(57)【要約】【課題】複雑な表面形状の表面欠陥であっても、凹形状の欠陥と凸形状の欠陥の識別が可能な欠陥検査装置及び欠陥検出方法を提供する。【解決手段】演算手段１０によって、被検査物２の各照射位置での輝度信号波形から所定の大きさを超えた表面欠陥の有無を特定し、表面欠陥がある場合には、表面欠陥の範囲において、輝度信号波形での輝度の極大値及び極小値をそれぞれ算出し、輝度信号波形内で、隣接する極大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較し、絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の変化から、表面欠陥の種類を判別する。【選択図】図１３
2015225042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状に広がりをもった被検査物の表面欠陥を検査する欠陥検査装置において、
被検査物を所定の方向に搬送する搬送手段と、
前記被検査物の表面に対して光を照射する光照射手段と、
前記照射手段から照射された光の被検査物の表面での散乱光を検出する光検出手段と、
前記検出手段で検出した散乱光に基づいて輝度に対応する検査値を算出する演算手段と、
前記検査値を記憶する記憶手段を有し、
前記照射手段は、搬送手段により移動中の被検査物に対して光を照射し、
前記記憶手段は、前記検出手段で検出した散乱光に基づいて、前記被検査物の各照射位置での検査値を記憶し、
前記演算手段は、被検査物の各照射位置での検査値の分布から所定の大きさを超えた表面欠陥の有無を特定し、
当該表面欠陥がある場合には、当該表面欠陥の範囲において、前記検査値の極大値及び極小値をそれぞれ算出し、
前記検査値の分布内で、隣接する極大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較し、
前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の変化から、前記表面欠陥の種類を判別することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲の特定範囲での検査値の傾きから、前記表面欠陥の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
表面欠陥がある場合には、当該表面欠陥の範囲において、前記被検査物の移動方向の前記検査値の極大値及び極小値をそれぞれ算出し、
前記検査値の前記被検査物の移動方向の分布内で、隣接する極大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較し、
前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の傾きから、前記表面欠陥の種類を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記光検出手段は、光照射手段から照射された照射光の暗視野方向から散乱光を受光することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記照射手段は、被検査物の移動方向に対して交差方向に延びた照射光を照射可能であり、
前記検出手段は、複数の検出部を有し、
前記複数の検出部は、前記照射光の延び方向と平行となるように並設されており、
前記照射手段によって、前記照射光を前記被検査物に照射し、各検出部が前記被検査物からの散乱光を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記演算手段は、各検出部に対応する前記検査値を算出し、
各検出部の位置における検査値の変化によって、被検査物の表面欠陥の有無を特定することを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
所定の方向に移動する被検査物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法において、
前記被検査物の表面に対して光を照射する光照射手段と、
前記照射手段から照射された光の被検査物の表面での散乱光を検出する光検出手段と、
前記検出手段で検出した散乱光に基づいて輝度に対応する検査値を算出する演算手段と、
前記検査値を記憶する記憶手段と、を用い、
移動中の被検査物に対して、前記光照射手段により光を照射し、
前記検出手段で検出した散乱光に基づいて、前記演算手段によって算出された前記被検査物の各照射位置での検査値を記憶し、
被検査物の各照射位置での検査値の分布から所定の大きさを超えた表面欠陥の有無を特定し、
当該表面欠陥がある場合には、当該表面欠陥の範囲において、前記検査値の極大値及び極小値をそれぞれ算出し、
前記検査値の分布内で、隣接する極大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較し、
前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の変化から、前記表面欠陥の種類を判別することを特徴とする欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物の表面欠陥を検査する欠陥検査装置に関する。特に本発明は、製造装置や加工装置によって形成される製品や仕掛品等の被検査物の表面欠陥を判定する欠陥検査装置に関する。また、本発明は、被検査物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法に関する。特に本発明は、表面欠陥の形状を凹形状と凸形状とに識別するのに好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高分子フィルムや中空チューブなどの長尺状の製品や仕掛品などに対して欠陥を検出する欠陥検査装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
例えば、高分子フィルム等の製品の製造工程では、成形や加工といった製品化工程が正確に行われたか確認するために、特定の製品化工程の後に製品又は仕掛品（以下、ともに製品等ともいう）を検査する検査工程が実施される。
この検査工程では、例えば、製造ラインや加工ライン等の製造化ラインの下流側に、製品等を検査する検査装置が設けられ、当該検査装置によって製品等の表面凹凸等を検査し、表面欠陥が発生していないかを検査する。
そして、製品等に表面欠陥が生じている場合には、表面欠陥の形状から欠陥の発生原因を特定又は分類する。その後、当該特定又は分類した情報に基づいて、製品化工程でフィードバックを行い、欠陥の発生原因を除去する。このような対策が一般的に行なわれている。
すなわち、高分子フィルム等の製品の製造工程では、製品化工程の下流側で検査工程を行い、検査工程の結果をその上流側の工程で反映させることで、製品等における表面欠陥の発生を抑制している。
【０００４】
ところで、上記の検査工程において、製品等の検査対象となっている表面欠陥は、埃や樹脂片等の付着異物、混入異物の他、穴、キズなどがある。
一般的に、このような表面欠陥は、その表面形状が凹形状であるか、凸形状であるかによって、表面欠陥の発生原因がある程度特定でき、その表面欠陥の対策を講じることができる。そのため、表面欠陥の発生を抑制するためには、表面欠陥の形状が凸形状なのか凹形状なのかを正確に判定しなければならない。
特に光学的な用途に使用される製品を製造する場合、製品の高品質化が求められ、微小な凹凸による光学歪等でも問題となる場合がある。そのため、近年の欠陥検査装置では、表面欠陥のない正常部分との光学歪が微小な凹凸等の表面欠陥であっても、検査対象となり、高い検査精度が要求されている。
【０００５】
上記した検査工程での表面欠陥の検査方法としては、次のようなものがある。すなわち、まず製造ライン又は加工ラインから搬入され、走行する製品等に対して、ＬＥＤ等の光照射手段により、光を照射する。そして、当該製品等の透過光や製品等での反射光をＣＣＤラインセンサ等の光検出手段で受光することで、受光量の変化により欠陥を検出し、凹凸形状を判定する方法がある。
【０００６】
このような方法の一例としては、例えば特許文献１，２がある。
この特許文献１に記載の欠陥検査方法は、複数の光検出手段を用いて、相異なる方向かつ被検査物の表面に対して傾斜した角度から被検査物の表面の画像を撮影し、表面欠陥の検出や種類検出を行うものである。
この方法によれば、得られた画像から表面欠陥を検出でき、欠陥画像と欠陥の高さの情報を比較することで、表面欠陥の凹凸形状の判定が可能となる。
【０００７】
しかし、被検査物の表面形状を正確に撮影するためには、複数の光検出手段の検出対象位置を厳密に一致させる必要があり、少しでも検出対象位置がずれると正確に検査することができない。
特に、特許文献１に記載の欠陥検査装置を製造ラインや加工ライン等の製造化ライン上に設置する場合、製品等の搬送に伴う振動や、製品等の微小な変形の影響により、各検出手段の検出対象位置にずれが生じやすく、表面構造における情報の比較が困難になる。そのため、各製品化工程と連続的に検査工程が行われる場合、安定した検査を行うことが困難であり、工業的には使用できないという問題があった。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の凹凸検査方法は、一組の反射光学系の光検出手段を用い、製品等の表面欠陥が、光照射手段の照射光の光路上を通過する際に検出する反射光の輝度の強度変化の有無によって表面欠陥を検出する。そして、特許文献２に記載の凹凸検査方法は、このときの輝度変化のパターンから欠陥の表面形状を判別するものである。
具体的には、この凹凸検査方法では、検査対象となる表面欠陥における輝度を抽出し、この輝度変化をグラフ化する。そして、凹凸検査方法では、このグラフの波形形状における明側輝度ピークと暗側輝度ピークの発生パターンから、凹形状であるか、凸形状であるかを識別して、表面欠陥の凹凸形状を特定している。
すなわち、特許文献２に記載の凹凸検査方法は、表面欠陥が通過するときの検出光量から輝度変化の波形をとり、ピークの順序から凹凸形状を識別するものである。
特許文献２に記載の凹凸検査方法では、光検出手段によって製品等での反射光を検出するので、特許文献１に比べて、製品等の搬送に伴う振動や、製品等の微小な変形の影響を受けにくいという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３５１８２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この特許文献２に記載の凹凸検査方法は、単純な凸形状又は凹形状の表面欠陥で生じる輝度変化に基づいて表面形状を識別するものである。そのため、表面形状の識別に用いられる明暗のパターン条件は、表面欠陥の輝度変化の波形中に山と谷が一対ずつ存在する滑らかな凸形状又は凹形状の輝度変化で適用可能である。
しかしながら、実際には、製品等で発生する表面欠陥は、単純な凸形状又は凹形状のみではない。すなわち、製品等で発生する表面欠陥の中には、凸形状の欠陥と凹形状の欠陥が混在し、歪な形状をした欠陥もある。
このような歪な欠陥の場合、輝度変化の波形には、明暗輝度のピークが複数存在することとなる。そのため、特許文献２に記載の凹凸検査方法では、凸形状の欠陥と凹形状の欠陥を誤って判定してしまい、結果として凸形状の欠陥と凹形状の欠陥の識別に至らない場合があった。
【００１１】
そこで、本発明は、複雑な表面形状の表面欠陥であっても、凹形状の欠陥と凸形状の欠陥の識別が可能な欠陥検査装置を提供することを目的とする。また、表面欠陥が複雑な表面形状の凹凸欠陥であっても、凹形状の欠陥と凸形状の欠陥の識別が可能な欠陥検出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】
【００１２】
本発明者は、形状が歪な表面欠陥が検査対象となる検査位置を通過する際の散乱光の輝度変化の波形について検討した。その結果、凹形状が支配的になる表面欠陥と、凸形状が支配的になる表面欠陥との間で、一定の法則に従って波形が推移していることを発見した。
すなわち、形状が歪な表面欠陥では、輝度変化の波形が極大と極小を繰り返すが、その中において、輝度の変化量が最大となる部分を算出・特定すると、この部分の変化が表面欠陥の表面形状と対応することがわかった。すなわち、この部分の変化から表面形状が凹形状と凸形状のどちらが支配的であるかを識別できることを発見した。
【００１３】
上記した発見のもと導き出された請求項１に記載の発明は、面状に広がりをもった被検査物の表面欠陥を検査する欠陥検査装置において、被検査物を所定の方向に搬送する搬送手段と、前記被検査物の表面に対して光を照射する光照射手段と、前記照射手段から照射された光の被検査物の表面での散乱光を検出する光検出手段と、前記検出手段で検出した散乱光に基づいて輝度に対応する検査値を算出する演算手段と、前記検査値を記憶する記憶手段を有し、前記照射手段は、搬送手段により移動中の被検査物に対して光を照射し、前記記憶手段は、前記検出手段で検出した散乱光に基づいて、前記被検査物の各照射位置での検査値を記憶し、前記演算手段は、被検査物の各照射位置での検査値の分布から所定の大きさを超えた表面欠陥の有無を特定し、当該表面欠陥がある場合には、当該表面欠陥の範囲において、前記検査値の極大値及び極小値をそれぞれ算出し、前記検査値の分布内で、隣接する極大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較し、前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の変化から、前記表面欠陥の種類を判別することを特徴とする欠陥検査装置である。
【００１４】
ここでいう「散乱光」とは、光照射手段からの照射光が被検査物の表面で散乱した反射光をいう。
ここでいう「検査値の極大値」とは、連続関数において、増加から減少に変化する位置での検査値をいう。
ここでいう「検査値の極小値」とは、連続関数において、減少から増加に変化する位置での検査値をいう。
ここでいう「表面欠陥」とは、被検査物の表面にできた欠陥部位であり、例えば、ピンホールやフィッシュアイ、異物の噛み込みによる打痕、塗工品の塗工抜けなどである。
また、例えば、被検査物が高分子フィルムのようなシート状物である場合は、走行皺などによるスジ、キャストフィルムやキャストロール等の成形ガイド体の表面形状ムラに起因する模様なども表面欠陥である。
【００１５】
本発明の構成によれば、演算手段は、被検査物の各照射位置での検査値の分布から表面欠陥の面積や外形寸法などの大きさが、不具合を発生しうる大きさを超えた表面欠陥が存在するか特定する。そのため、表面欠陥と関係ない部位での検査を省略することができ、表面欠陥の判定速度を向上させることができる。
また、被検査物に表面欠陥がある場合には、表面欠陥の範囲において、検査値の極大値及び極小値をそれぞれ算出し、表面欠陥の範囲における検査値の分布の範囲内での隣接する極大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較する。そして、それぞれの差の絶対値の中で、絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の変化から、表面欠陥の種類を判別する。すなわち、検査値の分布から検査値の変化量が最大となる変化を特定し、この変化の形状から表面欠陥の凹凸形状を判別する。
例えば、隣接する極大値と極小値の差の絶対値が最大となる場合には、隣接する極大値と極小値間の範囲で位置を変化させたときに、検査値が全体として上昇しているのか、全体として下降しているのかによって、判断する。
こうすることで、被検査物の表面欠陥が全体として凸形状が支配的なのか、全体として凹形状が支配的なのかを判断することができる。
すなわち、本発明の構成によれば、たとえ複雑な表面形状の表面欠陥であっても、凹形状の欠陥と凸形状の欠陥の識別が可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲の特定範囲での検査値の傾きから、前記表面欠陥の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置である。
【００１７】
本発明の構成によれば、絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲の特定範囲での検査値の傾きから、表面欠陥の種類を判別するので、欠陥原因を特定しやすい。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、表面欠陥がある場合には、当該表面欠陥の範囲において、前記被検査物の移動方向の前記検査値の極大値及び極小値をそれぞれ算出し、前記検査値の前記被検査物の移動方向の分布内で、隣接する極大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較し、前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の傾きから、前記表面欠陥の種類を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の欠陥検査装置である。
【００１９】
本発明の構成によれば、被検査物の移動方向の成分で表面欠陥の種類を判断できるので、時間経過と組み合わせで、移動方向における欠陥の位置を特定することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、前記光検出手段は、光照射手段から照射された照射光の暗視野方向から散乱光を受光することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の欠陥検査装置である。
【００２１】
ここでいう「暗視野方向」とは、光照射手段の照射軸と光検出手段の光軸が被検査物上で正反射の関係で交わらない方向をいう。
【００２２】
本発明の構成によれば、照射光の散乱光を暗視野方向から受光するので、凹形状及び凸形状のいずれの形状であるかを正確に識別することができる。
【００２３】
上記した発明は、前記光検出手段は、前記光照射手段から照射光の光軸及び当該照射光の前記被検査物の表面での正反射光の光軸のそれぞれの光軸からずれた位置に配されていてもよい。
【００２４】
この発明によれば、光検出手段が散乱光を受光しやすい。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、前記照射手段は、被検査物の移動方向に対して交差方向に延びた照射光を照射可能であり、前記検出手段は、複数の検出部を有し、前記複数の検出部は、前記照射光の延び方向と平行となるように並設されており、前記照射手段によって、前記照射光を前記被検査物に照射し、各検出部が前記被検査物からの散乱光を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の欠陥検査装置である。
【００２６】
本発明の構成によれば、各検出部によって被検査物に照射した光の散乱光を検出するので、被検査物の移動方向に対して直交する方向において、被検査物のどの部位にあっても、表面欠陥の種類を判断できる。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、前記演算手段は、各検出部に対応する前記検査値を算出し、各検出部の位置における検査値の変化によって、被検査物の表面欠陥の有無を特定することを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置である。
【００２８】
本発明の構成によれば、より確実に表面欠陥の有無を特定することができる。
【００２９】
上記した発明は、表面欠陥がある場合には、当該表面欠陥の範囲において、前記検査値の最小値、最大値、極大値及び極小値をそれぞれ算出し、前記検査値の分布内で、（１）隣接する極大値と極小値、（２）隣接する最小値と極大値、及び（３）隣接する最大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較し、前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の変化から、前記表面欠陥の種類を判別することとしてもよい。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、所定の方向に移動する被検査物の表面欠陥を検査する欠陥検査方法において、前記被検査物の表面に対して光を照射する光照射手段と、前記照射手段から照射された光の被検査物の表面での散乱光を検出する光検出手段と、前記検出手段で検出した散乱光に基づいて輝度に対応する検査値を算出する演算手段と、前記検査値を記憶する記憶手段と、を用い、移動中の被検査物に対して、前記光照射手段により光を照射し、前記検出手段で検出した散乱光に基づいて、前記演算手段によって算出された前記被検査物の各照射位置での検査値を記憶し、被検査物の各照射位置での検査値の分布から所定の大きさを超えた表面欠陥の有無を特定し、当該表面欠陥がある場合には、当該表面欠陥の範囲において、前記検査値の極大値及び極小値をそれぞれ算出し、前記検査値の分布内で、隣接する極大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較し、前記絶対値が最大となる組み合わせ間の範囲での検査値の変化から、前記表面欠陥の種類を判別することを特徴とする欠陥検査方法である。
【００３１】
本発明の方法によれば、表面欠陥の関係ない部位での検査を省略することができる。
また、本発明の方法によれば、たとえ複雑な表面形状の表面欠陥であっても、凹形状の欠陥と凸形状の欠陥の識別が可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の欠陥検査装置によれば、表面形状が歪な表面欠陥でも凹欠陥と凸欠陥を識別し、検出した欠陥を正確に分類できる。そのため、被検査物の表面欠陥の原因を確度高く推定・対処することができ、当該欠陥の原因に合わせて、その原因因子を除去することにより、被検査物の品質の向上や歩留まりの向上が可能である。
本発明の欠陥検査方法によれば、表面欠陥の表面形状の歪さに関わらず、凹凸形状を識別できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態の製造ラインを模式的に示した説明図である。
【図２】図１の欠陥検査装置を模式的に示した斜視図である。
【図３】図２の欠陥検査装置の各部材の位置関係を模式的に示した側面図である。
【図４】図２の欠陥検査装置を別の角度からみた斜視図である。
【図５】図２の欠陥検査装置の各ハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る欠陥検査動作の説明に用いる被検査物の平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る欠陥検査動作を表すフローチャートである。
【図８】滑らかな凹状の表面欠陥を有する被検査物に対して欠陥判定動作を行う際の照射光付近の模式図であり、（ａ）〜（ｅ）は時系列における各部位の位置関係の推移を表す。
【図９】滑らかな凹状の表面欠陥を有する被検査物に対して欠陥判定動作の説明図であり、（ａ）は被検査物の断面図であり、（ｂ）は（ａ）に対応した輝度信号波形を表す図である。
【図１０】滑らかな凸状の表面欠陥を有する被検査物に対して欠陥判定動作を行う際の照射光付近の模式図であり、（ａ）〜（ｅ）は時系列における各部位の位置関係の推移を表す。
【図１１】滑らかな凸状の表面欠陥を有する被検査物に対して欠陥判定動作の説明図であり、（ａ）は被検査物の断面図であり、（ｂ）は（ａ）に対応した輝度信号波形を表す図である。
【図１２】異物の噛み込みにより生じた打痕による表面欠陥を有する被検査物を模式的に示した斜視図である。
【図１３】図１２の被検査物に対して欠陥判定動作の説明図であり、（ａ）は被検査物の図１２のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は（ａ）に対応した輝度信号波形を表す図である。
【図１４】異物の混入による表面欠陥を有する被検査物を模式的に示した斜視図である。
【図１５】図１４の被検査物に対して欠陥判定動作の説明図であり、（ａ）は被検査物の図１４のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は（ａ）に対応した輝度信号波形を表す図である。
【図１６】本発明の他の実施形態における欠陥検査装置を模式的に示した側面図である。判定動作の説明図である。
【図１７】本発明の他の実施形態における欠陥判定動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は、被検査物２の表面欠陥を検査する欠陥検査装置１に係るものである。以下、上下位置関係は、特に断りのない限り、図２の姿勢を基準に説明する。
【００３５】
本発明の第１実施形態の欠陥検査装置１は、製品の製造工程の一部で使用されるものである。欠陥検査装置１は、主に製造や加工等の製品化工程で、製造又は加工された製品又は仕掛品である被検査物２に対して表面欠陥を検査するものである。
すなわち、欠陥検査装置１は、図１のように製造装置や加工装置等の装置１００が設けられた製品化ライン上に設けられ、製品化ラインでの走行経路から連続的に移送される被検査物２に対して表面欠陥を検査するものである。
また、欠陥検査装置１は、被検査物２の表面欠陥を検査し、検査の結果を製品化ラインの上流側の装置１００でフィードバックすることが可能となっている。
【００３６】
欠陥検査装置１は、図２に示されるように、搬送手段３と、光照射装置５（光照射手段）と、光検出装置６（光検出手段）と、処理装置７を有している。
【００３７】
搬送手段３は、被検査物２を所定の方向に搬送する搬送装置であり、被検査物２を移動させて検査領域８を通過させる装置である。
搬送手段３は、図２に示されるように、対をなす搬送ローラー１３，１４から形成されており、これら搬送ローラー１３，１４が互いに回転することによって、被検査物２を所定の方向に走行させることが可能となっている。
また、搬送ローラー１３，１４は、処理装置７と信号線で接続されており、処理装置７からの制御信号に基づいて所望の回転速度で回転可能となっている。
【００３８】
光照射装置５は、検査領域８に対して光を照射する照射装置である。また、光照射装置５は、検査対象物である被検査物２が検査領域８を通過する際に被検査物２の表面に対して光を照射する照射装置である。
光照射装置５は、ライン状又はベルト状の光を検査領域８に対して照射可能となっている。すなわち、光照射装置５から照射される照射光は、所定の方向に直線状に延びている。
具体的には、光照射装置５から照射される照射光は、被検査物２を検査する際に、被検査物２の移動方向Ｔに対して交差する方向に延びている。
本実施形態の光照射装置５は、ライン状のスリット光を照射可能となっており、このスリット光は、被検査物２を検査する際に、被検査物２の移動方向Ｔに対して直交する方向（被検査物２の幅方向Ｗ）に延びている。
【００３９】
また、光照射装置５は、検査領域８のいずれの部位においてもほぼ均一な光を照射可能となっている。すなわち、検査領域８を被検査物２が通過する際に、被検査物２の検査領域８に対応する部位に対して、ほぼ均一に光を照射することが可能となっている。
ここで、「ほぼ均一」とは、検査領域８の延び方向における照射光の強度分布を測定したときに、強度分布の各部位における平均強度に対する強度差が平均強度の５パーセント以内に収まっていることをいう。
光照射装置５は、検査領域８のいずれの部位においても平均強度に対する強度差が平均強度の３パーセント以内に収まっていることが好ましい。
【００４０】
光照射装置５は、図３のように、光源１５と、光源１５を収容する筐体１６を有しており、当該光源からの光を直接的又は間接的に筐体１６の外部に放出することで、検査領域８に対して光を照射することが可能となっている。
光源１５としては、光が発生するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、蛍光灯や、ＬＥＤやハロゲンランプ、メタルハライドランプなどが採用できる。
光照射装置５の照射光を上記した形状の光に調整する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、導光体やシリンドリカルレンズなどの集光手段を用いて集光することで照射光の形状を調整することができる。
光照射装置５の照射光の調整方法としては、光源１５から光を１枚または複数枚のレンズを透過させて集光することが好ましい。こうすることで、検査領域８における光の強度を効率よく確保できる。
【００４１】
筐体１６から放出される照射光の種類は、検査領域８を表面欠陥が通過する際に被検査物２での散乱光が光検出装置６の検出限界よりも大きくなる出力を確保できれば、特に限定されるものではなく、例えば、拡散光であってもよいし、平行光であってもよい。
【００４２】
光検出装置６は、反射光学系の検出装置であり、被検査物２の表面での反射光を検出する検出装置である。光検出装置６は、主に被検査物２の表面での散乱光を検出することが可能となっている。
また、光検出装置６は、被検査物２の表面での散乱光を受光して輝度信号に変換し、処理装置７に当該輝度信号を送信することが可能となっている。
【００４３】
光検出装置６は、図４のように複数の検出素子１７（検出部）を有している。
各検出素子１７は、光を受光する部位であり、被検査物２の移動方向Ｔに対して交差する方向に並設されている。本実施形態では、各検出素子１７は、被検査物２の移動方向Ｔに対して直交方向（幅方向Ｗ）に並列している。すなわち、検出素子１７は、並設方向Ｗにおける被検査物２の表面での散乱光を検出することができる。
光検出装置６としては、例えば、ＣＣＤラインセンサカメラやＣＣＤエリアセンサカメラなどが採用可能である。その中でも、被検査物２の幅方向Ｗの分解能を細かく設定できる観点から、ＣＣＤラインセンサカメラが好ましい。
【００４４】
また、光検出装置６として、ＣＣＤラインセンサカメラを適用する場合、別途エンコーダを設置し、出力パルスから被検査物２の移動速度を積算し、検出した欠陥の位置情報を算出することも可能である。
そこで、本実施形態の光検出装置６は、ＣＣＤラインセンサカメラを採用している。
【００４５】
また、本実施形態の光検出装置６は、被検査物２の表面形状を撮影する撮影手段としての機能も有しており、検査領域８を被検査物２が通過したときに、その散乱光から被検査物２の表面形状を撮影することが可能である。
【００４６】
処理装置７は、光検出装置６で検出した輝度信号から本発明の特徴たる欠陥検査動作を実行可能な装置である。
【００４７】
処理装置７は、図５のように、演算手段１０と、記憶手段１１、通信手段１２とを有している。
演算手段１０は、所定のプログラムに基づいて演算処理を行う部位である。
演算手段１０は、光検出装置６で検知して変換された輝度信号に基づいて、輝度に関する検査値を演算することが可能となっている。本実施形態では、演算手段１０は、輝度信号から検査値として輝度を直接算出することが可能となっている。
また、演算手段１０は、光検出装置６からの輝度信号に基づいて、画像演算処理が可能となっている。すなわち、光検出装置６からの輝度信号と、被検査物２の移動速度及び時間等から二次元画像の作成が可能となっている。
演算手段１０は、被検査物２の移動速度及び時間等から被検査物２の検査領域８の通過長さを算出することが可能となっている。
【００４８】
記憶手段１１は、演算手段１０によって算出された検査値等を記憶可能な部位であり、具体的には、ハードディスク等の記憶媒体である。
【００４９】
通信手段１２は、通信用のインターフェイスであり、搬送手段３、光照射装置５、及び光検出装置６と無線又は有線によって接続されている。すなわち、通信手段１２は、演算手段１０からの制御信号を搬送ローラー１３，１４に伝達することが可能となっている。
【００５０】
検査領域８は、図２のように、光照射装置５からの照射光の光路上にあって、被検査物２が通過したときに検査対象となる領域である。
本実施形態の検査領域８は、被検査物２の幅方向Ｗ（被検査物２の長手方向に対して直交する方向であって、かつ、厚み方向に対しても直交する方向）にスリット状に延びている。
【００５１】
被検査物２は、製造装置や加工装置等によって形成された製品又は仕掛品であり、面状に広がりを有した検査対象物である。
被検査物２は、搬送手段３による搬送方向Ｔの一定の範囲において、原則として表面形状が変化しないものであることが好ましい。例えば、被検査物２は、シート状体、樹脂チューブ、テープ、ストランド等などの長尺物が好ましい。
被検査物２の厚みや幅や長さの寸法は、特に限定されるものではない。
本実施形態の被検査物２は、走行方向Ｔに延びたシート状の長尺物である。すなわち、被検査物２は、面方向の大きさに比べて厚み方向の大きさが小さいものである。
【００５２】
被検査物２の主面の形状は、特に限定されるものではなく、例えば円形や楕円形、長方形などのものが採用できる。
被検査物２は、光照射装置５から直接照射光が照射されたときに、当該照射光がその表面で反射するものであって、当該反射光が散乱光成分を含むものである。すなわち、被検査物２は、光を照射したときに光を透過してしまうものや、表面で鏡面反射するものなどの反射光に散乱光成分が含まれないものではない。
【００５３】
続いて、欠陥検査装置１の被検査物２が検査領域８を通過する際の各構成部材の位置関係について説明する。
【００５４】
光照射装置５は、図３のように、その光軸Ｎ２が被検査物２の検査対象面に対して交差するように配されている。
光検出装置６は、その光軸Ｎ１が光照射装置５から照射光の被検査物２の検査対象面での反射位置と一致するように配されている。すなわち、光検出装置６の光軸Ｎ１（検出軸）は、光照射装置５の照射光の光軸Ｎ２と検査領域８で重なっている。
また、光検出装置６の検出素子１７の並設方向は、光照射装置５の照射光の延び方向と同一方向となっており、互いに平行となっている。
【００５５】
ところで、光検出装置６は、反射系の光検出装置であるから、明視野方向から検出する場合、光検出装置６で検出する反射光は、主に直接光が支配的となる。すなわち、散乱光の成分の検出強度に比べて、直接光の検出強度が大きい。
このため、表面欠陥の形状が凹形状、凸形状のいずれの場合であっても、欠陥部分が検査領域８を通過する時には、直接光が明視野方向から外れ、全て暗側の輝度変化しか持たない。そのため、凹形状と凸形状の識別ができなくなるおそれが生じる。
一方、光検出装置６は、暗視野方向から検出する場合、検出する反射光は散乱光が支配的である。すなわち、直接光の検出強度に比べて、散乱光成分の検出強度が大きい。
この散乱光の場合、欠陥部２０の側面の傾きによって光検出装置６において検出する光の輝度が明側や暗側に変化するので、凹形状及び凸形状のいずれの形状であるかを正確に識別することが可能となる。
【００５６】
以上の観点から、光検出装置６は、光照射装置５からの照射光が被検査物２の表面で乱反射した散乱光を暗視野方向から検出することが好ましい。
そして、本実施形態の光検出装置６は、被検査物２の表面（被検査面）での散乱光を暗視野方向から検出可能となっている。
また、光検出装置６の光軸Ｎ１（以下、検出軸Ｎ１ともいう）と、光照射装置５の照射光の光軸Ｎ２（以下、照射軸Ｎ２ともいう）は、図３に示されるように、被検査物２の表面上で正反射の関係となっていないことが好ましい。
表現を変えると、光検出装置６の検出軸Ｎ１は、照射光の照射軸Ｎ２からずれた位置にあり、さらに被検査物２の表面上での正反射光の光軸Ｎ３（以下、正反射軸Ｎ３ともいう）からもずれた位置にあることが好ましい。
【００５７】
本実施形態では、図３に示される光検出装置６の検出軸Ｎ１と被検査物２の表面とでなす角度θ１は、光照射装置５の照射光の照射軸Ｎ２と被検査物２の表面とでなす角度θ２と異なった角度となっている。
被検査物２に対する光検出装置６の検出角度θ１及び光照射装置５の照射角度θ２は、検出すべき表面欠陥の寸法に応じて適宜決定することができる。
本実施形態では、被検査物２に対する光検出装置６の検出角度θ１は、照射装置５の照射角度θ２よりも大きな角度となっている。
【００５８】
また、被検査物２の移動方向Ｔと光照射装置５の照射光の照射軸Ｎ２がなす角度θ２が小さいほど、被検査物２の表面での反射光中の各方向への散乱光成分は、輝度が低下する。そのため、光検出装置６によって暗視野方向から検出できる輝度が低下し、コントラストが得られにくくなる。
このような理由から、被検査物２の走行方向と光照射装置５の照射軸Ｎ２がなす照射角度θ２は１０度以上９０度以下の範囲で設定するのが好ましく、４５度以上９０度以下であることがより好ましく、６０度以上９０度以下であることが更に好ましい。
【００５９】
続いて、本実施形態の欠陥検査装置１の被検査物２の表面欠陥の検査動作（欠陥検査方法）について説明する。
なお、実際の被検査物２には、表面欠陥がほとんど生じないが、以下の説明においては、被検査物２の表面に表面欠陥が存在し、表面欠陥が凹凸欠陥であるものとして説明する。
ここでいう「凹凸欠陥」とは、凹凸形状の欠陥であり、凸形状の突起部及び凹形状の窪み部の少なくとも一方が存在する。さらに、被検査物２の欠陥が存在しない部位（正常部）を基準面とする突起部の最大高さ及び窪み部の最大深さが被検査物２の表面粗さの２倍以上となる欠陥である。また、欠陥の形状がスジのように連続的ではない場合は最大外形寸法が５０μｍ〜２ｃｍである欠陥を指す。
すなわち、以下に説明する被検査物２は、図６のように、検査対象面を平面視したときに、凹凸欠陥が存在する欠陥部２０と、凹凸欠陥がない正常部２１が存在する。
【００６０】
まず、図７のフローチャートを用いて大まかな欠陥検査動作の流れについて説明し、その中でも本発明の特徴の一つである欠陥判定動作については、後に詳細に説明する。
なお、以下の説明においては、正常部２１における光検出装置６での平均受光量を基準として、受光量が多い場合には明側、受光量が小さい場合には暗側という。
【００６１】
まず、製造装置や加工装置等の装置１００の走行経路から被検査物２が欠陥検査装置１に供給されると、被検査物２が搬送手段３によって検査領域８を通過するように一方方向Ｔに走行する。
【００６２】
被検査物２の欠陥検査装置１内での移動が始まると、処理装置７が被検査物２の全体（全長）が検査領域８を通過したかを判断し（ステップ１）、被検査物２の全体（全長）が通過していない場合には（ステップ１でＮｏ）、被検査物２の検査領域８の通過長さ（検査終了長さ）が所定の長さ（通過閾値）に達したか判断する（ステップ２）。
このとき、被検査物２の検査領域８の通過長さは、処理装置７によって、被検査物２の移動速度と経過時間から算出される。算出した通過長さ等の情報は、随時記憶手段１１で記憶される。
また、被検査物２の全体が検査領域８を通過したかどうかは、あらかじめ記憶手段１１に記憶された被検査物２の全長や、被検査物２の移動速度、搬送ローラー１３，１４の回転速度、経過時間等を比較して判断される。
通過閾値としては、１００μｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。
この範囲であれば、表面欠陥の見逃しを防止しつつ、後述する二次元画像への作成を瞬時に行うことができる。
【００６３】
次に、被検査物２の検査領域８の通過長さが所定の長さに達した場合には（ステップ２でＹｅｓ）、処理装置７が被検査物２の当該通過範囲で検出した輝度信号を処理し、二次元画像を作成する（ステップ３）。
このとき、本実施形態では、輝度信号を処理して作成した二次元画像は、変換される輝度に予め明側及び暗側に閾値（以下、輝度閾値ともいう）を設けており、輝度閾値を超える輝度を有する画素のみを抽出して表示している。すなわち、輝度閾値を超えないものについては画素として表示されない。そのため、ノイズによる画像の乱れを抑制し、被検査物２における表面欠陥が反映された画素集合体を取得できる。
作成される二次元画像は、ノイズを除去し、濃淡を鮮明に表示する観点から、地合平均輝度値の０．８８以下の輝度値となるものを暗側の画素として抽出して表示され、地合平均輝度値の１．１０以上の輝度値となるものを明側の画素として抽出して表示されることが好ましい。
本実施形態の二次元画像では、地合平均輝度値をグレー２５６階調で平均１２８となるように光検出装置６の感度を調整し、輝度値が１４３を上回るものを明信号、輝度値が１１３を下回るものを暗信号として検出し、表示している。すなわち、本実施形態では、地合平均輝度値がグレー２５６階調で３０以上離れている信号のみを画素として抽出して、表示している。
【００６４】
次に、ステップ３で二次元画像が作成されると、この二次元画像から欠陥の寸法や面積が所定の閾値（以下、欠陥確認閾値ともいう）を超えているかどうかで表面欠陥の有無を判定する（欠陥検出動作）（ステップ４）。
すなわち、この欠陥検出動作では、ステップ４において、表面欠陥に対応する輝度閾値を超えた画素により形成された画素集合体の外形寸法や面積が、予め設定した表面欠陥の寸法閾値や面積閾値などの欠陥確認閾値を超えるかにより欠陥の有無を判定する。
要するに、二次元画像に表示された画素集合体のうち、寸法や面積に関して閾値を超えるものが二次元画像中に存在する場合は、欠陥有りとして判定し、超えない場合は欠陥無しとして判定する。
【００６５】
そして、欠陥検出動作にて表面欠陥の存在が確認できた場合には（ステップ４でＹｅｓ）、後述する欠陥判定動作を行い（ステップ５）、表面欠陥の凹凸形状が判定される。
表面欠陥の凹凸形状が判定されると、フラグがＯＮになっているかどうか判断し（ステップ６）、被検査物２全体について検査が終了しているか判断する。
被検査物２全体について検査が終了していれば（ステップ６でＹｅｓ）、表面欠陥の検査動作を終了する。
【００６６】
一方、欠陥検出動作にて、二次元画像に表示された画素集合体の寸法等が欠陥確認閾値を超えていない場合には（ステップ４でＮｏ）、凹凸欠陥が存在しないと判定し、ステップ６に移る。
【００６７】
なお、ステップ１で、被検査物２の全体が通過している場合には（ステップ１でＹｅｓ）、フラグをＯＮにして（ステップ８）、ステップ３に移る。
【００６８】
ステップ２で、被検査物２の検査領域８の通過長さが所定の長さに達していない場合には（ステップ２でＮｏ）、被検査物２の表面欠陥を判断するのに十分な情報量が得られていないから、ステップ１に移る。
【００６９】
続いて、本発明の主な特徴の一つである欠陥判定動作について説明する。
【００７０】
上記したように欠陥判定動作が行われる前には、欠陥検出動作が行われ、表面欠陥に対応する二次元画像が作成されている。
そして、欠陥判定動作では、まずこの二次元画像の表面欠陥及びその周囲の輝度データから、表面欠陥を含む輝度信号に基づいた輝度の波形である輝度信号波形を抽出する。
このとき、二次元画像中で輝度信号波形を作成する画素の位置は、光照射装置５と光検出装置６の位置関係に基づいて適宜決定される。
例えば、図２に示される本実施形態の欠陥検査装置１のように、光照射装置５が光検出装置６に対して被検査物２の走行方向Ｔ（進行方向）の上流側に位置している場合には、表面欠陥の凹凸形状による輝度変化が走行方向Ｔで現れる。そのため、抽出する輝度値は被検査物２の流れ方向Ｔ（走行方向）のデータを選択することが好ましい。
すなわち、抽出する輝度値は、時間経過に対する輝度値のデータを選択して算出することが好ましい。
【００７１】
そして、抽出した輝度信号波形から、輝度信号波形の中で輝度の変化量が最大となる変化の傾きから、表面欠陥は凹形状が支配的であるか、それとも凸形状が支配的であるかを識別する。
このとき、検出光学系における光照射装置５と光検出装置６の位置関係によって、輝度の変化量が最大となる変化の傾きと凹凸形状の識別結果が異なる。
【００７２】
本実施形態では、光照射装置５が光検出装置６に対して上流側に配置されているので、図９に示されるように、輝度が最大変化量をとる部位での光検出装置６の走査方向Ｓ（被検査物２の走行方向と逆方向）に対する傾きが負となるときは、表面欠陥が凹形状であると判定する。
すなわち、輝度信号波形において輝度の変化量が最大となる範囲に着目する。そして、その範囲において、被検査物２の走行方向の上流側から下流側に向かうにつれて、検査領域８での輝度が小さくなる方向（暗側）へ変化している場合には、表面欠陥が凹形状であると判定する。
【００７３】
一方、図１１に示されるように輝度の最大変化量をとる部位での光検出装置６の走査方向Ｓ（被検査物２の走行移動方向と逆方向）に対する傾きが正となるときは、表面欠陥が凸形状であると判定する。
すなわち、輝度信号波形において、輝度の変化量が最大となる範囲に着目し、被検査物２の走行方向の上流側から下流側に向かうにつれて、検査領域８での輝度が大きくなる方向への変化している場合には、表面欠陥が凸形状であると判定する。
【００７４】
以上の検査動作をまとめると、本実施形態の検査動作では、検査領域８を被検査物２の一定長さ分が通過する度に、その間での光検出装置６で検出した輝度信号を処理して二次元画像を作成する。そして、この二次元画像によって表面欠陥の存在の有無を識別し、発見された表面欠陥に対して欠陥判定動作により、表面欠陥の種類を判定する。さらに欠陥判定動作による表面欠陥の種類を判定した後は、次の一定長さ分の二次元画像を対象に同様の処理を行い、これらの処理を被検査物２の全長が検査領域８を通過するまで繰り返す。
【００７５】
続いて、具体的な表面欠陥に照らして、上記した欠陥判定動作での凹凸形状の判定方法について説明する。
まず、滑らかな凹形状の表面欠陥を有した被検査物２を検査する場合について、散乱光の輝度信号の変化について説明する。
ここでいう「滑らかな凹形状」形状とは、正常部２１に対する欠陥部２０の表面深さの変化に極大値を持たない形状のことをいう。
【００７６】
被検査物２が搬送手段３によって搬送され、欠陥部２０が光照射装置５からの光照射位置（検査領域８）に近づく。そして、図８（ａ）のように正常部２１から欠陥部２０に差し掛かると、図８（ｂ）のように欠陥部２０の内側側面（正常部２１から欠陥部２０の底面に向かう斜面）において、光照射装置５からの照射光の被検査物２の表面への入射角度が変化していき、反射光の反射角度も変化していく。
具体的には、被検査物２が移動するにつれて、反射光の反射角度が小さくなり、反射光は光検出装置６に近づく方向に反射する。これに伴い、光検出装置６の散乱光の検出光量が増加する。
その後、図８（ｃ）のように欠陥部２０の底部に差し掛かると、反射光の反射角度が大きくなり、反射光は光検出装置６から遠ざかる方向に反射する。これに伴い、光検出装置６の散乱光の検出光量が減少する。すなわち、正常部２１のときの散乱光の検出光量に近づく。
【００７７】
その後、欠陥部２０の底部を通過して欠陥部２０の内側側面（欠陥部２０の底面から正常部に向かう斜面）において、図８（ｄ）のように光照射装置５からの光の反射光の反射角度がさらに大きくなり、反射光は光検出装置６から遠ざかる方向に反射する。これに伴い、光検出装置６の散乱光の検出光量が減少する。
【００７８】
その後、図８（ｅ）のように、欠陥部２０の内側側面を通過して正常部２１に差し掛かると、光照射装置５からの光の反射光の反射角度が小さくなり、反射光は光検出装置６に近づく方向に反射する。これに伴い、光検出装置６の散乱光の検出光量が増加する。
【００７９】
このように、反射光は光検出装置６に近づく方向に変化する場合には、光検出装置６での散乱光の検出光量が増加するため、光検出装置６における輝度信号は大きくなる。
逆に、反射光は光検出装置６に遠ざかる方向に変化する場合には、光検出装置６での散乱光の検出光量が減少するため、光検出装置６における輝度信号は小さくなる。
【００８０】
以上から滑らかな凹形状の表面欠陥での輝度信号波形を図示すると、図９のような形状となる。
なお、図９（ａ）は、欠陥部２０の中央を通過するように移動方向に対する直交断面を表す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の移動方向における各位置での輝度を表す。また、図９（ｂ）は、平均輝度が０となるように表示した輝度信号波形である。
【００８１】
表面欠陥での輝度信号波形は、図９のように、検査領域８の走査方向Ｓ（走行方向と逆方向、図９の左方向）において、正常部２１（位置（Ａ））から欠陥部２０の側面を通過するにつれて、輝度が漸次増加していき、欠陥部２０の外側側面の中間部（位置（Ｂ））で、輝度は極大値（最大値）となる。その後、底部（位置（Ｃ））に向けて、輝度が漸次減少していき、そして、底部に至ると緩やかに減少する。底部から欠陥部２０の外側側面を通過するにつれて、さらに輝度が減少していき、欠陥部２０の外側側面の中間部（位置（Ｄ））で、輝度は極小値（最小値）となる。その後、欠陥部２０の外側側面の中間部から正常部２１に向けて輝度が増加していき、正常部２１（位置（Ｅ））に至ると、一定となる。
このように、滑らかな凹形状の表面欠陥では、極大値と極小値を１点ずつ有した輝度信号波形が得られる。また、表面欠陥は、被検査物２の走行方向の上流側から下流側に向けて、明側から暗側に推移する。
【００８２】
なお、輝度信号波形の作成は、輝度波形の中から欠陥部分の変化量を正確に抽出する観点から、光検出装置６で検出した輝度信号に対して、ローパスフィルタをかけることにより地合のノイズ信号を除去することが好ましい。本実施形態では、ローパスフィルタによりノイズ除去を行っており、当該ローパスフィルタは信号処理によって行っている。
【００８３】
続いて、滑らかな凸形状の表示欠陥を有した被検査物２を検査する場合について、散乱光の輝度信号の変化について説明する。
ここでいう「滑らかな凸形状」形状とは、正常部２１に対する欠陥部２０の表面高さの変化に極小値を持たない形状のことをいう。
【００８４】
被検査物２が搬送手段３によって搬送され、欠陥部２０が光照射装置５からの光照射位置（検査領域８）に近づく。そして、図１０（ａ）のように正常部２１から欠陥部２０に差し掛かると、図１０（ｂ）のように欠陥部２０の外側側面（正常部２１から欠陥部２０の頂部に向かう斜面）において、光照射装置５からの照射光の被検査物２の表面への入射角度が変化していき、反射光の反射角度が変わる。
具体的には、被検査物２が移動するにつれて、反射光の反射角度が大きくなり、反射光は光検出装置６から遠ざかる方向に反射する。これに伴い、光検出装置６の散乱光の検出光量が減少する。
その後、図１０（ｃ）のように欠陥部２０の頂部に差し掛かると、反射光の反射角度が小さくなり、反射光は光検出装置６に近づく方向に反射する。これに伴い、光検出装置６の散乱光の検出光量が増加する。すなわち、正常部２１のときの散乱光の検出光量に近づく。
【００８５】
その後、欠陥部２０の頂部を通過して欠陥部２０の外側側面（欠陥部２０の頂部から正常部に向かう斜面）において、図１０（ｄ）のように光照射装置５からの光の反射光の反射角度がさらに小さくなり、反射光は光検出装置６に近づく方向に反射する。これに伴い、光検出装置６の散乱光の検出光量が増加する。
【００８６】
そして、図１０（ｅ）のように、欠陥部２０の外側側面を通過して正常部２１に差し掛かると、光照射装置５からの光の反射光の反射角度が大きくなり、反射光は光検出装置６から遠ざかる方向に反射する。これに伴い、光検出装置６の散乱光の検出光量が減少する。
【００８７】
以上から滑らかな凸形状の表面欠陥での輝度信号に基づいた輝度信号波形を図示すると、図１１のような形状となる。
なお、図１１（ａ）は、欠陥部２０の中央を通過するように移動方向に対する直交断面を表す図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の移動方向における各位置での輝度を表す。また、図１１（ｂ）は、平均輝度が０となるように表示した輝度信号波形である。
【００８８】
表面欠陥での輝度信号波形は、図１１のように、検査領域８の走査方向Ｓ（走行方向と逆方向、図１１の左方向）において、正常部２１（位置（Ａ））から欠陥部２０の側面を通過するにつれて、輝度が漸次減少していき、欠陥部２０の外側側面の中間部（位置（Ｂ））で、輝度は極小値（最小値）となる。その後、頂部（位置（Ｃ））に向けて、輝度が漸次増加していき、そして、頂部に至ると緩やかに増加する。頂部から欠陥部２０の外側側面を通過するにつれて、さらに輝度が増加していき、欠陥部２０の外側側面の中間部（位置（Ｄ））で、輝度は極大値（最大値）となる。その後、欠陥部２０の外側側面の中間部から正常部２１に向けて輝度が減少していき、正常部２１（位置（Ｅ））に至ると、一定となる。
このように、滑らかな凸形状の表面欠陥では、上記した滑らかな凹形状の表面欠陥と同様、極大値と極小値を１点ずつ有した輝度信号波形が得られる。また、表面欠陥は、被検査物２の走行方向の上流側から下流側に向けて、暗側から明側に推移する。
【００８９】
以上のように、滑らかな凹形状の表面欠陥と滑らかな凸形状の表面欠陥では、輝度信号波形において明側のピークとなる極大値と暗側のピークとなる極小値がそれぞれ１つずつ存在し、検出される輝度の大小変化のパターンが逆になる。
そのため、輝度の変化量が最大となる極大値と極小値間の部位での傾きをとることで、表面欠陥が凹形状と凸形状のどちらが支配的となっているか判別することができる。
【００９０】
ところで、上記した特許文献２の検査方法では、この順序の違いを利用することにより、滑らかな凹凸形状の欠陥に限っては凹形状と凸形状の識別を行っている。
しかしながら、実際の被検査物２の表面欠陥は、厚み方向の変化に１つ以上の極値を有する歪な形状のものも多く存在する。そのため、輝度信号波形が必ず上記したいずれかのパターンになるとは限らない。
【００９１】
例えば、表面欠陥が異物の噛み込みにより生じた打痕によるものである場合、図１２，図１３（ａ）に示されるように異物が接触した異物部分２２が凹み、その異物周囲２３が盛り上がる形状となる。
すなわち、このような打痕は、全体としてみると凹み形状であるが、実際には打痕の周囲が正常部２１よりも盛り上がる形状となる場合が多い。
【００９２】
このような打痕による表面欠陥の場合、輝度信号波形は、図１３（ｂ）のように、被検査物２の走査方向Ｓにおいて、極大値と極小値が交互に２回繰り返される形状となる。
すなわち、特許文献２に記載されているような極大値１回、極小値１回のパターンに該当しない。そのため、特許文献２に記載の検査方法では、凹形状か凸形状かを正確に識別することが出来ない。
【００９３】
一方、本発明の第１実施形態の欠陥検査動作によれば、このような打痕による表面欠陥の場合にも凹形状が支配的か、凸形状が支配的か判定することが可能である。
この点について具体的に説明すると、上記したようにこの表面欠陥の輝度信号波形は、図１３（ｂ）のように、検査領域８の走査方向Ｓにおいて、極大値と極小値が交互に２回繰り返される形状となる。
この輝度信号波形について、欠陥部２０の範囲における輝度の最大値、最小値、極大値及び極小値をそれぞれ算出し、隣接する極大値と極小値、隣接する最大値と極小値、隣接する極大値と最小値のそれぞれの差の絶対値が最大となる組み合わせ間の特定範囲での輝度の傾きから表面欠陥を判別する。
すなわち、隣接する極大値と極小値の差の絶対値が最も大きい場合には、隣接する極大値と極小値間の特定範囲での輝度の傾きから表面欠陥を判別する。
隣接する最大値と極小値の差の絶対値が最も大きい場合には、隣接する最大値と極小値間の特定範囲での輝度の傾きから表面欠陥を判別する。
隣接する極大値と最小値の差の絶対値が最も大きい場合には、隣接する極大値と最小値間の特定範囲での輝度の傾きから表面欠陥を判別する。
そして、絶対値が最大となる組み合わせ間の部位での光検出装置６の走査方向Ｓ（被検査物２の走行方向と逆方向）に対する傾きが負となるときは、表面欠陥が凹形状であると判定する。
すなわち輝度の変化量が最大となる部位において、被検査物２が移動するにつれて、検査領域８での輝度が小さくなる方向（暗側）への変化している場合には、表面欠陥が凹形状であると判定する。
【００９４】
一方、絶対値が最大となる組み合わせ間での光検出装置６の走査方向Ｓ（被検査物２の走行方向と逆方向）に対する傾きが正となるときは、表面欠陥が凸形状であると判定する。すなわち、輝度の変化量が最大となる部位において、被検査物２が移動するにつれて、検査領域８での輝度が大きくなる方向（明側）への変化している場合には、表面欠陥が凸形状であると判定する。
【００９５】
具体的には、表面欠陥が異物の噛み込みにより生じた打痕である場合には、図１３（ｂ）に示される、極小値２０２と極大値１０２の差、極大値１０２（最大値）と極小値２０１（最小値）の差、及び極小値２０１と極大値１０１の差のそれぞれの絶対値を比較する。絶対値が最大となるのは、極大値１０２（最大値）と極小値２０１（最小値）の差にかけての変化であるから、この極大値１０２から極小値２０１の範囲における特定の位置での光検出装置６の走査方向Ｓ（被検査物２の走行方向と逆方向）に対する傾きを求める。この傾きは負であり、この範囲においては、被検査物２が移動するにつれて明側から暗側に推移しているので、表面欠陥の形状は凹形状と判定できる。
【００９６】
また、別の例として異物の混入により表面欠陥が生じた場合について説明する。
この異物の混入により表面欠陥が生じた場合、表面欠陥の形状は、図１４のように、異物部分２５が正常部２１よりも隆起し、異物周囲２６が正常部２１に対し窪んだ形状となる。すなわち、このような表面欠陥は、全体としてみると突起形状であるが、実際には異物部分２５の周囲が正常部２１よりも凹む形状となる場合が多い。
このような表面欠陥の場合、輝度信号波形は、図１５（ｂ）のように、検査領域８の走査方向において、極大値と極小値が交互に２回繰り返される形状となる。すなわち、上記した打痕による表面欠陥と同様、特許文献２に記載の検査方法では、凹形状か凸形状かを正確に識別することが出来ない。
【００９７】
一方、本実施形態の凹凸の判定動作では、図１５（ｂ）に示される、極大値１０４と極小値２０４の差、極小値２０４（最小値）と極大値１０３（最大値）の差、及び極大値１０３と極小値２０３との差のそれぞれの絶対値を比較する。
絶対値が最大となるのは、極小値２０４（最小値）と極大値１０３（最大値）との差にかけての変化であるから、この極小値２０４（最小値）から極大値１０３の範囲における特定の位置での光検出装置６の走査方向（被検査物２の走行方向と逆方向）に対する傾きを求める。この傾きは正であり、この範囲において、被検査物２が移動するにつれて、暗側から明側に推移しているので、表面欠陥の形状は凸形状と判定できる。
【００９８】
第１実施形態の欠陥検査装置１によれば、非光透過性を有した被検査物２に凸形状と凹形状が混在する形状の欠陥が存在しても、精度よく凹形状が支配的であるか、凸形状が支配的であるか識別することが可能である。そのため、例えば、欠陥検査装置１によって得られた表面欠陥に関する情報を欠陥検査装置１の上流側の製品化ラインの装置１００でフィードバックすることで、表面欠陥の発生原因の的確な除去につながり、製品又は仕掛品である被検査物２の品質向上にも繋げることができる。
【００９９】
上記した実施形態では、被検査物２の移動方向における輝度信号の分布により、表面欠陥の種類を判定していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、移動方向に対して交差方向における輝度信号の分布により表面欠陥の種類を判定してもよい。
【０１００】
上記した実施形態では、光照射装置５が光検出装置６に対して、被検査物２の移動方向の上流側に位置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１６のように、光照射装置５は光検出装置６に対して、被検査物２の移動方向の下流側に位置していてもよい。この場合、上記した判定基準と反対となる。
この場合の欠陥判定動作について簡単に説明すると、欠陥部２０の範囲における輝度信号の最大値、最小値、極大値、及び極小値をそれぞれ算出し、隣接する極大値と極小値、隣接する最大値と極小値、及び隣接する極大値と最小値のそれぞれの差の絶対値が最大となる組み合わせ間の特定範囲での輝度信号の傾きから表面欠陥を判別する。
輝度の最大変化量をとる部位での傾きが正となるときは、表面欠陥が凹形状であると判定する。すなわち、輝度の変化量が最大となる部位において、被検査物２が移動するにつれて、検査領域８での輝度が大きくなる方向（明側）への変化している場合には、表面欠陥が凹形状であると判定する。
一方、輝度の最大変化量をとる部位での傾きが負となるときは、表面欠陥が凸形状であると判定する。すなわち、輝度の変化量が最大となる部位において、被検査物２が移動するにつれて、検査領域８での輝度が小さくなる方向（暗側）への変化している場合には、表面欠陥が凸形状であると判定する。
【０１０１】
上記した実施形態では、光照射装置５によって、表面欠陥に対して幅方向Ｗに光を照射させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１７のように表面欠陥に対して、幅方向Ｗに対して交差する方向に光を照射させてもよい。すなわち、表面欠陥に対して移動方向成分と幅方向成分の双方の成分をもった方向に光を照射させてもよい。
【０１０２】
上記した実施形態では、表面欠陥の中心を通る断面での波形に基づいて凹凸形状を判定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表面欠陥の大部分を断面での波形に基づいて凹凸形状を判定してもよい。すなわち、欠陥部の中心からずれた部位における波形について凹凸形状を判定してもよい。
しかしながら、輝度変化をより明確に判断する観点から、表面欠陥の中心を通る断面での輝度信号波形から凹凸形状を判定することが好ましい。
【０１０３】
上記した実施形態では、地合のノイズ信号を除去するために、信号処理によって輝度信号に対してローパスフィルタをかけていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、地合の微小な輝度変動を打ち消すように照射手段のスリット幅を適宜調整することによって行われてもよい。すなわち、ローパスフィルタをかける方法は、特に限定されない。
【０１０４】
上記した実施形態では、輝度の波形によって表面欠陥の形状を特定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、輝度と一対一対応する他の変数によって間接的に表面欠陥の形状を特定してもよい。
【０１０５】
上記した実施形態では、検査領域８に対して被検査物２を移動させて表面欠陥を検査したが、本発明はこれに限定されるものではなく、被検査物２に対して検査領域８を相対的に移動させて表面欠陥を判別してもよい。
【０１０６】
上記した実施形態では、光照射装置５から被検査物２に対して連続的に光を照射したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光照射装置５から被検査物２に対して断続的に光を照射してもよい。
【０１０７】
上記した実施形態では、輝度値の最大値、最小値、極小値、及び極大値の全ての値を算出し、輝度値の分布内において、（１）隣接する極大値と極小値、（２）隣接する最小値と極大値、及び（３）隣接する最大値と極小値のそれぞれの差の絶対値を比較したが、本発明はこれに限定されるものではなく、（１）隣接する極大値と極小値のみを比較してもよい。
【０１０８】
以下に、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【０１０９】
（実施例１）
第１実施形態の欠陥検査装置１を用いて、塗工層を表面に有する不透明プラスチックフィルムの塗工抜け検査を行った。
光照射装置５は、集光レンズとスリットを具備したバー型ＬＥＤを使用し、光検出装置６は素子数５１５０ｂｉｔ、視野幅１５０ｍｍのＣＣＤラインセンサカメラ（株式会社エクセル製、ＴＩ５１５０ＴＳＳ）を使用した。
光照射装置５と光検出装置６は、反射光学系を実現するために、いずれもプラスチックフィルムの検査面上方に配置した。
光検出装置６は、ＣＣＤラインセンサカメラの光軸Ｎ１がプラスチックフィルムの移動方向に対して垂直になる位置に設置した。また、ＣＣＤラインセンサカメラの光軸Ｎ１と光照射装置５の照射軸Ｎ２がプラスチックフィルムの検出位置（検査領域８）で２０度の角度で交わるように、光照射装置５の光軸Ｎ２とプラスチックフィルムの走行方向が成す角度θ２を７０度とした。
【０１１０】
また、光検出装置６で検出するプラスチックフィルムの輝度信号に対してローパスフィルタ処理を施して地合ノイズ成分を除去した後、地合平均輝度値がグレー２５６階調で平均１２８となるように光検出装置６の感度を調整し、輝度値が１４３を上回るものを明信号、輝度値が１１３を下回るものを暗信号として検出するよう閾値設定を行った。
これらの構成によって用意される検出位置に、直径約１００μｍの塗工抜け（凹形状欠陥）を有するプラスチックフィルムをラインスピード１０ｍ／分で通過させた。
この時、検査領域８で検出された輝度変化は移動方向の上流側から下流側に向けて順に明→暗→明→暗のパターンをとり、その内、輝度の変化量が最大となったのは明→暗の変化であった。この結果から、本発明では凹み欠陥と判定し、欠陥の実態の形状と一致した。
【０１１１】
（実施例２）
実施例１と同様の実施形態において、塗工層に直径約２００μｍの異物（凸形状欠陥）を有するプラスチックフィルムを、ラインスピード１０ｍ／分で検査領域８を通過させた。
この時、検査領域８で検出された輝度変化は暗→明のパターンとなった。輝度の変化量が最大となったのも同様に暗→明の変化であったため、本発明では凸欠陥と判定し、欠陥の実態の形状と一致した。
【０１１２】
従来技術の実施形態においては、実施例１において検出された輝度変化は、明と暗の極値がそれぞれ複数存在するため、従来技術の凹凸判定アルゴリズムでは形状判定ができなかった。
一方、実施例２において検出された輝度変化は明と暗の極値が１つずつ存在したため、形状判定が可能となり、凸形状と判定した。
このことから、従来技術では、滑らかな凹凸欠陥に対しては凹凸形状の識別が可能であるが、表面形状が歪である凹凸欠陥、すなわち輝度変化に複数の明と暗の極値を有する欠陥については凹凸形状の識別が出来ないことが確認された。
【符号の説明】
【０１１３】
１  欠陥検査装置
２  被検査物
３  搬送手段
５  光照射装置（光照射手段）
６  光検出装置（光検出手段）
７  処理装置
８  検査領域
１０  演算手段
１７  検出素子（検出部）
２０  欠陥部
２１  平常部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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