JP2001215197A - 透明シートの検査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 盛上がりの厚みや角度に拘わらず欠陥などを
検出することができるようにする。 【解決手段】 撮像手段２３による透明シート１６上の
撮影領域２４を透明シート１６の反対側から透過して撮
像手段２３の視野外域２５へ出射する光を、同時に複数
の方向から照射させ、透明シート１６上の欠陥２０によ
って撮像手段２３の視野内域２７へ向け屈折された光を
撮像手段２３で検出するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、盛上がりの厚み
や角度に拘わらず欠陥などを検出することができる透明
シートの検査方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、産業の各分野において、様々な透
明シートが使用されている。このような透明シートは、
所定の品質要求を満たしているかどうかを確認するた
め、製造時に異物検査などの品質検査が行われる。

【０００３】従来の透明シートの品質検査装置として
は、図１４に示すように、帯状の透明シート１を搬送す
るシート搬送ラインの上方に、ほぼ垂直下方へ向けて図
示しないＣＣＤセンサが搭載されたラインセンサカメラ
２を透明シート１の幅方向へ複数台配設すると共に、透
明シート１のラインセンサカメラ２による撮影領域へ向
けて斜め下方から光を照射するように光源３を配したも
のがある。ラインセンサカメラ２にはＡ／Ｄ変換装置４
を介して画像処理装置５が接続されている。

【０００４】このような構成によれば、透明シート１へ
向けて光源３により斜め下方から光を照射し、ラインセ
ンサカメラ２で真上から垂直に透明シート１の画像を撮
像させることにより、透明シート１に欠陥などがない場
合には、光源３からの光は透明シート１を透過してライ
ンセンサカメラ２の視野外域へ出射される。そして、透
明シート１に欠陥などがある場合には、光源３からの光
は欠陥で屈折されてラインセンサカメラ２の視野内域に
入ることとなる。よって、ラインセンサカメラ２からの
映像は、全体が暗視野で欠陥部分が明点の画像となる。
ラインセンサカメラ２からの映像はＡ／Ｄ変換装置４へ
送られてＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換された信号が画像
処理装置５へ送られて画像処理され、欠陥の有無が判定
される。

【０００５】なお、光源３は、透明シート１の上方に配
設しても良い。この場合には、ラインセンサカメラ２か
らの映像は、全体が明視野で欠陥部分が暗点の画像とな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の透明シートの検査手段では、光源３からの光
を斜めの一方向から透明シート１上のラインセンサカメ
ラ２による撮影領域へ向けて照射しているので、欠陥や
欠陥周辺の気泡の盛上がりの厚みや角度によってライン
センサカメラ２で検出される光量が異なってしまい、光
量の少ないものについては欠陥と判定できないことがあ
った。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記の問題点を
解消し、盛上がりの厚みや角度に拘わらず欠陥などを検
出することのできる透明シートの検査方法および装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明では、撮像手段による透
明シート上の撮影領域を透明シートの反対側から透過し
て前記撮像手段の視野外域へ出射する光を、同時に複数
の方向から照射させ、前記透明シート上の欠陥によって
前記撮像手段の視野内域へ向け屈折された前記光を前記
撮像手段で検出することを特徴としている。

【０００９】このように構成された請求項１にかかる発
明によれば、盛上がりの厚みや角度に拘わらず欠陥を検
出することが可能となる。なお、撮像手段としては、例
えば、ＣＣＤセンサが好適に用いられる。

【００１０】請求項２に記載された発明では、前記撮像
手段による透明シート上の撮影領域の手前側に、前記透
明シートの両面から同時に圧縮空気を均等に吹き付けて
除塵を行わせることを特徴としている。

【００１１】このように構成された請求項２にかかる発
明によれば、検査直前に除塵を行わせてより正確な検査
結果を得ることができ、且つ、透明シートの両面から均
等に圧縮空気を吹き付けることにより、透明シートの歪
みの発生を防止でき、また、検査位置がズレることを防
止することができる。

【００１２】請求項３に記載された発明では、透明シー
トへ向けて配設された撮像手段と、該撮像手段による前
記透明シート上の撮影領域を透明シートの反対側から透
過して前記撮像手段の視野外域へ出射する光を、同時に
複数の方向から照射可能な光源とを備えたことを特徴と
している。

【００１３】このように構成された請求項３にかかる発
明によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００１４】請求項４に記載された発明では、前記光源
が、前記透明シートを挟んで前記撮像手段と反対側に配
設されると共に、前記光源が、発光体と、該発光体から
前記撮像手段の視野内域へ直接向かう光を遮蔽する遮蔽
板と、前記発光体からの光の方向を複数の方向へ分散さ
せる曲面状の反射鏡とを備えたことを特徴としている。

【００１５】このように構成された請求項４にかかる発
明によれば、少ない発光体で効率良く方向の異なる複数
の光を同時に照射することが可能となる。

【００１６】請求項５に記載された発明では、前記撮像
手段による透明シート上の撮影領域の手前側に、前記透
明シートの両面から同時に圧縮空気を均等に吹き付ける
除塵装置を配設したことを特徴としている。

【００１７】このように構成された請求項５にかかる発
明によれば、請求項２と同様の作用効果を得ることがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の具体的な実施の
形態１について、図示例と共に説明する。

【００１９】図１〜図９は、この発明の実施の形態１を
示すものである。

【００２０】まず、構成を説明すると、透明シートの製
造ラインは、図１に示すように、上流側に透明シート１
１を巻戻す巻戻機１２と、別の透明シート１３を巻戻す
巻戻機１４とがそれぞれ設けられている。そして、巻戻
機１２，１４の下流側には２層の透明シート１１，１３
を積層する上下の積層用ローラを備えた積層装置１５が
設けられている。更に、積層装置１５の下流側には積層
された透明シート１６を引取る引取用ローラ１７が設け
られ、引取用ローラ１７の下流側には透明シート１６を
巻取る巻取機１８が設けられている。

【００２１】なお、図１中、符号１９は透明シート１３
の糊面に付着したゴミなどの異物、符号２０は透明シー
ト１１，１３間に異物１９を挟み込んだことによりでき
た欠陥である。

【００２２】上記透明シート１６は、例えば、精密機器
製造時に使用されるフォトマスクの保護フィルムなどと
して用いられる。この保護フィルムに要求される異物１
９の最小測定物の大きさは１８ミクロン程度であり、１
８ミクロン程度の異物１９を糊面内に挟み込むと５０ミ
クロン以上の欠陥２０が形成されることが確認されてい
る。

【００２３】そして、この実施の形態１のものでは、上
記製造ラインの積層装置１５と引取用ローラ１７との間
に検査装置２２が設けられる。

【００２４】この検査装置２２では、帯状の透明シート
１３の上方に、ほぼ垂直下方へ向けてラインセンサカメ
ラ（撮像手段）２３を配設する。このラインセンサカメ
ラ２３は、例えば、２０４８ビットの画素を有する図示
しないＣＣＤセンサが搭載された、分解能が０．０５５
ｍｍで視野が約１２ｍｍのものであり、幅寸法が１２０
ｍｍで、５０ｍ／ｍｉｎのライン速度で搬送される透明
シート１３の場合には、幅方向へ１２台直列に配設され
る。

【００２５】そして、図３に示すように、透明シート１
６におけるラインセンサカメラ２３の撮影領域２４を反
対側から透過して、ラインセンサカメラ２３の視野外域
２５（視野の外側領域）へ出射する光を、同時に複数の
方向から照射可能な光源２６を配設する。

【００２６】この光源２６は、透明シート１６を挟んで
ラインセンサカメラ２３と反対側（図１では下側）に配
設される。

【００２７】光源２６は、ラインセンサカメラ２３の視
野内域２７（視野の内側領域）へ直接向かう光を遮蔽す
る黒色の遮蔽板２８を備えている。この遮蔽板２８は透
明シート１６下面（ラインセンサカメラ２３とは反対側
の面）のラインセンサカメラ２３による撮影領域２４の
直下位置（直近位置）に配設され、透明シート１６の幅
方向へ延びる帯状をしている。

【００２８】また、光源２６は、遮蔽板２８の下方（透
明シート１６に対して遮蔽板２８よりも離れた位置）で
且つ遮蔽板２８に対しライン方向前後に位置をずらせて
並列に配設された複数（２本）の発光体２９を備えてい
る。この発光体２９には、透明シート１６の幅方向へ延
びる棒状の高周波蛍光灯などを用いる。

【００２９】更に、光源２６は、発光体２９の下方（透
明シート１６に対して発光体２９よりも離れた位置）に
発光体２９からの光の方向を複数の方向へ分散させる曲
面状の反射鏡３０を備えている。この反射鏡３０は内面
を鏡面加工され、図４に示すように、発光体２９からの
光をどの部分で反射しても透明シート１６上のラインセ
ンサカメラ２３による撮影領域２４に集光されるよう反
射角度を計算された特殊な形状をしている。

【００３０】そして、ラインセンサカメラ２３には、Ａ
／Ｄ変換装置３１および画像処理装置３２を備えた制御
装置３３が接続されている。

【００３１】また、上記の欠陥２０は、図５に示すよう
な平面形状と、図６に示すような断面形状をしており、
異物１９による核部と核部の周囲に形成される気泡部３
４とで構成されている。また、図７中、符号３５は発光
体２９による照射光の照射角度、符号３６は欠陥２０の
盛上がりの角度である。

【００３２】次に、この実施の形態１の作用について説
明する。

【００３３】発光体２９を発光させると、発光体２９か
ら照射された光は、遮蔽板２８によってラインセンサカ
メラ２３の視野内域２７へ直接向かう光が遮断される。
そして、その他の光は、直接、或いは、反射鏡３０で反
射されて透明シート１６におけるラインセンサカメラ２
３の撮影領域２４へ集中される。この際、反射鏡３０で
反射させることにより、方向の異なる複数の光を同時に
照射することが可能となる。

【００３４】そして、透明シート１６の良品部では、照
明光は、ラインセンサカメラ２３の撮影領域２４を入射
方向と同じ角度でラインセンサカメラ２３の視野外域２
５へと透過される。

【００３５】一方、透明シート１６に欠陥２０がある
と、欠陥２０の異物１９と気泡部３４との境界部分で光
が散乱および屈折されるため、照明光は、ラインセンサ
カメラ２３による視野内域２７へ向けて進行され、ライ
ンセンサカメラ２３で強く受光される。

【００３６】即ち、図７に示すように照射光の照射角度
３５と欠陥２０の盛上がりの角度３６を定義すると、透
明シート１６に対して垂直に向けられたラインセンサカ
メラ２３の視野内域２７へ屈折光が進行する照射角度３
５と盛上がりの角度３６との関係が、計算上、図８に示
すように一義的に定められるので、方向の異なる複数の
光を同時に照射することにより、盛上がりの厚みや角度
に拘わらず様々な欠陥２０を検出することが可能とな
る。例えば、照射角度３５が２０度から３０度の光は、
盛上がりの角度３６が４度から５度の欠陥２０で反射さ
れてラインセンサカメラ２３の視野内域２７へ進行さ
れ、照射角度３５が３０度から４０度の光は、盛上がり
の角度３６が５度から６度の欠陥２０で反射されてライ
ンセンサカメラ２３の視野内域２７へ進行されることと
なる。

【００３７】この場合、ラインセンサカメラ２３からの
映像は、全体が暗視野で欠陥２０部分が明点の画像とな
る。ラインセンサカメラ２３からの映像はＡ／Ｄ変換装
置３１へ送られてＡ／Ｄ変換され（図９（ａ）の画像を
参照）、Ａ／Ｄ変換された信号が画像処理装置３２へ送
られて画像処理（図９（ｂ）の画像を参照）され、欠陥
２０の有無が判定される。

【００３８】より具体的には、画像処理装置３２は、各
ラインセンサカメラ２３の全ての画素の信号の平均値を
計算で求める。次に、画像処理装置３２は、各画素の信
号の値から前記平均値を引いた値と予め設定されたしき
い値とを比較し、しきい値を超えた値を１、しきい値を
超えない値を０に２値化する。そして、１の値を持つ画
素部分を欠陥２０と判定する。この判定結果は、例え
ば、平米当たりの欠陥数としてオペレーターに表示さ
れ、その欠陥数が過大な場合には警報を発生させるなど
する。

【００３９】このように、ラインセンサカメラ２３によ
る透明シート１６上の撮影領域２４を透明シート１６の
反対側から透過して前記ラインセンサカメラ２３の視野
外域２５へ出射する光を、同時に複数の方向から照射さ
せ、透明シート１６上の欠陥２０によってラインセンサ
カメラ２３の視野内域２７へ向け屈折された光をライン
センサカメラ２３で検出することにより、盛上がりの厚
みや角度に拘わらず欠陥２０を検出することが可能とな
り、検査の精度を上げることができる。

【００４０】また、光源２６を、発光体２９と、発光体
２９からラインセンサカメラ２３の視野内域２７へ直接
向かう光を遮蔽する遮蔽板２８と、発光体２９からの光
の方向を複数の方向へ分散させる曲面状の反射鏡３０と
で構成することにより、少ない発光体２９で効率良く方
向の異なる複数の光を同時に照射することが可能とな
る。

【００４１】特に、遮蔽板２８を、透明シート１６下面
（ラインセンサカメラ２３とは反対側の面）のラインセ
ンサカメラ２３による撮影領域２４の直下位置（直近位
置）に配設し、発光体２９を、遮蔽板２８の下方（透明
シート１６に対して遮蔽板２８よりも離れた位置）で且
つ遮蔽板２８に対しライン方向前後に位置をずらせて複
数（２本）並列に配設することにより、一層光源２６の
構成を簡略化することができる。

【００４２】なお、この検査装置２２では、光源２６か
ら常時光を照射してオンラインで欠陥２０を検出するこ
とが可能である。

【００４３】

【発明の実施の形態２】図１０〜図１３は、この発明の
実施の形態２を示すものである。なお、実施の形態１と
同一ないし均等な部分については、同一の符号を付して
説明する。

【００４４】まず、構成を説明すると、この実施の形態
２のものでは、ラインセンサカメラ２３による撮影領域
２４の手前側（上流側）に、透明シート１６の両面から
ほぼ３０度の角度で同時に同領域に対して圧縮空気を均
等に（同圧力で）吹き付け可能な、上下のエアノズル４
０と、エアポンプ４１と、圧縮空気をクラス１０００程
度に清浄化可能なエアフィルタ４２とからなる除塵装置
４３を配設している。

【００４５】次に、この実施の形態２の作用について説
明する。

【００４６】ラインセンサカメラ２３による撮影領域２
４の手前側（上流側）に、エアノズル４０を設けること
により、検査直前に除塵を行わせてより正確な検査結果
を得ることができ、且つ、除塵装置４３により透明シー
ト１６の両面から同時に圧縮空気を均等に吹き付けるこ
とにより、透明シート１６が圧縮空気により歪んだり検
査位置がズレたりすることを防止ことができる。

【００４７】即ち、図１３に示すように、エアノズル４
０を上下の一方にのみ設けた場合には、透明シート１６
が歪んで品質が劣化したりバタ付いたりして検査位置が
ズレてしまうこととなるが、この実施の形態２によれ
ば、このようなことがない。

【００４８】上記以外の部分については、実施の形態１
と同様の構成を備えており、同様の作用・効果を得るこ
とができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の発
明によれば、撮像手段による透明シート上の撮影領域
を、透明シートの反対側から透過して、撮像手段の視野
外域へ出射する光を、複数の方向から同時に照射するこ
とにより、透明シート上の欠陥で屈折され撮像手段の視
野内域へ偏向された光を撮像手段で検出することによ
り、盛上がりの厚みや角度に拘わらず欠陥を検出するこ
とが可能となる。

【００５０】請求項２の発明によれば、撮像手段による
撮影領域の手前側に、透明シートの両面から同時に圧縮
空気を均等に吹き付けて除塵を行わせることにより、検
査直前に除塵を行わせてより正確な検査結果を得ること
ができ、且つ、透明シートの両面から均等に圧縮空気を
吹き付けることにより、透明シートの歪みを防止し、且
つ、検査位置がズレることを防止することができる。

【００５１】請求項３の発明によれば、透明シートへ向
けて配設された撮像手段と、透明シートにおける撮像手
段の撮影領域を透明シートの反対側から透過して、撮像
手段の視野外域へ出射する光を、複数の方向から同時に
照射する光源とを備えたことにより、請求項１と同様の
作用効果を得ることができる。

【００５２】請求項４の発明によれば、光源が、透明シ
ートを挟んで撮像手段と反対側に配設されると共に、光
源が、撮像手段の視野外域の光を遮蔽する遮蔽板と、該
遮蔽板と位置をずらせて配設された発光体と、該発光体
からの光の方向を複数の方向へ分散させる曲面状の反射
鏡とを備えたことにより、少ない発光体で効率良く方向
の異なる複数の光を同時に照射することが可能となる。

【００５３】請求項５の発明によれば、撮像手段による
撮影領域の手前側に、透明シートの両面から均等に圧縮
空気を吹き付ける除塵装置を配設したことにより、請求
項２と同様の作用効果を得ることができる、という実用
上有益な効果を発揮し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のライン全体図である。

【図２】図１の検査装置の拡大斜視図である。

【図３】図２の拡大側面図である。

【図４】反射鏡の部分拡大図である。

【図５】欠陥の平面図である。

【図６】欠陥の側方断面図である。

【図７】照射角度と欠陥の盛上がりの角度の説明図であ
る。

【図８】垂直に配置された撮像手段へ向かう屈折透過光
が発生するための入射角（照射角）と欠陥の盛上がりの
角度との関係を示すグラフである。

【図９】（ａ）はＡ／Ｄ変換された検査画像であり、
（ｂ）は２値化画像である。

【図１０】本発明の実施の形態２の装置構成を示す斜視
図である。

【図１１】図１０の概略側面図である。

【図１２】エアノズル部分の拡大図である。

【図１３】エアノズルが１個の場合の場合の図１２と同
様の図である。

【図１４】従来例の装置構成図である。

【符号の説明】

１６ 透明シート ２０ 欠陥 ２３ 撮像手段（ラインセンサカメラ） ２４ 撮影領域 ２５ 視野外域 ２６ 光源 ２７ 視野内域 ２８ 遮蔽板 ２９ 発光体 ３０ 反射鏡 ４３ 除塵装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像手段による透明シート上の撮影領域を
   透明シートの反対側から透過して前記撮像手段の視野外
   域へ出射する光を、同時に複数の方向から照射させ、 前記透明シート上の欠陥によって前記撮像手段の視野内
   域へ向け屈折された前記光を前記撮像手段で検出するこ
   とを特徴とする透明シートの検査方法。
2. 【請求項２】前記撮像手段による透明シート上の撮影領
   域の手前側に、前記透明シートの両面から同時に圧縮空
   気を均等に吹き付けて除塵を行わせることを特徴とする
   請求項１記載の透明シートの検査方法。
3. 【請求項３】透明シートへ向けて配設された撮像手段
   と、該撮像手段による前記透明シート上の撮影領域を透
   明シートの反対側から透過して前記撮像手段の視野外域
   へ出射する光を、同時に複数の方向から照射可能な光源
   とを備えたことを特徴とする透明シートの検査装置。
4. 【請求項４】前記光源が、前記透明シートを挟んで前記
   撮像手段と反対側に配設されると共に、前記光源が、発
   光体と、該発光体から前記撮像手段の視野内域へ直接向
   かう光を遮蔽する遮蔽板と、前記発光体からの光の方向
   を複数の方向へ分散させる曲面状の反射鏡とを備えたこ
   とを特徴とする請求項３記載の透明シートの検査装置。
5. 【請求項５】前記撮像手段による透明シート上の撮影領
   域の手前側に、前記透明シートの両面から同時に圧縮空
   気を均等に吹き付ける除塵装置を配設したことを特徴と
   する請求項３ないし４のいずれかに記載の透明シートの
   検査装置。