KR20240067222A - 시트 형상물의 요철 측정 장치, 시트 형상물의 요철 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 시트 형상물의 요철 측정 장치는 롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 표면을 측정 대상부로 하여, 반송 중인 시트 형상물의 국소적인 오목부의 깊이 및/또는 볼록부의 높이를 측정하는 장치이다. 본 장치는 롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 롤러에 접촉하고 있는 부분과는 반대측의 면을 측정 대상부로 하여, 상기 측정 대상부에 조명광을 조사하는 광 조사 수단과, 상기 광 조사 수단에 대향하여 배치되고, 광 조사 수단으로부터의 조명광을 수광하는 시간 지연 적분형의 촬상 수단과, 상기 촬상 수단에 의해 생성된 촬상 화상으로부터 주주사 방향의 휘도 프로파일을 산출하는 휘도 프로파일 산출 수단과, 상기 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부를 판정하는 요철 판정 수단과, 상기 휘도 프로파일에 의거해서, 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정하는 요철 산출 수단을 구비한다.

Description

시트 형상물의 요철 측정 장치, 시트 형상물의 요철 측정 방법

본 발명은 시트 형상물의 요철을 측정하는 방법, 그 측정 방법을 실현할 수 있는 시트 형상물의 요철 측정 장치에 관한 것이다.

종래, 필름, 섬유속, 강판 등의 시트 형상물에 존재하는 요철이나 흠집 등의 결점의 유무를 검사하는 것을 목적으로 하여, 피검사체의 표면에 광 조사 수단으로부터 광을 조사하고, 피검사체로부터의 투과광 또는 반사광을 촬상 수단으로 수광하고, 촬상 수단의 화상 신호에 의해 피검사체의 표면 검사를 행하는 검사 장치가 제안되어 있다. 요철이나 흠집 등의 결점은 제조 공정 내나 제품 출시 전에, 결점 검사 장치에 의한 검사로 발견하여, 품질 보증이나 공정 개선으로 이어지게 하고 있다.

그러나, 최근 필름, 섬유속, 강판 등의 시트 형상물에의 품질 요구는 엄격함이 증가하고 있어, 결점의 강도가 매우 작은 레벨이라도 그 결점의 요철의 높이나 흠집 등의 사이즈까지를 관리·보증하는 것이 요구되고 있다.

피검사체의 요철을 측정하는 방법으로서, 광 절단 방식이나 투과형 치수 측정 방식 등을 들 수 있다. 광 절단 방식으로서는, 강판 등의 생산 라인에 있어서, 강판의 표면에 선상 레이저 광을 조사하고, 지연 적분형 카메라에 의해 강판의 표면을 촬상해서 광 절단 화상을 출력함으로써, 강판의 표면의 오목함이나 흠집 등의 표면 결함을 검출하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 또한, 투과형 치수 측정 방식으로서는, 광 조사 수단으로부터의 조사광을 피검사체가 차광할 때의 광량 변화를 촬상 수단에 의해 수광함으로써, 피검사체의 각종 치수를 측정하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2∼특허문헌 4를 참조).

일본 특허 공개 제2017-187348호 공보 일본 특허 공개 제2010-286244호 공보 일본 특허 공개 제2008-51733호 공보 일본 특허 공개 평 제11-201739호 공보

그러나, 상기 특허문헌 1∼특허문헌 4에 개시된 기술에서는, 고속 반송 공정으로 제조되는 필름, 섬유속 등의 시트 형상물에 존재하는 미세 요철 검사 및 높이 측정은 곤란했다.

구체적으로는, 특허문헌 1에 개시되어 있는 광 절단 방식은 필름, 섬유속, 강판 등의 시트 형상물의 최표면으로부터의 반사광을 검지해서 요철의 높이를 측정한다. 시트 형상물의 반사율이 높은 경우에는 요철을 검지 가능하지만, 시트 형상물의 반사율이 낮은 경우나 구조에 따라서는, 광은 시트 형상물 내부로 투과하여, 산란된 광이 검출되어 버려, 높이 측정의 정밀도 저하로 이어지기 때문에, 요철을 검지하는 것은 곤란하다.

특허문헌 2∼특허문헌 4에 개시되어 있는 투과형 측정 방식은 필름, 섬유속, 강판 등의 시트 형상물의 표면에 조사된 광의 차광량의 변화를 에리어 카메라로 수광함으로써 요철의 높이를 측정하지만, 고속 반송 공정에서는 그 측정이 곤란했다. 200m/min을 초과하는 고속 반송 공정으로 4096×64의 화소 수를 갖는 모노크롬 화상을 8bit, 50kHz 이상으로 촬상한 경우의 데이터 전송 레이트는 이하와 같이 산출된다.

8[bit]×4096×64×50[kHz]=105[Gbps]

산업용 화상 처리 규격인 CoaXPress에서는 25Gbps의 출력이 한계이며, 현재의 최신의 기술인 CoaXPress 2.0에서는 최대 50Gbps의 출력이 가능하게 되었지만, 상술한 데이터 전송 레이트는 실현 불가능하고, 높이 측정의 정밀도 저하로 이어지기 때문에, 요철을 검지하는 것은 곤란하다.

본 발명은 이상의 점을 고려해서 이루어진 것으로, 필름, 섬유속, 강판 등의 시트 형상물의 요철을 측정하는 방법, 그 측정 방법을 실현할 수 있는 시트 형상물의 요철 측정 장치를 제공한다.

[1] 상기 과제를 해결하는 본 발명의 시트 형상물의 요철 측정 장치는 롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 표면을 측정 대상부로 하여, 반송 중인 시트 형상물의 국소적인 오목부의 깊이 및/또는 볼록부의 높이를 측정하는 장치로서,

롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 롤러에 접촉하고 있는 부분과는 반대측의 면을 측정 대상부로 하여, 상기 측정 대상부에 조명광을 조사하는 광 조사 수단과,

상기 광 조사 수단에 대향하여 배치되고, 광 조사 수단으로부터의 조명광을 수광하는 시간 지연 적분형의 촬상 수단과,

상기 촬상 수단에 의해 생성된 촬상 화상으로부터 주주사 방향의 휘도 프로파일을 산출하는 휘도 프로파일 산출 수단과,

상기 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부를 판정하는 요철 판정 수단과,

상기 휘도 프로파일에 의거해서, 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정하는 요철 산출 수단을 구비한다.

[2] 상기 [1]의 요철 측정 장치는 상기 요철 판정 수단이 상기 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일로부터 상기 휘도 프로파일을 차감한 휘도 차분 프로파일을 구하고, 상기 휘도 차분 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정하고,

상기 요철 산출 수단이 상기 휘도 차분 프로파일에 의거해서, 미리 결정한 환산식으로부터 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정하는 것이 바람직하다.

[3] 상기 [1]의 요철 측정 장치는 상기 요철 판정 수단이 상기 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일을 상기 휘도 프로파일로 나눈 휘도 제산 프로파일을 구하고, 상기 휘도 제산 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정하고,

상기 요철 산출 수단이 상기 휘도 차분 프로파일에 의거해서, 미리 결정한 환산식으로부터 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정하는 것이 바람직하다.

[4] 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나의 요철 측정 장치는 상기 촬상 수단에 부착된 렌즈가 텔레센트릭 렌즈인 것이 바람직하다.

[5] 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나의 요철 측정 장치는 상기 광 조사 수단이, 조사하는 조명광의 휘도의 변동을 보정하는 출력 변동 보정 기구를 갖는 것이 바람직하다.

[6] 상기 과제를 해결하는 본 발명의 시트 형상물의 요철 측정 방법은 롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 표면을 측정 대상부로 하여, 반송 중인 시트 형상물의 국소적인 오목부 및/또는 볼록부의 유무를 측정하는 방법으로서,

롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 롤러에 접촉하고 있는 부분과는 반대측의 면을 측정 대상부로 하여, 상기 측정 대상부에 조사광을 조사하고,

상기 측정 대상부를 통과한 상기 조사광을 시간 지연 적분하면서 촬상해서 촬상 화상을 생성하고,

상기 촬상 화상으로부터 주주사 방향의 휘도 프로파일을 산출하고,

상기 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부를 판정하고,

상기 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물의 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정한다.

[7] 상기 [6]의 요철 측정 방법은 상기 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부의 판정을, 상기 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일로부터 상기 휘도 프로파일을 차감한 휘도 차분 프로파일을 구하고, 상기 휘도 차분 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정함으로써 행하고,

상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이의 추정을, 상기 휘도 차분 프로파일에 의거해서, 미리 결정한 환산식으로부터 추정함으로써 행하는 것이 바람직하다.

[8] 상기 [6]의 요철 측정 방법은 상기 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부의 판정을, 상기 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일을 상기 휘도 프로파일로 나눈 휘도 제산 프로파일을 구하고, 상기 휘도 제산 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정함으로써 행하고,

상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이의 추정을, 상기 휘도 제산 프로파일에 의거해서, 미리 결정한 환산식으로부터 추정함으로써 행하는 것이 바람직하다.

[9] 상기 [6]∼[8] 중 어느 하나의 요철 측정 방법은 상기 측정 대상부의 깊이 방향의 변화에 대하여 촬상 배율이 바뀌지 않도록 촬상하는 것이 바람직하다.

[10] 상기 [6]∼[8]의 요철 측정 방법은 상기 조사광의 휘도가 일정해지도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 시트 형상물의 투과율이나 구조, 반송 속도에 의한 정밀도 저하 없이 요철을 측정하는 방법, 그 측정 방법을 실현할 수 있는 시트 형상물의 요철 측정 장치가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 시트 형상물의 요철 측정 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 구조와 동작에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 주주사 방향과 부주사 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t1에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t2에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t3에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t4에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t5에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 시간 지연 적분형의 촬상 수단 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 단수(段數)와 대응하는 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 소정 시각 tn(tn=0을 포함한다)에 있어서, 참값(요철 높이 참값과 반송 롤러 지름/2의 합)과 측정값이 일치하는 경우의 롤러와 요철의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 소정 시각 tn(tn=0을 포함하지 않는다)에 있어서, 참값(요철 높이 참값과 반송 롤러 지름/2의 합)과 측정값에 오차가 발생한 경우의 롤러와 요철의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 샘플링 주파수에 의한 높이 측정 오차(요철 높이 5㎛)를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 매크로 렌즈를 적용한 광학계에 있어서의, 같은 형상/높이의 볼록부의 시야 중앙부와 시야 주변부 각각에서의 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 2차원 데이터의 생성 결과를 나타내는 설명도이다.
도 15는 매크로 렌즈를 적용한 광학계에 있어서의, 시트 형상물의 요철 측정 장치의 개략 구성도이다.
도 16은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 2차원 데이터의 생성 결과의 예를 나타내는 설명도이다.
도 17은 하측 임계값에 의한 2치화 처리의 결과의 예를 나타내는 설명도이다.
도 18은 검출 요철의 예를 나타내는 설명도이다.

본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되지는 않는다.

도 1은 본 발명의 시트 형상물의 요철 측정 장치의 개략 구성도이다. 본 실시형태의 측정 장치는 롤러(1)와, 광 조사 수단(3)과, 출력 변동 보정 기구(4)와, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)에 의해 구성되어 있다.

롤러(1)는 원통체이고, 표면에 필름 등 시트 형상물(2)을 접촉시키면서 일 방향으로 회전함으로써 반송한다. 자동 검사에 있어서는, 롤러(1)를 전기 모터 등의 외부 동력으로부터 전달된 동력으로 등속으로 회전시킴으로써 적절한 촬상 타이밍 제어를 행하는 것이 바람직하지만, 롤러(1)를 수동으로 회전시켜 샤프트 인코더나 로터리 인코더 등을 이용해서 롤러(1)의 회전량을 감시함으로써 적절한 촬상 타이밍 제어를 행해도 좋다. 또한, 롤러(1)의 흔들림 공차는 후술하는 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 부주사 방향의 시야(단수×분해능[㎛/min])의 값의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것은 롤러(1)의 축 흔들림량이 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 부주사 방향의 시야의 1/2 이상인 경우, 축 흔들림 발생시에 요철이 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 부주사 방향의 시야로부터 벗어나 버리기 때문이다.

광 조사 수단(3)은 롤러(1) 상에 감싸진 시트 형상물(2)의 표면에 광을 조사하고 있다. 광 조사 수단(3)은 형광등, 할로겐 광원, 메탈 할라이드 광원, 크세논 광원, 또는 LED 광원 중 어느 하나여도 좋다. 또한, 특정 파장 특성을 갖고 있는 광원이나, 특정 지향성을 갖는 광원이어도 좋다. 바람직하게는, 일 방향으로 긴 투광 부위를 갖고 있고, 투광 부위로부터 조사되는 광량이 대략 균일한, 후술하는 렌즈(6)의 화각보다 충분히 큰 개구각을 가지는 광원이다. 일 방향으로 긴 투광 부위를 갖는 것이 바람직한 이유는, 일반적으로는 후술하는 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 부주사 방향(10)의 시야에 대하여, 주주사 방향(9)의 시야가 넓기 때문이다. 투광 부위로부터 조사되는 광량이 대략 균일하고, 후술하는 렌즈(6)의 화각보다 충분히 큰 개구각을 가지는 광원이면 바람직한 이유는 후술하지만, 본 방식은 요철의 휘도값차가 요철의 높이에 따라 변화하기 때문에, 광 조사 수단(3)의 발광량이 q% 저감했을 때, 휘도값도 q% 저감해 버리는 것에 대하여, 폭방향(주주사 방향(9)에 상당)의 감도 불균일을 없애고, 요철의 높이를 정밀도 좋게 측정하기 위함이다. 여기서는, LED 조명을 사용하여, 복수의 LED 광원을 가로 일렬(주주사 방향(9)으로 연장되는 열에 상당)로 배치한 대략 균일한 광으로서 조사하는 광원으로 설명한다.

출력 변동 보정 기구(4)는 광 조사 수단(3)과 접속되어, 조사하는 조명광의 휘도의 변동을 보정한다. 전술한 바와 같이, 본 방식은 요철의 휘도값차가 요철의 높이에 따라 변화하기 때문에, 광 조사 수단(3)의 발광량이 q% 저감했을 때, 휘도값도 q% 저감해 버린다. 요철의 높이를 정밀도 좋게 측정하기 위해서, 광 조사 수단(3)의 발광량을 일정, 즉 조사광의 휘도가 일정해지도록 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들면 LED 조명은 연장 케이블에 의한 전압 강하나 LED의 열화 등이 원인으로 발광량이 저하한다. 발광량의 저하에 대하여, 검사 개시시의 휘도를 유지하도록 조광값을 자동으로 보정하는 것이 바람직하다. 이것은 예를 들면, 광 조사 수단(3)의 광량을 복수 내장한 포토 다이오드로 센싱하고, 광 조사 수단(3)에 기록된 기준 광량과 비교하여, 기준 광량과 일치하도록 출력 전압을 피드백 제어해서 보정해도 좋고, 후술하는 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 2차원 데이터로부터 얻어지는 휘도값을 취득하여, 미리 설정된 목표 휘도값과 일치하도록 출력 전압을 피드백 제어해도 좋고, 후술하는 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로 기준 요철 샘플을 촬상하고, 그것으로부터 얻어지는 피크 휘도값을 취득하여, 기준이 되는 피크 휘도값과 일치하도록 출력 전압을 피드백 제어해도 좋다.

시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)은 광 조사 수단(3)에 대향하여 배치되고, 광 조사 수단(3)으로부터의 조명광을 수광하고 있다. 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)은 TDI(Time Delay Intergrated) 센서 카메라이다. TDI 센서 카메라의 구조와 동작에 대해서, 도 2를 이용해서 상세하게 설명한다. 도 2는 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 구조와 동작에 대해서 설명하기 위한 도면이다.

시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)은 복수의 화소가 평면상으로 배열되어 이루어지는 화소부(51)를 구비한다. 화소부(51)에 있어서, 피검사체(시트 형상물(2))의 폭방향의 화소 수는 통상의 라인 센서 카메라와 마찬가지로, 예를 들면 1024∼8192화소이다. 이 방향을 이하, 주주사 방향(9)이라고 한다. 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)은 이 주주사 방향(9)과 직교하는 반송 방향으로 상류측으로부터 전송된 전하와 자화소에서 얻은 전하를 가산하여, 소정 속도로 하류측에 전송하는 기능을 갖고 있다. 이 속도를 전하 전송 속도라고 한다. 이 반송 방향의 화소 수(단수)는 예를 들면 16∼512화소 정도 있고, 통상의 사용 방법으로는 피검사체에 균일하게 조명을 비추고, 센서 상의 상(像)의 반송 방향 이동 속도와 전하 전송 속도를 일치시킨다. 이 전하 전송 방향을 이하, 부주사 방향(10)이라고 한다. 부주사 방향(10)으로 복수의 화소열을 형성함으로써, 얻어지는 출력은 대상 상의 동일 위치로부터의 수광 전하를 반송 방향에 대해서 가산한 것이 되고, 반송 방향으로 1열의 수광 소자밖에 가지지 않는 통상의 라인 센서 카메라에 대하여 반송 방향의 화소 몇배의 감도를 얻을 수 있다. 이와 같이, 일반적으로는 피검사체의 이동 방향과 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 부주사 방향(10)이 일치하도록, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)이 배치된다.

도 3은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 주주사 방향과 부주사 방향을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 시트 형상물의 요철 측정 장치에서는, 도 3과 같이 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 주주사 방향(9)은 원통체인 롤러(1)의 모선(여기서는 원통체의 중심축과 평행인 방향으로 연장되는 직선에 상당)과 평행인 방향에, 부주사 방향(10)은 롤러(1)의 끝면의 중심과 상기 모선을 연결하는 법선과 평행인 방향에 있도록 배치되는 것이 바람직하다.

이 경우에 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)에 의해 생성되는 2차원 화상 데이터를 생성하는 방법에 대해서, 도 4∼도 9를 사용해서 상세하게 설명한다. 도 4∼도 8은 2차원 화상 데이터의 취득 방법에 대한 설명도이고, 볼록부를 포함하는 시트 형상물(2)이 반송될 때의, 투과도에 있어서 볼록부를 포함하지 않는 상태(시각 t1)로부터의 시간 변화(t1∼t5)를 나타내는 도면으로, 시트 형상물의 요철 측정 장치의 개략 구성도와, 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 광축(7) 방향으로부터 시트 형상물을 보았을 때의 투과도와, 센서(촬상 수단(5))에서의 수광 양태를 정리한 것이다. 5×5의 격자는 센서를 나타내고 있다. 또한, 도 4∼도 8에 나타내는 도면은 설명을 위해서 간략화한 것으로, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 주주사 방향(9)을 5화소, 부주사 방향(10)을 5화소로 하고, 이미지 센서 출력은 폭방향(주주사 방향(9))의 중앙의 열만 주목하는 것으로 한다.

또한, 설명을 위해서, 화소 위치를 「(주주사 방향(9)에서 왼쪽부터 센 화소의 위치, 부주사 방향(10)에서 아래부터 센 화소의 위치)」로 표기하는 경우가 있다. 예를 들면, 도 4에서는 도면의 왼쪽 아래가 (1,1), 오른쪽 위가 (5,5)가 된다. 또한, 이하, 이 화소 위치를 나타내는 좌표를 (x,y)라고 기재하는 경우도 있다.

도 4는 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t1에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다. 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 광축(7) 방향으로부터 시트 형상물 표면을 보았을 때의 투과도에 대해서 설명한다. 격자의 최하단의 검은 개소는 롤러(1)의 표면을 촬상한 것에 의한 암부이며, 이것은 광 조사 수단(3)으로부터의 조명광이 가려졌기 때문이다. 도 4에 있어서, 볼록부는 부주사 방향(10)의 시야 내에 없기 때문에, 시트 형상물(2)의 표면에 조사된 광은 볼록부에 가려지지 않고 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로 입사한다. 센서에서는, 화소 위치 (1,1)∼(5,1)가 차광된다. 이와 같이 롤러(1)의 표면은 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 부주사 방향(10)의 시야 내에 비치는 것이 바람직하다. 이것은 롤러(1)의 표면의 높이를 기준으로 하고, 볼록부의 높이를 상대 높이로 하여 산출하기 때문이다.

도 5는 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t2에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다. 시트 형상물(2)의 표면에 조사된 광은 롤러(1)의 표면과, 볼록부에 일부 가려져 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로 입사한다. 따라서 센서에서의 수광은 화소 위치 (1,1)∼(5,1), (3,2)가 차광된다.

도 6은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t3에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다. 시트 형상물(2)의 표면에 조사된 광은 롤러(1)의 표면과, 볼록부에 일부 가려져 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로 입사한다. 따라서 센서에서의 수광은 화소 위치 (1,1)∼(5,1), (3,2), (3,3)이 차광된다.

도 7은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t4에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다. 시트 형상물(2)의 표면에 조사된 광은 롤러(1)의 표면과, 볼록부에 일부 가려져 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로 입사한다. 따라서 센서에서의 수광은 화소 위치 (1,1)∼(5,1), (3,2)가 차광된다.

도 8은 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 시각 t5에 있어서의 2차원 데이터의 취득 방법을 설명하기 위한 도면이다. 시트 형상물(2)의 표면에 조사된 광은 롤러(1)의 표면에 가려져 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로 입사한다. 따라서 센서에서의 수광은 화소 위치 (1,1)∼(5,1)이 차광된다.

도 9는 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5) 출력을 설명하기 위한 도면이다. 시각 t6에서는, 시각 t1에 있어서의 화소 위치 (3,1), 시각 t2에 있어서의 화소 위치 (3,2), 시각 t3에 있어서의 화소 위치 (3,3), 시각 t4에 있어서의 화소 위치 (3,4), 및 시각 t5에 있어서의 화소 위치 (3,5)에서의, 각각의 수광량에 따른 화소값의 합(적분 노광)이 휘도값(Out1)으로서 출력된다. 마찬가지로, 시각 t7에서는, 시각 t2에 있어서의 화소 위치 (3,1), 시각 t3에 있어서의 화소 위치 (3,2), 시각 t4에 있어서의 화소 위치 (3,3), 시각 t5에 있어서의 화소 위치 (3,4), 및 시각 t6에 있어서의 화소 위치 (3,5)에서의, 각각의 수광량에 따른 화소값의 합(적분 노광)이 휘도값(Out2)으로서 출력된다. 즉 시간 변화마다 1단씩 이동한 화소 위치에 있어서의 휘도값의 합이 된다. 휘도값(Out3) 이후도 마찬가지이다. 따라서, 소정 시각 tn에 있어서의 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 휘도값(출력)(OutX)은 이하의 식(1)으로 나타내어진다.

[수 1]

l_i,n-d+(i-1): i단째의 시각 t_n-d+(i-1)에 있어서의 휘도값

d: 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 단수

X: n-d

시트 형상물에 볼록부가 포함됨으로써, 볼록부가 포함되지 않는 개소와의 휘도값차가 발생한다. 이 휘도값차는 볼록부가 높을수록 커져, 볼록부의 높이와 상관 관계에 있다. 그 때문에 휘도값차로부터 볼록부의 높이를 산출할 수 있다. 또한, OutX로부터 얻어지는 휘도값차로부터 추정하는 볼록 높이는 광학계나 설치 조건마다 렌즈 수차 등의 영향을 받는 경우가 있다. 예를 들면 주광선이 광축에 대하여 화각을 가지는 매크로 렌즈를 렌즈(6)에 적용한 광학계인 경우, 수차나 주변 감광(렌즈 셰이딩)의 영향에 의해 같은 밝기의 피사체를 촬상해도 취득 화상은 시야 중앙부보다 시야 주변부가 상대적으로 어두워진다. 이와 같은 광학계인 경우, 같은 높이를 갖는 볼록부라도 그 촬상 위치가 화상의 시야 중앙부인지 시야 주변부인지의 차이에 따라 상기 휘도값차가 상이하다. 이 때문에, 볼록부가 포함되지 않는 개소와의 단순한 휘도값차에 의거한 볼록부의 높이 추정에서는, 그 촬상 위치에 의해 참값(실제 볼록 높이)에 대한 오차가 발생하는 경우가 있다. 그 대책으로서, 상기 휘도 프로파일 및 미리 취득한 기준 휘도 프로파일에 의거해서 작성한 휘도 차분 프로파일 혹은 휘도 제산 프로파일(상세는 후술)에 의해 OutX로부터 얻어지는 휘도값차를 보정해도 좋다. 또한, 그 대책으로서, 미리 높이를 측정 완료한 볼록부를 본 구성에서 측정하고, 그 때의 휘도값차를 이용해서 실험적으로 산출해도 좋다.

시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 단수를 d, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 부주사 방향(10)의 분해능을 a(㎛)라고 했을 때의 각 단수의 높이(y 좌표)(mm)는 도 10에서 나타내어지고, 이하의 조건식(2)으로 i단째(i≥1의 정수)의 휘도값이 구해진다.

[수 2]

H: 소정 시각 tn에 있어서의 요철의 y 좌표[mm](아래 식(3)으로부터 산출)

D: 반송 롤러 지름[mm]

a: 분해능[㎛]

또한, 요철에 가려지지 않고 투과한 경우, 화소값(휘도값)은 p, 요철에 완전히 차폐된 경우, 화소값은 b라고 하고 있다. 또한, 요철과 카메라 렌즈 선단까지의 거리가 시간마다 상이함으로써 발생하는 화소값의 변화는 고려하고 있지 않다.

또한, 반송 속도 200m/min을 초과하는 제조 공정에 있어서, 시트 형상물에 존재하는 요철의 정점을 파악하기 위해서, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 샘플링 주파수는 50kHz 이상이면 바람직하다. 이 이유를 이하에 도 11∼도 13을 이용해서 설명한다.

롤러(1) 상에 감싸진 시트 형상물(2)의 국소적인 요철 높이의 시간 변화를 모델화했다. 요철의 움직임을 단진동으로서 생각하고, 도 11과 같이 좌표축을 취하여, 소정 시각 tn에 있어서의 요철의 y 좌표를 아래 식(3)으로 나타냈다. 요철 높이(H)가 가장 높아지는(요철 높이 참값이 되는) 시각 tn을 0으로 하고 있다.

[수 3]

tn: 시각[s], h: 요철 높이 참값[mm], ω: 각속도[rad/s]

식(3)을 이용해서 샘플링 주파수에 대응하는 각 시각의 요철의 y 좌표를 시산했다. 요철 높이는 롤러(1)의 반경에 대하여 충분히 작은 것이라고 생각하고, 각속도를 (시트 형상물 반송 속도)/(롤러 반경)으로서 구하여 계산했다.

또한, 플롯하는 시각(높이를 측정하는 시각) tn=0을 포함하는 경우, 참값(요철 높이 참값과 반송 롤러 지름/2의 합)과 측정값은 일치한다. 한편, tn=0을 포함하지 않는 경우, 참값(요철 높이 참값과 반송 롤러 지름/2의 합)과 측정값에 오차가 발생해 버린다. 주파수 fkHz의 경우, 도 12와 같이 tn=0을 포함하지 않고, 참값과 측정값의 오차가 최대가 되는 시각을 tn'이라고 하면, tn'은 아래 식(4)으로 나타내어진다.

[수 4]

f: 샘플링 주파수[kHz]

이 측정값의 참값(요철 높이 참값과 반송 롤러 지름/2의 합)에 대한 오차율과 샘플링 주파수의 관계에 대해서 시산했다. 요철 높이가 5㎛일 때, 샘플링 주파수[kHz]와 참값(요철 높이 참값과 반송 롤러 지름/2)에 대한 오차율[%]의 관계를 도 13에 나타낸다. 샘플링 주파수가 5, 10, 20, 50, 100kHz일 때의 오차율을 플롯하고 있다. 샘플링 주파수가 50kHz 이상일 때, 오차율은 0.12%를 하회하고 있다. 50kHz 정도의 샘플링 주파수로 측정을 행하면, 일반적인 이미지 센서의 다이내믹 레인지인 60dB을 하회하기 때문에, 오차를 대체로 무시할 수 있다.

렌즈(6)는 텔레센트릭 렌즈인 것이 바람직하다. 이것은 롤러(1) 상에 감싸진 시트 형상물의 요철을 측정할 때, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 깊이 방향으로 요철이 이동함으로써, 매크로 렌즈의 경우는 배율이 변화하므로, 시야 위치에 따라서는 요철이 겉보기상 비스듬한 방향으로 이동하고 있는 것처럼 보이게 되기 때문이다. 텔레센트릭 렌즈의 경우는 배율 고정이기 때문에, 요철이 겉보기상 비스듬한 방향으로 이동하고 있는 것처럼 보이는 경우는 없다.

또한, 매크로 렌즈를 사용한 경우, 전술한 바와 같이 시야 위치에 따라서는 요철이 겉보기상 비스듬한 방향으로 이동하고 있는 것처럼 보인다. 그 때문에, 예를 들면 같은 형상/높이의 볼록부(99)의 화상을 시야 중앙부와 시야 주변부에서 각각 촬상한 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이 시야 중앙부에서 촬상한 볼록부(22)에 대하여 시야 주변부에서 촬상한 볼록부(23)는 비스듬히 각도(θ)만큼 기울어진 것처럼 화상화된다. 이 경사 각도(θ)는 카메라 시야(L)에 있어서의 볼록부(99)의 시야 위치(L1)(시야 중앙부, 광축(7)으로부터의 거리)와, 렌즈(6)와 롤러(1) 사이의 거리(L2)(거리(L2)는 렌즈(6)의 초점 거리로 결정된다)로 결정되는 각도(θ)가 된다(도 15 참조). 즉 일반 매크로 렌즈를 사용한 촬상계에 있어서, 예를 들면 화상 상에서 추출한 볼록부(99)의 영역의 면적이나 폭/높이를 측정하고자 하는 경우, 그 상태의 화상에서는 시야 중앙부와 시야 주변부에서 화상화했을 때의 형상이 상이하기 때문에, 같은 측정 처리를 적용할 수 없는 경우가 있다. 이것에 대하여, 예를 들면 볼록부(99)의 영역 형상을 그 촬상 위치에 따른 상기 θ를 이용해서, 아래 식(5)과 같은 아핀 변환 행렬(스큐)에 의한 영역의 형상 변환을 실행하는 것이 바람직하다.

[수 5]

변환 전의 좌표: (x,y), 변환 후의 좌표: (x',y')

시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)은 롤러(1) 상에 감싸진 시트 형상물(2)의 롤러(1)에 접촉하고 있는 부분을 롤러 접촉부로 하고, 롤러 접촉부의 롤러(1)에 접촉하고 있지 않은 측의 면을 촬상하도록 배치한다.

화상 처리 수단(8)은 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)과 접속되어 있다(도 1 참조). 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)이 수광한 광의 정보는 광전 변환되어, 화상 처리 수단(8)에서 2차원 화상 데이터로서 수신된다. 화상 처리 수단(8)은 2차원 데이터로부터 요철 개소를 추출하여, 그 정보를 기록·표시한다. 반송 방향의 결점 발생 위치에 대해서는, 도시하지 않는 반송 거리 측장용 인코더로부터의 신호에 의거해서 결정해도 좋고, 검사 개시로부터의 경과 시간을 바탕으로 요철 발생 위치를 결정해도 좋다. 또한, 롤러(1)의 반송 방향 원점을 검지할 수 있도록 준비한 도시하지 않는 위치 검출 센서로부터의 정보를 토대로 검사의 원점 위치를 결정해도 좋다. 시트 형상물(2)의 폭방향의 요철 발생 위치에 대해서는, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 주주사 방향(9) 중 어느 화소 위치에서 검출했는지에 의거해서 결정해도 좋다. 시트 형상물(2)의 폭방향이 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 주주사 방향(9)의 시야폭과 비교해서 큰 경우는, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)을 롤러(1)의 길이 방향과 대략 평행인 방향으로 이동 가능한 도시하지 않는 슬라이더 상에 설치하고, 슬라이더의 이동량과 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)의 주주사 방향(9) 중 어느 화소 위치에서 검출했는지를 더해 넣은 값으로 시트 형상물(2)의 폭방향의 결점 발생 위치를 관리해도 좋다. 이 때, 광 조사 수단(3)은 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)과 동일하게 슬라이더 상에 설치해도 좋고, 독립적으로 롤러(1)의 길이 방향 전역을 대략 균일한 밝기로 조사 가능한 길이로 설치해도 좋다.

화상 처리 수단(8)은 휘도 프로파일 산출 수단(8a), 요철 판정 수단(8b), 요철 산출 수단(8c)으로 구성되어 있다. 휘도 프로파일 산출 수단(8a)은 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)에 의해 생성된 2차원 화상 데이터로부터, 주주사 방향(9)의 휘도 프로파일을 산출한다. 요철 판정 수단(8b)은 주주사 방향(9)의 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정한다. 요철 판정 수단(8b)은 주주사 방향(9)의 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일로부터 휘도 프로파일을 차감한 휘도 차분 프로파일 혹은 휘도 프로파일을 기준 휘도 프로파일로 나눈 휘도 제산 프로파일을 구하고, 휘도 차분 프로파일 혹은 휘도 제산 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정해도 좋다. 기준 휘도 프로파일은 주주사 방향(9)의 휘도 프로파일에 대하여 평활화 필터 처리 등을 가해서 스파이크 노이즈 등을 제거해서 산출해도 좋고, 미리 롤러(1) 상에 감싼 평활하고 또한 국소적인 요철부가 없는 시트 형상물을 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로 촬상해서 생성된 2차원 화상 데이터로부터 산출되는 휘도 프로파일을 이용해도 좋다. 요철 산출 수단(8c)은 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물의 오목부의 깊이 및/또는 볼록부의 높이를 추정한다. 예를 들면, 추출한 영역 내의 휘도값은 오목부의 깊이 및/또는 볼록부의 높이와 상관 관계에 있기 때문에, 미리 산출된 환산식에 의해 오목부 및/또는 볼록부의 높이를 추정한다. 휘도 프로파일은 전술한 휘도 차분 프로파일을 이용해도 좋고, 휘도 제산 프로파일을 이용해도 좋다.

단, 전술한 바와 같이 매크로 렌즈를 렌즈(6)에 적용한 광학계에서는, 수차나 주변 감광(렌즈 셰이딩)의 영향에 의해 시야 중앙부보다 시야 주변부가 상대적으로 어두워진다. 이와 같은 광학계인 경우, 같은 깊이/높이를 갖는 오목부/볼록부라도 그 촬상 위치가 화상의 시야 중앙부인지 시야 주변부인지에 따라, 기준 휘도 프로파일로부터 얻어지는 상기 영역 내의 휘도값은 상이하여, 참값(실제 오목부 깊이/볼록부 높이)과의 오차가 발생한다. 이것에 대하여, 예를 들면 조명을 조사한 확산판 등 주주사 방향(9)에 대하여 대략 균일한 휘도를 갖는 피사체를 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로 촬상하고, 기준 휘도 화상 데이터로서 미리 취득해 둔다. 이 기준 휘도 화상 데이터의 주주사 방향(9)의 휘도 프로파일을 기준 휘도 프로파일로서 구하고, 휘도 프로파일을 기준 휘도 프로파일로 차분 혹은, 나눔으로써 휘도 차분 프로파일 혹은 휘도 제산 프로파일을 구한다. 이 휘도 차분 프로파일 혹은 휘도 제산 프로파일은 주변 감광(렌즈 셰이딩)의 영향을 보정한 데이터가 되기 때문에, 촬상 위치(시야 중앙부인지 시야 주변부인지)에 따른 참값(실제 오목부 깊이/볼록부 높이)과의 오차를 줄이기 위해서는, 전술한 프로파일에 의거해서 전술한 시트 형상물의 오목부의 깊이 및/또는 볼록부의 높이를 추정하는 것이 바람직하다.

실시예

이하, 실시예에 의해, 본 발명의 상세를 더 설명한다. 또한, 본 실시예에 의해 본 발명이 한정해서 해석되는 것은 아니다.

표면에 하드 크롬 도금이 실시된 반송 롤러 상에 감싸진 필름의 국소적인 볼록부(11)를 측정했다.

광 조사 수단(3)으로서, 60만 럭스의 백색 LED 바 조명을 이용했다.

시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로서, 주주사 방향(9)이 4096화소, 부주사 방향(10)이 64화소인 TDI 카메라를 12비트 계조, 라인 레이트 50kHz로 사용했다.

화상 처리 수단(8)은 프레임 그래버 보드와 퍼스널 컴퓨터를 조합해서 구성했다. 화상 처리 수단(8)은 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로부터 얻어지는 2차원 화상 데이터에 화상 처리를 실시하고 요철을 검출해서 판정한다. 구체적인 화상 처리의 흐름은 이하와 같다.

(1) 반송 롤러를 일정한 회전 속도로 회전시키면서, 시간 지연 적분형의 촬상 수단(5)으로부터 도 16에 나타내는 2차원 화상을 취득했다.

(2) 상기 2차원 화상으로부터 주주사 방향(9)의 휘도 프로파일을 산출했다.

(3) 상기 휘도 프로파일에 대하여 평활화 필터 처리를 가해서 스파이크 노이즈 등을 제거한 기준 휘도 프로파일을 산출했다.

(4) 상기 휘도 프로파일과 상기 기준 휘도 프로파일의 휘도 차분 프로파일을 산출했다.

(5) 상기 휘도 차분 프로파일에 대하여, 하측 임계값을 설정해서 2치화 처리를 행하고, 하측 임계값보다 낮은 영역을 추출해서 도 17에 나타내는 2치화 화상을 취득했다. 또한, 이번에는 볼록부의 측정을 위해서 하측 임계값보다 낮은 영역을 추출했지만, 오목부를 측정할 때에는 상측 임계값을 설정하고, 상측 임계값보다 높은 영역을 추출한다.

(6) 면적이 200화소를 초과하는 영역만을 검출 요철(12)로 하고, 팽창·수축 처리를 실시해서 도 18에 나타내는 화상을 취득했다.

(7) 상기 영역에서 휘도 최소값을 산출했다. 또한, 이번에는 볼록부의 측정을 위해서 휘도 최소값을 산출했지만, 오목부를 측정하는 경우는 휘도 최대값을 산출한다.

(8) 상기 휘도값 최소값으로부터 미리 산출된 환산식을 이용해서 볼록부의 높이로 환산했다.

(9) 환산된 볼록부의 높이를 미리 설정한 기준값과 대비하여, 기준값 이하이면 합격 레벨의 높이로 하고, 기준값보다 크면 불합격 레벨의 높이로 하여 합격 여부를 판정했다.

도 16∼도 18에 나타내는 화상에서는, 불합격 레벨의 높이로서 판정된다. 또한, 도 16∼18의 화상은 설명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 4096화소×2048화소의 일부에서 요철을 포함하는 영역인 256화소×256화소만을 잘라내서 나타내고 있다.

(산업상 이용가능성)

본 발명은 필름 등을 대상으로 한 검사 장치에 한정되지 않고, 웹, 섬유속, 강판 등 모든 시트 형상물의 제조 공정 등에 있어서의 검사 장치로서 유효하다.

1: 롤러
2: 시트 형상물
3: 광 조사 수단
4: 출력 변동 보정 기구
5: 시간 지연 적분형의 촬상 수단
6: 렌즈
7: 시간 지연 적분형의 촬상 수단의 광축
8: 화상 처리 수단
8a: 휘도 프로파일 산출 수단
8b: 요철 판정 수단
8c: 요철 산출 수단
9: 주주사 방향
10: 부주사 방향
11: 볼록부
12: 검출 요철
22: 시야 중앙부에서 촬상한 볼록부
23: 시야 주변부에서 촬상한 볼록부
51: 화소부
99: 같은 형상/높이의 볼록부

Claims (10)

1. 롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 표면을 측정 대상부로 하여, 반송 중인 시트 형상물의 국소적인 오목부의 깊이 및/또는 볼록부의 높이를 측정하는 시트 형상물의 요철 측정 장치로서,
   롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 롤러에 접촉하고 있는 부분과는 반대측의 면을 측정 대상부로 하여, 상기 측정 대상부에 조명광을 조사하는 광 조사 수단과,
   상기 광 조사 수단에 대향하여 배치되고, 광 조사 수단으로부터의 조명광을 수광하는 시간 지연 적분형의 촬상 수단과,
   상기 촬상 수단에 의해 생성된 촬상 화상으로부터 주주사 방향의 휘도 프로파일을 산출하는 휘도 프로파일 산출 수단과,
   상기 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부를 판정하는 요철 판정 수단과,
   상기 휘도 프로파일에 의거해서, 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정하는 요철 산출 수단을 구비한 시트 형상물의 요철 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 요철 판정 수단이 상기 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일로부터 상기 휘도 프로파일을 차감한 휘도 차분 프로파일을 구하고, 상기 휘도 차분 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정하고,
   상기 요철 산출 수단이 상기 휘도 차분 프로파일에 의거해서, 미리 결정한 환산식으로부터 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정하는 시트 형상물의 요철 측정 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 요철 판정 수단이 상기 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일을 상기 휘도 프로파일로 나눈 휘도 제산 프로파일을 구하고, 상기 휘도 제산 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정하고,
   상기 요철 산출 수단이 상기 휘도 제산 프로파일에 의거해서, 미리 결정한 환산식으로부터 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정하는 시트 형상물의 요철 측정 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 촬상 수단에 부착된 렌즈가 텔레센트릭 렌즈인 시트 형상물의 요철 측정 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광 조사 수단이, 조사하는 조명광의 휘도의 변동을 보정하는 출력 변동 보정 기구를 갖는 시트 형상물의 요철 측정 장치.
6. 롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 표면을 측정 대상부로 하여, 반송 중인 시트 형상물의 국소적인 오목부 및/또는 볼록부의 유무를 측정하는 시트 형상물의 요철 측정 방법으로서,
   롤러 상에 감싸진 시트 형상물의 롤러에 접촉하고 있는 부분과는 반대측의 면을 측정 대상부로 하여, 상기 측정 대상부에 조사광을 조사하고,
   상기 측정 대상부를 통과한 상기 조사광을 시간 지연 적분하면서 촬상해서 촬상 화상을 생성하고,
   상기 촬상 화상으로부터 주주사 방향의 휘도 프로파일을 산출하고,
   상기 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부를 판정하고,
   상기 휘도 프로파일에 의거해서, 시트 형상물의 상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이를 추정하는 시트 형상물의 요철 측정 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부의 판정을, 상기 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일로부터 상기 휘도 프로파일을 차감한 휘도 차분 프로파일을 구하고, 상기 휘도 차분 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정함으로써 행하고,
   상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이의 추정을, 상기 휘도 차분 프로파일에 의거해서, 미리 결정한 환산식으로부터 추정함으로써 행하는 시트 형상물의 요철 측정 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 시트 형상물에 오목부 및/또는 볼록부가 있는지의 여부의 판정을, 상기 휘도 프로파일을 바탕으로 산출한 기준 휘도 프로파일을 상기 휘도 프로파일로 나눈 휘도 제산 프로파일을 구하고, 상기 휘도 제산 프로파일이 상측 임계값보다 큰 영역, 하측 임계값보다 작은 영역, 또는 그들 양방의 영역을 추출하고, 추출한 영역에 오목부 및/또는 볼록부가 있다고 판정함으로써 행하고,
   상기 오목부의 깊이 및/또는 상기 볼록부의 높이의 추정을, 상기 휘도 제산 프로파일에 의거해서, 미리 결정한 환산식으로부터 추정함으로써 행하는 시트 형상물의 요철 측정 방법.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 측정 대상부의 깊이 방향의 변화에 대하여 촬상 배율이 바뀌지 않도록 촬상하는 시트 형상물의 요철 측정 방법.
10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사광의 휘도가 일정해지도록 하는 시트 형상물의 요철 측정 방법.