(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光を撮像した画像と、上記シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光を上方から撮影した画像とを基にして、上記シート状材料表面の凹凸不良を検出し、
上記シート状材料表面の凹凸不良以外の不良を検出したときには、上記シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した画像を微分して、その微分値を基にして、汚れ不良とキズ不良とを判別することを特徴とするシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項２】
上記シート状材料の表面反射率の違いに応じて、上記撮影した画像の明るさ変動を補正することを特徴とする請求項１に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項３】
上記画像の明るさ変動の補正として、上記反射光の照度を基に、撮像の露光時間を補正することを特徴とする請求項２に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項４】
上記画像の明るさ変動の補正として、上記反射光の照度の基準反射照度に対する比率を基に、画像の明るさを補正することを特徴とする請求項２に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項５】
上記シート状材料表面の凹凸不良を検出したときには、上記シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した画像を微分し、その微分値を基にして、凹形状不良と凸形状不良とを判別することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項６】
上記シート状材料表面の凹凸不良を検出したときには、その検出した部分の代表座標位置を求め、上記シート状材料が流れる方向の代表座標位置の間隔を基に、周期性不良を検出することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項７】
上記凹凸不良部分の代表座標位置は、凹凸不良部分の面積の中心位置であることを特徴とする請求項６に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項８】
上記凹凸不良部分の代表座標位置は、凹凸不良部分の画像の微分値の最大位置又は最小位置であることを特徴とする請求項６に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項９】
上記凹凸不良部分の代表座標位置は、凹凸不良部分の明るさの重心位置であることを特徴とする請求項６に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項１０】
上記シート状材料をローラを用いて搬送する場合は、上記ローラの外周と、上記シート状材料が流れる方向の上記凹凸不良部分の代表座標位置の間隔とを基に、ローラ転写不良を検出することを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項１１】
上記シート状材料をローラを用いて搬送する場合は、上記ローラの外周と、上記シート状材料が流れる方向の上記凹凸不良部分の代表座標位置の間隔の整数倍とを基に、ローラ転写不良を検出することを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項１２】
上記シート状材料の幅方向の移動量を検出して、上記凹凸不良部分の代表座標位置を補正することを特徴とする請求項６〜請求項１１のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項１３】
上記凹凸不良部分の代表座標位置は、所定の面積の範囲内にあれば、周期性不良を検出するための代表座標位置として有効であることを特徴とする請求項６〜請求項１２のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項１４】
シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光の画像をカメラで撮像する第1撮像系と、上記第１撮像系によって撮像された画像を蓄積する第１画像メモリと、上記第１画像メモリに蓄積された画像を基に、上記シート状材料表面の不良候補位置を演算する第１演算部と、上記第１演算部によって演算された不良候補位置を記憶する不良候補位置記憶部と、上記シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光の画像を上方からカメラで撮影する第２撮像系と、上記第２撮像系によって撮像された画像を蓄積する第２画像メモリと、上記不良候補位置記憶部に記憶された不良候補位置の明るさを、上記第２画像メモリに蓄積された画像を基に演算する第２演算部と、上記第２演算部の演算結果を基に、上記シート状材料表面の凹凸不良を検出する不良検出部とを備えて、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法を実行することを特徴とするシート状材料の表面欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造工程において搬送されるシート状材料の表面欠陥検査方法、及び表面欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製造工程で生産されるシート状のＣＣＬや鋼板等の材料の欠陥を、外観から検出する方法としては、シート状材料の表面を反射する光の画像や、シート状材料の内部を透過する光の画像を検出し、これらの画像を基に演算を行って、欠陥の種類を判別する方法がある（特開平１１−２６１１号公報などを参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のシート状材料の表面欠陥検査方法では、シート状材料の表面を反射する光の画像や、シート状材料の内部を透過する光の画像といった各々１つの画像を基にして欠陥を検出しているため、検査精度が高くないという問題があった。
【０００４】
したがって、シート状材料がロール状態で出荷される場合であれば、各ロール内に含んでいても許容される欠陥の数は、欠陥の種類毎に定められているが、上記従来の方法では、正確な欠陥種類の判別ができないので、安定した品質の確保が困難であった。また、欠陥の発生原因を特定するのに時間がかかり、生産性も悪くなっていた。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、検査精度が高いシート状材料の表面欠陥検査方法、及びこのような方法を実施する表面欠陥検査装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法では、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光を撮像した画像と、シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光を上方から撮影した画像とを基にして、シート状材料表面の凹凸不良を検出し、上記シート状材料表面の凹凸不良以外の不良を検出したときには、上記シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した画像を微分して、その微分値を基にして、汚れ不良とキズ不良とを判別する。
【０００７】
請求項２では、請求項１において、シート状材料の表面反射率の違いに応じて、撮影した画像の明るさ変動を補正する。請求項３では、画像の明るさ変動の補正として、反射光の照度を基に、撮像の露光時間を補正する。請求項４では、画像の明るさ変動の補正として、反射光の照度の基準反射照度に対する比率を基に、画像の明るさを補正する。
【０００８】
請求項５では、請求項１〜請求項４のいずれかにおいて、シート状材料表面の凹凸不良を検出したときには、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した画像を微分し、その微分値を基にして、凹形状不良と凸形状不良とを判別する。
【００１０】
請求項６では、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、シート状材料表面の凹凸不良を検出したときには、その検出した部分の代表座標位置を求め、シート状材料が流れる方向の代表座標位置の間隔を基に、周期性不良を検出する。請求項７では、凹凸不良部分の代表座標位置は、凹凸不良部分の面積の中心位置であり、請求項８では、凹凸不良部分の画像の微分値の最大位置又は最小位置であり、請求項９では、凹凸不良部分の明るさの重心位置である。
【００１１】
請求項１０では、請求項６〜請求項９のいずれかにおいて、シート状材料をローラを用いて搬送する場合は、ローラの外周と、シート状材料が流れる方向の凹凸不良部分の代表座標位置の間隔とを基に、ローラ転写不良を検出する。また、請求項１１では、ローラの外周と、シート状材料が流れる方向の凹凸不良部分の代表座標位置の間隔の整数倍とを基に、ローラ転写不良を検出する。
【００１２】
請求項１２では、請求項６〜請求項１１のいずれかにおいて、シート状材料の幅方向の移動量を検出して、凹凸不良部分の代表座標位置を補正する。請求項１３では、請求項６〜請求項１２のいずれかにおいて、凹凸不良部分の代表座標位置は、所定の面積の範囲内にあれば、周期性不良を検出するための代表座標位置として有効にする。
【００１３】
請求項１４に記載のシート状材料の表面欠陥検査装置では、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光の画像をカメラで撮像する第1撮像系と、第１撮像系によって撮像された画像を蓄積する第１画像メモリと、第１画像メモリに蓄積された画像を基に、シート状材料表面の不良候補位置を演算する第１演算部と、第１演算部によって演算された不良候補位置を記憶する不良候補位置記憶部と、シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光の画像を上方からカメラで撮影する第２撮像系と、第２撮像系によって撮像された画像を蓄積する第２画像メモリと、不良候補位置記憶部に記憶された不良候補位置の明るさを、第２画像メモリに蓄積された画像を基に演算する第２演算部と、第２演算部の演算結果を基に、シート状材料表面の凹凸不良を検出する不良検出部とを備えて、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法を実行する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面とともに説明する。図１は、本発明のシート状材料の表面欠陥検査方法を実施する表面欠陥検査装置の構成の一例を示した図である。
【００１５】
この表面欠陥検査装置は、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光の画像をカメラＣ１で撮像する第1撮像系と、シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光の画像を上方からカメラＣ２で撮影する第２撮像系とを備えている。
【００１６】
ここでは、シート状材料は、巻き出しロールＲ１から巻き取りロールＲ２へ搬送されるようになっており、その過程において、シート状材料表面の欠陥を検出するようになっている。
【００１７】
シート状材料に対して浅い角度に配置した線光源Ｌ１から照射された光は、シート状材料によって反射され、その反射光が、光源Ｌ１に対向配置されたカメラＣ１によって撮像される（第１撮像系）。また、散乱光源Ｌ２からの光は、ハーフミラーＭを介して、シート状材料に対して真上から照射され、そのシート状材料によって反射され、その反射光が、シート状材料の検査部分の真上に配置されたカメラＣ２で撮像される（第２撮像系）。
【００１８】
これらの撮像系では、搬送されているシート状材料の画像を、所定の長さ毎に撮像する。所定の長さ毎に画像を撮像するためには、エンコーダが設けられており、一定時間間隔を計測して、２台のカメラＣ１，Ｃ２が同じ部分を撮像できるようにする。これによって、シート状材料の表面の搬送中の連続検査が可能になる。
【００１９】
第１撮像系のカメラＣ１によって撮像された画像は、第１Ａ／Ｄ部１１によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、第１画像メモリ１２に蓄積される。第１演算部１３は、第１画像メモリ１２に蓄積された画像を基に、シート状材料表面の不良候補位置を演算し、その不良候補位置は不良候補位置記憶部１４に記憶される。一方、第２撮像系のカメラＣ２によって撮像された画像は、第２Ａ／Ｄ部２１によってデジタル信号に変換され、第２画像メモリ２２に蓄積される。
【００２０】
第２演算部３１は、不良候補位置記憶部１４に記憶された不良候補位置の明るさを、第２画像メモリ２２に蓄積された画像を基に演算する。不良検出部３２は、第２演算部３１の演算結果を基に、シート状材料表面の凹凸不良を検出する。
【００２１】
すなわち、この装置では、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光を撮像した画像と、シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光を上方から撮影した画像とを基にして、シート状材料表面の凹凸不良を検出している。
【００２２】
これによって、本発明の表面欠陥検査方法では、シート状材料の同じ部分に対する複数の画像を基に、欠陥を検出できるため、従来に比べて、検査精度を高くすることができる。検査精度が高くなる結果、正確な欠陥種類の判別ができるので、安定した品質が確保できる。更に、欠陥の発生原因が容易に特定できるので、生産性が低下しない。
【００２３】
次に、シート状材料の凹凸不良の検出の具体的な動作について、図２、図３とともに説明する。図２（ａ）は凹凸不良であると判断する場合の画像の例、図２（ｂ）は凹凸不良でない、すなわち、凹凸不良以外の不良であると判断する場合の画像の例である。
【００２４】
第１演算部１３では、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶する（１００〜１０２）。第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるかを演算する（１０３，１０４）。
【００２５】
明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）である部分は、凹凸不良であると判断でき（１０５，１０６）、明るさが所定の範囲外（下限しきい値ｓ３未満であるか、上限しきい値ｓ４を超える場合）の部分は、凹凸不良でないと判断できる（１０７，１０８）。
【００２６】
すなわち、図２に示すように、浅い角度からの画像を基にすれば、凹凸不良、汚れ、スリキズなどを区別せずに、これらのすべてを含んだ不良として検出することができる。しかし、これらを区別することができない、そこで、真上からの画像を基にすれば、凹凸不良では画像が殆ど変化しないため、凹凸不良であると判断できる。
【００２７】
また、本発明では、シート状材料の表面反射率の違いに応じて、撮影した画像の明るさ変動を補正することができる。これによって、シート状材料の種類の違いや、商品ロットの違いに応じて、高精度な検査を実行することができる。例えば、図４（ａ）に示すような明るさ変動を、図４（ｂ）に示すような明るさ変動に補正する。
【００２８】
画像の明るさ変動の補正方法には、反射光の照度を基に、撮像の露光時間を補正する方法や、反射光の照度の基準反射照度に対する比率を基に、画像の明るさを補正する方法などがある。
【００２９】
図５には、画像の明るさ変動を補正するための装置の要部構成を示している。この構成では、図１に示した構成に加えて、第１撮像系に、カメラＣ１の撮像する反射光強度を、ハーフミラーＭ１を介して計測する照度計Ｓ１と、この計測値を基にカメラＣ１の露光時間や照射量を調整する第１照射量調整部４１とを備える。また、第２撮像系に、カメラＣ２の撮像する反射光強度を、ハーフミラーＭ２を介して計測する照度計Ｓ２と、この計測値を基にカメラＣ２の露光時間や照射量を調整する第２照射量調整部４２とを備える。
【００３０】
検査の最初には、対象となるシート状材料の良品部分の反射光強度を照度計Ｓ１、Ｓ２で計測しておき、これを基に、図６に示すようにして、カメラＣ１，Ｃ２の露光時間を調整する。ここでは、カメラＣ１，Ｃ２の露光時間は、カメラ同期信号によって同期したパルス幅を変更して調整できるようになっている。
【００３１】
また、しきい値ｓ１〜ｓ４の設定時に、基準となる反射光強度を設定しておき、検査の最初に、対象となるシート状材料の良品部分の反射光強度を照度計Ｓ１，Ｓ２で計測し、この計測した反射光強度の基準反射光強度に対する比率を算出しておく。そして、この比率を、各カメラＣ１，Ｃ２で撮像した画像のデータに乗算することによって、明るさ強度を補正する。なお、この場合には、Ａ／Ｄ部１１，２１は、光源Ｌ１，Ｌ２からの最大照射強度をオーバフローせずにデジタル変換できるものにしておく必要がある。
【００３２】
次に、シート状材料表面の不良の判別方法の詳細について説明する。シート状材料表面の凹凸不良を検出したときには、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した画像（第１撮像系の画像）を微分して、その微分値から、凹形状不良と凸形状不良とを判別する。
【００３３】
図７（ａ）には、凸形状不良と判別する場合の画像の例、図７（ｂ）には、凹形状不良と判別する場合の画像の例を各々示している。これらの図には、図中のｙ方向に、明るさを微分した場合の画像とグラフも合わせて示している。
図８には、上記動作をフローで示している、第１演算部１３では、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、凹凸形状不良候補位置とする（２００〜２０２）。
【００３４】
次に、この不良候補位置の画像の明るさを微分し、その微分値が正の値であれば、その位置を凹形状不良候補位置であると判断する一方、微分値が負の値であれば、その位置を凸形状不良候補位置であると判断して、各々を不良候補位置記憶部１４に記憶する（２０３〜２０７）。
【００３５】
第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に（２０８）、不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるかを演算する。凹形状不良候補位置の明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部分は、凹形状不良であると判断でき（２０９〜２１１）、凸形状不良候補位置の明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部分は、凸形状不良であると判断できる（２１２〜２１４）。
【００３６】
すなわち、図７に示したように、浅い角度からの画像を微分した画像を基にすれば、凹形状不良候補と凸形状不良候補とを判別して検出でき、更に、真上からの画像を基にすれば、判別した凹形状不良候補と凸形状不良候補の各々が、凹形状不良と凸形状不良であると判断できる。
【００３７】
また、シート状材料表面の凹凸不良以外の不良を検出したときにも（図２の（ｂ），図３の１０８を参照）、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した画像（第１撮像系の画像）を微分して、その微分値から、汚れ不良とキズ不良とを判別できる。図９（ａ）には、汚れ不良と判別する場合の画像の例、図９（ｂ）には、キズ不良と判別する場合の画像の例を各々示している。
【００３８】
図１０には、上記動作をフローで示している。第１演算部１３では、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、凹凸形状不良候補位置とする（３００〜３０２）。次に、この不良候補位置の画像の明るさを微分して、微分値が正の値であれば、その位置を凹形状不良候補位置であると判断する一方、微分値が負の値であれば、その位置を凸形状不良候補位置であると判断して、各々を不良候補位置記憶部１４に記憶する（３０３〜３０７）。
【００３９】
第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に（３０８）、不良候補位置の明るさが所定の範囲外であるかを演算する。凹形状不良候補位置の明るさが所定の範囲未満（下限しきい値ｓ３未満）の部分は、汚れ不良であると判断でき（３０９〜３１１）、凸形状不良候補位置の明るさが所定の範囲を超える（上限しきい値ｓ４を超える）の部分は、キズ不良であると判断できる（３１２〜３１４）。
【００４０】
すなわち、図７と図９に示すように、浅い角度からの画像を微分した画像を基にすれば、凹形状不良候補と凸形状不良候補とを判別して検出でき、また、真上からの画像を基にすれば、凹凸不良以外の不良であることが判別でき、更に、汚れ不良であるかキズ不良であるかも判別できる。
【００４１】
次に、シート状材料の周期性不良の検出方法について説明する。シート状材料表面の凹凸不良を検出したときには（図２の（ａ），図３の１０６，図７，図８を参照）、その検出した部分の代表座標位置を求め、シート状材料が流れる方向の代表座標位置の間隔を基に、周期性不良を検出する。
【００４２】
図１１には、周期性不良を検出するための装置の要部構成を示している。図１に示した構成に加えて、不良検出部３２によって検出した不良位置の代表座標位置を検出し記憶する代表位置検出・記憶部３３と、この代表座標位置を基にして、各代表座標位置間の間隔を求める第３演算部３４と、この算出結果を基にして周期性不良を検出する周期性不良検出部３５とを備える。
【００４３】
代表位置検出・記憶部３３が検出する凹凸不良部分の代表座標位置は、凹凸不良部分の面積の中心位置、凹凸不良部分の画像の微分値の最大位置又は最小位置、凹凸不良部分の明るさの重心位置などによって求められる。
【００４４】
まず、凹凸不良部分に対してラベリング処理を行って１つの塊とみなし、その塊に対して、シート材料が流れる方向（図１２に示すｙ方向）と、これに直交する方向（図１２に示すｘ方向）の各々の最大線分の交差する点を、面積の中心点として代表座標位置とする。また、凹凸不良部分の明るさの微分値が最も大きい点か、最も小さい点を代表座標位置とすることもできる。更に、塊とみなした部分内の各点の明るさの重心点を代表座標位置としてもよい。
【００４５】
図１２には、周期性不良の例を模式的に示している。ここでは、７つの代表座標位置のうち、位置「１」〜位置「６」は、各座標（（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘ６，Ｙ６））の間隔（ピッチＰ）が同じなので、周期性不良と判断できる。位置「１」と座標「２」との間隔を基本ピッチとし、以降に検出する代表座標位置と、その前に求めた代表座標位置との間隔が、基本ピッチとほぼ同じであり、それが所定回数連続すれば、周期性不良と判別できる。
【００４６】
図１３には、上記動作をフローで示している。第１演算部１３では、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶する（４００〜４０２）。第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるかを演算する（４０３，４０４）。
【００４７】
明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部分は、凹凸不良であると判断できるので（４０５）、代表位置検出・記憶部３３では、その凹凸不良の部分の代表座標位置を求めて記憶する（４０６）。この座標位置（ｘｉ，ｙｉ）のうち、シート状材料の幅方向の位置（ｘｉ）が、前回（以前）に不良を検出した位置（ｘ（ｉ−１））と同じであり、且つ、シート状材料が流れる方向の位置（ｙｉ）と前回（以前）に不良を検出した位置の点（ｙ（ｉ−１））との間隔（ｙｉ−ｙ（ｉ−１））が、基本ピッチｐとほぼ同じであれば（４０７）、周期的な凹凸不良と判断する（４０８）。
【００４８】
また、シート状材料をローラを用いて搬送する場合は、ローラの外周と、シート状材料が流れる方向の凹凸不良部分の代表座標位置の間隔とを基に、ローラ転写不良を検出することができる。これによって、ローラに付着した異物によって一定間隔で発生する凹凸不良が検出することができ、迅速に対応がとれる。
【００４９】
図１４には、上記動作をフローで示している。図１３に示した動作と同様に、第１演算部１３は、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶する（５００〜５０２）。第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるかを演算する（５０３，５０４）。
【００５０】
明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部分は、凹凸不良であると判断できるので（５０５）、代表位置検出・記憶部３３では、その部分の代表座標位置を求めて記憶する（５０６）。この座標のシート状材料の幅方向の位置が、前回に不良を検出した位置と同じであり、且つ、シート状材料が流れる方向の位置と以前に不良を検出した位置との間隔が基本ピッチｐとほぼ同じであれば（５０７）、周期的な凹凸不良と判断できる（５０８）。更に、巻き出し側のローラ（図１１を参照）の外周φπ（直径φ×円周率π）と、基本ピッチｐとが一致すれば（５０８）、周期的な凹凸不良のうち、ローラの転写不良であることが判断できる（５０９）。
【００５１】
また、ローラ転写不良は、ローラの外周と、シート状材料が流れる方向の凹凸不良部分の代表座標位置の間隔の整数倍とを基にして検出することもできる。これによって、ローラに付着した異物などが小さく、ローラが回転する度に、毎回、シート状材料に凹凸不良が発生しない場合でも、ローラによる転写不良として検出することができる。
【００５２】
図１５には、この場合のローラ転写不良の例を模式的に示している。ここでは、５つの代表座標位置のうち、位置「１」〜位置「４」の間隔が、ローラの外周φπの整数倍（２倍、等倍、２倍）になっているので、ローラ転写不良と判断される。
【００５３】
図１６には、上記動作をフローで示している。図１３、図１４に示した動作と同様に、第１演算部１３は、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶する（６００〜６０２）。第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるかを演算する（６０３，６０４）。
【００５４】
明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部分は、凹凸不良であると判断できるので（６０５）、代表位置検出・記憶部３３では、その部分の代表座標位置を求めて記憶する（６０６）。この座標のシート状材料の幅方向の位置が、前回に不良を検出した位置と同じであり、且つ、シート状材料が流れる方向の位置と前回に不良を検出した位置との間隔が、巻き出し側のローラの外周φπの整数倍（×ｎ）と一致すれば（６０７）、ローラの転写不良であると判断できる（６０８）。
【００５５】
また、周期性不良を検出する場合に、シート状材料の幅方向の移動量を検出して、凹凸不良部分の代表座標位置を補正することができる。図１７には、その場合の装置構成の例を示している。この装置では、図１１に示した構成に加えて、シート状材料の幅方向の移動量を計測するための光電センサＳ３を設けている。光電センサＳ３で計測した移動量は、蛇行補正信号として代表位置検出・記憶部３３に入力され、代表座標位置が補正される。これによって、シート状材料がローラテンションの微妙な違いによって蛇行したとしても、周期性不良（ローラ転写不良）が検出できる。
【００５６】
図１８には、この場合の周期性不良の例を模式的に示している。ここでは、７つの代表座標位置のうち、位置「２」〜位置「６」の各々が、蛇行するために生じる移動量ｄ２〜ｄ６を基に補正され、位置「１」〜位置「６」の間隔が、基本ピッチＰと一致しているため、周期性不良と判断される。
【００５７】
図１９には、上記動作をフローで示している。図１３、図１４、図１６に示した動作と同様に、第１演算部１３は、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶する（７００〜７０２）。第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるかを演算する（７０３，７０４）。
【００５８】
明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部分は、凹凸不良であると判断できるので（７０５）、代表位置検出・記憶部３３では、その部分の代表座標位置を求めて記憶する（７０６）。このとき、光電センサＳ３からの移動量（蛇行補正信号）の入力があれば、この移動量を基に、シート状材料の幅方向の位置を補正する（７０７）。
【００５９】
そして、補正後（補正していなくてもよい）のシート状材料の幅方向の位置が、前回に不良を検出した位置（補正していてもよい）とほぼ同じであり、シート状材料が流れる方向の位置と前回に不良を検出した位置の間隔が、基本ピッチｐと一致すれば（７０８）、周期性不良（ローラ転写不良）であると判断できる（７０９）。
【００６０】
また、凹凸不良部分の代表座標位置は、所定の面積の範囲内にあれば、周期性不良を検出するための代表座標位置として有効にすることができる。この場合、図１７に示した構成のように、必ずしも、シート状材料の幅方向の移動量を計測するための光電センサＳ３を設ける必要はない。このような構成にすれば、シート状材料の蛇行があったとしても、周期性不良（ローラ転写不良）を、精度よく検出することができる。
【００６１】
図２０には、この場合の周期性不良の例を模式的に示している。ここでは、７つの代表座標位置のうち、位置「２」〜位置「６」の各々が、基本ピッチＰを基にして設定された範囲（２ｍ（ｘ方向）×２ｌ（ｙ方向））の中に含まれているので、周期性不良と判断される。
【００６２】
図２１には、上記動作をフローで示している。図１３、図１４、図１６、図１９に示した動作と同様に、第１演算部１３は、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶する（８００〜８０２）。第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるかを演算する（８０３，８０４）。
【００６３】
明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部分は、凹凸不良であると判断できるので（８０５）、代表位置検出・記憶部３３では、その部分の代表座標位置を求めて記憶する（８０６）。このとき、代表座標位置を中心にして、次に代表座標位置を求めたときに使用するために蛇行補正範囲を定めておく（８０７）。
【００６４】
そして、シート状材料の幅方向の位置（ｘｉ）が、前回に不良を検出した位置の蛇行補正領域内にあり、シート状材料が流れる方向の位置（ｙｉ）と前回に不良を検出した位置の間隔が、基本ピッチｐの蛇行補正領域内にあれば（８０８）、周期性不良（ローラ転写不良）であると判断できる（８０９）。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明からも理解できるように、本発明の請求項１〜請求項１４の各々に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法では、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光を撮像した画像と、シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光を上方から撮影した画像とを基にして、シート状材料表面の凹凸不良を検出し、シート状材料表面の凹凸不良以外の不良を検出したときには、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した画像を微分して、その微分値を基にして、汚れ不良とキズ不良とを判別する。
【００６６】
これによって、シート状材料の同じ部分に対する複数の画像を基にして、シート状材料表面の欠陥が検出できるため、従来に比べて、検査精度を高くすることができる。また、検査精度が高くなる結果、正確な欠陥種類の判別ができるので、安定した品質が確保できる。更に、欠陥の発生原因が容易に特定できるので、生産性が低下しない。更に、凹凸不良の他に、シート状材料の表面の汚れ不良とキズ不良とが判別できる。
【００６７】
特に、請求項２〜請求項４では、シート状材料の表面反射率の違いに応じて、反射光の照度を基に撮像の露光時間を補正したり、反射光の照度の基準反射照度に対する比率を基に画像の明るさを補正するので、シート状材料の種類の違いや、商品ロットの違いに応じて、高精度な検査を行うことができる。
【００６８】
また、請求項５では、シート状材料の表面の凹形状不良と凸形状不良とが判別できる。
【００６９】
請求項６〜請求項１３では、シート状材料表面の凹凸の周期性不良が検出できる。特に、請求項７〜請求項９では、各々の凹凸不良の代表座標位置が正確に求められるので、より正確な周期性が検出できる。また、請求項１０と請求項１１では、巻き出し側のローラに付着した異物によってシート状材料に一定間隔で発生する凹凸不良（ローラ転写不良）が検出できる。また、請求項１２と請求項１３では、シート状材料がローラテンションの微妙な違い等によって蛇行したとしても、周期性不良（ローラ転写不良）が検出できる。
【００７０】
請求項１５に記載のシート状材料の表面欠陥検査装置は、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光をカメラで撮像した画像と、シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光を上方からカメラで撮影した画像とを基に、シート状材料表面の凹凸不良を検出して、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法を実行する。
【００７１】
これによって、本発明装置では、シート状材料の同じ部分に対する複数の画像を基に、シート状材料表面の欠陥が検出できるため、従来に比べて、検査精度を高くすることができる。また、検査精度が高くなる結果、正確な欠陥種類の判別ができるので、安定した品質が確保できる。更に、欠陥の発生原因が容易に特定できるので、生産性が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシート状材料の表面欠陥検査方法を実施する表面欠陥検査装置の要部構成の一例を示す図である。
【図２】シート状材料表面の凹凸不良の検出の動作を説明するための図である。
【図３】シート状材料表面の凹凸不良の検出の動作を示すフローである。
【図４】撮影した画像の明るさ変動の補正を説明するための図である。
【図５】撮影した画像を明るさ変動の補正を実施するための表面欠陥検査装置の要部構成の一例を示す図である。
【図６】撮影した画像を明るさ変動の補正の動作の一例を示す図である。
【図７】シート状材料表面の凹形状不良と凸形状不良の判別の動作を説明するための図である。
【図８】シート状材料表面の凹形状不良と凸形状不良の判別の動作を示すフローである。
【図９】シート状材料表面の汚れ不良とキズ不良の判別の動作を説明するための図である。
【図１０】シート状材料表面の汚れ不良とキズ不良の判別の動作を示すフローである。
【図１１】周期性不良（ローラ転写不良）を検出するための表面欠陥検査装置の要部構成の一例を示す図である。
【図１２】周期性不良（ローラ転写不良）の検出の動作を説明するための図である。
【図１３】周期性不良（ローラ転写不良）の検出の動作を示すフローである。
【図１４】ローラ転写不良の検出の動作を示すフローである。
【図１５】ローラ転写不良の検出の別の動作を説明するための図である。
【図１６】ローラ転写不良の検出の別の動作を示すフローである。
【図１７】蛇行補正を行う周期性不良（ローラ転写不良）を検出するための表面欠陥検査装置の要部構成の一例を示す図である。
【図１８】蛇行補正を行った周期性不良（ローラ転写不良）の検出の動作を説明するための図である。
【図１９】蛇行補正を行った周期性不良（ローラ転写不良）の検出の動作を示すフローである。
【図２０】蛇行補正を行った周期性不良（ローラ転写不良）の検出の別の動作を説明するための図である。
【図２１】蛇行補正を行った周期性不良（ローラ転写不良）の検出の別の動作を示すフローである。
【符号の説明】
Ｃ１，Ｃ２  カメラ
Ｌ１，Ｌ２  光源
１２        第１画像メモリ
１３        第１演算部
１４        不良候補位置記憶部
２２        第２画像メモリ
３１        第２演算部
３２        不良検出部
３３        代表位置検出・記憶部
３４        第３演算部
３５        周期性不良検出部
【図１】
0003750456.tif 000002
【図２】
0003750456.tif 000003
【図３】
0003750456.tif 000004
【図４】
0003750456.tif 000005
【図５】
0003750456.tif 000006
【図６】
0003750456.tif 000007
【図７】
0003750456.tif 000008
【図８】
0003750456.tif 000009
【図９】
0003750456.tif 000010
【図１０】
0003750456.tif 000011
【図１１】
0003750456.tif 000012
【図１２】
0003750456.tif 000013
【図１３】
0003750456.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003750456.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
0003750456.tif 000020
【図２０】
0003750456.tif 000021
【図２１】
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