JP3544748B2 - 表面検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被検査体上に存在する面積が大きな広域欠陥を検出するための表面検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
連続走行するシート状物の表面に存在する欠陥を検出するために、一般にフライングスポット方式の表面検査装置が用いられている。この表面検査装置は、正常部分と欠陥部分とで光の反射率や透過率が異なることを利用したもので、被検査体の表面にレーザーによるスポット光を走査させ、その反射光もしくは透過光を受光器により光電検出し、検出した反射光や透過光の強度の変化から各種欠陥の有無を評価するものである。
【０００３】
このような表面検査装置の中には、例えば特公平５−６２９４２号公報に記載されているように、一箇所に集中的に発生した密度欠陥を選択的に検出することができるようにしたものがある。この表面検査装置では、受光器による光電変換信号の信号レベルの変化量が規定量以上となった時に欠陥が存在すると判断するとともに、被検査体の検査領域を細分化した細分化検査領域ごとに欠陥の発生回数を計数し、計数値が予め定められた規定値を越えた時に、この細分化検査領域内に密度欠陥が存在するものと判断している。
【０００４】
ところで、紙などのように繊維材からなるものは、地合いによって光の反射率や透過率が一定しないため、これを被検査体とする場合には、正常部分においても光電変換信号の信号レベルの変動量が大きくなる。このため、従来の表面検査装置では欠陥の誤検出を防止するために、欠陥部を識別するためのしきい値の信号レベルを正常光成分の信号レベルとある程度の差をもたせて設定してある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
紙面の色ムラ等のように、使用上は問題がなくても広範囲にわたって存在するような欠陥は、製品品質上好ましくない。ところが、色ムラは光の反射率や透過率に与える影響が小さく、光電変換信号の信号レベルには大きな変化として表れないので、上記表面検査装置でこれを検出することは困難であった。
【０００６】
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、広範囲にわたって存在する欠陥を確実に検出することができる表面検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の表面検査装置は、走査機構を内蔵した投光器により、連続走行する被検査体に対してその幅方向に走査する検査光を照射し、被検査体を反射又は透過した検査光を受光器で光電検出し、この検出信号に基づいて前記被検査体を幅方向に分割したレーン毎に欠陥の有無を識別する表面検査装置において、一定間隔のクロック信号を送出する基準クロック発生回路と、前記受光器の検出信号の信号レベルを二値化する閾値が設定され、前記検出信号の信号レベルが前記閾値を超える期間中に送出されるクロック信号を計数する第１の計数手段と、各レーンが一走査される毎に前記第１の計数手段による第１の計数値が入力され、前記第１の計数値を予め設定された第１の基準値と比較する手段と、前記第１の計数値が前記第１の基準値に達する前に前記検出信号の信号レベルが前記閾値を下回った場合に前記第１の計数値をクリアする手段と、前記第１の計数値が前記第１の基準値に達した時点で幅欠陥信号を出力する第１の信号発生手段と、検査光が被検査体を規定回数走査する間に、同一のレーンで前記幅欠陥信号が出力された回数を計数する第２の計数手段と、前記第２の計数手段による第２の計数値が入力され、入力された第２の計数値が予め設定された第２の基準値に達したときに広域欠陥信号を発生する第２の信号発生手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
図２は、本発明の表面検査装置の基本構造を概略的に表したものである。表面検査装置１０は、投光器１１，受光器１２，光センサ１４，及び信号処理回路１５により構成されている。シート状の被検査物、例えば紙１７は、投光器１１と受光器１２との間を図中矢印方向に一定速度で走行される。
【００１１】
投光器１１は、レーザー発振器２０，レンズ群２１，回転多面鏡２２，及び光路折り曲げ用の２枚のミラー２３，２４により構成されている。レーザー発振器２０から放射されたレーザー光２０ａは、ミラー２３を介してレンズ群２１に入射し、そのスポット径が調節された後に、ミラー２４を介して高速回転する回転多面鏡２２に入射する。そして、このレーザー光２０ａは、回転多面鏡２２の回転によって紙１７の走行方向と略直交して紙１７上を幅方向に高速走査する検査光２５となる。この検査光２５は、紙１７の検査部１７ａを透過した後に、走査方向に延びた受光器１２に入射する。受光器１２は、紙１７の検査部１７ａを透過した検査光２５を光電検出し、その強度に比例した光電変換信号を信号処理回路１５に送出する。
【００１２】
光センサ１４は、検査光２５による紙１７上の走査領域から走査上流側に外れた位置に設けられており、検査光２５を受光した瞬間にパルス状の受光信号を発生して信号処理回路１５に送出する。
【００１３】
図１は、信号処理回路１５の構成を概略的に示すものである。信号処理回路１５は、検査幅設定回路３１，レーン分割信号発生回路３２，分周回路３３，基準クロック発生回路３４，二値化回路３５，幅欠陥検出回路３６，アンド回路３７，ラッチ回路３８，及び広域欠陥弁別回路３９により構成されている。光センサ１４の受光信号Ｓ１は検査幅設定回路３１に、また受光器１２の光電変換信号Ｓ２は二値化回路３５に入力される。
【００１４】
検査幅設定回路３１は、光センサ１４からの受光信号Ｓ１が入力されてから時間Ｔ_ａ が経過した時にローレベルからハイレベルになり、時間Ｔ_ｂ が経過した時に再びローレベルに戻る検査幅信号Ｓ３をレーン分割信号発生回路３２及びアンド回路３７に出力する。なお時間Ｔ_ａ ，Ｔ_ｂ は、検査光２５の走査速度と紙１７の幅寸法とに応じて予め設定されており、時間Ｔ_ａ は検査光２５が光センサ１４を通過してから検査部１７ａ上の検査開始位置１７ｂに達するまでの時間、時間Ｔ_ｂ は光センサ１４を通過してから検査部１７ａ上の検査終了位置１７ｃに達するまでの時間に設定されている。
【００１５】
レーン分割信号発生回路３２は、検査幅信号Ｓ３がハイレベルになった時点から一定時間Ｔ_０ が経過する毎にパルス状のレーン分割信号Ｓ４をｍ回発生させ、ラッチ回路３８及び広域欠陥弁別回路３９に送出する。なお、時間Ｔ_０ 及び発生回数ｍは、検査光２５の走査速度と紙１７の幅方向における検査領域の分割数に応じて設定される。本実施例では図５に示したように、紙１７上を幅Ｗ_０ 、長さＬ_０ の４つの検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ に分割し、時間Ｔ_０ を検査光２５が各検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ 内を走査する間の時間、発生回数ｍを４回に設定した。分周回路３３は、紙１７が長さＬ_０ 走行する毎にパルス状の検査長信号Ｓ５を発生させて広域欠陥弁別回路３９に送出する。基準クロック発生回路３４は、一定の微小間隔でクロック信号Ｓ６を発生させて幅欠陥検出回路３６に送出する。
【００１６】
二値化回路３５は、受光器１２からの光電変換信号Ｓ２の信号レベルが予め定められているしきい値Ｌ_ＴＨＬＤ以上になった時にハイレベルとなる光量増加信号Ｓ７を発生させて幅欠陥検出回路３６に送出する。このしきい値Ｌ_ＴＨＬＤは、光電変換信号Ｓ２の正常光成分の信号レベルに近い値に設定されている。
【００１７】
幅欠陥検出回路３６は、図３に示したように、アンド回路４１，計数回路４２，及びデジタルコンパレータ４３により構成されている。アンド回路４１は、二値化回路３５から入力された光量増加信号Ｓ７がハイレベルとなっている間だけ基準クロック発生回路３４からのクロック信号Ｓ６を通過させて計数回路４２に送出する。計数回路４２は、アンド回路４１から入力した通過クロック信号Ｓ４１のクロック数を計数し、その計数値Ｃをデジタルコンパレータ４３に送出する。また計数回路４２は、二値化回路３５からの光量増加信号Ｓ７がハイレベルからローレベルに変化した時に、計数値Ｃをクリアして「０」にする。デジタルコンパレータ４３は、計数回路４２から入力した計数値Ｃが予め定められた基準値Ｃ_０ と等しくなった瞬間にパルス状の幅欠陥信号Ｓ８を送出する。この幅欠陥信号Ｓ８はアンド回路４１にも制御信号として入力され、アンド回路４１は幅欠陥信号Ｓ８を入力した時点で閉じられる。したがって、アンド回路４１からは基準値Ｃ_０ を越えない数の通過クロック信号Ｓ４１が送出される。なお基準値Ｃ_０ は、検出しようとする欠陥の、被検査体の幅方向における長さに応じて定められ、本実施例においては「４」とした。
【００１８】
図１において、アンド回路３７は、検査幅設定回路３１からの検査幅信号Ｓ３がハイレベルとなっている間に幅欠陥検出回路３６のデジタルコンパレータ４３から幅欠陥信号Ｓ８を入力すると、このタイミングでパルス状の欠陥信号Ｓ９を発生させてラッチ回路３８に送出する。ラッチ回路３８は、アンド回路３７からの欠陥信号Ｓ９を、レーン分割信号発生回路３２から入力されるレーン分割信号Ｓ４と同期させて広域欠陥弁別回路３９に送出する。すなわち、このラッチ回路３８は、アンド回路３７からパルス状の欠陥信号Ｓ９が入力された時に二進数「１」を一旦保持し、この後レーン分割信号Ｓ４が入力された瞬間に保持している二進数「１」を広域欠陥弁別回路３９に送出する。また、アンド回路３７から欠陥信号Ｓ９が入力されない時には、二進数「０」を保持したままなので、レーン分割信号Ｓ４の入力と同時に二進数「０」を広域欠陥弁別回路３９に送出する。したがって、このラッチ回路３８からはレーン分割信号Ｓ４が入力されるごとに「１」又は「０」の二進数Ａが出力される。
【００１９】
広域欠陥弁別回路３９は、図４に示すように、二進加算器５１，シフトレジスタ５２，５３，５４，５５，及びデジタルコンパレータ５６により構成されている。４つのシフトレジスタ５２〜５５は、それぞれ重みが（２^０ ），（２^１ ），（２^２ ），（２^３ ）の二進数「１」又は「０」を格納する。またシフトレジスタ５２〜５５は、紙１７の幅方向における検査領域の分割数と同じ数のビット構成となっており、本実施例では各々４ビット構成となっている。そして、レーン分割信号発生回路３２からレーン分割信号Ｓ４が入力されるごとに、各ビットの格納値を最終ビット側にシフトさせ、最終ビットに格納されていた値ｂ_０ 〜ｂ_３ を二進加算器５１及びデジタルコンパレータ５６に出力する。これにより、二進加算器５１及びデジタルコンパレータ５６には、４つの値ｂ_０ 〜ｂ_３ を重み順に配列してなる二進数Ｂ（＝ｂ_３ ｂ_２ ｂ_１ ｂ_０ ）が入力される。
【００２０】
ラッチ回路３８からの二進数Ａは、二進加算器５１に入力される。二進加算器５１は、二進数Ａとシフトレジスタ５２〜５５から入力された二進数Ｂとを加算し、この加算値Ｆ（＝ｆ_３ ｆ_２ ｆ_１ ｆ_０ ）をビットごとにシフトレジスタ５２〜５５に格納する。またデジタルコンパレータ５６は、シフトレジスタ５２〜５５から入力された二進数Ｂが予め定められた規定値Ｍ_０ 以上となった時に広域欠陥信号Ｓ１０を送出する。なお規定値Ｍ_０ は、検出しようとする欠陥の、被検査体の走行方向における長さに応じて定められ、本実施例においては、大きさが４の二進数「０１００」とした。
【００２１】
図６は、上記のように構成された表面検査装置１０の各出力信号の概略波形を表すものである。紙１７が一定速度で走行されると、同時に投光器１１から検査光２５の照射が開始される。また基準クロック発生回路３４が作動を開始し、一定の微小間隔でクロック信号Ｓ６を送出する。検査光２５が光センサ１４を通過すると、このセンサ１４がパルス状の受光信号Ｓ１を発生し、検査幅設定回路３１に送出する。検査幅設定回路３１は、受光信号Ｓ１が入力されてから時間Ｔ_ａ が経過し、検査光２５が紙１７の検査開始位置１７ｂに達した時に、その信号レベルをローレベルからハイレベルに変化させ、時間Ｔ_ｂ が経過して検査終了位置１７ｃに達した時には信号レベルを再びローレベルに戻す。したがって、この検査幅設定回路３１から出力される検査幅信号Ｓ３は、検査光２５が紙１７の検査部１７ａ上を走査している間だけハイレベルとなっている。
【００２２】
また、検査幅信号Ｓ３がローレベルからハイレベルに変化すると、レーン分割信号発生回路３２が、この時点から時間Ｔ_０ が経過するごとにパルス状のレーン分割信号Ｓ４を４回発生させる。これにより、検査光２５が４つの検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ の終端部に達するごとにレーン分割信号Ｓ４が発生する。
【００２３】
検査光２５は検査部１７ａを透過して受光器１２に入射する。受光器１２は検査光２５を光電検出し、その強度に比例した光電変換信号Ｓ２を出力する。この際、検査部１７ａ上の正常部位においては検査光２５は所定濃度をもつ紙１７を所定厚み分だけ透過して受光器１２に入射するので、受光器１２の光電変換信号Ｓ２の信号レベルは、全体に紙１７の濃度及び厚みに応じたレベルだけ低下する。検査部１７ａ上に小欠陥、例えばキズ６１が存在する場合には、このキズ６１部においては紙厚が薄くなっているので、検査光２５の透過光量が増加し、受光器１２の光電変換信号Ｓ２の信号レベルが瞬間的に増加する。また、広い範囲にわたって濃度欠陥、例えば淡色部６２が存在する場合には、この部位で光の透過率が上昇するので、光電変換信号Ｓ２の信号レベルは淡色部６２と対応した位置において上昇する。
【００２４】
受光器１２の光電変換信号Ｓ２は二値化回路３５に送られる。二値化回路３５は、光電変換信号Ｓ２の信号レベルが予め設定されているしきい値Ｌ_ＴＨＬＤ以上になった時にハイレベルとなる光量増加信号Ｓ７を発生させて幅欠陥検出回路３６に送出する。この際、光電変換信号Ｓ２の信号レベルが、キズ６１及び淡色部６２の発生位置と、検査光２５が紙１７の面外を走査し、受光器１２に直接入光する範囲Ｘ１，Ｘ２に対応した位置とで上昇するので、二値化回路３５からは、キズ６１及び淡色部６２の発生位置と範囲Ｘ１，Ｘ２とで光量増加信号Ｓ７が発生される。また、しきい値Ｌ_ＴＨＬＤが光電変換信号Ｓ２の正常光成分の信号レベルと近い値に設定されているので、検査部１７ａ上の正常部においても、光電変換信号Ｓ２の信号レベルの変動量が大きなノイズ部Ｓ_Ｎ と対応した位置に光量増加信号Ｓ７が生じることがある。
【００２５】
幅欠陥検出回路３６に入力された光量増加信号Ｓ７は、アンド回路４１と計数回路４２とに入力される。アンド回路４１は、光量増加信号Ｓ７がハイレベルとなっている間だけ基準クロック発生回路３４からのクロック信号Ｓ６を通過させて計数回路４２に送出する。計数回路４２は、アンド回路４１を通過した通過クロック信号Ｓ４１のクロック数を計数し、その計数値Ｃをデジタルコンパレータ４３に送出する。デジタルコンパレータ４３は、計数回路４２から入力される計数値Ｃを順次基準値Ｃ_０ （＝４）と比較し、「Ｃ＝Ｃ_０ 」となった瞬間にパルス状の幅欠陥信号Ｓ８を送出する。
【００２６】
この際、淡色部６２は紙１７の幅方向における長さが長いので、この淡色部６２に対応した光量増加信号Ｓ７の幅も広くなり、通過クロック信号Ｓ４１のクロック数が多くなる。これにより、光量増加信号Ｓ７がローレベルに変化する以前に計数回路４２での計数値Ｃが基準値Ｃ_０ に達するので、デジタルコンパレータ４３から幅欠陥信号Ｓ８が送出される。そして、幅欠陥信号Ｓ８が送出されると、この瞬間にアンド回路４１が閉じられ、通過クロック信号Ｓ４１の送出が停止する。これにより、計数回路４２による計数値Ｃは、基準値Ｃ_０ と等しくなった時点でこれ以上増加しなくなる。また計数回路４２は、光量増加信号Ｓ７がハイレベルからローレベルに変化した時に計数値Ｃをクリアして「０」にし、次の光量増加信号Ｓ７に対応した通過クロック信号Ｓ４１の入力に備える。
【００２７】
一方、キズ６１部は紙１７の幅方向における長さが短いので、キズ６１部に対応した光量増加信号Ｓ７の幅も狭くなり、通過クロック信号Ｓ４１のクロック数が少なくなる。これにより、計数回路４２での計数値Ｃが基準値Ｃ_０ に達する以前に二値化回路３５からの光量増加信号Ｓ７がローレベルに変化し、計数回路４２が計数値Ｃをクリアして「０」にするので、このキズ６１と対応した位置には幅欠陥信号Ｓ８は発生しない。また、光電変換信号Ｓ２の変動が正常光成分の信号レベルよりも高レベル側に偏った状態で長く継続することもないので、ノイズ部Ｓ_Ｎ に対応した光量増加信号Ｓ７も幅が狭くなり、この位置に幅欠陥信号Ｓ８は生じない。したがって、幅欠陥信号Ｓ８は、紙１７の幅方向に連続的に存在する淡色部６２と対応した位置と、検査光２５が紙１７を透過することなく直接受光器１２に入光する範囲Ｘ１，Ｘ２に対応した位置とにおいて発生する。
【００２８】
幅欠陥検出回路３６から送出された幅欠陥信号Ｓ８は、アンド回路３７に入力される。アンド回路３７は、検査幅設定回路３１からの検査幅信号Ｓ３がハイレベルとなっている間に幅欠陥信号Ｓ８を入力すると、このタイミングでパルス状の欠陥信号Ｓ９を発生させてラッチ回路３８に送出する。この際、幅欠陥信号Ｓ８が淡色部６２の発生位置と、紙１７上から外れた範囲Ｘ１，Ｘ２に対応した位置とにおいて発生しているが、検査幅信号Ｓ３は検査光２５が検査部１７ａ上を走査している間だけハイレベルとなっているので、欠陥信号Ｓ９は淡色部６２に対応した位置でのみ発生する。
【００２９】
欠陥信号Ｓ９は、ラッチ回路３８でレーン分割信号Ｓ４と同期をとられた上で広域欠陥弁別回路３９に送出される。ラッチ回路３８からはレーン分割信号Ｓ４が入力されるごとに「１」又は「０」の二進数Ａが出力される。本実施例においては、図５及び図６に示したように第１検査領域Ｄ_１ 内に幅をもつ欠陥はなく、ラッチ回路３８に欠陥信号Ｓ９が入力されないので、このラッチ回路３８からは１回目のレーン分割信号Ｓ４が入力された瞬間に二進数「０」が出力される。また、第２検査領域Ｄ_２ 内には淡色部６２が存在し、ラッチ回路３８に欠陥信号Ｓ９が入力されるので、２回目のレーン分割信号Ｓ４が入力された時にはラッチ回路３８から二進数「１」が出力される。同様に、３回目及び４回目のレーン分割信号Ｓ４が入力された時には、いずれもラッチ回路３８から二進数「０」が出力される。ラッチ回路３８から出力された「１」又は「０」の二進数Ａは、順次二進加算器５１に入力される。
【００３０】
図７（Ａ）に示すように、第１検査領域Ｄ_１ に対応した二進数「０」が１回目のレーン分割信号Ｓ４と同期をとられて二進加算器５１に入力されると、同時にシフトレジスタ５２〜５５が、それぞれビット内の格納値を最終ビット側にシフトさせて先頭ビットを空領域にするとともに、最終ビットに格納されていた各値ｂ_０ ，ｂ_１ ，ｂ_２ ，ｂ_３ （＝０，０，０，０）を二進加算器５１とデジタルコンパレータ５６とに送出する。二進加算器５１は、ラッチ回路３８からの二進数「０」と、シフトレジスタ５２〜５５から出力された各値ｂ_０ 〜ｂ_３ を重み順に配列してなる二進数「００００」とを加算し、加算値Ｆ（＝００００）をシフトレジスタ５２〜５５の空領域となった先頭ビットに格納する。この際、シフトレジスタ５２〜５５には、それぞれ加算値Ｆの重み（２^０ ），（２^１ ），（２^２ ），（２^３ ）に対応したビットの値が格納される。
【００３１】
同時に、デジタルコンパレータ５６がシフトレジスタ５２〜５５から出力された二進数Ｂ（＝００００）を規定値Ｍ_０ （＝０１００）と比較する。デジタルコンパレータ５６は、二進数Ｂが規定値Ｍ_０ 以上となった時にパルス状の広域欠陥信号Ｓ１０を送出するが、二進数Ｂが「００００」であり、規定値Ｍ_０ よりも小さいので、広域欠陥信号Ｓ１０は送出されない。
【００３２】
図７（Ｂ）に示すように、第２検査領域Ｄ_２ に対応した二進数「１」が２回目のレーン分割信号Ｓ４と同期をとられて二進加算器５１に入力されると、同時にシフトレジスタ５２〜５５が、再び各ビット内の格納値を最終ビット側にシフトさせて先頭ビットを空領域にするとともに、最終ビットに格納されていた値ｂ_０ 〜ｂ_３ を二進加算器５１とデジタルコンパレータ５６とに送出する。そして二進加算器５１は、ラッチ回路３８からの二進数「１」とシフトレジスタ５２〜５５からの二進数「００００」とを加算し、加算値「０００１」をシフトレジスタ５２〜５５の先頭ビットに格納する。またデジタルコンパレータ５６では、二進数「０００１」と規定値Ｍ_０ との比較が行われる。この場合においても、二進数「０００１」が規定値Ｍ_０ よりも小さいので、デジタルコンパレータ５６から広域欠陥信号Ｓ１０は送出されない。
【００３３】
同様に、第３検査領域Ｄ_３ 及び第４検査領域Ｄ_４ に対応した２つの二進数「０」及び「０」が二進加算器５１に入力されるごとに、二進加算器５１はシフトレジスタ５２〜５５の最終ビットから出力された二進数Ｂとの加算を行い、それぞれの加算値Ｆをシフトレジスタ５２〜５５の先頭ビットに格納する。そして、検査光２５による１回の走査が終了した時に、図７（Ｃ）に示すように、シフトレジスタ５２〜５５内には４つの検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ のそれぞれにおいて発生した欠陥信号Ｓ９の総数が最終ビット側から先頭ビット側に順に格納されている。
【００３４】
検査光２５の走査を繰り返すと、二進加算器５１には、検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ のそれぞれに対応した４つの二進数Ａが繰り返し入力される。この二進加算器５１は、二進数Ａが入力されるごとにシフトレジスタ５２〜５５の最終ビットに格納されていた二進数Ｂとの加算を行い、この加算値Ｆを改めてシフトレジスタ５２〜５５の先頭ビットに格納する。この際、シフトレジスタ５２〜５５が検査領域の分割数「４」と同じ数のビット構成であるので、検査光２５の１回の走査が終了した時点では常に、最終ビット側から先頭ビット側に向けて順に４つの検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ のそれぞれに対応した値が格納されている。したがって、次の走査が開始されると、シフトレジスタ５２〜５５からは検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ に対応した二進数Ｂが順に出力され、同じく検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ の順に入力された二進数Ａと順次加算される。これにより、シフトレジスタ５２〜５５内には、検査領域Ｄ_１ 〜Ｄ_４ ごとの欠陥信号Ｓ９の総数が格納されていることになる。
【００３５】
そしてデジタルコンパレータ５６は、シフトレジスタ５２〜５５から出力された二進数Ｂと規定値Ｍ_０ との比較を繰り返し、二進数Ｂが規定値Ｍ_０ 以上となった時にパルス状の広域欠陥信号Ｓ１０を送出する。淡色部６２は広い面積をもち、紙１７の走行方向における長さが長いので、検査光２５の走査を繰り返す間に、何度も淡色部６２と対応した位置で欠陥信号Ｓ９が発生する。これにより、シフトレジスタ５２〜５５内の検査領域Ｄ_２ に対応した格納値が大きくなり、デジタルコンパレータ５６から広域欠陥信号Ｓ１０が送出される。この広域欠陥信号Ｓ１０がＣＰＵ（図示せず）に送られると、例えば、ＣＰＵが表示パネル（図示せず）に「広域欠陥あり」を表示する。
【００３６】
検査光２５の走査が繰り返され、紙１７が長さＬ_０ だけ走行されると、分周器３３がパルス状の検査長信号Ｓ５を発生させて二進加算器５１に送出する。二進加算器５１は、検査長信号Ｓ５を入力した時に、シフトレジスタ５２〜５５の全ビット内の格納値をクリアして「０」にし、次の検査領域Ｄ_１ ’〜Ｄ_４ ’内の走査に備える。
【００３７】
【実施例】
本発明の表面検査装置１０により紙面上に存在する直径６ｍｍの淡色部の検出を行った。なお、紙の検査幅を３ｍ、走行速度を１８０ｍ／分とし、検査光の走査回数を３０００回／秒、基準クロック発生回路によるクロック信号の発生周波数を１０ＭＨ_Ｚ とした。また上記条件によれば、クロック信号は、検査光が紙上を１ｍｍ走査するごとに発生されるので、通過クロック信号の基準計数値Ｃ_０ を「４」、各検査領域内における欠陥信号の規定発生回数Ｍ_０ を「４回」とした。さらに、光電変換信号の信号レベルから欠陥部を識別するためのしきい値Ｌ_ＴＨＬＤを正常光成分の信号レベルと近接する値とし、従来装置ではノイズ成分を誤検出してしまうレベルに設定した。
【００３８】
上記検査の結果、キズ等のように光電変換信号の信号レベルの変化量は大きいものの、面積が小さい欠陥は検出されることがなく、直径６ｍｍ以上の大きさを持つ欠陥のみが検出された。しかも、光電変換信号の信号レベルの変化量が小さく、従来装置では検出することができなかった淡色部も検出された。これにより、本発明の検査装置によれば、光電変換信号の信号レベルの変化量の多少に係わりなく、所定以上の面積をもつ欠陥であれば確実に検出できることが確認された。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明の表面検査装置によれば、一定の微小間隔でクロック信号を発生させておき、受光器による光電変換信号の信号レベルが増加又は低下した状態を保持している間に送出されたクロック信号数が基準値を越えた時に欠陥部であると認識するので、光電変換信号の信号レベルの変化量の多少に係わりなく、被検査体の幅方向における長さが短い欠陥は除外され、幅の広い欠陥のみが選別される。しかも、光電変換信号の変動は正常光成分の信号レベルよりも高レベル側あるいは低レベル側に偏った状態で長く継続することがないので、光電変換信号上から欠陥部を識別するための信号レベルのしきい値を正常光成分の信号レベルと近い値に設定してもノイズ部が誤検出される恐れがない。これにより、光の反射率や透過率に与える影響が小さく、光電変換信号の信号レベルには大きな変化として表れなくても、その幅が広い欠陥であれば確実に検出することができるようになる。
【００４０】
また、所定長以上の幅をもつ欠陥が、被検査体の走行方向に規定回数以上確認された時に広域欠陥が存在すると判断するので、被検査体の幅方向、あるいは走行方向のいずれか一方にのみ長さをもつような欠陥は除外され、面積の大きな広域欠陥のみが検出される。
【００４１】
さらに、被検査体の検査領域をその幅方向に細かく分割することで、１つの小領域内においては所定長以上の幅をもつ欠陥部が幅方向に複数並ぶことがなくなるので、小領域ごとの欠陥の発生回数をそのまま被検査体の走行方向における長さに置き換えることができるようになり、信号処理がより簡便になるとともに、精度の高い検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図２】表面検査装置の構成を示す概略図である。
【図３】図１に表した幅欠陥検出回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に表した広域欠陥弁別回路の構成を示すブロック図である。
【図５】検査領域の分割方法を示す説明図である。
【図６】信号処理回路の各部における信号波形の概略を示すチャート図である。
【図７】広域欠陥弁別回路内でのデータ処理方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 表面検査装置
１１ 投光器
１２ 受光器
１５ 信号処理回路
１７ 紙
１７ａ 検査部
２５ 検査光
３２ レーン分割信号発生回路
３４ 基準クロック発生回路
３６ 幅欠陥検出回路
３８ ラッチ回路
３９ 広域欠陥弁別回路
６１ キズ
６２ 淡色部

Claims (1)

1. 走査機構を内蔵した投光器により、連続走行する被検査体に対してその幅方向に走査する検査光を照射し、被検査体を反射又は透過した検査光を受光器で光電検出し、この検出信号に基づいて前記被検査体を幅方向に分割したレーン毎に欠陥の有無を識別する表面検査装置において、
   一定間隔のクロック信号を送出する基準クロック発生回路と、
   前記受光器の検出信号の信号レベルを二値化する閾値が設定され、前記検出信号の信号レベルが前記閾値を超える期間中に送出されるクロック信号を計数する第１の計数手段と、
   各レーンが一走査される毎に前記第１の計数手段による第１の計数値が入力され、前記第１の計数値を予め設定された第１の基準値と比較する手段と、
   前記第１の計数値が前記第１の基準値に達する前に前記検出信号の信号レベルが前記閾値を下回った場合に前記第１の計数値をクリアする手段と、
   前記第１の計数値が前記第１の基準値に達した時点で幅欠陥信号を出力する第１の信号発生手段と、
   検査光が被検査体を規定回数走査する間に、同一のレーンで前記幅欠陥信号が出力された回数を計数する第２の計数手段と、
   前記第２の計数手段による第２の計数値が入力され、入力された第２の計数値が予め設定された第２の基準値に達したときに広域欠陥信号を発生する第２の信号発生手段とを備え、
   前記第１の計数値と前記第２の計数値が前記第１の基準値と前記第２の基準値にそれぞれ達することにより広域欠陥が存在することを識別することを特徴とする表面検査装置。

Images