JP2001165864A - 表面検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 擦り傷部を透過した光の拡散方向に影響され
ることなく、確実に擦り傷を検出できる表面検査装置を
提供する。 【解決手段】 ラインセンサカメラ１７は、帯状の透明
なシート１０の幅方向に延びたライン状の被検査部１０
ａを撮像する。光源２５，２６及び棒状光源１６は、ラ
インセンサカメラ１７の撮像範囲外に配置され、被検査
部１０ａをシート１０の裏面側から照明する。光源２
５，２６は、被検査部１０ａをシート１０の幅方向から
斜めに照明する。棒状光源１６は、被検査部１０ａをシ
ート１０の走行方向下流側から斜めに照明する。ライン
センサカメラ１７による画像は、光源２５，２６からの
照明光によって、シート１０の長手方向に対して略直交
する面内に透過光を強く拡散させる擦り傷部の明度が明
るくなり、また棒状光源１６からの照明光によって、シ
ート１０の走行方向の広い角度範囲内に透過光を強く拡
散させる擦り傷部の明度が明るくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明なシートの表
面又は裏面に存在する長手方向が一定な直線状の擦り傷
の有無を検査する表面検査装置及び方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】連続走行する透明なシート状物の表面に
存在する欠陥を検出するために、特公昭５７−３７０２
３号公報や、特開平８−２８５７９０号公報で公知の表
面検査装置が用いられている。特公昭５７−３７０２３
号公報の表面検査装置は、図５に示すように、投光器１
１，受光器１２，及び信号処理回路１３を備えている。
帯状の透明なシート１０は、投光器１１と受光器１２と
の間を図中矢印方向に一定速度で走行される。投光器１
１は、レーザー発振器１４から放射されたスポット光
を、高速回転する回転多面鏡１５によってシート１０の
幅方向に走査させる。受光器１２は、シート１０の被検
査部１０ａを透過した光を光電検出し、その強度に比例
した光電変換信号を信号処理回路１３に送出する。この
表面検査装置５では、受光器１２により検出された透過
光の強度の変化から欠陥部の有無を評価する。

【０００３】特開平８−２８５７９０号公報の表面検査
装置は、図６に示すように、棒状光源１６，撮像素子と
してのラインセンサカメラ１７，及び画像処理装置１８
を備えている。棒状光源１６は、シート１０の幅よりも
長いものが用いられ、シート１０の被検査部１０ａを、
被検査面とは異なる面側から照明する。ラインセンサカ
メラ１７は、棒状光源１６によって照明されたライン状
の被検査部１０ａを撮像し、画像データを画像処理装置
１８に送出する。図７（Ｂ）に示すように、棒状光源１
６は、その照明光がラインセンサカメラ１７に直接入射
しないように、被検査部１０ａを挟んでラインセンサカ
メラ１７と対向する位置よりもシート１０の走行方向に
ずらした位置に配置される。棒状光源１６からの照明光
は、被検査部１０ａに対して、シート１０の走行方向に
おける下流側、もしくは上流側から斜めに入射する。こ
の表面検査装置６では、ラインセンサカメラ１７により
得られた画像の明度データに基づいて欠陥の有無を評価
する。

【０００４】上記の表面検査装置はいずれも、正常部分
と欠陥部分とで光の散乱のしかたが異なることを利用し
たもので、透過光の輝度または明度に基づいて欠陥部を
検出する。例えば、シート上のキズの有無を評価する場
合には、透過光の輝度または明度が規定レベル以上とな
った時にキズが存在すると判断する。

【０００５】シートの表面が一定方向に擦られてできる
直線状の擦り傷は、透過光を様々な方向に拡散させる。
透過拡散光の拡散方向は、擦り傷の深さやエッジ部分の
形状、あるいはシートの厚み方向での傷の向きなど、擦
り傷の態様によって異なる。具体的に、拡散光のほとん
どが擦り傷の長手方向に対してほぼ直交する面内に含ま
れるような強い指向性をもつ場合や、擦り傷の長手方向
に対してほぼ直交する面を含み、擦り傷の長手方向にも
ある角度範囲内で拡散させるようなあまり指向性をもた
ない場合がある。

【０００６】前述の表面検査装置６で、シートの走行方
向とほぼ平行な向きに発生した直線状の擦り傷の有無を
検査する場合、図７に示すように、擦り傷２０が、その
長手方向に対してほぼ直交する面内には透過光をあまり
拡散させない（図７（Ａ））が、長手方向の広い角度範
囲内には多くの透過光を拡散させる（図７（Ｂ））よう
な場合は、十分量の透過拡散光がラインセンサカメラ１
７に入射するので、この擦り傷２０は検出されやすい。
これに対し、図８に示すように、擦り傷２１が、その長
手方向に対してほぼ直交する面内にほとんどの拡散光を
含み（図８（Ａ））、長手方向にはあまり透過光を拡散
させない（図８（Ｂ））場合には、ラインセンサカメラ
１７には透過拡散光があまり入射しないので、この擦り
傷２１を検出できないことがある。

【０００７】また、図５に示した表面検査装置５で、シ
ートの走行方向とほぼ平行な向きに発生した直線状の擦
り傷の有無を検査する際は、スポット光の走査方向に対
して直交する面内に透過光を拡散させる擦り傷は検出さ
れやすいが、スポット光の走査方向と同じ方向に透過光
を拡散させる擦り傷は検出されにくい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
表面検査装置５，６では、擦り傷の態様によって、正常
部と擦り傷部とで明度や輝度にあまり差を生じない場合
があり、擦り傷の有無を正確に判別することができなか
った。

【０００９】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
ので、擦り傷部を透過した光の拡散方向に影響されるこ
となく、確実に擦り傷を検出できる表面検査装置及び方
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の表面検査装置は、長手方向が一定な直線状
の擦り傷の有無を検査するための装置であり、擦り傷の
長手方向に対して略直交し撮像手段を含む面内であっ
て、かつ撮像手段の撮像範囲外に照明手段を配置し、被
検査部を斜め方向から照明するものである。

【００１１】また、請求項２記載の表面検査装置は、シ
ートが連続走行する帯状シートであり、撮像手段とし
て、帯状シートの幅方向に延びたライン状の被検査部を
撮像するラインセンサを用いるものである。

【００１２】また、請求項３記載の表面検査装置は、帯
状シートの裏面側かつ撮像手段の撮像範囲外に、ライン
状の被検査部と平行に延びた棒状の第２の照明手段を配
置し、被検査部に対して帯状シートの走行方向に関して
斜め方向から照明するものである。

【００１３】また、本発明の表面検査方法は、長手方向
が一定な直線状の擦り傷の有無を検査するための方法で
あって、擦り傷の長手方向に対して略直交し撮像手段を
含む面内で、かつ撮像手段の撮像範囲外となる斜め方向
から被検査部を照明するものである。また、請求項５記
載の表面検査方法は、シートが連続走行する帯状シート
であり、撮像手段が帯状シートの幅方向に延びたライン
状の被検査部を撮像するものであり、ライン状の被検査
部に、帯状シートの裏面側かつ撮像手段の撮像範囲外
で、かつ帯状シートの走行方向に関して斜め方向から第
２の照明光を照射するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の表面検査装置の
構成を示すものである。なお、図中、図５及び図６に示
した表面検査装置５，６と同じ部材には、共通の符号を
付してある。表面検査装置７は、帯状をした透明なシー
ト１０上の擦り傷の有無を検査する検査装置であって、
シート１０の走行方向とほぼ平行な向きに発生した直線
状の擦り傷の検出に有効な検査装置である。表面検査装
置７は、光源２５，２６と、棒状光源１６，撮像素子と
してのラインセンサカメラ１７，及び画像処理装置１８
を備えている。帯状のシート１０は、光源２５，２６及
び棒状光源１６と、ラインセンサカメラ１７との間を図
中矢印方向に一定速度で走行される。光源２５，２６及
び棒状光源１６は、シート１０の幅方向に延びたライン
状の被検査部１０ａを裏面側から照明する。ラインセン
サカメラ１７は、光源２５，２６，１６によって照明さ
れた被検査部１０ａを表面側から撮像し、画像データを
画像処理装置１８に送出する。

【００１５】光源２５，２６としては、例えばハロゲン
ランプにライトガイドを取り付けたものが用いられる。
図２（Ａ）に示すように、光源２５，２６は、シート１
０の走行方向に対してほぼ直交し、かつラインセンサカ
メラ１７を含む面内で、さらにラインセンサカメラ１７
の撮像範囲外に位置するように配置され、被検査部１０
ａを斜め方向から照明する。棒状光源１６は、シート１
０の幅よりも長いものが用いられる。図２（Ｂ）に示す
ように、棒状光源１６は、その照明光が直接ラインセン
サカメラ１７に入射することがないように、被検査部１
０ａを挟んでラインセンサカメラ１７と対向する位置よ
りもシート１０の走行方向にずらして配置され、被検査
部１０ａをシート１０の走行方向下流側、もしくは上流
側から斜めに照明する。本実施形態では、棒状光源１６
は、被検査部１０ａをシート１０の走行方向下流側から
斜めに照明するように配置した。

【００１６】光源２５，２６，１６から放射された照明
光は、被検査部１０ａを透過する。この際、各光源２
５，２６，１６からの照明光がラインセンサカメラ１７
に直接入射しないようにしてあるので、ラインセンサカ
メラ１７により得られる画像は、被検査部１０ａ上の正
常部位においては暗部となる。一方、被検査部１０ａ上
に擦り傷が存在する場合には、光源２５，２６，１６か
ら放射された照明光は、この擦り傷部を透過する際に拡
散される。

【００１７】ここで、図３に示すように、被検査部１０
ａ上に、シート１０の走行方向に対してほぼ垂直となる
面内には透過光をあまり拡散させないが、走行方向の広
い角度範囲内に多くの透過光を拡散させるような擦り傷
３０がある場合は、同図（Ａ）に示すように、光源２５
から放射されて擦り傷３０部を透過した光は、シート１
０の幅方向にはあまり拡散されないので、ラインセンサ
カメラ１７への入射光量が少なくなる。したがって、ラ
インセンサカメラ１７によって得られる画像は、擦り傷
３０部での明度が光源２５からの照明光によって明るく
なることはなく、暗部のままとなる。また、同じ理由に
より、光源２６からの照明光によっても擦り傷３０部の
明度は明るくならない。

【００１８】一方、棒状光源１６から放射され、擦り傷
３０部を透過した光は、図７に示した擦り傷２０部の透
過光と同様に、シート１０の幅方向にはあまり拡散され
ないが、シート１０の走行方向に対しては広い角度範囲
内に拡散されるので、この透過拡散光がラインセンサカ
メラ１７に入射する。したがって、ラインセンサカメラ
１７による画像は、棒状光源１６からの照明光によって
擦り傷３０部での明度が明るくなり、正常部分との明度
差が大きくなる。

【００１９】図４に示すように、被検査部１０ａ上に、
シート１０の長手方向に対してほぼ垂直となる面内に透
過光を強く拡散させ、シート１０の長手方向にはあまり
拡散させない擦り傷３１がある場合には、光源２５から
放射されて擦り傷３１部を透過した光は、シート１０の
幅方向に広く拡散され、ラインセンサカメラ１７に入射
する。また、光源２６からの照明光も、擦り傷３１部で
シート１０の幅方向に広く拡散され、透過拡散光がライ
ンセンサカメラ１７に入射する。

【００２０】一方、棒状光源１６から放射されて擦り傷
３１部を透過した光は、図８に示した擦り傷２１部での
透過光と同様に、ラインセンサカメラ１７の撮像範囲外
に進んでしまうので、この棒状光源１６からの照明光に
よって擦り傷３１部の明度が明るくなることはない。し
たがって、ラインセンサカメラ１７による画像は、光源
２５，２６からの照明光によって擦り傷３１部での明度
が明るくなり、正常部分との明度差が大きくなる。

【００２１】なお、上記実施形態では、撮像素子として
ラインセンサカメラを用いたが、エリアセンサカメラを
用いることも可能である。また、被検査部をシートの側
方から斜めに照明する光源を、シートの両側部に配置し
たが、この光源は１つであってもよい。また、被検査体
となるシートは、半透明であってもよい。

【００２２】

【実施例】本発明の表面検査装置７により、連続走行す
る帯状の透明フイルムの表面検査を行った。なお、ライ
ンセンサカメラとしては竹中システム機器製のＴＬ−２
０４８ＨＬ（製品名）を、またコントローラとしては竹
中システム機器製のＬＳ−３０Ｊ（製品名）を用い、視
野幅が２００ｍｍとなるように配置した。また、被検査
部に側方から照明光を照射する光源としては、林時計工
業製のハロゲン光源装置（製品名：ＬＡ−１５０ＳＥ）
にライトガイド（製品名：ＬＧＢ２−３Ｌ１０００Ｌ
Ｓ）を取り付けたものを２個用い、相互間の距離が３６
０ｍｍ、透明フイルムからの距離が３６０ｍｍ、照明光
の透明フイルムへの入射角度が５５°となるように配置
した。また、被検査部を、透明フイルムの走行方向から
照明する棒状光源としては、日本ピーアイ製のライン状
光源ユニットリニアブライト（製品名：ＰＤＬ−Ｓ）を
用いた。

【００２３】上記の表面検査装置を用いて検査を行った
結果、透過光を、透明フイルムの走行方向に対してほぼ
垂直となる面内に強く拡散させる擦り傷や、透明フイル
ムの走行方向に対してもある角度範囲内で拡散させる擦
り傷のいずれにおいても、擦り傷部での明度が格段に明
るくなり、従来装置では検出することができなかった擦
り傷も容易に検出された。これにより、本発明の表面検
査装置によれば、擦り傷部を透過した光の拡散方向に影
響されることなく、確実に擦り傷部を検出できることが
確認された。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明の表面検査装置によ
れば、照明手段を、擦り傷の長手方向に対して略直交し
撮像手段を含む面内で、かつ撮像手段の撮像範囲外に配
置し、被検査部を斜め方向から照明するので、被検査部
に、擦り傷の長手方向に対して略直交する面内に透過光
を強く拡散させ、長手方向にはあまり拡散させない擦り
傷がある場合は、照明手段から照射され、擦り傷部を透
過した光が擦り傷の長手方向に対して略直交する面内に
広く拡散されて撮像手段に入射するようになる。また、
連続走行する帯状シートの裏面側かつ撮像手段の撮像範
囲外に、帯状シートの幅方向に延びた被検査部と平行に
延びた棒状の第２の照明手段を配置し、被検査部に対し
て帯状シートの走行方向に関して斜め方向から照明する
ことで、被検査部に、擦り傷の長手方向に対して略直交
する面内には透過光をあまり拡散させないが、長手方向
の広い角度範囲内に強く透過光を拡散させるような擦り
傷がある場合は、第２の照明手段から照射されて擦り傷
部を透過した光が、帯状シートの走行方向に広く拡散さ
れて撮像手段に入射するようになる。これらにより、擦
り傷部を透過した光の拡散方向に関わりなく、擦り傷部
での明度が明るくなり、正常部分との明度差が大きくな
るので、確実に擦り傷部を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面検査装置の構成を示す概略図であ
る。

【図２】図１に示したラインセンサカメラと光源との位
置関係を表す説明図である。

【図３】図１に示した光源から照射された照明光の擦り
傷部での透過拡散状態を示す説明図である。

【図４】図１に示した光源から照射された照明光の擦り
傷部での他の透過拡散状態を示す説明図である。

【図５】従来の表面検査装置の構成を示す概略図であ
る。

【図６】従来の表面検査装置の別の構成を示す概略図で
ある。

【図７】図６に示した棒状光源から照射された照明光の
擦り傷部での透過拡散状態を示す説明図である。

【図８】図６に示した棒状光源から照射された照明光の
擦り傷部での他の透過拡散状態を示す説明図である。

【符号の説明】

５，６，７ 表面検査装置 １０ シート １０ａ 被検査部 １６ 棒状光源 １７ ラインセンサカメラ ２０，２１，３０，３１ 擦り傷 ２５，２６ 光源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明なシートの被検査部を裏面側から照
   明する照明手段と、前記シートの表面に正対して前記被
   検査部を表面側から撮像する撮像手段とを備え、この撮
   像手段から得られた画像信号に基づいて、シートの表面
   又は裏面に存在する長手方向が一定な直線状の擦り傷の
   有無を検査する表面検査装置において、 前記照明手段は、擦り傷の長手方向に対して略直交し前
   記撮像手段を含む面内であって、かつ撮像手段の撮像範
   囲外に配置され、被検査部を斜め方向から照明すること
   を特徴とする表面検査装置。
2. 【請求項２】 前記シートは連続走行する帯状シートで
   あり、前記撮像手段は帯状シートの幅方向に延びたライ
   ン状の被検査部を撮像するラインセンサであることを特
   徴とする請求項１記載の表面検査装置。
3. 【請求項３】 帯状シートの裏面側かつ撮像手段の撮像
   範囲外に、ライン状の被検査部と平行に延びた棒状の第
   ２の照明手段を配置し、被検査部に対して帯状シートの
   走行方向に関して斜め方向から照明することを特徴とす
   る請求項２記載の表面検査装置。
4. 【請求項４】 透明なシートの被検査部を裏面側から照
   明するとともに、撮像手段を用いて被検査部を表面側か
   ら撮像し、撮像手段から得られた画像信号に基づいて、
   シートの表面又は裏面に存在する長手方向が一定な直線
   状の擦り傷の有無を検査する表面検査方法において、 前記擦り傷の長手方向に対して略直交し前記撮像手段を
   含む面内であって、かつ撮像手段の撮像範囲外となる斜
   め方向から前記被検査部を照明することを特徴とする表
   面検査方法。
5. 【請求項５】 前記シートは連続走行する帯状シートで
   あり、前記撮像手段は帯状シートの幅方向に延びたライ
   ン状の被検査部を撮像し、ライン状の被検査部に、帯状
   シートの裏面側かつ撮像手段の撮像範囲外で、かつ帯状
   シートの走行方向に関して斜め方向から第２の照明光を
   照射することを特徴とする請求項４記載の表面検査方
   法。