JP2019191103A - 欠陥検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面凹凸が大きい被検査物の地合いノイズの軽減を図った欠陥検査装置を提供する。【解決手段】繊維組織からなる連続シート状物であり、幅が狭い被検査物を検査対象とする欠陥検査装置であって、長手方向が前記被検査物の搬送方向と平行に、幅方向の両側に配置され、前記被検査物の一方の主面側から前記被検査物を照明する反射照明と、長手方向が前記被検査物の幅方向と平行に配置され、前記被検査物の他方の主面側から前記被検査物を照明する透過照明と、前記反射照明および前記透過照明によって照明された前記被検査物を前記一方の主面側から撮像するラインセンサと、前記ラインセンサから得られる画像データに基づいて前記被検査物における欠陥の検出を行う欠陥検出部と、を備える。【選択図】図１３
Description
本発明は、繊維組織からなる連続シート状物で織物・ヒモ・テープなどの幅が狭い製品を対象とした欠陥検査装置に関する。
繊維組織からなる連続シート状物を検査対象とした欠陥検査装置が知られている。このような欠陥検査装置は、例えば、特許文献１に開示されている。この特許文献１には、照明の配置を工夫し、製品の地合いノイズを軽減させる検査装置が記載されている。
ここで、特許文献１の様に繊維組織からなる連続シート状物の地合いノイズの軽減が行われているが、製品の表面凹凸が大きい場合は、カメラと照明の角度が正反射ではない関係とした場合でも凹凸部分の任意の位置でカメラと照明が正反射の関係となり、製品の地合いノイズが大きくなってしまう。また、表面凹凸部が影となる部分も地合いノイズが大きくなってしまう。そのため、微細な異物・薄い汚れ欠陥は地合いノイズに埋もれてしまい欠陥検出が困難となってしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、繊維組織からなる連続シート状物で織物・ヒモ・テープなどの幅が狭い製品において表面凹凸が大きい被検査物の地合いノイズの軽減を図った欠陥検査装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の欠陥検査装置は、繊維組織からなる連続シート状物であり、幅が狭い被検査物を検査対象とする欠陥検査装置であって、長手方向が前記被検査物の搬送方向と平行に、幅方向の両側に配置され、前記被検査物の一方の主面側から前記被検査物を照明する反射照明と、長手方向が前記被検査物の幅方向と平行に配置され、前記被検査物の他方の主面側から前記被検査物を照明する透過照明と、前記反射照明および前記透過照明によって照明された前記被検査物を前記一方の主面側から撮像するラインセンサと、前記ラインセンサから得られる画像データに基づいて前記被検査物における欠陥の検出を行う欠陥検出部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の欠陥検査装置は、上記の欠陥検査装置であって、前記被検査物は、織物、ヒモ、テープのいずれかであって、前記被検査物の表面にある凹凸が前記反射照明および前記透過照明によって照明されると、前記被検査物が発生する反射光および透過光を前記ラインセンサが撮像することを特徴とする。
また、本発明の欠陥検査装置は、上記の欠陥検査装置であって、前記反射照明は、前記被検査物を挟む様に２台配置され、２台配置された前記反射照明の間隔は前記被検査物の幅以上としたことを特徴とする。
また、本発明の欠陥検査装置は、上記の欠陥検査装置であって、前記透過照明は、前記ラインセンサとの関係を正透過または散乱透過となるように配置したことを特徴とする。
また、本発明の欠陥検査装置は、上記の欠陥検査装置であって、前記反射照明及び前記透過照明は、前記ラインセンサに入光する光量をもとに自動調光を行い、前記ラインセンサに入光する光量比を所定の範囲で行うことを特徴とする。
また、本発明の欠陥検査装置は、上記の欠陥検査装置であって、前記反射照明は、前記ラインセンサが撮像する位置に対応する前記反射照明の長手方向の中心において、前記被検査物の側に非照明部を追加していることを特徴とする。
本発明によれば、繊維組織からなる連続シート状物で織物・ヒモ・テープなどの幅が狭い製品において表面凹凸が大きい被検査物の地合いノイズの軽減が可能であり、被検査物上に発生した微細な異物・薄い汚れ欠陥を検出可能とし、表面凹凸が大きい被検査物の地合いノイズの軽減を図った欠陥検査装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態による欠陥検査装置について図面を参照して説明する。
図１は、欠陥検査装置１の構成を示す概略構成図である。
欠陥検査装置１は、撮像部１１、欠陥検出部１２、ロータリエンコーダ１３、検査部１４を有し、被検査物５０の検査を行なう。
本実施形態の説明においては、撮像部１１に対する比較例として、４つの撮像部（撮像部１１ａ〜撮像部１１ｄ）の構成について比較例１〜４として説明し、続いて、撮像部１１が撮像部１１ａ〜撮像部１１ｄと比較して地合いノイズを軽減できることについて説明する。
図１は、欠陥検査装置１の構成を示す概略構成図である。
欠陥検査装置１は、撮像部１１、欠陥検出部１２、ロータリエンコーダ１３、検査部１４を有し、被検査物５０の検査を行なう。
本実施形態の説明においては、撮像部１１に対する比較例として、４つの撮像部（撮像部１１ａ〜撮像部１１ｄ）の構成について比較例１〜４として説明し、続いて、撮像部１１が撮像部１１ａ〜撮像部１１ｄと比較して地合いノイズを軽減できることについて説明する。
被検査物５０は、連続シート状のものであり、例えば織物・ヒモ・テープなどの幅が狭い製品とする。以下の実施形態においては、被検査物５０が織物である場合を一例として説明する。被検査物５０は、後述する搬送方向において長尺状のものである。被検査物５０の短軸方向が幅方向（Ｘ軸方向）に対応し、長軸（長尺）方向（Ｙ軸方向）が搬送方向（走行方向とも言う）に対応する。
すなわち、欠陥検査装置１は、繊維組織からなる連続シート状物であり、製品仕様により幅が所定の幅である（所定の幅に制限された）、幅が狭い被検査物５０を検査対象とする。ここで、所定の幅とは、例えば、５ｃｍ程度の幅である。
すなわち、欠陥検査装置１は、繊維組織からなる連続シート状物であり、製品仕様により幅が所定の幅である（所定の幅に制限された）、幅が狭い被検査物５０を検査対象とする。ここで、所定の幅とは、例えば、５ｃｍ程度の幅である。
図１３は、本発明の撮像部１１の構成図である。
反射照明４２は、長手方向が被検査物５０の搬送方向と平行に、幅方向の両側に配置され、被検査物５０の一方の主面側から被検査物５０を照明する。
このように、反射照明４２は、上述の所定の幅を有する被検査物５０に対して、幅方向において照明する際の光量が均一になるように、幅方向の両側に配置されている。
透過照明８２は、長手方向が被検査物５０の幅方向と平行に配置され、被検査物５０の他方の主面側から被検査物５０を照明する。
ラインセンサ２１は、反射照明４２および透過照明８２によって照明された被検査物５０を一方の主面側から撮像する。
すなわち、撮像部１１は、被検査物５０を対象として照明する照明装置（反射照明４２および透過照明８２）と、その反射光または透過光を受光するラインセンサ２１とを含んで構成される。撮像部１１の撮像範囲の長手方向は、被検査物５０の走行方向に対して直交する方向となるように配置される。
反射照明４２は、長手方向が被検査物５０の搬送方向と平行に、幅方向の両側に配置され、被検査物５０の一方の主面側から被検査物５０を照明する。
このように、反射照明４２は、上述の所定の幅を有する被検査物５０に対して、幅方向において照明する際の光量が均一になるように、幅方向の両側に配置されている。
透過照明８２は、長手方向が被検査物５０の幅方向と平行に配置され、被検査物５０の他方の主面側から被検査物５０を照明する。
ラインセンサ２１は、反射照明４２および透過照明８２によって照明された被検査物５０を一方の主面側から撮像する。
すなわち、撮像部１１は、被検査物５０を対象として照明する照明装置（反射照明４２および透過照明８２）と、その反射光または透過光を受光するラインセンサ２１とを含んで構成される。撮像部１１の撮像範囲の長手方向は、被検査物５０の走行方向に対して直交する方向となるように配置される。
また、被検査物５０は、織物、ヒモ、テープのいずれかであって、被検査物５０の表面にある凹凸が反射照明４２および透過照明８２によって照明されると、被検査物５０が発生する反射光および透過光をラインセンサ２１が撮像することを特徴とする。
これらのライン状照明装置（反射照明４２および透過照明８２）は、例えば、蛍光灯、石英ロッド照明、ＬＥＤ照明などが使用される。
また、このラインセンサ２１は、例えば素子数２０４８〜８１９２素子のものが用いられる。この素子数は、被検査物５０の幅、走行速度、分解能、設置スペースなどに応じて、適切な素子数、速度（例えば、データレート、スキャンレート等）のものが所定の台数分使用される。また、ラインセンサ２１は、照明装置から照射された光が被検査物５０で反射された反射光または透過光を受光する。ラインセンサ２１による反射光及び透過光の受光は、被検査物５０が搬送方向に搬送された状態において行なわれる。
ラインセンサ２１は、被検査物５０の表面の色調の濃淡に応じた電気信号（欠陥データ）を欠陥検出部１２に出力する。言い換えると、ラインセンサ２１は、被検査物５０の走行方向に対して直交する方向におけるライン（以下、検査ライン）単位で、被検査物５０の表面の光強度分布に応じた電気信号を出力する。ラインセンサ２１としては、例えば、ＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）カメラ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラが挙げられる。
また、このラインセンサ２１は、例えば素子数２０４８〜８１９２素子のものが用いられる。この素子数は、被検査物５０の幅、走行速度、分解能、設置スペースなどに応じて、適切な素子数、速度（例えば、データレート、スキャンレート等）のものが所定の台数分使用される。また、ラインセンサ２１は、照明装置から照射された光が被検査物５０で反射された反射光または透過光を受光する。ラインセンサ２１による反射光及び透過光の受光は、被検査物５０が搬送方向に搬送された状態において行なわれる。
ラインセンサ２１は、被検査物５０の表面の色調の濃淡に応じた電気信号（欠陥データ）を欠陥検出部１２に出力する。言い換えると、ラインセンサ２１は、被検査物５０の走行方向に対して直交する方向におけるライン（以下、検査ライン）単位で、被検査物５０の表面の光強度分布に応じた電気信号を出力する。ラインセンサ２１としては、例えば、ＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）カメラ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラが挙げられる。
図１に戻って、欠陥検出部１２は撮像部１１のラインセンサ２１と接続される画像処理用コンピュータ及び画像ボードから構成され、ラインセンサ２１から得られる画像データに基づいて被検査物５０の欠陥に関して検出を行なう。この欠陥検出部１２は、例えば、２値化部、ランレングス符号化部、及び連結性処理部を含んで構成されている。欠陥検出部１２は、撮像部１１のラインセンサ２１から入力された欠陥データを予め決められた閾値に基づいて２値化を行い、欠陥データの圧縮後、連結性処理を行い、欠陥の特徴量（欠陥の形状の特徴を表す情報。例えば欠陥の面積、幅、長さ、縦横比、面積率）を測定する。この欠陥検出部１２として、株式会社メック製の画像処理装置ＬＳＣ−６０００を使用することができる。
ロータリエンコーダ１３は、自身が有する測定部の車輪を、主に搬送ロールに接触させて、搬送ロールの回転数に基づいて検査長を測定する。この搬送ロールは、被検査物５０を搬送方向に搬送する。ここで、検査長は、被検査物５０のＹ軸方向において検査開始位置からの距離を表す。
検査部１４は、ロータリエンコーダ１３から得られるエンコーダ値に基づいて、被検査物５０を搬送方向に搬送した距離を算出し、ｙ座標の座標値を得る。検査部１４は、欠陥検出部１２によって得られた欠陥検出結果と当該欠陥検出結果の被検査物における位置を表す座標（ｘ座標の座標値）とを含む欠陥検査結果に基づいて、欠陥検出結果が被検査物５０に対応した座標を表すマップに対して表された検査結果マップを生成する。検査部１４は、得られた検査結果を図１においては不図示の表示装置の画面上に出力する。この表示装置は、検査部１４が有するようにしてもよいし、外部に液晶表示装置等のディスプレイが接続されてもよい。また、この出力は、画面上への表示だけでなく、電子データの出力や、印刷であってもよい。
(比較例１)
図２は、反射照明を利用した撮像部１１ａの構成図である。撮像部１１ａはラインセンサ２１と反射照明２２からなる。
織物を対象（被検査物５０）とした場合は、表面の凹凸によりラインセンサ２１に入光する光は安定せず、波形が大きく振幅してしまう。そのため、地合いを安定させることを目的にライン状照明装置を反射照明とし、反射照明２２を２本配置した。一般的な撮像部と同様にライン状照明装置(反射照明２２)は被検査物５０の走行方向に対して直交する方向となるように配置している。ラインセンサ２１の撮像位置は２本配置した反射照明２２の間とした。
図２は、反射照明を利用した撮像部１１ａの構成図である。撮像部１１ａはラインセンサ２１と反射照明２２からなる。
織物を対象（被検査物５０）とした場合は、表面の凹凸によりラインセンサ２１に入光する光は安定せず、波形が大きく振幅してしまう。そのため、地合いを安定させることを目的にライン状照明装置を反射照明とし、反射照明２２を２本配置した。一般的な撮像部と同様にライン状照明装置(反射照明２２)は被検査物５０の走行方向に対して直交する方向となるように配置している。ラインセンサ２１の撮像位置は２本配置した反射照明２２の間とした。
次に示す表１は、上述した欠陥検査装置１及び反射照明を利用した撮像部１１ａにおいて検査する場合に用いられる機器や被検査物５０の実施例を説明する表である。
図３は、反射照明を利用した撮像部１１ａで織物を撮像したラインセンサ波形である。図の縦軸はカメラの出力（２５６階調)、横軸はカメラ画素(２５６画素分)である。
織物の地合いを安定させる目的で図２の撮像部１１ａにて織物を撮像したが、明側の地合いノイズは１４１％、暗側の地合いノイズは４２％となった。なお、このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
このことで、図２の撮像部１１ａの構成では織物の表面凹凸の影響を顕著に受けてしまうことが確認できた。
織物の地合いを安定させる目的で図２の撮像部１１ａにて織物を撮像したが、明側の地合いノイズは１４１％、暗側の地合いノイズは４２％となった。なお、このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
このことで、図２の撮像部１１ａの構成では織物の表面凹凸の影響を顕著に受けてしまうことが確認できた。
(比較例２)
図４は、反射照明の配置を工夫した撮像部１１ｂの構成図である。撮像部１１ｂはラインセンサ２１と反射照明４２からなる。
図２の撮像部１１ａではライン状照明装置(反射照明)を走行方向に対して直交する方向となるように配置しているため、織物の地合いを顕著に受けてしまうことが確認できた。
そのため、被検査物５０上に照明が無い状態で照明を配置することとした。図４に示す撮像部１１ｂでは、ライン状照明装置(反射照明４２)を製品（被検査物５０）と平行に２本配置した。配置位置は製品幅が狭いことを利用し、照明間隔は製品幅とした。すなわち、反射照明４２は、被検査物５０を挟む様に２台配置されている。
図４は、反射照明の配置を工夫した撮像部１１ｂの構成図である。撮像部１１ｂはラインセンサ２１と反射照明４２からなる。
図２の撮像部１１ａではライン状照明装置(反射照明)を走行方向に対して直交する方向となるように配置しているため、織物の地合いを顕著に受けてしまうことが確認できた。
そのため、被検査物５０上に照明が無い状態で照明を配置することとした。図４に示す撮像部１１ｂでは、ライン状照明装置(反射照明４２)を製品（被検査物５０）と平行に２本配置した。配置位置は製品幅が狭いことを利用し、照明間隔は製品幅とした。すなわち、反射照明４２は、被検査物５０を挟む様に２台配置されている。
次に示す表２は、上述した欠陥検査装置１及び反射照明の配置を工夫した撮像部１１ｂにおいて検査する場合に用いられる機器や被検査物５０の実施例を説明する表である。
図５は、反射照明の配置を工夫した撮像部１１ｂで織物を撮像したラインセンサ波形である。図の縦軸はカメラの出力（２５６階調)、横軸はカメラ画素(２５６画素分)である。
図４の撮像部１１ｂにて織物を撮像した結果、明側の地合いノイズは１２０％、暗側の地合いノイズは５６％となった。このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
上記から、図４の撮像部１１ｂでは図２の撮像部１１ａと比べ、明側ノイズが５１％軽減、暗側ノイズが２４％軽減できていることが確認できた。
しかし、暗側の地合いノイズがまだ大きいため、さらに改善できる撮像部の検討を行った。
図４の撮像部１１ｂにて織物を撮像した結果、明側の地合いノイズは１２０％、暗側の地合いノイズは５６％となった。このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
上記から、図４の撮像部１１ｂでは図２の撮像部１１ａと比べ、明側ノイズが５１％軽減、暗側ノイズが２４％軽減できていることが確認できた。
しかし、暗側の地合いノイズがまだ大きいため、さらに改善できる撮像部の検討を行った。
なお、上記明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１ｂの明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１ｂの明側ノイズ＝１２０％−１００％＝２０％であるから、明側ノイズの比率は２０％／４１％＝４８．８％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−４８．８％＝５１．２％≒５１％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１ｂの暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１ｂの暗側ノイズ＝１００％−５６％＝４４％であるから、暗側ノイズの比率は４４％／５８％＝７５．９％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−７５．９％＝２４．１％≒２４％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１ｂの暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１ｂの暗側ノイズ＝１００％−５６％＝４４％であるから、暗側ノイズの比率は４４％／５８％＝７５．９％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−７５．９％＝２４．１％≒２４％と算出される。
図６は、反射照明を利用した撮像部１１ａの正反射の関係を示す図である。ここでは、説明の便宜上、図２に示す撮像部１１ａのラインセンサ２１、反射照明２２を図６においては、ラインセンサ６１、反射照明６２として説明する。
図６（ａ）は平面での正反射の関係を示す図である。反射照明の角度αとした場合、平滑な被検査物では、正反射となる位置はα×2の位置となる。
図６（ｂ）は傾斜面での正反射の関係示す図である。今回対象の被検査物５０は繊維からなる織物のため、表面に凹凸がある。表面凹凸の傾斜角度が１度となる場合の反射角度は（α−１）×２となる。そのため、被検査物５０が搬送されることで正反射の角度が製品の凹凸に合わせて変わってしまう。図６（ｂ）の場合では被検査物の凹凸傾斜角度がα／２となった場合はラインセンサ６１と反射照明６２は正反射の関係になってしまう。
図６（ｃ）は撮像部１１ａと被検査物５０を立体的に描写した図である。ここでの傾斜イメージ６４は被検査物５０の凹凸傾斜の一部分を描写したものである。
上記から、図２の撮像部１１ａではラインセンサ２１と反射照明２２が正反射の関係ではない構成でも被検査物に凹凸がある場合は正反射となる位置が発生してしまう。そのため、地合いノイズが大きくなると言える。
図６（ａ）は平面での正反射の関係を示す図である。反射照明の角度αとした場合、平滑な被検査物では、正反射となる位置はα×2の位置となる。
図６（ｂ）は傾斜面での正反射の関係示す図である。今回対象の被検査物５０は繊維からなる織物のため、表面に凹凸がある。表面凹凸の傾斜角度が１度となる場合の反射角度は（α−１）×２となる。そのため、被検査物５０が搬送されることで正反射の角度が製品の凹凸に合わせて変わってしまう。図６（ｂ）の場合では被検査物の凹凸傾斜角度がα／２となった場合はラインセンサ６１と反射照明６２は正反射の関係になってしまう。
図６（ｃ）は撮像部１１ａと被検査物５０を立体的に描写した図である。ここでの傾斜イメージ６４は被検査物５０の凹凸傾斜の一部分を描写したものである。
上記から、図２の撮像部１１ａではラインセンサ２１と反射照明２２が正反射の関係ではない構成でも被検査物に凹凸がある場合は正反射となる位置が発生してしまう。そのため、地合いノイズが大きくなると言える。
図７および図８は、反射照明の配置を工夫した撮像部１１ｂの正反射の関係を示す図である。ここでは、説明の便宜上、図４に示す撮像部１１ｂのラインセンサ２１、反射照明４２を図７および図８においては、ラインセンサ６１、反射照明７３として説明する。
図７（ａ）は平面での正反射の関係を示す図である。被検査物５０の搬送方向から見て、反射照明の角度βとした場合、正反射となる位置は、被検査物５０の幅方向にβ×２の角度となる。
図７（ｂ）は被検査物５０の幅方向から見た平面での正反射の関係を示す図である。反射照明７３のＡ点から照射された光は平面図ではラインセンサ６１に入光している描写となっているが、図７（ａ）の通りに正反射となる位置は被検査物の幅方向であるため、ラインセンサ６１と反射照明７３は正反射の関係にはならない。
図７（ｃ）は被検査物５０の幅方向から見た傾斜面での正反射の関係を示す例１の図である。図６と同様に被検査物５０の凹凸傾斜角度がβ／２となった場合を想定した。反射照明７３のＡ点から照射された光は搬送方向及び幅方向（任意角度δ×２）に反射することになる。そのため、ラインセンサ６１と反射照明７３は正反射の関係にはならない。
図８（ａ）は被検査物５０の幅方向から見た傾斜面での正反射の関係を示す例２の図である。図７（ｃ）とは違い反射照明７３のＢ点から照射を想定した図となる。平面上ではラインセンサ６１に入光する位置として被検査物角度γと照射角度Θがあった場合でも、正反射の位置は幅方向にも向くため、やはりラインセンサ６１と反射照明７３は正反射の関係にはならない。
図８（ｂ）は撮像部１１ｂと被検査物５０を立体的に描写した図である。図７（ｃ）、図８（ａ）での説明通りに被検査物５０に凹凸がある場合でもラインセンサ６１と反射照明７３は正反射の関係にはならないことがわかる。ここでの傾斜イメージ６４は被検査物５０の凹凸傾斜の一部分を描写したものである。
図７（ａ）は平面での正反射の関係を示す図である。被検査物５０の搬送方向から見て、反射照明の角度βとした場合、正反射となる位置は、被検査物５０の幅方向にβ×２の角度となる。
図７（ｂ）は被検査物５０の幅方向から見た平面での正反射の関係を示す図である。反射照明７３のＡ点から照射された光は平面図ではラインセンサ６１に入光している描写となっているが、図７（ａ）の通りに正反射となる位置は被検査物の幅方向であるため、ラインセンサ６１と反射照明７３は正反射の関係にはならない。
図７（ｃ）は被検査物５０の幅方向から見た傾斜面での正反射の関係を示す例１の図である。図６と同様に被検査物５０の凹凸傾斜角度がβ／２となった場合を想定した。反射照明７３のＡ点から照射された光は搬送方向及び幅方向（任意角度δ×２）に反射することになる。そのため、ラインセンサ６１と反射照明７３は正反射の関係にはならない。
図８（ａ）は被検査物５０の幅方向から見た傾斜面での正反射の関係を示す例２の図である。図７（ｃ）とは違い反射照明７３のＢ点から照射を想定した図となる。平面上ではラインセンサ６１に入光する位置として被検査物角度γと照射角度Θがあった場合でも、正反射の位置は幅方向にも向くため、やはりラインセンサ６１と反射照明７３は正反射の関係にはならない。
図８（ｂ）は撮像部１１ｂと被検査物５０を立体的に描写した図である。図７（ｃ）、図８（ａ）での説明通りに被検査物５０に凹凸がある場合でもラインセンサ６１と反射照明７３は正反射の関係にはならないことがわかる。ここでの傾斜イメージ６４は被検査物５０の凹凸傾斜の一部分を描写したものである。
(比較例３)
図９は、透過照明を利用した撮像部１１ｃの構成図である。撮像部１１ｃはラインセンサ２１と透過照明８２からなる。
反射照明を利用した反射光だけでは繊維の隙間部分に影ができてしまい、暗側の地合いノイズが改善できないと考えた。そのため、透過照明を利用した撮像部１１ｃで被検査物５０を撮像した。
図９では、一般的な撮像部と同様にライン状照明装置(透過照明８２)は被検査物５０の走行方向に対して直交する方向となるように配置している。
図９は、透過照明を利用した撮像部１１ｃの構成図である。撮像部１１ｃはラインセンサ２１と透過照明８２からなる。
反射照明を利用した反射光だけでは繊維の隙間部分に影ができてしまい、暗側の地合いノイズが改善できないと考えた。そのため、透過照明を利用した撮像部１１ｃで被検査物５０を撮像した。
図９では、一般的な撮像部と同様にライン状照明装置(透過照明８２)は被検査物５０の走行方向に対して直交する方向となるように配置している。
次に示す表３は、上述した欠陥検査装置１及び透過照明を利用した撮像部１１ｃにおいて検査する場合に用いられる機器や被検査物５０の実施例を説明する表である。
図１０は、透過照明を利用した撮像部１１ｃで織物を撮像したラインセンサ波形である。図の縦軸はカメラの出力（２５６階調)、横軸はカメラ画素(２５６画素分)である。
図９の撮像部１１ｃにて織物を撮像した結果、明側の地合いノイズは２０３％、暗側の地合いノイズは６４％となった。このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
上記から、図９の撮像部１１ｃでは図２の撮像部１１ａと比べ、明側ノイズが１５１％増大、暗側ノイズが３８％軽減できていることが確認できた。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１ｃの明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１ｃの明側ノイズ＝２０３％−１００％＝１０３％であるから、明側ノイズの比率は１０３％／４１％＝２５１．２％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−２５１．２％＝−１５１．２２％≒−１５１％と算出される。
図９の撮像部１１ｃにて織物を撮像した結果、明側の地合いノイズは２０３％、暗側の地合いノイズは６４％となった。このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
上記から、図９の撮像部１１ｃでは図２の撮像部１１ａと比べ、明側ノイズが１５１％増大、暗側ノイズが３８％軽減できていることが確認できた。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１ｃの明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１ｃの明側ノイズ＝２０３％−１００％＝１０３％であるから、明側ノイズの比率は１０３％／４１％＝２５１．２％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−２５１．２％＝−１５１．２２％≒−１５１％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１ｃの暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１ｃの暗側ノイズ＝１００％−６４％＝３６％であるから、暗側ノイズの比率は３６％／５８％＝６２．１％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−６２．１％＝３７．９％≒３８％と算出される。
このときの、明側の地合いノイズ部分が、反射光では暗側ノイズとなる繊維の隙間部分と考えた。
このときの、明側の地合いノイズ部分が、反射光では暗側ノイズとなる繊維の隙間部分と考えた。
(比較例４)
図１１は、反射照明と透過照明を利用した撮像部１１ｄの構成図である。撮像部１１ｄの構成は先行技術文献に記載された撮像部の構成と同一である。撮像部１１ｄはラインセンサ２１と反射照明２２、透過照明８２からなる。
図９の透過照明を利用した撮像部１１ｃで明側の地合いノイズとなった部分は、反射照明では繊維の隙間部分に影となっている可能性であると考えられた。
そのため、反射照明と透過照明を併用することで暗側の地合いノイズがさらに軽減できる可能性を確認するために、図１１の撮像部１１ｄでは図２の反射照明２２と図９の透過照明８２を併用した構成にて織物を撮像した。
図１１は、反射照明と透過照明を利用した撮像部１１ｄの構成図である。撮像部１１ｄの構成は先行技術文献に記載された撮像部の構成と同一である。撮像部１１ｄはラインセンサ２１と反射照明２２、透過照明８２からなる。
図９の透過照明を利用した撮像部１１ｃで明側の地合いノイズとなった部分は、反射照明では繊維の隙間部分に影となっている可能性であると考えられた。
そのため、反射照明と透過照明を併用することで暗側の地合いノイズがさらに軽減できる可能性を確認するために、図１１の撮像部１１ｄでは図２の反射照明２２と図９の透過照明８２を併用した構成にて織物を撮像した。
次に示す表４は、上述した欠陥検査装置１及び反射照明と透過照明を利用した撮像部１１ｄにおいて検査する場合に用いられる機器や被検査物５０の実施例を説明する表である。
図１２は、反射照明と透過照明を利用した撮像部１１ｄで織物を撮像したラインセンサ波形である。図の縦軸はカメラの出力（２５６階調)、横軸はカメラ画素(２５６画素分)である。また、反射照明と透過照明のラインセンサでの受光量比は３:１とした。
図１１の撮像部１１ｄにて織物を撮像した結果、図１２（ａ）の織り方１の波形では明側の地合いノイズは１４３％、暗側の地合いノイズは７０％となった。また、図１２（ｂ）の織り方２の波形では明側の地合いノイズは１５１％、暗側の地合いノイズは７６％となった。このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
上記の織り方１の結果から、図１１の撮像部１１ｄでは図２の撮像部１１ａと比べ、織り方１では明側ノイズが５％増大、暗側ノイズが４８％軽減できていることが確認できた。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１ｄの明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１ｄの明側ノイズ＝１４３％−１００％＝４３％であるから、明側ノイズの比率は４３％／４１％＝１０４．９％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−１０４．９％＝−４．９％≒−５％と算出される。
図１１の撮像部１１ｄにて織物を撮像した結果、図１２（ａ）の織り方１の波形では明側の地合いノイズは１４３％、暗側の地合いノイズは７０％となった。また、図１２（ｂ）の織り方２の波形では明側の地合いノイズは１５１％、暗側の地合いノイズは７６％となった。このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
上記の織り方１の結果から、図１１の撮像部１１ｄでは図２の撮像部１１ａと比べ、織り方１では明側ノイズが５％増大、暗側ノイズが４８％軽減できていることが確認できた。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１ｄの明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１ｄの明側ノイズ＝１４３％−１００％＝４３％であるから、明側ノイズの比率は４３％／４１％＝１０４．９％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−１０４．９％＝−４．９％≒−５％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１ｄの暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１ｄの暗側ノイズ＝１００％−７０％＝３０％であるから、暗側ノイズの比率は３０％／５８％＝５１．７％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−５１．７％＝４８．３％≒４８％と算出される。
また、上記の織り方２の結果から、図１１の撮像部１１ｄでは図２の撮像部１１ａと比べ、織り方２では明側ノイズが２４％増大、暗側ノイズが５９％軽減できていることが確認できた。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１ｄの明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１ｄの明側ノイズ＝１５１％−１００％＝５１％であるから、明側ノイズの比率は５１％／４１％＝１２４．４％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−１２４．４％＝−２４．４％≒−２４％と算出される。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１ｄの明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１ｄの明側ノイズ＝１５１％−１００％＝５１％であるから、明側ノイズの比率は５１％／４１％＝１２４．４％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−１２４．４％＝−２４．４％≒−２４％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１ｄの暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１ｄの暗側ノイズ＝１００％−７６％＝２４％であるから、暗側ノイズの比率は２４％／５８％＝４１．４％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−４１．４％＝５８．６％≒５９％と算出される。
透過照明を併用することで暗側の地合いノイズが軽減できることが確認できた。想定通りに明側の地合いノイズとなった部分は反射照明では暗側の地合いノイズとなっていると判断できる。
透過照明を併用することで暗側の地合いノイズが軽減できることが確認できた。想定通りに明側の地合いノイズとなった部分は反射照明では暗側の地合いノイズとなっていると判断できる。
(第１の実施形態)
以上の説明で比較例１〜４の説明を終了したので、続いて、上述した欠陥検査装置１及び反射照明と透過照明を利用した撮像部１１において被検査物５０を検査する、第１の実施形態について説明する。
図１３は、本発明の撮像部１１の構成図である。撮像部１１は、上述したように、ラインセンサ２１と反射照明４２、透過照明８２からなる。
図２の反射照明２２よりも地合いノイズを軽減できた、図４の反射照明４２と図９の透過照明８２を併用した構成にて織物を撮像した。
以上の説明で比較例１〜４の説明を終了したので、続いて、上述した欠陥検査装置１及び反射照明と透過照明を利用した撮像部１１において被検査物５０を検査する、第１の実施形態について説明する。
図１３は、本発明の撮像部１１の構成図である。撮像部１１は、上述したように、ラインセンサ２１と反射照明４２、透過照明８２からなる。
図２の反射照明２２よりも地合いノイズを軽減できた、図４の反射照明４２と図９の透過照明８２を併用した構成にて織物を撮像した。
次に示す表５は、上述した欠陥検査装置１及び反射照明と透過照明を利用した撮像部１１において検査する場合に用いられる機器や被検査物５０の実施例を説明する表である。
図１４は、本発明の撮像部１１で織物を撮像したラインセンサ波形である。図の縦軸はカメラの出力（２５６階調)、横軸はカメラ画素(２５６画素分)である。また、反射照明と透過照明のラインセンサでの受光量比は３：１とした。
図１３の撮像部１１にて織物を撮像した結果、図１４(ａ)の織り方１の波形では明側の地合いノイズは１１９％、暗側の地合いノイズは７８％となった。
また、図１４(ｂ)の織り方２の波形では明側の地合いノイズは１２３％、暗側の地合いノイズは７８％となった。このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
図１３の撮像部１１にて織物を撮像した結果、図１４(ａ)の織り方１の波形では明側の地合いノイズは１１９％、暗側の地合いノイズは７８％となった。
また、図１４(ｂ)の織り方２の波形では明側の地合いノイズは１２３％、暗側の地合いノイズは７８％となった。このときの１００％は取得した波形の１２８スキャン分を平均化した値となる。
上記から、本発明の撮像部１１では図２の撮像部１１ａと比べ、織り方１では明側ノイズが５４％軽減、暗側ノイズが６２％軽減できていることが確認できた。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１の明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１の明側ノイズ＝１１９％−１００％＝１９％であるから、明側ノイズの比率は１９％／４１％＝４６．３％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−４６．３％＝５３．７％≒５４％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１の暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１の暗側ノイズ＝１００％−７８％＝２２％であるから、暗側ノイズの比率は２２％／５８％＝３７．９％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−３７．９％＝６２．１％≒６２％と算出される。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１の明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１の明側ノイズ＝１１９％−１００％＝１９％であるから、明側ノイズの比率は１９％／４１％＝４６．３％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−４６．３％＝５３．７％≒５４％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１の暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１の暗側ノイズ＝１００％−７８％＝２２％であるから、暗側ノイズの比率は２２％／５８％＝３７．９％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−３７．９％＝６２．１％≒６２％と算出される。
また、上記から、本発明の撮像部１１では図２の撮像部１１ａと比べ、織り方２では明側ノイズが４４％軽減、暗側ノイズが６２％軽減できていることが確認できた。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１の明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１の明側ノイズ＝１２３％−１００％＝２３％であるから、明側ノイズの比率は２３％／４１％＝５６．１％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−５６．１％＝４３．９％≒４４％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１の暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１の暗側ノイズ＝１００％−７８％＝２２％であるから、暗側ノイズの比率は２２％／５８％＝３７．９％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−３７．９％＝６２．１％≒６２％と算出される。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１の明側ノイズ」／「撮像部１１ａの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの明側ノイズ＝１４１％−１００％＝４１％、撮像部１１の明側ノイズ＝１２３％−１００％＝２３％であるから、明側ノイズの比率は２３％／４１％＝５６．１％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−５６．１％＝４３．９％≒４４％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１の暗側ノイズ」／「撮像部１１ａの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ａの暗側ノイズ＝１００％−４２％＝５８％、撮像部１１の暗側ノイズ＝１００％−７８％＝２２％であるから、暗側ノイズの比率は２２％／５８％＝３７．９％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−３７．９％＝６２．１％≒６２％と算出される。
また、図１１の撮像部１１ｄ（先行技術の構成を持つ撮像部）と比較し、織り方１では明側ノイズが５６％軽減、暗側ノイズが２７％軽減できている。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１の明側ノイズ」／「撮像部１１ｄの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ｄの明側ノイズ＝１４３％−１００％＝４３％、撮像部１１の明側ノイズ＝１１９％−１００％＝１９％であるから、明側ノイズの比率は１９％／４３％＝４４．２％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−４４．２％＝５５．８％≒５６％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１の暗側ノイズ」／「撮像部１１ｄの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ｄの暗側ノイズ＝１００％−７０％＝３０％、撮像部１１の暗側ノイズ＝１００％−７８％＝２２％であるから、暗側ノイズの比率は２２％／３０％＝７３．３％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−７３．３％＝２６．７％≒２７％と算出される。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１の明側ノイズ」／「撮像部１１ｄの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ｄの明側ノイズ＝１４３％−１００％＝４３％、撮像部１１の明側ノイズ＝１１９％−１００％＝１９％であるから、明側ノイズの比率は１９％／４３％＝４４．２％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−４４．２％＝５５．８％≒５６％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１の暗側ノイズ」／「撮像部１１ｄの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ｄの暗側ノイズ＝１００％−７０％＝３０％、撮像部１１の暗側ノイズ＝１００％−７８％＝２２％であるから、暗側ノイズの比率は２２％／３０％＝７３．３％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−７３．３％＝２６．７％≒２７％と算出される。
また、図１１の撮像部１１ｄ（先行技術の構成を持つ撮像部）と比較し、織り方２では明側ノイズが５５％軽減、暗側ノイズが８％軽減できていることが確認できた。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１の明側ノイズ」／「撮像部１１ｄの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ｄの明側ノイズ＝１５１％−１００％＝５１％、撮像部１１の明側ノイズ＝１２３％−１００％＝２３％であるから、明側ノイズの比率は２３％／５１％＝４５．１％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−４５．１％＝５４．９％≒５５％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１の暗側ノイズ」／「撮像部１１ｄの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ｄの暗側ノイズ＝１００％−７６％＝２４％、撮像部１１の暗側ノイズ＝１００％−７８％＝２２％であるから、暗側ノイズの比率は２２％／２４％＝９１．７％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−９１．７％＝８．３％≒８％と算出される。
明側ノイズの改善度は、明側ノイズを「明側地合いノイズ−１００％」として算出し、明側ノイズの比率を「撮像部１１の明側ノイズ」／「撮像部１１ｄの明側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ｄの明側ノイズ＝１５１％−１００％＝５１％、撮像部１１の明側ノイズ＝１２３％−１００％＝２３％であるから、明側ノイズの比率は２３％／５１％＝４５．１％となり、明側ノイズの改善度は、１００％−４５．１％＝５４．９％≒５５％と算出される。
一方、暗側ノイズの改善度は、暗側ノイズを「１００％−暗い側地合いノイズ」として算出し、暗側ノイズの比率を「撮像部１１の暗側ノイズ」／「撮像部１１ｄの暗側ノイズ」で算出し、算出された比率を「１００％−比率」で算出することにより確認できる。具体的には、撮像部１１ｄの暗側ノイズ＝１００％−７６％＝２４％、撮像部１１の暗側ノイズ＝１００％−７８％＝２２％であるから、暗側ノイズの比率は２２％／２４％＝９１．７％となり、暗側ノイズの改善度は、１００％−９１．７％＝８．３％≒８％と算出される。
図１５は先行技術の撮像部１１ｄ及び本発明の撮像部１１で撮像した欠陥部の波形を示した図である。図１５（ａ）は図１１の撮像部１１ｄで取得した欠陥波形である。図１５（ｂ）は図１３の撮像部１１で取得した欠陥波形である。
図１５（ａ）では暗欠陥も明欠陥も欠陥出力は確認できるが地合いノイズが大きいため安定検出が困難である。
これに対して、図１５（ｂ）では地合いノイズが軽減されているため、暗欠陥も明欠陥もはっきりと出力されていることが確認できる。
このことにより本発明の撮像部１１では、これまでの撮像部（比較例１〜４で示した撮像部１１ａ〜１１ｄ）では検出不可となる、被検査物５０上に発生した微細な異物・薄い汚れ欠陥を検出可能となることが言える。
図１５（ａ）では暗欠陥も明欠陥も欠陥出力は確認できるが地合いノイズが大きいため安定検出が困難である。
これに対して、図１５（ｂ）では地合いノイズが軽減されているため、暗欠陥も明欠陥もはっきりと出力されていることが確認できる。
このことにより本発明の撮像部１１では、これまでの撮像部（比較例１〜４で示した撮像部１１ａ〜１１ｄ）では検出不可となる、被検査物５０上に発生した微細な異物・薄い汚れ欠陥を検出可能となることが言える。
図１６は、本発明の照明配置と製品の関係図である。
図１６（ａ）は搬送方向から見た関係図となる。
実施例の反射照明４２の間隔は被検査物５０の幅Ｘ１:５０ｍｍに合わせた。
本発明では被検査物上に照明が無いように配置するため、反射照明４２の間隔は被検査物５０の幅Ｘ１以上である必要がある。
また、実施例では反射照明４２の高さＹ１(被検査物５０からの高さ)は１００ｍｍとした。反射照明４２の高さＹ１が１００ｍｍの場合、ラインセンサ高さＹ２:４９８ｍｍのため照明が視野に入る画角が３．５９度となる。
画角が３．５９度の場合はラインセンサの視野幅Ｘ２は６２ｍｍとなり、被検査物５０の幅Ｘ１:５０ｍｍより１２ｍｍ大きいため、被検査物が蛇行して搬送されても蛇行量が６ｍｍ以内であれば検査が可能である。
図１６（ａ）は搬送方向から見た関係図となる。
実施例の反射照明４２の間隔は被検査物５０の幅Ｘ１:５０ｍｍに合わせた。
本発明では被検査物上に照明が無いように配置するため、反射照明４２の間隔は被検査物５０の幅Ｘ１以上である必要がある。
また、実施例では反射照明４２の高さＹ１(被検査物５０からの高さ)は１００ｍｍとした。反射照明４２の高さＹ１が１００ｍｍの場合、ラインセンサ高さＹ２:４９８ｍｍのため照明が視野に入る画角が３．５９度となる。
画角が３．５９度の場合はラインセンサの視野幅Ｘ２は６２ｍｍとなり、被検査物５０の幅Ｘ１:５０ｍｍより１２ｍｍ大きいため、被検査物が蛇行して搬送されても蛇行量が６ｍｍ以内であれば検査が可能である。
図１６（ｂ）は被検査物５０の幅方向から見た関係図となる。実施例では反射照明４２の中心をラインセンサの視野位置とした。また、透過照明８２の照射位置も反射照明４２の中心とした。
実施例では透過照明８２はラインセンサとの関係を散乱透過の位置としたが、正透過の位置でも良い。
実施例では透過照明８２はラインセンサとの関係を散乱透過の位置としたが、正透過の位置でも良い。
図１７は、本発明の反射照明と透過照明の光量比を示した図である。図の縦軸は地合いノイズ、横軸は反射照明と透過照明の光量比である。
被検査物５０の地合いノイズを軽減させるためには反射照明と透過照明を併用する必要があることが確認できた。そのため、反射照明と透過照明の光量比を変動させ、地合いノイズを軽減できる範囲を確認した。
光量はラインセンサ２１に入光する受光量にて調整を行い、比率の範囲は１０:０から０:１０まで行った。
図１７では比率が１:１のときから、明側の地合いノイズが図１１の撮像部１１ｄよりも大きくなることが確認できた。
上記から、本発明の反射照明と透過照明の光量比は１．４:１から１１:１の範囲（所定の範囲）で調光（自動調光）を行う必要があることが確認できた。
被検査物５０の地合いノイズを軽減させるためには反射照明と透過照明を併用する必要があることが確認できた。そのため、反射照明と透過照明の光量比を変動させ、地合いノイズを軽減できる範囲を確認した。
光量はラインセンサ２１に入光する受光量にて調整を行い、比率の範囲は１０:０から０:１０まで行った。
図１７では比率が１:１のときから、明側の地合いノイズが図１１の撮像部１１ｄよりも大きくなることが確認できた。
上記から、本発明の反射照明と透過照明の光量比は１．４:１から１１:１の範囲（所定の範囲）で調光（自動調光）を行う必要があることが確認できた。
本発明の反射照明と透過照明の調光方法は交互に行う必要がある。被検査物が配置された状態で反射照明のみ点灯させ反射照明の調光を行う。反射照明の調光後、透過照明を点灯させ透過照明の調光を行う。透過照明の調光後に検査を開始する。
例えば、反射照明からの受光量をＡとし、透過照明からの受光量をＢとした場合は、Ａ＋Ｂ＝Ｃが検査する光量となる。
反射照明と透過照明の光量比を３：１とし、Ｃの目標値をカメラ出力（２５６階調)の１２０Ｌｖとした場合は、反射照明のみを点灯させ、カメラの受光量を９０Ｌｖとなるように反射照明を自動調光する。そのあと、透過照明を点灯させ、カメラの受光量を１２０Ｌｖとなるように透過照明を自動調光することで、カメラの受光量を光量比３：１として１２０Ｌｖ（Ａ＋Ｂ＝Ｃ）とすることができる。調光の順番は透過照明が先でも良い。
例えば、反射照明からの受光量をＡとし、透過照明からの受光量をＢとした場合は、Ａ＋Ｂ＝Ｃが検査する光量となる。
反射照明と透過照明の光量比を３：１とし、Ｃの目標値をカメラ出力（２５６階調)の１２０Ｌｖとした場合は、反射照明のみを点灯させ、カメラの受光量を９０Ｌｖとなるように反射照明を自動調光する。そのあと、透過照明を点灯させ、カメラの受光量を１２０Ｌｖとなるように透過照明を自動調光することで、カメラの受光量を光量比３：１として１２０Ｌｖ（Ａ＋Ｂ＝Ｃ）とすることができる。調光の順番は透過照明が先でも良い。
図１８は、被検査物５０を回転させた場合の地合いノイズの変動を示す図である。図の縦軸は地合いノイズ、横軸は被検査物の回転角度である。
実施例の被検査物５０の表面は縦糸組織(搬送方向に沿った組織)を主としている。そのため、被検査物を回転させ、搬送方向に対して本発明の撮像部で地合いノイズを軽減できる、繊維組織角度が何度であるかを確認した。
図１８では６０度から地合いノイズが変動していることが確認できた。そのため、搬送方向に対して本発明の撮像部１１で地合いノイズを軽減できる、繊維組織角度は５０度以下であることが確認できた。
実施例の被検査物５０の表面は縦糸組織(搬送方向に沿った組織)を主としている。そのため、被検査物を回転させ、搬送方向に対して本発明の撮像部で地合いノイズを軽減できる、繊維組織角度が何度であるかを確認した。
図１８では６０度から地合いノイズが変動していることが確認できた。そのため、搬送方向に対して本発明の撮像部１１で地合いノイズを軽減できる、繊維組織角度は５０度以下であることが確認できた。
本発明の撮像部１１で地合いノイズを軽減させ、微細な異物・薄い汚れ欠陥を検出可能となることが確認できた。しかし、被検査物５０を６０度以上回転させた場合はラインセンサ２１と反射照明４２が正反射の関係となる凹凸角度が発生し、本発明の効果がなくなった。そのため、幅方向にラインセンサと反射照明が正反射の関係となる凹凸角度が被検査物にあった場合は地合いノイズの軽減ができないことになってしまう。
実施例２では幅方向の凹凸が大きい被検査物５０があった場合を想定して撮像部１１の工夫を行った。
実施例２では幅方向の凹凸が大きい被検査物５０があった場合を想定して撮像部１１の工夫を行った。
(第２の実施形態)
図１９は、実施例２の照明配置と製品の関係図である。
図１９（ａ）は搬送方向から見た関係図であり、図１９（ｂ）は幅方向から見た関係図となる。図１６からの変更点は反射照明４２の中心(ラインセンサ２１が撮像する位置)に遮光板１８３（非照明部）を照明に追加していることである。
遮光板１８３を反射照明４２の中心(ラインセンサ２１が撮像する位置)に追加することで、幅方向からの光も遮断した。このことで、ラインセンサと反射照明が正反射の関係となる凹凸角度があっても、正反射成分が発生しないと考えられる。
図１９は、実施例２の照明配置と製品の関係図である。
図１９（ａ）は搬送方向から見た関係図であり、図１９（ｂ）は幅方向から見た関係図となる。図１６からの変更点は反射照明４２の中心(ラインセンサ２１が撮像する位置)に遮光板１８３（非照明部）を照明に追加していることである。
遮光板１８３を反射照明４２の中心(ラインセンサ２１が撮像する位置)に追加することで、幅方向からの光も遮断した。このことで、ラインセンサと反射照明が正反射の関係となる凹凸角度があっても、正反射成分が発生しないと考えられる。
図２０は、実施例２においての被検査物５０を回転させた場合の地合いノイズの変動を示す図である。図２０（ａ）は遮光板１２．５ｍｍの時のノイズの変動を示す図である。図２０（ｂ）は遮光板２５ｍｍの時のノイズの変動を示す図である。
遮光板(幅Ｘ３：１２．５ｍｍ)を装着させた場合では７０度から地合いノイズが大きくなっている。
遮光板幅(幅Ｘ３：２５ｍｍ)を装着させた場合では９０度まで回転させても地合いノイズは維持できていることが確認できた。
上記から、反射照明４２に遮光板を挿入することで幅方向にラインセンサ２１と反射照明４２が正反射の関係となる凹凸角度があった場合でも地合いノイズを軽減させる効果が維持できることが確認できた。
なお、反射照明４２の構成として、複数の照明部を被検査物５０の走行方向に並べ、ラインセンサ２１が撮像する位置において、複数の照明部の間隔位置（非照明部）を設ける構成としてもよい。
遮光板(幅Ｘ３：１２．５ｍｍ)を装着させた場合では７０度から地合いノイズが大きくなっている。
遮光板幅(幅Ｘ３：２５ｍｍ)を装着させた場合では９０度まで回転させても地合いノイズは維持できていることが確認できた。
上記から、反射照明４２に遮光板を挿入することで幅方向にラインセンサ２１と反射照明４２が正反射の関係となる凹凸角度があった場合でも地合いノイズを軽減させる効果が維持できることが確認できた。
なお、反射照明４２の構成として、複数の照明部を被検査物５０の走行方向に並べ、ラインセンサ２１が撮像する位置において、複数の照明部の間隔位置（非照明部）を設ける構成としてもよい。
上述した実施形態における欠陥検査装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１…欠陥検査装置、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…撮像部、１２…欠陥検出部、１３…ロータリエンコーダ、１４…検査部、２１，６１…ラインセンサ、２２，４２，６２，７３…反射照明、５０…被検査物、８２…透過照明
Claims (6)
- 繊維組織からなる連続シート状物であり、幅が狭い被検査物を検査対象とする欠陥検査装置であって、
長手方向が前記被検査物の搬送方向と平行に、幅方向の両側に配置され、前記被検査物の一方の主面側から前記被検査物を照明する反射照明と、
長手方向が前記被検査物の幅方向と平行に配置され、前記被検査物の他方の主面側から前記被検査物を照明する透過照明と、
前記反射照明および前記透過照明によって照明された前記被検査物を前記一方の主面側から撮像するラインセンサと、
前記ラインセンサから得られる画像データに基づいて前記被検査物における欠陥の検出を行う欠陥検出部と、を備えることを特徴とする欠陥検査装置。 - 前記被検査物は、織物、ヒモ、テープのいずれかであって、前記被検査物の表面にある凹凸が前記反射照明および前記透過照明によって照明されると、前記被検査物が発生する反射光及び透過光を前記ラインセンサが撮像することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
- 前記反射照明は、前記被検査物を挟む様に２台配置され、
２台配置された前記反射照明の間隔は前記被検査物の幅以上としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の欠陥検査装置。 - 前記透過照明は、前記ラインセンサとの関係を正透過または散乱透過となるように配置したことを特徴とする請求項１から請求項３いずれか１項に記載の欠陥検査装置。
- 前記反射照明及び前記透過照明は、前記ラインセンサに入光する光量をもとに自動調光を行い、前記ラインセンサに入光する光量比を所定の範囲で行うことを特徴とする請求項１から請求項４いずれか１項に記載の欠陥検査装置。
- 前記反射照明は、前記ラインセンサが撮像する位置に対応する前記反射照明の長手方向の中心において、前記被検査物の側に非照明部を追加していることを特徴とする請求項１から請求項５いずれか１項に記載の欠陥検査装置。
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| CN110672635A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-01-10 | 杭州利珀科技有限公司 | 一种布匹疵点检测装置及实时检测方法 |
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