(57)【要約】【課題】欠陥の検出精度を向上させる。【解決手段】光源から被検査物に対して、可視光と、不可視光と、を照射する照射工程と、被検査物で反射するか又は被検査物を透過する可視光及び不可視光を夫々受光し、夫々の受光量に応じた撮像データを夫々生成するデータ生成工程と、撮像データが変動した領域における該撮像データが変動した度合いを、可視光と、不可視光と、で比較した結果が、予め記憶されている欠陥とされる範囲内に属している場合には、欠陥と判定する判定工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から被検査物に対して、可視光と、不可視光と、を照射する照射工程と、
被検査物で反射するか又は被検査物を透過する可視光及び不可視光を夫々受光し、夫々の受光量に応じた撮像データを夫々生成するデータ生成工程と、
前記撮像データが変動した領域における該撮像データが変動した度合いを、可視光と、不可視光と、で比較した結果が、予め記憶されている欠陥とされる範囲内に属している場合には、欠陥と判定する判定工程と、
を含んで構成される欠陥検査方法。
【請求項２】
前記不可視光は、赤外光または紫外光の少なくとも一方である請求項１に記載の欠陥検査方法。
【請求項３】
前記データ生成工程において生成された撮像データを、予め撮像した欠陥のない被検査物の撮像データで除算した値である除算値を、前記撮像データが変動した度合いとして可視光及び不可視光で夫々求め、
前記判定工程において、可視光の前記除算値と、不可視光の前記除算値と、の差を、予め記憶されている欠陥の種類毎の値と比較することで、欠陥の種類を判別する請求項１または２に記載の欠陥検査方法。
【請求項４】
前記照射工程において前記赤外光を照射する場合には、長波長側よりも短波長側の可視光を照射する請求項２に記載の欠陥検査方法。
【請求項５】
前記照射工程において前記紫外光を照射する場合には、短波長側よりも長波長側の可視光を照射する請求項２に記載の欠陥検査方法。
【請求項６】
可視光の前記除算値と、不可視光の前記除算値と、の差が閾値以下である場合には、金属を含んだ欠陥であると判定する請求項３に記載の欠陥検査方法。
【請求項７】
Ｓｉ系の半導体受光素子で可視光及び不可視光を夫々受光する請求項１から６の何れか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項８】
一台のカメラに、可視光及び不可視光を受光する素子を夫々備える請求項１から７の何れか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項９】
可視光と不可視光とを分光素子で分光して、可視光及び不可視光を夫々受光する請求項１から８の何れか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記光源が、波長領域に制限のある光源である請求項１から９の何れか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記光源から照射する光を波長フィルタに通して、波長領域を制限する請求項１から１０の何れか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１２】
光源から被検査物に対して、可視光と、不可視光と、を照射する照射部と、
被検査物で反射するか又は被検査物を透過する可視光及び不可視光を夫々受光し、夫々の受光量に応じた撮像データを夫々生成するデータ生成部と、
前記撮像データが変動した領域における該撮像データが変動した度合いを、可視光と、不可視光と、で比較した結果が、予め記憶されている欠陥とされる範囲内に属している場合には、欠陥と判定する判定部と、
を備える欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の欠陥を検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状物品をカメラで撮像して得たＲＧＢ画像を使用して、シート状物品の欠陥を判定することができる。そして、複数の異なる色領域を有する検査板上を通過させたシート状物品のＲＧＢ画像データから、Ｒ成分画像，Ｇ成分画像，Ｂ成分画像を合成した合成画像を取得し、当該合成画像の変色領域の色が予め記憶した欠陥種別の設定パラメータの範囲に属するかにより欠陥種別を判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術によれば、色の再現性に幅（ばらつき、色ムラおよび／または色あせ）のあるシート状物品における汚れ、破れ、形状不良等の欠陥検査において、模様を欠陥と判定せず、かつ、黒汚れ、非黒よごれおよび破れの判別が可能となる。
【０００３】
しかし、可視光領域のＲＧＢ画像データで欠陥を判定しているため、シート材と色が似ている欠陥や、透明な欠陥は検出が困難となる。例えば、暗い色の紙の上に付着している金属粉の検出や、水や油など透明な液体の検出は困難である。
【０００４】
また、可視光領域のＲＧＢ画像データで欠陥を判定すると、色が似ている欠陥を種別することが困難となる。例えば、鉄などの黒い金属粉と、濃い色の油と、を判別することは困難である。また、アルミニウムなどの明るい金属粉と、薄い色の油と、の判別も困難である。さらに、水と、透明な油と、の判別も困難となる。
【０００５】
一方、見た目が似ている場合であっても、被検査物の機能に与える影響が異なる場合もある。例えば二次電池に使用されるセパレータでは、多少の汚れがあっても問題とはならないが、金属が混入していると電気が導通する虞がある。このため、汚れは欠陥と判定する必要はないが、金属は欠陥と判定する必要がある。したがって、色が似ている金属粉と汚れとを判別する要求がある。また、被検査物に水が付着していても、その後に蒸発すれば問題とならない場合には、水が付着していても欠陥と判定する必要はない。しかし、被検査物に蒸発し難い油が付着している場合には、欠陥と判定する必要が生じる。したがって、色が似ている水と透明な油とを判別する要求もある。
【０００６】
このように、被検査物の欠陥の種類によっては許容される場合もあるため、欠陥の種類を判別することが望ましい。しかし、可視光領域のＲＧＢ画像データだけでは、この判別は困難である。したがって、欠陥として検出しなくてもよい場合であっても、欠陥として検出される虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２５６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、欠陥の検出精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために本発明による欠陥検査方法は、
光源から被検査物に対して、可視光と、不可視光と、を照射する照射工程と、
被検査物で反射するか又は被検査物を透過する可視光及び不可視光を夫々受光し、夫々の受光量に応じた撮像データを夫々生成するデータ生成工程と、
前記撮像データが変動した領域における該撮像データが変動した度合いを、可視光と、不可視光と、で比較した結果が、予め記憶されている欠陥とされる範囲内に属している場合には、欠陥と判定する判定工程と、
を含んで構成される。
【００１０】
ここで、物質に可視光領域の波長の光、及び不可視光領域の波長の光を照射したときの各波長の光の吸収率は、物質毎に異なる。このため、可視光領域の波長の光と、不可視光領域の波長の光とを物質に照射したときの反射光または透過光の強さは、物質毎及び光の波長毎に異なる。すなわち、可視光領域の波長の光と、不可視光領域の波長の光と、を被検査物に対して照射したときの反射光または透過光の強さは、欠陥が存在しているときには、その欠陥に応じた強さになる。このため、被検査物に欠陥が存在しない場合の撮像データと、被検査物に欠陥が存在する場合の撮像データとには、差が生じる。すなわち、被検査物に欠陥が存在すると、撮像データが変動する。そして、この撮像データの変動の度合いは、物質毎及び光の波長毎に異なる。このため、可視光領域の波長の光の撮像データの変動の度合いと、不可視光領域の波長の光の撮像データの変動の度合いと、を比較した結果は、欠陥の有無及び欠陥の種類に応じて変わる。したがって、各波長の光の撮像データの変動の度合いを比較した結果を、欠陥の種類に応じて予め記憶しておけば、欠陥の有無及び欠陥の種類の判別が可能となる。また、例えば、被検査物の色と似たような色の欠陥であって可視光だけでは判別できないような欠陥の種類を、不可視光を併用することで判別できる。したがって、欠陥があったとしても許容される欠陥の場合には、欠陥が存在しないと判定することもできる。
【００１１】
また、本発明においては、前記不可視光は、赤外光または紫外光の少なくとも一方であってもよい。これらの波長の光を用いれば、物質の種類によっては撮像データがより顕著に変動するので、見た目では判断できないような欠陥をより正確に検出することが可能となる。
【００１２】
また、本発明においては、前記データ生成工程において生成された撮像データを、予め撮像した欠陥のない被検査物の撮像データで除算した値である除算値を、前記撮像データが変動した度合いとして可視光及び不可視光で夫々求め、
前記判定工程において、可視光の前記除算値と、不可視光の前記除算値と、の差を、予め記憶されている欠陥の種類毎の値と比較することで、欠陥の種類を判別してもよい。
【００１３】
このように欠陥のない撮像データを基準として求めた夫々の比（除算値）を比較することにより、光源の光量の変動、欠陥毎の透過率または反射率の違い、被検査物の透過率または反射率の違いによる誤差を低減することができる。これにより、外乱の影響や、欠陥または被検査物の変化の影響を受け難くすることができるので、欠陥の判定精度を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記照射工程において前記赤外光を照射する場合には、長波長側よりも短波長側の可視光を照射してもよい。
【００１５】
また、本発明においては、前記照射工程において前記紫外光を照射する場合には、短波長側よりも長波長側の可視光を照射してもよい。
【００１６】
すなわち、波長の差がより大きな光によれば、欠陥に対する撮像データの変動の度合いの差がより顕著に表れるため、欠陥の判定精度を向上させることができる。なお、長波長
側よりも短波長側の可視光とは、可視光領域の中心となる波長よりも短い波長の可視光としてもよく、可視光の中のＢ成分としてもよい。また、短波長側よりも長波長側の可視光とは、可視光領域の中心となる波長よりも長い波長の可視光としてもよく、可視光の中のＲ成分としてもよい。
【００１７】
また、本発明においては、可視光の前記除算値と、不可視光の前記除算値と、の差が閾値以下である場合には、金属を含んだ欠陥であると判定してもよい。
【００１８】
ここで、照射される光が可視光領域または不可視光領域の波長の光であっても、金属であれば、撮像データが同じように変動する。すなわち、撮像データの変動の度合いの差が小さい。このため、撮像データの変動の度合いの差が閾値以下である場合には、金属を含んだ欠陥であると判定することができる。この閾値は、欠陥に金属が含まれているときの撮像データの変動の度合いの差の上限値である。また、金属の種類によって、撮像データの変動の度合いが変わるので、撮像データの変動の度合いに応じて、金属の種類を判別することができる。
【００１９】
また、本発明においては、Ｓｉ系の半導体受光素子で可視光及び不可視光を夫々受光することができる。Ｓｉ系の半導体受光素子によれば、赤外光、可視光、紫外光を受光することができる。また、安価に多画素が可能となるため、広範囲の計測や高速での計測が可能となる。
【００２０】
また、本発明においては、一台のカメラに、可視光及び不可視光を受光する素子を夫々備えてもよい。このようにすることで、装置の小型化が可能となる。
【００２１】
また、本発明においては、可視光と不可視光とを分光素子で分光して、可視光及び不可視光を夫々受光してもよい。このようにすることで、各波長の光の撮像位置の違いを修正するための位置合わせが不要となるので、処理の簡素化が可能となる。
【００２２】
また、本発明においては、前記光源が、波長領域に制限のある光源であってもよい。
【００２３】
また、本発明においては、前記光源から照射する光を波長フィルタに通して、波長領域を制限してもよい。
【００２４】
このように、波長領域を制限することにより、物質との相互作用がより顕著な波長の光を用いることができるので、欠陥の判定精度を向上させることができる。
【００２５】
また、上記課題を達成するために本発明による欠陥検査装置は、
光源から被検査物に対して、可視光と、不可視光と、を照射する照射部と、
被検査物で反射するか又は被検査物を透過する可視光及び不可視光を夫々受光し、夫々の受光量に応じた撮像データを夫々生成するデータ生成部と、
前記撮像データが変動した領域における該撮像データが変動した度合いを、可視光と、不可視光と、で比較した結果が、予め記憶されている欠陥とされる範囲内に属している場合には、欠陥と判定する判定部と、
を備える。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、欠陥の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１に係る欠陥検査装置のブロック図である。
【図２】各信号処理部で処理された後の画素と反射比との関係を示した図である。
【図３】図２に示した各信号を重ね合わせた図である。
【図４】欠陥が水である場合の画素と反射比との関係を示した図である。
【図５】欠陥が金属である場合の画素と反射比との関係を示した図である。
【図６】実施例１に係る欠陥の種類を判別するフローを示したフローチャートである。
【図７】実施例２に係る欠陥検査装置のブロック図である。
【図８】実施例３に係る欠陥検査装置のブロック図である。
【図９】実施例３に係るセンサの配置を示した図である。
【図１０】実施例４に係る欠陥検査装置のブロック図である。
【図１１】実施例４に係るカメラの内部構造を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２９】
（実施例１）
図１は、本実施例に係る欠陥検査装置１のブロック図である。欠陥検査装置１は、被検査物２に可視光を照射する可視光源３１と、被検査物２に紫外光または赤外光の少なくとも一方を照射するＩＲ／ＵＶ光源３２と、被検査物２に反射した可視光を受光する可視光カメラ４１と、被検査物２に反射した紫外光または赤外光を受光するＩＲ／ＵＶ光カメラ４２と、可視光カメラ４１及びＩＲ／ＵＶ光カメラ４２が受光した光を処理して欠陥の検出及び欠陥の種類を判別する処理装置５と、を備えて構成されている。
【００３０】
被検査物２は、例えばシート状に形成されており、図１の矢印方向に搬送されている。なお、被検査物２は、シート状である必要はない。被検査物２には、紙、フィルム、樹脂、セルロース等を例示できる。また、被検査物２は、二次電池に使用するセパレータ、液晶に使用される光学シート等であってもよい。なお、本実施例においては、光源３及びカメラ４を固定し、被検査物２を移動させているが、これに代えて、被検査物２を固定し、光源３及びカメラ４を移動させてもよい。
【００３１】
欠陥検査装置１は、可視光源３１及びＩＲ／ＵＶ光源３２から被検査物２に照射された光の反射光を可視光カメラ４１及びＩＲ／ＵＶ光カメラ４２で受光することにより得られる画像に基づいて欠陥を抽出する。さらに、欠陥の種類を判別する。欠陥検査装置１は、異物、穴、しわ、むら等を欠陥として検出することができる。
【００３２】
なお、可視光源３１とＩＲ／ＵＶ光源３２とを区別しない場合には、単に「光源３」と称する。また、可視光カメラ４１とＩＲ／ＵＶ光カメラ４２とを区別しない場合には、単に「カメラ４」と称する。光源３には、ＬＥＤ等の波長領域が制限されたものを用いるか、または、波長フィルタを用いて波長領域を制限したものを用いることができる。そして、物質との相互作用がより顕著な波長を用いることで欠陥の検出や欠陥種別の判定精度を向上させる。なお、本実施例においては、可視光源３１とＩＲ／ＵＶ光源３２とが、本発明における照射部に相当する。また、本実施例においては、可視光源３１とＩＲ／ＵＶ光源３２とにより被検査物２に光を照射することが、本発明における照射工程に相当する。
【００３３】
カメラ４は、例えば４０９６個の受光素子を直列に配置したＣＣＤイメージセンサを備えて構成されている。夫々の受光素子では、受光量に応じて光が電荷に変換される。このため、欠陥に反射した光が結像する箇所の受光素子では、他の受光素子に対して、電荷の
量が小さくなる。なお、本実施例では、可視光カメラ４１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分用の３つのＣＣＤイメージセンサを備えている。また、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２は、赤外光または紫外光の少なくとも一方を検出するＣＣＤイメージセンサを備えている。各受光素子から出力される電荷は、撮像データとして処理装置５に入力される。そして、本実施例においては、可視光カメラ４１、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２が、本発明におけるデータ生成部に相当する。また、本実施例においては、可視光カメラ４１、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２により撮像データを生成することが、本発明におけるデータ生成工程に相当する。
【００３４】
なお、本実施例では、被検査物２の幅全体をカメラ４で撮像可能なように、被検査物２の幅に合わせて、被検査物２の幅方向に複数のカメラ４を備えることができる。また、可視光カメラ４１とＩＲ／ＵＶ光カメラ４２とは、搬送方向にずれて配置されている。
【００３５】
また、処理装置５には、可視光カメラ４１から出力される撮像データをＲＧＢの成分毎に夫々処理する、Ｒ信号処理部５１、Ｇ信号処理部５２、Ｂ信号処理部５３と、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２から出力される撮像データを処理するＩＲ／ＵＶ信号処理部５４と、が備わる。Ｒ信号処理部５１はＲ成分の信号（Ｒ信号）を処理し、Ｇ信号処理部５２はＧ成分の信号（Ｇ信号）を処理し、Ｂ信号処理部５３はＢ成分の信号（Ｂ信号）を処理し、ＩＲ／ＵＶ信号処理部５４は赤外光または紫外光の信号（ＩＲ／ＵＶ光信号）を処理する。この処理により、受光素子（画素）毎の反射比が求められる。
【００３６】
ここで、反射比とは、各受光素子の電荷（撮像データ）を、予め求めておいた欠陥がないときの各受光素子の電荷（撮像データ）で除算した値である。すなわち、欠陥のない被検査物２の撮像データを予め求めておき、この値に対する、欠陥判定時の撮像データの比を、反射比とする。「予め求めておいた欠陥がないときの各受光素子の電荷」は、撮像を複数回行ったときの各受光素子の電荷の平均値としてもよい。この反射比は、受光量の減少度合いが大きいほど、小さな値となり、撮像データが変動した度合いと相関関係にある。そして、欠陥が無い場合には、反射比は１に近い値となる。反射比は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、ＩＲ／ＵＶ光信号の夫々について算出される。なお、本実施例においては反射比が、本発明における除算値に相当する。
【００３７】
ここで、図２は、各信号処理部５１，５２，５３，５４で処理された後の画素と反射比との関係を示した図である。横軸は画素であり、縦軸は反射比である。欠陥が結像する箇所の画素では、反射比が低下する。そして、この低下の度合いは、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号，ＩＲ／ＵＶ光信号で夫々異なる。なお、被検査物２に欠陥が存在しない場合であっても、被検査物２の表面の凹凸等の影響により、反射比は各画素で若干異なる。
【００３８】
また、処理装置５は、可視光カメラ４１から得られる反射比と、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２から得られる反射比と、の位置合わせを行う位置合わせ処理部５５を備えている。ここで、可視光カメラ４１と、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２とは、被検査物２の搬送方向にずれて配置されているため、可視光カメラ４１で撮像された箇所が、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２で撮像される位置に到達するまでには時間がかかる。可視光カメラ４１とＩＲ／ＵＶ光カメラ４２とから得られる同じ個所の反射比を比較するために、位置合わせ処理部５５は、可視光カメラ４１の反射比と、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２の反射比と、の位置合わせを行う。
【００３９】
ここで、被検査物２の搬送速度と、可視光カメラ４１からＩＲ／ＵＶ光カメラ４２までの距離と、は予め設定されているため、これらの値に基づいて、可視光カメラ４１で撮像された箇所が、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２で撮像されるまでの時間遅れを算出することができる。すなわち、この時間遅れ分だけデータをずらすことにより、位置合わせを行うことができる。同様に、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号で夫々別の箇所を撮像している場合や、紫外光及び赤外光で夫々別の箇所を撮像している場合には、これらの位置合わせを行う。
【００４０】
また、処理装置５は、欠陥を検出する欠陥検出部５６と、欠陥の大きさの閾値を記憶する検出閾値記憶部５６Ａと、を備えている。この閾値は、欠陥として検出する必要のある大きさの下限値として予め記憶されている。この閾値は、被検査物２の種類やユーザのニーズ等によって決まる。
【００４１】
ここで、欠陥があったとしても欠陥が小さい場合には、許容される場合もある。この許容される範囲を超えるときの欠陥の大きさを閾値として設定する。つまり、欠陥検出部５６は、欠陥の大きさが閾値以上の場合に欠陥が存在すると判定し、欠陥の大きさが閾値未満の場合には欠陥がないものと判定する。欠陥の大きさは、反射比の低下量や、反射比が低下した画素数となって表れる。例えば、図２に示した波形に基づいて欠陥の大きさを求めることができる。なお、何れかの反射比が閾値以下となる場合に、欠陥として検出してもよい。また、何れかの反射比が閾値以下となる画素が閾値以上の場合に、欠陥として検出してもよい。
【００４２】
また、処理装置５は、欠陥が検出されたときに欠陥の種類を判別する判定部５７と、欠陥の種類を判別するための閾値を記憶する判定閾値記憶部５７Ａを備えている。判定部５７は、各信号処理部５１，５２，５３，５４で処理された画素と反射比との関係に基づいて、欠陥の種類を判別する。そして、欠陥の有無及び欠陥の種類が出力部５８から出力される。なお、本実施例では、判定部５７により欠陥の種類を判別することが、本発明における判定工程に相当する。
【００４３】
ここで、図３は、図２に示した各信号を重ね合わせた図である。このように、各信号の反射比の低下の度合いは夫々異なる。そして、各信号の反射比の低下の度合いは、物質毎に特有の値となる。ここで、例えば、紫外光の波長は、分子や原子の結合エネルギと近いために物質に吸収されやすい。また、紫外光の波長は比較的短いので、散乱しやすい。一方、赤外光の波長は、分子の振動エネルギと近いために物質に吸収されやすい。また、赤外光の波長は比較的長いので、散乱し難い。これら各波長の光と物質との相互作用を利用することで、欠陥の種類を判別することができる。
【００４４】
例えば、図４は、欠陥が水である場合の画素と反射比との関係を示した図である。欠陥が結像する画素の反射比は、他の画素の反射比と比較して低くなるが、この低下量（低下率としてもよい。）は、可視光と赤外光または紫外光（以下、ＩＲ／ＵＶ光ともいう）とで異なる。したがって、水が結像する画素では、可視光の反射比と、赤外光（ＩＲ光）の反射比とで差が生じる。
【００４５】
この可視光の反射比と、ＩＲ／ＵＶ光の反射比との差は、物質に特有のものである。すなわち、物質に可視光とＩＲ／ＵＶ光とを夫々照射したときには、夫々の光の吸収率が物質毎に異なるため、夫々の光が物質で反射する割合、及び、夫々の光が物質を透過する割合が物質毎に異なる。このため、欠陥が結像する画素においては、可視光及びＩＲ／ＵＶ光の反射比が、欠陥を形成している物質に応じた値となる。
【００４６】
したがって、可視光の反射比と、ＩＲ／ＵＶ光の反射比と、の差を、混入する虞のある物質毎に予め実験または計算等により求めておけば、この反射比の差に基づいて、欠陥の種類を判別することができる。
【００４７】
また、図５は、欠陥が金属である場合の画素と反射比との関係を示した図である。欠陥が金属の場合には、可視光の反射比とＩＲ／ＵＶ光の反射比とがほとんど同じになるため、両反射比の差が小さい。このため、可視光の反射比とＩＲ／ＵＶ光の反射比との差（差の絶対値としてもよい。）が閾値以下の場合には、欠陥が金属であると判別することがで
きる。この閾値は、予め実験等により求めることができる。また、金属の種類によって反射比が変わるため、反射比に基づいて金属の種類を判別することができる。例えば、被検査物２が電気を絶縁するシートの場合には、汚れがあっても電気の導通を遮断できれば問題はないが、シートに金属が混入していると電気が導通するので問題となる。したがって、欠陥が金属であるか否かを判定することができれば、汚れを許容することができ、金属のみを欠陥として検出することができる。
【００４８】
このように、可視光の反射比とＩＲ／ＵＶ光の反射比との差に応じて欠陥の種類を判別することができる。ここで、反射比の差を用いることにより、被検査物２や欠陥の状態の影響や、光量の変動の影響を小さくすることができる。例えば、被検査物２の色や欠陥の色によって、受光素子の受光量が変わる。また、光量が変動すれば、受光素子の受光量が変わるため、欠陥がなくても反射比が変動する。このように、可視光及びＩＲ／ＵＶ光の反射比は、欠陥が無くても変化し得る。これに対し、可視光の反射比とＩＲ／ＵＶ光の反射比との差をとることにより、光量の変動等による各受光素子の受光量の変化分を打ち消すことができる。すなわち、被検査物２の色や表面の状態の影響、及び光量の変動の影響を小さくすることができるため、欠陥の検出精度及び欠陥の種別の判別精度を向上させることができる。
【００４９】
なお、可視光の反射比とＩＲ／ＵＶ光の反射比の差に代えて、比を用いて、欠陥の種類を判別してもよい。
【００５０】
また、可視光は、Ｒ成分，Ｇ成分，Ｂ成分の中の何れか１つまたは２つだけを用いて欠陥の種類を判別してもよい。また、赤外光または紫外光の一方または両方を用いて欠陥の種類を判別してもよい。また、Ｒ成分，Ｇ成分，Ｂ成分の中の何れか１つと、赤外光または紫外光の一方と、を選択するときに、波長の差が大きくなるような組み合わせを選択するとよい。例えば、波長の短い紫外光と組み合わせるのは、可視光の中でも波長の長いＲ成分とし、波長の長い赤外光と組み合わせるのは、可視光の中でも波長の短いＢ成分とする。これにより、欠陥の反射比の差がより顕著に表れるので、判定精度を高めることができる。
【００５１】
また、カメラ４の受光素子には、Ｓｉ（シリコン）系の半導体を用いるとよい。Ｓｉ系の半導体受光素子を用いれば、紫外光、可視光、赤外光を何れも検出することができる。また、多画素化が可能であり、広範囲又は高速な計測が可能となり、コストも低く抑えることもできる。
【００５２】
次に、図６は、本実施例に係る欠陥の種類を判別するフローを示したフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ１０１では、カメラ４により被検査物２が撮像され、このデータが処理装置５に取り込まれる。
【００５４】
ステップＳ１０２では、カメラ４から出力される信号が、Ｒ信号処理部５１、Ｇ信号処理部５２、Ｂ信号処理部５３、ＩＲ／ＵＶ信号処理部５４の夫々において処理される。そして、各信号処理部は、各画素に対する反射比を算出する。
【００５５】
ステップＳ１０３では、各信号処理部により処理されたデータの位置合わせが行われる。位置合わせ処理部５５は、被検査物２の搬送速度、各カメラ４の距離に基づいて、位置合わせを行う。
【００５６】
ステップＳ１０４では、欠陥検出部５６による欠陥の検出が行われる。例えば、欠陥検
出部５６は、欠陥の大きさが、検出閾値記憶部５６Ａにより記憶されている閾値以上のときに、欠陥として検出する。また、例えば、何れかの反射比が検出閾値記憶部５６Ａにより記憶されている閾値以下のときに、欠陥として検出してもよい。
【００５７】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４において欠陥が検出されたか否か判定される。ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合には、ステップＳ１０６へ進む。一方、ステップＳ１０５で否定判定なされた場合には、欠陥がないものとして本ルーチンを終了させる。
【００５８】
ステップＳ１０６では、判定部５７により欠陥の種類が判別される。判定部５７は、可視光の反射比と、ＩＲ／ＵＶ光の反射比との差と、判定閾値記憶部５７Ａに記憶されている閾値と、を比較することにより、欠陥を種別する。例えば、可視光の反射比と、ＩＲ／ＵＶ光の反射比と、の差が閾値以下の場合には、欠陥が金属であると判定する。そして、予め記憶されている金属毎の反射比に基づいて、金属の種類を判別する。また、例えば、油に対して水は、赤外光を吸収しやすいため、可視光のＢ成分の反射比と赤外光の反射比との差が比較的大きくなることを利用して、油と水とを判別することができる。また、判定閾値記憶部５７Ａに、可視光とＩＲ／ＵＶ光との反射比の差と、物質と、の関係を記憶させておき、この関係にしたがって物質を特定してもよい。
【００５９】
ステップＳ１０７では、欠陥を検出したこと及び欠陥の種類が出力部５８から出力される。このときには、例えば、欠陥の画像を出力してもよい。また、欠陥の存在する位置及び欠陥の種類を記憶したり、欠陥が存在する位置に印を付けたりしてもよい。さらに、欠陥が存在するときに警報を発したり、欠陥が存在することや欠陥の種類をディスプレイに表示したりしてもよい。また、ステップＳ１０６において判別された欠陥の種類が、許容されるものであれば、欠陥が無いと出力される。
【００６０】
以上説明したように、本実施例によれば、被検査物２の欠陥を検出し、且つ、欠陥の種類を判別することができる。そして、可視光のみでは検出できない欠陥を、紫外光または赤外光による物質との相互作用を利用して検出することができる。また、被検査物２と似たような色の欠陥であって可視光だけでは判別できないような欠陥の種類を、不可視光を併用することで判別できる。さらに、Ｓｉ系の半導体受光素子を用いることにより、紫外光、可視光、赤外光を何れも検出することができる。また、多画素化が可能であり、広範囲又は高速な計測が可能となり、コストも低く抑えることもできる。また、正常な箇所を基準として反射比を算出し、この反射比を可視光とＩＲ／ＵＶ光とで比較することにより、光量の変動や欠陥毎の反射比の違いによる誤差を低減することができる。したがって、外乱や欠陥の状態の変化に影響され難い。
【００６１】
（実施例２）
図７は、本実施例に係る欠陥検査装置１のブロック図である。本実施例は、光源３が、カメラ４に対して被検査物２の反対側に備わる点で、実施例１と相違する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
【００６２】
本実施例では、被検査物２における可視光と、紫外光または赤外光と、の透過比に基づいて、欠陥の検出及び欠陥種別の判定を実施する。ここで、透過比とは、各受光素子の電荷（撮像データ）を、予め求めておいた欠陥がないときの各受光素子の電荷（撮像データ）で除算した値である。すなわち、欠陥のない被検査物２の撮像データを予め求めておき、この値に対する、欠陥判定時の撮像データの比を、透過比とする。「予め求めておいた欠陥がないときの各受光素子の電荷」は、撮像を複数回行ったときの各受光素子の電荷の平均値としてもよい。この透過比は、受光量の減少度合いが大きいほど、小さな値となり、撮像データが変動した度合いと相関関係にある。そして、欠陥が無い場合には、透過比
は１に近い値となる。透過比は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、ＩＲ／ＵＶ光信号の夫々について算出される。なお、本実施例においては透過比が、本発明における除算値に相当する。
【００６３】
可視光、紫外光、赤外光の透過比は、実施例１で説明した反射比と同じように、物質毎に異なる。このため、欠陥が結像する箇所の画素では、可視光とＩＲ／ＵＶ光とで透過比に差が生じる。この差は、物質に特有の値となる。すなわち、物質に可視光とＩＲ／ＵＶ光とを照射したときには、該物質における夫々の光の吸収率が物質毎に異なるため、夫々の光が物質を通り抜ける割合が物質毎に異なる。
【００６４】
したがって、可視光の透過比と、ＩＲ／ＵＶ光の透過比と、の差を、混入する虞のある物質毎に予め実験または計算等により求めておけば、この透過比の差に基づいて、欠陥の種類を判別することができる。
【００６５】
なお、被検査物２の種類や混入し得る物質の種類に応じて、透過比または反射比のどちらで欠陥の種類を判別するのか決定してもよい。例えば、どちらを用いるのがより適当なのかを、実験等により求めてもよい。また、例えば、被検査物２が薄い場合には透過比を用い、厚い場合には反射比を用いるというように、被検査物２の厚さに応じて選択してもよい。また、透過光及び反射光の両方を用いてもよい。
【００６６】
（実施例３）
図８は、本実施例に係る欠陥検査装置１のブロック図である。本実施例では、カメラ４が１台のみ備わる。この１台のカメラ４で、実施例１に係る可視光カメラ４１と、ＩＲ／ＵＶ光カメラ４２とを兼ねている。すなわち、本実施例に係るカメラ４は、Ｒ，Ｇ，Ｂの少なくとも１成分を計測する受光素子及び赤外光または紫外光の少なくとも一方を計測する受光素子を備えている。そして、可視光源３１と、ＩＲ／ＵＶ光源３２とは、同じ個所に光を照射する。その他の装置等は実施例１と同じため、説明を省略する。
【００６７】
ここで、図９は、センサの配置を示した図である。Ｒは、可視光の中のＲ成分を検出し、Ｇは、可視光の中のＧ成分を検出し、Ｂは、可視光の中のＢ成分を検出し、ＩＲ／ＵＶは、赤外光または紫外光を検出するセンサである。Ｒ，Ｇ，Ｂ，ＩＲ／ＵＶの各センサは、搬送方向にずれて配置される。このため、実施例１と同様に、各センサの出力信号の位置合わせが必要となる。このようなカメラ４を使用することにより、装置の小型化が可能となる。
【００６８】
（実施例４）
図１０は、本実施例に係る欠陥検査装置１のブロック図である。また、図１１は、カメラ４の内部構造を示した図である。Ｒは、可視光の中のＲ成分を検出し、Ｇは、可視光の中のＧ成分を検出し、Ｂは、可視光の中のＢ成分を検出し、ＩＲ／ＵＶは、赤外光または紫外光を検出するセンサである。本実施例は、カメラ４が１台備わる点で実施例３と同じであるが、分光素子４３を用いて可視光及びＩＲ／ＵＶ光を分光した後に、夫々の受光素子で計測する点で実施例３と相違する。
【００６９】
すなわち、本実施例では、同じ方向に進む光を分光素子４３で分光して各センサで受光させるため、被検査物２の同じ位置から反射した可視光及びＩＲ／ＵＶ光を１台のカメラ４で撮像することができる。そして、同じ位置のデータを同時に得ることができるので、位置合わせが必要ない。このため、前記実施例１−３で必要とされる位置合わせ処理部５５が必要ない。その他の装置等は実施例３と同じため、説明を省略する。
【００７０】
このようなカメラ４を使用することにより、位置合わせの必要がなくなるので、処理の
簡略化が可能となる。また、位置合わせの精度の影響を受けることがない。
【符号の説明】
【００７１】
１     欠陥検査装置
２     被検査物
５     処理装置
３１   可視光源
３２   ＩＲ／ＵＶ光源
４１   可視光カメラ
４２   ＩＲ／ＵＶ光カメラ
４３   分光素子
５１   Ｒ信号処理部
５２   Ｇ信号処理部
５３   Ｂ信号処理部
５４   ＩＲ／ＵＶ信号処理部
５５   位置合わせ処理部
５６   欠陥検出部
５６Ａ 検出閾値記憶部
５７   判定部
５７Ａ 判定閾値記憶部
５８   出力部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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