JP2020139964A - 光透過性製品の疵検出装置および疵検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光透過性フィルムに生じた疵、特に線状疵を簡易かつ確実に検出することが可能な光透過性フィルムの疵検出装置を提供する。【解決手段】平面光源５からの拡散光を透過させる透光領域４２ａと透過させない非透光領域４２ｂが形成され、非透光領域４２ｂを透過した透過光が光透過性フィルム２上に入射するように位置させられたフィルタ部材４と、光透過性フィルム２を挟んでフィルタ部材４と反対側に位置させられて光透過性フィルム２のフィルム面を撮像し、非透光領域４２ｂに対応するフィルム面に現れる線状疵像Ｆｗを取得するＣＣＤカメラ６とを備えている。フィルタ部材４は平面体で構成され、当該フィルタ部材４における透光領域４２ａと非透光領域４２ｂを所定幅の平行な帯状で交互に形成する。【選択図】 図１

Description

本発明は透明フィルムに生じた疵を良好に検出できる疵検出装置等に関するものである。

特許文献１には光透過性フィルムに生じた疵（欠陥）を検出する方法が示されており、ここでは光透過性フィルムの一方の面に、所定の格子間隔を有する二値の基準透過型格子像を投影して、光透過性フィルムを通過してその他方の面に現れる基準透過型格子像を撮像し、前記光透過性フィルムの光透過性欠陥によって透過光が屈折させられることにより、撮像された基準透過型格子像の画像データに生じる濃淡領域を抽出することで光透過性欠陥の有無を検出している。

特開２０１５−７５４８３

上記従来の疵検出方法は光透過性フィルムに生じた疵を良好に検出することができるが、特に細長く延びる線状疵の検出は未だ十分でないという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、光透過性製品に生じた疵、特に線状疵を簡易かつ確実に検出することが可能な光透過性製品の疵検出装置および疵検出方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明の光透過性製品の疵検出装置では、拡散光源（５）からの光を透過させる透光領域（４２ａ）と透過させない非透光領域（４２ｂ）が形成され、前記透光領域（４２ａ）を透過した光が光透過性製品（２）上に入射するように位置させられたフィルタ部材（４）と、前記光透過性製品（２）を挟んで前記フィルタ部材（４）と反対側に位置させられて前記光透過性製品（２）の製品表面を撮像し、前記非透光領域（４２ｂ）に対応する製品表面に現れる疵像（Ｆｗ）を取得する撮像手段（６）とを具備している。

本第１発明において、光源からの拡散光は、フィルタ部材の透光領域を通過して当該領域に正対する製品表面のみならず非透光領域に正対する製品表面にも入射する。フィルタ部材の透光領域を略垂直に通過して当該領域に正対する製品表面に入射する出力光はほぼ全てが撮像手段に入射して撮像画像上の白色領域を生成するのに対して、透光領域を斜めに通過してフィルタ部材の非透光領域に正対する製品表面に入射した出力光は撮像手段へは殆ど入射しないから撮像画像上の黒色領域を生成する。光透過性製品の製品表面に疵があると、出力光が疵部分で散乱させられて撮像手段に入射するようになるから黒色領域に輝度の高い疵像が生じる。白色領域では全体の輝度が高いため疵像は埋没して見えない。

本第２発明の光透過性製品の疵検出装置では、前記フィルタ部材（４）を平面体で構成し、当該フィルタ部材（４）における透光領域（４２ａ）と非透光領域（４２ｂ）を所定幅の平行な帯状で交互に形成する。

本第２発明によれば、光透過性製品の製品表面に生じた細長く続く線状疵を検出するのに有効である。

本第３発明の光透過性製品の疵検出装置では、前記透過性フィルム（２）と、前記フィルタ部材（４）および撮像手段（６）とを所定速度で相対移動させるとともに、撮像手段（６）を当該相対移動に応じた周期で作動させるようにする。

本第３発明によれば、光透過性製品が長く続く帯状である場合等に、製品表面に局所的に生じる疵を確実に検出することができる。

本第４発明の光透過性製品の疵検出方法では、光源（５）からの光を透過させる透光領域（４２ａ）と透過させない非透光領域（４２ｂ）を形成し、前記透光領域（４２ａ）を透過した光を前記光透過性製品（２）上に入射させて当該光透過性製品（２）の製品表面を撮像して前記非透光領域（４２ｂ）に対応する製品表面に現れる疵像（Ｆｗ）を取得する。

本第４発明においても本第１発明と同様の作用効果を得ることができる。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。

以上のように、本発明によれば、光透過性製品に生じた疵を簡易かつ確実に検出することができる。

疵検出装置の構成の一例を示す全体斜視図である。 線状疵を生じた画像の一例を示す図である。 相対移動する線状疵を検出した画像の一例を示す概念図である。 画像処理により得られた線状疵の全体像に一例を示す概念図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

図１には疵検出装置の全体構成を示す。図１において、図の斜め前後方向へ搬送ローラ１１，１２上を光透過性製品の一例としての一定幅の帯状光透過性フィルム２が搬送されている。光透過性フィルム２はテンションローラ１３によって一定の張力が付与されており、この状態で搬送ローラ１１に接する駆動ローラ１４によって一定速度で図中矢印方向へ搬送されている。駆動ローラ１４はモータ１５に連結されており、モータ１５はモータ制御ユニット３１の出力で回転制御されている。

水平に搬送される光透過性フィルム２の下方には、両側を保持枠４１によって保持されてフィルム面に平行に板状のフィルタ部材４が配置されている。フィルタ部材４はその横幅（図の左右方向）が光透過性フィルム２の幅と同程度、縦幅は光透過性フィルム２の移動速度に応じて後述する線状疵の全体像を把握できるに十分な長さとしてある。そしてフィルタ部材４には、光を透過させる透明な透光領域４２ａと透過させない黒色の非透光領域４２ｂ（図３参照）が、光透過性フィルム２の移動方向たる長手方向へ所定幅の平行な帯状に交互に形成されている。非透光領域４２ｂは、透光性の材料で成形されたフィルタ部材４の表面に非透光性の薄膜を形成する等によって形成される。

フィルタ部材４の下方にはこれよりも大径の矩形の平面光源５が配置されている。平面光源５は多数の白色ＬＥＤを平面上に並べた拡散光源で、平面光源５の出力光はフィルタ部材４の下方からその全面に入射している。平面光源５は電源ユニット５１に接続されている。

水平に搬送される光透過性フィルム２の上方には撮像手段としてのＣＣＤカメラ６がその焦点を光透過性フィルム２上に合わせて設けてある。ＣＣＤカメラ６は画像処理ユニット６１に接続されており、一定時間間隔で下方の光透過性フィルム２のフィルム面を撮像し、取得された画像は画像処理ユニット６１へ送られる。ここで、ＣＣＤカメラ６と光透過性フィルム２の間の距離の一例は６００ｍｍであり、光透過性フィルム２とフィルタ部材４の間の距離の一例は４０〜１００ｍｍである。

ＣＣＤカメラ６でフィルム面を撮像して得た画像の一例を図２に示す。画像は、光透過性フィルム２の背後にあるフィルタ部材４の帯状の透光領域４２ａと非透光領域４２ｂに対応して帯状の白色領域Ｒｗと黒色領域Ｒｂが交互に現れたものとなる。その理由は、平面光源５からの出力光は拡散光であるから、フィルタ部材４の透光領域４２ａを通過して当該領域４２ａに正対するフィルム面のみならず非透光領域４２ｂに正対するフィルム面にも入射する。この場合、フィルタ部材４の透光領域４２ａを略垂直に通過して当該領域４２ａに正対するフィルム面に入射する出力光はほぼ全てがＣＣＤカメラ６に入射して上記白色領域Ｒｗを生成するのに対して、透光領域４２ａを斜めに通過してフィルタ部材４の非透光領域４２ｂに正対するフィルム面に入射した出力光はＣＣＤカメラ６へは殆ど入射しないから上記黒色領域Ｒｂが生成されるのである。

ここで、光透過性フィルムのフィルム面に線状疵があると、図２に示すようにその一部の像Ｆｗが黒色領域Ｒｂに生じる。この理由は、線状疵があると平面光源５からの出力光が線状疵部分で散乱させられてＣＣＤカメラ６に入射するようになって線状疵の像が生じるが、透光領域４２ａに対応した画像上の白色領域Ｒｗでは全体（背景）の輝度（明度）が高いため当該領域Ｒｗに生じる線状疵の像は埋没して見えない。これに対して非透光領域４２ｂに対応する画像上の黒色領域Ｒｂでは、全体（背景）の輝度が低いため線状疵の部分の輝度が周囲よりも高くなってその白色像Ｆｗが現れるのである。

フィルム面に線状疵を生じた光透過性フィルム２がフィルタ部材４の上方を移動通過する際にＣＣＤカメラ６で得られるフィルム面の画像の一例を図３に概念的に示す。図３は光透過性フィルム２がフィルタ部材４に対して図の矢印方向へ通過している場合を示すもので、光透過性フィルム２上に線状疵があると、一定時間毎の撮像に伴って図３の（１）から（３）に示すように、移動する線状疵の部分的な白色像Ｆｗが黒色領域Ｒｂに生じた画像が得られる。そこで、画像処理によって各画像における線状疵の白色像Ｆｗを黒色像として抽出して、これら画像の時間位置を合わせて重ねると、図４に示すような白色の背景に線状疵全体の黒色像Ｆｂが得られる。

なお、線状疵全体を黒色の背景に白色像として得る代わりに白色の背景に黒色像として得るようにしても良い。また、静止した光透過性フィルムに対してフィルタ部材とＣＣＤカメラを移動させるようにしても良い。さらに、光透過性フィルム（光透過性製品）全体をカバーできる大きさのフィルタ部材であれば両者を相対移動させる必要はない。また、透光領域と非透光領域は必ずしも所定幅の平行な帯状に交互に形成される必要は無い。さらに、本発明が検出対象とする疵は線状疵には限られず、点状あるいは面状の疵（欠陥）であっても良い。光透過性製品としてはフィルムに限られず、プラスチックやガラス等の平板や、平板に限らず立体的なものも含まれる。

２…光透過性フィルム、４…フィルタ部材、４２ａ…透光領域、４２ｂ…非透光領域、５…平面光源、（拡散光源）、６…ＣＣＤカメラ（撮像手段）、Ｆｗ…（疵像）。

Claims (4)

1. 拡散光源からの光を透過させる透光領域と透過させない非透光領域が形成され、前記透光領域を透過した光が光透過性製品に入射するように位置させられたフィルタ部材と、前記光透過性製品を挟んで前記フィルタ部材と反対側に位置させられて前記光透過性製品の製品表面を撮像し、前記非透光領域に対応する製品表面に現れる疵像を取得する撮像手段とを具備する光透過性製品の疵検出装置。
2. 前記フィルタ部材を平面体で構成し、当該フィルタ部材における透光領域と非透光領域を所定幅の平行な帯状で交互に形成した請求項１に記載の光透過性製品の疵検出装置。
3. 前記光透過性製品と、前記フィルタ部材および前記撮像手段とを所定速度で相対移動させるとともに、前記撮像手段を当該相対移動の移動速度に応じた周期で作動させるようにした請求項１又は２に記載の光透過性製品の疵検出装置。
4. 光源からの光を透過させる透光領域と透過させない非透光領域を形成し、前記透光領域を透過した光を光透過性製品に入射させて当該光透過性製品の製品表面を撮像して前記非透光領域に対応する製品表面に現れる疵像を取得することを特徴とする光透過性製品の疵検出方法。