JPH11160250A - 欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組成変化等が起きた被検査物を含めた幅広い
被検査物について、表面上の傷や小孔（貫通，非貫通を
含む）等を検出できるようにする。 【解決手段】 発光部１０から発した光は、偏光子１２
によって被検査物１４の一面に直線偏光波Ｗ４が照射さ
れる。傷や小孔等の欠陥がある被検査物１４では、その
欠陥によって直線偏光波Ｗ４が屈折や乱反射等する。少
なくとも２つの受光部１８は、被検査物１４を透過また
は通過した光を検光子１６を介して受ける。さらに受光
部１８ごとにそれぞれの光強度測定部２０で光の強度が
測定され、欠陥判別部２２が隣接する光強度測定部２０
で測定された光の強度の差分を求め、その差分値が所定
値を超えたか否かによって欠陥の有無を判別する。した
がって、組成変化等が起きた被検査物１４を含めた幅広
い被検査物１４について、傷や小孔等を検出することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は欠陥検出装置に関
し、被検査物に生じた傷や小孔等の欠陥をより確実に検
出する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検査物に生じた小孔（ピンホー
ル等のような貫通孔）を検出するには、光を照射して検
出する光照射法と、高電圧を印加して検出する高電圧印
加法とが知られている。まず、光照射法では、主に光の
透過性の低い材質のものが被検査物として適する。例え
ば、金属箔，紙，加工フィルム，加工ガラス等が該当す
る。この方法では、被検査物の一面側に光を照射し、他
面側で小孔等による透過光を光検出器によって検出す
る。そして、光検出器で検出された光強度が所定強度を
超えると、その位置に小孔があると判別する。また、高
電圧印加法では、主に絶縁性の高い材質のものが被検査
物として適する。例えば、ガラス，紙等が該当する。こ
の方法では、被検査物の一面と他面とを電極で挟んで高
電圧を印加し、被検査物を介して電極間に流れるリーク
電流を電流計で検出する。そして、検出されたリーク電
流が所定電流値を超えると、その位置に小孔があると判
別する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のいずれ
の方法でも、小孔は貫通していることが条件とされる。
そのため、検出可能な小孔の種類が制限されてしまう。
一方、貫通している小孔だけでなく、貫通していない小
孔や表面上の傷等をも検出することができる反射光法が
ある。この反射光法では、小孔を傷の一種と見なして、
照射した光に対する反射光の乱れによって検出する。と
ころが、貫通する小孔が小さい場合には検出が困難にな
るという問題がある。さらには、被検査物がガラスやフ
ィルム等である場合において組成変化や結晶変化、ある
いは変質が起こると、異方性部分の小孔等（すなわち異
方性による正常部位とは異なった光の透過部分）が生ず
る。この欠陥は変形とは無関係に生じ、自然光に対して
も光学的変化を起こさない。そのため、組成変化等が起
きた被検査物については、反射光法によって傷や小孔等
の欠陥を検出することができない。本発明はこのような
点に鑑みてなされたものであり、組成変化等が起きた被
検査物を含めた幅広い被検査物について、表面上の傷や
小孔（貫通，非貫通を含む）等を検出することができる
欠陥検出装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための第１の手段】請求項１に記載の
発明は、被検査物に光を照射し、その被検査物を透過ま
たは通過した光を測定することにより、その被検査物に
生じた傷や小孔等の欠陥を検出する欠陥検出装置におい
て、その被検査物の一面側に設けられ、その被検査物に
対して偏光子を介して発光する発光部と、その被検査物
の他面側において前記発光部に対向する位置からずらし
て設けられ、その被検査物を透過または通過した光を検
光子を介して受ける少なくとも２つの受光部と、その少
なくとも２つの受光部のそれぞれに対応して設けられ、
受光した光の強度をそれぞれ測定する光強度測定部と、
隣接する光強度測定部によって測定された光の強度の差
分値が所定値を超えたか否かによって、前記欠陥の有無
を判別する欠陥判別部とを有することを特徴とする。こ
こで、「欠陥」には上記傷や小孔に限らず、汚れや付着
した異物等のように、被検査物を正常品と欠陥品とに区
分するための指標が含まれるものとする。

【０００５】請求項１に記載の発明によれば、被検査物
の一面側に設けられた発光部から発した光は、偏光子を
介して被検査物の表面に照射される。傷や小孔等の欠陥
がある被検査物では、その欠陥によって直線偏光波は屈
折や乱反射等して散乱する。この屈折や乱反射等は、傷
や小孔（貫通，非貫通を含む）に限らず、被検査物に組
成変化等が起きた場合でも同様に発生する。一方、傷や
小孔等の欠陥がない被検査物では、直線偏光波はそのま
ま透過または通過するか、あるいは完全に遮蔽される。
また、被検査物の他面側に設けられた少なくとも２つの
受光部は、被検査物を透過または通過した光を検光子を
介して受ける。これらの受光部は、発光部に対向する位
置からずらして設けられている。被検査物を透過または
通過した光は検光子によって直線偏光波のみが透過され
る。こうして透過される直線偏光波は、発光部に対向す
る位置からずらして設けられている検光子に入射する直
線偏光波に限られる。そのため、発光部から発した光が
受光部で受光されるのは、屈折や乱反射等した光に限ら
れる。さらに、検光子によって透過された直線偏光波
は、受光部ごとにそれぞれの光強度測定部によって光の
強度が測定される。そして、欠陥判別部が隣接する光強
度測定部で測定された光の強度の差分値を求め、その差
分値が所定値を超えたか否かによって欠陥の有無を判別
する。そのため、傷や小孔等の欠陥によって屈折や乱反
射等した光が所定の明るさに達すると、その位置に欠陥
があると判別する。したがって、組成変化等が起きた被
検査物を含めた幅広い被検査物について、傷や小孔等を
検出することができる。

【０００６】

【課題を解決するための第２の手段】請求項２に記載の
発明は、請求項１に記載の欠陥検出装置において、複数
の受光部の端面をほぼ密接させて線状に配置した線状受
光部をほぼ平行に２つ設け、その２つの線状受光部の相
互間におけるほぼ中央部位と対向する位置に、複数の発
光部の端面をほぼ密接させて線状に配置した線状発光部
を設け、それらの線分方向と交差する方向に被検査物を
移動させて、その被検査物に生じた傷や小孔等の欠陥を
検出することを特徴とする。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、線状受光
部はほぼ平行に２つ設けられ、それぞれが複数の受光部
の端面をほぼ密接させて線状に配置している。また、線
状発光部は線状受光部と同様に複数の発光部の端面をほ
ぼ密接させて線状に配置している。これらの位置関係
は、２つの線状受光部の相互間におけるほぼ中央部位と
対向する位置に線状発光部が設けられている。この線状
発光部と線状受光部との間を、線分方向と交差する方向
に被検査物を移動させれば、その線状区間について被検
査物に生じた傷や小孔等の欠陥を検出することが可能と
なる。そのため、一度に検査できる範囲を広げることが
できる。

【０００８】

【課題を解決するための第３の手段】請求項３に記載の
発明は、請求項２に記載の欠陥検出装置において、その
２つの線状受光部をそれぞれ複数のブロックに区分し、
そのブロックごとに対応して光強度測定部を設け、各ブ
ロックのそれぞれが受光した光を対応する光強度測定部
に導き、一方の線状受光部におけるブロックの境界と、
他方の線状受光部におけるブロックの境界とを線分方向
にずらしたことを特徴とする。

【０００９】請求項３に記載の発明によれば、２つの線
状受光部は、それぞれ複数のブロックに区分されてい
る。一方の線状受光部におけるブロックの境界と、他方
の線状受光部におけるブロックの境界とを線分方向にず
らされている。そして、区分した各ブロックのそれぞれ
において受光した光は、対応して設けられている光強度
測定部に導かれて光の強度が計測される。そのため、被
検査物に線状受光部の線分方向と交差する方向に沿って
欠陥があり、その欠陥が一方の線状受光部におけるブロ
ックの境界に位置しているような場合でも、他方の線状
受光部におけるブロックで欠陥を検出することができ
る。したがって、様々な形状の欠陥であっても確実に検
出することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施の形態
を、図面に基づいて説明する。まず、図１を参照しなが
ら、本発明の概要について説明する。

【００１１】図１において、欠陥検出装置は、発光部１
０，偏光子１２，検光子１６，受光部１８（１８ａ，１
８ｂ），光強度測定部２０，欠陥判別部２２によって構
成されている。発光部１０は、照明光や太陽光（自然
光）等のような無偏光波Ｗ２の光を発する。偏光子１２
は、無偏光波Ｗ２を直線偏光波Ｗ４に偏向して被検査物
１４の表面に照射する。検光子１６は、直線偏光波Ｗ１
０のみを透過する。受光部１８は図示するように少なく
とも２つ（受光部１８ａ，１８ｂ）設けられており、か
つ、発光部１０に対向する位置からずらして設けられて
いる。この受光部１８は、検光子１６を透過した直線偏
光波Ｗ１０を受光する。光強度測定部２０は、少なくと
も２つの受光部１８で受光した光の強度を測定する。

【００１２】この構成によれば、被検査物１４の一面側
に設けられた発光部１０から発した光は、偏光子１２を
介して被検査物１４の表面に照射される。被検査物１４
の表面に照射される光は直線偏光波Ｗ４であり、この直
線偏光波Ｗ４は時計方向にほぼ４５°傾いた面内の波Ｗ
６と、反時計方向にほぼ４５°傾いた波Ｗ８との合成波
であると考えられる。すなわち波Ｗ６のベクトルＶ２
と、波Ｗ８のベクトルＶ６とを合成したベクトルＶ４が
直線偏光波Ｗ４に対応する。傷や小孔等の欠陥がある被
検査物１４では、その欠陥によって直線偏光波Ｗ４が屈
折や乱反射したり、あるいはレンズ効果によって集光や
発散等を起こす。この場合、傷や小孔は必ずしも直線的
なものとは限らず、小孔の径も一面側と他面側とで異な
ることが多い。そのため、入射した光は様々な方向に屈
折や乱反射等することになる。こうした屈折や乱反射等
は、傷や小孔（貫通，非貫通を含む）に限らず、被検査
物１４に組成変化等が起きた場合でも同様に発生する。
一方、傷や小孔等の欠陥がない被検査物１４では、直線
偏光波Ｗ４はそのまま透過または通過するか（図１の矢
印Ｄ２方向）、あるいは完全に遮蔽される。

【００１３】また、被検査物１４の他面側に設けられた
少なくとも２つの受光部１８は、被検査物１４を透過ま
たは通過した光を検光子１６を介して受ける。被検査物
１４を透過または通過した光は、検光子１６によって直
線偏光波Ｗ１０のみが透過される。こうして透過される
直線偏光波Ｗ１０は、発光部１０に対向する位置からず
らして設けられている検光子１６に入射する直線偏光波
に限られる。そのため、発光部１０から発した光が受光
部１８で受光されるのは、屈折や乱反射等した光に限ら
れる（図１の矢印Ｄ４方向）。

【００１４】さらに、検光子１６によって透過された直
線偏光波は、受光部１８ごとにそれぞれの光強度測定部
２０によって光の強度が測定される。そして、欠陥判別
部２２が隣接する光強度測定部２０で測定された光の強
度の差分値を求め、その差分値が所定値を超えたか否か
によって欠陥の有無を判別する。そのため、傷や小孔等
の欠陥によって屈折や乱反射等した光が所定の強度（明
るさ）に達すると、その位置に欠陥があると判別する。
したがって、組成変化等が起きた被検査物１４を含めた
幅広い被検査物１４について、傷や小孔等を検出するこ
とができる。なお、隣接する光強度測定部２０によって
測定された光の強度について差分を求めるのは、次の通
りである。すなわち、差分をとらずに光の強度に基づい
て欠陥の有無を判別すると、欠陥によって生ずる透過光
の光の強さは正常な場合の透過光の光の強さと比較して
極めて小さく、欠陥の有無を的確に判別できないためで
ある。また、差分値が所定値を超えたか否かによって欠
陥の有無を判別するのは、所定値が被検査物１４の材質
や組成等によって変化し、様々の被検査物１４に柔軟に
対応して欠陥を判別できるようにするためである。

【００１５】次に、具体的な欠陥検出装置について、図
２〜図１０を参照しながら説明する。ここで、図２〜図
４には欠陥検出装置の外観を示す。具体的には、図２に
斜視図を、図３に正面図を、図４に側面図をそれぞれ示
す。図５には発光ヘッドの端面を部分図で示す。図６に
は受光ヘッドの端面を部分図で示す。図７には欠陥によ
って散乱する場合の光路を示す。図８には、測定判別部
の構成を示す。図９には、線状欠陥のある被検査物を検
出する例を示す。図１０には、線状欠陥の検出波形を示
す。図１１には、検出波形の一例を示す。なお、被検査
物１４には、その一例として透明フィルム１００を用い
ることにする。また、これらの図において、同一の要素
は同一の符号を付す。

【００１６】まず、欠陥検出装置の全体構成について、
図２〜図４を参照しながら説明する。この欠陥検出装置
は、図２に示すように、光センサー群１０２，光ファイ
バー群１０４，受光ヘッド１０６，検光板１０８，偏光
板１１０，スリット１１２，発光ヘッド１１４，光ファ
イバー１１６，光源１１８，後述する測定判別部等によ
って構成されている。透明フィルム１００は、検査のた
めに図示する矢印Ｄ１０方向に沿って移動可能になって
いる。この透明フィルム１００の一面側には、光源１１
８，光ファイバー１１６，発光ヘッド１１４，スリット
１１２，偏光板１１０が配置されている。光源１１８
は、照明光や太陽光等のように無偏光波の光を発生す
る。複数本の光ファイバー１１６は、光源１１８の発光
端から発光ヘッド１１４の内部を通って、その発光ヘッ
ド１１４の端面まで連続して設けられる。光源１１８の
発光端において、複数本の光ファイバー１１６は束ねら
れ、それぞれの光ファイバー１１６に光が導かれるよう
になっている。発光ヘッド１１４の内部において、平行
状の光を透明フィルム１００に照射するため、図４に示
すように光ファイバー１１６は平行状に整列されて配置
されている。ここで、光源１１８，光ファイバー１１
６，発光ヘッド１１４は、あわせて発光部１０に相当す
る。なお、光源１１８は、発生する光の強さが最適な強
さに調整可能になっているものがより望ましい。

【００１７】図２に戻って、発光ヘッド１１４の端面に
はスリット１１２が設けられ、さらにその上に偏光板１
１０が設けられている。スリット１１２は、図３に示す
ように２枚の板からなり、光ファイバー１１６のほぼ直
径分だけ隙間が設けられている。また、スリット１１２
は、無反射で無透過の材質のものを用いるのが望まし
い。上記２枚の板の隙間によって、平行状の光のみを通
過させる。偏光板１１０は偏光子１２に相当し、光源１
１８から導かれてきた無偏向波の光を直線偏向波に９０
°偏向する。なお、２枚の板の隙間は、制御装置によっ
て制御されるアクチュエータやネジ等によって最適な状
態に調整可能になっている。また、発光ヘッド１１４等
は、偏光板１１０を透明フィルム１００に近接させて配
置される。

【００１８】再び図２に戻って、透明フィルム１００の
他面側には、光センサー群１０２，光ファイバー群１０
４，受光ヘッド１０６，検光板１０８が配置されてい
る。検光板１０８は検光子１６に相当し、透明フィルム
１００を透過または通過した直線偏光波を透過する。透
過した直線偏光波は光ファイバー群１０４に導かれる。
ここで、偏光板１１０と検光板１０８とは、ほぼ十字ニ
コル状態になるように配置されている。光ファイバー群
１０４は検光板１０８と接する受光ヘッド１０６の端面
からその受光ヘッド１０６の内部を通り、光センサー群
１０２の受光端まで連続して設けられている。受光ヘッ
ド１０６の内部において、平行状の光を光センサー群１
０２に導くため、図４に示すように光ファイバー群１０
４は平行状に整列されて配置されている。また、光ファ
イバー群１０４は、図３に示す左右方向（すなわち図２
に示す矢印Ｄ１０方向）に枝分かれして受光ヘッド１０
６に配置されている。ここで、検光板１０８，受光ヘッ
ド１０６は、あわせて受光部１８に相当する。

【００１９】図２における光センサー群１０２は、４つ
の光センサー１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ
によって構成されている。光ファイバー群１０４は、そ
れぞれが複数本からなる４つの光ファイバー１０４ａ，
１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄに分けられる。こうして
分けられた４つの光ファイバー１０４ａ，１０４ｂ，１
０４ｃ，１０４ｄは、順に対応する光センサー１０２
ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄの受光端においてそ
れぞれ束ねられる。ここで、光ファイバー１０４ａ，１
０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄはそれぞれが受光部に相当
し、光センサー１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２
ｄはそれぞれが光強度測定部に相当する。なお、図３に
示す左右方向に枝分かれした光ファイバー群１０４は、
別個の光センサーに接続される。また、受光ヘッド１０
６も発光ヘッド１１４等と同様に、検光板１０８を透明
フィルム１００に近接させて配置される。さらに、光セ
ンサー群１０２から出力される検出信号は、後述する測
定判別部に送られる。

【００２０】次に、発光ヘッド１１４と受光ヘッド１０
６との端面について、図５，図６を参照しながら説明す
る。スリット１１２と接する発光ヘッド１１４の端面で
は、図５に示すように、複数本の光ファイバー１１６が
その端面をほぼ密接させて線状（一列状）に整列して配
置されている。ここで、線状に配置されている複数本の
光ファイバー１１６は、線状発光部に相当する。

【００２１】検光板１０８と接する受光ヘッド１０６の
端面では、図６（Ａ）に示すように、光ファイバー群１
０４が間隔Ｌを隔てて二列に配置され、各列は光ファイ
バー群１０４の端面をほぼ密接させて線状に整列されて
いる。この間隔Ｌは光ファイバーの直径とほぼ等しい。
ここで、各列ごとに線状に整列して配置されている光フ
ァイバー群１０４は、それぞれ線状受光部に相当する。
図６（Ａ）に示すブロックＢ２，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８は、
それぞれ４本の光ファイバーからなる。また、ブロック
Ｂ２，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８は、それぞれ異なる光センサー
（光センサー１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ
のいずれか）に光学的に接続される。例えば、ブロック
Ｂ６を光センサー１０２ａに、ブロックＢ２を光センサ
ー１０２ｂに、ブロックＢ８を光センサー１０２ｃに、
ブロックＢ４を光センサー１０２ｄにそれぞれ接続す
る。他には、ブロックＢ２を光センサー１０２ａに、ブ
ロックＢ４を光センサー１０２ｂに、ブロックＢ６を光
センサー１０２ｃに、ブロックＢ８を光センサー１０２
ｄにそれぞれ接続してもよい。これらの接続方式によっ
て、隣接する領域で受光された光の強度を測定すること
ができる。

【００２２】ここで、一列側におけるブロックＢ２およ
びブロックＢ４の境界と、他列側におけるブロックＢ６
およびブロックＢ７の境界とを、各列の線分方向と直交
する方向でブロック長の１／２だけずらしている。こう
することによって、後述するように線状欠陥が一列側に
おけるブロックの境界上に位置したときでも、他列側で
はブロック上に位置することになる。そのため、線状欠
陥を確実に検出することができる。

【００２３】さて、光ファイバー群１０４の光ファイバ
ーの直径は１mm以下しかないため、間隔Ｌを維持しなが
ら光ファイバー群１０４を二列状に整列して配置するの
は困難である。そこで、受光ヘッド１０６では、図６
（Ｂ）に示すように光ファイバーを最密充填する。そし
て、光ファイバー群１０４のうち、上記ブロックＢ２，
Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８に相当する部位の光ファイバーのみを
光センサーに接続する。こうすることによって、比較的
簡単に間隔Ｌを維持しながら光ファイバー群１０４を二
列状に整列して配置することができる。また、光ファイ
バーの単価は安いので、欠陥検出装置のコストにはあま
り影響しない。また、一列側におけるブロックの境界
と、他列側におけるブロックの境界とのずれは、図６
（Ａ）に示す位置だけでなく、図６（Ｃ）に示す位置で
あってもよい。すなわち、一列側におけるブロックの境
界は、他列側におけるブロックの中央部に位置するだけ
でなく、その中央部からやや境界よりに位置してもよ
い。この場合であっても、線状欠陥を確実に検出するこ
とができる。

【００２４】なお、上記間隔Ｌを空けてブロックＢ２，
Ｂ４とブロックＢ６，Ｂ８とを設けたのは、光の拡散に
より両線状受光部に同時に入射する光を抑えることによ
り、欠陥の検出精度を高めるためである。そのため、こ
の間隔Ｌは図６（Ｂ）に示す光ファイバー１本分に限ら
ず、複数本分の間隔としてもよい。さらに、欠陥の検出
精度は低くなるが、間隔Ｌを空けずに（つまり密接させ
て）ブロックＢ２，Ｂ４とブロックＢ６，Ｂ８とを設け
てもよい。

【００２５】次に、受光ヘッド１０６において光ファイ
バー群１０４を二列状に配置した理由について、図７を
参照しながら説明する。図７に示すように、発光ヘッド
１１４の光ファイバー１１６は、受光ヘッド１０６の間
隔Ｌと対向するように配置される。そのため、受光のた
めの光ファイバー群１０４は、発光のための光ファイバ
ー１１６に対向する位置からずらして設けられることに
なる。透明フィルム１００に傷Ｃ２がない場合には、光
は矢印Ｄ１２方向に直進する。しかし、透明フィルム１
００に傷Ｃ２がある場合には、光の一部が傷Ｃ２によっ
て屈折や乱反射したり、あるいはレンズ効果によって集
光や発散等を起こし、その一部の光が矢印Ｄ１４方向に
沿って進んで光ファイバー群１０４に導かれる。このよ
うな状況は、透明フィルム１００に小孔（貫通，非貫通
を含む）がある場合や透明フィルム１００が組成変化し
た場合等でも同様に起こる。そのため、傷や小孔，組成
変化等の欠陥を確実に検出することができる。

【００２６】次に、測定判別部の構成について、図８を
参照しながら説明する。図８において、測定判別部は、
差動増幅器群１２０，比較器群１２２，論理和回路１２
４，検出ランプ１２６によって構成されている。差動増
幅器群１２０は、４つの光センサー１０２ａ，１０２
ｂ，１０２ｃ，１０２ｄに対応して、３つの差動増幅器
１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃからなる。すなわち、ｎ
個の光センサーに対して（ｎ−１）個の差動増幅器が設
けられる。差動増幅器１２０ａは光センサー１０２ａ，
１０２ｂからそれぞれ出力された検出信号を受けて、そ
れらの検出信号の差分（すなわち差分信号）を出力す
る。同様に、差動増幅器１２０ｂは光センサー１０２
ｂ，１０２ｃからそれぞれ出力された検出信号を受け
て、それらの差分信号を出力する。さらに、差動増幅器
１２０ｃは光センサー１０２ｃ，１０２ｄからそれぞれ
出力された検出信号を受けて、それらの差分信号を出力
する。なお、４つの光センサー１０２ａ，１０２ｂ，１
０２ｃ，１０２ｄは、いずれも図記号で示すようにフォ
トダイオード（フォトディテクター）と増幅器とによっ
て構成されている。

【００２７】比較器群１２２は３つの比較器１２２ａ，
１２２ｂ，１２２ｃからなり、差動増幅器１２０ａ，１
２０ｂ，１２０ｃにそれぞれ対応して設けられている。
これらの比較器１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、順に
差動増幅器１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃから出力され
た差分信号が基準電圧Ｖｃｃ以上になった場合にはハイ
レベル信号を、基準電圧Ｖｃｃ未満の場合にはローレベ
ル信号を出力する。論理和回路１２４は比較器１２２
ａ，１２２ｂ，１２２ｃ出力された論理信号を受けて、
それらの論理信号の論理和をとって検出ランプ１２６に
出力する。すなわち、論理和された信号がハイレベル信
号であれば検出ランプ１２６が点灯し、ローレベル信号
であれば検出ランプ１２６が消灯する。したがって、光
センサー１０２ａ，１０２ｂの差分、光センサー１０２
ｂ，１０２ｃの差分、光センサー１０２ｃ，１０２ｄの
差分のいずれか少なくとも一つが基準電圧Ｖｃｃを超え
ると検出ランプ１２６が点灯し、その位置の透明フィル
ム１００に欠陥があることを知らせる。ここで、差動増
幅器群１２０，比較器群１２２，論理和回路１２４は、
あわせて欠陥判別部に相当する。なお、光で欠陥を知ら
せる検出ランプ１２６に代えて、音で欠陥を知らせるブ
ザーやスピーカのような音響装置を適用してもよい。

【００２８】上記のように構成された欠陥検出装置を用
いて、透明フィルム１００を検査すると、次のような結
果が得られる。この透明フィルム１００には、図９に示
すように、その表面に線状の傷（線状欠陥）があるもの
とする。図９において、欠陥検出装置（具体的には発光
ヘッド１１４や受光ヘッド１０６等）を矢印Ｘ方向に移
動させる。すなわち、透明フィルム１００の左側端部か
ら透明フィルム１００を横断するように移動させる。こ
の移動の際、図８に示す差動増幅器１２０ａ，１２０
ｂ，１２０ｃから出力される差分信号を、それぞれ順に
端子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃで計測する。上記Ｘ方向を
軸として、各端子の計測結果（差分信号の電圧Ｖ）をグ
ラフに表すと図１０のようになる。このようなグラフに
なるのは、光センサー群１０２に導く光ファイバー群１
０４の束を、図６（Ａ）や図６（Ｃ）に示すブロックＢ
２，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８のように、一列側におけるブロッ
クＢ２およびブロックＢ４の境界と、他列側におけるブ
ロックＢ６およびブロックＢ７の境界とを、各列の線分
方向と直交する方向でずらしているためである。したが
って、透明フィルム１００を矢印Ｄ１０方向に移動させ
ながら検査する場合には、その透明フィルム１００のど
の位置に線状欠陥があっても確実に検出することができ
る。また、位置Ｘａにおける端子Ｐの実際の波形を図１
１に示す。この図１１では、位置Ｘａにおいて基準電圧
Ｖｃｃを超えているため、検出ランプ１２６が点灯され
る。

【００２９】上記実施の形態によれば、透明フィルム１
００（被検査物）の一面側に設けられた発光ヘッド１１
４端面の光ファイバー１１６（発光部）から発した光
は、偏光板１１０（偏光子）を介して透明フィルム１０
０の表面に直線偏光波が照射される。もし、この透明フ
ィルム１００に傷や小孔等の欠陥がある場合には、その
欠陥によって直線偏光波は屈折や乱反射等して散乱す
る。こうして散乱した直線偏光波の一部は、透明フィル
ム１００の他面側における受光ヘッド１０６に設けられ
た光ファイバー群１０４（少なくとも２つの受光部）に
よって受光される。この光ファイバー群１０４は、光フ
ァイバー１１６に対向する位置からずらして設けられて
いる。光ファイバー群１０４に受光された光は、検光板
１０８（検光子）によって直線偏光波のみが透過され
る。さらに、検光板１０８によって透過された直線偏光
波は、光センサー群１０２（光強度測定部）によって光
の強度が測定される。そして、差動増幅器群１２０等
（欠陥判別部）が隣接する光センサーで測定された光の
強度の差分値を求め、その差分値が所定値を超えたか否
かによって欠陥の有無を判別する。こうして、透明フィ
ルム１００に生じた傷や小孔等の欠陥によって屈折や乱
反射等した光が所定の明るさに達すると、その位置に欠
陥があると判別する。したがって、組成変化等が起きた
被検査物を含めた幅広い被検査物について、傷や小孔等
を検出することができる。なお、この欠陥検出装置で
は、偏光板１１０，検光板１０８，差動増幅器群１２０
等のように入手容易で安価な部品を用いているため、低
いコストで実現することができる。

【００３０】また、複数本の光ファイバー群１０４（線
状受光部）は間隔Ｌを空けてほぼ平行に二列設けられ
（図６（Ａ）参照）、それぞれが光ファイバー群１０４
の端面をほぼ密接させて線状に配置している。同様に、
複数本の光ファイバー１１６（線状発光部）は、その端
面をほぼ密接させて線状に配置している（図５参照）。
線状発光部は、二列の線状受光部の相互間におけるほぼ
中央部位と対向する位置に設けられている（図３参
照）。この線状発光部と線状受光部との間を、それらの
線分方向と交差する方向（例えば図２に示す矢印Ｄ１０
方向）に透明フィルム１００を移動させれば、その線状
区間について透明フィルム１００に生じた傷や小孔等の
欠陥を検出することが可能となる。そのため、一度に検
査できる範囲を、線状発光部と線状受光部との線状区間
に広げることができる。

【００３１】さらに図６において、二列の線状受光部
は、それぞれ複数のブロックＢ２，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８等
に区分されている。一方の線状受光部におけるブロック
の境界と、他方の線状受光部におけるブロックの境界と
を線分方向にずらされている。そして、区分した各ブロ
ックのそれぞれにおいて受光した光は、対応して設けら
れている光センサーに導かれて光の強度が計測される。
そのため、透明フィルム１００に線状受光部の線分方向
と交差する方向に沿って欠陥があり、その欠陥が一方の
線状受光部におけるブロックの境界に位置しているよう
な場合でも、他方の線状受光部におけるブロックで欠陥
を検出することができる。したがって、様々な形状の欠
陥であっても確実に検出することができる。

【００３２】したがって、従来は困難であった透明フィ
ルムや透明ガラス等の透明体での欠陥を検出することが
可能となる。また、フィルムやガラス自体には変形や変
質がなく、照明光や太陽光を透過させても変化が生じな
いような組成や結晶における変化や変質による異方性部
分についても、その欠陥を検出することが可能となる。
さらに、透明フィルムや透明ガラス等の透明体について
は、傷・異物に対しても透過光が散乱するため、小孔と
同様に検出することが可能となる。このように、偏向状
態にある偏光子と検光子との間に被検査物を通過させ、
偏向子を介して被検査物に平行光を照射し、欠陥による
通過または透過する光を検光子によって検出すれば、光
の透過性の高低や絶縁性良否にとらわれることなく、様
々の小孔や傷・異物等の検出が可能となる。

【００３３】〔他の実施の形態〕上述した欠陥検出装置
において、他の部分の構造，形状，大きさ，材質，個
数，配置および動作条件等については、上記実施の形態
に限定されるものでない。例えば、上記実施の形態を応
用した次の各形態を実施することもできる。 （１）上記実施の形態では、透明フィルム１００（被検
査物）に照射する光として照明光や太陽光を用いたが、
レーザー光を用いてもよい。レーザー光は単波長光であ
るために直進性が高く、光ファイバー１１６によって透
明フィルム１００に導いて照射した場合でも散乱しにく
い特性がある。しかし、レーザー光が傷や小孔等の欠陥
に当たると、照明光や太陽光と同様に散乱する。そのた
め、実施の形態と同様の効果を得ることができる。 （２）上記実施の形態では、各ブロックＢ２，Ｂ４，Ｂ
６，Ｂ８をそれぞれ４本の光ファイバーによって構成し
た（図６（Ａ）参照）。各ブロックＢ２，Ｂ４，Ｂ６，
Ｂ８で構成する光ファイバーの本数は１本以上で任意で
ある。すなわち、光センサー群１０２で光の強度を計測
するため、各光センサーの感度を超える明るさが得られ
る本数であればよい。例えば、図１２に示すように５本
の場合となることもある。図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）
とでは、一列側におけるブロックＢ１２およびブロック
Ｂ１４の境界と、他列側におけるブロックＢ１６および
ブロックＢ１８の境界とのずれが異なっている。検査対
象に応じて、欠陥の検出精度が高いほうのずれを選択す
るのがより望ましい。

【００３４】（３）上記実施の形態では、無偏向波を直
線偏光波に偏向する偏光板１１０（偏光子）と、直線偏
光波を透過する検光板１０８（検光子）とを用いた。こ
の形態に代えて、偏光板１１０には無偏向波を円偏向
波，楕円偏光波，平面偏光波等のいずれかの偏光波に偏
向するものを用いてもよい。検光板１０８についても同
様である。偏光子の種類と検光子の種類との組み合わせ
によって、欠陥を検出できる被検査物の種類の幅を広げ
ることが可能になる。 （４）上記実施の形態では、図６や図１２に示すよう
に、受光部を直線状に配置した。この形態に代えて、受
光部を円周上（円弧上を含む）に配置してもよい。この
円周は、被検査物の平面に対応する場合と、被検査物の
断面に対応する場合とがある。平面に対応して円周上に
配置すれば、球状の被検査物について欠陥を検出するこ
とが可能になる。また、断面に対応して円周上に配置す
れば、円筒や棒状の被検査物について欠陥を検出するこ
とが可能になる。

【００３５】（５）上記実施の形態では、透明フィルム
１００（被検査物）に欠陥が見つかった場合には検出ラ
ンプ１２６を点灯させて知らせた。検出ランプ１２６に
代えて、透明フィルム１００の表面にマーキングを施す
マーキング装置や、透明フィルム１００の所定区間を裁
断する裁断装置等を接続してもよい。マーキング装置を
接続した場合には、透明フィルム１００に欠陥が見つか
ると、その透明フィルム１００の表面にマーキングが施
される。裁断装置を接続した場合には、透明フィルム１
００に欠陥が見つかると、その透明フィルム１００が所
定区間で裁断される。これらの装置によって、透明フィ
ルム１００の欠陥部分を自動的に指摘あるいは除去する
ことができるので、自動化を図ることができる。 （６）上記実施の形態では、測定判別部において差動増
幅器１２０ａ等を用いたが、一方の入力をマイナスにす
ることにより和動増幅器を用いてもよい。また、差動増
幅器群１２０（差動増幅器１２０ａ，１２０ｂ，１２０
ｃ）から出力された差分信号や、論理和回路１２４によ
って論理和がとられた信号をコンピュータによって処理
し、欠陥の有無を判別するようにしてもよい。これらの
態様でも、上記実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。さらには、差動増幅器１２０ａ，１２０ｂ，１２
０ｃの出力をそれぞれ検出ランプ１２６等に接続すれ
ば、透明フィルム１００に生じた欠陥の位置をより特定
しやすくなる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、組成変化等が起きた被
検査物を含めた幅広い被検査物について、傷や小孔等の
欠陥を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための概略図である。

【図２】欠陥検出装置の外観を示す斜視図である。

【図３】欠陥検出装置の外観を示す正面図である。

【図４】欠陥検出装置の外観を示す側面図である。

【図５】発光ヘッドの端面を示す部分図である。

【図６】受光ヘッドの端面を示す部分図である。

【図７】欠陥によって散乱する場合の光路を示す図であ
る。

【図８】測定判別部の構成を示す図である。

【図９】線状欠陥のある被検査物を検出する例を示す。

【図１０】線状欠陥の検出波形を示す。

【図１１】検出波形の一例を示す図である。

【図１２】他の受光ヘッドの端面を示す図である。

【符号の説明】

１０ 発光部 １２ 偏光子 １４ 被検査物 １６ 検光子 １８（１８ａ，１８ｂ） 受光部 ２０ 光強度測定部 ２２ 欠陥判別部 １００ 透明フィルム（被検査物） １０２ 光センサー群 １０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ 光センサー １０４ 光ファイバー群 １０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ 光ファイバ
ー １０６ 受光ヘッド １０８ 検光板 １１０ スリット １１２ 偏光板 １１４ 発光ヘッド １１６ 光ファイバー １１８ 光源 １２０ 差動増幅器群 １２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ 差動増幅器 １２２ 比較器群 １２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ 比較器 １２４ 論理和回路 １２６ 検出ランプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物に光を照射し、その被検査物を
   透過または通過した光を測定することにより、その被検
   査物に生じた傷や小孔等の欠陥を検出する欠陥検出装置
   において、 その被検査物の一面側に設けられ、その被検査物に対し
   て偏光子を介して発光する発光部と、 その被検査物の他面側において前記発光部に対向する位
   置からずらして設けられ、その被検査物を透過または通
   過した光を検光子を介して受ける少なくとも２つの受光
   部と、 その少なくとも２つの受光部のそれぞれに対応して設け
   られ、受光した光の強度をそれぞれ測定する光強度測定
   部と、 隣接する光強度測定部によって測定された光の強度の差
   分値が所定値を超えたか否かによって、前記欠陥の有無
   を判別する欠陥判別部と、 を有することを特徴とする欠陥検出装置
2. 【請求項２】 請求項１に記載の欠陥検出装置におい
   て、 複数の受光部の端面をほぼ密接させて線状に配置した線
   状受光部をほぼ平行に２つ設け、 その２つの線状受光部の相互間におけるほぼ中央部位と
   対向する位置に、複数の発光部の端面をほぼ密接させて
   線状に配置した線状発光部を設け、 それらの線分方向と交差する方向に被検査物を移動させ
   て、その被検査物に生じた傷や小孔等の欠陥を検出する
   ことを特徴とする欠陥検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の欠陥検出装置におい
   て、 その２つの線状受光部をそれぞれ複数のブロックに区分
   し、 そのブロックごとに対応して光強度測定部を設け、 各ブロックのそれぞれが受光した光を対応する光強度測
   定部に導き、 一方の線状受光部におけるブロックの境界と、他方の線
   状受光部におけるブロックの境界とを線分方向にずらし
   たことを特徴とする欠陥検出装置。