(57)【要約】【課題】凹凸、透明異物、フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥と、焼け、油汚れなど表面状態が変化しない非常に淡い黄色などの有色欠陥を１系列の光学系で検査することができる欠陥検査装置を提供する。【解決手段】走行する検査対象物を照明するために面光源を有する照明装置と、面光源の検査対象物の走行方向の中心部に設置され、面光源の検査対象物の走行方向の幅より狭い幅を有する所定の透過率のライン状シートと、ライン状シートの検査対象物の走行方向の中心部を受光位置とするラインセンサと、ラインセンサの出力信号に基づいて得られる画像データを画像処理することにより、検査対象物の欠陥部を検出する画像処理装置とを備えた。【選択図】図１
2010286350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する検査対象物を照明するために面光源を有する照明装置と、
前記面光源の前記検査対象物の走行方向の中心部に設置され、前記面光源の前記検査対象物の走行方向の幅より狭い幅を有する所定の透過率のライン状シートと、
前記ライン状シートの前記検査対象物の走行方向の中心部を受光位置とするラインセンサと、
前記ラインセンサの出力信号に基づいて得られる画像データを画像処理することにより、前記検査対象物の欠陥部を検出する画像処理装置と
を備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記ライン状シートは、検査対象物の欠陥部の吸収波長以外の波長領域における透過率が低いことを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続走行する透明フィルム等の検査対象物に含まれる欠陥を検出する欠陥検査装置に関する。特に、凹凸、透明異物、フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥と、焼け、油汚れなど表面状態が変化しない非常に淡い黄色などの有色欠陥を１系列の光学系で検査する欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、装置の構成が複雑化することなく、しかも欠陥を識別するための画像処理上の負荷を軽減することのできる欠陥検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、ライン状の照明装置で、フィルムまたはシートの検査対象を一面側から照射し、ラインカメラが、この透過光を他面側で受光し、検査対象を撮像して照明装置からの光出射は、ラインカメラの光軸上を検査対象に向かう光成分を抑制しながら検査対象を照明する。そして、画像処理装置が、検査対象の欠陥のうち、有色異物については暗点として検出し、無色異物については、明点として検出とすることにより、有色異物と無色異物を識別して検出することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０３９９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、検査対象物の凹凸、透明異物、フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥の検出性能を向上させる技術の一例として散乱透過方式を適用した欠陥検査装置が知られている。これは、ライン状の透過照明の中心部のラインセンサ読取位置に数ｍｍ幅の黒色シートを取り付け、欠陥による散乱光を検出することで、検査対象物の欠陥を検出できるようにしたものである。
【０００５】
しかしながら、従来の散乱透過方式の欠陥検出方法では、凹凸、透明異物、フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥は検出できても、焼け、油汚れなど表面状態が変化しない欠陥は検出できないという問題がある。このため、表面状態が変化しない欠陥を検出するための通常の正透過方式の装置構成を追加する必要があり、欠陥検査装置の構成が大規模になってしまうとともに、欠陥検査装置のコストが増大するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、凹凸、透明異物、フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥と、焼け、油汚れなど表面状態が変化しない非常に淡い黄色などの有色欠陥を１系列の光学系で検査することができる欠陥検査装置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】
【０００７】
本発明は、走行する検査対象物を照明するために面光源を有する照明装置と、前記面光源の前記検査対象物の走行方向の中心部に設置され、前記面光源の前記検査対象物の走行方向の幅より狭い幅を有する所定の透過率のライン状シートと、前記ライン状シートの前記検査対象物の走行方向の中心部を受光位置とするラインセンサと、前記ラインセンサの出力信号に基づいて得られる画像データを画像処理することにより、前記検査対象物の欠陥部を検出する画像処理装置とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記ライン状シートは、検査対象物の欠陥部の吸収波長以外の波長領域における透過率が低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、凹凸、透明異物、フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥と、焼け、油汚れなど表面状態が変化しない非常に淡い黄色などの有色欠陥を１系列の光学系で検査することが可能となり、欠陥検査装置の大幅なコストダウンを図ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態によるシート検査装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示すラインセンサ５側から見たシート２、ライン状シート３及びラインセンサ５の読取位置７の位置関係を示す図である。
【図３】ライン状シート３の側方から見たシート２、ライン状シート３の配置と各部の光量変化を示す図である。
【図４】実施例で検出した欠陥部分の画像と波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による欠陥検査装置を説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、検査対象を照明するライン状照明装置であり、蛍光灯、石英ロッド照明、ＬＥＤ照明などで構成し、図１の奥行き方向へ延びている。符号２は、ライン状照明装置１の発光側に取り付けられ、照明斑を均一化するためのシートであり、白色半透明の拡散板などで構成する。シート２は、ライン状照明装置１の発光面の輝度分布がほぼ均一である面光源とするために使用するものであるため、発光面の輝度分布がほぼ均一な面光源によりライン状照明装置１が構成されている場合は、シート２を省略してもよい。符号３は、シート２上に取り付けられたライン状シートであり、ライン状照明装置１が発光する光を弱めるために光の透過率がシート２よりも低くなっている。符号４は、検査対象物であり、樹脂製の透明シートや透明フィルムである。検査対象物４は、図１に示す矢印の方向（図１の左から右の方向）に連続走行する。符号５は、図１の奥行き方向に延びるラインセンサであり、シート２、ライン状シート３からの光を、検査対象物４で散乱あるいは透過した光を受光し、光電変換して電気信号を出力する。ラインセンサ５は、例えば２０４８画素が１列に並んだラインＣＣＤカメラで構成され、光軸がライン状シート３の中心部（符号７で示す位置）になるように配置されている。符号６は、ラインセンサ５から出力する電気信号を信号処理して検査対象物４の欠陥部分を検出することにより欠陥検査を行う検査装置である。検査装置６内には、ラインセンサ５の出力信号を所定時間蓄積することにより得られる２次元画像に対して２次元画像フィルタ処理などの画像処理を行う画像処理装置を備えている。
【００１２】
次に、図２を参照して、シート２、ライン状シート３、検査対象物４の位置関係と、ラインセンサ５の受光位置の関係を説明する。図２は、ラインセンサ５側から見たシート２、ライン状シート３、検査対象物４及びラインセンサ５の受光位置の関係を示す図である。ライン状シート３の幅（検査対象物４の走行方向の幅）は、シート２の幅（ライン状照明装置１の発光面の幅）より狭く、ライン状シート３の中心部がラインセンサ５の受光位置７と一致している。また、ライン状シート３は、欠陥検出性能を向上させるため、欠陥の吸収波長以外の波長領域における透過率が低い色を用いる。例えば、検査対象物４の検出対象の欠陥が薄い黄色である場合には、青色のライン状シート３を採用する。
【００１３】
次に、図３を参照して、ライン状シート３の側方から見たシート２、ライン状シート３の配置と各部の光量変化について説明する。図３において、光Ｉ０〜Ｉ５は、以下の通りである。
Ｉ０：ライン照明装置１の照明光
Ｉ１：シート２、ライン状シート３の透過光
Ｉ２：シート２の透過光
Ｉ３：光Ｉ１が検査対象物４で透過した光
Ｉ４：光Ｉ２の光が検査対象物４で散乱した光
Ｉ５：ラインセンサ５が受光する光（Ｉ３＋Ｉ４）
【００１４】
すなわち、検査対象物４に、凹凸、透明異物、フィッシュアイ、スジなどの表面状態が変化した欠陥があると、シート２の発光面Ｗ２，発光面Ｗ４から発した光Ｉ２が検査対象物４上の欠陥部分で散乱した散乱光Ｉ４をラインセンサ５で受光することになる。また、焼け、油汚れなど表面状態が変化しない欠陥があるとライン状シート３の発光面Ｗ３からの光Ｉ１が検査対象物４上の欠陥部分で吸収されて光Ｉ３をラインセンサ５で受光することになる。従って、ラインセンサ５では光Ｉ１が検査対象物４を透過した光Ｉ３と、光Ｉ２が検査対象物４で散乱した光Ｉ４を加算した光Ｉ５（Ｉ３＋Ｉ４）を受光することになる。
【００１５】
また、シート２の発光面Ｗ１の幅（検査対象物４の走行方向の幅）は、ライン状照明装置１にもよるが２０〜３０ｍｍである。また、ライン状シート３の発光面Ｗ３の幅（検査対象物４の走行方向の幅）は、シート２よりも短く２〜１５ｍｍである。また、ライン状シート３と検査対象物４の距離Ｌは、ライン状シート３の幅にも影響するが、５０〜２００ｍｍに設定する。
【実施例】
【００１６】
次に、図１に示す欠陥検査装置を用いて、検査対象物４である透明フィルムの欠陥検査を行った結果について説明する。図１に示す欠陥検査装置を用いて、検査対象物４である透明フィルムの欠陥検査を行い、フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥と、焼け、油汚れなど表面状態が変化しない非常に淡い黄色などの有色欠陥を１系列の光学系で検査することができた。
検査対象物４の内容は、表１に示す通りである。
【表１】
2010286350.tif 000003
【００１７】
欠陥検査装置構成は、表２に示す通りである。
【表２】
2010286350.tif 000004
【００１８】
検査対象物４がないときのラインセンサ５の出力は、Ｉ２／Ｉ１が１３である。
検査条件は、表３に示す通りである。
【表３】
2010286350.tif 000005
【００１９】
図４に、フィッシュアイ、スジ、黄色斑の例について、画像と波形を示す。フィッシュアイは原画像の波形のみで検出できる程度の明方向への出力変化がある。欠陥部のピーク値は１３０％以上であったため、通常の１２０％を閾値として検出した。
【００２０】
スジは原画像の波形では検出できない程度の出力変化しかないため、２次元フィルタでコントラストを強調させた後に検出した。スジの形状は、縦長であるため、２次元フィルタのサイズは縦長（幅方向：６画素（１．２ｍｍ相当）、走行方向：１２８画素（６４ｍｍ相当））とし、処理方向は横差分とし幅方向への変化を検出した。欠陥部のピーク値は１０２．７％であったため、閾値は１０２％で検出できた。
【００２１】
薄い黄色斑の場合も原画像の波形では検出できない程度の出力変化であるため、２次元フィルタでコントラストを強調させた後に検出した。薄い黄色斑の形状は、縦長ではないため、２次元フィルタのサイズは縦長（幅方向：３２画素（６．４ｍｍ相当）、走行方向：１６画素（８ｍｍ相当））とし、処理方向は縦差分とし、流れ方向への変化を検出した。欠陥部のピーク値は１０２．６％であったため、閾値は１０２％で検出できた。
【００２２】
なお、ラインセンサ５の受光量は、正常部で３６０（比較例１の約２倍）となっているので、（Ｉ４≒Ｉ３）である。従って、スジのコントラストは比較例の約１／２になるが、薄い黄色斑も検出できた。
【００２３】
次に、本発明による検出結果と、他の検出方法による検出結果を比較した結果について説明する。
【００２４】
＜比較例１＞
実施例との相違点は、ライン状シート３に不透明黒色を採用したことである。フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥は検出できたが、非常に薄い黄色の欠陥は全く検出できなかった。実施例と同じスジの欠陥部のピーク値は１０５．２％であった。ラインセンサ５の受光量Ｉ５は実施例の１／２であり、ほぼＩ４と同じであるが、Ｉ３はほとんどないためである。
【００２５】
＜比較例２＞
実施例と同様、ライン状シート３に青色半透明シートを使用したが、実施例と比較して透過率が高いものを使用した。検査対象物４がないときのラインセンサ５の出力は、Ｉ２／Ｉ１が２．６である。実施例と比較して光Ｉ１が多いため非常に薄い黄色の欠陥は検出できたが、光Ｉ２が少ないためフィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥は検出できなかった。
【００２６】
以上説明したように、本発明の効果を挙げるためのシート２、ライン状シート３の条件は、ラインセンサ５が受光する光である（Ｉ３、Ｉ４）をいずれも欠陥検出できる程度に含まれることである。望ましくは、実施例のように（Ｉ４≒Ｉ３）であるが、両者で検出する欠陥のコントラストにより両者のバランス（Ｉ４／Ｉ３）は、０．３〜３であることが必要である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
凹凸、透明異物、フィッシュアイ、スジなど表面状態が変化した欠陥と、焼け、油汚れなど表面状態が変化しない非常に淡い黄色などの有色欠陥を１系列の光学系で検査する欠陥検査装置に適用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・ライン状照明装置、２・・・均一性向上シート、３・・・ライン状シート、４・・・検査対象、５・・・ラインセンサ、６・・・検査装置本体、７・・・ラインセンサ５の受光位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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