JP5358743B2 - 表面検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体の表面欠陥を検出するための表面検査装置に関する。

各種フィルム（表面塗工されたものを含む）、磁気テープ、光沢紙などの製品（被検体）には、製造工程において表面に凹凸状の欠陥（表面欠陥）が生じることがある。

被検体の表面欠陥を検出するための装置として、明暗パターンを被検体に照射して、これを撮像し、明暗パターンの歪みから表面欠陥を検出するものが知られている（特許文献１参照）。この装置では、明暗パターンの例として、市松模様（チェッカーパターン）などが記載されている。また、撮像手段としてラインセンサを用いることも記載されている。さらに、ストライプパターンであれば、被検体を搭載しているステージをラインセンサの素子と直交する方向に駆動することが記載されている。

特開２００３−３２９４２８号公報

特許文献１の装置では、明暗パターンの種類において、ストライプパターン以外を使用する場合はエリアセンサで２次元画像として取り込む必要がある。そのため、画像視野の範囲で被検体を平面に保つ必要があり、材料のシワ、ばたつき、カールなどが生じ易い腰の弱い材料の被検体（例えば、薄いフィルム）には適さない。また、カメラ分解能をラインセンサ並に高くしようとすると、エリアセンサでは視野が狭くなるため高感度化が難しい。

一方、どのような明暗パターンであっても、ラインセンサと明暗パターンとの相対位置が固定されている限り、ラインセンサの視野は明暗パターン上の１ラインであり、受光信号を２次元画像化した時に、縦縞模様しかならない。このように２次元画像化した時に縦縞模様しかならないような明暗パターン（１次元ストライプパターン）であれば、ステージを駆動してラインセンサを使え、ラインセンサの視野のみでよいので、検査ロールなどで被検体を保持する手法もとることができる。しかし、この１次元ストライプパターンでは、搬送方向に筋状に延びた欠陥（筋状欠陥）が被検体の表面に存在していた場合、ストライプパターンの明暗と欠陥の位置関係で画像上の歪み量が大きく異なり（バラツキ）、検出できないことがある。その結果、表面欠陥の検出精度が落ちるおそれがある。

そこで、本発明は、ラインセンサを利用し、かつ被検体の表面欠陥を高精度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。

本発明の表面検査装置は、被検体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段にて搬送される前記被検体の表面に所定の繰り返し明暗パターンを照射する照射手段と、前記被検体に照射された前記明暗パターンを前記被検体の幅方向に移動させる移動手段と、前記被検体の前記明暗パターンが照射された部位を撮像するラインセンサと、前記ラインセンサにて撮像された信号に基づいて前記被検体の表面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定部と、を備えることにより上述した課題を解決する。

本発明の表面検査装置によれば、被検体の表面に照射された明暗パターンが被検体の幅方向に移動するので、搬送方向の筋状欠陥が被検体の表面に存在していた場合でも、筋状欠陥が明暗パターンに跨り易くなる。これにより、表面欠陥による明暗パターンの歪みを効率的に表示させることができる。また、ラインセンサを用いているので、エリアセンサを用いた場合と比較してカメラの分解能を高めることができる。従って、被検体の表面欠陥を高精度に検出することができる。また、欠陥判定部で被検体の表面欠陥の有無が判定されるので、その判定結果に基づいて表面欠陥が存在している被検体を排除することができる。これにより、製品品質の向上を図ることができる。さらに、本発明の表面検査装置を製造工程中の搬送ラインに適用すれば、表面欠陥の発生を早期に検出することも可能である。そのため、不良品を大量に生産するといった懸念を排除することができる。

本発明の表面検査装置は、材料のシワ、ばたつき、及びカールなどが生じ易い腰の弱い材料の被検体（薄いフィルム）などに対しても適用される。この場合、前記被検体はウエブであり、前記搬送手段には、前記被検体の幅方向に延びる回転軸線の回りに回転し、かつ前記被検体を搬送方向に搬送する搬送ロールが設けられ、前記照射手段は、前記被検体のうち前記搬送ロールと接触する検査部位に前記明暗パターンを照射してもよい。この形態によれば、搬送ロールにて被検体（ウエブ）が保持されるので、被検体の検査部位においてシワ、ばたつき、カールなどが生じ難くなる。これにより、被検体が例えば腰の弱い材料の被検体（薄いフィルム）であっても対応することができる。

上記形態において、前記照射手段には、前記検査部位に光を照射する光源部と、前記光源部と前記検査部位との間に位置し、かつ前記検査部位に照射される前記明暗パターンに対応する模様を有する明暗表示部と、が設けられ、前記移動手段は、前記搬送ロールの回転力を利用して前記明暗表示部の模様を移動させてもよい。この形態によれば、光源部から出力された光が明暗表示部を透過して被検体の検査部位に導かれるので、明暗表示部の模様が明暗パターンとして検査部位に照射される。また、明暗表示部の模様を移動させることで、検査部位に照射される明暗パターンを被検体の幅方向に移動させることができる。さらに、搬送ロールの回転力を利用することで、明暗表示部の模様の移動を効率的に行うことができる。

本発明の表面検査装置の一形態において、前記照射手段には、前記検査部位に光を照射する光源部と、前記光源部と前記検査部位との間に位置し、かつ前記検査部位に照射される前記明暗パターンに対応する模様を有する明暗表示部と、前記搬送ロールの駆動源とは別体に設けられて前記明暗表示部の模様を移動させる駆動部と、が設けられ、前記駆動部は、前記搬送ロールの回転と同期して前記明暗表示部の模様を駆動させてもよい。

搬送ロールと明暗表示部とを１つの駆動源で駆動する場合、搬送ロールの回転と明暗表示部の模様の移動とに必要な動力を１つの駆動源で同時に発生させる必要がある。本形態によれば、搬送ロールの駆動源とは別体に駆動部を設けているので、搬送ロールの回転に必要な動力は搬送ロールの駆動源で、明暗表示部の模様の移動に必要な動力は駆動部でそれぞれ対応することができる。これにより、搬送ロールと明暗表示部とを１つの駆動源で駆動する場合と比較して、搬送ロールの駆動源と駆動部のそれぞれの大きさを小型化することができる。

本発明の表面検査装置の一形態においては、前記ラインセンサにて撮像された信号に基づいて２次元の明暗パターン画像を生成する画像処理部をさらに備え、前記移動手段は、前記被検体の搬送と連動して前記被検体に照射された前記明暗パターンを移動させてもよい。この形態によれば、被検体に照射された明暗パターンを被検体の搬送と連動して移動させるので、画像処理部は、ラインセンサにて撮像された信号を時系列に並べるだけ（ラスタスキャン方式）で、被検体に存在する表面欠陥の位置と２次元の明暗パターン画像上に表示される表面欠陥の位置とを対応づけることができる。これにより、被検体に表面欠陥が検出された時に、その欠陥の位置を容易に特定することができる。

上記形態において、前記欠陥判定部は、前記画像処理部にて生成された明暗パターン画像から正常状態の前記被検体を前記ラインセンサにて撮像した時に得られる明暗パターン画像を消去することにより、前記被検体の表面に欠陥が存在するか否かを判定してもよい。この形態によれば、画像処理部にて生成された明暗パターン画像から正常状態（表面欠陥が無い状態）の被検体をラインセンサにて撮像した時に得られる明暗パターン画像を消去することで、表面欠陥による明暗パターンの歪みのみを抽出することができる。これにより、被検体の表面欠陥の有無を容易に判定することができる。

本発明の表面検査装置の一形態において、前記欠陥判定部は、前記画像処理部にて生成された明暗パターン画像において、所定距離だけ離れた画素の差分を抽出することにより、前記被検体の表面に欠陥が存在するか否かを判定してもよい。画像処理部にて生成された明暗パターン画像において、表面欠陥上に位置する画素の信号と正常面に位置する画素の信号とが異なっているので、所定距離だけ離れた画素の差分を抽出することで、表面欠陥による明暗パターンの歪みを抽出することができる。これにより、正常状態の被検体をラインセンサで撮像した時に得られる明暗パターン画像を予め作成する必要がない。

本発明の表面検査装置の一形態において、前記照射手段には、前記検査部位と対向する位置に配置され、かつ前記検査部位に照射される前記明暗パターンに対応する模様を映像として表示する映像表示部が設けられ、前記移動手段には、前記映像表示部に表示された模様が移動するように前記映像表示部を制御する映像制御部が設けられてもよい。この形態によれば、映像表示部に表示された模様が明暗パターンとして検査部位に照射される。また、映像表示部に表示されている模様を映像制御部にて移動させることで、検査部位に照射された明暗パターンを被検体の幅方向に容易に移動させることができる。

上記形態においては、前記ラインセンサにて撮像された信号に基づいて２次元の明暗パターン画像を生成する画像処理部をさらに備え、前記欠陥判定部は、前記画像処理部にて生成された明暗パターン画像と前記映像表示部に表示される模様とに基づいて、前記被検体の表面に欠陥が存在するか否かを判定してもよい。この形態によれば、表面欠陥の有無の判定に映像表示部に表示される模様を利用することができる。これにより、被検体の表面欠陥の有無を容易に判定することができる。

以上説明したように、本発明の表面検査装置によれば、被検体の表面に照射された明暗パターンが被検体の幅方向に移動するので、表面欠陥による明暗パターンの歪みを効率的に表示させることができる。また、ラインセンサを用いているので、エリアセンサを用いた場合と比較してカメラの分解能を高めることができる。従って、被検体の表面欠陥を高精度に検出することができる。

第１の実施の形態に係る表面検査装置の要部を示す図である。 第１制御ルーチンに係るフローチャートを示す図である。 点欠陥を有する被検体をラインセンサにて撮像した時に得られる明暗パターン画像を示す図である。 搬送方向の筋状欠陥を有する被検体をラインセンサにて撮像した時に得られる明暗パターン画像を示す図である。 第２の実施の形態に係る表面検査装置の要部を示す図である。 第２制御ルーチンに係るフローチャートを示す図である。 第３の実施の形態に係る表面検査装置の要部を示す図である。 第３制御ルーチンに係るフローチャートを示す図である。

以下、本発明に係る表面検査装置の形態例を図１〜図３を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
先ず、第１の実施の形態に係る表面検査装置（第１検査装置）１０は、被検体の表面に存在する凹凸状の欠陥（表面欠陥）を検出するための装置であり、被検体の製造工程中の搬送ラインに組み込まれる。

そして、第１検査装置１０は、被検体１２を搬送する搬送部１４と、照射部１６と、動力伝達機構１８と、ラインセンサ２０と、制御部２２とを有する。被検体１２としては、例えば各種フィルム（表面塗工されたものを含む）、磁気テープ、光沢紙などが用いられる。また、被検体１２は、ウエブとして構成されている。

搬送部１４は、被検体１２の幅方向（図１の矢印Ａの方向）に延びる回転軸線の周りに回転する搬送ロール２４と、搬送ロール２４を回転駆動する搬送モータ２５とを有する。搬送ロール２４は、被検体１２を搬送方向に搬送する。被検体１２は、搬送ロール２４に巻きかけられるように設定される。

照射部１６は、被検体１２のうち搬送ロール２４と接触する検査部位Ｘに明暗パターンを照射する。照射部１６は、光源部２６と、明暗表示部２８とを有する。

光源部２６は、不図示のランプが内蔵された光源ボックス３０と、光源ボックス３０に接続されて被検体１２の幅方向に延びたロッド部３２とを有する。つまり、光源部２６は、いわゆるロッド照明として構成されている。ランプは、ロッド部３２内に光を入射する。ロッド部３２は、ランプから入射された光をライン状に出射する。ロッド部３２は、被検体１２の検査部位Ｘと対向する位置に配置されている。また、ロッド部３２は、その長手方向の長さが被検体１２の幅よりも幾らか大きく形成されている。

明暗表示部２８は、被検体１２の幅方向に延びた状態でロッド部３２の周囲を覆う回転円筒体３４と、回転円筒体３４と一体回転する支持部３６とを有する。回転円筒体３４の外周面には、所定の繰り返し明暗パターンが形成されている。明暗パターンとしては、被検体１２の幅方向及び搬送方向と交差する方向の明暗パターン（傾斜ストライプパターン）が用いられる。また、明暗パターンは、ロッド部３２から出射される光を透過する透明部３８とロッド部３２から出射される光を遮蔽する遮光部４０とが交互に並ぶようにして構成されている。回転円筒体３４及び支持部３６の径は、搬送ロール２４の径と略同一に設定されている。

動力伝達機構１８は、搬送ロール２４の回転力を支持部３６に伝達する。動力伝達機構１８としては、搬送ロール２４と支持部３６とに巻きかけられたＶベルト等が用いられる。これにより、搬送ロール２４の回転と連動して支持部３６が回転する。

ラインセンサ２０は、被検体１２の検査部位Ｘを撮像するカメラとして構成されている。ラインセンサ２０は、その視野が被検体１２の幅全域を含むように設定されている。また、ラインセンサ２０のフォーカスは、検査部位Ｘを反射面としてその検査部位Ｘに照射される明暗パターンに合わされている。ラインセンサ２０にて撮像された撮像信号はデジタル信号としてリアルタイム的に出力される。

制御部２２は、光源ボックス３０、搬送モータ２５及びラインセンサ２０を制御する。制御部２２は、光源制御部４２と、タイミング発生部４３と、搬送モータ制御部４４と、ラインセンサ制御部４５と、画像処理部４６と、記憶部４８と、欠陥判定部５０とを有する。

光源制御部４２は、ランプを点灯してロッド部３２内に入射される光を調整する。

タイミング発生部４３は、クロック信号に基づいて被検体１２の搬送動作とラインセンサ２０の撮像動作とのタイミングを取るためのタイミング信号を出力する。詳しくは、タイミング発生部４３は、搬送モータ制御部４４に対して搬送用タイミング信号を出力し、ラインセンサ制御部４５に対してラインセンサ用タイミング信号を出力する。

搬送モータ制御部４４は、タイミング発生部４３から出力された搬送用タイミング信号に基づいて搬送モータ２５を駆動し、搬送ロール２４を回転する。

ラインセンサ制御部４５は、タイミング発生部４３から出力されたラインセンサ用タイミング信号に基づいてラインセンサ２０を作動し、検査部位Ｘに照射された明暗パターンを撮像する。

画像処理部４６は、ラインセンサ２０から出力される撮像信号に基づいて２次元の明暗パターン画像を生成する。

記憶部４８には、判定用明暗パターン画像が記憶されている。判定用明暗パターン画像は、正常状態（表面欠陥が無い状態）の被検体１２の検査部位Ｘを撮像した時のラインセンサ２０の撮像信号に基づいて生成される明暗パターン画像に対応する画像が用いられる。

欠陥判定部５０は、画像処理部４６にて生成された明暗パターン画像と判定用明暗パターン画像とに基づいて被検体１２の検査部位Ｘに表面欠陥が存在するか否かを判定する。

次に、第１検査装置１０の動作について図２の第１制御ルーチンに係るフローチャートも参照しながら説明する。第１制御ルーチンは、所定の周期で繰り返し実行される。

先ず、光源制御部４２は、ランプを点灯して、ロッド部３２内に光を入射させる（ステップＳ１）。ランプがロッド部３２内に光を照射すると、ロッド部３２からはライン状の光が出射される。そして、ロッド部３２から出射された光のうち、回転円筒体３４の透明部３８に導かれた光が透過し、回転円筒体３４の遮光部４０に導かれた光が遮蔽される。つまり、透明部３８を透過した光のみが被検体１２の検査部位Ｘに照射される。これにより、被検体１２の検査部位Ｘには、回転円筒体３４に形成されている明暗パターンが照射される。

その後、搬送モータ制御部４４は、搬送モータ２５を駆動して搬送ロール２４を回転させる（ステップＳ２）。搬送ロール２４が回転すると、被検体１２が搬送方向に搬送される。このとき、搬送ロール２４の回転力が動力伝達機構１８を介して支持部３６に伝達されて、回転円筒体３４が搬送ロール２４と同じ方向に回転する。回転円筒体３４が回転すると、回転円筒体３４に形成されている傾斜ストライプパターンも回転するので、検査部位Ｘに照射されている明暗パターンが被検体１２の幅方向に移動する。

また、ラインセンサ制御部４５は、ラインセンサ２０を作動して検査部位Ｘに照射された明暗パターンを撮像する（ステップＳ３）。

その後、画像処理部４６は、ラインセンサ２０から出力された撮像信号に基づいて明暗パターン画像を生成する（ステップＳ４）。画像処理部４６は、いわゆるラスタスキャン方式によって２次元の明暗パターン画像を生成する。つまり、画像処理部４６は、ラインセンサ２０で撮像された撮像信号（ライン信号）を時系列に並べることにより明暗パターン画像を生成する。このとき、検査部位Ｘに照射されている明暗パターンが被検体１２の幅方向に移動するので、画像処理部４６にて生成される明暗パターン画像は傾斜ストライプパターン画像となる。なお、ラインセンサ２０で撮像された撮像信号は、リアルタイム的に画像処理部４６に送られている。また、例えば、被検体１２の表面に円形の点欠陥（表面が凹状になった押しキズや内部異物による凸状欠陥など）が存在していた場合、その点欠陥での反射角度は正常面（表面欠陥が無い面）の反射角度と異なるので、画像処理部４６で生成される明暗パターン画像は点欠陥上で歪んだものとなる（図３参照）。同様にして、被検体１２の表面に搬送方向の筋状欠陥が存在していた場合、画像処理部４６で生成される明暗パターン画像は筋状欠陥上で歪んだものとなる（図４参照）。

その後、欠陥判定部５０は、画像処理部４６にて生成された明暗パターン画像と判定用明暗パターン画像とに基づいて被検体１２の検査部位Ｘに表面欠陥が存在しているか否かを判定する（ステップＳ５）。詳しくは、欠陥判定部５０は、明暗パターン画像から判定用明暗パターン画像を消去する。これにより、表面欠陥による明暗パターンの歪みのみを抽出することができる。そして、欠陥判定部５０は、消去後に画像が存在していない場合に、表面欠陥が存在していないと判定し、消去後に画像が存在している場合に、表面欠陥が存在していると判定する。制御部２２は、表面欠陥が存在していないと欠陥判定部５０により判定された時に、繰り返しこの処理を実行する。この繰り返し処理期間は、適宜に設定すればよい。一方、第１制御ルーチンは、表面欠陥が存在していると欠陥判定部５０により判定された時に、ステップＳ６に進む。

その後、制御部２２は、搬送モータ２５の駆動を停止して搬送ロール２４の回転を停止する（ステップＳ６）。ステップＳ６の処理後、今回の第１制御ルーチンは終了する。

本形態の表面検査装置１０では、検査部位Ｘに照射された明暗パターンが被検体１２の幅方向に移動するので、搬送方向の筋状欠陥が被検体１２の表面に存在していた場合でも、筋状欠陥が明暗パターンに跨り易くなる。そのため、ラインセンサ２０で撮像した撮像信号に基づいて生成された明暗パターン画像において、筋状欠陥による明暗パターンの歪みを効率的に表示させることができる。よって、欠陥判定部５０で明暗パターン画像から判定用明暗パターン画像を消去したときに、筋状欠陥による歪みを効率的に残すことができる。また、ラインセンサ２０を用いているので、エリアセンサを用いた場合と比較してカメラの分解能を高めることができる。従って、被検体１２の表面欠陥を高精度に検出することができる。

また、欠陥判定部５０で表面欠陥が存在していると判定された時に制御部２２が搬送ロール２４の回転を停止するので、不良品を排除することができる。これにより、製品品質の向上を図ることができる。さらに、第１検査装置１０が製造工程中の搬送ラインに組み込まれているので、表面欠陥の発生を早期に検出することができる。そのため、不良品を大量に生産するといった懸念を排除することができる。

第１検査装置１０は、材料のシワ、ばたつき、及びカールなどが生じ易い腰の弱い材料の被検体（薄いフィルム）１２などに対しても適用される。本形態では、搬送ロール２４にて被検体（ウエブ）１２が保持されるので、被検体１２の検査部位Ｘにおいてシワ、ばたつき、カールなどが生じ難くなる。これにより、被検体１２が薄いフィルム（腰の弱い材料）であっても対応することができる。

また、本形態では、搬送ロール２４の回転力を利用して回転円筒体３４を回転しているので、検査部位Ｘに照射される明暗パターンの移動を効率的に行うことができる。

さらに、本形態では、動力伝達機構１８としてＶベルトを利用し、かつ搬送ロール２４の径と支持部３６の径とが略同一に設定されているので、被検体１２の搬送速度と検査部位Ｘに照射される明暗パターンの移動速度とを略同一にすることができる。これにより、画像処理部４６で生成される明暗パターン画像の縦横比が、エリアセンサを用いて撮像した場合に得られる画像の縦横比と同じになる。つまり、被検体１２に存在する表面欠陥の位置と明暗パターン画像上で表示される表面欠陥の位置とを対応づけることができる。これにより、被検体１２に表面欠陥が検出された時に、その欠陥の位置を容易に特定することができる。

第１の実施の形態は、上述した実施の形態例に限定されない。光源部は、ロッド照明を利用した例に限られず、蛍光灯や他の照明器具を利用してもよい。動力伝達機構は、Ｖベルトに替えてチェーンや歯車機構などを利用してもよい。明暗表示部の回転は、搬送ローラの回転力を利用した構成に限られない。例えば、動力伝達機構を省略して、支持部を回転駆動する回転モータを新たに追加してもよい。この場合、支持部の回転速度は任意に設定してよい。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係る表面検査装置（第２検査装置）１００について、図５を参照しながら説明する。なお、第２の実施の形態は、第１の実施の形態と共通する構成には同一の参照符号を付して説明を省略する。

第２検査装置１００では、第１検査装置１０における照射部１６及び制御部２２の構成が異なるとともに、動力伝達機構１８が省略されている。

照射部１１６は、検査部位Ｘと対向する位置に配置され、被検体１２の幅方向（図５の矢印Ａの方向）に延びた映像表示部５２を有している。映像表示部５２としては、例えば液晶ディスプレイなどが用いられる。映像表示部５２には、所定の繰り返し明暗パターンを映像として表示する表示部５４を備えている。明暗パターンとしては、被検体１２の幅方向の明暗パターン（ストライプパターン）が用いられる。表示部５４の長手方向の長さは、被検体１２の幅と同程度の大きさに設定されている。

制御部１２２は、映像表示部５２も制御する。制御部１２２には、第１検査装置１０の光源制御部４２及び記憶部４８が省略されて、映像制御部５６及び比較用画像処理部５８が追加されている。

タイミング発生部１４３は、クロック信号に基づいて上述した搬送用タイミング信号、ラインセンサ用タイミング信号を出力する他、映像制御部５６に対して映像用タイミング信号を出力する。これにより、被検体１２の搬送動作、ラインセンサ２０の撮像動作及び明暗パターンの移動動作のタイミングを取ることができる。

映像制御部５６は、タイミング発生部１４３から出力された映像タイミング信号に基づいて映像表示部５２に表示されている明暗パターンを被検体１２の幅方向に移動させる。なお、明暗パターンの移動速度と被検体１２の搬送速度とは、略同一になるように設定してもよい。

比較用画像処理部５８は、比較用明暗パターン画像を生成する。詳しくは、比較用画像処理部５８は、映像表示部５２に表示される明暗パターンの形態情報を映像制御部５６から取得し、光学系の補正を考慮した上で、正常な状態の被検体１２の検査部位Ｘに照射された明暗パターンをラインセンサ２０で撮像した時に得られるはずの２次元の明暗パターン画像を比較用明暗パターン画像として生成する。

また、欠陥判定部１５０は、画像処理部４６にて生成された明暗パターン画像と比較用明暗パターン画像とに基づいて被検体１２の検査部位Ｘに表面欠陥が存在しているか否かを判定する。

次に、第２検査装置１００の動作について図６の第２制御ルーチンに係るフローチャートも参照しながら説明する。第２制御ルーチンでは、第１制御ルーチンのステップＳ１とステップＳ５の処理が変更される。よって、第１制御ルーチンと共通する処理に関しては、説明を省略する。

先ず、ステップＳ２１において、制御部１２２は、映像表示部５２の電源を入力する。これにより、映像表示部５２の表示部５４に明暗パターンが表示される。このとき、映像制御部５６は、映像表示部５２に表示されている明暗パターンを移動させる。

そして、ステップＳ２５において、欠陥判定部１５０は、画像処理部４６にて生成された明暗パターン画像と比較用明暗パターン画像とに基づいて被検体１２に表面欠陥が存在しているか否かを判定する。詳しくは、欠陥判定部１５０は、画像処理部４６にて生成された明暗パターン画像と比較用明暗パターン画像とを比較し、相違点を解析することで欠陥を抽出する。

本形態の第２検査装置１００では、映像表示部５２に表示された明暗パターンが被検体１２の検査部位Ｘに照射される。また、映像表示部５２に表示されている明暗パターンを映像制御部５６にて移動させることで、検査部位Ｘに照射された明暗パターンを被検体１２の幅方向に容易に移動させることができる。

また、本形態では、欠陥判定の際に映像表示部５２に表示されている明暗パターン画像を比較用明暗パターンとして利用することができる。よって、正常な状態の被検体１２の検査部位Ｘをラインセンサ２０で撮像して比較用明暗パターン画像を予め作成する必要がない。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態に係る表面検査装置（第３検査装置）２００について、図７を参照しながら説明する。なお、第３の実施の形態は、第１の実施の形態と共通する構成には同一の参照符号を付して説明を省略する。

第３検査装置２００では、第１検査装置１０における照射部１６の構成が異なるとともに、動力伝達機構１８が省略されている。

照射部２１６は、光源部２２６と、明暗表示部２２８とを有する。

光源部２２６は、被検体１２の検査部位Ｘと対向する位置に配置された蛍光部７０と、蛍光部７０に接続されたケーブル部７２と、ケーブル部７２に接続されて蛍光部７０に電力を供給するための電源部７４とを備えている。蛍光部７０は、被検体１２の幅方向に延びており、光をライン状に照射する。

明暗表示部２２８は、被検体１２の幅方向に延びて被検体１２と蛍光部７０との間に位置するベルト部７６と、ベルト部７６を支持するベルト駆動支持部７８とを備えている。ベルト部７６は、光を遮蔽する材料で形成されており、例えば、金属やゴム等で構成されている。また、ベルト部７６としては、エンドレスベルトを用いることができる。ベルト部７６には、被検体１２の幅方向に並ぶようにして複数の孔部８０が形成されている。これら孔部８０は、ベルト部７６の幅方向に縦長に形成されている。これにより、蛍光部７０から照射された光はベルト部７６の孔部８０を介して被検体１２の検査部位Ｘに照射される。よって、検査部位Ｘには、明暗パターンが形成される。ベルト駆動支持部７８は、ベルト部７６をその長手方向に移動させる駆動軸８２と、駆動軸８２を回転させるための駆動部としての駆動モータ８４と、駆動軸８２と対向する位置に配置されてベルト部７６を支持する支持軸８６とを有する。また、駆動軸８２及び支持軸８６は、ベルト部７６を内側から外側に引き延ばすようにして配置されている。これにより、ベルト部７６が撓むことを防止できる。支持軸８６は、ベルト部７６を介して伝達される駆動軸８２の回転力によって回転可能に構成されている。

制御部２２２は、駆動モータ８４も制御する。制御部２２２には、駆動モータ８４を制御する駆動モータ制御部８８が追加される。

タイミング発生部２４３は、クロック信号に基づいて上述した搬送用タイミング信号、ラインセンサ用タイミング信号を出力する他、駆動モータ制御部８８に対して駆動用タイミング信号を出力する。これにより、被検体１２の搬送動作、ラインセンサ２０の撮像動作及びベルト部７６の移動動作のタイミングを取ることができる。

駆動モータ制御部８８は、タイミング発生部２４３から出力された駆動用タイミング信号に基づいて駆動モータ８４を駆動し、ベルト部７６を移動する。

次に、第３検査装置２００の動作について図８の第３制御ルーチンに係るフローチャートも参照しながら説明する。第３制御ルーチンでは、第１制御ルーチンのステップＳ２とステップＳ６の処理が変更され、その他の第１制御ルーチンと共通する処理に関しては説明を省略する。

ステップＳ３１に続くステップＳ３２において、搬送モータ制御部４４が搬送モータ２５を駆動して搬送ロール２４を回転させるのに加えて、駆動モータ制御部８８が駆動モータ８４を駆動して駆動軸８２を回転させる。駆動軸８２が回転するとベルト部７６が被検体１２の幅方向に移動する。これにより、検査部位Ｘに照射されている明暗パターンが被検体１２の幅方向に移動する。そして、ラインセンサ制御部４５は、ラインセンサ２０を作動して検査部位Ｘに照射された明暗パターンを撮像し（ステップＳ３３）、画像処理部４６は、ラインセンサ２０から出力された撮像信号に基づいて明暗パターン画像を生成する（ステップＳ３４）。欠陥判定部５０は、画像処理部４６にて生成された明暗パターン画像と判定用明暗パターン画像とに基づいて被検体１２の検査部位Ｘに表面欠陥が存在しているか否かを判定し（ステップＳ３５）、表面欠陥が存在していると判定された時に、続くステップＳ３６において、制御部２２２は、搬送モータ２５及び駆動モータ８４の駆動を停止して、搬送ロール２４の回転及びベルト部７６の移動を停止する。ステップＳ３６の処理後、今回の第３制御ルーチンは終了する。

搬送ロールと明暗表示部とを１つの駆動源で駆動する場合、搬送ロールの回転と明暗表示部の模様の移動とに必要な動力を１つの駆動源で同時に発生させる必要がある。本形態の表面検査装置２００では、搬送モータ２５と駆動モータ８４とを設けているので、搬送ロール２４の回転に必要な動力は搬送モータ２５で、駆動軸８２の回転（明暗表示部２２８の模様の移動）に必要な動力は駆動モータ８４でそれぞれ対応することができる。これにより、搬送ロール２４と明暗表示部２２８とを１つの駆動源で駆動する場合と比較して、搬送モータ２５と駆動モータ８４のそれぞれの大きさを小型化することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。本発明に係る表面検査装置の明暗パターンは、傾斜ストライプパターンやストライプパターンに限らない。例えば、明暗パターンとして、市松模様（チェッカーパターン）、格子状、六角形状などあらゆる２次元パターンを用いることができる。欠陥判定部は、画像処理部にて生成された明暗パターン画像と判定用（比較用）明暗パターン画像とに基づいて表面欠陥が存在するか否かの判定を行う例に限らない。欠陥判定部は、画像処理部にて生成された明暗パターン画像において、所定距離だけ離れた画素の差分を抽出することにより、被検体の表面に欠陥が存在するか否かを判定してもよい。この場合、画像処理部にて生成された明暗パターン画像において、表面欠陥上に位置する画素の信号と正常面に位置する画素の信号とが異なっているので、所定距離だけ離れた画素の差分を抽出することで、表面欠陥による明暗パターンの歪みを抽出することができる。これにより、判定用（比較用）明暗パターン画像を生成する必要がない。

１０、１００、２００…表面検査装置
１２…被検体
１４…搬送部（搬送手段）
１６、１１６、２１６…照射部（照射手段）
１８…動力伝達機構（移動手段）
２０…ラインセンサ
２２、１２２、２２２…制御部
２４…搬送ロール
２６、２２６…光源部
２８、２２８…明暗表示部
４６…画像処理部
５０、１５０…欠陥判定部
５２…映像表示部
５６…映像制御部（移動手段）
８４…駆動モータ（駆動部）
Ｘ…検査部位

Claims (3)

1. 被検体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段にて搬送される前記被検体の表面に所定の繰り返し明暗パターンを照射しながら前記被検体の幅方向に移動させる明暗パターン照射移動手段と、
   前記被検体の前記明暗パターンが照射された部位を撮像するラインセンサと、
   前記ラインセンサで撮像された信号に基づいて２次元の明暗パターン画像を生成する画像処理部と、
   前記画像処理部で生成された前記明暗パターン画像に基づいて前記被検体の表面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定部と、
   前記搬送手段による前記被検体の搬送、前記明暗パターン照射移動手段による前記明暗パターンの移動、及び前記ラインセンサの撮像が同時に行われるように当該搬送手段、当該明暗パターン照射移動手段、及び当該ラインセンサを制御する制御部と、を備え、
   前記画像処理部で生成される前記明暗パターン画像は、明暗部が連続して傾斜した傾斜ストライプパターン画像となることを特徴とする表面検査装置。
2. 請求項１記載の表面検査装置において、
   前記明暗パターン照射移動手段は、前記搬送手段にて搬送される前記被検体の表面に前記明暗パターンを照射する照射手段と、
   前記被検体に照射された前記明暗パターンを移動させる移動手段と、を有し、
   前記照射手段は、前記被検体の表面に光を照射するためのロッド部と、
   前記ロッド部の周囲を覆い前記明暗パターンが形成された回転円筒体と、を含み、
   前記回転円筒体に形成された前記明暗パターンは、明暗部が前記被検体の幅方向及び搬送方向と交差する方向に連続して傾斜した傾斜ストライプパターンであることを特徴とする表面検査装置。
3. 被検体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段にて搬送される前記被検体の表面に所定の繰り返し明暗パターンを照射する照射手段と、
   前記被検体に照射された前記明暗パターンを前記被検体の幅方向に移動させる移動手段と、
   前記被検体の前記明暗パターンが照射された部位を撮像するラインセンサと、
   前記ラインセンサにて撮像された信号に基づいて前記被検体の表面に欠陥が存在するか否かを判定する欠陥判定部と、を備え、
   前記搬送手段には、前記被検体の幅方向に延びる回転軸線の回りに回転し、かつ前記被検体を搬送方向に搬送する搬送ロールが設けられ、
   前記照射手段には、前記被検体の表面に光を照射する光源部と、
   前記光源部と前記検査部位との間に位置し、かつ前記検査部位に照射される前記明暗パターンに対応する模様を有する明暗表示部と、が設けられ、
   前記移動手段は、前記搬送ロールの回転力を利用して前記明暗表示部の模様を移動させることを特徴とする表面検査装置。

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