(57)【要約】【課題】一画素サイズ以下の微細なピンホールを検出できる特徴を持ち、シート全面に対して安価にかつ高速に微細なピンホールを検出する光学式ピンホール検査装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】ＣＣＤ１０を内蔵したＣＣＤカメラ１と、ＣＣＤカメラ１に取り付けるレンズ２と、被検査シート９に対しＣＣＤカメラ１と反対側に配置した所定光量を発光する透過照明３とから構成され、ピンホール９ｂの通過光３ｂを、ピンホール９ｂ以外の透過光３ｄや反射光３ｅに比べ非常に強くし、一画素の面積サイズより小さいピンホール９ｂの通過光３ｂで一画素以上を明るく写した画像を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像スケールで一画素の面積サイズを検出対象のピンホールの面積サイズより大きくしたＣＣＤカメラと、上記ＣＣＤカメラに取り付けるレンズと、被検査シートに対し上記ＣＣＤカメラと反対側に配置した所定光量を発光する透過照明とから構成された光学式ピンホール検査装置。
【請求項２】
被検査シートの撮像面側に外乱光を当てないための暗箱を設けた請求項１に記載の光学式ピンホール検査装置。
【請求項３】
レンズに絞り調整機能を設けた請求項１または請求項２に記載の光学式ピンホール検査装置。
【請求項４】
透過照明に均一な平行光を用いた請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の光学式ピンホール検査装置。
【請求項５】
透過照明の均一な平行光を、拡散光の面照明を被検査シートから一定距離以上離れた位置に設置することで形成した請求項４に記載の光学式ピンホール検査装置。
【請求項６】
透過照明の均一な平行光を、視野角調整フィルムを２枚重ね合せた状態で被検査シートと拡散光の透過照明の間に挿入することで形成した請求項４に記載の光学式ピンホール検査装置。
【請求項７】
被検査シートに対しＣＣＤカメラと反対側に配置した透過照明から所定光量を発光し、画像スケールで検出対象のピンホールの面積サイズより大きい一画素でピンホールからの通過光を受光してピンホールを検出する光学式ピンホール検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックのグリーンシートやプリント配線板などの強い光を透過する厚みの薄いシートに生じる微小なピンホールの有無と個数を検出する光学式ピンホール検査装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学式ピンホール検査装置で画像処理によりピンホールを検出する場合には、図６に示すようにＣＣＤ１０にピンホールの像９ａが結像する時に、ピンホールの像９ａの面積サイズをＣＣＤ１セル１０ａの面積サイズより大きくしていた。一般的には、検出する最小ピンホールの像９ａの面積が、ＣＣＤの４セル以上の大きさになるようにレンズを決定して画像を撮像し、画像処理を行ってピンホールを検出していた。
【０００３】
その他に光学式ピンホール検査装置としては、図７に示すように二方向からそれぞれ光を照射する二つの光源装置３と、この光源装置３の光が照射される面にガラス窓６が設けられた暗箱５と、上記ガラス窓６の外側に密着した被検査シート９の光源装置３側に設けられた拡散板４と、暗箱５内に収容されたＣＣＤカメラ１と、ＣＣＤカメラ１の先端に取り付けたレンズ２と、ＣＣＤカメラ１とガラス窓６との間に設置された四角柱ミラー７と、ＣＣＤカメラ１に連結された画像処理装置８とから構成されていた。光源装置３から照射された光は、拡散板４により拡散され、被検査シート９のピンホールを通過し、あるものは直接、あるものは四角柱ミラー７の四つのミラーに反射してＣＣＤカメラ１に入射する。そして、このＣＣＤカメラ１からの映像信号が画像処理装置８に入力され、シート厚みよりピンホール径が小さく方向性を持ったピンホールを自動検出していた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平６−２２２０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、画像スケールで一画素サイズより小さい大きさのピンホールを検出できないという課題を有していた。微小なピンホールを検出するためには、レンズの倍率を上げて一画素サイズをピンホールより小さくした拡大画像を撮像して検出していたが、一回の検査領域が小さくなるため、シート全面の広範囲を検出するためには検査領域をスキャンすることが必要となり、高額な装置費用が発生し、かつ、検査時間も長くかかっていた。また、特に、全体的に光を透過するほどに厚みの薄いシートのピンホールを検査する場合、ピンホールを通ってくる光とシートを通ってくる光の強さの差が少ないため、画像全体が明るくなり、ピンホールを検査できないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、一画素サイズ以下のピンホールが検出できる。その結果、シート全面に対して安価にかつ高速に微細なピンホールを検出する光学式ピンホール検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、画像スケールで一画素の面積サイズを検出対象のピンホールの面積サイズより大きくしたＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラに取り付けるレンズと、被検査シートに対しＣＣＤカメラと反対側に配置した所定光量を発光する透過照明とを備えた構成により、被検査シートが遮光体の場合は、透過照明の光量を強力にすればするほどピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることができ、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光で一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、被検査シートの撮像面側に外乱光を当てないための暗箱を設けた構成により、外乱光による被検査シートの撮像面側表面の反射光がなくなり、反射率の高い鏡面状態の被検査シートや明るい色を有した被検査シートに対しても安定してピンホール部の輝度だけを上げることができるため、画像処理により安定して一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、レンズに絞り調整機能を設けた構成により、レンズの絞りを開放してＣＣＤに入射する光を強化できるため、透過照明の光量を必要最低限に抑えた状態でピンホール部の輝度を上げることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、透過照明に均一な平行光を用いた構成により、強い拡散光を透過するほど厚みの薄い被検査シートまたは淡い色の被検査シートにおいて、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることができ、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光で、一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により、一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、透過照明の均一な平行光を、拡散光の面照明を被検査シートから一定距離以上離れた位置に設置することで形成した構成により、安価に均一な擬似平行光を実現して、強い拡散光を透過する厚みの薄い被検査シートまたは淡い色の被検査シートにおいて、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることができ、画像処理により、一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、透過照明の均一な平行光を、ブラインドの原理を活用した視野角調整フィルムを、ブラインドのルーバの向きが直行する形で２枚重ね合せた状態で被検査シートと拡散光の透過照明の間に挿入することで形成した構成により、安価にかつ小型で、また、均一な擬似平行光を実現して、強い拡散光を透過する厚みの薄い被検査シートまたは淡い色の被検査シートにおいて、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることができ、画像処理により、一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
【００１４】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、被検査シートに対しＣＣＤカメラと反対側に配置した透過照明から所定光量を発光し、画像スケールで検出対象のピンホールの面積サイズより大きい一画素でピンホールからの通過光を受光してピンホールを検出するという構成により、被検査シートにおいて、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げ、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光で一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールが検出できるという作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による光学式ピンホール検査装置および方法は、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることにより、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光でも一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールが検出できる。その結果、大判シートに対しても安価にかつ高速に微細なピンホールを検出できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜４および７に記載の発明について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１における光学式ピンホール検査装置の一実施例を示す概略構成図、図２は同、光学式ピンホール検査装置の原理図である。
【００１８】
なお、従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００１９】
図１、および図２において、この実施の形態１の光学式ピンホール検査装置は、ＣＣＤ１０を内蔵したＣＣＤカメラ１と、ＣＣＤカメラ１に取り付ける絞り調整機能２ｂを内蔵したレンズ２と、被検査シート９に対しＣＣＤカメラ１と反対側に配置した所定光量を発光する透過照明３と、被検査シート９の撮像面側に配した暗箱５とから構成されている。
透過照明３から照射された光３ａは、被検査シート９のピンホール９ｂを通過し、ピンホール９ｂを通過した光３ｂがレンズ２を介してＣＣＤカメラ１に入射し、ＣＣＤ１０に結像される。
【００２０】
一般にＣＣＤの動作は各セルが受け取った光を随時電荷に変換して蓄積し、一定時間毎に映像信号として各セルの蓄積電荷量を順次転送している。この時、ＣＣＤ１セル１０ａが蓄積する電荷量Ｑは、ＣＣＤ１セル１０ａが受け取った蓄積光量Ｌに比例し、前記蓄積光量Ｌは、ＣＣＤ１セルの受光面積Ｓと単位面積当たりの光量Ｌｓと蓄積時間Ｔに比例するため、下記の式１で表せる。
【００２１】
Ｑ＝α×Ｌ
＝α×β×Ｓ×Ｌｓ×Ｔ      （式１）
このため、図２（ａ）に示すように、ＣＣＤ１０にピンホールの像９ａが結像する際、所定光量を発光する透過照明３があれば、図２（ｂ）に示すＣＣＤ１セル１０ａより大きいピンホール９ｂを通過したある強度の光３ｂにより、ＣＣＤ１セル１０ａが一定時間Ｔに蓄積した電荷量（図２（ｄ））と、図２（ｃ）に示すＣＣＤ１セル１０ａより小さいピンホール９ｂを通過した強力な光３ｂによりＣＣＤ１セル１０ａが一定時間Ｔに蓄積した電荷量（図２（ｅ））とを同等にできる。よって、一画素の面積サイズより小さいピンホール９ｂを通ってレンズに入る光で、一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホール９ｂを検出できる。
【００２２】
また、図１に示すように、暗箱５を設置することで、被検査シート９の撮像面側表面に当たる外乱光による反射光３ｅをカットできるため、被検査シート９の撮像面側表面のピンホール９ｂだけの光をＣＣＤ１０が蓄積でき、一画素の面積サイズより小さいピンホール９ｂを安定して検出できる。
【００２３】
また、図１に示すように、レンズ２に内蔵した絞り調整機能２ｂを開放することで、ピンホール９ｂを通過した光３ｂの強さが同じでも、レンズの絞り調整機能２ｂを通過しＣＣＤに当たる光３ｃを強くできるため、必要最低限の透過照明３の光３ａでピンホール９ｂからの光をＣＣＤ１０が蓄積でき、一画素の面積サイズより小さいピンホール９ｂを検出できる。
【００２４】
また、図１において、透過照明３に均一な平行光を発光する照明を用いて、均一な平行光３ａを、強い拡散光を透過するほど厚みと色が薄い被検査シート９に照射すると、被検査シート９内部での光の拡散が抑えられるために、ピンホール９ｂを通過する光３ｂを、ピンホール部周囲の被検査シート９内部で拡散して透過した光３ｄと比べて格段に強くすることができ、一画素サイズ以下のピンホール９ｂを通ってレンズ２に入る光で、ＣＣＤ１０の一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できる。
【００２５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項５に記載の発明について説明する。
【００２６】
図３は、本発明の実施の形態２における光学式ピンホール検査装置の一実施例を示す概略構成図である。
【００２７】
なお、図１で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００２８】
図３において、この実施の形態２の光学式ピンホール検査装置は、被検査シート９に対し、ＣＣＤカメラ１と反対側に配置した所定光量を発光する透過照明３を被検査シート９から一定距離以上離れた位置に設置することで、透過照明３の各発光点から被検査シート９の各点に照射する光の光軸角θが小さくなり、安価にかつ簡易に擬似的な平行光３ａを作ることができる。この擬似平行光３ａを用いて、強い拡散光を透過するほど厚みと色が薄い被検査シート９に対しても、一画素サイズ以下のピンホール９ｂを明るく写した画像を得ることができ、画像処理により、一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できる。
【００２９】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項６に記載の発明について説明する。
【００３０】
図４は、本発明の実施の形態３における光学式ピンホール検査装置の一実施例を示す概略構成図、図５は視野角調整フィルムの原理図である。
【００３１】
なお、従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００３２】
図５（ａ）において、視野角調整フィルム１１は、多数のルーバ１２を同一方向に並べたブラインド構造となっており、図５（ｂ）に示すように光の透過率が垂直方向で約７５％、垂直方向から±３０°以上でほぼ０％となり、可視角度が±３０°以内に制限される。この視野角調整フィルム１１を、ブラインドのルーバの向きが直行する形で２枚重ね合わせると縦方向にも横方向にも視野角が制限されることになる。
【００３３】
図４において、この実施の形態３の光学式ピンホール検査装置は、ブラインドの原理を活用した２枚の視野角調整フィルム１１を、ブラインドのルーバの向きが直行する形で重ね合せた状態で、被検査シート９と拡散光の透過照明３の間に挿入することで、透過照明３の各発光点から被検査シート９の各点に照射する光の光軸角θが小さくなる。従って、被検査シート９と透過照明３を一定距離以上離す必要が無く、透過照明３を小型化できると共に、擬似的に均一な平行光３ａを作ることができる。この擬似平行光３ａを用いて、強い拡散光を透過するほど厚みと色が薄い被検査シート９に対しても、一画素サイズ以下のピンホール９ｂを明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の光学式ピンホール検査装置は、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることにより、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光でも一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できる。その結果、大判シートに対しても安価にかつ高速に微細なピンホールが検出できるという効果を有し、強い光を透過する厚みの薄いシートに生じる微小なピンホールの有無や個数を検出するピンホール検査などの用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における光学式ピンホール検査装置の概略構成図
【図２】同、光学式ピンホール検査装置の原理図
【図３】本発明の実施の形態２における光学式ピンホール検査装置の概略構成図
【図４】本発明の実施の形態３における光学式ピンホール検査装置の概略構成図
【図５】同、視野角調整フィルムの原理図
【図６】従来の検出可能なピンホールの大きさの説明図
【図７】従来の光学式ピンホール検査装置の概略構成図
【符号の説明】
【００３６】
１  ＣＣＤカメラ
２  レンズ
２ｂ  絞り調整機能
３  光源装置または透過照明
３ａ  透過照明の光
３ｂ  ピンホールを通過する光
３ｃ  ＣＣＤに当たる光
３ｄ  シート内部で拡散してシートを透過する光
３ｅ  被検査シート表面の反射光
４  拡散板
５  暗箱
６  ガラス窓
７  四角柱ミラー
８  画像処理装置
９  被検査シート
９ａ  ピンホールの像
９ｂ  ピンホール
１０  ＣＣＤ
１０ａ  ＣＣＤ１セル
１１  視野角調整フィルム
１２  視野角調整フィルムの中のルーバ
【図１】
2005331312.tif 000003
【図２】
2005331312.tif 000004
【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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