤外線を受光する撮影装置を追加で設けることも可能である。
【００９６】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９７】
１、１ａ：検査システム
３：制御装置
５：撮影装置
７ａ、７ｂ、７ｃ：照明
９：警報装置
１１：操作装置
２０：ラミネート加工物
２０ａ：樹脂シート
２１：基材
２３：ラミネート層
３０：搬送ローラー
４０ａ：R画像
４０ｂ：B画像
４０ｃ：G画像
７１ａ、７１ｂ：検査光
１００：表示画面
【図１】
2020034345.tif 000003
【図２】
2020034345.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020034345.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020034345.tif 000008
【図７】
2020034345.tif 000009
【図８】
2020034345.tif 000010
【図９】
2020034345.tif 000011
【図１０】
2020034345.tif 000012
【図１１】
2020034345.tif 000013
【図１２】
2020034345.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月31日(2019.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査システムであって、
撮影装置と、
撮影装置に対する位置が異なり、且つ色の異なる検査光を搬送中の前記被検査物に向けて照射する複数の照明と、
制御装置と、
を有し、
前記撮影装置は、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、
前記制御装置は、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、各色の画像の、同じ位置における欠陥候補の検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類することを特徴とする検査システム。
【請求項２】
樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査システムであって、
撮影装置と、
撮影装置に対する位置が異なり、且つ色の異なる検査光を搬送中の前記被検査物に向けて照射する複数の照明と、
制御装置と、
を有し、
前記撮影装置は、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、
前記制御装置は、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類し、
前記制御装置は、
各色の前記画像から検出した欠陥候補について欠陥のレベルを判別し、
前記欠陥候補がどの色の前記画像から検出されたか及び前記欠陥候補の欠陥のレベルに基づいて前記欠陥の分類を行うことを特徴とする検査システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記欠陥の分類結果に応じて、前記被検査物をリジェクトするか否かを決定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の検査システム。
【請求項４】
複数の前記照明は、
前記被検査物の搬送方向の側方から前記シート材の面と略平行な方向に検査光を照射する第１の照明と、
前記シート材に対し検査光を照射する第２の照明と、
を含み、
前記撮影装置は、
前記シート材から搬送方向に沿って反射した前記第１の照明からの検査光、前記シート材から正反射した前記第２の照明からの検査光を受光して撮影を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の検査システム。
【請求項５】
樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査方法であって、
撮影装置に対する位置が異なる複数の照明により、色の異なる検査光を前記被検査物に向けて照射し、
撮影装置が、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、
制御装置が、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、各色の画像の、同じ位置における欠陥候補の検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類することを特徴とする検査方法。
【請求項６】
樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査方法であって、
撮影装置に対する位置が異なる複数の照明により、色の異なる検査光を前記被検査物に向けて照射し、
撮影装置が、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、
制御装置が、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類し、
前記制御装置は、
各色の前記画像から検出した欠陥候補について欠陥のレベルを判別し、
前記欠陥候補がどの色の前記画像から検出されたか及び前記欠陥候補の欠陥のレベルに基づいて前記欠陥の分類を行うことを特徴とする検査方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前述した課題を解決するための第１の発明は、樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査システムであって、撮影装置と、撮影装置に対する位置が異なり、且つ色の異なる検査光を搬送中の前記被検査物に向けて照射する複数の照明と、制御装置と、を有し、前記撮影装置は、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、前記制御装置は、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、各色の画像の、同じ位置における欠陥候補の検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類することを特徴とする検査システムである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第２の発明は、樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査システムであって、撮影装置と、撮影装置に対する位置が異なり、且つ色の異なる検査光を搬送中の前記被検査物に向けて照射する複数の照明と、制御装置と、を有し、前記撮影装置は、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、前記制御装置は、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類し、前記制御装置は、各色の前記画像から検出した欠陥候補について欠陥のレベルを判別し、前記欠陥候補がどの色の前記画像から検出されたか及び前記欠陥候補の欠陥のレベルに基づいて前記欠陥の分類を行うことを特徴とする検査システムである。
本発明では、上記のように欠陥候補の検出元と欠陥のレベルに基づいて欠陥の分類を行うことで、多様な欠陥を精度良く区別できるようになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第３の発明は、樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査方法であって、撮影装置に対する位置が異なる複数の照明により、色の異なる検査光を前記被検査物に向けて照射し、撮影装置が、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、制御装置が、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、各色の画像の、同じ位置における欠陥候補の検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類することを特徴とする検査方法である。
第４の発明は、樹脂製のシート材を含む被検査物の欠陥検査を行う検査方法であって、撮影装置に対する位置が異なる複数の照明により、色の異なる検査光を前記被検査物に向けて照射し、撮影装置が、複数の前記照明から照射された前記検査光を受光することにより前記被検査物の撮影を行い、制御装置が、前記撮影装置で前記被検査物の撮影を行った画像から、前記検査光の色ごとの画像を取得して各色の画像から欠陥候補を検出し、その検出結果に応じて前記被検査物の欠陥を分類し、前記制御装置は、各色の前記画像から検出した欠陥候補について欠陥のレベルを判別し、前記欠陥候補がどの色の前記画像から検出されたか及び前記欠陥候補の欠陥のレベルに基づいて前記欠陥の分類を行うことを特徴とする検査方法である。