JPH11248637A

JPH11248637A - 欠陥検出装置

Info

Publication number: JPH11248637A
Application number: JP5524998A
Authority: JP
Inventors: Ushio Suzuki; 潮鈴木
Original assignee: Fuji Electric Cable Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Cable Co Ltd
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 1999-09-17
Anticipated expiration: 2018-03-06
Also published as: JP3078524B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コストを抑えるとともに、欠陥の種類や位置
等に関係なく確実に、被検査物の欠陥を検出する。【解決手段】ランプ１１４（光源）から発した光は、
投光部１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃに沿って伝送さ
れ、透明フィルム１００（被検査物）に投光される。そ
して、透明フィルム１００で反射した光の一部が受光部
１０６，１０８の光ファイバー１０４に入射する。こう
して入射した光は受光部１０６，１０８に沿って伝送さ
れ、順にそれぞれ光センサー１１２，１１０で光の強度
が測定される。受光部１０６，１０８に入射する光の強
度は、透明フィルム１００に欠陥がないときはほぼ同じ
となり、欠陥があるときは異なる。そのため、光センサ
ー１１２，１１０で変換された電圧の大きさの差分値が
大きくなれば、透明フィルム１００に欠陥があると判別
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被検査物の欠陥を検
出する欠陥検出装置に関し、その欠陥の種類や位置等に
関係なく確実に検出するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来では、透過光検出方式によって被検
査物の欠陥を検出する欠陥検出装置が知られている。透
過光検出方式には、光変化測定法と差分測定法とがあ
る。まず、光変化測定法は、被検査物の一面上に受光部
を配置し、他面上に光源を配置する。その受光部は複数
の受光素子を列状に配置して構成されており、受けた光
の強さに応じて電気信号に変換して出力する。光源から
被検査物に向けて光を照射し、その被検査物を透過した
光を受光部で受ける。もし、被検査物に欠陥が存在する
場合には受光部で受ける光の強さが変化する。そのた
め、光の強さの変化を測定することにより、被検査物の
欠陥を検出することが可能となる。一方、差分測定法
は、被検査物の一面上に上記受光部をほぼ平行に２列配
置し、他面上に光源を配置する。光源から被検査物に向
けて光を照射し、その被検査物を透過した光を２列に配
置した受光部でそれぞれ受ける。こうして受けた光の強
さについて差分をとり、その差分の変化により被検査物
の欠陥を検出することが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、透過光検出方
式による従来の欠陥検出装置では、貫通するピンホール
を検出する場合を除き、被検査物の光透過性が良くなけ
ればならない。そのため、被検査物の種類はフィルムや
ガラス等に限られてしまう。また、従来の欠陥検出装置
は、受光部に複数の受光素子を配置している。それぞれ
の受光素子から出力される信号は、信号線を介して対応
する信号処理部に伝達される。受光素子から出力される
信号は微弱であり、しかも信号線の長さが長くなるほど
減衰するため、信号処理部は受光素子の近傍に設置する
必要がある。そのため、受光素子と信号処理部とをあわ
せた検出部も、受光素子の数だけ必要になる。例えば幅
の広い被検査物に対応する組数の検出部を設置しようと
すると大掛かりになり、その大きさや重量等を補強する
部材が必要になる。したがって、信号処理部の数や補強
のためにコストがかかりすぎて実用的でない。さらに、
２列に配置した受光部でそれぞれ受ける差分測定法で
は、その列方向と直交する方向に直線状に連続する欠陥
が被検査物に存在しても、差分をとると正常と判断され
てしまうことがある。同様に、隣接する受光素子の境界
部位を通過するような欠陥が被検査物に存在しても差分
が発生せず、その欠陥を検出できなかった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、コストを抑えるとともに、欠陥の種類や位置
等に関係なく確実に、被検査物の欠陥を検出する欠陥検
出装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】請求項１に記載の
欠陥検出装置は、光を伝送する複数の光伝送部材を列状
に配置し、被検査物に向けて投光する投光部と、その複
数の光伝送部材を列状に配置し、その被検査物からの光
をそれぞれ受光する複数の受光部と、複数の受光部で受
光した光の強度を測定する光強度測定部と、光強度測定
部によって測定された光の強度の差分値に基づいて、被
検査物の欠陥を判別する欠陥判別部とを備えており、投
光部と複数の受光部とをほぼ平行状に配置し、複数の受
光部をそれぞれ複数のブロックに区分し、かつ列方向に
ずらし、光強度測定部を複数のブロックごとに対応して
設けている。

【０００６】ここで、「光」は可視光のみならず、非可
視光（赤外線や紫外線等）を含む。「その被検査物から
の光」とは、投光部から出た光が被検査物で反射した光
や、被検査物を透過または通過した光のことである。
「被検査物」は金属箔，紙，フィルム，ガラス等の素材
や部材のほか、メッキ面，研磨面，蒸着面，切削面等の
検査面を含む。「欠陥」は、欠け，割れ，打痕，汚れ，
印刷や塗装のむら等のような正常でない状態である。

【０００７】請求項１に記載の欠陥検出装置によれば、
被検査物の面上には投光部と複数の受光部が配置され、
それらの投光部と複数の受光部は光を伝送する複数の光
伝送部材を列状に配置したものである。こうした光伝送
部材は、光ファイバー等のように軽量かつ柔軟性に優れ
たものを用いることにより、装置自体を小型化すること
が可能になる。したがって、軽量化によって補強が不要
になり、従来よりもコストを低く抑えることができる。
また、複数の受光部を列方向にずらしているので、その
列方向と直交する方向に直線状に連続する欠陥や、隣接
するブロックの境界部位を通過するような欠陥も、測定
するブロック間では光の強度について差分が生ずる。そ
のため、当該欠陥を確実に検出することができる。さら
に、被検査物の種類等に合わせて投光部と複数の受光部
とを適切に配置して反射光，透過光，通過光のいずれか
を測定することにより、欠陥の種類に関係なく確実にそ
の欠陥を検出することができる。

【０００８】

【課題を解決するための第２の手段】請求項２に記載の
欠陥検出装置は、請求項１に記載の欠陥検出装置におい
て、投光部および／または複数の受光部について、被検
査物に対する角度を調整する角度調整部を備える。

【０００９】請求項２に記載の欠陥検出装置によれば、
投光部のみ、複数の受光部のみ、あるいは投光部と複数
の受光部との両方について、いずれかを被検査物に対す
る角度を調整する。こうすることによって、一定方向か
ら光を当てただけでは検出できない欠陥も検出すること
が可能になる。

【００１０】

【課題を解決するための第３の手段】請求項３に記載の
欠陥検出装置は、請求項１または請求項２に記載の欠陥
検出装置において、複数のブロックに区分した受光部に
ついて、それぞれ連続する３つのブロックごとにグルー
プ化し、ある受光部のグループに含まれる少なくとも一
つのブロックが、列方向と直交する方向に位置しないブ
ロックを含む他の受光部のグループとをペアにし、その
ペアに含まれる各ブロックについて、ある受光部と他の
受光部との光の強度の差分値を求めて被検査物の欠陥を
検出する。

【００１１】請求項３に記載の欠陥検出装置によれば、
列方向にずらして配置した受光部について連続する３つ
のブロックごとにグループ化し、他の受光部も同様にグ
ループ化する。こうしてグループ化した３つブロックに
ついて、それぞれのブロックに対応して光の強度の差分
をとることにより、最小限の光強度測定部や欠陥判別部
で欠陥を検出することができる。したがって、必要な部
品数を最小限にすることができるので、欠陥検出装置の
製造コストを最小限に抑えることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
を、図面に基づいて説明する。〔実施の形態１〕まず、実施の形態１では、投光した被
検査物で反射した反射光を測定することによって欠陥を
検出する欠陥検出装置について本発明を適用する。この
実施の形態１では、図１〜図７を参照しながら説明す
る。ここで、図１，図２，図４には欠陥検出装置の外観
を示す。具体的には、図１に斜視図を、図２に側面図
を、図４は端面を示す底面図をそれぞれ示す。図３に
は、欠陥によって投光した光が散乱する様子を示す。図
５には、光強度測定部と欠陥判別部の構成例を示す。図
６には、線状傷の場合の検出波形を示す。図７には、実
際の検出波形の例を示す。なお、被検査物には、その一
例として透明フィルム１００を用いる。また、これらの
図において同一の要素は同一の符号を付している。

【００１３】まず、欠陥検出装置の構成や動作等につい
て、図１〜図４を参照しながら説明する。この欠陥検出
装置は、図１に示すように、検査ヘッド１０２、光セン
サー１１０，１１２、ランプ１１４、後述する光強度測
定部と欠陥判別部等によって構成されている。透明フィ
ルム１００は、検査のために走行方向（図示する矢印Ｄ
２方向）に沿って移動可能になっている。この透明フィ
ルム１００の片面側には、検査ヘッド１０２、光センサ
ー１１０，１１２、ランプ１１４等が配置されている。
検査ヘッド１０２は複数本の光ファイバー１０４（光伝
送部材に相当する）の端面を整えて束ねたものであっ
て、投光部１１６と受光部１０６，１０８とを備えてい
る。したがって、投光部１１６と受光部１０６，１０８
とは、いずれも複数本（同一本数とは限らない）の光フ
ァイバー１０４によって構成される。

【００１４】検査ヘッド１０２とは反対側端部の投光部
１１６には、光源に相当するランプ１１４が配置され
る。同様に、受光部１０６には複数本の光ファイバー１
０４がまとめられて光センサー１１２が接続され、同様
に受光部１０８には複数本の光ファイバー１０４がまと
められて光センサー１１０がそれぞれ接続される。これ
らの光センサー１１０，１１２は、受光した光の強さを
測定する光強度測定部に相当する。

【００１５】次に、検査ヘッド１０２の構成等について
説明する。例えば、図２に示す検査ヘッド１０２は光フ
ァイバー１０４を５列に整列させている。この例では、
図面左側から投光部１１６ａ，受光部１０８，投光部１
１６ｃ，受光部１０６，投光部１１６ｂとなっている。
ランプ１１４から発した可視光は、投光部１１６ａ，１
１６ｂ，１１６ｃに沿って伝送され、透明フィルム１０
０に投光される。光ファイバー１０４内において、その
光は屈折を繰り返しながら伝送される。そのため、光フ
ァイバー１０４の端面から出る光は、ほぼ円錐形状範囲
内で広がる。すなわち、矢印Ｄ６で示す光の方向は、拡
散される光の一例にすぎない。

【００１６】そして、透明フィルム１００で反射した光
の一部が矢印Ｄ８に示すように受光部１０６，１０８の
光ファイバー１０４に入射する。こうして入射した光は
受光部１０６，１０８に沿って伝送され、順にそれぞれ
光センサー１１２，１１０で光の強度が測定される。す
なわち、光センサー１１２，１１０では光電交換によっ
て電圧に変換されることから、その電圧の大きさが光の
強さに相当することになる。この場合、透明フィルム１
００に欠陥がない場合には、受光部１０６と受光部１０
８とにほぼ均等に光が入射する。そのため、光センサー
１１２，１１０によって変換された電圧の大きさもほぼ
等しくなる。

【００１７】ところで、透明フィルム１００に欠けや割
れ等の欠陥が存在する場合には、光の反射が変化する。
このことを図３を参照しながら説明する。なお、投光部
１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃのいずれでも同様である
ので、説明を簡単にするために投光部１１６ｃから投光
する光について行う。

【００１８】図３に示す例では、透明フィルム１００上
には点状傷１２０が存在しており、その点状傷１２０は
受光部１０６のほぼ真下に位置している。このとき、投
光部１１６から投光した光の一部は矢印Ｄ１０で示すよ
うな光路に沿って進み、受光部１０８の光ファイバー１
０４に入射する。一方、投光部１１６から投光した光の
他の一部は、矢印Ｄ１４で示すような光路に沿って進
む。もし、点状傷１２０がなければ二点鎖線で示す矢印
Ｄ１２で示すような光路に沿って進むため、受光部１０
８の光ファイバー１０４に入射することになる。

【００１９】もし、点状傷１２０等のような欠陥がある
場合には、受光部１０８と受光部１０６とに入射する光
の量（すなわち光の強さ）が異なるため、光センサー１
１０，１１２で測定される光の強さも異なる。そのた
め、光センサー１１０，１１２によって測定された光の
強さの差分値（以下「光差分値」と呼ぶ。）をとれば、
欠陥にない正常な状態のときには光差分値はほぼゼロと
なり、欠陥によって異常な状態のときには光差分値は所
定値範囲外の値になる。この所定値範囲は被検査物や欠
陥の種類に応じて異なる値の範囲であって、予め設定さ
れる。したがって、光差分値が所定値範囲外になったと
きは、透明フィルム１００に欠陥があると判別すること
ができる。

【００２０】ところで、受光部１０８，１０６と光セン
サー１１０，１１２とを備えただけでは、図１に示す線
状傷１１８の場合には光の強さの差分値がほぼゼロとな
り、正常であると誤判別してしまう場合もある。この欠
陥を確実に検出するための方法について、図４，図５を
参照しながら説明する。なお、図４には、透明フィルム
１００側における検査ヘッド１０２の端面（一部）を示
す。すなわち、図４（Ａ）には光ファイバー１０４を俵
積みした検査ヘッド１０２の例を、図４（Ｂ）に光ファ
イバー１０４を整列積みした検査ヘッド１０２の例をそ
れぞれ示す。

【００２１】図２との対比において、図４（Ａ）に示す
検査ヘッド１０２は、上下５段に光ファイバー１０４を
並べて積層し、図面上側から順に投光部１１６ｂ，受光
部１０６，投光部１１６ｃ，受光部１０８，投光部１１
６ａに相当する。このように積層することによって、投
光部１１６（投光部１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ）
と、受光部１０６，１０８との間は、ほぼ平行状に配置
されることになる。受光部１０６と受光部１０８とは、
それぞれ例えば４本の光ファイバー１０４ごとにブロッ
ク化し、区分している。すなわち、図４（Ａ）に示す例
では、図面左側から順にブロックＢ１０，Ｂ１２，Ｂ１
４，Ｂ１６，…に区分されている。受光部１０８も同様
に、図面左側から順にブロックＢ２０，Ｂ２２，Ｂ２
４，Ｂ２６，…に区分されている。

【００２２】なお、図４（Ｂ）に示すように、整列積み
した検査ヘッド１０２でも、俵積みした検査ヘッド１０
２と同様に複数のブロックに区分することができる。こ
の様子を、図４（Ａ）に示す符号と同一を符号を用いて
図４（Ｂ）に示す。また、光ファイバー１０４の積層方
法は、上記俵積みや整列積みに限らず、他の積み方でも
同様に適用可能である。この場合も、複数本の光ファイ
バー１０４ごとにブロック化し、区分することができ
る。

【００２３】上記のように区分されたブロックごとに、
受光した光の強度を測定し、さらには被検査物の欠陥を
判別するための手段について、図５を参照しながら説明
する。図５において、光強度測定部は、受光部１０６
ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０８ａ，１０８ｂ，１０８
ｃ、光センサー１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１２
ａ，１１２ｂ，１１２ｃ、差動増幅器１２２ａ，１２２
ｂ，１２２ｃによって構成されている。

【００２４】受光部１０６ａは、図４に示すブロックＢ
１０の光ファイバー１０４を束ねてまとめたものであ
る。同様に、受光部１０６ｂはブロックＢ１２、受光部
１０６ｃはブロックＢ１４、受光部１０８ａはブロック
Ｂ２２、受光部１０８ｂはブロックＢ２４、受光部１０
８ｃはブロックＢ２６の光ファイバー１０４をそれぞれ
束ねてまとめたものである。また、光センサー１１０ａ
は受光部１０８ａで受光された光、すなわちブロックＢ
２２内の光ファイバー１０４に入射した光の強さを電圧
に変換する。同様に、光センサー１１０ｂはブロックＢ
２４、光センサー１１０ｃはブロックＢ２６、光センサ
ー１１２ａはブロックＢ１０、光センサー１１２ｂはブ
ロックＢ１２、光センサー１１２ｃはブロックＢ１４内
のそれぞれの光ファイバー１０４に入射した光の強さを
電圧に変換する。

【００２５】さらに、光センサー１１０ａと光センサー
１１２ａとは互いに逆方向に接続されており、これらの
出力信号はともに差動増幅器１２２ａに入力される。こ
の接続方式によって、光センサー１１０ａ，１１２ａで
出力される電圧の差分をとることができる。光センサー
１１０ｂと光センサー１１２ｂとは逆方向に接続され、
差動増幅器１２２ｂに入力される。光センサー１１０ｃ
と光センサー１１２ｃとは逆方向に接続され、差動増幅
器１２２ｃに入力される。そして、差動増幅器１２２
ａ，１２２ｂ，１２２は、いずれも入力された信号の差
分をとって、差分信号として出力する。

【００２６】上記の構成をなす光強度測定部によれば、
差動増幅器１２２ａに入力される電圧は結局のところ、
図４におけるブロックＢ１０とブロックＢ２２とに入射
される光の強さである。同様に、差動増幅器１２２ｂに
入力される電圧は、ブロックＢ１２とブロックＢ２４と
に入射される光の強さである。また、差動増幅器１２２
ｃに入力される電圧は、ブロックＢ１４とブロックＢ２
６とに入射される光の強さである。このように、複数の
ブロックに区分した受光部を列方向にずらしている。こ
の列方向は図４における左右方向であって、図１におけ
る矢印Ｄ４方向に相当する。こうすると、図１に示す線
状傷１１８が透明フィルム１００にあった場合でも、確
実に欠陥を検出することができる。ここで、ブロックＢ
１０とブロックＢ２２、ブロックＢ１２とブロックＢ２
４、ブロックＢ１４とブロックＢ２６は、いずれも対と
なる。また、３つのブロックごとに１つのグループを形
成する。すなわち、ブロックＢ１０，Ｂ１２，Ｂ１４、
ブロックＢ２０，Ｂ２２，Ｂ２４はそれぞれが１つのグ
ループである。

【００２７】ここで、図１において、検査ヘッド１０２
を列方向（矢印Ｄ４方向）に移動させた場合について、
図６を参照しながら説明する。検査ヘッド１０２を列方
向に移動させると、その移動距離Ｘが増加するにつれて
端子１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃの電圧が交互にほぼ
正弦波を描いて変化する。このことは、走行方向（矢印
Ｄ２方向）に透明フィルム１００を移動させた場合でも
同様である。例えば、図３に示す点状傷１２０につい
て、同様に端子１２４ａの実際の変化を見てみると、図
７に示すような変化になる。この例では、距離Ｘａ付近
で電圧値が大きく変化しているので、その位置に欠陥が
あると判別できる。すなわち、走行方向に透明フィルム
１００を移動させると、一方のブロックでは線状傷１１
８によって光の入射が少なくなるが、他方のブロックで
は正常どおり光の入射がある。したがって、これらのブ
ロックの相互間では光差分値が大きくなり、線状傷１１
８や点状傷１２０等の欠陥を検出することができる。

【００２８】図５に戻って、欠陥判別部は、比較器１２
６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１３６、論理和回路１２
８、加算器１３４、検出ランプ１３２，１４０によって
構成されている。比較器１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ
は、上記光強度測定部における差動増幅器１２２ａ，１
２２ｂ，１２２ｃにそれぞれ対応して設けられている。
これらの比較器１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃは、順に
差動増幅器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃから出力され
た差分信号が基準電圧Ｖｃｃ（しきい値）以上になった
場合にはハイレベル信号（以下「Ｈ信号」と呼ぶ。）
を、基準電圧Ｖｃｃ未満の場合にはローレベル信号（以
下「Ｌ信号」と呼ぶ。）をそれぞれ出力する。論理和回
路１２８は比較器１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃから出
力されたそれぞれ論理信号（Ｈ信号またはＬ信号）を受
けて、それらの論理信号の論理和をとって出力する。出
力された信号は、端子１３０を介して検出ランプ１３２
を駆動する。

【００２９】一方、加算器１３４は、差動増幅器１２２
ａ，１２２ｂ，１２２ｃのそれぞれから出力された差分
信号を受けて、これらの差分信号を加算した加算信号を
出力する。比較器１３６は、加算器１３４から出力され
た加算信号が基準電圧Ｖｃｃ以上になった場合にはＨ信
号を、基準電圧Ｖｃｃ未満の場合にはＬ信号を出力す
る。出力された信号は、端子１３８を介して検出ランプ
１４０を駆動する。端子１３０に接続される検出ランプ
１３２は、論理和回路１２８から出力された信号がＨ信
号であれば点灯し、Ｌ信号であれば消灯する。同様に、
端子１３８に接続される検出ランプ１４０は、比較器１
３６から出力された信号がＨ信号であれば点灯し、Ｌ信
号であれば消灯する。

【００３０】なお、上記の例では端子１３０，１３８に
それぞれ検出ランプ１３２，１４０を接続したが、検査
員（操作員）に欠陥を知らせるための装置や機器等を接
続してもよい。例えば、コンピュータやブザーを接続し
てもよい。あるいは、論理和回路１２８や比較器１３６
から出力された信号がＨ信号のときには、透明フィルム
１００を走行させる走行装置を停止させる装置を接続し
てもよい。また、グループを形成した３つのブロックご
とに対応して、光電変換した電圧を１つの差動増幅器に
入力するようにしてもよい。図８に示す例では、ブロッ
クＢ１０，Ｂ１２，Ｂ１４に対応する受光部１０６ａ，
１０６ｂ，１０６ｃに属するグループＧ２と、ブロック
Ｂ２２，Ｂ２４，Ｂ２６に対応する受光部１０８ａ，１
０８ｂ，１０８ｃに属するグループＧ４とがある。同様
にして、グループＧ６，Ｇ８，Ｇ１０，Ｇ１２，…，Ｇ
ｍ，Ｇｎがある。これらのグループ間において、左側，
中側，右側の順に対応して光センサーを並列に接続し、
それぞれ差動増幅器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃに入
力する。こうすれば、差動増幅器や比較器等を最小限３
つずつに抑えることができる。したがって、欠陥検出装
置を製造コストを低く抑えることができる。

【００３１】上記実施の形態１によれば、透明フィルム
１００（被検査物）の面上には投光部１１６と複数の受
光部１０６，１０８が配置され、それらの投光部１１６
と複数の受光部１０６，１０８は光を伝送する複数の光
ファイバー１０４（光伝送部材）を列状に配置してい
る。光ファイバー１０４は軽量かつ柔軟性に優れている
ために、検査ヘッド１０２を小型化することが可能にな
る。したがって、軽量化によって補強が不要になり、従
来よりもコストを低く抑えることができる。また、図５
に示すように複数の受光部１０６，１０８を列方向にず
らしているので、その列方向と直交する方向に図１に示
すような線状傷１１８（直線状に連続する欠陥）や、隣
接するブロックの境界部位を通過するような欠陥も、測
定するブロック間では光の強度について差分が生ずる。
そのため、当該欠陥を確実に検出することができる。

【００３２】さらに、列方向にずらして配置した複数の
受光部１０６，１０８について、それぞれ連続する３つ
のブロックごとにグループ化し、それぞれのブロックに
対応して光の強度の差分をとるように光センサーや差動
増幅器等を構成した（図８参照）。そのため、最小限の
光センサー１１０，１１２（光強度測定部）や差動増幅
器１２２（欠陥判別部）等で欠陥を確実に検出すること
ができる。したがって、必要な部品数を最小限にするこ
とができるので、欠陥検出装置の製造コストを最小限に
抑えることができる。

【００３３】そして、光伝送部材として光ファイバー１
０４を用いたことによって、次のメリットを得ることが
できる。第１に、光ファイバー１０４は自由屈曲性を有
するので、検査ヘッド１０２の位置を自由に設置するこ
とができる。第２に、光ファイバー１０４は光伝送のロ
スが少ないので、投光部１１６や複数の受光部１０６，
１０８の長さを長くとることができる。そのため、光強
度測定部と欠陥判別部とを、検査ヘッド１０２から離れ
た位置に設置できる。検査ヘッド１０２の重量が軽減さ
れるので、補強部材等を必要としない。第３に、光ファ
イバー１０４の直径はほぼ１ｍｍ程度であるため、投光
部１１６と複数の受光部１０６，１０８とを検査ヘッド
１０２内に自由に配置して組み込むことができる。した
がって、検査ヘッド１０２の大きさを小さくすることが
できる。

【００３４】その他、被検査物の幅（列方向の長さ）に
合わせて検査ヘッド１０２を形成することが容易にでき
る。例えば、１メートルを超える幅のような透明フィル
ム１００に対しても、その幅に合う検査ヘッド１０２を
構成することができる。この場合も、光ファイバー１０
４を用いて構成するので、重量を最小限に抑えることが
できる。したがって、補強部材を必要としないので、従
来の欠陥検出装置と比べて製造コストを低く抑えること
ができる。

【００３５】〔実施の形態２〕次に、実施の形態２で
は、被検査物に傾斜させて投光し、その被検査物で反射
した反射光を測定することによって欠陥を検出する欠陥
検出装置について本発明を適用する。この実施の形態２
は、図９〜図１１を参照しながら説明する。なお、これ
らの図において、図１〜図７に示す要素と同一の要素に
は同一符号を付し、説明を省略する。また、説明を簡単
にするために、実施の形態２では実施の形態１と異なる
点について説明する。

【００３６】図９において、図２に示す欠陥検出装置と
異なる点は、投光部１１６と複数の受光部１０６，１０
８とを分離した点と、これらの投光部１１６と複数の受
光部１０６，１０８とを被検査物の面を基準として傾斜
させた点である。投光部１１６を投光ヘッド１５０に設
けるとともに、受光部１０６，１０８を受光ヘッド１５
２に設ける。これらのヘッドの端面を図１０に示す。す
なわち、図１０（Ａ）には投光ヘッド１５０の端面を、
図１０（Ｂ）には受光ヘッド１５２の端面を示す。受光
ヘッド１５２において、受光部１０６と受光部１０８
は、図４に示す検査ヘッド１０２と同様にほぼ平行状に
配置されている。また、図示しないが、検査ヘッド１０
２の場合と同様に、光ファイバー１０４のブロック化お
よびグループ化が行われる。

【００３７】図２に示す検査ヘッド１０２のように、被
検査物の面を基準としてほぼ直角をなす位置に設置する
と、その被検査物の種類によっては光の反射率が悪いた
め等の理由によって、光差分値が所定値範囲外に達しな
い場合がある。あるいは、同じ欠陥でも正常と判別され
たり、異常と判別されたりする場合がある。そこで、図
９に示すように被検査物（透明フィルム１００）の面を
基準として、所定の角度θ２に傾斜させる。こうする
と、反射率等が変化して的確に欠陥の検出ができるよう
になる。この角度θ２は予め実験等によって定められ
る。なお、傾斜させる部位は、ランプ１１４，投光ヘッ
ド１５０，受光ヘッド１５２、受光部１０６，受光部１
０８等の全体でなくてもよい。すなわち、投光ヘッド１
５０および／または受光ヘッド１５２だけ、あるいは投
光ヘッド１５０および／または受光ヘッド１５２の先端
部位だけを傾斜させるようにしてもよい。

【００３８】また、ランプ１１４や投光ヘッド１５０に
対して角度調整部を設けてもよい。この角度調整部は、
例えば投光ヘッド１５０にシャフトを取り付け、そのシ
ャフトをモータやシリンダ等の駆動装置によって動かし
て、被検査物の面を基準とする角度を調整する。図１１
に示す例では、角度調整部によって受光ヘッド１５２が
角度θ６から角度θ４（θ６≦θ２≦θ４）までの範囲
で調整可能になる。こうすれば、被検査物に合わせて適
切な角度に調整することができるので、より的確に欠陥
を検出することができるようになる。なお、角度調整部
は受光ヘッド１５２に対して設けてもよく、あるいは投
光ヘッド１５０および受光ヘッド１５２の両方に設けて
もよい。さらには、図１等に示す検査ヘッド１０２に対
して設けてもよい。これらの場合であっても、より的確
に欠陥を検出することができるようになる。

【００３９】上記実施の形態２によれば、投光部１１６
のみ、複数の受光部１０６，１０８のみ、あるいは投光
部１１６と複数の受光部１０６，１０８との両方につい
て、いずれかを被検査物に対する角度を調整する。こう
することによって、一定方向から光を当てただけでは検
出できない欠陥も検出することが可能になる。

【００４０】〔実施の形態３〕次に、実施の形態３で
は、投光した被検査物で透過または通過した光を測定す
ることによって欠陥を検出する欠陥検出装置について本
発明を適用する。この実施の形態３では、図１２を参照
しながら説明する。なお、これらの図において、図１〜
図１１に示す要素と同一の要素には同一符号を付し、説
明を省略する。また、説明を簡単にするために、実施の
形態３では実施の形態１および実施の形態２と異なる点
について説明する。

【００４１】図１２において、図２に示す欠陥検出装置
と異なる点は、投光部１１６と複数の受光部１０６，１
０８とを分離した点と、これらの投光部１１６と複数の
受光部１０６，１０８とを被検査物の異なる面上に対し
て配置させた点である。実施の形態１および実施の形態
２のように、投光した被検査物で反射した反射光を測定
することによって欠陥を検出すると、その被検査物の表
面や内部に発生している割れや歪み等の欠陥を検出でき
ない場合がある。そこで、図１２に示すように、被検査
物に対して、一方の面側に投光ヘッド１５０を配置し、
他方の面側に受光ヘッド１５２を配置する。こうする
と、被検査物を透過または通過した光の強さに基づいて
欠陥を判別することになるため、被検査物の表面や内部
に発生している欠陥を検出することができるようにな
る。一般に、この方法は透明フィルム１００等のように
透明または半透明の部材に対して適用することができ
る。なお、実施の形態２における角度調整部を投光ヘッ
ド１５０および／または受光ヘッド１５２に設けること
によって、より的確に被検査物の表面や内部に発生して
いる欠陥を検出することができるようになる。

【００４２】上記実施の形態３によれば、被検査物を透
過または通過した光の強さに基づいて欠陥を判別するの
で、被検査物の表面や内部に発生している欠陥を検出す
ることができるようになる。こうした欠陥としては、例
えば貫通型ピンホール等がある。

【００４３】〔他の実施の形態〕上述した欠陥検出装置
において、他の部分の構造，形状，大きさ，材質，個
数，配置および動作条件等については、上記実施の形態
に限定されるものでない。例えば、上記実施の形態を応
用した次の各形態を実施することもできる。（１）上記実施の形態では、光源としてランプ１１４を
適用した。この形態に代えて、非可視光（すなわち赤外
線や紫外線等）を発するランプ、あるいは太陽光を用い
てもよい。（２）上記実施の形態では、図４に示すように、投光部
１１６ａ，受光部１０８，投光部１１６ｃ，受光部１０
６，投光部１１６ｂをそれぞれ１列として検査ヘッド１
０２を構成した。この形態に代えて、受光部１０８，投
光部１１６ｃ，受光部１０６をそれぞれ１列として検査
ヘッド１０２を構成してもよい。また、投光部１１６
ａ，受光部１０８，投光部１１６ｃ，受光部１０６，投
光部１１６ｂは各１列でなく、任意数の列としてもよ
い。さらには、同一の列数でなく異なる列数としてもよ
い。

【００４４】（３）上記実施の形態では、被検査物とし
て透明フィルム１００を適用した。他の被検査物として
は、金属箔，紙，フィルム，ガラス等の素材や部材のほ
か、メッキ面，研磨面，蒸着面，切削面等の検査面があ
る。また、欠陥には、欠け，割れ，打痕，汚れ，印刷や
塗装のむら等がある。本発明によれば、欠陥の種類や位
置等に関係なく確実に検出することができる。すなわ
ち、型によるぬき方向に直線状に残されたぬき跡、棒線
材の割れや欠け、打痕や汚れ等がある。（４）上記実施の形態では、１つのグループを３つのブ
ロックで構成した。この形態に代えて、１つのグループ
を２つまたは４つ以上のブロックで構成してもよい。こ
の場合には、グループを構成するブロック数に応じた光
センサー１１０，１１２（光強度測定部）や差動増幅器
１２２（欠陥判別部）等が必要になる。こうすることに
よって、欠陥の検出をより確実に行うことができる。（５）上記実施の形態では、図２や図４等に示すよう
に、受光部１０６と受光部１０８とを近接させて配置し
たが、密接させて配置してもよい。被検査物の種類によ
っては、欠陥をより精度よく検出することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の欠陥検出装置によれば、コスト
を抑えるとともに、欠陥の種類や位置等に関係なく確実
に、被検査物の欠陥を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】欠陥検出装置の外観を示す斜視図である。

【図２】検査ヘッドの外観を示す側面図である。

【図３】欠陥によって投光した光が散乱する様子を示す
図である。

【図４】検査ヘッドの外観を示す底面図である。

【図５】光強度測定部と欠陥判別部とを示す図である。

【図６】線状傷の場合の検出波形を示す図である。

【図７】実際の検出波形の例を示す図である。

【図８】光強度測定部の他の例を示す図である。

【図９】欠陥検出装置の外観を示す側面図である。

【図１０】投光ヘッドと受光ヘッドとの端面を示す図で
ある。

【図１１】投光ヘッドの角度を調整を行う例を示す図で
ある。

【図１２】欠陥検出装置の外観を示す側面図である。

【符号の説明】１００透明フィルム（被検査物）１０２検査ヘッド１０４光ファイバー（光伝送部材）１０６，１０８受光部１１０，１１２光センサー（光強度測定部）１１４ランプ（光源）１１６投光部１１８線状傷（欠陥）１２０点状傷（欠陥）１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ差動増幅器１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１３０，１３８端子１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１３６比較器（欠陥
判別部）１２８論理和回路（欠陥判別部）１３２，１４０検出ランプ（欠陥判別部）１３４加算器Ｖｃｃ基準電圧１５０投光ヘッド１５２受光ヘッド

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】請求項１に記載の
欠陥検出装置は、光を伝送する複数の投光用光伝送部材
を列状に配置し、被検査物に向けて投光する投光部と、
光を伝送する複数の受光用光伝送部材を列状に配置し、
前記被検査物からの光をそれぞれ受光する複数の受光部
と、前記複数の受光部で受光した光の強度を測定する光
強度測定部と、前記光強度測定部によって測定された光
の強度の差分値に基づいて、前記被検査物の欠陥を判別
する欠陥判別部とを備えており、前記投光部と前記複数
の受光部とをほぼ平行状に配置し、前記複数の受光部を
それぞれ複数のブロックに区分し、かつ列方向にずら
し、前記光強度測定部を複数のブロックごとに対応して
設けるとともに、複数のブロックに区分した受光部につ
いて、それぞれ連続する３つのブロックごとにグループ
化し、ある受光部のグループに含まれる少なくとも一つ
のブロックが、列方向と直交する方向に位置しないブロ
ックを含む他の受光部のグループとをペアにし、そのペ
アに含まれる各ブロックについて、ある受光部と他の受
光部との光の強度の差分値を求めて被検査物の欠陥を検
出する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】請求項１に記載の欠陥検出装置によれば、
被検査物の面上には投光部と複数の受光部が配置され、
それらの投光部と複数の受光部は光を伝送する複数の光
伝送部材を列状に配置したものである。こうした光伝送
部材は、光ファイバー等のように軽量かつ柔軟性に優れ
たものを用いることにより、装置自体を小型化すること
が可能になる。したがって、軽量化によって補強が不要
になり、従来よりもコストを低く抑えることができる。
また、複数の受光部を列方向にずらしているので、その
列方向と直交する方向に直線状に連続する欠陥や、隣接
するブロックの境界部位を通過するような欠陥も、測定
するブロック間では光の強度について差分が生ずる。そ
のため、当該欠陥を確実に検出することができる。さら
に、被検査物の種類等に合わせて投光部と複数の受光部
とを適切に配置して反射光，透過光，通過光のいずれか
を測定することにより、欠陥の種類に関係なく確実にそ
の欠陥を検出することができる。そして、列方向にずら
して配置した受光部について連続する３つのブロックご
とにグループ化し、他の受光部も同様にグループ化す
る。こうしてグループ化した３つブロックについて、そ
れぞれのブロックに対応して光の強度の差分をとること
により、最小限の光強度測定部や欠陥判別部で欠陥を検
出することができる。したがって、必要な部品数を最小
限にすることができるので、欠陥検出装置の製造コスト
を最小限に抑えることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】削除

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】削除

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】まず、欠陥検出装置の構成や動作等につい
て、図１〜図４を参照しながら説明する。この欠陥検出
装置は、図１に示すように、検査ヘッド１０２、光セン
サー１１０，１１２、ランプ１１４、後述する光強度測
定部と欠陥判別部等によって構成されている。透明フィ
ルム１００は、検査のために走行方向（図示する矢印Ｄ
２方向）に沿って移動可能になっている。この透明フィ
ルム１００の片面側には、検査ヘッド１０２、光センサ
ー１１０，１１２、ランプ１１４等が配置されている。
検査ヘッド１０２は複数本の光ファイバー１０４（光伝
送部材に相当する）の端面を整えて束ねたものであっ
て、投光部１１６と受光部１０６，１０８とを備えてい
る。したがって、投光部１１６と受光部１０６，１０８
とは、いずれも複数本（同一本数とは限らない）の光フ
ァイバー１０４によって構成される。すなわち、図２，
図４（Ａ），図４（Ｂ）にも示すように、投光部１１６
は複数本の投光用光ファイバー１０４からなり、受光部
１０６，１０８はそれぞれ複数本の受光用光ファイバー
１０４からなる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４５】

【発明の効果】本発明の欠陥検出装置によれば、コスト
を抑えるとともに、欠陥の種類や位置等に関係なく確実
に、被検査物の欠陥を検出することができる。また、必
要な部品数を最小限にすることができるので、欠陥検出
装置の製造コストを最小限に抑えることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を伝送する複数の光伝送部材を列状に
配置し、被検査物に向けて投光する投光部と、その複数の光伝送部材を列状に配置し、その被検査物か
らの光をそれぞれ受光する複数の受光部と、複数の受光部で受光した光の強度を測定する光強度測定
部と、光強度測定部によって測定された光の強度の差分値に基
づいて、被検査物の欠陥を判別する欠陥判別部とを備え
ており、投光部と複数の受光部とをほぼ平行状に配置し、複数の受光部をそれぞれ複数のブロックに区分し、かつ
列方向にずらし、光強度測定部を複数のブロックごとに対応して設けた欠
陥検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の欠陥検出装置におい
て、投光部および／または複数の受光部について、被検査物
に対する角度を調整する角度調整部を備えた欠陥検出装
置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の欠陥検
出装置において、複数のブロックに区分した受光部について、それぞれ連
続する３つのブロックごとにグループ化し、ある受光部のグループに含まれる少なくとも一つのブロ
ックが、列方向と直交する方向に位置しないブロックを
含む他の受光部のグループとをペアにし、そのペアに含まれる各ブロックについて、ある受光部と
他の受光部との光の強度の差分値を求めて被検査物の欠
陥を検出する欠陥検出装置。