CN104914112A

CN104914112A - 片材检查装置

Info

Publication number: CN104914112A
Application number: CN201510082816.8A
Authority: CN
Inventors: 江川弘一; 荻野裕貴
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-02-15
Publication date: 2015-09-16
Also published as: JP2015172519A; TWI571629B; TW201534897A; JP6314557B2

Abstract

提供一种能够进行片状被检查物所具有的异常部分的检测和异常的种类的判别的片材检查装置。该片材检查装置具有：第一光源，对被检查物的上表面照射可见光；第二光源，对被检查物的上表面照射不可见光；第三光源，对被检查物的下表面照射可见光；第一摄像传感器，配置为能够利用从第一光源照射并在被检查物上反射的可见光，以及，从第三光源照射并透过被检查物的可见光，来拍摄被检查物；第二摄像传感器，配置为能够利用从第二光源照射并在被检查物上反射的不可见光，来拍摄被检查物；处理部，基于利用第一摄像传感器得到的第一图像和利用第二摄像传感器得到的第二图像，来进行异常部分的检测和异常的种类判别。

Description

片材检查装置

技术领域

本发明涉及一种检测片状的被检查物的异常部分的片材检查装置的技术。

背景技术

在用于制造或者加工片状物品的生产线上常使用一种检查装置，该装置使用通过用可见光、紫外光照射片材，再利用摄像头拍摄其透过光或者反射光而得到的图像，来检测片材上的异常部分(异物混入、脏污、褶皱等)(例如，参照专利文献1)。

在现有的检查装置中，虽然能够进行片材上的异常部分的检测，但是无法详细地判别检测到的是什么种类的异常。因此，现有技术被迫要进行转到借助视觉(肉眼观察)的详细检查的处理，来判别是将检测出异常部分的片材废弃还是当作低档产品。但是，实际上，存在多种多样可能在片材上发生的异常，根据产品的种类、用途、材质等的不同，也有些不必当作不良(缺陷)。

例如，虽然在锂离子充电电池的隔离层上一般使用微多孔性聚烯烃薄膜，但是由于隔离层本身对人眼来讲不可见，所以即使稍微有些脏污等，只要在功能性上没有问题，就不需要当作不良品。另一方面，由于有短路的危险，所以金属的混入或者附着、针孔(孔)可以说是绝对不可忽视的种类的异常。反之，对纸材的情况来讲，虽然可以容许较小的针孔，但是在有些情况下，也想要将对外观有影响的脏污、褶皱当作不良来进行检测。

专利文献1：JP特开2010-8174号公报(专利第4950951号公报)

发明内容

本发明鉴于上述实际情况，其目的在于，提供一种能够检测片状的被检查物所具有的异常部分并且判别异常的种类的技术。

本发明的第一实施方式为一种片材检查装置，用于检查片状的被检查物，其特征在于，具有：第一光源，对被检查物的第一表面照射可见光；第二光源，对所述被检查物的所述第一表面照射不可见光；第三光源，对所述被检查物的第二表面照射可见光，所述第二表面照射位于与所述第一表面相反的相反侧；第一摄像传感器，配置为能够利用从所述第一光源照射并在所述被检查物上反射的可见光以及从所述第三光源照射并透过所述被检查物的可见光，来拍摄所述被检查物；第二摄像传感器，配置为能够利用从所述第二光源照射并在所述被检查物上反射的不可见光，来拍摄所述被检查物；处理部，基于利用所述第一摄像传感器得到的所述被检查物的第一图像和利用所述第二摄像传感器得到的所述被检查物的第二图像，检测所述被检查物所具有的异常部分(部位)，并且判别在检测出的所述异常部分上产生的异常的种类；输出部，输出与异常部分相关的信息，该信息至少包含表示利用所述处理部判别出的异常的种类的信息。

此处，从第一光源以及第三光源照射的“可见光”只要是至少包含可见光区域的波长的光即可，不一定为包含可见光区域整个区域的波长的光(白色光)，反之，包含除了可见光区域以外的波长的光也没关系。另外，从第二光源照射的“不可见光”只要是至少包含除了可见光区域以外的波长的光即可，不排除也包含可见光区域的波长。

当在被检查物上有任何的异常时，在其异常部分上与其他部位(即无异常的部位)相比，光的吸收率、反射率、透过率等的特性可能发生变化。而且，其变化的方式取决于光的波长以及异常的种类。因此，因在被检查物上产生何种异常，导致在利用第一摄像传感器得到的第一图像和利用第二摄像传感器得到的第二图像的各自的像素值的变化的方式上表现出特征。特别地，在上述结构中，由于使用第一光源和第三光源从被检查物的两侧(两个表面)照射可见光，并利用相同的第一摄像传感器来拍摄这些的反射光或者透过光，所以当考虑到第一图像的像素值在第一情况、第二情况、第三情况下各不相同，有时因产生异常而导致受光量增加或减少，并且有时当来自第三光源的光透过异常部分时因每一种波长的吸收率的差异而导致透过光的色彩平衡发生变化等，此时，第一图像的像素值的变化方式中存在很多种变异，所述第一情况是指，仅有来自第一光源的光的反射光的情况；所述第二情况是指，有来自第一光源的光的反射光以及来自第三光源的光的透过光(透射光)这两者的情况；所述第三情况是指，仅有来自第三光源的光的透过光的情况。因此，若根据本发明的光源以及摄像传感器的结构，则基于利用第一摄像传感器得到的第一图像和利用第二摄像传感器得到的第二图像，能够进行各种各样的异常的检测以及种类判别。

能够将在产生异常的情况下的第一图像和第二图像各自的像素值相对于在被检查物上无异常的状态，也就是相对于通常状态发生怎样的增加或者减少，预先归类为各种异常的种类。因此，例如，所述处理部，判断与所述被检查物上的相同位置相对应的第一图像的像素值和该第二图像的像素值分别相对于通常状态的变化是否符合任一种类型，就能够判别在该位置上产生的异常的种类。此外，第一图像的像素值和第二图像的像素值的变化(增加或者减少)的类型与异常的种类的对应关系可以用查询表来定义，也可以作为程序内的判断逻辑来安装。

优选地，所述输出部还至少输出如下的特定信息来作为与异常部分相关的信息；所述特定信息是指如下信息中的任意一种：包括该异常部分的区域的所述第一图像、包括该异常部分的区域的所述第二图像、示出在该异常部分上的所述第一图像的像素值的变化的图表、示出在该异常部分上的所述第二图像的像素值的变化的图表。通过输出如这样的与异常部分相关的信息，用户(检查者)能够具体地掌握产生的异常的内容，能够供判断是否为应该当作不良(缺陷)的异常，或者供向生产设备的运转条件反馈等使用。

从所述第一光源照射的可见光和从所述第三光源照射的可见光，是具有包含多个颜色成分的相同光谱分布的光；所述第一摄像传感器，配置于能够接收从所述第一光源照射并在所述被检查物上反射的可见光，且能够接收从所述第三光源照射并直线透过所述被检查物的可见光的位置；所述第一图像的像素具有多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值；在所述被检查物上任意选择关注位置，在同时满足第一条件和第二条件时，所述处理部判别为在所述关注位置产生的异常的种类为针孔缺陷；所述第一条件是指：综合值比被检查物上无异常的状态即通常状态时大，所述综合值，是综合与该关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值而到的值；所述第二条件是指：与所述关注位置相对应的所述第二图像的像素值比通常状态时小，且，与所述关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分的平衡与所述通常状态下的平衡相同。利用本发明的光源以及摄像传感器的配置和根据这些的判断条件，能够高精度地判别针孔缺陷。在如充电电池的隔离层那样将针孔作为重大缺陷之一的产品的情况下，该功能特别有用。

从所述第一光源照射的可见光和从所述第三光源照射的可见光，是具有包含多个颜色成分的相同光谱分布的光；所述第一摄像传感器，配置于能够接收从所述第一光源照射并在所述被检查物上反射的可见光，且能够接收从所述第三光源照射并直线透过所述被检查物的可见光的位置；所述第一图像的像素具有多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值；在所述被检查物上任意选择关注位置，在同时满足第三条件和第四条件时，或在同时满足第三条件和第五条件时，所述处理部判别为在所述关注位置产生的异常的种类是与针孔缺陷不同种类的异常；所述第三条件是指：综合值比所述通常状态时大，所述综合值，是综合与该关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值而得到的值；所述第四条件是指：与所述关注位置相对应的所述第二图像的像素值比通常状态时小，且，与所述关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分的平衡与所述通常状态下的平衡不相同；所述第五条件是指：所述第二图像的像素值比通常状态时大。通过这样，能够根据异常的种类详细地分类。

从所述第一光源照射的可见光和从所述第三光源照射的可见光，是具有包含多个颜色成分的相同光谱分布的光；所述第一摄像传感器，配置于能够接收从所述第一光源照射并在所述被检查物上反射的可见光，且能够接收从所述第三光源照射并直线透过所述被检查物的可见光的位置；所述第一图像的像素具有多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值；在所述被检查物上任意选择关注位置，在同时满足第六条件和第七条件时，所述处理部判别为在所述关注位置产生的异常的种类为金属缺陷；所述第六条件是指：综合值比所述通常状态时小，所述综合值，是综合与该关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值而得到的值；所述第七条件是指：在与该关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值与所述第二图像的像素值之间，相对于所述通常状态而下降的比例相同。利用本发明的光源以及摄像传感器的配置和根据这些的判断条件，能够高精度地判别金属缺陷。在如充电电池的隔离层那样将金属的混入或者附着作为重大缺陷之一的产品的情况下，该功能特别有用。

当评估像素值的变化时，优选利用如相对于通常状态(在被检查物上无异常的状态)的像素值的降低程度或者增加程度那样的，以通常状态的值作为标准的相对值来进行评估，换言之，优选利用通常状态的值进行标准化的值(标准化像素值)来进行评估。可以使用基于摄像传感器的输出信号的像素值除以通常状态的像素值得到的值(比)，作为标准化像素值的典型的例子。通过利用如这样的标准化像素值进行评估，能够消除因光源的光量的变动，每一个异常部分的透过率、反射率、吸收率的差异，被检查物的透过率、反射率、吸收率的差异等导致的偏差。因此，能够很难受到噪声的影响、异常或者被检查物的偏差的影响，能够使异常部分的检测以及异常的种类判别的精度稳定。

所述不可见光为红外光或者紫外光即可。若使用这些波长的光，则由于传感器的输出信号会根据异常的种类不同而明显地变动，所以即使是仅利用可见光无法确定种类的异常也能够判别。

优选地，在一个摄像装置内设有：使得不接收所述不可见光的所述第一摄像传感器以及使得不接收可见光的所述第二摄像传感器。通过这样，能够实现装置的小型化，提高了设置的自由度。

所述摄像装置具有一个分光元件，该分光元件分割光路，并将光分别引导向所述第一摄像传感器和所述第二摄像传感器即可。通过这样，由于不需要为了修正第一摄像传感器的侧定位置与第二摄像传感器的侧定位置的偏离而进行对位，所以能够谋求装置结构以及处理的简易化。

此外，本发明既可以作为具有上述结构的至少一部分的片材检查装置来理解，也可以作为具有上述处理的至少一部分的片材检查装置的控制方法、片材检查方法或者片材的异常种类判别方法来理解。另外，本发明还可以作为用于使计算机执行相关的方法的程序、永久性地存储如这样的程序的计算机可读取的存储媒介来理解。上述的各个结构以及处理只要不产生技术上的矛盾，就可以相互组合进而构成本发明。

根据本发明，能够进行片状的被检查物所具有的异常部分的检测和异常的种类的判别。

附图说明

图1为第一实施例的片材检查装置的框图。

图2为示出利用各信号处理部得到的标准化像素值的一个例子的图。

图3为输出部输出的结果输出画面的一个例子。

图4A～4E为示出在有“脏污”的情况下的光的反射以及透过(透射)的状况和各输出值的变化的图。

图5A～5E为示出在有“金属缺陷”的情况下的光的反射以及透过的状况和各输出值的变化的图。

图6A～6E为示出在有“针孔缺陷”的情况下的光的反射以及透过的状况和各输出值的变化的图。

图7A～7E为示出在有“异常A”的情况下的光的反射以及透过的状况和各输出值的变化的图。

图8A～8E为示出在有“异常B”的情况下的光的反射以及透过的状况和各输出值的变化的图。

图9为通过片材检查装置进行的异常检测以及种类判别的流程图。

图10为异常的种类判别的详细流程图。

图11为第二实施例的片材检查装置的框图。

图12为示出第二实施例的传感器的配置的图。

图13为第三实施例的片材检查装置的框图。

图14为示出第三实施例的摄像装置的内部结构的图。

其中，附图标记说明如下：

1：片材检查装置，2：被检查物，4：摄像装置，5：处理装置，

31：可见光源，32：IR/UV光源，33：透过用可见光源，

41：可见光摄像头，42：IR/UV光摄像头，43：分光元件，

51：R信号处理部，52：G信号处理部，53：B信号处理部，54：IR/UV信号处理部，55：对位处理部，56：异常检测部，56A：检测阈值存储部，57：判断部，57A：判断阈值存储部，58：输出部，

60：薄膜，61：脏污，62：可见光，63：不可见光，64：可见光，65：金属，66：针孔，67：斑点，68：斑点

具体实施方式

下面，参照附图，基于实施例，对用于实施本发明的方式例示地详细地进行说明。但是，在本实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等的宗旨为，只要是没有特别记载的，本发明的范围就不仅限于此。

＜第一实施例＞

图1为本实施例的片材检查装置1的框图。就片材检查装置1而言，照明***具有：对被检查物2的上表面(第一表面)照射可见光的可见光源31(第一光源)、对被检查物2的上表面照射紫外光或者红外光的至少一者的IR/UV光源32(第二光源)、对被检查物2的下表面(第二表面)照射可见光的透过用可见光源33(第三光源)。另外，就片材检查装置1而言，测定***具有：可见光摄像头41(第一摄像传感器)、IR/UV光摄像头42(第二摄像传感器)。可见光源31和透过用可见光源33设置为对被检查物2的相同位置(但是，光的照射面不同)照射光，且，可见光摄像头41配置为，能够利用从可见光源31照射并在被检查物2的上表面反射的光，以及从透过用可见光源33照射并直线透过被检查物2的光，来拍摄被检查物2。另一方面，IR/UV光摄像头42配置为，能够利用从IR/UV光源32照射并在被检查物2的上表面反射的光，来拍摄被检查物2。片材检查装置1还具有处理装置5，该处理装置5基于可见光摄像头41的输出信号和IR/UV光摄像头42的输出信号，来进行被检查物2所具有的异常部分的检测以及异常的种类判别。

就被检查物2而言，例如形成为片状，并向图1的箭头方向运输。就被检查物2而言，能够例示出纸、薄膜、树脂、纤维素等。另外，被检查物2也可以为在充电电池中使用的隔离层(separator)、在液晶中使用的光学片等。此外，在本实施例中，虽然固定了照明***以及测定***，而移动被检查物2，但是也可以取代此方法，而固定被检查物2，并移动照明***以及测定***。

片材检查装置1具有如下功能：基于利用可见光摄像头41而得到的第一图像以及利用IR/UV光摄像头42而得到的第二图像，来检测被检查物2的异常部分，判别检测出的异常的种类，并输出其结果。在本实施例中，将在充电电池的隔离层等中使用的由烯烃类树脂形成的多孔质地薄膜作为被检查物2，来检测以及判别“脏污”、“金属缺陷”、“针孔缺陷”、“异常A”、“异常B”这5种异常。“脏污”为附着于薄膜表面的脏污或者异物。“金属缺陷”例如为，从制造装置、运输装置的过程中产生或者剥离出来的金属粉等混入或者附着于薄膜而导致的不良，“针孔缺陷”为在薄膜上空出的孔。“异常A”是指，在加工多孔质地薄膜时产生的斑纹(多孔质地***糙的部分)或者附着、渗透有油的部分，与正常状态的薄膜相比，光的透过率变状态。“异常B”是指，在加工多孔质地薄膜时产生的斑纹(多孔质地变密的部分)，与正常状态的薄膜相比，反射率变大的状态。“金属缺陷”和“针孔缺陷”对于充电电池的隔离层来讲，是不可忽视的重大缺陷，而“脏污”、“异常A”、“异常B”在异常部分的面积很小等情况下，也可以不当作不良(缺陷)的异常。

在照明***中，能够使用LED等限制波长区域的光源，或者，使用以滤波片来限制波长区域的光源。可见光源31和透过用可见光源33只要是对被检查物2能够照射带有包含多个颜色成分的相同光谱分布的光即可。在本实施例中，利用相同种类的白色光源来制作可见光源31和透过用可见光源33。

在测定***中，能够利用具有例如串联配置有4096个受光元件的CCD图像传感器的摄像装置。在各个受光元件中，根据受光量将光转换为电荷。此外，在本实施例中，可见光摄像头41具有R、G、B的各成分用的3个CCD图像传感器。另外，IR/UV光摄像头42具有检测红外光或者紫外光中的至少一者的CCD图像传感器。从各受光元件输出的电荷作为输出信号(摄像数据)输入至处理装置5。

此外，在本实施例中，为了能够用摄像头拍摄被检查物2的整个宽度，能够与被检查物2的宽度匹配地在被检查物2的宽度方向上具有多个摄像头。另外，可见光摄像头41和IR/UV光摄像头42在运输方向上错开配置。

处理装置5具有：按每一个RGB的成分分别处理从可见光摄像头41输出的摄像数据的R信号处理部51、G信号处理部52、B信号处理部53，以及处理从IR/UV光摄像头42输出的摄像数据的IR/UV信号处理部54。R信号处理部51对从可见光摄像头41输出的1条线的(4096像素)的R成分的信号(R信号)实施白平衡校正(white shading)处理，补正每一个受光元件的输出水平的偏差。同样地，G信号处理部52对G成分的信号(G信号)，B信号处理部53对B成分的信号(B信号)也分别实施白平衡校正处理。另外，IR/UV信号处理部54对从IR/UV光摄像头42输出的1条线的红外光或者紫外光的信号(IR/UV光信号)实施白平衡校正处理。以后，将从各信号处理部51、52、53、54输出的R、G、B、IR/UV的各自实施了白平衡校正处理后的值记作输出像素值I_R、I_G、I_B、I_IR/UV。

进一步地，各信号处理部51、52、53、54计算R、G、B、IR/UV各自的标准化像素值。此处，标准化像素值是指，将白平衡校正处理后的输出像素值I_R、I_G、I_B、I_IR/UV除以在被检查物2无异常的状态下的输出像素值(通常值)N_R、N_G、N_B、N_IR/UV而得出的值。在本实施例中，标准化像素值具有0～255的值域，并将通常值标准化为作为值域的中间值的128。就“在无异常状态下的输出像素值(通常值)”而言，也可以设置为当进行了多次拍摄时的输出像素值的平均值。就标准化像素值而言，输出像素值(摄像头的受光量)的减少程度越大则标准化像素值变得越小，输出像素值(摄像头的受光量)的增加程度越大则标准化像素值变得越大，即，标准化像素值与输出像素值变动程度有相关关系。而且，在被检查物2上无异常的部分(称为底色)中，标准化像素值为与128相接近的值。此外，在以后的说明中，在不需要特别区分输出像素值与标准化像素值的情况，下仅记作像素值。

图2为示出利用各信号处理部51、52、53、54得到的标准化像素值的一个例子的图。横轴为像素(受光元件)，纵轴为标准化像素值。虽然在无异常的部分(底色)中标准化像素值为大约128，但是在与异常部分相对应的像素中，标准化像素值增加或者减少。标准化像素值的变化的方向(增加或者减少)以及其变化程度，对每一个波长、每一个异常的种类都可能不同。此外，即使是底色部分，因被检查物2的表面的凹凸等的影响，也会导致标准化像素值在每一个像素上都有若干偏差。

处理装置5具有将从可见光摄像头41得到的图像与从IR/UV光摄像头42得到的图像进行对位的对位处理部55。此处，由于可见光摄像头41、IR/UV光摄像头42在被检查物2的运输方向上错开配置，所以利用可见光摄像头41拍摄到的部位到达利用IR/UV光摄像头42进行拍摄的位置要花一定的时间。为了比较从可见光摄像头41、IR/UV光摄像头42得到的相同点的像素值，对位处理部55将从可见光摄像头41得到的1条线的图像数据与从IR/UV光摄像头42得到的1条线的图像数据进行对位(时间拟合)。

此处，由于被检查物2的运输速度和从可见光摄像头41到IR/UV光摄像头42的距离为预先设定的，基于这些值，能够计算出利用可见光摄像头41拍摄到的部位再被IR/UV光摄像头42拍摄到的时间延迟。即，通过将数据仅错开该时间延迟的量，能够进行对位。同样地，在利用R信号、G信号、B信号分别拍摄其他部位的情况下、利用紫外光以及红外光分别拍摄其他部位的情况下，进行这些对位。

另外，处理装置5具有：检测被检查物2的异常部分的异常检测部56、存储在异常判断中使用的阈值的检测阈值存储部56A。在本实施例中，如后述，在从可见光摄像头41得到的图像的像素值的变化程度大到某程度的情况下，判断为异常。因此，将应该判断为异常的像素值的变化程度的阈值事先保持于检测阈值存储部56A。该阈值根据被检查物2的种类、用户设定的检查标准等来决定。

另外，处理装置5具有：当检测异常部分时判别其异常的种类的判断部57、存储在判别异常的种类的处理中使用的多个阈值的判断阈值存储部57A。判断部57预先规定从可见光摄像头41得到的图像及从IR/UV光摄像头42得到的图像的各自的像素值的变化(增加或者减少)的类型与前述的5种异常的对应关系，通过判断像素值的变化的方式符合哪种类型，来判别异常的种类。详细的处理后述。

输出部58具有输出与异常部分相关的信息的功能。信息的输出目的地虽然典型地为显示装置，但是也可以对印刷装置输出信息，从扬声器输出消息、警报，利用电子邮件等向用户的终端发送消息，对外部的计算机发送信息。图3为输出部58向显示装置输出的结果输出画面的一个例子。该画面中显示出了：示出检测以及判断出的异常的种类的信息580(在图3的例子中为“针孔缺陷”)，利用可见光摄像头41拍摄到的异常部分的图像581，利用IR/UV光摄像头42拍摄到的异常部分的图像582，示出可见光摄像头41以及IR/UV光摄像头42各自的输出信号(输出像素值或者标准化像素值)在通过异常部分的线583上的变化的图表584、585、586、587等。通过输出如这样的与异常部分相关的信息，用户(检查者)能够具体地把握产生的异常的内容，能够供判断是否为应该当作不良(缺陷)的异常，或者供向生产设备的制造条件、运转条件反馈等使用。

在图4A～图8E中示出了从各信号处理部51～54得到的标准化像素值的变化(增加或者减少)的类型与异常的种类的对应关系。如这样的对应关系，能够通过对每一个实际可能产生的异常的种类实施实验来求得。此外，图4A～图8E示出了在充电电池用隔离层等中利用的多孔质地薄膜的例子。由于标准化像素值的变化方式、分类方式、可能产生的异常的种类等根据被检查物的材料、物质性等发生变化，所以也可以对每一个假想的被检查物预先准备如图4A～图8E的对应关系，并作为查询表或者判断逻辑而安装于处理装置5的程序中。

图4A～图8E分别示意地示出，当“脏污”、“金属缺陷”、“针孔缺陷”、“异常A”、“异常B”产生时，可见光和不可见光的输出信号(标准化像素值)的变化。在各图中，图4A、图5A、图6A、图7A、图8A为示出异常部分的光的反射以及透过的状况的示意图，图4B、图5B、图6B、图7B、图8B为示出R信号的标准化像素值的变化的示意图，图4C、图5C、图6C、图7C、图8C为示出G信号的标准化像素值的变化的示意图，图4D、图5D、图6D、图7D、图8D为示出B信号的标准化像素值的变化的示意图，图4E、图5E、图6E、图7E、图8E为示出IR信号的标准化像素值的变化的示意图。

如图4A～4E所示，在“脏污”61附着于薄膜60的情况下，由于该脏污61吸收可见光62，所以作为可见光摄像头41的输出信号的R信号、G信号、B信号(以下总记为RGB信号)与通常状态相比明显地变小。另一方面，由于不可见光63(在本例中为红外光)的吸收较小，IR信号的降低程度与RGB信号相比明显变得更小。此外，从薄膜60的下表面照射的可见光64大部分无法透过薄膜60进而没有被可见光摄像头41受光。

在“金属缺陷”的情况下，如图5A～5E所示，由于可见光62和不可见光63一起被金属65吸收，所以作为可见光摄像头41的输出信号的RGB信号，以及作为IR/UV光摄像头42的输出信号的IR信号，都与通常状态相比明显变小。而且，R信号、G信号、B信号、IR信号的降低的比例为大致相同的程度。在该情况下，可见光64被全部反射，在可见光摄像头41上没有受光。

在“针孔缺陷”的情况下，如图6A～6E所示，来自上表面的可见光62和不可见光63一起通过针孔66透过至下表面侧，在摄像头上没有受光。但是，来自下表面的可见光64通过针孔66直线透过至上表面侧，并入射至可见光摄像头41。因此，虽然RGB信号与通常状态相比明显地变大，但是IR信号与通常状态相比明显地变小。此外，由于可见光64直接入射至可见光摄像头41，所以可见光摄像头41的输出信号的色彩平衡与原来的可见光64相比不变。

“异常A”为当多孔质地薄膜加工时产生的斑纹(多孔质地***糙的部分)或者附着、渗透有油的状态。在该情况下，斑纹或者附着、渗透有油的部分为稍微带有颜色的透明的斑点67。于是，如图7A～7E所示，来自上表面的可见光62和不可见光63通过斑点67大部分透过至下表面侧。另一方面，来自下表面的可见光64通过斑点67透过至上表面侧，由可见光摄像头41受光。但是，与图6的针孔缺陷不同，由于当透过斑点67时一部分波长的光被吸收而衰减，所以透过光的色彩平衡被打破。在图7A～7E的例子中，虽然R信号、G信号、B信号中的任一个都与通常状态相比明显地增加，但是与R信号相比，G信号、B信号明显地更小，可知色彩平衡发生变化。IR信号与针孔缺陷的情况相同，与通常状态相比降低。

“异常B”为当多孔质地薄膜加工时产生的斑纹(多孔质地变致密的部分)，是与正常状态的薄膜相比而光的反射率增大的状态。在该情况下，如图8A～8E所示，由于在产生斑纹的斑点68上，来自上表面的可见光62和不可见光63一起被反射，所以R信号、G信号、B信号、IR信号中的任一个都与通常状态相比明显地增加。此外，从薄膜60的下表面照射的可见光64大部分无法透过薄膜60进而没有被可见光摄像头41受光。

通过预先明确如以上那样的各信号的变化类型与异常的种类的对应关系，能够容易地且高精度地进行异常的种类的判别。在本实施例中，使用标准化像素值来评价各信号的变化程度，该标准化像素值为利用通常状态的值将各信号的输出值标准化得到的。通过这样，能够消除因光源的光量的变动，每一个异常部分的透过率、反射率、吸收率的差异，被检查物的透过率、反射率、吸收率的差异所引起的偏差。因此，能够使得难以受到噪声的影响、异常或者被检查物的偏差的影响，能够使异常部分的检测以及异常的种类判别的精度稳定。

另外，就可见光而言，也可以仅利用R成分、G成分、B成分中的任何1个或者2个来判别缺陷的种类。另外，对R、G、B来讲，也可以利用不同波长的成分光(例如，青色、品红色、黄色等)。另外，也可以利用红外光或者紫外光中的一者或者两者判别缺陷的种类。另外，当选择R成分、G成分、B成分中的任何1个和红外光或者紫外光的一者时，选择波长之差大的组合即可。例如，在与波长短的紫外光组合时，选择在可见光中波长较长的R成分进行组合；在与波长长的红外光组合时，选择在可见光中波长较短的B成分进行组合。通过这样，由于缺陷的反射比之差表现得更加显著，所以能够提高判断精度。

另外，对摄像头的受光元件来讲，使用Si(硅)系的半导体即可。若使用Si系的半导体受光元件，则能够检测紫外光、可见光、红外光的任何一者。另外，能够进行多像素化，能够进行大范围或者高速的测量，还能够压低成本。

下面，参照图9，说明片材检查装置1的处理的流程。图9为利用处理装置5执行的处理的流程图。

在步骤S101中，在分别点亮可见光源31、IR/UV光源32、透过用可见光源33的状态下，利用可见光摄像头41以及IR/UV光摄像头42进行被检查物2的拍摄，并将其输出信号发送至处理装置5。

在步骤S102中，对从可见光摄像头41输出的R信号、G信号、B信号和从IR/UV光摄像头42输出的IR/UV信号，分别在R信号处理部51、G信号处理部52、B信号处理部53、IR/UV信号处理部54实施白平衡校正处理，并生成输出像素值I_R、I_G、I_B、I_IR/UV。另外，各信号处理部51～54从输出像素值I_R、I_G、I_B、I_IR/UV分别生成R、G、B、IR/UV的标准化像素值。将输出像素值以及标准化像素值的数据输出至对位处理部55。以下，将R信号、G信号、B信号，IR/UV信号各自的标准化像素值也记作R值、G值、B值、IR值。

在步骤S103中，对位处理部55基于被检查物2的运输速度、与摄像头41和42的距离，来进行RGB的图像与IR/UV的图像的对位。

在步骤S104中，利用异常检测部56检测异常。例如，异常检测部56使用下述的彩色/灰色转换公式，根据RGB的图像生成灰色图像。

I_{gray} = s \times [\frac{{Coeff}_{R} {(N_{R} - I_{R})}^{2} + {Coeff}_{G} {(N_{G} - I_{G})}^{2} + {Coeff}_{B} {(N_{B} - I_{B})}^{2}}{{Coeff}_{div}}] + 128

(式1)

此处，I_R、I_G、I_B为R、G、B的输出像素值，N_R、N_G、N_B为R、G、B的通常状态的输出像素值(底色的输出像素值)。另外，I_gray为亮度值(灰色值)，为综合每一个RGB的颜色成分的像素值(I_R、I_G、I_B)的值。Coeff_R、Coeff_G、Coeff_B为加权系数，Coeff_div除法系数，s为取1或者-1的值的符号系数。在本实施例中，将在(I_R-N_R)、(I_G-N_G)、(I_B-N_B)中成为最大值的值的符号作为符号系数s使用。

而且，异常检测部56在灰色图像中检测由亮度值I_gray比128×0.9小的像素组成的区域(像素群)或者由灰色值I_gray比128×1.1大的像素组成的区域(像素群)，并在该区域的面积超过规定值的情况下判断该区域为“异常部分”。此外，虽然在本实施例中，将是否异常的判别阈值设定为通常值(128)的±10％的值，这只不过是一个例子，也可以根据被检查物、摄像头的特性等适当地设定阈值。另外，虽然在本实施例中利用以上述公式计算出的亮度值来进行异常判断，但是也可以单纯地保持R、G、B中任一者(例如G)的像素值不变就作为亮度值来使用，还可以将R、G、B的像素值的平均值或者最大值作为亮度值来使用。

在步骤S105中，判断在步骤S104中是否检测到了异常部分。在步骤S105中作出肯定判断的情况下，则进入到步骤S106。另一方面，在步骤S105中作出否定判断的情况下，则作为没有异常的并结束该过程。

在步骤S106中，利用判断部57来判别异常的种类。

在图10中示出了异常的种类判别的详细流程。首先，在步骤S201中，判断部57将检测到的异常部分的亮度值与通常状态的亮度值(底色的亮度值)进行比较，判断该异常是暗缺陷(亮度值比通常状态小(即，I_gray＜128))还是明缺陷(亮度值比通常状态大(即，I_gray＞128))。在暗缺陷的情况下，进入脏污(图4A～4E)/金属缺陷(图5A～5E)的判别过程，在明缺陷的情况下，进入针孔缺陷(图6A～6E)/异常A(图7A～7E)/异常B(图8A～8E)的判别过程。

在步骤S202中，判断部57评估可见光与不可见光的降低的比例之差。具体地，求出R值与IR值之差的绝对值(标记为|R-IR|)、G值与IR值之差的绝对值(标记为|G-IR|)、B值与IR值之差的绝对值(标记为|B-IR|)，并调查作为这些中的最小值的min|V-IR|(但是，V＝R、G、B)是否比阈值TH1大。在min|V-IR|≥TH1的情况下，即，在可见光与不可见光的降低的比例明显地不同的情况下，符合图4A～4E的类型，则判断为“脏污”(步骤S203)。另一方面，在min|V-IR|＜TH1的情况下，即，可见光与不可见光的降低的比例大致相同的情况下，符合图5A～5E的类型，则判断为“金属缺陷”(步骤S204)。

在步骤S205中，判断部57调查IR值是否比阈值TH2大。例如，TH2只要设定为与作为通常状态(底色)的值128相同程度即可。在IR＞TH2的情况下，符合图8A～8E的类型，判断为“异常B”(步骤S206)。另一方面，在IR≤TH2的情况下，则进入步骤S207。

在步骤S207中，判断部57调查R值、G值、B值中的最大值maxV与最小值minV之差maxV-minV是否比阈值TH3大。这属于对利用可见光摄像头41得到的图像的像素中的每一个颜色成分的像素值的平衡进行评估的处理。在maxV-minV＜TH3的情况下，即，在色彩平衡与通常状态的平衡大致相同的情况下，符合图6A～6E的类型，则判断为“针孔缺陷”(步骤S208)。另一方面，在maxV-minV≥TH3的情况下，即，在色彩平衡与通常状态的平衡明显地不同的情况下，符合图7A～7E的类型，则判断为“异常A”(步骤S209)。此外，评估色彩平衡的方法也可以是其他的方法。阈值TH3只要设定为例如，R值、G值、B值中的最大值maxV的10％程度即可。此外，色彩平衡的评估方法也可以使用除了在本实施例中描述的方法以外的方法。例如，也可以从R、G、B的像素值计算该像素的饱和度，在饱和度比阈值小的情况下(即，在接近无彩色的情况下)，判断色彩平衡与通常状态的平衡大致相同。

若通过以上的判断逻辑来确定异常的种类，则进入图9的步骤S107的处理。在步骤S107中，输出部58输出与异常部分相关的信息(参照图3)。此时，也可以仅在作为重大缺陷的“金属缺陷”和“针孔缺陷”的情况下才进行信息输出，在除此以外的异常的情况下不进行信息输出；或者也可以仅在异常部分的面积在一定程度上较大的情况下才作为不良(缺陷)处理并进行信息输出。另外，在“金属缺陷”、“针孔缺陷”、面积较大的其他异常等情况下，还可以输出警告或者警报，进行停止薄膜的制造装置的控制。

若根据以所上述的本实施例，则能够检测片状的被检查物2的异常，且，能够详细地判别检测出的异常的种类。通过这样，由于能够严加区别是可能影响产品的品质的异常，还是可以不当作不良(缺陷)的异常，因此能够避免所谓的检查过度(过检测)，提高产品的成品率。

＜第二实施例＞

图11为第二实施例的片材检查装置1的框图。在本实施例中，仅具有1台摄像装置4。利用该1台摄像装置4兼作第一实施例的可见光摄像头41、IR/UV光摄像头42。即，本实施例的摄像装置4具有，测量R、G、B中至少1个成分的受光元件以及测量红外光或者紫外光的至少一者的受光元件。而且，可见光源31、IR/UV光源32、透过用可见光源33在相同点上照射光(但是，透过用可见光源33照射下表面)。由于其他的装置等都与第一实施例相同，故省略说明。

此处，图12为示出摄像装置4所具有的受光元件的配置的图。R为检测可见光中的R成分的线传感器，G为检测可见光中的G成分的线传感器，B为检测可见光中的B成分的线传感器，IR/UV为检测红外光或者紫外光的线传感器。R、G、B、IR/UV的各传感器在运输方向上错开配置。因此，与第一实施例同样，需要进行各传感器的输出信号的对位。通过使用如这样的摄像装置4，能够实现装置的小型化。

＜第三实施例＞

图13为第三实施例的片材检查装置1的框图。另外，图14为示出摄像装置4的内部结构的图。R为检测可见光的中的R成分的传感器，G为检测可见光的中的G成分的传感器，B为检测可见光的中的B成分的传感器，IR/UV为检测红外光或者紫外光的传感器。就本实施例而言，虽然在具有1台摄像装置4的方面上与第二实施例相同，但是在使用分割光路的分光元件43将入射到摄像装置4的光分光为B光、G光、R光、IR/UV光，再分别利用对应的受光元件进行测量的方面上与第二实施例不同。

即，由于在本实施例中，利用分光元件43进行分光再利用各传感器使之受光，所以能够利用1台摄像装置4来拍摄从被检查物2的相同位置入射的可见光以及IR/UV光。而且，由于能够同时得到相同位置的数据，所以不需要对位。因此，不需要在前述第一实施例、2中必需的对位处理部55。由于其他的装置等与第二实施例相同，故省略说明。

通过使用如这样的摄像装置4，由于变得不需要对位，所以能够实现处理的简略化。另外，由于不受对位精度的影响，所以能够提高异常检测的精度。

＜其他＞

上述实施例只不过是对本发明进行例示地说明，本发明并不仅限定于上述的具体的方式。本发明可以在其技术思想的范围内进行各种变形。例如，虽然在上述实施例中，输出R、G、B这3个信号作为可见光，但是只要是2个以上的信号，则使用何种波长的信号都可以。例如，也可以用一个传感器接收包含B成分和G成分的光而得到青色的信号，再使用R信号和青色信号这2个信号作为可见光的信号。

另外，虽然在上述实施例(图9)中，首先实施异常部分的检测处理，再仅对检测到的异常部分适用异常的种类判别处理，但是也可以对图像整体适用异常的种类判别处理。例如，能够在并行执行了异常部分的检测处理(步骤S104)和异常的种类判别处理(步骤S106)后，合并两个处理的结果，得到与上述实施例同样的效果。

Claims

1.一种片材检查装置，用于检查片状的被检查物，其特征在于，具有：

第一光源，对被检查物的第一表面照射可见光；

第二光源，对所述被检查物的所述第一表面照射不可见光；

第三光源，对所述被检查物的第二表面照射可见光，所述第二表面照射位于与所述第一表面相反的相反侧；

第一摄像传感器，配置为能够利用从所述第一光源照射并在所述被检查物上反射的可见光以及从所述第三光源照射并透过所述被检查物的可见光，来拍摄所述被检查物；

第二摄像传感器，配置为能够利用从所述第二光源照射并在所述被检查物上反射的不可见光，来拍摄所述被检查物；

处理部，基于利用所述第一摄像传感器得到的所述被检查物的第一图像和利用所述第二摄像传感器得到的所述被检查物的第二图像，检测所述被检查物所具有的异常部分，并且判别在检测出的所述异常部分上产生的异常的种类；

输出部，输出与异常部分相关的信息，该信息至少包含表示利用所述处理部判别出的异常的种类的信息。

2.如权利要求1所述的片材检查装置，其特征在于，

所述输出部还至少输出如下的特定信息来作为与异常部分相关的信息，

所述特定信息是指如下信息中的任意一种：包括该异常部分的区域的所述第一图像、包括该异常部分的区域的所述第二图像、示出在该异常部分上的所述第一图像的像素值的变化的图表、示出在该异常部分上的所述第二图像的像素值的变化的图表。

3.如权利要求1或者2所述的片材检查装置，其特征在于，

从所述第一光源照射的可见光和从所述第三光源照射的可见光，是具有包含多个颜色成分的相同光谱分布的光；

所述第一摄像传感器，配置于能够接收从所述第一光源照射并在所述被检查物上反射的可见光，且能够接收从所述第三光源照射并直线透过所述被检查物的可见光的位置；

所述第一图像的像素具有多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值；

在所述被检查物上任意选择关注位置，在同时满足第一条件和第二条件时，所述处理部判别为在所述关注位置产生的异常的种类为针孔缺陷，

所述第一条件是指：综合值比被检查物上无异常的状态即通常状态时大，所述综合值，是综合与该关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值而到的值；

所述第二条件是指：与所述关注位置相对应的所述第二图像的像素值比通常状态时小，且，与所述关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分的平衡与所述通常状态下的平衡相同。

4.如权利要求1或者2所述的片材检查装置，其特征在于，

所述第一图像的像素具有多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值，

在所述被检查物上任意选择关注位置，在同时满足第三条件和第四条件时，或在同时满足第三条件和第五条件时，所述处理部判别为在所述关注位置产生的异常的种类是与针孔缺陷不同种类的异常，

所述第三条件是指：综合值比所述通常状态时大，所述综合值，是综合与该关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值而得到的值，

所述第四条件是指：与所述关注位置相对应的所述第二图像的像素值比通常状态时小，且，与所述关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分的平衡与所述通常状态下的平衡不相同，

所述第五条件是指：所述第二图像的像素值比通常状态时大。

5.如权利要求1或者2所述的片材检查装置，其特征在于，

在所述被检查物上任意选择关注位置，在同时满足第六条件和第七条件时，所述处理部判别为在所述关注位置产生的异常的种类为金属缺陷，

所述第六条件是指：综合值比所述通常状态时小，所述综合值，是综合与该关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值而得到的值，

所述第七条件是指：在与该关注位置相对应的所述第一图像的像素中的所述多个颜色成分中每一个颜色成分的像素值与所述第二图像的像素值之间，相对于所述通常状态而下降的比例相同。

6.如权利要求1～5中的任一项所述的片材检查装置，其特征在于，

在一个摄像装置内，设有不接收所述不可见光的所述第一摄像传感器以及不接收可见光的所述第二摄像传感器。

7.如权利要求6所述的片材检查装置，其特征在于，

所述摄像装置具有分光元件，该分光元件对一条光路进行分割，将光分别引导向所述第一摄像传感器和所述第二摄像传感器。