(57)【要約】【課題】  簡易な構成により、光源の光量変動や輝度ムラによる影響を取り除いて、検出された測定対象を透過する光の透過率を高精度に求める。【解決手段】  シート材９の幅方向に沿って、シート材９の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に光を照射する面光源部３と、シート材９を介して面光源部３からの出射光を受光できる位置に設置されて、シート材９を透過する光を検出する検出用撮像部１と、シート材９を介さずに面光源部３からの出射光を受光できる位置に設置され、面光源部３の出射面４の光量を測定する補正用撮像部２とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に光を照射する面光源部と、
前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置されて、前記測定対象を透過する光を検出する検出用撮像部と、
前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置され、前記面光源部の出射面の光量を測定する補正用撮像部とを備えることを特徴とする透過光検出装置。
【請求項２】
前記測定対象の主面の法線を含み、かつ、前記測定対象の幅方向と直交する面に対して、前記面光源部の出射面が直交又はほぼ直交するとともに、
前記測定対象の主面の法線に対して、前記面光源部の出射面の法線が傾斜するように、前記面光源部を設置した請求項１に記載の透過光検出装置。
【請求項３】
前記測定対象の主面に対して撮像方向が垂直又はほぼ垂直となるように前記検出用撮像部を設置し、
前記測定対象の主面に対して撮像方向が平行又はほぼ平行となるように前記補正用撮像部を設置するとともに、
前記検出用撮像部から前記面光源部の出射面までの前記検出用撮像部の撮像方向に沿った距離と、前記補正用撮像部から前記面光源部の出射面までの前記補正用撮像部の撮像方向に沿った距離とが同一又はほぼ同一となるように前記面光源部を設置した請求項１又は２のいずれか一項に記載の透過光検出装置。
【請求項４】
前記検出用撮像部と前記補正用撮像部のそれぞれの視野内に、前記面光源部の出射面上の同一領域が含まれるように前記検出用撮像部と前記補正用撮像部とを設置した請求項１〜３のいずれか一項に記載の透過光検出装置。
【請求項５】
前記検出用撮像部と前記補正用撮像部とが、同一仕様のラインセンサカメラである請求項１〜４のいずれか一項に記載の透過光検出装置。
【請求項６】
前記検出用撮像部と前記補正用撮像部とで、前記ラインセンサカメラの走査周期を同期させた請求項５に記載の透過光検出装置。
【請求項７】
前記補正用撮像部と前記面光源部との間に、光量調整部材を設置した請求項１〜６のいずれか一項に記載の透過光検出装置。
【請求項８】
前記面光源部の出射面から前記光量調整部材までの距離が、前記面光源部の出射面から前記測定対象までの距離と同一又はほぼ同一となるように、前記光量調整部材を設置した請求項７に記載の透過光検出装置。
【請求項９】
前記面光源部の出射面を、前記測定対象の幅方向に沿った一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲を超える大きさとし、
前記面光源部の出射面上の前記測定対象の幅方向に沿った一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲を超える領域も視野内に含むように、前記検出用撮像部と前記補正用撮像部とを設置した請求項１〜８のいずれか一項に記載の透過光検出装置。
【請求項１０】
前記面光源部の出射面のうち、前記測定対象の幅方向に沿った一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲を超える領域から、前記検出用撮像部に向かって出射される光を減光する減光部材を設置した請求項９に記載の透過光検出装置。
【請求項１１】
長尺な前記測定対象を、その長手方向と搬送方向とが一致するように搬送しつつ、前記測定対象を透過する光を連続的に検出する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の透過光検出装置。
【請求項１２】
前記補正用撮像部により測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部により検出された透過光量を補正して、前記測定対象を透過する光の透過率を求める制御部を備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載の透過光検出装置。
【請求項１３】
シート状の測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に面光源部からの出射光を照射し、
前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された検出用撮像部により、前記測定対象を透過する光を検出するとともに、
前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定して、
前記補正用撮像部で測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部で検出された透過光量を補正して、前記測定対象を透過する光の透過率を求めることを特徴とする透過光検出方法。
【請求項１４】
前記測定対象の主面の法線を含み、かつ、前記測定対象の幅方向と直交する面に対して、前記面光源部の出射面が直交又はほぼ直交するとともに、前記測定対象の主面の法線に対して、前記面光源部の出射面の法線が傾斜するように設置した前記面光源部から、前記測定対象に対して出射光を照射する請求項１３に記載の透過光検出方法。
【請求項１５】
シート状の測定対象を透過する光を検出するためにコンピュータに、
前記測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に、面光源部から光を照射するステップと、
前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置された検出用撮像部により、前記測定対象を透過する光を検出するステップと、
前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定するステップと
を実行させるための透過光検出プログラム。
【請求項１６】
前記補正用撮像部により測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部により検出された透過光量を補正して、前記測定対象を透過する光の透過率を求めるステップを実行させる請求項１５に記載の透過光検出プログラム。
【請求項１７】
製造されたシート材の幅方向に沿って、少なくとも前記シート材の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に面光源部からの出射光を照射し、
前記シート材を介して前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された検出用撮像部により、前記シート材を透過する光を検出するとともに、
前記シート材を介さずに前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定して、
前記補正用撮像部で測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部で検出された透過光量を補正して、前記シート材を透過する光の透過率を求め、予め設定された標準透過率と比較することで前記シート材を検査する検査工程を有することを特徴とするシート材の製造方法。
【請求項１８】
前記測定対象の主面の法線を含み、かつ、前記測定対象の幅方向と直交する面に対して、前記面光源部の出射面が直交又はほぼ直交するとともに、前記測定対象の主面の法線に対して、前記面光源部の出射面の法線が傾斜するように設置した前記面光源部から、前記測定対象に対して出射光を照射する請求項１７に記載のシート材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過光検出装置、透過光検出方法、透過光検出プログラム及びシート材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙、樹脂フィルムに代表されるシート状とされた種々の製品を製造するにあたり、透過光を利用して、その品質を検査することが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、投光装置上に配置されたシート状製品の裏面から光を当てて、その表面をＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）カメラで撮像し、適宜のしきい値で２値化した濃淡を現す画像を比べることによって、表面ムラを検査している。
また、特許文献２では、ハロゲンランプと棒状光源とを組み合わせて照明することで、シートを透過した光の散乱方向に影響されることなく、シートの表面又は裏面に存在する擦り傷を確実に検出できるとしている。
【特許文献１】特開平６−１４７８６７号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記したような装置では、測定対象の絶対的な透過率を測定することができず、測定対象の部位ごとに透過光を比較して、相対的な透過光量の差によって、表面ムラや、擦り傷の有無を検査しているに過ぎない。
また、単に、測定対象を透過した光を検出して、その光量を測定しただけでは、光源の光量変動や輝度ムラにより、測定対象に照射された光量、すなわち、測定対象を透過する前の光量が一義的に定まらない。このため、透過光を検出するタイミングや、測定する部位によって、透過光量が変化してしまう。このように、透過光だけに着目したのでは、測定対象の絶対的な透過率の測定は不可能であり、また、高精度な相対透過率の測定も困難である。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、簡易な構成により、光源の光量変動や輝度ムラによる影響を取り除いて、測定対象を透過する光の透過率を高精度に測定することができる透過光検出装置、透過光検出方法、透過光検出プログラム及びこれらを利用するシート材の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る透過光検出装置は、シート状の測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に光を照射する面光源部と、前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置されて、前記測定対象を透過する光を検出する検出用撮像部と、前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置され、前記面光源部の出射面の光量を測定する補正用撮像部とを備える構成としてある。
【０００７】
また、本発明に係る透過光検出方法は、シート状の測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に面光源部からの出射光を照射し、前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された検出用撮像部により、前記測定対象を透過する光を検出するとともに、前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定して、前記補正用撮像部で測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部で検出された透過光量を補正して、前記測定対象を透過する光の透過率を求める方法としてある。
【０００８】
また、本発明に係る透過光検出プログラムは、シート状の測定対象を透過する光を検出するためにコンピュータに、前記測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に、面光源部から光を照射するステップと、前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置された検出用撮像部により、前記測定対象を透過する光を検出するステップと、前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定するステップとを実行させるためのプログラムとしてある。
【０００９】
また、本発明に係るシート材の製造方法は、製造されたシート材の幅方向に沿って、少なくとも前記シート材の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に面光源部からの出射光を照射し、前記シート材を介して前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された検出用撮像部により、前記シート材を透過する光を検出するとともに、前記シート材を介さずに前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定して、前記補正用撮像部で測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部で検出された透過光量を補正して、前記測定対象を透過する光の透過率を求め、予め設定された標準透過率と比較することで前記シート材を検査する検査工程を有する方法としてある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源となる面光源部の出射面上の所定の領域の光量の測定と、同じ出射面上の領域から出射して測定対象を透過した光の検出とを同時に行うことができる。これにより、面光源部の光量変動や、その出射面の輝度ムラの影響を取り除いて、測定対象を透過する光の透過率を高精度に測定することができる。また、測定対象の任意の部位を透過して検出された透過光が、面光源部の出射面上のどの領域から出射したものであるかを対応させて、出射面上の当該領域の光量を測定することで、測定対象の任意の部位について局所的な透過率を測定することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
［透過光検出装置］
まず、本発明に係る透過光検出装置の実施形態について説明する。
ここで、図１は、本実施形態における透過光検出装置の概略を示す斜視図である。また、図２は、図１に示した透過光検出装置の側面図であり、図３は、図１に示した透過光検出装置の平面図である。
【００１３】
これらの図に示す透過光検出装置は、長尺シート状のシート材９を測定対象とする。そして、図中破線で示すシート材９は、その長手方向と搬送方向とが一致するように、搬送ローラ５，６によって搬送されるようになっている。これにより、シート材９を透過する光を連続的に検出することができる。
【００１４】
なお、図１、図２、図３には、三次元直交座標を併せて示してあり、シート材９の長手方向をｙ軸とし、これに直交するシート材９の幅方向をｘ軸としてある。また、シート材９の主面（シート材９の上面９ａ又は下面９ｂを含む面）に垂直な方向、すなわち、シート材９の主面の法線方向をｚ軸としてある。以下の説明では、適宜、図中に示す三次元直交座標を用いて方向を示す。
【００１５】
図示する例において、シート材９の下面９ｂ側には、シート材９の幅方向（ｘ軸方向）に沿って、少なくともシート材９の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲（以下、当該範囲を「シート材９の全幅」という）に光を照射する面光源部３が設置されている。面光源部３は、シート材９の全幅に光を照射するものであれば特に限定されないが、その出射面４は、シート材９の全幅を超える大きさとするのが好ましい。この理由については後述する。
【００１６】
また、シート材９の上面９ａ側、すなわち、シート材９を介して面光源部３からの出射光を受光できる位置には、検出用撮像部１が設置されている。これにより、検出用撮像部１がシート材９を撮像することで、シート材９を透過した光を検出できるようになっている。
【００１７】
ところで、前述したように、単に、シート材９を透過した光を検出して、その光量を測定しただけでは、シート材９の絶対的な透過率の測定は不可能である。また、面光源部３の光量変動や、出射面４の輝度ムラの影響により、光源となる面光源部３の出射面４の光量、すなわち、シート材９の下面９ｂ側に照射される光量は一義的に定まらない。このため、透過光を検出するタイミングや、シート材９の測定部位によって、透過光量が変化してしまうことから、シート材９を透過する光の透過率を高精度に測定することも困難である。
【００１８】
そこで、本実施形態では、図示する例のように、面光源部３を設置したのと同じ側であって、シート材９を介さずに面光源部３からの出射光を受光できる位置に、補正用撮像部２を設置してある。この補正用撮像部２は、面光源部３の出射面４を撮像し、これによって、面光源部３の出射面４の光量（光量分布）を測定するものである。
【００１９】
このようにすることで、本実施形態にあっては、光源となる面光源部３の出射面４上の所定の領域の光量の測定と、同じ出射面４上の所定の領域から出射してシート材９を透過した光の検出とを同時に行うことができる。したがって、シート材９の任意の部位を透過した光の光量を、面光源部３の出射面４の対応する領域の光量に基づいて補正することにより、面光源部３の光量変動や、出射面４の輝度ムラの影響を取り除くことができる。これにより、シート材９を透過する光の絶対的な透過率、又は高精度な相対透過率を求めることができる。
【００２０】
しかも、シート材９の任意の部位を透過して検出された透過光が、出射面４上のどの領域から出射したものであるかを対応させて、出射面４上の当該領域の光量を測定することにより、シート材９の任意の部位について局所的な透過率を求めることができる。そして、前述したように、シート材９を搬送しつつ、透過光を連続的に検出することで、シート材９の全面にわたり、局所的な透過率を連続して測定することが可能となる。
【００２１】
また、面光源部３は、検出用撮像部１と補正用撮像部２との両方の光源として機能する。このため、複雑な光学系を用いることなく、一つの光源によって、検出用撮像部１と補正用撮像部２とに光を供給でき、簡易な構造により、シート材９を透過する光の透過率を高精度に測定することができる。さらに、光源は一つでよいので、複数の光源を用いた場合には、光源ごとの個体差などを考慮しなければならないところ、そのような煩雑さを伴うことなく、シート材９を透過する光の透過率を容易に測定することができる。
【００２２】
本実施形態において、より高精度にシート材９を透過する光の透過率を求めるには、面光源部３に対する検出用撮像部１と補正用撮像部２の相対的な関係が、できるだけ同等となるようにするのが好ましい。
【００２３】
このため、図示する例では、その出射面４を傾斜させて面光源部３を設置している。より具体的には、面光源部３の出射面４が、シート材９の主面の法線を含み、かつ、その幅方向と直交する面（ｙｚ面）に対して直交又はほぼ直交するとともに、ｚ軸に平行なシート材９の主面の法線に対して、面光源部３の出射面４の法線ｍが傾斜するように、面光源部３を設置してある。
このようにすることで、面光源部３からの出射光を、検出用撮像部１と補正用撮像部２との両方にバランスよく到達させることができる。
【００２４】
ここで、ｚ軸に平行なシート材９の主面の法線と、面光源部３の出射面４の法線ｍとのなす角度θは、次のようにして設定することができる。
すなわち、面光源部３からの出射光を、検出用撮像部１と補正用撮像部２との両方にバランスよく到達させて、シート材９を透過する光の透過率を測定するのに支障のない範囲で、装置の設置スペースなどを考慮して設定することができる。ただし、検出用撮像部１と補正用撮像部２とに向かう面光源部３からの出射光を同等にするという観点からは、当該角度θは、約４５゜に設定するのが好ましい。
【００２５】
また、出射面４を傾斜させて面光源部３を設置すれば、塵や埃などが出射面４に付着しにくくなり、面光源部３のメンテナンスのために装置を停止させる頻度が少なくなり、長期にわたる安定した操業が可能となる。
【００２６】
面光源部３は、例えば、図示する例のように、一面が開口する箱状の筐体１６内に、蛍光管又は発光ダイオードなどの光源１５を収容するとともに、筐体１６の開口部を覆うように、二枚の散乱板１３，１４を平行に配置してなるものとすることができる。このような面光源部３にあっては、光源１５から出射された光が、散乱板１３，１４を順次通過してから外部に出射される。このため、散乱板１３，１４間の距離や、光源１５と散乱板１３との距離などを適宜調整することで、光源１５による輝度のピークが出射面４上で観察されないようにして、出射面４上の輝度の均一性を高めることができる。出射面４上の輝度の均一性の向上は、シート材９を透過する光の透過率を測定する上で、その精度の向上に貢献する。
なお、図示する例では、散乱板１４の外側の面が、出射面４となっている。
【００２７】
ただし、このような構造であっても、出射面４上の輝度を完全に均一にするのは困難である。出射面４の法線方向から光源１５と重なる部位を観察すると、この部位の輝度は、他の部位の輝度よりも高くなる傾向にある。このような輝度の差は、出射面４に輝度ムラが生じる原因の一つとなる。出射面４を傾斜させるのは、検出用撮像部１、補正用撮像部２による撮像が、このような輝度の差が観察される法線方向からなされないようにする上でも好ましい。
【００２８】
また、図示する例において、検出用撮像部１、補正用撮像部２、及び面光源部３の三者は、面光源部３に対する検出用撮像部１と補正用撮像部２の相対的な位置関係が同等となるように、これらの設置位置を定めている。
すなわち、検出用撮像部１は、シート材９の主面に対して、その撮像方向ｉが垂直又はほぼ垂直となるように設置してある。これとともに、補正用撮像部２は、シート材９の主面に対して、その撮像方向ｊが平行又はほぼ平行となるように設置してある。そして、検出用撮像部１から面光源部３の出射面４までの撮像方向ｉに沿った距離Ｌ１と、補正用撮像部２から面光源部３の出射面４までの撮像方向ｊに沿った距離Ｌ２とが同一又はほぼ同一となるように、検出用撮像部１、補正用撮像部２、及び面光源部３の設置位置を定めている。
【００２９】
また、検出用撮像部１と補正用撮像部２は、それぞれの視野内に、面光源部３の出射面４上の同一領域が含まれるように設置することができる。
本実施形態では、検出用撮像部１の視野と、補正用撮像部２の視野は、図１及び図３に示すように、出射面４上の領域１０となるようにしてある。これにより、検出用撮像部１と補正用撮像部２とが、面光源部３の出射面４上の同一箇所を視野に含むようにしてある。ただし、検出用撮像部１の視野と、補正用撮像部２の視野とは完全に一致していなくてもよい。
【００３０】
また、図示する例では、面光源部３の出射面４は、シート材９の全幅を超える大きさに設定している。これとともに、検出用撮像部１と補正用撮像部２の両者の視野に相当する領域１０は、シート材９の全幅を一度に撮像できるようにするため、シート材９の全幅よりも大きく設定されている。
よって、検出用撮像部１は、出射面４上の領域１０のうち、シート材９の全幅を超える領域については、出射面４を撮像するようになっている。
【００３１】
このように、面光源部３の出射面４上のシート材９の全幅を超える領域も視野内に含むように、検出用撮像部１と補正用撮像部２とを設置することで、より高精度にシート材９を透過する光の透過率を測定することができる。
すなわち、面光源部３に対する検出用撮像部１と補正用撮像部２の相対的な関係が同等となっていれば、出射面４上のシート材９の全幅を超える領域では、検出用撮像部１と補正用撮像部２と同等の光量が測定されるはずである。一方、両者で測定された光量に差異があれば、面光源部３に対する検出用撮像部１と補正用撮像部２の相対的な関係にも差異があることになる。この場合、補正用撮像部２により測定された面光源部３の出射面４の光量に基づいて、検出用撮像部１により検出された透過光量を補正する際に、これを加味すればよい。これにより、シート材９を透過する光の透過率をより高精度に求めることができる。
なお、補正用撮像部２と面光源部３との間に、後述する光量調整部材７を設置する場合には、上記領域について、補正用撮像部２により測定される光量については、光量調整部材７による光量の減少分を考慮して、検出用撮像部１で測定される光量と対比すればよい。
【００３２】
また、シート材９の透過率が低い場合、出射面４上の領域１０のうち、シート材９の全幅を超える領域から検出用撮像部１に向かって出射された過剰な光が、シート材９を透過する光の透過率を精度よく測定する際の妨げとなることが考えられる。
この場合の精度の低下を抑制するため、出射面４上の領域１０のうち、シート材９の全幅を超える領域には、例えば、図７に示すように、当該領域から検出用撮像部に向かって出射される光を減光する減光部材２６ａ，２６ｂを設置した面光源部３を用いればよい。
【００３３】
なお、図７は、本実施形態で用いられる面光源部の他の例を示す斜視図であり、図７（ａ）及び図７（ｂ）は互いに視点が異なる図である。このうち、図７（ａ）は、図３と同様に、設置されている面光源部をｚ軸方向側から見た状態を示している。また、図７（ａ）においては、光量調整部材７及びシート材９は破線によって示されている。また、図７（ａ）及び（ｂ）において、減光板２６ａ，２６ｂにはハッチングを施してある。
【００３４】
また、検出用撮像部１と補正用撮像部２は、それぞれ、撮像素子１１と光学系１２とを備えるラインセンサカメラとすることができる。この場合、検出用撮像部１と補正用撮像部２の撮像方向ｉ，ｊは、それぞれが備える光学系の光軸方向となる。
検出用撮像部１と補正用撮像部２は、同一仕様のラインセンサカメラとすることで、より高精度な透過率の測定を可能とする。また、より高精度な透過率の測定を可能とするために、検出用撮像部１と補正用撮像部２では、ランセンサカメラの走査周期を同期させるのが好ましい。
【００３５】
特に図示しないが、撮像素子１１は、一列に配置された複数個の受光素子を有するラインセンサとすることができる。検出用撮像部１は、撮像素子１１を構成する複数個の受光素子の列の方向が、シート材９の幅方向（ｘ軸方向）と平行となるように配置される。これにより、検出用撮像部１が、シート材９の幅方向（ｘ軸方向）に沿って、少なくともシート材９の全幅を撮像することができる。
また、補正用撮像部２も、複数個の受光素子の列の方向が、シート材９の幅方向（ｘ軸方向）と平行となるように配置される。これにより、補正用撮像部２の視野と検出用撮像部１の視野とを一致させることができる。
なお、撮像素子１１を構成する受光素子の数は限定されるものではない。受光素子の数は、求められる解像度に応じて設定される。
【００３６】
光学系１２は、撮像素子１１を構成する複数個の受光素子の受光面上に、被写体の像を結像する。図１及び図２では、光学系１２は、一つのレンズ素子によって構成されているが、これに限定されない。光学系１２は、複数枚のレンズ素子から構成してもよい。
【００３７】
なお、検出用撮像部１から面光源部３の出射面４までの距離Ｌ１及び補正用撮像部２から面光源部３の出射面４までの距離Ｌ２は、それぞれの光学系１２の最も被写体側の点から、光学系１２の光軸に沿って出射面４に至るまでの距離とすることができる。
【００３８】
また、検出用撮像部１と補正用撮像部２とで、光学系１２の絞りを合わせるために、検出用撮像部１に入射する光の光量と、補正用撮像部２に入射する光の光量とが同程度となるようにするのが好ましい。このためには、補正用撮像部２と面光源部３との間には、図１〜図３に示すように、光量調整部材７を設置することができる。
【００３９】
光量調整部材７としては、面光源部３から出射された光がシート材９を透過する際に、その光量が減少するのと同程度に、面光源部３から補正用撮像部２に向かって出射された光を減光することができる部材を用いることができる。
【００４０】
また、光量調整部材７を設置する場合、その位置は、特に限定されるものではない。ただし、検出用撮像部１と補正用撮像部２とで、撮像条件ができるだけ同等となるように、面光源部３の出射面４から光量調整部材７までの距離Ｎ２が、面光源部３の出射面４からシート材９までの距離Ｎ１と同一又はほぼ同一となるようにするのが好ましい。このとき、距離Ｎ２は、補正用撮像部２の撮像方向ｊに沿った距離とし、距離Ｎ１は、検出用撮像部１の撮像方向ｉに沿った距離とする。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、必要に応じて、図中破線で示す第二の光量調整部材８を設置することもできる。この第二の光量調整部材８は、光量調整部材７に代えて設置するようにしてもよく、光量調整部材７とともに設置するようにしてもよい。検出用撮像部１と補正用撮像部２とで、撮像条件をできるだけ同等にするという目的に反しない限り、特に制限はない。
【００４２】
また、検出用撮像部１と補正用撮像部２の撮像条件を同等するためには、両者の焦点距離を同じにするのも有効である。
例えば、シート材９の上面９ａ上に焦点が合うように、検出用撮像部１の光学系１２の焦点距離を設定した場合、面光源部３の出射面４からの距離Ｎ２が、面光源部３の出射面４からシート材９までの距離Ｎ１と同一又はほぼ同一となるように光量調整部材７を設置する。そして、これとともに、この光量調整部材７の補正用撮像部２側の面上に焦点が合うように、補正用撮像部２の光学系１２の焦点距離を設定する。ただし、このような態様が好ましいのは、ピンホール検査を同時に実施する場合である。シート材９の透過率測定のみを実施する場合には、検出用撮像部１の光学系１２の焦点をシート材９の上面９ａから僅かにずらし、これに合わせて補正用撮像部２の光学系１２の焦点もずらした方が好ましいことも多い。これは、透過光を検出するにあたっては、焦点がずれた状態の画像を用いた方が、測定値のばらつきを抑制できるからである。
【００４３】
また、本実施形態における透過光検出装置は、補正用撮像部２により測定された面光源部３の出射面４の光量に基づいて、検出用撮像部１により検出された透過光量を補正して、シート材９を透過する光の透過率を求める処理を実行するための制御部を備えている。
ここで、図４は、図１〜図３に示した装置の制御系を示すブロック図である。また、図５は、図４に示した制御部で実行される処理の概念を示す説明図である。
【００４４】
制御部１７は、検出用制御部１８と、補正用制御部１９と、演算部２０と、インターフェイス回路（Ｉ／Ｆ）２１とを備えている。この構成により、制御部１７は、検出用撮像部１及び補正用撮像部２に撮像を行わせ、補正用撮像部２が出力した信号に基づいて、検出用撮像部１が出力した信号を補正する。
【００４５】
検出用制御部１８は、検出用撮像部１の撮像素子（ラインセンサ）１１（図１参照）を駆動する駆動回路１８ａと、検出用撮像部１の撮像素子１１が出力した撮像データを処理する処理回路１８ｂとを備えている。同様に、補正用制御部１９は、補正用撮像部２の撮像素子１１（図１参照）を駆動する駆動回路１９ａと、補正用撮像部２の撮像素子１１が出力した撮像データを処理する処理回路１９ｂとを備えている。
【００４６】
駆動回路１８ａ，１９ａは、撮像素子１１を駆動するための各種駆動パルスを生成し、これを、それぞれが対応する撮像素子１に出力する。また、本実施形態では、検出用撮像部１と補正用撮像部２とは、その走査周期が同期するように設定される。よって、駆動回路１８ａは、駆動回路１９ａに対して、同期信号（クロック信号）ＣＬを出力する。駆動回路１９ａは、この同期信号ＣＬに基づいて、各種駆動パルスを生成する。
【００４７】
処理回路１８ｂ，１９ｂは、それぞれが対応する撮像素子１１が出力した撮像データに対して、ノイズ除去処理や、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換処理などを行い、処理後のデータを演算部２０に出力する。
なお、前述したように、撮像素子１１はラインセンサであることから、撮像データの出力はライン毎に行われる。また、撮像データは、複数個の受光素子が蓄積した信号電荷によって構成されている。
【００４８】
処理回路１８ｂが出力するデータ（検出用データ）及び処理回路１９ｂが出力するデータ（補正用データ）は、図５の中央に示す二つのグラフの通りとなる。この二つのグラフの縦軸は、各データの出力レベルを示している。そして、出力レベルは、各受光素子に入射した光の光量に対応する。
ただし、検出用データ及び補正用データの出力レベルは、面光源部３の出射面４（図１〜図３参照）における輝度が完全に均一でないため、緩やかに変動する。このため、検出用データ及び補正用データは曲線となっている。
【００４９】
また、図５の中央に示す二つのグラフの横軸は、撮像素子１１の受光面における位置を示している。ただし、前述したように、撮像素子１１は、その受光素子の列がｘ軸方向に平行となるように配置されている。このため、二つのグラフの横軸は、出射面４上の領域１０のｘ軸方向に沿った位置に対応する。
【００５０】
ところで、検出用撮像部１は、シート材９の全幅を一度に撮像できるが、その撮像範囲は、ｘ軸方向においてシート材９の全幅より大きく（図１及び図３参照）、面光源部３の出射面４の一部分を直接撮像している。このため、図５に示すように、検出用データの出力レベルは、シート材９の全幅を超え、出射面４を直接撮像しているところでは、大きく上昇する。図５中の検出用データにおいて、シート材９の全幅内での撮像によって得られたデータは「Ｗ１］で表され、出射面４を直接撮像しているところのデータは「Ｗ２」及び「Ｗ３」で表わされている。
【００５１】
一方、補正用撮像部２は、出射面４の全ての領域に対して光量調整部材７を介して撮像を行うため（図１参照）、補正用データの出力レベルが検出用データのように急激に変動することはない。
図５中の補正用データにおいて、「Ｗ１′」は、検出用データのデータＷ１と横軸の位置が一致するデータである。同様に、「Ｗ２′」及び「Ｗ３′」は、それぞれ検出用データのデータＷ２及びＷ３と横軸の位置が一致するデータである。
【００５２】
演算部２０は、検出用制御部１８及び補正用制御部１９のそれぞれの処理回路１８ｂ，１９ｂが、図５に示すデータを出力すると、両者を用いて演算を実行する。具体的には、先ず、演算部２０は、検出用データからデータＷ２及びＷ３を除去し、データＷ１のみを取り出す。さらに、演算部２０は、同様に、補正用データからデータＷ２′及びＷ３′を除去し、データＷ１′のみを取り出す。続いて、演算部２０は、データＷ１とデータＷ１′とを対比し、横軸の位置が一致するところで、いずれか一方から他方を減算し、データＤ（図５参照）を算出する。
【００５３】
出射面４における輝度のばらつきの影響を受けている検出用データは、同じ輝度のばらつきの影響を受けている補正用データで補正され、この補正により、データＤは得られている。よって、データＤでは、出射面４における輝度のばらつきの影響が除去されることとなる。このため、デークＤから得られる透過率は精度の高いものとなる。
なお、データＤを算出するにあたっては、必要に応じて、データＷ２とデータＷ２′との差及びデータＷ３とデータＷ３′との差を加味することで、デークＤから得られる透過率をより精度の高いものとすることができるのは、前述した通りである。
【００５４】
そして、データＤの算出後、例えば、シート材９の全面の具体的な透過率が求められている場合は、演算部２０は、予め用意された関係式やマップにデータＤを当てはめ、求められているサンプリング数に応じて透過率を算出する。その後、演算部２０は、算出された透過率を特定するデータ（出力信号）を、インターフェイス回路（Ｉ／Ｆ）２１を介して、外部に出力する。外部の出力先としては、例えば、表示装置や、シート材９の製造工程を管理している別の制御装置などが挙げられる。また、透過率を算出するための関係式及びマップは、予め実験を行うことによって求めることができる。
【００５５】
また、例えば、シート材９の透過率が設定範囲内にあるか否か（すなわち、シート材９の厚みが一定であるか否か）の判定のみが求められる場合は、演算部２０は、データＤのレベルが設定値を超えたかどうかの判定を行う。この場合、演算部２０は、判定結果を特定するデーク（出力信号）を、インターフェイス回路（Ｉ／Ｆ）２１を介して、外部に出力する。
なお、本実施形態においては、演算部２０による処理のタイミングを指示するクロック信号が、インターフェイス回路２１を介して、外部から入力されている。
【００５６】
ところで、本実施形態においては、シート材９の全幅が均一でない場合や、幅の異なるシート材９に対応する必要がある場合が想定される。このような場合、演算部２０は、幅が最小のシート材９に合わせてデータＷ１の長さを設定しても良い。また、演算部２０は、検出用データのレベルの変動点を検出し、検出結果に基づいてデータＷ１の長さを設定しても良い。
【００５７】
図４に示すように、本実施形態では、制御部１７は、面光源部３を駆動する光源駆動部２２も備えている。光源駆動部２２は、面光源部３に取り付けられた温度センサ２３からの信号に基づき、電源装置２４が面光源部３に供給する電力量を調整している。また、特に図示しないが、電源装置２４は、検出用撮像部１、補正用撮像部２、及び制御部１７にも電力を供給している。
【００５８】
このように、本実施形態における透過光検出装置は、シート材９の全面の透過率を測定することができ、透過率に基づいた各種の判定を行うことができる。よって、本実施形態における装置を用いれば、シート材９の全面について、その厚みの判定、ピンホールの有無の判定、表面ムラの有無の判定、擦り傷の有無の判定などを行うことが可能となる。
【００５９】
本実施形態において、測定対象となるシート材９の透過率は特に限定されるものではない。シート材９は、例えば、透過率が１００％近い透過性シート材であっても良いし、透過率が５０％程度の半透過性シート材であっても良い。また、シート材９の形成材料も特に限定されるものではない。シート材９の形成材料としては、紙、樹脂、金属箔、フェルトなどが挙げられる。さらに、シート材９の構造は、単層構造であっても良いし、多層構造であっても良い。
【００６０】
また、本実施形態における透過光検出装置は、表面が一様でないシート材に対しても透過光を検出することができる。このようなシート材としては、厚みを周囲と異ならせることによって（透過率変動によって）パターンが描画されたシート材、具体的には、透かし入りの用紙が挙げられる。また、特定の周波数に反応する電波吸収シートや電波回折シート（回折格子シート）の素になるシート材も挙げられる。その他、電波レンズを構成するシート材も挙げられる。
【００６１】
ここで、透過率変動によってパターンが描かれたシート材の一例について説明する。図６は、本発明の実施の形態において測定対象となるシート材の一例を示す斜視図である。図６に示すシート材２５は、シート材９（図１〜図３参照）と異なり、その主面に、透かしパターン２５ａを備えている。透かしパターン２５ａは、その透過率が、それ以外の部分２５ｂの透過率と異なるように形成されている。
【００６２】
本実施形態における透過光検出装置は、測定対象となるシート材の全面に渡って透過率を局所的に測定できるため、このようなシート材２５を測定対象とした場合は、パターン２５ａの形状が設計通りになっているかどうかを判定することができる。
【００６３】
［透過光測定方法］
次に、本発明に係る透過光測定方法の実施形態について説明する。
図８は、本実施形態における透過光測定方法の工程を示すフロー図である。
なお、本実施形態における透過光測定方法は、図１〜図５を用いて説明した前述したような透過光検出装置を利用して実施することができる。
【００６４】
図８に示すように、本実施形態における透過光測定方法にあっては、最初に、搬送ローラ５，６によってシート材９の搬送を開始する。これとともに、面光源部３の光源１５を点灯させ、少なくともシート材９の全幅に光を照射する（ステップＳ１）。本実施形態において、ステップＳ１は、制御部１７の指示によって行われる。ステップＳ１により、シート材９は、搬送されながら、下面９ｂ側から面光源部３によって照明される。また、ステップＳ１における搬送と照射は、処理が終了するまで続けられる。
【００６５】
次に、検出用撮像部１が、シート材９の上面９ｂの照明されている部分を撮像し、シート材９を透過する光を検出する（ステップＳ２）。そして、補正用撮像部２が、面光源部３の出射面４を撮像し、面光源部３の出射面４の光量を測定する（ステップＳ３）。本実施形態では、ステップＳ２とステップＳ３とは同時に実行されている。また、ステップＳ２，Ｓ３も、制御部１７の指示によって行われる。
【００６６】
ステップＳ２の実行後、検出用撮像部１は、撮像データを処理回路１８ｂに出力する。また、ステップＳ３の実行後、補正用撮像部２は、撮像データを処理回路１９ｂに出力する。そして、処理回路１８ｂは、検出用データ（図５参照）を生成し、これを演算部２０に出力する。同様に、処理回路１９ｂは、補正用データ（図５参照）を生成し、これを演算部２０に出力する。
【００６７】
続いて、演算部２０は、検出用データと補正用データとを用いて演算を実行する（ステップＳ４）。具体的には、演算部２０は、検出用データからデータＷ１を抽出し、更に補正用データからデータＷ１′を抽出する。そして、演算部２０は、データＷ１′からデークＷ１を減算し、データＤを算出する。さらに、演算部２０は、算出されたデータＤに基づいて透過率を算出する。このようにして、補正用撮像部１により測定された面光源部３の出射面４の光量に基づいて、検出用撮像部１により検出された透過光量を補正して、シート材９を透過する光の透過率を求める。
【００６８】
次に、演算部２０は、透過率を特定するデータを外部に出力する（ステップＳ５）。ステップＳ５の実行により、表示装置には、シート材９の透過率が表示される。その後、制御部１７は、装置の使用者が検査の終了を指示しているかどうかを判定する（ステップＳ６）。
【００６９】
使用者が検査の終了を指示していない場合は、制御部１７は、再度、ステップＳ２〜Ｓ５を実行する。一方、使用者が検査の終了を指示している場合は、制御部１７は、処理を終了する。
【００７０】
このように、本実施形態における透過光検出方法の実行により、シート材９の全面の透過率を測定することができる。さらに、測定された透過率に基づいて、種々の検査を行うことができる。
【００７１】
[シート材の製造方法]
次に、本発明に係るシート材の製造方法の実施形態について説明する。
本実施形態におけるシート材の製造方法は、例えば、成膜工程、延伸工程、ラミネート工程、表面処理工程などの製造工程を経て、製造されたシート材９に対して、前述した透過光検出方法を実施することにより、シート材９を透過する光の透過率を求め、予め設定されたシート材９を透過する光の標準透過率と比較することでシート材９の品質を検査する検査工程を有する方法とすることができる。
【００７２】
このような方法とすることで、製造されたシート材９を透過する光の透過率を高精度に求め、その品質を精度よく検査することが可能となる。
【００７３】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
【００７４】
例えば、前述した実施形態では、面光源部３として、いわゆる直射方式の面光源装置の例を挙げて説明したが、面光源部３は、これに限定されない。例えば、導光板と、導光板の側面に面する位置に設置された光源とを備えるサイドライト方式の面光源装置であってもよい。
【００７５】
また、前述した実施形態では、検出用撮像部１及び補正用撮像部２として、それぞれ一台のラインセンサカメラが用いられているが、これに限定されない。検出用撮像部１及び補正用撮像部２は、それぞれ複数台のカメラを備えていてもよい。この場合、各撮像部１，２を構成する複数台のカメラは、シート材（測定対象）９の幅方向（ｘ軸方向）に沿って配列されているのが好ましい。これにより、当該方向における解像度（分解能）の向上が図られる。また、この場合、図５に示した検出用データ及び補正用データは、これらのカメラの撮像データを合成することによって得られる。さらに、検出用撮像部１及び補正用撮像部２は、必要に応じて、エリアセンサカメラなどの他の撮像手段とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上説明したように、本発明は、光源の光量変動や輝度ムラによる影響を取り除いて、光源から測定対象に対して照射された光の透過率を高精度に測定する技術として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る透過光検出装置の実施形態の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示した装置の側面図である。
【図３】図１に示した装置の平面図である。
【図４】本発明に係る透過光検出装置の実施形態の制御系を示すブロック図である。
【図５】図４に示した制御系で行われる処理の概念を示す説明図である。
【図６】本発明において測定対象となるシート材の一例を示す斜視図である。
【図７】面光源部の他の例を示す説明図である。
【図８】本発明に係る透過光検出方法の実施形態における工程を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００７８】
１          検出用撮像部
２          補正用撮像部
３          面光源部
４          出射面
５          搬送ローラ
６          搬送ローラ
７          光量調整部材
９          シート材
９ａ        シート材の上面
９ｂ        シート材の下面
１０        撮像部の視野に相当する領域
２６ａ        減光板
２６ｂ        減光板
【図１】
2010044004.tif 000003
【図２】
2010044004.tif 000004
【図３】
2010044004.tif 000005
【図４】
2010044004.tif 000006
【図５】
2010044004.tif 000007
【図６】
2010044004.tif 000008
【図７】
2010044004.tif 000009
【図８】
2010044004.tif 000010