JP6338847B2

JP6338847B2 - 表面検査方法及び表面検査装置

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Publication number: JP6338847B2
Application number: JP2013248909A
Authority: JP
Inventors: 太郎柴垣; 伊藤　勲; 勲伊藤; 美明佐藤
Original assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Current assignee: Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2033-12-02
Also published as: JP2015105904A

Description

本発明は、シート状物などの表面に発生した凹凸欠陥部（例えば、シワなど）を検査する、特に、形状依存性を低減し、高感度な検査をするための表面検査方法及び表面検査装置に関するものである。

従来から、シート状物の表面に発生した凹凸欠陥部を検査する際には、図６（ａ）に示すように、シート状物を搬送する搬送手段と、シート状物の表面に光を照射する光源と、シート状物の表面からの反射光を受光する受光部とを備え、反射光を解析することにより凹凸欠陥部の状態をチェックするといった検査装置が用いられることが多い。しかし、搬送手段により搬送されるシート状物の表面に生じている凹凸欠陥部が搬送方向に沿った、筋状のしわ等である場合、図６（ｂ）に示すように、搬送方向への光（平行光）では凹凸欠陥部の影が出来ず、その結果、受光手段により検出・解析することが出来ない場合があるという欠点が指摘されている。

そこで、例えば、図７（ａ）に示すように、光源体からの光を導光板に通すことによって、光の照射角度を所定角度にして、シート状物の表面に照射するといった手段を採り、シート状物の表面に生じている搬送方向に沿った筋状の凹凸欠陥部（しわ等）の影を作り、それに基づいて検知を行うといった装置が使われている。

また、特許文献１には、フィルムまたはシート上に発生しているしわの画像を撮像するカメラと、少なくとも、前記カメラの撮像領域に光を照射するライン光源とを備え、前記カメラが撮像した画像を解析してしわを検査するしわ検査装置において、前記しわ検査装置の前記ライン光源は、前記フィルムまたは前記シートの走行方向に直交する方向に配設され、光の射出角度を制御する照射角制御手段を備えていることを特徴とするしわ検査装置が開示され、その装置を用いて検査が行われている。

この技術によると、ライン光源が、照射角制御手段を備えるため、ライン光源から照射する光の角度に指向性を持たせることができ、そのため、フィルムの走行方向で筋状に発生するしわの横側から光を照射することができるようになり、結果、筋状のしわによる影がフィルム上に形成され、筋状の検知がしやすくなるとしている。

このように、シート状物の表面に発生した凹凸欠陥部を検査するためには、シート状物の表面に対して照射する光の照射角を可変にし、複数の照射角での照射による反射光を検出することが重要とされている。そこで、例えば、特許文献２に開示されている、発光部から光学素子を介して対象物に光を照射する照明装置において、前記発光部を前記光学素子に対して移動させる移動手段を設け、前記対象物に照射される光の照射角を可変にしたことを特徴とする照明装置といったものを用いると良いとされている。

また、発光部から光学素子を介して対象物に光を照射する照明装置において、前記発光部を前記光学素子に対して異なる位置に複数個設置し、前記複数の発光部を選択的に発光させることを特徴とする照明装置といったものも用いられる。そして、これら技術によれば、発光部の数や、移動方向を豊富にすることができるので、光の照射角や照射角分布をきめ細かく変化させることができるとしている。

特開２００７−２４８１６６号公報特開平８−３２７５５４号公報

しかしながら、光源体からの光を導光板に通す手法では、しわの形状によっては、検出感度が落ちるといった問題が指摘されており、また、導光板を通った光が広がってしまうことから（図７（ｂ）参照）、しわの陰影が小さくなり、同様に、検出感度が落ちるとされている。さらに、上記特許文献１に開示されている技術では、照射角制御手段によりライン光源の光照射の角度を所望の角度に制御することはできるが、照射光の角度（方向）が固定であるため、図８に示すように、しわの形状によっては、陰影が出ず、検出することができない場合があるという問題がある。

また、特許文献２に開示されている技術では、光の照射角を可変にすることで、検査対象物表面付近の回路や文字などのパターンを観測することはできるが、搬送手段により搬送されるシート状物等の表面に生じている搬送方向に沿った凹凸欠陥部（しわ等）を検知するものではなく、仮に、その検知に用いたとしても、照明により生じる凹凸欠陥部（しわ等）の陰影を的確に検知することは難しいとされている。

本発明は、上述の課題を解決するためのもので、搬送されるシート状物の表面に生じている搬送方向に沿った凹凸欠陥部（しわ等）の形状依存性を低減し、また、平行光の広がり角度を小さくすることによって、検出感度を上げるとともに、複数方向の平行光を用いることで、固定された照射角（方向）に起因して検知できない部分を無くすことができる表面検査方法及び表面検査装置を提供することにある。

上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査方法であって、光を照射する複数の光源体と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを用い、前記検知手段に電気信号を発生させ、当該電気信号に基づいて、前記切替手段により前記光源体を切替選択させ、当該切替選択された光源体から光を照射させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知させることで、前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査することを特徴とする表面検査方法である。

また、請求項２記載の発明は、搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査方法であって、レンズ部と、当該レンズ部の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを用い、前記検知手段に電気信号を発生させ、当該電気信号に基づいて、前記切替手段により前記光源体を切替選択させ、当該切替選択された光源体から光を照射させ、当該照射させた光を前記レンズ部により屈折させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知させることで、前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査していくことを特徴とする表面検査方法である。

さらに、請求項３記載の発明は、搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査方法であって、レンズ部と、当該レンズ部の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体とからなる照明ユニットを所定間隔及び所定方向に沿って並設させた検査用照明手段と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記検査用照明手段それぞれにおいて、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを用い、前記検知手段に電気信号を発生させ、当該電気信号に基づいて、前記切替手段により前記光源体を切替選択させ、当該切替選択された光源体から光を照射させ、当該照射させた光を前記レンズ部により屈折させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知させることで、前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査していくことを特徴とする表面検査方法である。

またさらに、請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れか１項記載の表面検査方法であって、前記光源体の切替選択は、所定のタイムスケジュールに基づいて順次行われるものであることを特徴としている。そして、請求項５記載の発明は、請求項１〜４何れか１項記載の表面検査方法であって、前記検知手段には、ＣＣＤカメラを用い、且つ、前記電気信号は、前記ＣＣＤカメラのスキャン毎又は複数スキャン毎に発生するものであることを特徴としている。

さらに、請求項６記載の発明は、搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査装置であって、前記搬送手段と所定の間隔をもって配置され、光を照射する複数の光源体と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを備え、前記検知手段から発生する電気信号に基づいて、前記切替手段が、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択し、当該切替選択した光源体から光を照射させ、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知することで前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査することを特徴とする表面検査装置である。

そして、請求項７記載の発明は、搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査装置であって、前記搬送手段と所定の間隔をもって配置されたレンズ部と、当該レンズ部の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを備え、前記検知手段から発生する電気信号に基づいて、前記切替手段が、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択し、当該切替選択した光源体から光を照射させ、当該照射させた光を前記レンズ部により屈折させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知することで前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査することを特徴とする表面検査装置である。

次に、請求項８記載の発明は、搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査装置であって、前記搬送手段と所定の間隔をもって配置されたレンズ部と、当該レンズ部の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体とからなる照明ユニットを所定間隔及び所定方向に沿って並設させた検査用照明手段と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを備え、前記検知手段から発生する電気信号に基づいて、前記切替手段が、前記検査用照明手段それぞれにおいて、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択し、当該切替選択した光源体から光を照射させ、当該照射させた光を前記レンズ部により屈折させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知することで前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査することを特徴とする表面検査装置である。

続いて、請求項９記載の発明は、請求項６〜８何れか１項記載の表面検査装置であって、前記光源体の切替選択は、所定のタイムスケジュールに基づいて順次行われるものであることを特徴としている。また、請求項１０記載の発明は、請求項６〜９何れか１項記載の表面検査装置であって、前記検知手段は、ＣＣＤカメラであり、且つ、前記電気信号は、前記ＣＣＤカメラのスキャン毎又は複数スキャン毎に発生するものであることを特徴としている。

本発明によれば、シート状物の表面に生じる搬送方向に沿ったどのような形状の凹凸欠陥部（しわ等）であっても、的確に検出することができる。また、光源体の発光を切替えることができるため、高速に切替えが可能となり、受光手段の観測スキャン毎、或いは、複数スキャン毎に切り替えることもできるので、どのような形状の凹凸欠陥部（しわ等）であっても、的確に検出することができる。

本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第１の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図、（ｄ）は、表面検査装置における照明イメージ図である。本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第２の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図である。本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第３の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図である。本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第４の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図である。本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第５の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図である。従来の表面検査装置における検出の一例を示した図で、（ａ）は、装置概略側面図、（ｂ）は、検査対象物の斜視図、（ｃ）は検査対象物の正面図である。従来の表面検査装置における検出の一例を示した図で、（ａ）は、装置概略正面図、（ｂ）は、検査対象物の正面図である。従来の表面検査装置における検出の一例を示した図である。

本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第１の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図、（ｄ）は、表面検査装置における照明イメージ図である。符号については、１０が表面検査装置、１２が搬送手段、１４がシート状検査対象物、１６が光源体、１８が検知手段、２０が凹凸欠陥部を示している。

まず、本実施形態における表面検査装置１０は、搬送手段１２により走行搬送されるシート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査するために用いられるもので、図１に示すように、搬送手段１２の上方に所定の間隔をもって配置される光源体１６と、光源体１６による照明によりシート状検査対象物１４の表面の陰影を検知することで、シート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査する検知手段１８が備えられているものである。

なお、光源体１６は、図１（ｂ）に示すように、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を所定の照射角範囲内で照射していくことにより、シート状検査対象物１４の表面を照明することができるような構成となっている。このような構成としているのは、図１（ｃ）に示すように、シート状検査対象物１４の表面に生じている搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）であっても、図１（ｄ）に示すように、左右方向からの所定角範囲内における擬似平行光の照明によって、陰影を的確に生じさせることができるためである。また、光源体１６や検知手段１８の位置は、検知に最適な位置に配置すれば良く、本実施例における配置は、本発明を限定するものではない。

本実施形態における表面検査方法は、表面検査装置１０における、複数の光源体１６と、シート状検査対象物１４の表面に生じる陰影を検知する検知手段１８を用いて行われる。詳しくは、まず、複数の光源体１６により、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光を所定の照射角範囲内で照射させるようにし、この照射させた擬似平行光で搬送手段１２に搬送されているシート状検査対象物１４の表面を照明していく。

ここで、シート状検査対象物１４の表面に搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）が生じている場合、一方向側からのみの照明では、凹凸欠陥部２０の形状によっては、陰影がうまく生じないといった不具合がある。そこで、本実施形態における表面検査方法のように、複数の光源体１６を用いて、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光を所定の照射角範囲内で照射させ、シート状検査対象物１４の表面を照明する方法を採用している。このような方法により、図１（ｄ）に示すように、凹凸欠陥部２０が、どのような形状となっていようとも、陰影が的確に生じるようになるわけである。

そして、シート状検査対象物１４の表面に凹凸欠陥部２０の陰影が生じた場合には、検知手段１８が、その陰影を検知し、シート状検査対象物１４の表面に凹凸欠陥部２０が生じているということが判別できるよう検査していく。なお、複数の光源体１６による照明のパターンは、凹凸欠陥部２０の陰影が的確に生じるならば、どのようなパターンで構成しても良く、例えば、複数の光源体１６を予め定めたタイムスケジュールによって、切替選択しながら点灯させて照明させるようにするのも好ましい。

また、複数の光源体１６にＬＥＤを用い、検知手段１８が発生させる電気信号に基づいて高速に切替選択していくのも好ましい。その際、検知手段１８には、ＣＣＤカメラを用い、電気信号をＣＣＤカメラのスキャン毎又は複数スキャン毎に発生させるように構成させることがより好ましい。その他、光源体１６に照射する擬似平行光が、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ所定の照射角範囲内で照射されるように位置調整されるように配置させたものを用いるようにしても良い。また、光源体１６にレーザー手段を用い、レーザー光を照射するようにすれば、角度分散を小さくできるため、高輝度の入力が得られ、結果、凹凸欠陥部の検知の性能向上に繋がる。

続いて、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第２の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図である。符号については、２２がレンズ部である以外は、図１と同様である。

まず、本実施形態における表面検査装置１０は、搬送手段１２により走行搬送されるシート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査するために用いられるもので、図２に示すように、搬送手段１２の上方に所定の間隔をもって配置されるレンズ部２２と、レンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置される光源体１６と、光源体１６による照明によりシート状検査対象物１４の表面の陰影を検知することで、シート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査する検知手段１８が備えられているものである。

なお、光源体１６は、図２（ｂ）に示すように、レンズ部２２を通じて、照射する光を屈折させることにより、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を所定の照射角範囲内で照射していくことにより、シート状検査対象物１４の表面を順次照明することができるような構成となっている。

このような構成としているのは、図２（ｃ）に示すように、シート状検査対象物１４の表面に生じている搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）であっても、左右方向からの所定角範囲内における擬似平行光の照明によって、陰影を的確に生じさせることができるためである。また、光源体１６をレンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置させるのは、光源体１６から照射される擬似平行光の広がり角度を小さくするためである。またさらに、レンズ部２２には、凸レンズ、平凸レンズ、シリンドリカルレンズ等を用いることが好ましい。なお、レンズ部２２や検知手段１８の位置は、検知に最適な位置に配置すれば良く、本実施例における配置は、本発明を限定するものではない。

本実施形態における表面検査方法は、表面検査装置１０における、レンズ部２２と、レンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体１６と、シート状検査対象物１４の表面に生じる陰影を検知する検知手段１８を用いて行われる。詳しくは、まず、複数の光源体１６のうちの所定の光源体１６から光を照射させ、この照射させた光をレンズ部２２により屈折させることで、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光をシート状検査対象物１４の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していく。

ここで、シート状検査対象物１４の表面に搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）が生じている場合、一方向側からのみの照明では、凹凸欠陥部２０の形状によっては、陰影がうまく生じないといった不具合がある。そこで、本実施形態における表面検査方法のように、複数の光源体１６とレンズ部２２を用いて、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光をシート状検査対象物１４に対して所定の照射角範囲内で順次照明していく方法を採用している。このような方法により、凹凸欠陥部２０が、どのような形状となっていようとも、陰影が的確に生じるようになるわけである。

そして、シート状検査対象物１４の表面に凹凸欠陥部２０の陰影が生じた場合には、検知手段１８が、その陰影を検知し、シート状検査対象物１４の表面に凹凸欠陥部２０が生じているということが判別できるよう検査していく。なお、複数の光源体１６による照明は、任意のパターンで順次行われていくが、凹凸欠陥部２０の陰影が的確に生じるならば、どのようなパターンで構成しても良く、例えば、複数の光源体１６を予め定めたタイムスケジュールによって、切替選択しながら点灯させて照明させるようにする。

また、複数の光源体１６にＬＥＤを用い、検知手段１８が発生させる電気信号に基づいて高速に切替選択していくのも好ましい。その際、検知手段１８には、ＣＣＤカメラを用い、電気信号をＣＣＤカメラのスキャン毎又は複数スキャン毎に発生させるように構成させることが好ましい。

次に、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第３の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第３の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図である。符号については、図１と同様である。

まず、本実施形態における表面検査装置１０は、搬送手段１２により走行搬送されるシート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査するために用いられるもので、図３に示すように、搬送手段１２の上方に所定の間隔をもって配置される複数の光源体１６と、光源体１６による照明によりシート状検査対象物１４の表面の陰影を検知することで、シート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査する検知手段１８が備えられているものである。

なお、光源体１６は、図３（ｂ）に示すように、それぞれ切替手段３０により切替選択されながら、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を所定の照射角範囲内で照射していくことにより、シート状検査対象物１４の表面を順次照明することができるような構成となっている。このような構成としているのは、図３（ｃ）に示すように、シート状検査対象物１４の表面に生じている搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）であっても、左右方向からの所定角範囲内における擬似平行光の照明によって、陰影を的確に生じさせることができるためである。また、光源体１６や検知手段１８の位置は、検知に最適な位置に配置すれば良く、本実施例における配置は、本発明を限定するものではない。

本実施形態における表面検査方法は、表面検査装置１０における、複数の光源体１６と、シート状検査対象物１４の表面に生じる陰影を検知する検知手段１８を用いて行われる。詳しくは、まず、複数の光源体１６を順次切替選択し、選択した光源体１６から光を照射させ、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光をシート状検査対象物１４の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していく。

ここで、シート状検査対象物１４の表面に搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）が生じている場合、一方向側からのみの照明では、凹凸欠陥部２０の形状によっては、陰影がうまく生じないといった不具合がある。そこで、本実施形態における表面検査方法のように、複数の光源体１６を用いて切替選択しながら、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光をシート状検査対象物１４に対して所定の照射角範囲内で順次照明していく方法を採用している。このような方法により、凹凸欠陥部２０が、どのような形状となっていようとも、陰影が的確に生じるようになるわけである。

そして、シート状検査対象物１４の表面に凹凸欠陥部２０の陰影が生じた場合には、検知手段１８が、その陰影を検知し、シート状検査対象物１４の表面に凹凸欠陥部２０が生じているということが判別できるよう検査していく。なお、複数の光源体１６による照明は、切替選択しながら順次行われていくが、凹凸欠陥部２０の陰影が的確に生じるならば、どのようなパターンで構成しても良く、例えば、複数の光源体１６を予め定めたタイムスケジュールに基づき切替手段３０により、切替選択しながら点灯させて照明させるようにする。

また、複数の光源体１６にＬＥＤを用い、検知手段１８が発生させる電気信号に基づいて、切替手段３０により、高速に切替選択していくのも好ましい。その際、検知手段１８には、ＣＣＤカメラを用い、電気信号をＣＣＤカメラのスキャン毎又は複数スキャン毎に発生させるように構成させることが好ましい。その他、光源体１６に照射する擬似平行光が、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ所定の照射角範囲内で照射されるように位置調整されるように配置させたものを用いるようにしても良い。また、光源体１６にレーザー手段を用い、レーザー光を照射するようにすれば、角度分散を小さくできるため、高輝度の入力が得られ、結果、凹凸欠陥部の検知の性能向上に繋がる。

続いて、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第４の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第４の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図である。符号については、図２と同様である。

まず、本実施形態における表面検査装置１０は、搬送手段１２により走行搬送されるシート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査するために用いられるもので、図４に示すように、搬送手段１２の上方に所定の間隔をもって配置されるレンズ部２２と、レンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置される複数の光源体１６と、光源体１６による照明によりシート状検査対象物１４の表面の陰影を検知することで、シート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査する検知手段１８が備えられているものである。

なお、光源体１６は、図４（ｂ）に示すように、それぞれ切替手段３０により切替選択されながら、レンズ部２２を通じて、照射する光を屈折させることにより、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を所定の照射角範囲内で照射していくことにより、シート状検査対象物１４の表面を順次照明することができるような構成となっている。

このような構成としているのは、図４（ｃ）に示すように、シート状検査対象物１４の表面に生じている搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）であっても、左右方向からの所定角範囲内における擬似平行光の照明によって、陰影を的確に生じさせることができるためである。また、光源体１６をレンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置させるのは、光源体１６から照射される擬似平行光の広がり角度を小さくするためである。またさらに、レンズ部２２には、凸レンズ、平凸レンズ、シリンドリカルレンズ等を用いることが好ましい。なお、レンズ部２２や検知手段１８の位置は、検知に最適な位置に配置すれば良く、本実施例における配置は、本発明を限定するものではない。

本実施形態における表面検査方法は、表面検査装置１０における、レンズ部２２と、レンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体１６と、シート状検査対象物１４の表面に生じる陰影を検知する検知手段１８を用いて行われる。詳しくは、まず、複数の光源体１６を順次切替選択し、選択した光源体１６から光を照射させ、この照射させた光をレンズ部２２により屈折させることで、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光をシート状検査対象物１４の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していく。

ここで、シート状検査対象物１４の表面に搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）が生じている場合、一方向側からのみの照明では、凹凸欠陥部２０の形状によっては、陰影がうまく生じないといった不具合がある。そこで、本実施形態における表面検査方法のように、複数の光源体１６を用いて切替選択しながら、照射させた光をレンズ部２２により屈折させることで、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光をシート状検査対象物１４に対して所定の照射角範囲内で順次照明していく方法を採用している。このような方法により、凹凸欠陥部２０が、どのような形状となっていようとも、陰影が的確に生じるようになるわけである。

そして、シート状検査対象物１４の表面に凹凸欠陥部２０の陰影が生じた場合には、検知手段１８が、その陰影を検知し、シート状検査対象物１４の表面に凹凸欠陥部２０が生じているということが判別できるよう検査していく。なお、複数の光源体１６による照明は、切替選択しながら順次行われていくが、凹凸欠陥部２０の陰影が的確に生じるならば、どのようなパターンで構成しても良く、例えば、複数の光源体１６を予め定めたタイムスケジュールに基づいて、切替手段３０により切替選択しながら点灯させて照明させるようにする。

また、複数の光源体１６にＬＥＤを用い、検知手段１８が発生させる電気信号に基づいて、切替手段３０により高速に切替選択していくのも好ましい。その際、検知手段１８には、ＣＣＤカメラを用い、電気信号をＣＣＤカメラのスキャン毎又は複数スキャン毎に発生させるように構成させることが好ましい。

そして、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第５の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図５は、本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置の第５の実施形態について示した図で、（ａ）は、表面検査装置の概略側面図、（ｂ）は、表面検査装置の概略正面図、（ｃ）は、表面検査装置全体の概略平面図である。符号については、２４が照明ユニット、２６が検査用照明手段である以外は、図２と同様である。

まず、本実施形態における表面検査装置１０は、搬送手段１２により走行搬送されるシート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査するために用いられるもので、図５に示すように、搬送手段１２の上方に所定の間隔をもって配置されるレンズ部２２と、レンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置される複数の光源体１６とからなる照明ユニット２４を所定間隔及び所定方向に沿って並設させた検査用照明手段２６と、光源体１６による照明によりシート状検査対象物１４の表面の陰影を検知することで、シート状検査対象物１４の表面に生じている凹凸欠陥部２０を検査する検知手段１８が備えられているものである。

なお、それぞれの検査用照明手段２６を構成する各照明ユニット２４における光源体１６は、図５（ｂ）に示すように、それぞれ切替手段３０により切替選択されながら、レンズ部２２を通じて、照射する光を屈折させることにより、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を所定の照射角範囲内で照射していくことにより、シート状検査対象物１４の表面を順次照明することができるような構成となっている。なお、切替選択のタイミングは、各照明ユニット２４共通して同時に行うようにし、シート状検査対象物１４の表面の全面に渡り擬似平行光を照明していくようにしている。

このような構成としているのは、図５（ｃ）に示すように、シート状検査対象物１４の表面に生じている搬送方向に沿った凹凸欠陥部２０（しわ等）であっても、左右方向からの所定角範囲内における擬似平行光の照明によって、陰影を的確に生じさせることができるためである。また、光源体１６をレンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置させるのは、光源体１６から照射される擬似平行光の広がり角度を小さくするためである。またさらに、レンズ部２２には、凸レンズ、平凸レンズ、シリンドリカルレンズ等を用いることが好ましい。なお、レンズ部２２や検知手段１８の位置は、検知に最適な位置に配置すれば良く、本実施例における配置は、本発明を限定するものではない。

本実施形態における表面検査方法は、表面検査装置１０における、検査用照明手段２６を構成する各照明ユニット２４のレンズ部２２及びそのレンズ部２２の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体１６と、シート状検査対象物１４の表面に生じる陰影を検知する検知手段１８を用いて行われる。詳しくは、まず、複数の光源体１６を順次切替選択し、選択した光源体１６から光を照射させ、この照射させた光をレンズ部２２により屈折させることで、搬送手段１２の走行方向に沿った方向に向いて、左右となる両方向側から、それぞれ擬似平行光をシート状検査対象物１４の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していく。なお、切替選択のタイミングは、上記の通り、各照明ユニット２４共通して同時に行うようにするのが好ましい。

本発明に係る表面検査方法及び表面検査装置によれば、搬送手段により搬送されるシート状検査対象物の表面に生じた凹凸欠陥部を照明による陰影によって的確に検知することができるため、搬送方向に沿ったどのような形状の凹凸欠陥部（しわ等）であっても、好適にその検査に用いることができる。

１０表面検査装置
１２搬送手段
１４シート状検査対象物
１６光源体
１８検知手段
２０凹凸欠陥部
２２レンズ部
２４照明ユニット
２６検査用照明手段
３０切替手段

Claims

搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査方法であって、
光を照射する複数の光源体と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを用い、前記検知手段に電気信号を発生させ、当該電気信号に基づいて、前記切替手段により前記光源体を切替選択させ、当該切替選択された光源体から光を照射させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知させることで、前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査することを特徴とする表面検査方法。
搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査方法であって、
レンズ部と、当該レンズ部の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを用い、前記検知手段に電気信号を発生させ、当該電気信号に基づいて、前記切替手段により前記光源体を切替選択させ、当該切替選択された光源体から光を照射させ、当該照射させた光を前記レンズ部により屈折させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知させることで、前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査していくことを特徴とする表面検査方法。
搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査方法であって、
レンズ部と、当該レンズ部の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体とからなる照明ユニットを所定間隔及び所定方向に沿って並設させた検査用照明手段と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、前記検査用照明手段それぞれにおいて、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを用い、前記検知手段に電気信号を発生させ、当該電気信号に基づいて、前記切替手段により前記光源体を切替選択させ、当該切替選択された光源体から光を照射させ、当該照射させた光を前記レンズ部により屈折させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知させることで、前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査していくことを特徴とする表面検査方法。
前記光源体の切替選択は、所定のタイムスケジュールに基づいて順次行われるものであることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載の表面検査方法。
前記検知手段には、ＣＣＤカメラを用い、且つ、前記電気信号は、前記ＣＣＤカメラのスキャン毎又は複数スキャン毎に発生するものであることを特徴とする請求項１〜４何れか１項記載の表面検査方法。
搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査装置であって、
前記搬送手段と所定の間隔をもって配置され、光を照射する複数の光源体と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、
前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを備え、
前記検知手段から発生する電気信号に基づいて、前記切替手段が、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択し、当該切替選択した光源体から光を照射させ、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知することで前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査することを特徴とする表面検査装置。
搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査装置であって、
前記搬送手段と所定の間隔をもって配置されたレンズ部と、当該レンズ部の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、
前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを備え、
前記検知手段から発生する電気信号に基づいて、前記切替手段が、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択し、当該切替選択した光源体から光を照射させ、当該照射させた光を前記レンズ部により屈折させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知することで前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査することを特徴とする表面検査装置。
搬送手段により走行搬送されるシート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査する表面検査装置であって、
前記搬送手段と所定の間隔をもって配置されたレンズ部と、当該レンズ部の焦点面近傍に位置するようそれぞれ配置された複数の光源体とからなる照明ユニットを所定間隔及び所定方向に沿って並設させた検査用照明手段と、前記シート状検査対象物の表面に生じる陰影を検知する検知手段と、
前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択する切替手段とを備え、
前記検知手段から発生する電気信号に基づいて、前記切替手段が、前記検査用照明手段それぞれにおいて、前記複数の光源体のうちから所定の光源体を順次切替選択し、当該切替選択した光源体から光を照射させ、当該照射させた光を前記レンズ部により屈折させることで、前記搬送手段の走行方向に沿った方向に向いて、左右両方向側から、それぞれ擬似平行光を前記シート状検査対象物の表面に対して所定の照射角範囲内で順次照明していき、当該照明により、前記シート状検査対象物の表面に生じた陰影を前記検知手段により検知することで前記シート状検査対象物の表面に生じている凹凸欠陥部を検査することを特徴とする表面検査装置。
前記光源体の切替選択は、所定のタイムスケジュールに基づいて順次行われるものであることを特徴とする請求項６〜８何れか１項記載の表面検査装置。
前記検知手段は、ＣＣＤカメラであり、且つ、前記電気信号は、前記ＣＣＤカメラのスキャン毎又は複数スキャン毎に発生するものであることを特徴とする請求項６〜９何れか１項記載の表面検査装置。