JP4707632B2 - 欠陥検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、内部に略均一な連続した導光部を持つ長尺状の中空糸膜の欠陥を検査する装置に関するものである。

従来、内部にほぼ均一な中空部を持つ筒状の機能性材料として、中空糸膜等がフィルターや分離膜、隔膜等として多用されているが、その形状が筒状であり、また不透明であるため、製造後の品質は外部からの表面状態の検査、または内圧をかけての破壊検査等により確認するしかなかった。

一方、平面状の不透明物体に対する検査として、表面から光を入射して物体の実質部分内の伝播状態のばらつきにより欠陥を検査する技術が特許文献１〜３により提案されている。

また、特許文献４には走行する円柱状物体または円筒状物体の欠陥を検出する技術が提案されている。

特許第３２６９２８８号公報 特公昭５９−０２５９７２号公報 特開昭６４−０６１６５３号公報 特開２００１−３３７０４６号公報

しかしながら、前述の特許文献１〜３の技術では、中空糸膜のような筒状の対象物では表面における反射方向が一定しないことや筒部の厚さが非常に薄いため、入射光と染み出してくる光の分離が困難であるため筒状の対象物には適用出来なかった。

従来技術では物体の実質を光が伝搬して検査に有効に使える光の入射位置からの距離は２ｍｍ程度であり、遮光構造の強度や遮光構造貫通部での被検査物の保護を考えた場合に現実的と思われる遮光構造の厚みを考えると、遮光構造を通過中に光は衰弱してしまうため検査できなかった。

また、特許文献４の技術では、物体表面の反射光のみを検出するため物体表面に付着した異物や黒点、或いは表面傷は検出出来ても内部欠陥までは検出出来なかった。

このように、近年、品質向上や歩留まり向上の要求から、筒状構造物等の内部に略均一な連続した導光部を持つ長尺状の対象物が完成した時点での全量検査が望まれているが、中空糸膜等の場合には不透明であるがゆえに、表面のみの検査、もしくは破壊検査しか出来ないという問題があり、内部に略均一な連続した導光部を持つ長尺状の対象物の欠陥検査が望まれていた。

この問題に対して鋭意工夫し観察を行った結果、内部に導光部をもつ中空糸のような検査対象では外部から導入した光は実質部のみを伝わるより長い距離を伝搬しながら外部へ漏れ出してくる事を見出し、実用的遮光構造と組み合わせる事によって、内部伝搬光による光と表面での反射光を分離し実用的な検査装置を発明するに至った。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、内部に略均一な連続した導光部を持つ長尺状の中空糸膜の内部欠陥をも検査可能な欠陥検査装置を提供せんとするものである。

前記目的を達成するための本発明に係る欠陥検査装置の第１の構成は、内部に略均一な連続した導光部を持つ長尺状の中空糸膜の欠陥を検査する装置であって、前記中空糸膜に対して外側から光を照射する第１の照射手段と、前記第１の照射手段により照射された光が前記中空糸膜内の導光部に導かれて該導光部から中空糸膜の外側に出射する光像を撮像する第１の撮像手段と、前記長尺状の中空糸膜の長手方向における前記第１の照射手段と前記第１の撮像手段との間に設けられ、前記第１の照射手段から出射される直接光及び前記第１の照射手段により照射された光が前記中空糸膜の外表面を反射した反射光及び前記中空糸膜を透過して一旦外部に出た透過光が前記第１の撮像手段に入射しないように遮光する遮光手段と、前記第１の撮像手段の出力信号を処理して前記中空糸膜の欠陥を検出する第１の画像処理手段と、を有することを特徴とする欠陥検査装置。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記長尺状の中空糸膜の長手方向における前記第１の照射手段と前記第１の撮像手段との離間間隔は、０．１mm以上、且つ１００mm以下に設定したことを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第３の構成は、前記第１の構成において、前記第１の照射手段は、直線状に配列された出射口を持つ光源を有して構成したことを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第４の構成は、前記第３の構成において、前記中空糸膜を挟んで前記第１の照射手段に対向して反射面を有する反射部材を配置し、該反射面により第１の照射手段から出射された光を反射して該中空糸膜に照射することを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第５の構成は、前記第１の構成において、前記第１の照射手段は、環状の出射口を持つ光源を有して構成され、該環状の出射口の内側に前記中空糸膜を設置することを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第６の構成は、前記第１の構成において、前記中空糸膜に対して外側から光を照射する第２の照射手段と、前記第２の照射手段により照射され、前記中空糸膜の外表面を反射した反射光による光像を撮像する第２の撮像手段と、前記第２の撮像手段の出力信号を処理して前記中空糸膜の欠陥を検出する第２の画像処理手段とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第７の構成は、前記第６の構成において、前記第１、第２の画像処理手段は、前記第１、第２の撮像手段の出力信号を相互に組み合わせて処理して前記中空糸膜の欠陥を検出することを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第８の構成は、前記第６の構成において、前記第１の照射手段が前記第２の照射手段を兼ねており、前記長尺状の中空糸膜の長手方向における前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との間に前記第１の照射手段を配置したことを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第９の構成は、前記第６の構成において、前記第１、第２の撮像手段が１台のカラーカメラにより構成され、前記長尺状の中空糸膜の長手方向における前記第１の照射手段と前記第２の照射手段との間に前記カラーカメラを配置し、前記第１の照射手段と前記第２の照射手段とは前記カラーカメラで区別することの出来るそれぞれ異なる波長を持つ光を照射するように構成され、前記カラーカメラの出力信号から電気的に分離した前記第１の照射手段に割り当てられた光による第１の画像を前記第１の撮像手段の出力信号とし、前記第２の照射手段に割り当てられた光による第２の画像を前記第２の撮像手段の出力信号としたことを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第１０の構成は、前記第６の構成において、前記第２の照射手段は、直線状に配列された出射口を持つ光源を有して構成したことを特徴とする。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第１１の構成は、前記第６の構成において、前記第２の照射手段は、環状の出射口を持つ光源を有して構成され、該環状の出射口の内側に前記中空糸膜を設置することを特徴とする。

本発明に係る欠陥検査装置によれば、内部に略均一な連続した導光部を持つ長尺状の中空糸膜の表面のみならず内部の状態や欠陥を検査することが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第１の構成によれば、第１の照射手段により照射され、該中空糸膜内部に侵入した後に、内部の連続した導光部を反射し、該中空糸膜外部へ漏れながら伝播している光により、あたかも中空糸膜内部から照射され中空糸膜の外側に出射する光像を第１の撮像手段により撮像することが出来る。このとき、遮光手段により第１の照射手段から出射される直接光および第１の照射手段により照射された光が中空糸膜の外表面を反射した反射光及び中空糸膜を透過して一旦外部に出た透過光が第１の撮像手段に入射しないように遮光することが出来、第１の照射手段から出射され中空糸膜の外表面や外部空間を伝わる光を遮断した状態で第１の撮像手段により該中空糸膜の内部及び表面の状態を反映した画像を該第１の撮像手段により撮像することが出来、第１の画像処理手段により第１の撮像手段の出力信号を処理することで、中空糸膜の内部及び表面の異物や欠陥を検査することが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第２の構成によれば、中空糸膜の内部構造や表面状態による光の内部伝播状態の違いや検出すべき異物や欠陥の種類に対応して、長尺状の中空糸膜の長手方向における第１の照射手段と第１の撮像手段との離間間隔を０．１mm以上、且つ１００mm以下の間で適切な場所に設定し、良好な画像を取得することが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第３の構成によれば、複数の中空糸膜を並んだ状態にして、まとめて第１の照射手段により光を照射する構成とすることが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第４の構成によれば、一旦、中空糸膜を透過した光や中空糸膜の側方を通過した光を反射面により反射して中空糸膜を再度照明することにより、光を効率良く中空糸膜内部に侵入させることが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第５の構成によれば、環状の出射口の内側に中空糸膜を設置することにより中空糸膜等の円筒状、或いは円柱状の中空糸膜に対して、第１の照射手段により全周面から均一に光を照射することが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第６の構成によれば、第１の撮像手段により撮像した中空糸膜の表面及び内部の異物や欠陥に起因する画像による検査結果に加えて、第２の撮像手段により中空糸膜の表面の異物や欠陥のみを示す画像を撮像することで、表面のみの異物や欠陥に起因する画像の検査結果を同時に提供することが出来、更にそれらの差異を比較することで、中空糸膜内部の異物や欠陥のみに起因する検査結果を得ることが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第７の構成によれば、第１の撮像手段により撮像した中空糸膜の表面及び内部の異物や欠陥に起因する画像出力信号と、第２の撮像手段により撮像した中空糸膜の表面の異物や欠陥に起因する画像出力信号と、を比較、演算する画像処理を行うことで、中空糸膜の表面のみの異物や欠陥、或いは中空糸膜の内部のみの異物や欠陥をそれぞれ検出することが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第８の構成によれば、第１の撮像手段と第２の撮像手段との間に第２の照射手段を兼ねる第１の照射手段を配置することで、一台の照射手段を用いて第１の撮像手段と第２の撮像手段とにより両画像を一度に撮像することが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第９の構成によれば、１台のカラーカメラの出力信号から、電気的な手法により異なる波長の画像を取り出すことで、第１の撮像手段と第２の撮像手段によって撮像する画像と等価な画像を得ることが出来る。またこの際に第１の撮像手段と第２の撮像手段とによって撮像する場所が同じ場所であることを容易に確保することが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第１０の構成によれば、複数の中空糸膜を並んだ状態にして、まとめて第２の照射手段により光を照射する構成とすることが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の第１１の構成によれば、環状の出射口の内側に中空糸膜を設置することにより中空糸膜等の円筒状、或いは円柱状の中空糸膜に対して、第２の照射手段により全周面から均一に光を照射することが出来る。

また、本発明に係る欠陥検査装置の構成によれば、中空糸膜が中空糸膜の場合に該中空糸膜の内部の中空部を導光部として好適に適用出来る。

図により本発明に係る欠陥検査装置の一実施形態を具体的に説明する。先ず、図１〜図５を用いて本発明に係る欠陥検査装置の第１実施形態の構成について説明する。図１（ａ）は本発明に係る欠陥検査装置の第１実施形態の構成を示す模式図、図１（ｂ）は図１（ａ）の部分説明図、図１（ｃ）は中空糸膜の断面説明図、図２及び図３は遮光手段の一例を示す図、図４（ａ）は第１の撮像手段により撮像した中空糸膜の内部の欠陥の一例を示す図、図４（ｂ）は第２の撮像手段により撮像した中空糸膜の外観上の欠陥の一例を示す図、図５は撮像手段と中空糸膜の種々の配置の例を示す模式図である。

図１（ａ）において、19は内部に略均一な連続した導光部１ａを持つ長尺状の対象物となる中空糸膜１の欠陥を検査する欠陥検査装置であり、中空糸膜１に対して外側から光を照射する第１の照射手段となるハロゲンランプを光源とするライン型ファイバー照明装置２と、該ライン型ファイバー照明装置２により照射された光が中空糸膜１内の導光部となる中空部１ａに導かれて該中空部１ａから中空糸膜１の外側に出射する光像を撮像する第１の撮像手段となるカメラ６ａ，６ｂと、長尺状の中空糸膜１の長手方向におけるライン型ファイバー照明装置２とカメラ６ａ，６ｂとの間に設けられ、ライン型ファイバー照明装置２から出射される直接光及び該ライン型ファイバー照明装置２により照射された光が中空糸膜１の外表面を反射した反射光及び中空糸膜１を透過して一旦外部に出た透過光がカメラ６ａ，６ｂに入射しないように遮光する遮光手段となる遮光構造物５、カメラ６ａ，６ｂのそれぞれの出力信号を処理して中空糸膜１の欠陥を検出する第１の画像処理手段となる画像処理装置12ａ，12ｂ等を有して構成されている。

長尺状の中空糸膜１の長手方向におけるライン型ファイバー照明装置２とカメラ６ａ，６ｂとの離間間隔ｄは０．１mm以上、且つ１００mm以下に設定されており、ライン型ファイバー照明装置２は直線状に配列された出射口３を持つ光源を有して構成される。本実施形態のカメラ６ａ，６ｂはエリアカメラを有して構成されている。エリアカメラによりエリアをまとめて撮像することで、中空糸膜１が比較的低速で連続移動する場合や間欠的に移動する場合に比較的簡便な撮像系により検査装置が構成出来る。

また、中空糸膜１を挟んでライン型ファイバー照明装置２に対向して反射面を有する反射部材となる反射板４が配置されており、該反射板４によりライン型ファイバー照明装置２から出射された光を反射して中空糸膜１に照射するように構成されている。

本実施形態において、被検体となる中空糸膜１は外観上は白色不透明である直径１．３mmの中空糸膜を採用している。この中空糸膜１は、図１（ｃ）に示すように、内部中心に直径０．７mmの連続した導光部となる中空部１ａを持ち、該中空部１ａの周りが厚さ０．３mmの円筒部分に囲まれているものである。

中空糸膜１の材質としては、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリアミド系、ポリイミド系、セルロース系、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリメタクリル酸系、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルケトン系等の有機系高分子及びアルミナ、ジルコニア、チタニア、シリコンカーバイト等のセラミックスに適用出来、限外濾過膜、精密濾過膜、気体分離膜、パーベーパレーション膜、透析膜等としてして採用される中空糸膜１に適用出来る。

第１の照射手段となるハロゲンランプを光源とするライン型ファイバー照明装置２は、出射口３から中空糸膜１に対して効率良く光を当てるために該中空糸膜１に近接して設置してある。

また、中空糸膜１を挟んでライン型ファイバー照明装置２に対向して反射板４を設置することにより、中空糸膜１の両側を通過した光や中空糸膜１を透過した光を反射板４により反射させ、再度中空糸膜１に入射させることで中空糸膜１に効率良く光を送り込むことが出来る。

中空糸膜１内部に送り込まれた光は導光部となる中空糸膜１の中空部１ａを伝播する。遮光手段となる遮光構造物５を設置することにより中空糸膜１の中空部１ａを伝播してから漏れ出した光以外のライン型ファイバー照明装置２の出射口３から出射された直接の照明光や中空糸膜１の表面で反射した光や中空糸膜１を一旦透過した光がカメラ６ａ，６ｂの視野に影響しないようにしている。

エリアカメラからなるカメラ６ａ，６ｂにより、図１（ｂ）に示すように、中空糸膜１を上下両方向から撮像し、中空糸膜１の上下両面を撮像して検査する。図４（ａ）は中空糸膜１の欠陥部分をカメラ６ａにより撮影した画像である。後述する通常の外光で撮影された図４（ｂ）の画像と比較すると、図４（ｂ）では外観上の欠陥９のみが撮像されているのに対して、図４（ａ）では外観上の欠陥９の外側に内部欠陥10も捉えられていることが分かる。

そして、図４（ａ）に示す撮像画像からなるカメラ６ａの出力信号を画像処理装置12ａで処理することにより、中空糸膜１に存在する欠陥を検出することが出来る。

図４（ａ）に示す内部欠陥10の中心はライン型ファイバー照明装置２の出射口３の中心から３．５mm離れた位置にある。このような内部欠陥10を撮像するための長尺状の中空糸膜１の長手方向におけるライン型ファイバー照明装置２の中心とカメラ６ａ，６ｂの中心との離間間隔ｄは２mm以上且つ５mm以下の間が好適である。撮像毎に中空糸膜１を３mmずつ移動させることで、該中空糸膜１の全面を検査し、中空糸膜１に存在する内部及び外周部の欠陥を検出することが出来る。

本実施形態では第１の撮像手段としてエリアカメラからなるカメラ６ａ，６ｂを採用した場合の一例について説明したが、中空糸膜１が連続して移動している状態で検査する場合には、第１の撮像手段であるカメラ６ａ，６ｂとして、ライン（センサー）カメラを使用する構成が好適である。この場合も長尺状の中空糸膜１の長手方向におけるライン型ファイバー照明装置２の中心とカメラ６ａ，６ｂの中心との離間間隔ｄは２mm以上且つ５mm以下の間が好適である。ラインカメラにより撮像することで、中空糸膜１が比較的高速で連続移動する場合でも、取りこぼしのない検査が出来る。

遮光手段となる遮光構造物５は、中空糸膜１が挿通される貫通孔５ａを有する遮光板５ｂと、外光を防ぐためにカメラ６ａ，６ｂ及び該カメラ６ａ，６ｂによる中空糸膜１の撮像領域を覆う覆い部材５ｇとを有して構成されている。

遮光手段となる遮光構造物５としては、図２に示すように中空糸膜１が通る貫通孔５ａが遮光板５ｂに設けられた遮光構造物５を採用することも出来、図３（ａ）に示すように、２分割された遮光板５ｃ，５ｄがヒンジ部材５ｅにより回動可能に連結され、各遮光板５ｃ，５ｄを回動してオーバーラップ部5c1，5d1をオーバーラップさせた際に溝部5c2，5d2により円形状に形成された貫通孔を中空糸膜１が通るように構成することも出来る。また、図３（ｂ）に示すように、３分割された遮光板５ｃ，５ｄ，５ｆがヒンジ部材５ｅにより回動可能に連結され、各遮光板５ｃ，５ｄ，５ｆを回動してオーバーラップ部5c1，5c3，5d1，5f1，5f3をオーバーラップさせた際に溝部5c2，5d2，5f2により円形状に形成された貫通孔を中空糸膜１が通るように構成することも出来る。

また、図１（ａ）に示す反射部材となる反射板４は平板状のものを好適な例として図示したが、中空糸膜の形状や表面状態によってこれ以外の形状を好適なものとして選定することが出来る。

前記実施形態では第１の撮像手段としてカメラ６ａ，６ｂを２台配置する構成を示したが、中空糸膜の導光部として中空糸膜１の中空部１ａ内部を伝播する光は入射した方向と関係ないため、照射手段となるライン型ファイバー照明装置２の配置とは関係なく、例えば、図５（ａ）に示すように、撮像手段となるカメラ６ａを１台とし、中空糸膜１を挟んでカメラ６ａに対向して反射面を有する反射部材となる鏡16を断面Ｖ形状に配置して中空糸膜１の全周を検査する構成としても良く、図５（ｂ）に示すように、撮像手段となるカメラ６ａ，６ｂ，６ｃを３台とし、各カメラ６ａ，６ｂ，６ｃを中空糸膜１を中心に１２０度づつ角度をずらせて配置して中空糸膜１の全周を検査する構成としても良く、図５（ｃ）に示すように、撮像手段となるカメラ６ａを１台とし、中空糸膜１を２本並設し、中空糸膜１を挟んでカメラ６ａに対向して反射面を有する反射部材となる鏡16を断面Ｗ形状に配置して並設した２本の中空糸膜１のそれぞれの全周を検査する構成としても良い。尚、図５（ａ），（ｃ）において、各鏡16相互の成す角度は１２０度に設定されている。

また、図５（ｂ）の形態の場合はカメラを３台配置したが、カメラを４台以上としてそれぞれ等角度ずつずらして配置し、更に細かい検査をすることも出来る。また、図１（ａ）の構成において、中空糸膜１を２本以上並べて同時に検査する構成とすることも出来る。

尚、第１の照射手段としては、図６に示して後述するリング型ファイバー照明装置７のように、環状の出射口を持つ光源を有して構成し、該環状の出射口の内側に中空糸膜１を設置することも出来る。

次に図６を用いて本発明に係る欠陥検査装置の第２実施形態の構成について説明する。図６は本発明に係る欠陥検査装置の第２実施形態の構成を示す模式図である。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、図６に示すように、前記第１実施形態の構成に加えて、中空糸膜１に対して外側から光を照射する第２の照射手段となるハロゲンランプを光源とするリング型ファイバー照明装置７と、該リング型ファイバー照明装置７により照射され中空糸膜１の外表面を反射した反射光による光像を撮像する第２の撮像手段となるカメラ８ａ，８ｂと、該カメラ８ａ，８ｂの出力信号を処理して中空糸膜１の欠陥を検出する第２の画像処理手段となる画像処理装置13ａ，13ｂが設けられている。

本実施形態では、第２の照射手段として、環状の出射口を持つ光源を有するリング型ファイバー照明装置７により構成し、該環状の出射口の内側に中空糸膜１を設置する構成としたが、第２の照射手段を図１に示して前述した直線状に配列された出射口３を持つ光源を有するライン型ファイバー照明装置２により構成することも出来る。

また、第２の撮像手段となるカメラ８ａ，８ｂはエリアカメラ、ラインカメラの何れかで構成することが出来る。エリアカメラによりエリアをまとめて撮像することで、中空糸膜が比較的低速で連続移動する場合や間欠的に移動する場合に比較的簡便な撮像系により検査装置が構成出来る。また、ラインカメラにより撮像することで、中空糸膜が比較的高速で連続移動する場合でも、取りこぼしのない検査が出来る。また、第２の撮像手段として用いるカメラの配置も図５に示したと同様な構成とすることが出来る。

また、第１、第２の画像処理手段となる画像処理装置12ａ，12ｂ，13ａ，13ｂの出力信号は画像検出手段となる画像検査装置14ａ，14ｂにより比較処理されることで、第１、第２の撮像手段となるカメラ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂの出力信号を相互に組み合わせて処理して中空糸膜１の内部欠陥10のみを検出することも出来るように構成されている。

本実施形態の構成では、中空糸膜１の外観上の欠陥と内部の欠陥を区別する必要がある場合に特に好適である。本実施形態では第２の照射手段として、ハロゲンランプを光源とするリング型ファイバー照明装置７を設け、第２の撮像手段となるカメラ８ａ，８ｂはエリアカメラからなり、リング型ファイバー照明装置７により光が照射された領域を撮像するようにする。

中空糸膜１の外表面を反射した反射光による光像は、遮光構造物５を用いて第１の撮像手段となるカラーカメラ６ａ，６ｂにより撮像する該中空糸膜１の内部を伝播する光による像に比べて非常に明るいため、遮光構造物５を用いない第２の撮像手段となるカメラ８ａ，８ｂでは実質的に中空糸膜１の外表面の反射光による光像が撮像されることになる。

第１の撮像手段となるカメラ６ａ，６ｂにより中空糸膜１の内部及び外観の欠陥を撮像すると共に、第２の撮像手段となるカメラ８ａ，８ｂにより該中空糸膜１の外観の欠陥を撮像し、第１の画像処理手段となる画像処理装置12ａ，12ｂ、第２の画像処理手段となる画像処理装置13ａ，13ｂによりそれぞれの欠陥を検出して、その結果を画像検査手段となる画像検査装置14ａ，14ｂにより比較することで中空糸膜１の外観の欠陥と内部の欠陥とを区別して検出することが出来る。尚、カメラ６ａ，６ｂとカメラ８ａ，８ｂとによる中空糸膜１の同じ部位での画像取り込みの時間差は、図示しない位置検出手段となるエンコーダーにより中空糸膜１の移動量を検知して補正している。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

次に図７を用いて本発明に係る欠陥検査装置の第３実施形態の構成について説明する。図７は本発明に係る欠陥検査装置の第３実施形態の構成を示す模式図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、図７に示すように、図６に示す第２の照射手段となるリング型ファイバー照明装置７を省略し、第１の照射手段となるライン型ファイバー照明装置２が第２の照射手段を兼ねるものである。即ち、第１の照射手段となるライン型ファイバー照明装置２が長尺状の中空糸膜１の長手方向における第１の撮像手段となるカメラ６ａ，６ｂと、第２の撮像手段となるカメラ８ａ，８ｂとの間に配置され、両者の照明装置として構成される。

そして、ライン型ファイバー照明装置２により照射された光が中空糸膜内の導光部となる中空糸膜１の中空部１ａに導かれて該中空部１ａから中空糸膜１の外側に出射する光像を第１の撮像手段となるカメラ６ａ，６ｂにより撮像し、同じくライン型ファイバー照明装置２により照射され、中空糸膜１の外表面を反射した反射光による光像を第２の撮像手段となるカメラ８ａ，８ｂにより撮像することが出来る。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

次に図８を用いて本発明に係る欠陥検査装置の第４実施形態の構成について説明する。図８は本発明に係る欠陥検査装置の第４実施形態の構成を示す模式図である。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、第１、第２の撮像手段が１台のカラーカメラ６ａ，６ｂにより構成され、長尺状の中空糸膜１の長手方向における第１の照射手段となるライン型ファイバー照明装置２と、第２の照射手段となるリング型ファイバー照明装置７との間にカラーカメラ６ａ，６ｂが配置され、カラーカメラ６ａ，６ｂ及びリング型ファイバー照明装置７が遮光構造物５の内部に配置される。

第１の照射手段となるライン型ファイバー照明装置２と、第２の照射手段となるリング型ファイバー照明装置７とは１台のカラーカメラ６ａ，６ｂで区別することの出来るそれぞれ異なる波長を持つ光を照射するように構成されている。そして、カラーカメラ６ａ，６ｂの出力信号から電気的に分離した第１の照射手段となるライン型ファイバー照明装置２に割り当てられた光による第１の画像をカラーカメラ６ａ，６ｂの第１の撮像手段の出力信号とし、第２の照射手段となるリング型ファイバー照明装置７に割り当てられた光による第２の画像をカラーカメラ６ａ，６ｂの第２の撮像手段の出力信号とする。

例えば、第１の照射手段であるライン型ファイバー照明装置２に中心波長６４０ｎｍ、半値幅３０ｎｍ（赤）のフィルターを挿入し、第２の照射手段であるリング型ファイバー照明装置７に中心波長４５０ｎｍ、半値幅３０ｎｍ（青）のフィルターを挿入する。

カラーカメラ６ａ，６ｂからのカラー画像信号を色画像分離手段となる色画像分離装置18ａ，18ｂにより分離した赤画像を第１の画像処理手段となる画像処理装置12ａ，12ｂにより処理すると共に、青画像を第２の画像処理手段となる画像処理装置13ａ，13ｂにより処理することで、中空糸膜１の内部欠陥及び外観上の欠陥を検出することが出来る。尚、ここで半値幅とは、中心波長を中心とする釣鐘状の光の強度のピーク値の半値における波長の幅のことである。

また、第５実施形態として図９に示すような形態によっても良好な結果を得ることができる。この第５実施形態では、光源２として、幅１２０ｍｍのライン型照明をメタルハライド光源に接続したものを用い、この出射口の周りを反射板４と貫通口５ａをもつ遮光構造物５を組み合わせて囲んだ構造となっている。貫通口５ａは１６個設けてあり、１６本の被検査中空糸膜を同時に検査できる。この構造のうち、出射口と対向する反射板４および貫通口５ａの半分を成す切れ込みを持った遮光構造５ｂは組み合わさって蓋状のカバー21として、図１０の様に取り外す事ができ、被検査対象である中空糸を本検査装置にセットしやすいようになっている。該カバー21と組み合わせて使用する光源本体側カバー22は、ライン型照明と貫通口５ａの残り半分を成す切れ込みを持った遮光構造５ｂの組合せである。

カバー21と22は組み合わせた時にお互いを固定する、図示しない固定構造（図示しない）を設けることもできる。カバー21と22を組み合わせたときに構成される貫通口５ａの直径は、被検査対象である中空糸の直径よりも０．１〜２ｍｍ程度大きく設定し、ラインセンサーカメラ23により観察する位置は貫通口５ａの出口から０．１〜５ｍｍ程度の位置に設定することが望ましい。

また、撮影の背景として背景部20を設けて、撮影時に余計な背景が写らないようになっている。図示しない糸ガイドによって、被検体は貫通口５ａのカメラ側に接触しながら通過し、撮影する側での光の漏洩を防ぐように導かれている。遮光構造５ｂを成す構造体の厚みは１ｍｍ程度とし、中空糸が接触しても傷つかないように貫通口５ａの周囲はその厚みを利用して丸みを帯びた断面形状になっている。被検査対象の両面の検査は図９の構造を被検査対象に対して２つ用いて行うことができる。このような第５の実施形態によっても本特許を好適に実施することができる。本実施例において、ラインセンサーカメラ23により観察する位置は、光源2の出射口3から12mm程度である。

尚、前記各実施形態では好適な具体例を挙げて本発明を詳細に説明したが、本発明がこれらの好適な具体例に限定されないことはもちろんである。特に照射手段となる光源や、撮像手段となるカメラについては各種のものが市販されており、光源については出射光量や形状寸法等で、カメラについては感度や撮像時間、分解能等で適宜好適なものを選択することが出来る。

また、遮光手段となる遮光構造物５についても種々の中空糸膜の特性に応じて、接触型や非接触型など各種の形状を取ることが出来る。

欠陥としては、導光部の外側部分のピンホールや、導光部の外側部分に含まれる異物、導光部の外側部分の厚みむらなどが対象となるが、これらに限らず他の欠陥も光学的に捉えられる欠陥ならば対象とすることが出来る。

また、前記各実施形態では、第１、第２の照射手段として各照明装置を１台ずつ設けた場合について説明したが、これらの台数や照射方向は中空糸膜の種類や検査対象となる欠陥の種類に応じて適宜選択出来る。

本発明の活用例として、中空糸膜の欠陥を検査する場合に好適である。

（ａ）は本発明に係る欠陥検査装置の第１実施形態の構成を示す模式図、（ｂ）は（ａ）の部分説明図、（ｃ）は中空糸膜の断面説明図である。 遮光手段の一例を示す図である。 遮光手段の一例を示す図である。 （ａ）は第１の撮像手段により撮像した中空糸膜の内部の欠陥の一例を示す図、（ｂ）は第２の撮像手段により撮像した中空糸膜の外観上の欠陥の一例を示す図である。 撮像手段と中空糸膜の種々の配置の例を示す模式図である。 本発明に係る欠陥検査装置の第２実施形態の構成を示す模式図である。 本発明に係る欠陥検査装置の第３実施形態の構成を示す模式図である。 本発明に係る欠陥検査装置の第４実施形態の構成を示す模式図である。 （ａ）は本発明に係る欠陥検査装置の第５実施形態の構成を示す模式図、（ｂ）は第５実施形態の側面図である。 第５実施形態のカバー側と本体側を分離したところの説明図である。

１…中空糸膜
１ａ…中空部
２…ライン型ファイバー照明装置
３…出射口
４…反射板
５…遮光構造物
５ａ…貫通孔
５ｂ，５ｃ，５ｄ…遮光板
５ｃ１，５ｃ３，５ｄ１…オーバーラップ部
５ｃ２，５ｄ２…溝部
５ｅ…ヒンジ部材
５ｆ…遮光板
５ｆ１，５ｆ３…オーバーラップ部
５ｆ２…溝部
５ｇ…覆い部材
６ａ，６ｂ…カメラ（カラーカメラ）
７…リング型ファイバー照明装置
８ａ，８ｂ…カメラ（カラーカメラ）
９…外観上の欠陥
10…内部欠陥
12ａ，12ｂ…画像処理装置
13ａ，13ｂ…画像処理装置
14ａ，14ｂ…画像検査装置
16…鏡
18ａ，18ｂ…色画像分離装置
19…欠陥検査装置
20…撮像時の背景部
21…カバー側
22…本体側
23…ラインセンサーカメラ
24…カメラ視線

Claims (11)

1. 内部に略均一な連続した導光部を持つ長尺状の中空糸膜の欠陥を検査する装置であって、
   前記中空糸膜に対して外側から光を照射する第１の照射手段と、
   前記第１の照射手段により照射された光が前記中空糸膜内の導光部に導かれて該導光部から中空糸膜の外側に出射する光像を撮像する第１の撮像手段と、
   前記長尺状の中空糸膜の長手方向における前記第１の照射手段と前記第１の撮像手段との間に設けられ、前記第１の照射手段から出射される直接光及び前記第１の照射手段により照射された光が前記中空糸膜の外表面を反射した反射光及び前記中空糸膜を透過して一旦外部に出た透過光が前記第１の撮像手段に入射しないように遮光する遮光手段と、
   前記第１の撮像手段の出力信号を処理して前記中空糸膜の欠陥を検出する第１の画像処理手段と、
   を有することを特徴とする欠陥検査装置。
2. 前記長尺状の中空糸膜の長手方向における前記第１の照射手段と前記第１の撮像手段との離間間隔は、０．１mm以上、且つ１００mm以下に設定したことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
3. 前記第１の照射手段は、直線状に配列された出射口を持つ光源を有して構成したことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
4. 前記中空糸膜を挟んで前記第１の照射手段に対向して反射面を有する反射部材を配置し、該反射面により第１の照射手段から出射された光を反射して該中空糸膜に照射することを特徴とする請求項３に記載の欠陥検査装置。
5. 前記第１の照射手段は、環状の出射口を持つ光源を有して構成され、該環状の出射口の内側に前記中空糸膜を設置することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
6. 前記中空糸膜に対して外側から光を照射する第２の照射手段と、
   前記第２の照射手段により照射され、前記中空糸膜の外表面を反射した反射光による光像を撮像する第２の撮像手段と、
   前記第２の撮像手段の出力信号を処理して前記中空糸膜の欠陥を検出する第２の画像処理手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
7. 前記第１、第２の画像処理手段は、前記第１、第２の撮像手段の出力信号を相互に組み合わせて処理して前記中空糸膜の欠陥を検出することを特徴とする請求項６に記載の欠陥検査装置。
8. 前記第１の照射手段が前記第２の照射手段を兼ねており、前記長尺状の中空糸膜の長手方向における前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との間に前記第１の照射手段を配置したことを特徴とする請求項６に記載の欠陥検査装置。
9. 前記第１、第２の撮像手段が１台のカラーカメラにより構成され、前記長尺状の中空糸膜の長手方向における前記第１の照射手段と前記第２の照射手段との間に前記カラーカメラを配置し、前記第１の照射手段と前記第２の照射手段とは前記カラーカメラで区別することの出来るそれぞれ異なる波長を持つ光を照射するように構成され、前記カラーカメラの出力信号から電気的に分離した前記第１の照射手段に割り当てられた光による第１の画像を前記第１の撮像手段の出力信号とし、前記第２の照射手段に割り当てられた光による第２の画像を前記第２の撮像手段の出力信号としたことを特徴とする請求項６に記載の欠陥検査装置。
10. 前記第２の照射手段は、直線状に配列された出射口を持つ光源を有して構成したことを特徴とする請求項６に記載の欠陥検査装置。
11. 前記第２の照射手段は、環状の出射口を持つ光源を有して構成され、該環状の出射口の内側に前記中空糸膜を設置することを特徴とする請求項６に記載の欠陥検査装置。