JPH0346545A - 欠陥険出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、走行中の、合成樹脂フィルム等のシート状
物の表面欠陥（凹凸等）や、取り込まれた異物等による
内部欠陥（フィッシュアイ等）を検出する装置に関する
。

（従来の技術） 走行中の合成樹脂フィルム等のシート状物の表面欠陥や
内部欠陥を検出する装置としては、従来、たとえば特公
昭５７−２１０４７号公報に記載されている、被検シー
ト状物上に光ビームを指向、走査し、その被検シート状
物による透過光または反射光のうち、欠陥によって散乱
または屈折された光を受光するようにしたものがある。

しかしながら、かかる従来の装置では、欠陥の有無を検
出することはできても、その欠陥が被検シート状物のど
の位置にあるかは判別することができず、不便である。

というのは、実際上は、まず、欠陥をマクロ的に検出し
た後、その欠陥をミクロ的に観察することが多いからで
ある。たとえば、欠陥が検出された被検シート状物を、
光学顕微鏡や表面粗さ計等を用いて、欠陥の種類や程度
をミクロ的に判断するのである。だから、欠陥の検出に
おいては、被検シート状物のどの位置で欠陥が検出され
たかは、非常に重要な情報となる。しかるに、従来の装
置によっては、かかる欠陥位置についての情報は得るこ
とができない。

（発明が解決しようとする課題） この発明の目的は、従来の装置の上述した問題点を解決
し、欠陥の有無はもちろんのこと、その欠陥が被検シー
ト状物のどの位置にあるかまでも検出することができる
欠陥検出装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、走行中のシー
ト状物の欠陥を検出する装置であって、被検シート状物
上に光ビームを指向し、走査する投光部と、上記光ビー
ムの走査の基点となる位置を検出する光センサと、上記
光ビームの、上記被検シート状物による透過光または反
射光を受光する受光部と、上記被検シート状物の欠陥の
位置を求める検出部とを有し、上記検出部は、クロック
パルス発生器と、上記光センサに出力が現われてから上
記受光部に欠陥による信号が現われるまでの、上記クロ
ックパルス発生器からのクロックパルスを積算するパル
スカウンタと、クロックパルスの積算値に基いて欠陥の
位置を算出する演算器とを備えていることを特徴とする
欠陥検出装置を提供する。

被検シート状物上に光ビームを指向し、走査する投光部
は、光源、光ビーム走査器や、それらと組み合わされる
集光レンズ等で構成される。光源としては、通常、レー
ザー光源を用いる。また、光ビーム走査器としては、通
常、よく知られている回転多面鏡（ポリゴンミラー）を
用いる。

投光部による光ビームの走査の基点となる位置を検出す
る光センサは、フォトダイオード等で構成される。この
光センサは、投光部の集光レンズと被検シート状物との
間に配置したり、光ビーム走査器と投光部の集光レンズ
との間に配置したり、被検シート状物と受光部との間に
配置したり、受光部上に配置したりすることができる。

受光部は、フォトダイオード、ＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ
Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等の光センサで構成さ
れる。そうして、受光部は、被検シート状物を透過した
光を受光したいときには、その被検シート状物の裏面側
、すなわち、投光部の設置側とは反対側に置かれ、反射
光を受光したいときには、投光部の設置側に置かれる。

検出部は、クロックパルス発生器や、そのクロックパル
ス発生器からのクロックパルスを積算するパルスカウン
タや、パルスカウンタによるクロックパルスの積算値に
基いて被検シート状物の欠陥の位置を算出する演算器等
で構成されている。

これらクロックパルス発生器やパルスカウンタ、演算器
等は、それぞれ別個のものとして構成することもできる
が、通常は、マイクロコンピュータにこれらの機能を一
括してもたせる。

（作　用） 投光部によって被検シート状物上に指向、走査された光
ビームは、被検シート状物を透過し、または、被検シー
ト状物によって反射され、その透過光または反射光が受
光部によって受光される。

このとき、光センサによって、光ビームの走査の基点に
なる位置を検出しておく。

さて、被検シート状物に欠陥があると、受光部に、欠陥
による出力が現われる。そこで、検出部は、パルスカウ
ンタによって、光センサに出力が現われてから、すなわ
ち、走査の基点から、欠陥による出力が現われるまでの
間の、クロックパルス発生器からのクロックパルスを積
算する。すると、その積算値は、被検シート状物上にお
ける、たとえば光ビームの走査開始点からの距離に関連
しているので、演算器によって上記走査開始点からの距
離を計算することで、欠陥の位置を知ることができる。

光センサによる、光ビームの走査の基点になる位置の検
出は、欠陥位置の算出に際して必要になるものである。

なお、もちろんのことであるが、受光器に出力が現われ
るということは、欠陥があるということであるから、受
光器の出力の有無によって欠陥の有無をも知ることがで
きる。

（実施態様） 第１図は、光透過性のシート状物の欠陥を検出する装置
を示すものである。

第１図において、投光部Ｐは、レーザー光源２と、その
レーザー光源２による光ビームの光路上に設けた、反射
ミラー３、集光レンズ４、反射ミラー５、回転多面鏡（
ポリゴンミラー）６および集光レンズ７とを備えている
。

また、集光レンズ７と被検シート状物１との間には、光
ビームの走査の基点を検出する光センサ８が設けられて
いる。

一方、被検シート状物１の裏側には、受光部９が置かれ
ている。

また、この受光部９と上述した光センサ８とは、検出部
１０に接続されている。この検出部１０は、マイクロコ
ンピュータで構成されており、クロックパルスを発生す
る機能と、クロックパルスを積算する機能と、クロック
パルスの積算値に基いて被検シート状物の欠陥の位置を
算出する機能等を有している。すなわち、検出部１０は
、クロックパルス発生器と、パルスカウンタと、演算器
とを包含している。

上述した装置の作用を説明するに、レーザー光源２から
出射した光ビームは、反射ミラー３を経て集光レンズ４
で適当な太さにされた後、反射ミラー５を経て回転多面
鏡６に至り、その回転多面鏡６によって被検シート状物
王土に指向、走査される。回転多面鏡６によって走査さ
れる光ビームは、集光レンズ７によって被検シート状物
１上に集光せしめられる。また、光ビームが走査される
とき、光センサ８は、光ビームが走査の基点となる位置
にきたことを検知する。

被検シート状物１を透過した光ビームは、受光部９上に
像を作る。そうして、いま、被検シート状物１に欠陥が
あると、受光部９は、その欠陥に基く出力を生ずる。こ
れから、欠陥の位置を次のようにして知ることができる
。

すなわち、いま、第２図に示すように、被検シート状物
と同一平面上に点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅをとる。点Ａは、
被検シート状物上における光ビームの走査開始点であり
、点Ｂは、被検シート状物上における光ビームの走査終
了点であり、点Ｃは被検シート状物上における光ビーム
の走査中心点である。また、点りは、光センサ８に入射
した光ビームの延長線と上記平面との交点であり、点Ｅ
は、被検シート状物の欠陥位置である。回転多面鏡６に
よる、走査開始点Ａから走査終了点Ｂまでの光ビームの
走査は、走査角２θによって行われる。また、集光レン
ズ７に入射する前における、光センサ８に入射する光ビ
ームと点Ａに到達する光ビームとのなす角度をα、光セ
ンサ８に入射する光ビームと欠陥位置Ｅに到達する光ビ
ームとのなす角度をβとする。

さて、被検シート状物の欠陥位置Ｅは、点Ａと点Ｅとの
距離、すなわちＡＥで与えられる。また、集光レンズ７
の焦点距離をｆとすると、ＡＣｌＥＣはそれぞれ次式で
与えられる。

ＡＣ＝　ｆ　・ｔａｎ　θ　　　　　　　　・・・・・
・（１）ＥＣ＝ｆ・Ｊａｎ　　（θ＋α−β＞　　　−
・−・（２＞上記（１）、（２）式から、被検シート状
物の、走査量始点Ａから欠陥位置Ｅまでの距離ＡＥは次
式で与えられることになる。すなわち、 ＡＥ＝ＡＣ−ＥＣ ｆ−１ａｎθ−ｆ−１ａｎ（θ＋α−β）・・・・・・
（３） ところで、上記（３）式におけるｆ１θ、αは、いずれ
も、設計から決まる値である。すなわち、ｆは、集光レ
ンズの選定によって決まり、θは、焦点距離ｆのレンズ
を用いたとき、光ビームを走査開始点Ａから走査終了点
Ｂまで走査するのに必要な走査角として決まる。また、
αは、光センサ８をどこに配置するかによって決まる。

したがって、被検シート状物の欠陥位置を知るには、上
記（３）式において、角度βがわかればよいということ
になる。

そこで、角度βを求める方法であるが、第３図において
、ＣＬは、検出部１０（第１図）において、角度βを求
めるために、クロックパルス発生器によって用意される
、時間の基準となるクロックパルスである。いま、第１
図において、回転多０ 面鏡６による光ビームの走査が行われ、光センサ８に光
ビームが入射すると、第３図において、光センサ８の出
力Ｓに図示するような変化が現われる。この時刻をｔｌ
とする。走査が進み、被検シート状物１に欠陥があると
、受光部９の出力ＳＳに欠陥による図示するような変化
が現われる。この時刻をｔ２とする。そこで、検出部１
０は、パルスカウンタがこれら時刻ｔ１．．ｔ２間にお
けるクロックパルスの数を計数する。すなわち、パルス
カウンタは、時刻ｔ、からクロックパルスの積算を始め
、時刻ｔ２までのクロックパルスの数を求める。そして
、このクロックパルス積算値がｎ個であったとすると、
クロックパルスの周期をＴ１回転多面鏡６の単位時間当
りの回転角をＲとすれば、第２図における角度βは、次
式で与えられることになる。すなわち、 β＝ｎ−Ｔ・Ｒ・・・・・・（４） よって、第２図に示した、走査開始点Ａから被検シート
状物の欠陥位置Ｅまでの距離ＡＥは、上記（３）式に上
記（４）式を代入して、１ ＡＥ＝ｆ　ＩＩｔａｎ　θ−ｆＩＩｔａｎ（θ＋α−ｎ
ＩＩＴ−Ｒ）　　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・・（５）となり、ｆ％　θ、αは上述したように設計
によって決まる値であり、また、ＴｌＲも同様に設計の
段階で決まる値であるから、（５）式に基いて欠陥位置
を知ることができるわけである。

以上においては、集光レンズ７が普通の光学レンズであ
るものとして説明したが、これがｆθ特性をもつような
もの、すなわち、被検シート状物上での光ビームの走査
速度が等速度になるよう特性を有するものであるときに
は、上記（５）式はさらに簡略化されて、 ＡＥ＝ｆ−θ−ｆ−（θ＋α−ｎ−Ｔ・Ｒ）＝ｆ・　（
ｎ−Ｔ−Ｒ−α）　　・・・・・・（６）となる。

以上においては、被検シート状物が光透過性である場合
について説明したが、光反射性のものであっても全く同
様である。

また、以上においては、被検シート状物の欠陥位置をそ
の被検シート状物に対する光ビームの走２ 査の開始点からの距離として求めたが、これは、基準を
どこに選定するかだけの問題であり、本質的な問題では
ない。たとえば、第２図において、点り、Ｃ，Ｂを選択
しても、同様に欠陥位置Ｅを算出することができる。

上述したようにして求めた被検シート状物の欠陥位置は
、プリンタによって数値として出力したり、また、その
位置を別工程で被検シート状物上にマーキングしたりす
れば、後のミクロ的観察等が効率よく行えるようになる
。

（発明の効果） この発明の装置は、被検シート状物上に光ビームを指向
し、走査する投光部と、光ビームの走査の基点となる位
置を検出する光センサと、光ビームの、被検シート状物
による透過光または反射光を受光する受光部と、被検シ
ート状物の欠陥の位置を求める検出部とを有し、検出部
に、クロックパルス発生器と、上記光センサに出力が現
われてから受光部に欠陥による信号が現われるまでの、
クロックパルス発生器からのクロックパルスを積３ 算するパルスカウンタと、クロックパルスの積算値に基
いて欠陥の位置を算出する演算器とを設けているから、
被検シート状物に欠陥があることはもちろんのこと、そ
の位置までも求めることができ、欠陥の観察や除去等を
極めて効率よく行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の一実施態様に係る装
置の概略図で、第１図は斜視図、第２図は要部の正面図
、第３図は、検出部における信号のタイミングチャート
である。 Ｐ：投光部 １：被検シート状物 ２：レーザー光源 ３：反射ミラー ４：集光レンズ ５：反射ミラー ６：回転多面鏡（ポリゴンミラー） ７：集光レンズ ８：光センサ ４ ９ 、受光部 ］− ：検出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　走行中のシート状物の欠陥を検出する装置であって、
   被検シート状物上に光ビームを指向し、走査する投光部
   と、上記光ビームの走査の基点となる位置を検出する光
   センサと、上記光ビームの、上記被検シート状物による
   透過光または反射光を受光する受光部と、上記被検シー
   ト状物の欠陥の位置を求める検出部とを有し、上記検出
   部は、クロックパルス発生器と、上記光センサに出力が
   現われてから上記受光部に欠陥による信号が現われるま
   での、上記クロックパルス発生器からのクロックパルス
   を積算するパルスカウンタと、クロックパルスの積算値
   に基いて欠陥の位置を算出する演算器とを備えているこ
   とを特徴とする欠陥検出装置。