JPH02245644A - 異物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被検査物の表面または内部に存在する異物を
検出する異物検出装置に関するものであり、特に、シー
ト上に積繊されたレーヨン綿に混入した異物（ごみ、焦
げ、機械油等）を検出するのに好適な異物検出装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

異物検出装置に関連する従来の技術としては、特開昭６
１−２９７１２号公報、特開昭６２−１０３５４８号公
報に記載のもの等が知られている。

上記公報に記載されている従来の技術について説明する
と、特開昭６１−２９７１２号公報には、パターン形状
情報と色相・濃淡情報を分離検出し、ＬＳＩウェハ上に
形成された回路パターンなどから欠陥を検出する欠陥検
出方法及びその装置が記載されている。

また、特開昭６２−１０３５４８号公報には、反射光に
よる画像が得られる様にしてなる第１の照明手段と、透
過光による画像が得られる様にしてなる第２の照明手段
とを備え、リードフレームに発生する輪郭形状不良や表
面欠陥などを検出する欠陥検査装置が記載されている。

（発明が解決しようとするＬｌｌｌｌ）しかしながら、
上記の従来の技術は以下のような問題点を有していた。

即ち、特開昭６１−２９７１２号公報に記載の欠陥検出
方法及びその装置、或いは特開昭６２−１０３５４８号
公報に記載の欠陥検査装置は、被検査物の表面の欠陥を
検出することはできるが、シート上に積繊されたレーヨ
ン綿の如くの被検査物の内部に混入した異物を検出する
ことはできない。

従って、本発明の目的は、被検査物の表面または内部に
存在する異物を検出することができる異物検出装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、被検査物の表面または内部に存在する異物を
検出する異物検出装置であって、上記被検査物に光を照
射する照明手段と、該照明手段の反対側に上記被検査物
を介して配設され、上記被検査物からの透過光を反射す
る反射板と、該反射板からの反射光と上記被検査物から
の反射光とを受光し、該反射光の強度変化によって異物
を検出するイメージセンサカメラとを備えたことを特徴
とする異物検出装置を提供することによって上記の目的
を達成したものである。

（作用） 本発明の異物検出装置によれば、照明手段から光を被検
査物に照射すると、イメージセンサカメラが反射板から
の反射光と被検査物の表面からの反射光とを受光して被
検査物の表面または内部に存在する異物を受光強度の変
化に基づき検出する。

〔実施例〕

以下、本発明の異物検出装置の一実施例について説明す
る。第１図は異物検出装置の一実施例を示す斜視図、第
２図はシート（不織布）上に１７−ヨン綿を積繊する！
Ｊ置に本発明の異物検出装置の一実施例を適用した状態
を示す斜視図である。

本実施例の不織布上にレーヨン綿を積繊する装置は、第
２図に示す如くサニタリーナプキンの加工装置の一部を
構成するもので、積繊装置１０から掻き出された所定量
のレーヨン綿がバキュームドラム２０の吸引力により不
織布３０上に積繊されるようなしである。

また、本実施例の異物検出装置は、第１図に示す如く、
被検査物（不織布上に積繊されたレーヨン綿）１の表面
または内部に存在する異物２を検出するためのもので、
被検査物ｌに光を照射する照明手段３と、該照明手段３
の反対側に上記被検査物を介して配設され、上記被検査
物を透過した光を反射する反射板４と、該反射板４から
の反射光と上記被検査物１からの反射光とを受光して上
記異物２を検出するイメージセンサカメラ５とを備えて
構成されている。

次に上記各構成要素について更に詳述する。

イメージセンサカメラ５は、等間隔、直線上に配列され
た２０４８ビツトのイメージセンサデバイスの信号を制
御回路によって演算処理し、１゜２ｍ５ｅｃ、でスキャ
ンしてシート（不織布）３０上に約５０＠１０幅に積繊
された被検査物（例えば、レーヨン綿）１の表面または
内部に存在する異物２の有無判定を行う装置（例えば、
富士！機軸製ＰＪＩ−Ｅ２０３）であり、イメージセン
サカメラ５にはビデオ信号を２値化量るためのスライス
レベルＳＬが設定されており、スキャン中に１ビツトで
もスライスレベルＳＬを下回る値が出た場合には異物２
有りと判定するように構成されている。

また、照明手段３は、イメージセンサカメラ５のレンズ
５Ａの略軸線上に配設されたリングライトガイド３Ａと
リングライトガイド３Ａに接続された光Ｂ装置ｆ３Ｂ等
を備えて構成される高輝度冷光照明装置であり、光源装
置３Ｂ（例えば、柱時計工業＠製ＬＡ−１５０３ＡＥ）
は、ハロゲンランプ、ハロゲンランプ冷却用のファン、
集光レンズ等を備えて構成されており、強制ファンで冷
却されたハロゲンランプの光を集光レンズで集光するよ
うにし、集光された冷光がガラスファイバー製のリング
ライトガイド３Ａ（例えば、林時計工業■製ＬＧＣＩ−
８Ｌ１５００Ｒ６５）のファイバーケーブルに送り込ま
れ、内径６５龍のリング状のライトガイドから被検査物
１に光が照射され、被検査物ｌの表面を照度約４０．０
００１．ｕｘ　〜５０＋０００ｔ、ｕＸで冷光照明する
ように構成されている。

また、反射板４は、被検査物１を透過したリングライト
ガイド３Ａからの冷光を反射するように、上記照明手段
３の反対側に被検査物ｌを介して被検査物１に近接させ
て配設されており、照明光束を均一に反射するように形
成されていると共に、被検査物１と離開−の反射率を有
し且つ拡散または乱反射する反射面を有していることが
好ましく、本実施例においては芯材に塩化ビニール製白
色プロジェクタ−用スクリーンを巻き付けて反射板４を
形成している。

次に、本発明の異物検出装置を用いた被検査物ｌの表面
または内部に存在する異物２を検出する異物検出方法の
一実施態様を説明する。

被検査物１と離開−の反射率を有する反射板４が設けら
れている場合には、照明手段３のリングライトガイド３
Ａから被検査物１に照射された光は、積繊厚みの厚薄に
拘わらず被検査物ｌと反射板４との両方から略均−で一
定強度の合成反射光束として得ることができ、同様に、
被検査物ｌの積繊形状、積繊密度等に拘わらず、略均−
な合成反射光束として得ることができる０例えば、被検
査物１の積繊厚みが厚い場合には光が透過し難く、被検
査物ｌの表面からの反射光束が多くなるが、反射板４か
らの透過光の反射光束が少なくなり、また、積繊厚みが
薄い場合には光が透過し易（被検査物ｌの表面からの反
射光束が少なくなるが、反射板４からの透過光の反射光
束が多くなって、総体的に被検査物１表面からの反射光
束と反射光４からの反射光束を合成した合成反射光束は
略均−で略一定強度のものになる。

而して、本発明では、被検査物ｌの表面または内部に異
物２が存在すると合成反射光束が弱くなる現象を利用し
ている。即ち、イメージセンサカメラ５は、そのイメー
ジセンサデバイスで合成反射光束の強弱を検出し、上記
イメージセンサカメラ５の光電変換素子により上記合成
反射光束の強弱をその強弱に比例した電気（電圧）信号
に変換し、その変換されたビデオ信号がスライスレベル
ＳＬを下回るか否かによって、異物２の有無を検出する
ようになしであるため、反射板４の有無或いは異物２の
存在位置に応じて、例えば、第３図に示す反射光束ＲＬ
が得られる。尚、第３図において、破線は反射光束ＲＬ
の強さの基準レベルを示しており、第３図Ｆａｔ、（ｂ
）、（Ｃ）に示される反射光束ＲＬは被検査物ｌが均一
に積繊されていると仮定した場合のものである。

即ち、本実施例の異物検出装置の如（反射板４が設けら
れている場合には、異物２が被検査物ｌの内部に存在す
ると、異物２が存在しない部分の反射光束ＲＬは、被検
査物１の表面と反射板４からのそれぞれの反射光が合成
された反射光束ＲＬになって、より強（なり、異物２が
存在する部分の反射光束ＲＬは、異物２が存在しない部
分の反射光束ＲＬに比べて強さが大幅に低下する（第３
図ｔｅｌ参照）、他方、反射Ｆｉ４が設けられていない
場合には、異物２が被検査物１の表面に存在すると、異
物２が存在する部分は反射光束ＲＬの強さが低下しく第
３図山）参照）、また、異物２が被検査物１の内部に存
在すると、異物２が存在する部分においても反射光束Ｒ
Ｌの強さはあまり低下していない（第３図（ｃｌ参照）
、従って、第３１！Ｉ（ａｌ、（ｂｌ、ｔｅｌで明らか
な如く、第３図＋Ｉｌｌに示すように反射板４が設けら
れている場合には、異物２を検出し易く、反射板４が設
けられていない場合には、第３図（至））に示すように
被検査物１の表面に存在する異物２は検出できるが、第
３図ｔｅｌに示すように被検査物１の内部に存在する異
物２は、異物２が存在する部分と存在しない部分との反
射光束ＲＬの強さの差異が明確でなく検出が難しい、こ
のような現象は、被検査物１が静止している場合と、移
動している場合とでは、反射光束の強度が異なり、被検
査物１が移動している場合には反射光束の強度が低下す
ることがある。

第４図（ａｌ、（ｂ）は、被検査物ｌが静止状態にあり
、その表面にも内部にも異物２が存在しない被検査物１
からの反射光束ＲＬをイメージセンサデバイスの充電変
換素子により反射光束ＲＬの強弱に比例させて変換した
電気（電圧）信号ＢＳのオシロスコープ波形を示す図で
、被検査物１の表面の照度が約５０，０ＯＯＬｕｘの場
合を示し、第４図ｆａ）は反射板４が設けられていない
場合に出力される電気（電圧）信号ＢＳの一例を示すも
のであり、第４図（′ｂ）は反射板４が設けられている
場合に出力される電気（電圧）信号ＢＳの一例を示すも
のである。

尚、被検査物１は、平均約１０ｆｉの積繊厚みを有する
ものを用いたが、積繊厚みが第４図（Ｃ）に示す如く均
一でないため、反射板４が設けられていない場合には、
被検査物１の表面からの反射光束ＲＬが乱れ、それに応
じて出力される電気（電圧）信号ＢＳも第４図ｔａ＋に
示す如く乱れる。また、被検査物ｌが連続的に搬送され
て移動している状態で検出をすると、電気（電圧）信号
ＥＳの波高が低下することがある０例えば、被検査物ｌ
が１２０ｎ／分の速度で搬送されている場合には、出力
される電気（電圧）信号ＥＳが静止状態で出力される電
気（電圧）信号ＢＳより更に乱れ、第４図ｆａｔに示す
状態より更に１ｖ程度低下することがある。従って、反
射板４が設けられていない場合には良品と不良品とのス
ライスレベルＳＬを第４図（ａ）において破線で示す電
圧（約０．８Ｖ）以下の低い電圧に設定する必要がある
。他方、反射板４が設けられている場合には、上述の如
く略均−で一定強度の合成反射光束ＲＬを得ることがで
き、それに応じて出力される電気（電圧）信号ＢＳが第
４図ｆｂ）に示す如く、略均−で略一定強度のものにな
る。尚、被検査物ｌが１２０ｍ／分の速度で搬送されて
いる場合には、出力される電気（電圧）信号ＦｌＳが乱
れ、第４図（ｂｌに示す状態よりｌＶ程度低下すること
があるので、反射板４が設けられた場合には良品と不良
品とのスライスレベルＳＬを第４図Ｃｂ）において破線
で示す電圧（約１３８Ｖ）以下に設定するとよい、！ｐ
ち、反射板４が設けられることによって、良品と不良品
とのスライスレベルＳＬの電圧値を大幅に高くすること
ができ、被検査物ｌの表面または内部に存在する異物２
の検出が容易になる。

第５図（ａ）、ｔ）は、内部に直径約５１１の球状の黒
い異物２が存在する被検査物１　（第５図ＦＯ）参照）
からの反射光束ＲＬをイメージセンサデバイスの充電変
換素子により反射光束ＲＬの強弱に比例させて変換した
電気（電圧）信号ＥＳのオシロスコープ波形を示す第４
図（ａ）、（ｂｌに相当する図で、第５図ｆａ）では異
物２が存在している位置に対応して出力される電気く電
圧）信号ＢＳは約０．５ｖとなっており、第５図（ｂｌ
では異物２が存在している位置に対応して出力される電
気（電圧）信号ＥＳは約０．１ｖとなっている。尚、被
検査物１が１２０ｍ／分の速度で搬送されている場合に
は、異物２が存在しない位置に対応して出力される電気
（電圧）信号ＥＳが乱れ、第５図（Ｍｌ、（ｂ）に示す
状態より夫々ｌｖ程度低下することがあるが、この場合
でも、良品部分はスライスレベルＳＬ以上の電気（電圧
）信号ＢＳが出力され、不良品部分、即ち異物２が存在
する部分はスライスレベルＳＬ以下の電気（電圧）信号
ＥＳが出力されている。

即ち、反射板４が設けられていない場合にはスライスレ
ベルＳＬを０．８ｖ程度に設定しなければならないのに
対して、反射板４が設けられている場合にはスライスレ
ベルＳＬを１．８ｖ程度に高く設定することができ・、
反射板４が設けられた場合には反射板４が設けられてい
ない場合に比べ、スライスレベルＳＬの電圧値を大幅に
高くすることができる。スライスレベルＳＬを０．９ｖ
程度に設定した場合には、被検査物１の内部に直径約２
Ｍの球状の黒い異物２が存在しているか否かを判別でき
るに過ぎないが、スライスレベルＳＬを１．８ｖ程度に
設定した場合には、被検査物ｌの内部に直径約２ｕの球
状のうす茶色の異物２が存在しているか否か、或いは被
検査物１の内部に直径約１．５ｍの球状の茶色の異物２
が存在しているか否かまで判別することができる。即ち
、反射１４を設けることによって、小さい異物２または
淡い色の異物２の如（光の反射率が高い異物２であって
も検出することができる。

以上、本発明の異物検出装置の一実施例及び本発明の異
物検出装置を用いた異物検出方法の一実施態様について
説明したが、本発明はこれらの実施例及び実施態様に制
限されるものでなく、例えば、第６図乃至第８図に示す
如く照明手段１０３を用いても良い、第６図は照明手段
１０３を用いた本発明の異物検出装置の第２の実施例を
示す斜視図、第７図は第６図に示す異物検出装置の概略
正面図、第８図は照明手段１０３を拡大して示す斜視図
である。照明手段１０３は、イメージセンサカメラ５の
レンズ５Ａの軸線を挟む位置に細隙を介して配設された
ツイン蛍光灯１３１、高周波蛍光灯点灯装置等を備えて
構成され、ツイン蛍光灯Ｉ３１　（例えば、松下電工■
製ＦＰＬＪＳＥＸ）は３６Ｗ、夫々のガラス管の細隙（
後述する遮蔽板１３２間の細隙）が１．０〜２．０論、
好ましくは略１．５鰭であり、高周波蛍光灯点灯装置（
例えば、京都電機器■製ＬＳＡ−ＤＬ２７）の出力は約
３ＱＫＨｚの高周波のものが用いられる。

尚、ツイン蛍光灯１３１．１３１の細隙からの光が直接
イメージセンサカメラ５に入らないようにするためにツ
イン蛍光灯１３１．１３１の相互に対向する側に遮蔽板
１３２．１３２が設けられている。また、微細なレーヨ
ン綿が静電気によって照明手段１０３に付着するのを防
止するために、第８図に示す如く静電気除去装置１３３
、防塵カバー１３４、集塵フード１３５等が設けられて
おり、防塵カバー１３４には０．１〜０．　２ｋｇ／ａ
ｊの加圧エアーが吹き込まれ、集塵フード１３５にはブ
ロアーへのダクトが接続されている。　尚、本発明の異
物検出装置によって、不織布３０上に付着している異物
２も検出できる。

また、検出できる異１５２の形状は球状に限定されない
。

（発明の効果〕 本発明の異物検出装置は、被検査物を介してイメージセ
ンサカメラと照明手段との反対側に反射板を設けること
により、被検査物の表面または内部に存在する比較的に
小さくて淡い色の異物を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は異物検出装置の一実施例を示す斜視図、第２図
はシート（不織布）上にレーヨン綿をａｍする装置の一
実施例を示す斜視図、第３図（ａｌは反射板が設けられ
ており、異物が被検査物の内部に存在する場合の反射光
束の状態を示す説明図、第３図（ｂ）は反射板が設けら
れてなく、異物が被検査物の表面に存在する場合の反射
光束の状態を示す説明図、第３図＜０１は反射板が設け
られてなく、異物が被１検査物の内部に存在する場合の
反射光束の状態を示す説明図、第４図ｆａ）は反射板が
設けられてない場合であって異物が存在しない被検査物
からの反射光束に基づいて出力される電気（電圧）信号
の状態を示す説明図、第４図山）は反射板が設けられて
いる場合に出力される電気（電圧）信号の状態を示す説
明図、第４図（Ｃ１は異物が存在しない被検査物の断面
図、第５図ｉａ）、ｆｂｌは、内部に異物が存在する被
検査物からの反射光束に基づいて出力される電気（電圧
）信号の状態を示す第４図（ａｌ、（ｂｌに相当する図
、第５図（ｃ）は異物が存在する被検査物の断面図、第
６図は別の照明手段を用いた本発明の異物検出装置の第
２の実施例を示す斜視図、第７図は第６図に示す異物検
出装置の概略正面図、第８図は別の照明手段を拡大して
示す斜視図である。 １；被検査物　　　　　　　　２；異物３．１０３；照
明手段　　　　４；反射板５；イメージセンサカメラ 第１図 （ｂ） （ｃ） 第４図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第５図 （ａ） （ｂ） 第７図 ｊ１ ＪＩ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検査物の表面または内部に存在する異物を検出する異
   物検出装置であって、上記被検査物に光を照射する照明
   手段と、該照明手段の反対側に上記被検査物を介して配
   設され、上記被検査物からの透過光を反射する反射板と
   、該反射板からの反射光と上記被検査物からの反射光と
   を受光し、該反射光の強度変化によって異物を検出する
   イメージセンサカメラとを備えたことを特徴とする異物
   検出装置。