(57)【要約】【課題】  検査対象における欠陥の形状が凹状又は凸状のいずれであっても検出可能とするとともに、光透過性を有しないものや低いもの、表面に光沢を有するシートなどについても検査の対象物とする。【解決手段】  検査対象物の被検査面に対して光を照射し、その反射光を利用して被検査面の凹凸を検査する凹凸検査システム１であって、被検査面に対向する位置に配置されて当該被検査面に光を照射する同軸落射照明２２と、被検査面に対して斜め方向から光を照射する斜方照明２１とを用いて光を照射し、その被検査面を撮像して得られた画像にもとづいて凹凸の有無を検査する。【選択図】    図１
2012168108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の被検査面に対して光を照射し、その反射光を利用して前記被検査面の凹凸を検査する凹凸検査システムであって、
前記被検査面に対向する位置に配置されて当該被検査面に光を照射する同軸落射照明と、
前記被検査面に対して斜め方向から光を照射する斜方照明とを用いて光を照射し、その被検査面を撮像して得られた画像にもとづいて凹凸の有無を検査する
ことを特徴とする凹凸検査システム。
【請求項２】
前記同軸落射照明及び／又は前記斜方照明から照射される光が白色光であり、かつ、前記同軸落射照明から照射される光が、波長域４００〜５００ｎｍの範囲内におけるいずれかの波長が遮光された光である
ことを特徴とする請求項１記載の凹凸検査システム。
【請求項３】
前記斜方照明からの光の照射方向と前記被検査面との間の角度θｘが２５°〜４５°の範囲内であり、
前記被検査面を上方から見たときにおける、前記斜方照明からの光の照射方向と、前記斜方照明の照射方向に相対的に前記検査対象物が被検査の前後に移動する方向との間の角度θｙが０°〜１０°の範囲内であり、
前記相対的に移動する方向から前記被検査面を見たときにおける、前記斜方照明に設けられた複数の発光体の配置方向と、前記被検査面に沿って延長した線との間の角度θｚが０°〜１５°の範囲内、又は、前記複数の発光体の配置方向と前記被検査面とが平行である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の凹凸検査システム。
【請求項４】
前記被検査面に形成された凸部の高さ又は凹部の深さが周囲に対して＋１〜５０μｍの高さ又は−１〜５０μｍの深さであり、前記凸部又は凹部の径が５０〜５００μｍである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の凹凸検査システム。
【請求項５】
前記凸部又は凹部の形状が、円形、楕円形、又は、多角形である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の凹凸検査システム。
【請求項６】
検査対象物の被検査面における凹凸の有無を検査する凹凸検査方法であって、
凹凸検査システムに備えられた同軸落射照明及び斜方照明から前記被検査面に対して光を照射する工程と、
前記被検査面を撮像手段で撮像し、得られた撮像画像にもとづいて前記凹凸の有無を検査する工程とを有し、
前記凹凸検査システムが、前記請求項１〜５のいずれかに記載の凹凸検査システムからなる
ことを特徴とする凹凸検査方法。
【請求項７】
シート状の対象物に対し、所定の順序で所定の加工を実行するシート製造方法であって、
前記対象物の被検査面上における凹部又は凸部の有無を検査する検査工程と、
前記被検査面に前記凹部又は凸部が有ることが前記検査工程で発見されると、前記対象物に対して所定の文字又は記号を検出マークとして記載するマーキング工程とを有し、
前記凹部又は凸部の有無の検査が、前記請求項１〜５のいずれかに記載の凹凸検査システムを用いて実行される
ことを特徴とするシート製造方法。
【請求項８】
前記対象物は、ＩＣカードの中間層が複数形成されたシートからなり、
前記シート製造方法は、前記シートを前記中間層ごとに切断する切り抜き工程と、
切断された前記中間層のうち前記検出マークが記載されたものを不良品として排除する排除工程とを有した
ことを特徴とする請求項７記載のシート製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の被検査面における凹凸の有無を検査する凹凸検査システム、この凹凸検査システムを用いて実行される凹凸検査方法、及び、前記凹凸検査システムを用いて実行される検査工程を含むシート製造方法に関する。特に有用な用途として、光透過性を有しないか低いシートで表面に光沢を有するようなシート、例えば、多層構造を有するＩＣカードの中間層を多数形成した所定のシートを検査対象物とする凹凸検査システム、凹凸検査方法及びシートの製造方法に関する。さらに詳しくは、検査対象物に多数形成されたＩＣカードの被検査面を撮像し、この撮像で得られた画像にもとづいて、中間層におけるアルミ回路面上の圧痕の有無を検査する凹凸検査システム、凹凸検査方法及びシート製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣカードは、カード用端末機のリーダ／ライタとの間の通信の仕方により、接触型と非接触型とに分けられる。
これらのうち、非接触型のＩＣカードは、コイル状のアンテナが内部に配設されている。これにより、端末機のリーダ／ライタから発生している磁界によりアンテナに誘導電流が流れて電源の供給を受けるとともに、所定の情報を無線通信するものである。
【０００３】
ここで、非接触型のＩＣカードが多層構造を有し、中間層を構成するフィルムシート上にアンテナ（アルミ回路）がプリントされて、ＩＣチップと接続される場合において、これらアンテナとＩＣチップとを接続する方法には、例えば、熱圧着が用いられている。
熱圧着とは、例えば、超音波接合法などによりアンテナとＩＣチップの電極端子とを、介在物なく直接接続する方法をいう。
【０００４】
この熱圧着が正常に行われた場合、その圧着部分におけるアンテナの表面は、圧着前と同様に平面状である。ところが、その熱圧着が正常に行われなかった場合は、その表面に凹状又は凸状の痕跡（圧痕）が形成される。しかも、この場合は、アンテナとＩＣチップとの接続が不完全となることが多く、発熱の原因となる。
そこで、ＩＣカードの中間層用のシートを製造する工程においては、その熱圧着が正常に行われたか否かの検査が行われている。
【０００５】
従来、その検査は、その圧着部における圧痕の有無を検査員が目視して判断していた。しかし、近年では、その圧着部を撮像して得られた画像にもとづいて検査する自動外観検査装置が使用されている。
この自動外観検査装置に関する技術については、種々提案されている。
例えば、金属シートの表面を被検査面とし、同軸落射照明または斜方照明により、その被検査面に光を照射して、凸状の欠損箇所を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この方法によれば、凸状の欠損の高さがミクロンオーダーのものについて検出することができる。
【０００６】
また、同軸落射照明と斜方照明とを同時に使用する検査方法として、色分離プリズムを使用した検査システムが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。具体的には、検査対象物の直上に赤色光を投射する同軸落射照明と、ワーク上面から緑色光を投射する斜方照明と、青色透過光をワーク下面から照射する照明とをそれぞれ設置し、それらの反射光を色分離プリズムに通して、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの撮像素子で受光するものである。
この技術によれば、検査対象物の表面や内部に存在する欠陥を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−８２６６号公報
【特許文献２】特開２０００−９５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１、２に記載の技術においては、次のような問題があった。
例えば、特許文献１に記載の技術は、凸状の欠損箇所のみを検出対象としていた。このため、凹状と凸状の双方を対象とする検査には適していなかった。
また、同技術は、同軸落射照明として青色光を使用していた。このため、検査対象物が有色の場合には、使用できなかった。
【０００９】
さらに、特許文献２に記載の技術は、光透過性を有する物体を検査対象物としており、透過光を利用して表面又は内部に存在する欠陥を検出するものであった。このため、検査対象物が、光透過性を有しないものや低いもの、例えば、表面に光沢を有するシートなどには適用できなかった。
しかも、同技術は、同軸落射照明として赤色光を用い、斜方照明として緑色光を用いていた。このため、検査対象物が有色の場合には、使用できなかった。
【００１０】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、検査対象における欠陥の形状が凹状又は凸状のいずれであっても検出可能とするとともに、光透過性を有しないものや低いもの、表面に光沢を有するシートなどについても検査対象物とすることが可能な凹凸検査システム、凹凸検査方法及びシート製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するため、本発明の凹凸検査システムは、検査対象物の被検査面に対して光を照射し、その反射光を利用して被検査面の凹凸を検査する凹凸検査システムであって、被検査面に対向する位置に配置されて当該被検査面に光を照射する同軸落射照明と、被検査面に対して斜め方向から光を照射する斜方照明とを用いて光を照射し、その被検査面を撮像して得られた画像にもとづいて凹凸の有無を検査する構成としてある。
【００１２】
また、本発明の凹凸検査方法は、検査対象物の被検査面における凹凸の有無を検査する凹凸検査方法であって、凹凸検査システムに備えられた同軸落射照明及び斜方照明から被検査面に対して光を照射する工程と、被検査面を撮像手段で撮像し、得られた撮像画像にもとづいて凹凸の有無を検査する工程とを有し、凹凸検査システムが、前述の凹凸検査システムからなる方法としてある。
【００１３】
また、本発明のシート製造方法は、シート状の対象物に対して、複数種類の加工を、所定の順序で実行するシート製造方法であって、対象物の被検査面上における凹部又は凸部の有無を検査する検査工程と、被検査面に凹部又は凸部が有ることが検査工程で発見されると、対象物に対して所定の文字又は記号を検出マークとして記載するマーキング工程とを有し、凹部又は凸部の有無の検査が、前述の凹凸検査システムを用いて実行される方法としてある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の凹凸検査システム、凹凸検査方法及びシート製造方法によれば、同軸落射照明と斜方照明とを同時に点灯して検査対象物の被検査面に光を照射することで、その被検査面の撮像画像において、被検査面における欠陥部分以外の部分（欠陥部分に対して背景となる部分）を均一に表すとともに、欠陥部分（凹部又は凸部）のエッジ部分を明視野に見せることができる。これにより、欠陥部分の形状が凹状又は凸状のいずれであっても、それらを検出することができる。
【００１５】
また、同軸落射照明及び斜方照明から照射される光を白色光としたことで、被検査面における欠陥部分以外の面をより均一に表すことができる。これにより、光透過性を有しないものや低いもの、表面に光沢を有するシートなどについても検査対象物とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における凹凸検査システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同軸落射照明及び斜方照明が、（ａ）白色光である場合と、（ｂ）青色光である場合に、撮像画像に写し出された検査対象物（ＩＣカード）の相違を示す写真である。
【図３】検査対象物の被検査面を上方から見たときにおける、斜方照明から検査対象物への光の照射方向と、斜方照明の照射方向に対して、相対的に検査対象物が検査前後に移動する方向との間の角度θｙを示す図である。
【図４】検査対象物が相対移動する方向から被検査面を見たときにおける、斜方照明に配置された複数の発光体の配置方向と、被検査面に沿って延長した線との間の角度θｚを示す図である。
【図５】本発明の実施形態における凹凸検査システムの動作手順を示すフローチャートである。
【図６】ＩＣカードの構成を示す図であって、（ａ）は、ＩＣカードを各層ごとに分解した状態を示す分解斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部拡大図である。
【図７】シート積層方法の手順を示すフローチャートである。
【図８】ＩＣカードの中間層が多数形成された中間層用シートの構成を示す正面図である。
【図９】実施例１を実施して得られた検査対象物（ＩＣカード）の画像であって、（ａ）は、同軸落射照明のみを点灯した場合、（ｂ）は、同軸落射照明と斜方照明の双方を点灯した場合を示す。
【図１０】実施例２における条件及び結果を示す図表である。
【図１１】実施例３における条件及び結果を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る凹凸検査システム、凹凸検査方法及びシート製造方法の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
［凹凸検査システム］
まず、本発明の凹凸検査システムの実施形態について、図１を参照して説明する。
同図は、本実施形態の凹凸検査システムの構成を示す正面図及びブロック図である。
【００１９】
同図に示すように、凹凸検査システム１は、光学系２と、画像処理手段３とを備えている。
ここで、光学系２は、斜方照明２１（２１−１、２１−２）と、同軸落射照明２２と、撮像手段２３とを有している。
斜方照明２１は、検査対象物の被検査面に対して斜め上方向から光を照射する照明手段である。
この斜方照明２１には、例えば、複数の発光体（ＬＥＤ）が直線状又はマトリクス状に配置されて、方形（例えば、横長の帯状）の発光面から光を放出する直線ＬＥＤ照明（ＬＥＤバー照明）を用いることができる。なお、発光面は、ＬＥＤがむき出しの状態で設置されている開口状であることが好ましいが、透明板を介して嵌合されていてもよい。半透明板のような光拡散機能のあるものは凹凸の検出が難しくなるので、好ましくない。
【００２０】
また、斜方照明２１は、白色の光を放射するＬＥＤを複数配置した白色ＬＥＤ照明を使用していることが好ましい。この斜方照明２１を用いて白色光を検査対象物の被検査面に照射することで、被検査面における凹凸部分のエッジとその周辺とのコントラストを明確にすることができる。しかも、その被検査面が有色の場合でも、そのコントラストを明確にすることができる。具体例として、ＩＣカードにおけるＩＣとアンテナとの接続部分を撮像した画像を、図２（ａ）、（ｂ）に示す。同図（ａ）は、斜方照明２１及び同軸落射照明２２に白色光を用いた場合、同図（ｂ）は、斜方照明２１及び同軸落射照明２２に青色光を用いた場合である。これらを比較すると、白色光を用いた方がコントラストが明確であることが理解できる。
【００２１】
さらに、斜方照明２１は、検査対象物の被検査面に対して照射する光の角度が、次のθｘ、θｙ、θｚの各数値範囲を満たす位置に配置される。
θｘ＝２５°〜４５°
θｙ＝０°〜１０°
θｚ＝０°〜１５°
【００２２】
ここで、θｘとは、斜方照明２１からの光の照射方向と被検査面との間の角度をいう（図１参照）。
θｙとは、被検査面を上方から見たときに（被検査面を光学系２の撮像手段２３の上方から見たときに）、斜方照明２１から検査対象物への光の照射方向と、検査の前後に検査対象物が移動する方向（又は、検査の前後に光学系２（斜方照明２１）が検査対象物に対して相対的に移動する方向）との間の角度をいう（図３参照）。
θｚとは、被検査面を側方から見るとともに、斜方照明２１の発光面を正面方向から見たときに（検査の前後に検査対象物が移動する方向から被検査面を見たときに）、斜方照明２１に設けられた複数の発光体の配置方向と、被検査面に沿って延長した線（被検査面に平行な線）との間の角度をいう（図４参照）。なお、θｚが０°の場合とは、複数の発光体の配置方向と被検査面とが平行となっている場合をいう。
【００２３】
このように、検査対象物の被検査面に対して照射する光の角度が、θｘ、θｙ、θｚの各数値範囲を満たすように斜方照明２１を配置することにより、被検査面に形成された凹凸部分のエッジを明視野として検出することができる。
【００２４】
しかも、斜方照明２１は、凹凸部分のエッジに光が当たるように、検査対象物から高さ３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設置することが好ましい。このように設置することにより、凹凸部分におけるエッジの正反射部分が広くなり、そのエッジとそれ以外の部分（エッジの周囲）とのコントラストを明確にすることができる。
また、斜方照明２１は、発光面の水平方向の長さ（複数の発光体が配置された方向の長さ）が、検査対象物の一辺（斜方照明２１の発光面の水平方向にほぼ平行した辺）の長さよりも８０ｍｍ以上長いことが好ましい。これにより、検査対象物のエッジ（周縁）に正反射光を照射することができる。なお、その長さが８０ｍｍ未満であると、検査対象物のエッジが明確に表れない。
【００２５】
また、この斜方照明２１は、本実施形態においては、二つ備えられている。
二つの斜方照明２１−１、２１−２は、光学系２を上から見たときに、検査対象物を挟むような位置にそれぞれ配置される。
このように、本実施形態においては、斜方照明２１の数を二つとするが、二つに限るものではなく、二つ以上、例えば、三つや四つなど任意の数だけ備えることができる。そして、それら複数の斜方照明２１は、光学系２を上から見たときに、検査対象物を囲むように配置される。これにより、検査対象物のエッジをより正確に捉えることができる。
【００２６】
同軸落射照明２２は、検査対象物及びその近傍に光を照射する照明手段である。
この同軸落射照明２２は、光を放出する発光面が検査対象物の被検査面に対向するように配置されており、撮像手段２３が検査対象物の被検査面を撮像する方向と同じ方向で、該被検査面に対して光を照射する。
また、同軸落射照明２２は、図１に示すように、撮像手段２３と検査対象物との間に設置されているが、それら撮像手段２３と検査対象物との間には、ハーフミラーが傾斜した状態で設けられており、このハーフミラーに対して光源から光を照射するようになっている。
【００２７】
さらに、同軸落射照明２２は、白色のＬＥＤを光源として用いることが好ましい。また、同軸落射照明２２は、半透明板を介して被検査面に照射する構造であることが好ましく、これにより被検査面に均一に光を照射することが可能である。これにより、検査対象物の被検査面が光沢を有する面（例えば、ＩＣカード４の中間層４２に形成されたアルミ回路４４（後述）など）である場合に、撮像画像において、その面の色を均一にすることができる。
【００２８】
しかも、同軸落射照明２２から検査対象物に照射される光は、波長域４００〜５００ｎｍの範囲内におけるいずれかの波長の光を含まないことが好ましい。つまり、同軸落射照明２２から放出される光に対して前記の波長域におけるいずれかの波長の光を遮光し、これを検査対象物の被検査面に照射する。これにより、被検査面が有色の場合でも、凹凸部のエッジとその周辺とのコントラストを明確にすることができる。
【００２９】
ここで、遮光する波長域は、同軸落射照明２２から放射される光の成分によって決めることができる。同軸落射照明２２から放射される光の色は、ＬＥＤが発する光の色に依存する。本実施形態において、同軸落射照明２２には白色ＬＥＤ照明が用いられるが、白色の光を発するＬＥＤは、一般に、視感度の高い波長である黄色に蛍光する蛍光体と青色発光ダイオードとを組み合わせてつくられる。このため、それらの組み合わせ方により、ＬＥＤから放射される光は、色度図における黄色成分寄りの白色光となったり、あるいは、色度図における青色成分寄りの白色光となったりする。ここで、後者のＬＥＤを備えた同軸落射照明２２を光学系２に設置して検査対象物にその白色光を照射すると、青色成分が強いために、有色である被検査面の撮像画像において凹凸部のエッジとその周辺とのコントラストが表れにくいことがある。そこで、同軸落射照明２２から放射される光から青色の波長域の光を遮光することにより、被検査面が有色であっても、凹凸部のエッジとその周辺とのコントラストを明確にすることができる。
【００３０】
なお、一般に、青色の波長域は、４５０ｎｍ〜４８５ｎｍとされている。このため、同軸落射照明２２から放射される光のうち遮光する光の波長は、その青色の波長域の範囲内（特に、４７０ｎｍ）とする。ただし、青色ＬＥＤとして市販されているＬＥＤの中には、光の波長域が４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内のものや４８５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内のものがあり、このような青色ＬＥＤを使用した白色ＬＥＤも存在する。よって、本実施形態においては、同軸落射照明２２から放射される光のうち遮光する光の波長域を４００ｎｍ〜５００ｎｍとする。そして、実際に遮光する光の波長を決める場合には、同軸落射照明２２から放射される光に含まれている青色成分の波長を特定し、この波長を遮光する光の波長とするものである。
また、遮光には、ライトバランスフィルタを用いることができる。ライトバランスフィルタは、４００ｎｍ〜５００ｎｍの光を遮光するものがある。このライトバランスフィルタは、同軸落射照明２２の発光面に装着することができる。
【００３１】
さらに、同軸落射照明２２と検査対象物との距離は、３０ｍｍ〜４０ｍｍであることが好ましく、特に、３３ｍｍ〜３５ｍｍの範囲内になるように設置することがより好ましい。
また、斜方照明２１や同軸落射照明２２を小型化することにより、光学系２を狭い領域に設置することができる。
【００３２】
撮像手段２３は、検査対象物の被検査面に対して上方に配置されており、その被検査面を撮像する。
この撮像手段２３には、例えば、任意領域の輝度値の変化率を計測可能なエリアセンサ方式カラーカメラを用いることができる。
また、撮像手段２３においては、撮像する画像の解像度が高い方が好ましい。例えば、５ｍｍ×５ｍｍの視野範囲の検査を行う場合には、２００万画素以上の解像度であることが好ましい。
この撮像手段２３で撮像された被検査面の画像は、画像処理手段３へ送られる。
【００３３】
画像処理手段３は、画像処理部３１と、判定部３２と、結果出力部３３とを有している。
画像処理部３１は、撮像手段２３で撮像された検査対象物の被検査面の画像を取り込んで、グレー画像への変換処理などの所定の処理を実行する。この画像処理部３１が実行する処理の内容は、後記の「凹凸検査方法」にて詳述する。
判定部３２は、画像処理部３１で所定の処理が実行された後の画像にもとづいて、被検査面における凹凸の有無を判断し、凹凸がないときは当該検査対象物が良品であるものと判定し、一方、凹凸があるときは当該検査対象物が不良品であるものと判定する。
結果出力部３３は、判定部３２における判定の結果を印字出力する。
【００３４】
なお、本実施形態における画像処理手段３は、図１に示す構成を有するものとするが、該画像処理手段３の構成は、同図に示すものに限るものではなく、例えば、被検査面の画像を画面表示する表示手段や、不良品が発生したことを音声、点灯、動作等によって知らせる報知手段、判定部３２における判定で用いられる閾値等を記憶する記憶手段などを備えた構成とすることもできる。
【００３５】
［凹凸検査方法］
次に、本実施形態の凹凸検査システムの動作（凹凸検査方法）について、図５を参照して説明する。
同図は、本実施形態の凹凸検査方法の手順を示すフローチャートである。
【００３６】
載置台２４の上面には、検査対象物が載置されている。
載置台２４及び検査対象物の上方には、光学系２が備えられており、斜方照明２１と同軸落射照明２２の双方から、検査対象物の上面（被検査面）に対して光が照射されている。
【００３７】
光学系２の撮像手段２３は、検査対象物の被検査面を撮像して、該被検査面の画像を得る（ステップ１０）。なお、ここで、撮像手段２３は、カラー画像を撮像可能なカメラであるものとし、被検査面の画像は、カラー画像であるものとする。
画像処理手段３の画像処理部３１は、撮像手段２３で撮像された被検査面のカラー画像を取り込み、これをグレー画像に変換する（ステップ１１）。
次いで、画像処理部３１は、グレー画像の輝度値を平均化する（ステップ１２）。これにより、検査対象物の被検査面（例えば、ＩＣカード４の中間層４２を検査対象物とした場合におけるアルミ回路４４の表面（後述））におけるまだら模様の影響を緩和することができる。
【００３８】
また、画像処理部３１は、平均化画像に対して濃淡補正を行う（ステップ１３）。これにより、外乱の影響を除去することができる。
さらに、画像処理部３１は、濃淡補正を行ったグレー画像に対してコントラスト強調を行う（ステップ１４）。これにより、凹凸部分のエッジとその周囲の輝度値の差を大きくすることができる。
そして、画像処理部３１は、二回目の濃淡補正を行う（ステップ１５）。
【００３９】
判定部３２は、画像処理部３１にて二回目の濃淡補正が行われた後の画像に対し、該画像の任意の領域における輝度値の差を測定する（ステップ１６）。具体的には、画像に写し出された被検査面の全面あるいは一部を輝度測定対象範囲とし、この輝度測定対象範囲を所定数の領域に分割する。次いで、それら領域ごとに平均輝度を算出し、すべての領域における平均輝度を算出すると、一の領域における平均輝度と、これに隣接する領域の平均輝度との差を算出する。この処理を、すべての領域に対して繰り返し行なっていく。
【００４０】
続いて、判定部３２は、算出した平均輝度の差と閾値とを比較する。
比較の結果、平均輝度の差が閾値以上の場合には、この領域に凹凸があるものと判断し、この領域を欠陥領域として指定する。
判定部３２は、その比較処理を、算出した平均輝度の差のすべてに対して行う。そして、欠陥領域を複数指定した場合に、隣接している欠陥領域があるか否かを判断する。判断の結果、隣接している欠陥領域があるときは、続いて、それら隣接している欠陥領域を中心として上下左右斜め方向に連続して隣接している欠陥領域の数を算出し、この算出した数が所定数以上あるか否かを判断する。判断の結果、所定数以上であるときは、この領域を欠陥特定領域として指定し、ここに検出すべき凹凸部があるものと判断し、その欠陥特定領域を有する検査対象物を不良品と判定する（ステップ１７）。
【００４１】
一方、判定部３２は、算出した平均輝度の差と閾値とを比較した結果、閾値以上となっている平均輝度の差がないときは、当該検査対象物を良品と判定する。
また、判定部３２は、欠陥特定領域を指定していない検査対象物を良品と判定する。
結果出力部３３は、判定部３２での判断及び判定の結果を画面表示又は印字出力する。
【００４２】
このように、本実施形態の凹凸検査方法は、検査対象物の被検査面を撮像して得られた画像にもとづいて、その被検査面における凹凸の有無を判定することができる。しかも、この凹凸検査方法を、前述の凹凸検査装置を用いて実行することにより、被検査面の画像において凹凸部分のエッジとこの周辺とのコントラストを明確に表すことができる。
また、凸部の高さが周囲の被検査面に対して＋１〜５０μｍ、凹部の深さが周囲の被検査面に対して−１〜５０μｍ、凹部又は凸部の径が５０〜５００μｍの場合に、本実施形態の凹凸検査方法を実行することで、被検査面における凹凸部分のエッジとこの周辺とのコントラストを明確に表すことができる。
さらに、凹部又は凸部の形状は、円形，楕円形，多角形のいずれであってもよい。いずれの場合でも、それら凹凸部分のエッジとこの周辺とのコントラストを明確にすることができる。
【００４３】
なお、本実施形態の凹凸検査方法は、平面状のものや立体の平面部分を検査対象物とすることができる。そして、その平面に形成された凹部又は凸部を、撮像画像のコントラスト（輝度値の高低差）として検出することができる。
この凹凸検査方法を実施する際に、適した検査対象物として、積層構造の非接触型ＩＣカードの製造に用いられる中間層用シートが挙げられる。
そこで、その非接触型ＩＣカードの構成、中間層用シートの製造工程であるシート製造方法、中間層用シートを検査対象物とする実施例を、順次説明する。
【００４４】
［非接触型ＩＣカードの構成］
積層構造の非接触型ＩＣカードについて、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
同図（ａ）は、非接触型ＩＣカードを各層に分解した様子を示す斜視図、同図（ｂ）は、（ａ）におけるＡ部の拡大図である。
【００４５】
同図（ａ）に示すように、積層構造の非接触型ＩＣカード４は、表層４１、中間層４２、表層４３の三層構造を有している。
ここで、中間層４２には、アンテナ回路４４とＩＣチップ４５が所定の箇所に配設されている。
そして、アンテナ回路４４とＩＣチップ４５は、同図（ｂ）に示すように、ＩＣチップ４５の上面で、熱圧着により接続されている。この熱圧着が不完全であると、圧痕４６が形成される。
【００４６】
この積層構造を有する非接触型ＩＣカード４は、シート積層方法により製造することができる。シート積層方法とは、押出成形によって成形された中間層用シート５の所定箇所にアンテナ回路４４とＩＣチップ４５を複数配置して複数の中間層４２を形成し、この中間層用シート５から切り抜いた中間層４２に二枚の表層４１、４３を積層してＩＣカード４を製造する方法をいう。
このシート積層方法のうち、中間層用シート５を製造する工程が、本実施形態の「シート製造方法」に相当する。また、このシート製造方法においては、前述した凹凸検査方法が実施される。
これらシート積層方法及びシート製造方法について、次に説明する。
【００４７】
［シート積層方法（シート製造方法）］
シート積層方法（シート製造方法）の手順について、図７を参照して説明する。
同図は、シート製造方法の手順を示すフローチャートである。なお、後述するように、シート積層方法におけるステップ２０からステップ２８までの工程が、シート製造方法に相当する。
【００４８】
シート積層方法は、同図に示すように、まず、押出成形により、ガラスエポキシ、ポリイミド、ＰＥＴ等の絶縁フィルムを成形する（絶縁フィルム成形工程、ステップ２０）。
次いで、その絶縁フィルムに、銅箔，アルミ箔などの金属箔フィルムを貼り込む（金属箔フィルム貼り込み工程、ステップ２１）。
続いて、その貼り込まれた金属箔層に対し、エッチング又は導電印刷などによって、配線パターン（アンテナ回路４４）を形成する（パターン形成工程、ステップ２２）。
【００４９】
そして、絶縁フィルムにＩＣチップ４５を搭載するとともに、ステップ２２で形成した配線パターンと搭載したＩＣチップ４５とを、熱圧着などにより接続する（配線工程、ステップ２３）。
この熱圧着が終了した段階における中間層用シートの構成を図８に示す。同図に示すように、中間層用シート５には、アンテナ回路４４及びＩＣチップ４５が配設された中間層４２が縦横に複数形成されている。
【００５０】
熱圧着が終了すると、前述した凹凸検査システム１を用いて、凹凸検査方法により、アンテナ回路４４とＩＣチップ４５との接続部分に圧痕４６があるか否かの検査を行う（検査工程、ステップ２４）。
そして、検査工程において、圧痕４６があるものと判定された中間層４２に対して、所定の文字又は記号からなる検出マークを記載（マーキング）する（マーキング工程、ステップ２５）。
【００５１】
その後、中間層用シート５に対しては、配線された部分に保護用の樹脂をモールドし（樹脂モールド工程、ステップ２６）、所定の大きさで、回路基板ごとに切断する（シートカット工程、ステップ２７）。
ここで、切断された各中間層４２のうち、検出マークが記載されたものについては、ＩＣカード４の製造ライン上から排除される（不良品排除工程、ステップ２８）。
【００５２】
一方、良品と判定されて製造ライン上を運ばれてきた中間層４２に対しては、その両面に、ＰＶＣ、ＰＣ、ＰＥＴなどのカード基材（表層４１、４３）を積層し（積層工程、ステップ２９）、熱プレス機などで熱圧着し（圧着工程、ステップ３０）、所定のカードサイズに打ち抜いて（打ち抜き工程、ステップ３１）、ホワイトカードを作成する。
このホワイトカードに所定の絵柄を塗布して（絵柄形成工程、ステップ３２）、非接触型ＩＣカード４が完成する。
【００５３】
このシート積層方法における検査工程（ステップ２４）では、中間層用シート５に形成された中間層４２のそれぞれを検査対象物とし、それら中間層４２における一方の面（アンテナ回路４４とＩＣチップ４５が接続する部分が表れた面）を被検査面として、その接続部分における圧痕（凹凸部）４６の有無を検査する。
この検査工程では、前述した凹凸検査システム１を用いて、凹凸検査方法により、検査が行われることから、中間層４２の被検査面を撮像した画像において、圧痕４６のエッジとその周囲（アンテナ回路４４の表面のうち圧痕４６が形成されていない部分）とのコントラストを明確にすることができる。
しかも、アルミ回路４４のように光沢のある表面に付けられた圧痕４６についても、そのエッジとその周囲とのコントラストを明確にして、圧痕４６を確実に検出することができる。
【００５４】
なお、このシート積層方法のうち、ステップ２０からステップ２８までの工程が、ＩＣカード４の中間層４２を製造する工程であることから、「シート製造方法」に相当する。
また、既に成形された絶縁フィルムを他社から購入してシート積層方法を実行する場合には、ステップ２０を省略することができる。
さらに、絵柄形成工程（図７のステップ３２）は、積層工程（ステップ２９）を実行する前の表層４１，４３に対して行うこともできる。
【００５５】
また、このシート積層方法においては、検査対象物を中間層用シートとしているが、検査対象物は、中間層用シートに限るものではなく、例えば、ＴＡＢテープ、フレキシブル配線板、半導体チップなどを対象とすることができる。これらの場合、金属回路が形成された面等を被検査面とすることができる。
【００５６】
［実施例］
次に、実施例について、図９（ａ），（ｂ）〜図１１を参照して説明する。
図９（ａ），（ｂ）は、実施例１を実施して得られた検査対象物（ＩＣカード）の画像、図１０は、実施例２における条件及び結果を示す図表、図１１は、実施例３における条件及び結果を示す図表である。
【００５７】
（実施例１）
本実施例は、同軸落射照明２２のみを点灯した場合と、同軸落射照明２２と斜方照明２１の双方を点灯した場合で、撮像画像に表れる圧痕４６がどのように見えるかを検討したものである。
【００５８】
本実施例では、ＩＣカード４の中間層４２を一枚用意して、これを検査対象物とした。また、その中間層４２において、アルミ回路４４とＩＣチップ４５との接続部分がある面を被検査面とした。さらに、検討結果を明確にするために、その接続部分に圧痕４６である凸部を形成した。
【００５９】
被検査面の画像を得るために、次の手順を行なった。
中間層４２を、光学系２の下方に設置された載置台２４の上面における所定の位置に載置した（図１参照）。
条件１−１として、斜方照明２１を消灯し、同軸落射照明２２のみ点灯させて、中間層４２に光を照射した。そして、図５のステップ１０からステップ１５までの処理を実行して、圧痕４６を含む被検査面の画像を得た。
また、条件１−２として、斜方照明２１と同軸落射照明２２の双方を点灯させて、中間層４２に光を照射した。そして、図５のステップ１０からステップ１５までの処理を実行して、圧痕４６を含む被検査面の画像を得た。
【００６０】
条件１−１により得られた画像を図９（ａ）に、条件１−２により得られた画像を同図（ｂ）にそれぞれ示す。
同図（ａ）に示すように、同軸落射照明２２のみ点灯した場合には、アンテナ回路４４の表面がまだら模様に見え、圧痕４６の周縁を表す影との区別がつきにくかった。
これに対し、同図（ｂ）に示すように、同軸落射照明２２と斜方照明２１との双方を点灯した場合には、アンテナ回路４４の表面が均一に見えるとともに、圧痕４６のエッジが明視野となって鮮明となっていることから、この圧痕４６の認識が可能となった。
このように、同軸落射照明２２だけでなく、斜方照明２１をも点灯させることにより、圧痕４６と周囲とのコントラストを明確にして、圧痕４６を確実に検出することができる。
【００６１】
（実施例２）
本実施例は、同軸落射照明２２が放射する光に所定波長（４７０ｎｍ）の色成分を含む場合と含まない場合の比較、及び、斜方照明２１の照射角度を検討したものである。
なお、検査対象物である中間層４２に関する条件は、実施例１と同様である。
【００６２】
光学系２の位置は、図１に示すように、中間層４２を載置台２４に載置したときに、この中間層４２の上方に同軸落射照明２２及び撮像手段２３が設置される位置とした。また、その中間層４２と同軸落射照明２２との距離は、３４ｍｍとした。さらに、その中間層４２と斜方照明２１との距離は、１１ｍｍとした。
【００６３】
被検査面の画像を得るために、次の手順を行なった。
中間層４２を、光学系２の下方に設置された載置台２４の上面における所定の位置に載置した（図１参照）。
条件２−１として、４７０ｎｍの波長の光を遮光するライトバランスフィルタを同軸落射照明２２に装着した。そして、この同軸落射照明２２と斜方照明２１の双方を点灯させて、中間層４２に光を照射した。次いで、斜方照明２１のθｘを０°から９０°の範囲内で約１°ずつ動かしながら、その都度、図５のステップ１０からステップ１５までの処理を実行して、圧痕４６を含む被検査面の画像を得た。
また、条件２−２として、同軸落射照明２２からライトバランスフィルタを取り外した状態で、この同軸落射照明２２と斜方照明２１の双方を点灯させて、中間層４２に光を照射した。そして、斜方照明２１のθｘを０°から９０°の範囲内で約１°ずつ動かしながら、その都度、図５のステップ１０からステップ１５までの処理を実行して、圧痕４６を含む被検査面の画像を得た。
なお、θｙ及びθｚは、いずれも０°とした。
【００６４】
それら条件２−１及び条件２−２により得られた画像にもとづく検討結果を図１０に示す。
撮像手段２３が中間層４２の直上にある場合は、いずれも圧痕４６の輪郭画像を正確に得ることができた。ただし、次の場合には、正確に得られないことがあった。
例えば、同図に示すように、「検査項目」の「有色チップ」を見ると、条件２−１では、撮像画像において、圧痕４６の輪郭を正確に認識でき、検査対象物の形状が変化しても追従できた。これに対し、条件２−２では、撮像画像において、圧痕４６の輪郭を正確に認識できるものの、検査対象物の形状変化に追従できなかった。
このことから、同軸落射照明２２からの光のうち４７０ｎｍの波長の光を遮光することにより、検査対象物の形状が変化しても確実に追従できることがわかった。
【００６５】
また、同図に示すように、「検査項目」の「凹凸有無」を見ると、条件２−１と条件２−２のいずれにおいても、θｘは、２５°〜４５°の範囲が最適であることがわかった。
これに対し、θｘが０°〜２４°の場合は、検査対象物の形状によっては、圧痕４６のエッジが明視野になるものもあれば、なりにくいものもあった。よって、この場合は、実用面で注意が必要であることがわかった。
しかも、θｘが４５°〜９０°の場合は、圧痕４６のエッジが明視野となるものの、圧痕４６の周囲のアルミ回路４４も明視野となってしまい、圧痕４６を正確に認識するのが難しいことがわかった。
【００６６】
（実施例３）
本実施例は、実施例２で圧痕４６を正確に認識できると判断された条件（θｘ＝２５°〜４５°）において、圧痕４６のエッジがどの程度明視野になるかを検討したものである。
なお、検査対象物である中間層４２に関する条件と、光学系２に関する条件は、実施例２と同様である。
【００６７】
被検査面の画像を得るために、次の手順を行なった。
中間層４２を、光学系２の下方に設置された載置台２４の上面における所定の位置に載置した（図１参照）。
４７０ｎｍの波長の光を遮光するライトバランスフィルタを同軸落射照明２２に装着した。そして、この同軸落射照明２２と斜方照明２１の双方を点灯させて、中間層４２に光を照射した。次いで、斜方照明２１のθｘを２５°から４５°の範囲内で約１°ずつ動かしながら、その都度、図５のステップ１０からステップ１５までの処理を実行して、圧痕４６を含む被検査面の画像を得た。
なお、θｙ及びθｚは、いずれも０°とした。
【００６８】
これにより得られた画像にもとづく検討結果を図１１に示す。
同図に示すように、θｘが２５°〜３０°の範囲内、又は、４０°〜４５°の範囲内のときは、撮像画像において、圧痕４６の輪郭を認識できるものの、この輪郭の明視野部が小さかった。このことから、検査対象物の形状変化に追従できなかった。
これに対し、θｘが３０°〜４０°の範囲内では、撮像画像において、圧痕４６の輪郭の明視野部が大きくなり、明確に圧痕４６の有無を判別できた。
このことから、θｘが３０°〜４０°の範囲内では、検査対象物の形状が変化しても、確実に圧痕４６を認識できることがわかった。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態の凹凸検査システム、凹凸検査方法及びシート製造方法によれば、同軸落射照明と斜方照明とを同時に点灯させて検査対象物の被検査面に光を照射することにより、その被検査面を撮像した画像において、被検査面における欠陥部分以外の面を均一に表すとともに、欠陥部分（凹部及び凸部）のエッジ部分を明視野に見せることができる。これにより、欠陥部分の形状が凹状又は凸状のいずれであっても、それらを確実に検出することができる。
また、同軸落射照明及び斜方照明から照射される光を白色光としたことにより、被検査面における欠陥部分以外の面をより均一に表すことができる。これにより、光透過性を有しないものや低いもの、表面に光沢を有するシートなどについても検査対象物とすることができる。
【００７０】
さらに、検査対象物を製造する工程において、本実施形態の凹凸検査システムを用いて、その検査対象物における平面上の凹凸の有無を検査することにより、凹凸部が確実に検出されることから、その凹凸部が検出されないといった誤判定が減少するとともに、不良品が看過されて出荷される事態を回避でき、かつ、次の工程を行う前に不良品を排除できることから、製造効率を向上させることができる。
【００７１】
以上、本発明の凹凸検査システム、凹凸検査方法及びシート製造方法の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る凹凸検査システム、凹凸検査方法及びシート製造方法は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、図１においては、光学系が一つのみ設けられているが、一つに限るものではなく、複数設けることもできる。この場合、画像処理手段は、複数の光学系から送られてきた撮像画像のそれぞれに所定の処理を施し、それら画像ごとに凹凸（圧痕）の有無を判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、被検査面の撮像画像における凹凸の有無を検査する技術に関するものであるため、凹凸の有無を検査する装置や機器に利用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  凹凸検査システム
２  光学系
２１（２１−１、２１−２）  斜方照明
２２  同軸落射照明
２３  撮像手段
３  画像処理手段
３１  画像処理部
３２  判定部
３３  結果出力部
【図１】
2012168108.tif 000003
【図３】
2012168108.tif 000004
【図４】
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【図５】
2012168108.tif 000006
【図６】
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【図７】
2012168108.tif 000008
【図８】
2012168108.tif 000009
【図１０】
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【図１１】
2012168108.tif 000011
【図２】
2012168108.tif 000012
【図９】
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