(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象が無い状態のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値（Ａｉ）と第１の目標値（Ｃ）とから各素子の第１のＳ補正係数（Ｂｉ＝Ｃ／Ａｉ）を算出する第１のＳ補正係数算出部と、
検査対象が有る状態の前記ラインＣＣＤカメラの出力値が所定の範囲になるように照明光を調整する照明調光部と、
前記検査対象が切り替わる毎に前記ラインＣＣＤカメラの各素子に対する前記第１のＳ補正係数による補正後の出力値（Ｅ）と第２の目標値（Ｆ）とから第２のＳ補正係数（Ｇｉ＝Ｂｉ×Ｆ／Ｅ）を算出する第２のＳ補正係数算出部と、
前記照明調光後のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値（Ｄｉ）と前記ラインＣＣＤカメラの各素子に対する前記第２のＳ補正係数（Ｇｉ）による補正後の出力値（Ｈｉ＝Ｄｉ×Ｇｉ）と予め設定された％閾値とから欠陥検査を行うための閾値を設定する閾値設定部と
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
検査対象が無い状態のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値（Ａｉ）と第１の目標値（Ｃ）とから各素子の第１のＳ補正係数（Ｂｉ＝Ｃ／Ａｉ）を算出する第１のＳ補正係数算出ステップと、
検査対象が有る状態の前記ラインＣＣＤカメラの出力値が所定の範囲になるように照明光を調整する照明調光ステップと、
前記検査対象が切り替わる毎に前記ラインＣＣＤカメラの各素子に対する前記第１のＳ補正係数による補正後の出力値（Ｅ）と第２の目標値（Ｆ）とから第２のＳ補正係数（Ｇｉ＝Ｂｉ×Ｆ／Ｅ）を算出する第２のＳ補正係数算出ステップと、
前記照明調光後のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値（Ｄｉ）と前記ラインＣＣＤカメラの各素子に対する前記第２のＳ補正係数（Ｇｉ）による補正後の出力値（Ｈｉ＝Ｄｉ×Ｇｉ）と予め設定された％閾値とから欠陥検査を行うための閾値を設定する閾値設定ステップと
を有することを特徴とする欠陥検査の閾値設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続して走行する枚葉品の欠陥を検出する欠陥検査装置および欠陥検査の閾値設定方法に係わり、特に、幅方向、走行方向に複数枚にカットされた検査対象が走行する状態において、安定した検出感度を得る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続走行するシートの異物や汚れ、または疵などの欠陥を検査する種々の欠陥検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。これら欠陥検出装置は、ラインＣＣＤカメラによって検査対象のシートを撮像することにより画像データを取得し、この画像データに対して画像処理を施すことにより欠陥を検出するものである。ラインＣＣＤカメラの出力信号には、以下のようなばらつきが含まれている。すなわち、（１）レンズの中心／周辺の歪、（２）ラインＣＣＤカメラの素子間ばらつき、（３）照明装置内の明るさ斑、（４）ラインＣＣＤカメラのカメラ間のばらつき、（５）照明装置の自動調光精度、（６）ラインＣＣＤカメラの経時変化である。従来の欠陥検出装置においては、上記のばらつきを補正することにより、長期的な検査感度の安定を図っているのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９６２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、検査対象のシートが枚葉品である場合は、シートとシート範囲外でのカメラ出力の変化やシートエッジ部でのカメラ出力の変化が影響するため、従来技術による欠陥検査装置では、前述の（１）〜（６）のうち、（４）〜（６）の補正が困難であり、精度よい欠陥検査を行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、幅方向、走行方向に複数枚にカットされた検査対象のシートが走行する状態において、カメラの出力信号のばらつきの全ての補正を行うことで、長期的に安定した検出感度を得ることができる欠陥検査装置および欠陥検査の閾値設定方法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】
【０００６】
本発明は、検査対象が無い状態のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値（Ａｉ）と第１の目標値（Ｃ）とから各素子の第１のＳ補正係数（Ｂｉ＝Ｃ／Ａｉ）を算出する第１のＳ補正係数算出部と、検査対象が有る状態の前記ラインＣＣＤカメラの出力値が所定の範囲になるように照明光を調整する照明調光部と、前記検査対象が切り替わる毎に前記ラインＣＣＤカメラの各素子に対する前記第１のＳ補正係数による補正後の出力値（Ｅ）と第２の目標値（Ｆ）とから第２のＳ補正係数（Ｇｉ＝Ｂｉ×Ｆ／Ｅ）を算出する第２のＳ補正係数算出部と、前記照明調光後のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値（Ｄｉ）と前記ラインＣＣＤカメラの各素子に対する前記第２のＳ補正係数（Ｇｉ）による補正後の出力値（Ｈｉ＝Ｄｉ×Ｇｉ）と予め設定された％閾値とから欠陥検査を行うための閾値を設定する閾値設定部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明は、検査対象が無い状態のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値（Ａｉ）と第１の目標値（Ｃ）とから各素子の第１のＳ補正係数（Ｂｉ＝Ｃ／Ａｉ）を算出する第１のＳ補正係数算出ステップと、検査対象が有る状態の前記ラインＣＣＤカメラの出力値が所定の範囲になるように照明光を調整する照明調光ステップと、前記検査対象が切り替わる毎に前記ラインＣＣＤカメラの各素子に対する前記第１のＳ補正係数による補正後の出力値（Ｅ）と第２の目標値（Ｆ）とから第２のＳ補正係数（Ｇｉ＝Ｂｉ×Ｆ／Ｅ）を算出する第２のＳ補正係数算出ステップと、前記照明調光後のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値（Ｄｉ）と前記ラインＣＣＤカメラの各素子に対する前記第２のＳ補正係数（Ｇｉ）による補正後の出力値（Ｈｉ＝Ｄｉ×Ｇｉ）と予め設定された％閾値とから欠陥検査を行うための閾値を設定する閾値設定ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、幅方向、走行方向に複数枚にカットされた検査対象のシートが走行する状態において、長期的に安定した検出感度を得ることが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態による欠陥検査装置の配置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による欠陥検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】画像処理方法の一例を示す図である。
【図４】欠陥検出方法の動作を示すフローチャートである。
【図５】欠陥検出方法の処理タイミングを示す図である。
【図６】照明の自動調光方法を示す図である。
【図７】欠陥検出結果を示す図である。
【図８】欠陥検出結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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は同実施形態による欠陥検査装置の配置を示すブロック図である。検査対象のカットシートをカットする前の連続シート１は矢印の方向に走行する。切断部２において、連続シート１はカットシート４１、４２に切断される。カットシート４１は、幅がＷ１、長さがＶであり、カットシート４２は、幅がＷ２、長さがＶである。例えば、Ｗは５００〜２０００ｍｍ、走行方向の切断長Ｖは１〜２ｍである。カットシート４１、４２は、走行速度が数ｍ／分から数十ｍ／分であり、カットシート４１、４２の隙間ΔＷは数ｍｍ、カットシート４１、４２の走行方向の位置ずれΔＶは数ｍｍ〜数十ｍｍある。図１においては、連続するシート１を２分割して、カットシート４１、４２とする例を示しているが、これに限定するものではなく用途により１〜５分割するようにしてもよい。
【００１１】
カットシート４１、４２は、検査部５において欠陥検査を行い、ＮＧ（不良）と判定した場合は、ＯＫ／ＮＧ判定位置６でＮＧ信号を出力する。センサ３と検査部５間の距離はＬ１である。カットシート４１、４２の走行方向の間隔は走行速度により変わるため、センサ３により、検査部５にカットシート４１、４２が存在しているタイミングを確認しながら検査を行う。また、走行方向の枚数をカウントする。検査部５とＯＫ／ＮＧ判定位置６間の距離はＬ２である。ＯＫ／ＮＧ判定されたカットシート４１、４２は、ＯＫ／ＮＧ判定位置６において、ＯＫ（良）またはＮＧ（不良）の信号を出力することで、良品は積載部７へ搬送して積載し、不良品は排出部８へ搬送して排出することにより分別する。
【００１２】
次に、図２を参照して、欠陥検査装置の構成を説明する。図２は、欠陥検査装置の構成を示すブロック図である。カットシート４１、４２は、照明装置１０により照明され、その透過光をラインＣＣＤカメラ９で撮像する。ラインＣＣＤカメラ９の出力は、画像処理装置１１に入力され、欠陥検出を行う。制御ＰＣ１２は、画像処理装置１１、照明装置１０、シーケンサ１４を統括して制御する。画像処理装置１１において検出された欠陥が検出された場合、操作ＰＣ１３においてオペレータに見やすい形態で欠陥が検出されたことを表示するとともに、欠陥データを内部に保存する。ロータリエンコーダ１５は所定の分解能パルスを出力することで、カットシート４１、４２の速度に追従して走行分解能を一定にして画像処理装置１１に画像データを入力する。センサ３の信号はシーケンサ１４に入力され、検査タイミング、ＯＫ／ＮＧ出力タイミングを調整し、カットシート４１、４２の枚数をカウントする。
【００１３】
照明装置１０は蛍光灯を採用する。照明装置１０に用いるライン状照明装置には、蛍光灯、石英ロッド照明、光ファイバ照明、ＬＥＤ照明があり、検査対象、検出すべき欠陥の内容により適したものを選択する。また、検査幅により複数台を用いることがある。ラインＣＣＤカメラ９は、各種の素子数があるが、７４５０素子のものを採用し、分解能０．１ｍｍに設定する。ラインＣＣＤカメラ９の台数は、分解能と検査幅により決まる。画像処理装置１１は、株式会社メック製ＬＳＣ−４５０を使用する。制御ＰＣ１２は、リアルタイムＯＳが搭載されたコンピュータであり、照明装置１０、画像処理装置１１、シーケンサ１４との間で高速処理を行う。操作ＰＣ１３は、汎用パソコンであり、条件設定、検査中の画面の表示、検査結果の保存などを行う。
【００１４】
次に、図３を参照して、欠陥検査を行う際の画像処理方法について説明する。図３（ａ）は検査対象のシート無の場合のラインＣＣＤカメラ９の出力データの波形である。ラインＣＣＤカメラ９の最大出力値が飽和しないレベルの光量出力を行った後、ラインＣＣＤカメラ９の出力データを読み取る。ラインＣＣＤカメラ９の出力はばらつきがあるため、複数ラインのデータを入力後、平均化を行う。ラインＣＣＤカメラ９の出力値（Ａｉ：ｉは素子Ｎｏ）には、レンズの歪、素子のばらつき、照明斑などが含まれる。
【００１５】
図３（ｂ）は第１のＳ補正係数の値である。第１のＳ補正係数Ｂｉは、Ｂｉ＝Ｃ／Ａｉによって算出する。ここで、Ｃは目標値である。目標値Ｃは予め設定された値（例えば２４０）でもよいが、ラインＣＣＤカメラ９の出力値、例えば、指定素子範囲の平均値としてもよい。ラインＣＣＤカメラ９の出力値とＳ補正係数の積によって、ラインＣＣＤカメラ９のレンズの歪、素子のばらつき、照明斑などが補正可能である。
【００１６】
図３（ｃ）は、カットシート４１、４２とラインＣＣＤカメラ９の読取位置の関係を示している。図３（ｃ）ではカットシートが２枚の場合を示しているが、幅方向のカット枚数は条件により変更する場合がある。
【００１７】
図３（ｄ）は、照明装置１０の自動調光後のラインＣＣＤカメラ９の出力値（Ｄｉ）を示している。シートがない範囲とシートがある範囲の出力にはシートの透過率分の差がでる。シートがある範囲は、シートのスリット数、幅の条件を設定したときに分かるので、（Ｓ１〜Ｅ１）または（Ｓ２〜Ｅ２）から、シートがある範囲を選択する。照明装置１０の自動調光を行う場合は、シートがある範囲の平均出力値Ｄが、予め設定した調光上限値（Ｄｕ）と調光下限値（Ｄｄ）の範囲に入るように調光する。
【００１８】
図３（ｅ）はシートが有る状態の第１のＳ補正後のラインＣＣＤカメラ９の出力（Ｅｉ）である。ラインＣＣＤカメラ９の出力（Ｅｉ）には照明装置１０の調光上限値（Ｄｕ）と調光下限値（Ｄｄ）のばらつきが含まれている。また、照明装置１０が１台でラインＣＣＤカメラ９が複数台の構成の場合は、ラインＣＣＤカメラ９の感度差によりばらつきが発生する。
【００１９】
図３（ｆ）は第２のＳ補正係数の値である。図３（ｅ）の出力波形に含まれるばらつきを補正するため、第２のＳ補正係数ＧｉをＧｉ＝Ｂｉ×Ｆ／Ｅによって算出する。ここで、Ｆは目標値であり、Ｅは、図３（ｅ）に示す（Ｓ１〜Ｅ１）または（Ｓ２〜Ｅ２）の範囲の平均値である。
【００２０】
図３（ｇ）はシートが有る状態の第２のＳ補正後のラインＣＣＤカメラ９の出力（Ｈｉ＝Ｄｉ×Ｇｉ）である。地合部分のラインＣＣＤカメラの出力は目標値（Ｆ）でほぼ安定する。図３（ｇ）には、閾値（Ｌ、Ｍ）も示している。設定された明絶対閾値（Ｊ）、暗絶対閾値（Ｋ）に対して明％閾値（Ｌ＝Ｊ×Ｆ）、暗％閾値（Ｍ＝Ｋ×Ｆ）を設定する。図３（ｅ）に示す第２のＳ補正をシートが切り替わる毎に実施することで、経時変化を補正することができる。
【００２１】
次に、図４を参照して、図２に示す欠陥検査装置において、欠陥を検出するための閾値の設定を行う動作を説明する。図４は欠陥を検出するための閾値の設定を行う動作を示すフローチャートである。まず、制御ＰＣ１２は、開始信号が入力されているか、または検査開始スイッチＯＮであることを確認する（ステップＳ１）。続いて、制御ＰＣ１２は、照明装置１０に対して、ラインＣＣＤカメラ９の出力が飽和しないレベルとするための光量出力を行うように指示する信号を出力する（ステップＳ２）。続いて、画像処理装置１１は、ラインＣＣＤカメラ９の出力に基づき、ラインＣＣＤカメラ９の読取位置にシートがないことを確認し（ステップＳ３）、シートが無い状態においてラインＣＣＤカメラ９の出力を読取り、第１のＳ補正係数を算出する（ステップＳ４）。
【００２２】
次に、センサ３は、ラインＣＣＤカメラ９の読取位置にシートが有るか否かを検出し、検出結果をシーケンサ１４を介して、制御ＰＣ１２へ出力する。制御ＰＣ１２は、この検出結果に基づき、ラインＣＣＤカメラ９の読取位置にシートが有ることを確認する（ステップＳ５）。そして、制御ＰＣ１２は、照明装置１０の光量を制御して照明の自動調光を行う（ステップＳ６）。自動調光が行われた時点で、画像処理装置１１は、シートが有る状態においてラインＣＣＤカメラ９の出力を読取り、第２のＳ補正係数を求める（ステップＳ７）。
【００２３】
次に、制御ＰＣ１２は、検査終了になっているか確認し（ステップＳ８）、検査終了でなければ、画像処理装置１１は、次のシートが有ることを確認し（ステップＳ９）、検査を行う（ステップＳ１０）。そして、画像処理装置１１は、前述の動作（ステップＳ７）と同様に、現状のシートが有る状態の第２のＳ補正係数を求め（ステップＳ１１）、求めた結果がＯＫであるか、ＮＧであるかを確認する（ステップＳ１２）。この確認の結果、ＮＧの場合は、ＯＫ／ＮＧ判定位置６においてＮＧ信号を出力し、ステップＳ８に戻り、ＮＧで無い場合はステップＳ８に戻ることにより、シート毎に、ステップＳ８〜Ｓ１２の処理を行う。
【００２４】
次に、図５を参照して、欠陥検出の処理タイミングについて説明する。図５は、本発明の欠陥検出方法の処理タイミングを示す図である。図５（ａ）は、カットシートの走行方向の位置を示している。検査開始スイッチが押されると、開始信号が出力される（図５（ｂ））。このときの検査部５とカットシートの位置の関係は不定である。そして、シートがない位置まで待ってから、第１のＳ補正を行う（図５（ｃ））。続いて、シートが有る位置まで待ってから、照明の自動調光を行って（図５（ｄ））、閾値を設定する。ここまでは、検査開始時に１回実施するのみである。
【００２５】
次に、シート有りのＳ補正後の出力から第２のＳ補正係数を求め、シートの隙間で、第２のＳ補正を行って（図５（ｅ））、検査を行う（図５（ｆ））。検査範囲はシートの走行方向位置よりも少し広くしている。続いて、ＯＫ／ＮＧ判定位置６において、ＯＫ／ＮＧ出力を行う（図５（ｇ））。そして、図５（ｅ）〜（ｇ）を繰り返し、シートの検査を行う。
【００２６】
次に、図６を参照して、照明装置１０の自動調光方法について説明する。図６は、本発明の照明の自動調光方法を示す図である。照明の調光特性は光源の種類により変わる。図６は高周波点灯蛍光灯の調光特性の一例を示している。図６（ａ）は、制御ＰＣ１２から出力した制御値（ＤＡ＝０〜４０９５）により得られたラインＣＣＤカメラ９の出力値を示す図である。近似式はｙ＝−０．００００１ｘ２＋０．０８８０６ｘ＋７１である。図６（ｂ）は、図６（ａ）とは逆に、ラインＣＣＤカメラ９の出力を得るための制御値を示す図である。近似式は、ｙ＝０．０４３８ｘ２＋２．５４５３ｘ−３７５．９４である。これらの近似式は、照明の機種のより変わるため、実際に使用する蛍光灯で調光特性を測定し、近似式の係数を設定している。
【００２７】
自動調光は、検査開始直前に、ラインＣＣＤカメラ９の指定した素子範囲の平均出力値を求め、予め設定した上下限値内にあるか確認し、もし、上下限値の範囲外の場合は、図６（ｂ）の近似式により制御値を変更する。この処理により、ラインＣＣＤカメラ９の出力値が安定した状態で検査が可能となる。自動調光は、検査と同様、分解能パルスが入力されている間に行う。もし、シートの１枚の間に処理時間が不足する場合は、次のシートで継続して処理を行うことで処理を完了させた後、検査を開始する。
【００２８】
次に、図７、図８を参照して、欠陥検出結果について説明する。図７、図８は、本発明の欠陥検出結果を示す図である。図７は、欠陥検出した画像と波形を示す図である。画像の中心部に暗欠陥として検出した欠陥がある。検出した欠陥はシートの端に近いところにあるため、画像の上部はシート無であり、シートエッジは黒くなっている。波形は地合の出力があらかじめ設定した出力が安定して得られている。欠陥部のカメラ出力は透過率の低下に相当した値で低下している。
【００２９】
図８は、図７を２値化したものである。明欠陥（図示せず）は、シート外である。２値化された範囲は、欠陥とシートエッジである。シートエッジはシート外と接触しており、明暗を１つの欠陥として検出しているため、ＯＫと判定できる。欠陥はシートエッジと異なり暗部のみであるので、ＮＧと判定できる。
【００３０】
以上説明したように、検査対象が無い状態のラインＣＣＤカメラの各素子の出力値と目標値とから各素子のＳ補正係数を算出し、検査対象が有る状態のラインＣＣＤカメラの出力値が所定の範囲になるように照明光を調整し、ラインＣＣＤカメラの各素子に対する第１のＳ補正係数による補正後の出力値と目標値とから第２のＳ補正係数を算出し、ラインＣＣＤカメラの各素子に対する第２のＳ補正係数による補正後の出力値と予め設定された％閾値とから欠陥検査を行うための閾値を設定するようにしたため、幅方向、走行方向に複数枚にカットされた検査対象のシートが走行する状態において、長期的に安定した検出感度を得ることが可能になる。
【００３１】
なお、図１における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより欠陥検査をおこなうための閾値設定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００３２】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
連続して走行する枚葉品の欠陥を検出する欠陥検査を行う際に、特に、幅方向、走行方向に複数枚にカットされた検査対象が走行する状態において、安定した検出感度を得ることが不可欠な用途に適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・連続シート、２・・・切断部、３・・・センサ、４１、４２・・・カットシート、５・・・検査部、６・・・ＯＫ／ＮＧ判定位置、７・・・積載部、８・・・排出部、９・・・ラインＣＣＤカメラ、１０・・・照明装置、１１・・・画像処理装置、１２・・・制御ＰＣ、１３・・・操作ＰＣ、１４・・・シーケンサ、１５・・・ロータリエンコーダ
【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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【図８】
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