(57)【要約】      （修正有）【課題】被検査体内部あるは表面に生じる光学歪みをわずかに生じる欠点の有無を高精度に検出する。【解決手段】被検査体１である光透過性シートを挟んで配設される投光手段２および受光手段７、フォーカスが前記被検査体表面に合わされ受光手段に光を集光して入射するレンズ９と、被検査体と投光手段との間に配設される遮光体６とを有し、受光手段の受光軸上に投光手段、および遮光体の中心が一致し、かつ受光手段の視野幅方向と投光手段長手方向、遮光体長手方向がそれぞれ平行となるように投光手段と遮光体が配設され、遮光体の長手方向と垂直な方向の幅Ａが、レンズと被検査体との距離をＬ１、被検査体と遮光体との距離をＬ２、レンズ開口径をＷとしたときに、０．９×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ≦Ａ≦１．１×Ｌ２／Ｌ１×Ｗであり、かつ投光手段の光照射面の、投光手段の長手方向と垂直な方向の幅が２Ａ以上３Ａ以下とする。【選択図】  図１
2007333563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体である光透過性シートを挟んで配設される投光手段および該投光手段から照射される光を受光する受光手段と、該受光手段前面に配設され、フォーカスが前記被検査体表面に合わされ、前記受光手段に光を集光させるレンズと、前記被検査体と前記投光手段との間に配設され前記投光手段から照射される光の一部を遮光する遮光面を有する遮光体とを有するシートの検査装置であって、前記受光手段の受光軸上に前記投光手段、および遮光体の中心が一致し、かつ前記受光手段の視野幅方向と前記投光手段の長手方向、前記遮光体の長手方向がそれぞれ平行となるように前記投光手段と前記遮光体が配設され、前記遮光面内において前記遮光体の長手方向と垂直な方向の幅Ａが、前記レンズと前記被検査体との距離をＬ１、前記被検査体と前記遮光体との距離をＬ２、レンズ開口径をＷとしたときに、
０．９×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ≦Ａ≦１．１×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ              （１）
を満足し、かつ前記投光手段の光照射面の、前記投光手段の長手方向と垂直な方向の幅が２Ａ以上３Ａ以下であることを特徴とする光透過性シートの検査装置。
【請求項２】
前記投光手段が光照射面から拡散光を照射する面光源であることを特徴とする、請求項１に記載の光透過性シートの検査装置。
【請求項３】
前記遮光体および前記受光手段の視野幅方向が前記被検査体の幅方向に対して所定の角度傾いて配設することを特徴とする、請求項１または２に記載の光透過性シートの検査装置。
【請求項４】
前記受光手段が受光素子を１次元に配列したラインセンサカメラであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光透過性シートの検査装置。
【請求項５】
投光手段によって被検査体である光透過性シートに光を照射し、前記光透過性シートを透過した光を、フォーカスが前記被検査体表面に合わせたレンズによって集光し、前記集光した光を受光手段によって受光し、前記受光した光に基づいて前記光透過性シートを検査する方法であって、前記被検査体と前記投光手段との遮光体を配設して前記投光手段から照射される光の一部を遮光し、かつ前記受光手段の受光軸上に、前記投光手段、および前記遮光体の中心が一致し、かつ前記受光手段の視野幅方向と前記投光手段の長手方向、前記遮光体の長手方向がそれぞれ平行となるように前記投光手段と前記遮光体が配設され、前記遮光面内において前記遮光体の長手方向および前記受光軸に垂直な方向の幅Ａが、前記レンズと前記被検査体との距離をＬ１、前記被検査体と前記遮光体との距離をＬ２、レンズ開口径をＷとしたときに、
０．９×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ≦Ａ≦１．１×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ              （１）
を満足し、かつ前記投光手段の光照射面の、前記投光手段の長手方向と垂直な方向の幅として２Ａ以上３Ａ以下のものを用いることを特徴とする光透過性シートの検査方法。
【請求項６】
前記投光手段より面状に光を照射することを特徴とする、請求項５に記載の光透過性シートの検査方法。
【請求項７】
前記被検査体の幅方向に対して所定の角度傾いた位置で受光することを特徴とする、請求項５または６に記載の光透過性シートの検査方法。
【請求項８】
前記受光手段によって１次元画像を取得することを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の光透過性シートの検査方法。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれかに記載の光透過性シートの検査方法を用いて前記光透過性シートの欠点を検査することを特徴とする光透過性シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過性シートの検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光透過性シートの内部や表面に発生する、変形ポリマやフィッシュアイ、気泡など光学的歪みを生じる欠点を自動で検査する方法として、特許文献１、特許文献２および特許文献３、特許文献４に記載の方法が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の方法を、図１２を用いて説明する。図１２は特許文献１に記載の検査装置の装置構成を示す図である。図１２において、１は被検査体、７は受光手段、６３はライン状透過照明装置を表している。特許文献１に記載の方法は、ライン状透過照明装置６３とライン状透過照明装置６３の発光部と同一平面上の位置から平行移動した位置で、移動する被検査体１の正常部からの透過光を受光しない位置に受光手段７であるラインセンサを配置している。正常部では受光手段撮像軸上に照明が無いので、正常部では照明からの光は受光手段７にほとんど入射しない。
【０００４】
一方、被検査物１の表面にフィッシュアイなどの光学的歪みを生じる欠点が存在すると、欠点表面で撮像軸が屈折し撮像軸延長上に照明装置６３が存在することとなるため、欠点を明欠点として検出することができる。
【０００５】
また、特許文献２に記載の方法を、図１３を用いて説明する。図１３は特許文献２に記載の検査装置の側面図である。図１３において、１は被検査体、６は遮光体、７は受光手段、６０は棒状光源、６１は欠点を表している。特許文献２に記載の方法は、被検査体１である透明板状体の一方側に配設された棒状光源６０から前記被検査体１の他方側に配設された受光手段７である１次元撮像装置に向けて光を投光し、前記棒状光源６０からの直接光が直接前記１次元撮像装置７に入射することを阻止するように、前記投光された光を遮光体６で遮光するとともに、前記棒状光源６０からの光を前記被検査体１に向けて照射し、前記被検査体１の欠点で偏光した光を前記１次元撮像装置７で受光して前記欠点を検出するものである。
【０００６】
また、特許文献３に記載の方法を、図１４を用いて説明する。図１４は特許文献３に記載の検査装置の概略図である。図１４において、１は被検査体、２は投光手段、６は遮光体、７は受光手段、６２はスリットを表している。特許文献３に記載の方法は、被検査体１であるフィルムシートを挟んで配設される投光手段２および受光手段７と、被検査体１と投光手段２との間に配設される遮光体６とを有し、遮光体６は投光手段２と受光手段７とを結ぶ線分上に遮光部を有し、遮光部の縁部に透過部を有することを特徴とするものである。投光手段２から発せられた光は、直接受光手段７に受光されることはなく、遮光部の縁部に形成されるスリット６２等の透過部分より漏れた光が被検査体１に存在しうる輝点（欠点）に当たって散乱することで受光手段７にて受光される。
【０００７】
また、特許文献４に記載の方法を、図１５を用いて説明する。図１５は特許文献４に記載の検査装置の概略図である。図１５において、１は被検査体、２は投光手段、６は遮光体、７は受光手段、６４は照明光を表している。特許文献４に記載の方法は、被検査体１である透明板状体の透過光を用いて欠陥を検出する欠陥検出方法において、照明光６４の中心と受光手段７の光学的中心とを直線上に配置し、光軸上に照明光６４を遮光する遮光体６が設けられていることを特徴とするものである。被検査体１に異物がある場合、異物のエッジで透過光が散乱し、受光手段７に入射することによって欠点を検出する。
【特許文献１】特許第３２２４６２３号公報
【特許文献２】特許第３４３６３２６号公報
【特許文献３】特開２０００−１３７００１号公報
【特許文献４】特開２００５−３００４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記背景技術では光学歪みが微小な、すなわち欠点での屈折が小さい欠点に対しては十分な精度で検査が行えない。
【０００９】
特許文献１では、光学歪みが微小な欠点を検出するためには、ライン状透過照明装置６３と受光手段７の位置を近づける必要がある。しかし、近づけすぎると、ライン状透過照明装置６３からの光の一部が直接受光手段７に入射する。特許文献１では欠点を明欠点として検出するので、ライン状透過照明装置６３からの直接光が受光手段７に入射すると、欠点と正常部での光量差が小さくなり、欠点検出精度が低下する。
【００１０】
一方、特許文献２〜４については遮光体６の幅について明記されていない。光学的歪みが微小な欠点を検出する場合、遮光体６の幅が重要である理由を以下に示す。ここで、遮光体の幅とは、遮光面内において遮光体長手方向に対して垂直な方向の幅のことを指す。
【００１１】
図３は遮光体６の幅が狭い場合の装置概略図である。図３において、１は被検査体、２は投光手段、３は光源、６は遮光体、７は受光手段、８はカメラ、９はレンズユニット、１０はレンズ、１３は受光素子、２０は凹凸欠点、７０は欠点が無い場合の撮像範囲、７１は欠点が有る場合の撮像範囲、ωはレンズの開口角を表している。レンズ１０のフォーカスは被検査体１の表面に合わせている。このとき、投光手段２から発せられ、被検査体１を透過した光のうち、レンズ１０の開口角ωで挟まれた範囲の光がレンズ１０によって集光され受光素子１３へ入射する。
【００１２】
したがって、被検査体１に欠点が無い場合、投光手段２から発せられた光のうち、角度ωで挟まれた範囲７０内で、かつレンズ合焦点に向かう光が受光素子に入力される。
【００１３】
図３に示すように、遮光体６の幅が狭いと、被検査対象１に欠点が無い場合、範囲７０内の光の一部が遮光体６によって遮られるが、遮光体６の外側から、投光手段２から発せられた光の一部が直接受光手段７へ入射する。
【００１４】
被検査体１にわずかな光学歪みを生じさせる欠点２０が存在した場合、欠点表面によって受光軸１１が屈折され、受光手段７に入射する光の範囲は範囲７０とは別の範囲７１となる。しかし、受光軸１１が屈折した場合でも別の領域７１の一部が遮光体６によって遮られているが、他の一部は受光手段７に直接入射するため、欠点の有無に関わらず受光手段７の受光量は変化しておらず、欠点を検出することができない。
【００１５】
次に、遮光部の幅が広い場合について示す。図４は、遮光部の幅が広い場合の装置概略図である。図４における符号は、図３における符号と同じものを表している。被検査体１に欠点が無い場合、投光手段２から発せられた光は範囲７０内の光は全て遮光体６によって遮られるため受光手段７には入射しない。
【００１６】
被検査体１に欠点２０が存在した場合、欠点表面によって受光軸１１は屈折し、受光手段７に入射する光の範囲は範囲７０とは別の範囲７１となるが、範囲７１内の光も遮光体６によって全て遮られるため、欠点が有無に関わらず受光手段７に光は入射しない。したがって欠点を検出することができない。
【００１７】
以上のように、遮光体６の幅が最適に設計されていないと光学歪みをわずかに生じる欠点を精度良く検出することができない。
【００１８】
以上に鑑みて、本発明の目的は、光透過性の被検査体に存在する、わずかな光学歪みを生じさせる欠点を精度良く検査する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明によれば、被検査体である光透過性シートを挟んで配設される投光手段および該投光手段から照射される光を受光する受光手段と、該受光手段前面に配設され、フォーカスが前記被検査体表面に合わされ、前記受光手段に光を集光させるレンズと、前記被検査体と前記投光手段との間に配設され前記投光手段から照射される光の一部を遮光する遮光面を有する遮光体とを有するシートの検査装置であって、前記受光手段の受光軸上に前記投光手段、および遮光体の中心が一致し、かつ前記受光手段の視野幅方向と前記投光手段の長手方向、前記遮光体の長手方向がそれぞれ平行となるように前記投光手段と前記遮光体が配設され、前記遮光面内において前記遮光体の長手方向と垂直な方向の幅Ａが、前記レンズと前記被検査体との距離をＬ１、前記被検査体と前記遮光体との距離をＬ２、レンズ開口径をＷとしたときに、
０．９×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ≦Ａ≦１．１×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ              （１）
を満足し、かつ前記投光手段の光照射面の、前記投光手段の長手方向と垂直な方向の幅が２Ａ以上３Ａ以下である光透過性シートの検査装置が提供される。
【００２０】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記投光手段が光照射面から拡散光を照射する面光源である前記の光透過性シートの検査装置が提供される。
【００２１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記遮光体および前記受光手段の視野幅方向が前記被検査体の幅方向に対して所定の角度傾いて配設する前記の光透過性シートの検査装置が提供される。
【００２２】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記受光手段が受光素子を１次元に配列したラインセンサカメラである前記の光透過性シートの検査装置が提供される。
【００２３】
また、本発明の別の形態によれば、投光手段によって被検査体である光透過性シートに光を照射し、前記光透過性シートを透過した光を、フォーカスが前記被検査体表面に合わせたレンズによって集光し、前記集光した光を受光手段によって受光し、前記受光した光に基づいて前記光透過性シートを検査する方法であって、前記被検査体と前記投光手段との遮光体を配設して前記投光手段から照射される光の一部を遮光し、かつ前記受光手段の受光軸上に、前記投光手段、および前記遮光体の中心が一致し、かつ前記受光手段の視野幅方向と前記投光手段の長手方向、前記遮光体の長手方向がそれぞれ平行となるように前記投光手段と前記遮光体が配設され、前記遮光面内において前記遮光体の長手方向および前記受光軸に垂直な方向の幅Ａが、前記レンズと前記被検査体との距離をＬ１、前記被検査体と前記遮光体との距離をＬ２、レンズ開口径をＷとしたときに、
０．９×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ≦Ａ≦１．１×Ｌ２／Ｌ１×Ｗ              （１）
を満足し、かつ前記投光手段の光照射面の、前記投光手段の長手方向と垂直な方向の幅として２Ａ以上３Ａ以下のものを用いる前記の光透過性シートの検査方法が提供される。
【００２４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記投光手段より面状に光を照射する前記の光透過性シートの検査方法。
【００２５】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記被検査体の幅方向に対して所定の角度傾いた位置で受光する前記の光透過性シートの検査方法が提供される。
【００２６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記受光手段によって１次元画像を取得する前記の光透過性シートの検査方法が提供される。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記の光透過性シートの検査方法を用いて前記光透過性シートの欠点を検査する光透過性シートの製造方法が提供される。  本発明において、「光透過性シート」とは、光を透過する性質を持つシートをいう。光透過性シートとしては、プラスチックフィルムやガラスなどが挙げられる。また、プラスチックフィルムにおいては、透明プラスチックフィルムや透明プラスチックフィルムに透明のポリマなどをコーティングしたものを用いることができ、白色光の透過率は８０％以上、ヘイズは１０％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、以下に説明する通り、光透過性の被検査体に存在する光学歪みをわずかに生じさせる欠点に対しても精度良く検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を、光透過性のプラスチックフィルムに塗液をコーティングされた被検査体１に対し、塗液のハジキなどによって生じる塗液の微小凹欠点を検出する場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るシートの検査装置の構成図である。図５は、本発明の実施形態によって精度良く凹凸欠点を検出することができる検出原理を示す図である。図１、図５において、１は紙面左側から右側へ走行する被検査体であるプラスチックフィルム、２は被検査体１の下面側に被検査体１の検査対象面からＬ２だけ離れたところに位置し、その長手方向が被検査体１の幅方向と平行となるように配置された投光手段、６は投光手段２の上面に位置し、その長手方向が投光手段２の長手方向と平行となるように配置された遮光体、７は被検査体１の上面側に、被検査体１からＬ１だけ離れたところに位置している受光手段、１１は受光軸、２０は被検査体１の表面に形成された凹凸欠点、４０は受光手段７に接続された画像処理装置、７０は被検査体１の検査対象面の表面に欠点が無い場合の撮像範囲、７１は被検査体１の表面に欠点が有る場合の撮像範囲、θは受光手段７の受光軸１１と被検査体１とのなす角度、ｗはカメラ８の下面に配置されたレンズの開口径、ωはレンズ１０の開口角、Ａは遮光面内において遮光体の長手方向と垂直な方向の幅、Ｌ１はレンズと被検査体との距離、Ｌ２は被検査体と遮光体との距離を表している。
【００３０】
投光手段２が被検査体１の下面側に、受光手段が被検査体１の上面側に配設されていることにより、被検査体１は受光手段７と投光手段２とによって挟まれた状態で配設されていることになる。
【００３１】
投光手段２は、光源３と、被検査体１と光源３との間に配設される拡散板５および光源３を収納する照明ＢＯＸ１４とで構成されており、光出射口の形状が面であり、光照射面から拡散光を照射する面光源である。光源３としては、ＬＥＤ照明を面状に配列したものや蛍光灯を複数本並べたもの、光ファイバの光出射端を面状に配列したものなどを用いることができる。光源３として蛍光灯を１本配設した場合でも拡散板５によって投光手段２を面光源としての機能を有することができる。拡散板５は、乳白色のアクリル板や光拡散シートなど、透過光を拡散させる機能を有するものが好ましい。照明ＢＯＸ１４はコの字形をしており、コの字形の中に光源３が平行に配設され、コの字形の上部には拡散板５が配設されている。遮光体６は透明あるいは乳白色のアクリル板の上に、黒色テープを直線状に貼り付けたものや、黒色に塗装したものなどを用いることができる。
【００３２】
受光手段７は、カメラ８、レンズユニット９、レンズ１０、受光素子１３とで構成されている。受光手段７は受光素子が１次元に配列されたラインセンサや２次元に配列されたエリアセンサなどのカメラ８を用いることができる。一般的にエリアセンサカメラの横方向の受光素子数に比べてラインセンサカメラの受光素子数は多いので受光手段１台で広い範囲を撮像できるという利点がある。また、被検査体１が走行している場合、ラインセンサカメラを用いることによって走行する被検査体１の全面を検査できるので好ましい。
【００３３】
カメラ８の前面にはレンズユニット９が備わっており、レンズユニット９は集光レンズ１０を有している。集光レンズ１０のフォーカスは被検査体表面１に合わされており、受光素子１３に光を集光させている。レンズユニット９には絞り機構が備わっており、受光手段７に入射する光の量を調整することができる。
【００３４】
受光手段７の前面に配設されたレンズユニット９の絞り位置と被検査体１との距離はＬ１であり、Ｌ１は検出したい欠点のサイズや１台の受光手段７で検査したい被検査体１の範囲などによって決定する。
投光手段２の中心は受光手段７の受光軸１１と一致するように配設されており、投光手段の長手方向は受光手段７の視野幅方向と平行である。ここで、受光手段７の視野幅方向とは、受光手段がラインセンサカメラである場合は受光素子の配列方向、受光手段７がエリアセンサカメラの場合は撮像の水平走査方向を指す。
【００３５】
投光手段２の長手方向の幅は受光手段７の受光領域幅より十分長い。一方、投光手段２の長手方向と垂直な方向の幅、すなわち拡散板の幅については、後述する遮光体６の幅の２倍以上であることが好ましい。２倍以上であると、微小凹凸欠点によって屈折した多くの光を受光することができ、微小凹凸欠点の検出精度が高くなる。また微小凹凸欠点による屈折角を考慮すると、投光手段２の長手方向と垂直な方向の幅については遮光体６の幅の３倍程度であれば十分であり、それ以上広くしても検出精度は変わらず、投光手段のコストが高くなる。
【００３６】
次に遮光体６について説明する。遮光体６は、被検査体１と投光手段２との間に配設され、投光手段２から照射される光の一部を遮光する遮光面を有している。遮光体６の中心は受光手段７の受光軸１１と一致しており、遮光体６の長手方向は受光手段７の視野幅方向と平行である。また、遮光体６の長手方向の幅は、受光手段７の受光領域幅より十分長い。
【００３７】
図５において、遮光体６と被検査体１との距離をＬ２、レンズ１０のレンズ開口径をＷとする。このとき、遮光体６の遮光面内において遮光体の長手方向に垂直な方向の幅Ａを次のように決定する。
【００３８】
０．９×Ｌ１／Ｌ２×Ｗ≦Ａ≦１．１×Ｌ１／Ｌ２×Ｗ              （１）
つまり、底辺をＷ、高さをＬ１とする二等辺三角形と、底辺をＡ、高さをＬ２とする二等辺三角形が相似の関係になるように遮光体６の幅Ａとする。
【００３９】
微小な凹凸欠点での光の屈折を考慮すると、遮光体６の幅を上記範囲に設定すると、精度良く検出することができる。
【００４０】
Ａ＞１．１×Ｌ１／Ｌ２×Ｗの場合や、Ａ＜０．９×Ｌ１／Ｌ２×Ｗの場合は、図３や図４に示すように微細な凹凸欠点が発生した場合においても正常部の場合と比較して受光手段７が受光する光の量の差は小さいため、凹凸欠点表面の斜度がおよそ３°以上であれば欠点を検出することが可能であるが、３°未満の斜度を有する凹凸欠点を検出する場合は、遮光体の幅Ａを式（１）の範囲に設定することが好ましく、さらに微細な凹凸欠点を検出するには、遮光体６の幅Ａを
０．９５×Ｌ１／Ｌ２×Ｗ≦Ａ≦１．０５×Ｌ１／Ｌ２×Ｗ            （２）
の範囲に設定することが好ましい。
【００４１】
次に、上記に示す構成によって光学歪みがわずかな欠点を精度良く検出できる原理について説明する。
【００４２】
図５に示すように、被検査体１はベースとなる光透過性のプラスチックフィルムに、光透過性の塗液を塗布したもので、塗液がはじけて微小な凹欠点２０が発生する。
【００４３】
被検査体１の表面に欠点が無い正常部では投光手段２から発せられた光は遮光体６で遮られる。遮光体６の幅が前記方法によって最適に設定されているので、受光手段７には入射しない。
【００４４】
欠点部分２０では上述のように受光手段７に入射する光の範囲は範囲７０とは別の範囲７１となり、別の範囲７１の一部は遮光体６に遮られないので、投光手段２から発せられた光の一部が直接受光手段７に入射する。
【００４５】
遮光体６の幅Ａを最適に設計していない場合は、前述の通り、光学的歪みがわずかである欠点に対しては十分な検出精度は得られない。
【００４６】
また、図６は、本発明の実施形態における、受光手段の受光軸を被検査体表面垂直方向に対して傾けた装置構成図である。図６において、１は被検査体、２は投光手段、３は光源、６は遮光体、７は受光手段、８はカメラ、９はレンズユニット、１０はレンズ、１１は受光軸、１３は受光素子、２０は凹凸欠点、７０は欠点が無い場合の撮像範囲、７１は欠点が有る場合の撮像範囲、θは受光手段７の受光軸１１と被検査体１とのなす角度を表している。図６に示すように受光軸１１と被検査体１とのなす角度θは小さい方が検出精度は高くなる。
【００４７】
図７は、受光手段の受光角θと屈折角との関係を示す図である。図７において、７は受光手段、８はカメラ、９はレンズユニット、１１は受光軸、１２は欠点によって屈折した受光軸、２１は凹凸欠点表面、Δαは欠点が無い場合の受光軸と欠点によって屈折した受光軸とのなす角度、θは受光手段の受光軸と被検査体とのなす角度、φは凹凸欠点表面の斜度における、受光手段７の視野幅方向と垂直な方向での斜度とを表している。上述のように、受光軸１１と被検査体１とのなす角度θは小さい方が検出精度は高くなる理由は、図７に示すように、θを小さくすると欠点の斜面２１での屈折角が大きくなり、欠点が無い場合の受光軸１１と欠点によって屈折した受光軸１２とのなす角度Δαが大きくなり、欠点の有無で受光手段７に入射する光量の差が大きくなるためである。このとき、受光手段７の受光軸１１と被検査体１とのなす角度θは０°＜θ≦９０°であり、θは小さい方が検出精度が高くなるので好ましいが、被検査体１が走行している場合、θが小さすぎると被検査体１のバタツキの影響を受けやすくなるので、実用上は３０°＜θ＜８０°が好ましい。
【００４８】
また、図８は、投光手段として長手方向に垂直な平面における断面形状が円形の蛍光灯を用いた場合の検査装置の側面図である。図８において、１は被検査体、２は投光手段、３は光源、６は遮光体、７は受光手段、８はカメラ、９はレンズユニット、１０はレンズ、１３は受光素子、２１は凹凸欠点表面、３０は蛍光灯光照射分布、７０は欠点が無い場合の撮像範囲、７１は欠点が有る場合の撮像範囲を表している。図９は、投光手段として光出射口の形状が面形である光源を用いた場合の検査装置の側面図である。図９において、１は被検査体、２は投光手段、３は光源、５は拡散板、６は遮光体、７は受光手段、８はカメラ、９はレンズユニット、１０はレンズ、１３は受光素子、２１は凹凸欠点表面、３１は面光源光照射分布、７０は欠点が無い場合の撮像範囲、７１は欠点が有る場合の撮像範囲を表している。投光手段２として、光源３と被検査体１と光源３との間に拡散板５を配設すると、図９に示すように面光源４から照射分布３１のように光が発せられ、受光手段７に向かう成分が多く存在するので、欠点によって屈折した場合多くの光が受光手段７に入射する。一方、投光手段２に長手方向の断面形状が円形の蛍光灯３を用いると、図８に示すように蛍光灯から照射分布３０のように光が発せられる。図８や９の断面における光源の外径線の各部に直交する法線方向には多くの光が発せられるが、接線方向に向かうにつれて光量が少なくなる。図８に示すように受光手段７に向かう光量が少ないので、欠点の有無で受光手段７に入射する光量の差が小さくなり、精度良く検出することができない。
【００４９】
図２は本発明の第２の実施形態に係るシートの検査装置の構成図である。図２において、１は被検査体であるプラスチックフィルム、２は投光手段、３は光源、５は拡散板、６は遮光体、７は受光手段、８はカメラ、９はレンズユニット、４０は画像処理装置、βはカメラ８の視野幅方向と被検査体１の幅方向がなす角を表している。また、図１０は、本発明の第２の実施形態の斜視図であり、被検査体に被検査体幅方向に垂直な方向に凹欠点が連続して存在していることを示す図である。図１０において、１は被検査体、２は投光手段、３は光源、５は拡散板、６は遮光体、７は受光手段、８はカメラ、９はレンズユニット、２２は線状凹凸欠点、βはカメラ８の視野幅方向と被検査体１の幅方向がなす角を表している。投光手段２および受光手段７、遮光体６が、被検査体１の幅方向に対して０°＜β＜９０°である角度βをもって配設されている。図２に示す構成により、図１０に示すような、被検査体幅方向に凹凸斜面を持つ、被検査体幅方向に対して垂直な方向に連続して発生しているスジ状欠点２２の検出に対して有効であることを示す。
【００５０】
前述の通り、本発明の別の実施形態は被検査体１の表面あるいは内部に存在する、受光手段７の視野幅方向に垂直な斜面で透過光が屈折し、受光手段７に入力することによって欠点を検出するものである。
【００５１】
したがって、欠点を検出するには、欠点が、受光手段７の視野幅方向（長手方向）および受光軸に垂直な方向に斜面を有していることが必要である。
【００５２】
しかしながら、図１０において、受光手段７の視野幅方向を被検査体幅方向と平行に配設した場合、図１１に示すように受光手段７の視野幅方向と垂直な方向５０に斜面は生じない。ここで、図１１は、被検査体幅方向に垂直な方向に連続して存在している凹欠点の斜視図である。図１１において、１は被検査体、２２は線状凹凸欠点、５０は受光手段の視野幅方向と被検査体幅方向が平行な場合における視野幅方向と垂直な方向、５１は被検査体幅方向に対して受光手段視野幅方向をβ傾けて配設した場合における視野幅方向と垂直な方向、βはカメラ８の視野幅方向と被検査体１の幅方向がなす角を表している。
【００５３】
一方、受光手段７の視野幅方向を被検査体１の幅方向に対してβだけ傾けて配設した場合、図１１に示すように受光手段７の視野幅方向と垂直な方向５１には斜面を生じる。
【００５４】
βを大きくすることによって斜度を大きくすることができるが、大きくしすぎると、受光手段７が１台で検査できる被検査体１の領域が小さくなるので多くの受光手段７が必要となる。検出すべき欠点の斜度によるが、βは１０°＜β＜３０°が好ましい。
【００５５】
上記に示したように、第１の実施形態、第２の実施形態では、被検査体１に欠点が無い場合は投光手段２から発せられた光は遮光体６によって遮られて受光手段７には入射せず、被検査体１に欠点がある場合は欠点部で光が屈折し、遮光体６の外側から通過した光が受光手段７に入射する。
【００５６】
受光手段７に入射した光は、光の強さに応じた電気信号に光電変換され画像処理装置４０に入力される。画像処理装置４０は入力信号の大きさや入力持続時間などから欠点の面積や長さなどの特徴量を計算し、これらの特徴量と予め設定した閾値と比較し、比較結果に基づいて欠点を検出する。
【実施例】
【００５７】
［実施例１］
以下、本発明の一実施例を説明する。投光手段２としては光源３に管径２０ｍｍ、２０Ｗ、３０ｋＨｚの高周波点灯の蛍光灯を用い、光源３の前面に乳白色のアクリル板を配設して面光源とした。アクリル板の投光手段の長手方向に垂直な方向の幅は１００ｍｍとした。
【００５８】
受光手段７は受光素子を５０００個一列に配列し、素子全長が３５ｍｍとしたラインセンサカメラを用いた。レンズ１０には焦点距離５０ｍｍのレンズを用い、開口径が１２ｍｍとなるようにレンズ絞りを調節した。
【００５９】
カメラレンズ開口部と被検査体との距離Ｌ１を１０００ｍｍとし、カメラの受光軸と被検査体とのなす角θを６５°とした。また、カメラの視野幅方向と被検査体幅方向がなす角βを０°とした。
【００６０】
遮光体と被検査体との距離Ｌ２を３００ｍｍとした。カメラの受光軸上では、被検査体と遮光体との距離は３３０ｍｍとなるので、遮光体の幅Ａは、Ａ＝Ｌ２／Ｌ１×Ｗ＝３３０／１０００×１２≒４ｍｍ  に５％のマージン０．２ｍｍを載せた４．２ｍｍとした。上記装置構成でプラスチックフィルムを検査した結果、直径２００μｍ、高さ５μｍのフィッシュアイ、ポリマ粒子付着欠点を検出することができた。
［比較例１］
使用する機器および機器の配置は実施例１と同じで、遮光体の幅のみを実施例１と異なる５ｍｍとした場合、最適な遮光体の幅４ｍｍに対して５／４＝１．２５、つまり遮光体の幅が請求項１に記載のＡ≦１．１×Ｌ２／Ｌ１×Ｗの範囲を満たさないので、上記サイズのフィッシュアイが発生しても投光手段２からの光はほとんど受光手段には入射せず、フィッシュアイを検出することはできなかった。
［実施例２］
実施例１に対してβ＝２０°に設置して塗液をコーティングするプラスチックフィルムを検査した結果、塗液がフィルム幅方向と垂直な方向に連続して発生するスジ状の塗布抜け欠点を精度良く検出することができた。塗布スジ欠点を検出することができた。なお、実施例１に対してβ＝０°に設置した場合は塗布スジ欠点を検出することはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の活用例として、透明プラスチックフィルム表面または内部に生じるフィッシュアイなど光歪みを伴う欠点の検査装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の斜視図である。
【図３】遮光体幅が狭い場合における検査装置の側面図である。
【図４】遮光体幅が広い場合における検査装置の側面図である。
【図５】本発明の実施形態によって精度良く凹凸欠点を検出することができる検出原理を示す図である。
【図６】本発明の実施形態における、受光手段の受光軸を被検査体表面垂直方向に対して傾けた装置構成図である。
【図７】受光手段の受光角θと屈折角との関係を示す図である。
【図８】投光手段として断面形状が円形の蛍光灯を用いた場合の検査装置の側面図である。
【図９】投光手段として光出射口の形状が面形である光源を用いた場合の検査装置の側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の斜視図であり、被検査体に被検査体幅方向に垂直な方向に凹欠点が連続して存在していることを示す図である。
【図１１】被検査体幅方向に垂直な方向に連続して存在している凹欠点の斜視図である。
【図１２】特許文献１の検査装置の側面図である。
【図１３】特許文献２の検査装置の側面図である。
【図１４】特許文献３の検査装置の側面図である。
【図１５】特許文献４の検査装置の側面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１          被検査体
２          投光手段
３          光源
５          拡散板
６          遮光体
７          受光手段
８          カメラ
９          レンズユニット
１０        レンズ
１１        受光軸
１２        欠点によって屈折した受光軸
１３        受光素子
１４        照明ＢＯＸ
２０        凹凸欠点
２１        凹凸欠点表面
２２        線状凹凸欠点
３０        蛍光灯光照射分布
３１        面光源光照射分布
４０        画像処理装置
５０        受光手段の視野幅方向と被検査体幅方向が平行な場合における視野幅方向と垂直な方向
５１        被検査体幅方向に対して受光手段視野幅方向をβ傾けて配設した場合における視野幅方向と垂直な方向
６０        棒状光源
６１        欠点
６２        スリット
６３        ライン状透過照明装置
６４        照明光
７０        欠点が無い場合の撮像範囲
７１        欠点が有る場合の撮像範囲
Δα        欠点が無い場合の受光軸と欠点によって屈折した受光軸とのなす角度
β          カメラの視野幅方向と被検査体幅方向がなす角
θ          受光手段の受光軸と被検査体とのなす角度
φ          凹凸欠点表面の斜度における、受光手段の視野幅方向と垂直な方向での斜度
ω          レンズの開口角
ｗ          レンズの開口径
Ａ          遮光面内において遮光体の長手方向と垂直な方向の幅
Ｌ１        レンズと被検査体との距離
Ｌ２        被検査体と遮光体との距離
【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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