JP2001201455A

JP2001201455A - シート状材料の表面欠陥検査方法及び表面欠陥検査装置

Info

Publication number: JP2001201455A
Application number: JP2000011996A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Yasuda; 朋広安田; 長生 ▲浜▼田; Osao Hamada
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-27
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP3750456B2

Abstract

(57)【要約】【課題】検査精度が高いシート状材料の表面欠陥検査方
法を提供する。【解決手段】シート状材料の表面に対し、所定範囲内の
角度から光を照射し、その反射光を撮像した画像と、シ
ート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光を
上方から撮影した画像とを基にして、シート状材料表面
の凹凸不良を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製造工程において
搬送されるシート状材料の表面欠陥検査方法、及び表面
欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製造工程で生産されるシート状のＣＣＬ
や鋼板等の材料の欠陥を、外観から検出する方法として
は、シート状材料の表面を反射する光の画像や、シート
状材料の内部を透過する光の画像を検出し、これらの画
像を基に演算を行って、欠陥の種類を判別する方法があ
る（特開平１１−２６１１号公報などを参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
シート状材料の表面欠陥検査方法では、シート状材料の
表面を反射する光の画像や、シート状材料の内部を透過
する光の画像といった各々１つの画像を基にして欠陥を
検出しているため、検査精度が高くないという問題があ
った。

【０００４】したがって、シート状材料がロール状態で
出荷される場合であれば、各ロール内に含んでいても許
容される欠陥の数は、欠陥の種類毎に定められている
が、上記従来の方法では、正確な欠陥種類の判別ができ
ないので、安定した品質の確保が困難であった。また、
欠陥の発生原因を特定するのに時間がかかり、生産性も
悪くなっていた。

【０００５】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、検査精度が高いシート状材料の表面欠
陥検査方法、及びこのような方法を実施する表面欠陥検
査装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載のシート状材料の表面欠陥
検査方法では、シート状材料の表面に対し、所定範囲内
の角度から光を照射し、その反射光を撮像した画像と、
シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光
を上方から撮影した画像とを基にして、シート状材料表
面の凹凸不良を検出する。

【０００７】請求項２では、請求項１において、シート
状材料の表面反射率の違いに応じて、撮影した画像の明
るさ変動を補正する。請求項３では、画像の明るさ変動
の補正として、反射光の照度を基に、撮像の露光時間を
補正する。請求項４では、画像の明るさ変動の補正とし
て、反射光の照度の基準反射照度に対する比率を基に、
画像の明るさを補正する。

【０００８】請求項５では、請求項１〜請求項４のいず
れかにおいて、シート状材料表面の凹凸不良を検出した
ときには、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角
度から光を照射して、その反射光を撮像した画像を微分
し、その微分値を基にして、凹形状不良と凸形状不良と
を判別する。

【０００９】請求項６では、請求項１〜請求項４のいず
れかにおいて、シート状材料表面の凹凸不良以外の不良
を検出したときには、シート状材料の表面に対し、所定
範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した
画像を微分し、その微分値を基にして、汚れ不良とキズ
不良とを判別する。

【００１０】請求項７では、請求項１〜請求項５のいず
れかにおいて、シート状材料表面の凹凸不良を検出した
ときには、その検出した部分の代表座標位置を求め、シ
ート状材料が流れる方向の代表座標位置の間隔を基に、
周期性不良を検出する。請求項８では、凹凸不良部分の
代表座標位置は、凹凸不良部分の面積の中心位置であ
り、請求項９では、凹凸不良部分の画像の微分値の最大
位置又は最小位置であり、請求項１０では、凹凸不良部
分の明るさの重心位置である。

【００１１】請求項１１では、請求項７〜請求項１０の
いずれかにおいて、シート状材料をローラを用いて搬送
する場合は、ローラの外周と、シート状材料が流れる方
向の凹凸不良部分の代表座標位置の間隔とを基に、ロー
ラ転写不良を検出する。また、請求項１２では、ローラ
の外周と、シート状材料が流れる方向の凹凸不良部分の
代表座標位置の間隔の整数倍とを基に、ローラ転写不良
を検出する。

【００１２】請求項１３では、請求項７〜請求項１２の
いずれかにおいて、シート状材料の幅方向の移動量を検
出して、凹凸不良部分の代表座標位置を補正する。請求
項１４では、請求項７〜請求項１３のいずれかにおい
て、凹凸不良部分の代表座標位置は、所定の面積の範囲
内にあれば、周期性不良を検出するための代表座標位置
として有効にする。

【００１３】請求項１５に記載のシート状材料の表面欠
陥検査装置では、シート状材料の表面に対し、所定範囲
内の角度から光を照射し、その反射光の画像をカメラで
撮像する第1撮像系と、第１撮像系によって撮像された
画像を蓄積する第１画像メモリと、第１画像メモリに蓄
積された画像を基に、シート状材料表面の不良候補位置
を演算する第１演算部と、第１演算部によって演算され
た不良候補位置を記憶する不良候補位置記憶部と、シー
ト状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光の画
像を上方からカメラで撮影する第２撮像系と、第２撮像
系によって撮像された画像を蓄積する第２画像メモリ
と、不良候補位置記憶部に記憶された不良候補位置の明
るさを、第２画像メモリに蓄積された画像を基に演算す
る第２演算部と、第２演算部の演算結果を基に、シート
状材料表面の凹凸不良を検出する不良検出部とを備え
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面とともに説明する。図１は、本発明のシート
状材料の表面欠陥検査方法を実施する表面欠陥検査装置
の構成の一例を示した図である。

【００１５】この表面欠陥検査装置は、シート状材料の
表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反
射光の画像をカメラＣ１で撮像する第1撮像系と、シー
ト状材料の表面の上方から光を照射し、その反射光の画
像を上方からカメラＣ２で撮影する第２撮像系とを備え
ている。

【００１６】ここでは、シート状材料は、巻き出しロー
ルＲ１から巻き取りロールＲ２へ搬送されるようになっ
ており、その過程において、シート状材料表面の欠陥を
検出するようになっている。

【００１７】シート状材料に対して浅い角度に配置した
線光源Ｌ１から照射された光は、シート状材料によって
反射され、その反射光が、光源Ｌ１に対向配置されたカ
メラＣ１によって撮像される（第１撮像系）。また、散
乱光源Ｌ２からの光は、ハーフミラーＭを介して、シー
ト状材料に対して真上から照射され、そのシート状材料
によって反射され、その反射光が、シート状材料の検査
部分の真上に配置されたカメラＣ２で撮像される（第２
撮像系）。

【００１８】これらの撮像系では、搬送されているシー
ト状材料の画像を、所定の長さ毎に撮像する。所定の長
さ毎に画像を撮像するためには、エンコーダが設けられ
ており、一定時間間隔を計測して、２台のカメラＣ１，
Ｃ２が同じ部分を撮像できるようにする。これによっ
て、シート状材料の表面の搬送中の連続検査が可能にな
る。

【００１９】第１撮像系のカメラＣ１によって撮像され
た画像は、第１Ａ／Ｄ部１１によってアナログ信号から
デジタル信号に変換され、第１画像メモリ１２に蓄積さ
れる。第１演算部１３は、第１画像メモリ１２に蓄積さ
れた画像を基に、シート状材料表面の不良候補位置を演
算し、その不良候補位置は不良候補位置記憶部１４に記
憶される。一方、第２撮像系のカメラＣ２によって撮像
された画像は、第２Ａ／Ｄ部２１によってデジタル信号
に変換され、第２画像メモリ２２に蓄積される。

【００２０】第２演算部３１は、不良候補位置記憶部１
４に記憶された不良候補位置の明るさを、第２画像メモ
リ２２に蓄積された画像を基に演算する。不良検出部３
２は、第２演算部３１の演算結果を基に、シート状材料
表面の凹凸不良を検出する。

【００２１】すなわち、この装置では、シート状材料の
表面に対し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反
射光を撮像した画像と、シート状材料の表面の上方から
光を照射し、その反射光を上方から撮影した画像とを基
にして、シート状材料表面の凹凸不良を検出している。

【００２２】これによって、本発明の表面欠陥検査方法
では、シート状材料の同じ部分に対する複数の画像を基
に、欠陥を検出できるため、従来に比べて、検査精度を
高くすることができる。検査精度が高くなる結果、正確
な欠陥種類の判別ができるので、安定した品質が確保で
きる。更に、欠陥の発生原因が容易に特定できるので、
生産性が低下しない。

【００２３】次に、シート状材料の凹凸不良の検出の具
体的な動作について、図２、図３とともに説明する。図
２（ａ）は凹凸不良であると判断する場合の画像の例、
図２（ｂ）は凹凸不良でない、すなわち、凹凸不良以外
の不良であると判断する場合の画像の例である。

【００２４】第１演算部１３では、カメラＣ１で撮像し
た画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値
ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）で
ある部分を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１
４に記憶する（１００〜１０２）。第２演算部３１は、
カメラＣ２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明る
さが所定の範囲内であるかを演算する（１０３，１０
４）。

【００２５】明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３
を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）であ
る部分は、凹凸不良であると判断でき（１０５，１０
６）、明るさが所定の範囲外（下限しきい値ｓ３未満で
あるか、上限しきい値ｓ４を超える場合）の部分は、凹
凸不良でないと判断できる（１０７，１０８）。

【００２６】すなわち、図２に示すように、浅い角度か
らの画像を基にすれば、凹凸不良、汚れ、スリキズなど
を区別せずに、これらのすべてを含んだ不良として検出
することができる。しかし、これらを区別することがで
きない、そこで、真上からの画像を基にすれば、凹凸不
良では画像が殆ど変化しないため、凹凸不良であると判
断できる。

【００２７】また、本発明では、シート状材料の表面反
射率の違いに応じて、撮影した画像の明るさ変動を補正
することができる。これによって、シート状材料の種類
の違いや、商品ロットの違いに応じて、高精度な検査を
実行することができる。例えば、図４（ａ）に示すよう
な明るさ変動を、図４（ｂ）に示すような明るさ変動に
補正する。

【００２８】画像の明るさ変動の補正方法には、反射光
の照度を基に、撮像の露光時間を補正する方法や、反射
光の照度の基準反射照度に対する比率を基に、画像の明
るさを補正する方法などがある。

【００２９】図５には、画像の明るさ変動を補正するた
めの装置の要部構成を示している。この構成では、図１
に示した構成に加えて、第１撮像系に、カメラＣ１の撮
像する反射光強度を、ハーフミラーＭ１を介して計測す
る照度計Ｓ１と、この計測値を基にカメラＣ１の露光時
間や照射量を調整する第１照射量調整部４１とを備え
る。また、第２撮像系に、カメラＣ２の撮像する反射光
強度を、ハーフミラーＭ２を介して計測する照度計Ｓ２
と、この計測値を基にカメラＣ２の露光時間や照射量を
調整する第２照射量調整部４２とを備える。

【００３０】検査の最初には、対象となるシート状材料
の良品部分の反射光強度を照度計Ｓ１、Ｓ２で計測して
おき、これを基に、図６に示すようにして、カメラＣ
１，Ｃ２の露光時間を調整する。ここでは、カメラＣ
１，Ｃ２の露光時間は、カメラ同期信号によって同期し
たパルス幅を変更して調整できるようになっている。

【００３１】また、しきい値ｓ１〜ｓ４の設定時に、基
準となる反射光強度を設定しておき、検査の最初に、対
象となるシート状材料の良品部分の反射光強度を照度計
Ｓ１，Ｓ２で計測し、この計測した反射光強度の基準反
射光強度に対する比率を算出しておく。そして、この比
率を、各カメラＣ１，Ｃ２で撮像した画像のデータに乗
算することによって、明るさ強度を補正する。なお、こ
の場合には、Ａ／Ｄ部１１，２１は、光源Ｌ１，Ｌ２か
らの最大照射強度をオーバフローせずにデジタル変換で
きるものにしておく必要がある。

【００３２】次に、シート状材料表面の不良の判別方法
の詳細について説明する。シート状材料表面の凹凸不良
を検出したときには、シート状材料の表面に対し、所定
範囲内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した
画像（第１撮像系の画像）を微分して、その微分値か
ら、凹形状不良と凸形状不良とを判別する。

【００３３】図７（ａ）には、凸形状不良と判別する場
合の画像の例、図７（ｂ）には、凹形状不良と判別する
場合の画像の例を各々示している。これらの図には、図
中のｙ方向に、明るさを微分した場合の画像とグラフも
合わせて示している。図８には、上記動作をフローで示
している、第１演算部１３では、カメラＣ１で撮像した
画像において、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ
１を超えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）であ
る部分を、凹凸形状不良候補位置とする（２００〜２０
２）。

【００３４】次に、この不良候補位置の画像の明るさを
微分し、その微分値が正の値であれば、その位置を凹形
状不良候補位置であると判断する一方、微分値が負の値
であれば、その位置を凸形状不良候補位置であると判断
して、各々を不良候補位置記憶部１４に記憶する（２０
３〜２０７）。

【００３５】第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した
画像を基に（２０８）、不良候補位置の明るさが所定の
範囲内であるかを演算する。凹形状不良候補位置の明る
さが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超え、且つ、上
限しきい値ｓ４未満である場合）の部分は、凹形状不良
であると判断でき（２０９〜２１１）、凸形状不良候補
位置の明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３を超
え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部分
は、凸形状不良であると判断できる（２１２〜２１
４）。

【００３６】すなわち、図７に示したように、浅い角度
からの画像を微分した画像を基にすれば、凹形状不良候
補と凸形状不良候補とを判別して検出でき、更に、真上
からの画像を基にすれば、判別した凹形状不良候補と凸
形状不良候補の各々が、凹形状不良と凸形状不良である
と判断できる。

【００３７】また、シート状材料表面の凹凸不良以外の
不良を検出したときにも（図２の（ｂ），図３の１０８
を参照）、シート状材料の表面に対し、所定範囲内の角
度から光を照射して、その反射光を撮像した画像（第１
撮像系の画像）を微分して、その微分値から、汚れ不良
とキズ不良とを判別できる。図９（ａ）には、汚れ不良
と判別する場合の画像の例、図９（ｂ）には、キズ不良
と判別する場合の画像の例を各々示している。

【００３８】図１０には、上記動作をフローで示してい
る。第１演算部１３では、カメラＣ１で撮像した画像に
おいて、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超
えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分
を、凹凸形状不良候補位置とする（３００〜３０２）。
次に、この不良候補位置の画像の明るさを微分して、微
分値が正の値であれば、その位置を凹形状不良候補位置
であると判断する一方、微分値が負の値であれば、その
位置を凸形状不良候補位置であると判断して、各々を不
良候補位置記憶部１４に記憶する（３０３〜３０７）。

【００３９】第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した
画像を基に（３０８）、不良候補位置の明るさが所定の
範囲外であるかを演算する。凹形状不良候補位置の明る
さが所定の範囲未満（下限しきい値ｓ３未満）の部分
は、汚れ不良であると判断でき（３０９〜３１１）、凸
形状不良候補位置の明るさが所定の範囲を超える（上限
しきい値ｓ４を超える）の部分は、キズ不良であると判
断できる（３１２〜３１４）。

【００４０】すなわち、図７と図９に示すように、浅い
角度からの画像を微分した画像を基にすれば、凹形状不
良候補と凸形状不良候補とを判別して検出でき、また、
真上からの画像を基にすれば、凹凸不良以外の不良であ
ることが判別でき、更に、汚れ不良であるかキズ不良で
あるかも判別できる。

【００４１】次に、シート状材料の周期性不良の検出方
法について説明する。シート状材料表面の凹凸不良を検
出したときには（図２の（ａ），図３の１０６，図７，
図８を参照）、その検出した部分の代表座標位置を求
め、シート状材料が流れる方向の代表座標位置の間隔を
基に、周期性不良を検出する。

【００４２】図１１には、周期性不良を検出するための
装置の要部構成を示している。図１に示した構成に加え
て、不良検出部３２によって検出した不良位置の代表座
標位置を検出し記憶する代表位置検出・記憶部３３と、
この代表座標位置を基にして、各代表座標位置間の間隔
を求める第３演算部３４と、この算出結果を基にして周
期性不良を検出する周期性不良検出部３５とを備える。

【００４３】代表位置検出・記憶部３３が検出する凹凸
不良部分の代表座標位置は、凹凸不良部分の面積の中心
位置、凹凸不良部分の画像の微分値の最大位置又は最小
位置、凹凸不良部分の明るさの重心位置などによって求
められる。

【００４４】まず、凹凸不良部分に対してラベリング処
理を行って１つの塊とみなし、その塊に対して、シート
材料が流れる方向（図１２に示すｙ方向）と、これに直
交する方向（図１２に示すｘ方向）の各々の最大線分の
交差する点を、面積の中心点として代表座標位置とす
る。また、凹凸不良部分の明るさの微分値が最も大きい
点か、最も小さい点を代表座標位置とすることもでき
る。更に、塊とみなした部分内の各点の明るさの重心点
を代表座標位置としてもよい。

【００４５】図１２には、周期性不良の例を模式的に示
している。ここでは、７つの代表座標位置のうち、位置
「１」〜位置「６」は、各座標（（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘ
６，Ｙ６））の間隔（ピッチＰ）が同じなので、周期性
不良と判断できる。位置「１」と座標「２」との間隔を
基本ピッチとし、以降に検出する代表座標位置と、その
前に求めた代表座標位置との間隔が、基本ピッチとほぼ
同じであり、それが所定回数連続すれば、周期性不良と
判別できる。

【００４６】図１３には、上記動作をフローで示してい
る。第１演算部１３では、カメラＣ１で撮像した画像に
おいて、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超
えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分
を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶
する（４００〜４０２）。第２演算部３１は、カメラＣ
２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定
の範囲内であるかを演算する（４０３，４０４）。

【００４７】明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３
を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部
分は、凹凸不良であると判断できるので（４０５）、代
表位置検出・記憶部３３では、その凹凸不良の部分の代
表座標位置を求めて記憶する（４０６）。この座標位置
（ｘｉ，ｙｉ）のうち、シート状材料の幅方向の位置
（ｘｉ）が、前回（以前）に不良を検出した位置（ｘ
（ｉ−１））と同じであり、且つ、シート状材料が流れ
る方向の位置（ｙｉ）と前回（以前）に不良を検出した
位置の点（ｙ（ｉ−１））との間隔（ｙｉ−ｙ（ｉ−
１））が、基本ピッチｐとほぼ同じであれば（４０
７）、周期的な凹凸不良と判断する（４０８）。

【００４８】また、シート状材料をローラを用いて搬送
する場合は、ローラの外周と、シート状材料が流れる方
向の凹凸不良部分の代表座標位置の間隔とを基に、ロー
ラ転写不良を検出することができる。これによって、ロ
ーラに付着した異物によって一定間隔で発生する凹凸不
良が検出することができ、迅速に対応がとれる。

【００４９】図１４には、上記動作をフローで示してい
る。図１３に示した動作と同様に、第１演算部１３は、
カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが所定の範
囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しきい値ｓ２
未満である場合）である部分を、不良候補位置として不
良候補位置記憶部１４に記憶する（５００〜５０２）。
第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像を基に、
不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるかを演算す
る（５０３，５０４）。

【００５０】明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３
を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部
分は、凹凸不良であると判断できるので（５０５）、代
表位置検出・記憶部３３では、その部分の代表座標位置
を求めて記憶する（５０６）。この座標のシート状材料
の幅方向の位置が、前回に不良を検出した位置と同じで
あり、且つ、シート状材料が流れる方向の位置と以前に
不良を検出した位置との間隔が基本ピッチｐとほぼ同じ
であれば（５０７）、周期的な凹凸不良と判断できる
（５０８）。更に、巻き出し側のローラ（図１１を参
照）の外周φπ（直径φ×円周率π）と、基本ピッチｐ
とが一致すれば（５０８）、周期的な凹凸不良のうち、
ローラの転写不良であることが判断できる（５０９）。

【００５１】また、ローラ転写不良は、ローラの外周
と、シート状材料が流れる方向の凹凸不良部分の代表座
標位置の間隔の整数倍とを基にして検出することもでき
る。これによって、ローラに付着した異物などが小さ
く、ローラが回転する度に、毎回、シート状材料に凹凸
不良が発生しない場合でも、ローラによる転写不良とし
て検出することができる。

【００５２】図１５には、この場合のローラ転写不良の
例を模式的に示している。ここでは、５つの代表座標位
置のうち、位置「１」〜位置「４」の間隔が、ローラの
外周φπの整数倍（２倍、等倍、２倍）になっているの
で、ローラ転写不良と判断される。

【００５３】図１６には、上記動作をフローで示してい
る。図１３、図１４に示した動作と同様に、第１演算部
１３は、カメラＣ１で撮像した画像において、明るさが
所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、下限しき
い値ｓ２未満である場合）である部分を、不良候補位置
として不良候補位置記憶部１４に記憶する（６００〜６
０２）。第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像した画像
を基に、不良候補位置の明るさが所定の範囲内であるか
を演算する（６０３，６０４）。

【００５４】明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３
を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部
分は、凹凸不良であると判断できるので（６０５）、代
表位置検出・記憶部３３では、その部分の代表座標位置
を求めて記憶する（６０６）。この座標のシート状材料
の幅方向の位置が、前回に不良を検出した位置と同じで
あり、且つ、シート状材料が流れる方向の位置と前回に
不良を検出した位置との間隔が、巻き出し側のローラの
外周φπの整数倍（×ｎ）と一致すれば（６０７）、ロ
ーラの転写不良であると判断できる（６０８）。

【００５５】また、周期性不良を検出する場合に、シー
ト状材料の幅方向の移動量を検出して、凹凸不良部分の
代表座標位置を補正することができる。図１７には、そ
の場合の装置構成の例を示している。この装置では、図
１１に示した構成に加えて、シート状材料の幅方向の移
動量を計測するための光電センサＳ３を設けている。光
電センサＳ３で計測した移動量は、蛇行補正信号として
代表位置検出・記憶部３３に入力され、代表座標位置が
補正される。これによって、シート状材料がローラテン
ションの微妙な違いによって蛇行したとしても、周期性
不良（ローラ転写不良）が検出できる。

【００５６】図１８には、この場合の周期性不良の例を
模式的に示している。ここでは、７つの代表座標位置の
うち、位置「２」〜位置「６」の各々が、蛇行するため
に生じる移動量ｄ２〜ｄ６を基に補正され、位置「１」
〜位置「６」の間隔が、基本ピッチＰと一致しているた
め、周期性不良と判断される。

【００５７】図１９には、上記動作をフローで示してい
る。図１３、図１４、図１６に示した動作と同様に、第
１演算部１３は、カメラＣ１で撮像した画像において、
明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超えるか、
下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分を、不良
候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶する（７
００〜７０２）。第２演算部３１は、カメラＣ２で撮像
した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定の範囲内
であるかを演算する（７０３，７０４）。

【００５８】明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３
を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部
分は、凹凸不良であると判断できるので（７０５）、代
表位置検出・記憶部３３では、その部分の代表座標位置
を求めて記憶する（７０６）。このとき、光電センサＳ
３からの移動量（蛇行補正信号）の入力があれば、この
移動量を基に、シート状材料の幅方向の位置を補正する
（７０７）。

【００５９】そして、補正後（補正していなくてもよ
い）のシート状材料の幅方向の位置が、前回に不良を検
出した位置（補正していてもよい）とほぼ同じであり、
シート状材料が流れる方向の位置と前回に不良を検出し
た位置の間隔が、基本ピッチｐと一致すれば（７０
８）、周期性不良（ローラ転写不良）であると判断でき
る（７０９）。

【００６０】また、凹凸不良部分の代表座標位置は、所
定の面積の範囲内にあれば、周期性不良を検出するため
の代表座標位置として有効にすることができる。この場
合、図１７に示した構成のように、必ずしも、シート状
材料の幅方向の移動量を計測するための光電センサＳ３
を設ける必要はない。このような構成にすれば、シート
状材料の蛇行があったとしても、周期性不良（ローラ転
写不良）を、精度よく検出することができる。

【００６１】図２０には、この場合の周期性不良の例を
模式的に示している。ここでは、７つの代表座標位置の
うち、位置「２」〜位置「６」の各々が、基本ピッチＰ
を基にして設定された範囲（２ｍ（ｘ方向）×２ｌ（ｙ
方向））の中に含まれているので、周期性不良と判断さ
れる。

【００６２】図２１には、上記動作をフローで示してい
る。図１３、図１４、図１６、図１９に示した動作と同
様に、第１演算部１３は、カメラＣ１で撮像した画像に
おいて、明るさが所定の範囲外（上限しきい値ｓ１を超
えるか、下限しきい値ｓ２未満である場合）である部分
を、不良候補位置として不良候補位置記憶部１４に記憶
する（８００〜８０２）。第２演算部３１は、カメラＣ
２で撮像した画像を基に、不良候補位置の明るさが所定
の範囲内であるかを演算する（８０３，８０４）。

【００６３】明るさが所定の範囲内（下限しきい値ｓ３
を超え、且つ、上限しきい値ｓ４未満である場合）の部
分は、凹凸不良であると判断できるので（８０５）、代
表位置検出・記憶部３３では、その部分の代表座標位置
を求めて記憶する（８０６）。このとき、代表座標位置
を中心にして、次に代表座標位置を求めたときに使用す
るために蛇行補正範囲を定めておく（８０７）。

【００６４】そして、シート状材料の幅方向の位置（ｘ
ｉ）が、前回に不良を検出した位置の蛇行補正領域内に
あり、シート状材料が流れる方向の位置（ｙｉ）と前回
に不良を検出した位置の間隔が、基本ピッチｐの蛇行補
正領域内にあれば（８０８）、周期性不良（ローラ転写
不良）であると判断できる（８０９）。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、本
発明の請求項１〜請求項１４の各々に記載のシート状材
料の表面欠陥検査方法では、シート状材料の表面に対
し、所定範囲内の角度から光を照射し、その反射光を撮
像した画像と、シート状材料の表面の上方から光を照射
し、その反射光を上方から撮影した画像とを基にして、
シート状材料表面の凹凸不良を検出する。

【００６６】これによって、シート状材料の同じ部分に
対する複数の画像を基にして、シート状材料表面の欠陥
が検出できるため、従来に比べて、検査精度を高くする
ことができる。また、検査精度が高くなる結果、正確な
欠陥種類の判別ができるので、安定した品質が確保でき
る。更に、欠陥の発生原因が容易に特定できるので、生
産性が低下しない。

【００６７】特に、請求項２〜請求項４では、シート状
材料の表面反射率の違いに応じて、反射光の照度を基に
撮像の露光時間を補正したり、反射光の照度の基準反射
照度に対する比率を基に画像の明るさを補正するので、
シート状材料の種類の違いや、商品ロットの違いに応じ
て、高精度な検査を行うことができる。

【００６８】また、請求項５では、シート状材料の表面
の凹形状不良と凸形状不良とが判別できる。請求項６で
は、凹凸不良の他に、シート状材料の表面の汚れ不良と
キズ不良とが判別できる。

【００６９】請求項７〜請求項１４では、シート状材料
表面の凹凸の周期性不良が検出できる。特に、請求項８
〜請求項１０では、各々の凹凸不良の代表座標位置が正
確に求められるので、より正確な周期性が検出できる。
また、請求項１１と請求項１２では、巻き出し側のロー
ラに付着した異物によってシート状材料に一定間隔で発
生する凹凸不良（ローラ転写不良）が検出できる。ま
た、請求項１３と請求項１４では、シート状材料がロー
ラテンションの微妙な違い等によって蛇行したとして
も、周期性不良（ローラ転写不良）が検出できる。

【００７０】請求項１５に記載のシート状材料の表面欠
陥検査装置は、シート状材料の表面に対し、所定範囲内
の角度から光を照射し、その反射光をカメラで撮像した
画像と、シート状材料の表面の上方から光を照射し、そ
の反射光を上方からカメラで撮影した画像とを基に、シ
ート状材料表面の凹凸不良を検出する。

【００７１】これによって、本発明装置では、シート状
材料の同じ部分に対する複数の画像を基に、シート状材
料表面の欠陥が検出できるため、従来に比べて、検査精
度を高くすることができる。また、検査精度が高くなる
結果、正確な欠陥種類の判別ができるので、安定した品
質が確保できる。更に、欠陥の発生原因が容易に特定で
きるので、生産性が低下しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシート状材料の表面欠陥検査方法を実
施する表面欠陥検査装置の要部構成の一例を示す図であ
る。

【図２】シート状材料表面の凹凸不良の検出の動作を説
明するための図である。

【図３】シート状材料表面の凹凸不良の検出の動作を示
すフローである。

【図４】撮影した画像の明るさ変動の補正を説明するた
めの図である。

【図５】撮影した画像を明るさ変動の補正を実施するた
めの表面欠陥検査装置の要部構成の一例を示す図であ
る。

【図６】撮影した画像を明るさ変動の補正の動作の一例
を示す図である。

【図７】シート状材料表面の凹形状不良と凸形状不良の
判別の動作を説明するための図である。

【図８】シート状材料表面の凹形状不良と凸形状不良の
判別の動作を示すフローである。

【図９】シート状材料表面の汚れ不良とキズ不良の判別
の動作を説明するための図である。

【図１０】シート状材料表面の汚れ不良とキズ不良の判
別の動作を示すフローである。

【図１１】周期性不良（ローラ転写不良）を検出するた
めの表面欠陥検査装置の要部構成の一例を示す図であ
る。

【図１２】周期性不良（ローラ転写不良）の検出の動作
を説明するための図である。

【図１３】周期性不良（ローラ転写不良）の検出の動作
を示すフローである。

【図１４】ローラ転写不良の検出の動作を示すフローで
ある。

【図１５】ローラ転写不良の検出の別の動作を説明する
ための図である。

【図１６】ローラ転写不良の検出の別の動作を示すフロ
ーである。

【図１７】蛇行補正を行う周期性不良（ローラ転写不
良）を検出するための表面欠陥検査装置の要部構成の一
例を示す図である。

【図１８】蛇行補正を行った周期性不良（ローラ転写不
良）の検出の動作を説明するための図である。

【図１９】蛇行補正を行った周期性不良（ローラ転写不
良）の検出の動作を示すフローである。

【図２０】蛇行補正を行った周期性不良（ローラ転写不
良）の検出の別の動作を説明するための図である。

【図２１】蛇行補正を行った周期性不良（ローラ転写不
良）の検出の別の動作を示すフローである。

【符号の説明】

Ｃ１，Ｃ２カメラＬ１，Ｌ２光源１２第１画像メモリ１３第１演算部１４不良候補位置記憶部２２第２画像メモリ３１第２演算部３２不良検出部３３代表位置検出・記憶部３４第３演算部３５周期性不良検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA03 AA17 AA49 AA51 BB13 BB15 CC02 CC06 EE00 EE04 FF42 FF44 FF61 FF67 HH12 HH13 HH14 JJ01 JJ03 JJ05 JJ08 JJ09 JJ19 LL00 NN11 NN16 NN17 PP16 QQ03 QQ06 QQ13 QQ21 QQ23 QQ24 QQ25 QQ26 QQ28 QQ29 2G051 AA37 AB07 BA01 BB01 CA03 CA04 CA07 CB01 DA01 DA06 EA08 EA11 EA14 EB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状材料の表面に対し、所定範囲内の
角度から光を照射し、その反射光を撮像した画像と、上記シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反
射光を上方から撮影した画像とを基にして、上記シート
状材料表面の凹凸不良を検出することを特徴とするシー
ト状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項２】上記シート状材料の表面反射率の違いに応
じて、上記撮影した画像の明るさ変動を補正することを
特徴とする請求項１に記載のシート状材料の表面欠陥検
査方法。
【請求項３】上記画像の明るさ変動の補正として、上記
反射光の照度を基に、撮像の露光時間を補正することを
特徴とする請求項２に記載のシート状材料の表面欠陥検
査方法。
【請求項４】上記画像の明るさ変動の補正として、上記
反射光の照度の基準反射照度に対する比率を基に、画像
の明るさを補正することを特徴とする請求項２に記載の
シート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項５】上記シート状材料表面の凹凸不良を検出し
たときには、上記シート状材料の表面に対し、所定範囲
内の角度から光を照射して、その反射光を撮像した画像
を微分し、その微分値を基にして、凹形状不良と凸形状
不良とを判別することを特徴とする請求項１〜請求項４
のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項６】上記シート状材料表面の凹凸不良以外の不
良を検出したときには、上記シート状材料の表面に対
し、所定範囲内の角度から光を照射して、その反射光を
撮像した画像を微分して、その微分値を基にして、汚れ
不良とキズ不良とを判別することを特徴とする請求項１
〜請求項４のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥
検査方法。
【請求項７】上記シート状材料表面の凹凸不良を検出し
たときには、その検出した部分の代表座標位置を求め、
上記シート状材料が流れる方向の代表座標位置の間隔を
基に、周期性不良を検出することを特徴とする請求項１
〜請求項５のいずれかに記載のシート状材料の表面欠陥
検査方法。
【請求項８】上記凹凸不良部分の代表座標位置は、凹凸
不良部分の面積の中心位置であることを特徴とする請求
項７に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項９】上記凹凸不良部分の代表座標位置は、凹凸
不良部分の画像の微分値の最大位置又は最小位置である
ことを特徴とする請求項７に記載のシート状材料の表面
欠陥検査方法。
【請求項１０】上記凹凸不良部分の代表座標位置は、凹
凸不良部分の明るさの重心位置であることを特徴とする
請求項７に記載のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項１１】上記シート状材料をローラを用いて搬送
する場合は、上記ローラの外周と、上記シート状材料が
流れる方向の上記凹凸不良部分の代表座標位置の間隔と
を基に、ローラ転写不良を検出することを特徴とする請
求項７〜請求項１０のいずれかに記載のシート状材料の
表面欠陥検査方法。
【請求項１２】上記シート状材料をローラを用いて搬送
する場合は、上記ローラの外周と、上記シート状材料が
流れる方向の上記凹凸不良部分の代表座標位置の間隔の
整数倍とを基に、ローラ転写不良を検出することを特徴
とする請求項７〜請求項１０のいずれかに記載のシート
状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項１３】上記シート状材料の幅方向の移動量を検
出して、上記凹凸不良部分の代表座標位置を補正するこ
とを特徴とする請求項７〜請求項１２のいずれかに記載
のシート状材料の表面欠陥検査方法。
【請求項１４】上記凹凸不良部分の代表座標位置は、所
定の面積の範囲内にあれば、周期性不良を検出するため
の代表座標位置として有効であることを特徴とする請求
項７〜請求項１３のいずれかに記載のシート状材料の表
面欠陥検査方法。
【請求項１５】シート状材料の表面に対し、所定範囲内
の角度から光を照射し、その反射光の画像をカメラで撮
像する第1撮像系と、上記第１撮像系によって撮像された画像を蓄積する第１
画像メモリと、上記第１画像メモリに蓄積された画像を基に、上記シー
ト状材料表面の不良候補位置を演算する第１演算部と、上記第１演算部によって演算された不良候補位置を記憶
する不良候補位置記憶部と、上記シート状材料の表面の上方から光を照射し、その反
射光の画像を上方からカメラで撮影する第２撮像系と、上記第２撮像系によって撮像された画像を蓄積する第２
画像メモリと、上記不良候補位置記憶部に記憶された不良候補位置の明
るさを、上記第２画像メモリに蓄積された画像を基に演
算する第２演算部と、上記第２演算部の演算結果を基に、上記シート状材料表
面の凹凸不良を検出する不良検出部とを備えたシート状
材料の表面欠陥検査装置。