JPH07253401A - 表面検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＳＮ比高く表面の検査測定を行う測定方法及び
装置を得る。 【構成】シ−ト状物からなる被検査物表面を照明する光
源と、被検査物からの反射光を受光するＣＣＤカメラと
を用い、照射光と反射光に基づく前記カメラの出力信号
とから被検査物表面の欠陥を検査するシ−ト状物の表面
検査方法において、被検査物の幅よりも大きい照明幅を
有する光源を使用することを特徴とするシ−ト状物の表
面検査方法、及びシ−ト状物からなる被検査物を搬送す
る搬送機構と、被検査物表面を照明する光源と、被検査
物からの反射光を受光するＣＣＤカメラとを有し、照射
光と反射光に基づく前記カメラの出力信号とから被検査
物表面の欠陥を検査するシ−ト状物の表面検査装置にお
いて、被検査物の幅よりも大きい照明幅を有する光源を
使用することを特徴とするシ−ト状物の表面検査装置。 【効果】ＳＮ比高く表面の検査測定を行う測定方法及び
装置を得られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面検査方法及び検査
装置、具体的には、シ−ト状物、特に磁気テ−プ、プラ
スチックフィルム等の表面検査方法及び検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】被検査物であるシ−ト状物の表面検査
は、従来から目視による検査が行われていたが、検査を
自動化した表面検査方法及び装置も用いられていた。被
検査物であるシ−ト状物への照明は、高周波点灯蛍光
灯、あるいは、ライン型光ファイバ照明が使用され、被
検査物の上方から照射し、その反射光をＣＣＤカメラで
受光するものが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】シ−ト状物のような広
幅の被検査物の照明では、ＣＣＤカメラの検出レベルの
バラツキを少なくするために、ライン型光源にする必要
があるが、特に試料が大きい場合、広幅にわたってその
ような理想的なライン型光源を得ることはなかなか困難
である。そして、不均一なライン型光源の場合は、ＳＮ
比を悪くする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記実情
を鑑みて鋭意検討したところ、要するに、被検査物より
も大きい照明幅を有する光源を使用してシ−ト状物の表
面検査を行う様にすれば、上記課題が解決されることを
見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】即ち本発明は、シ−ト状物からなる被検査
物表面を照明する光源と、被検査物からの反射光を受光
するＣＣＤカメラを用い、照射光と反射光に基づく前記
カメラの出力信号とから被検査物表面の欠陥を検査する
シ−ト状物の表面検査方法において、被検査物の幅より
も大きい照明幅を有する光源を使用することを特徴とす
るシ−ト状物の検査方法に関する。

【０００６】さらに本発明は、シ−ト状物からなる被検
査物を搬送する搬送機構と、被検査物表面を照明する光
源と、被検査物からの反射光を受光するＣＣＤカメラと
を有し、照射光と反射光に基づく前記カメラの出力信号
とから被検査物表面の欠陥を検査するシ−ト状物の表面
検査装置において、被検査物の幅よりも大きい照明幅を
有する光源を使用することを特徴とするシ−ト状物の表
面検査装置に関する。

【０００７】本発明は、被検査物であるシ−ト状物の表
面を光源装置の照射光によって照明し、その反射光をＣ
ＣＤカメラで受光して、そのＣＣＤカメラ出力信号によ
って被検査物の欠陥の有無を判別する表面検査方法であ
る。

【０００８】本発明の検査対象となる被検査物は、シー
ト状物である。シート状物としては、例えばプラスチッ
クフィルム、金属箔、磁気テープ等が挙げられる。通常
これらのシート状物は、長尺の巻物である。尚、このシ
ート状物は、光反射性を有しているものである。

【０００９】本発明では、シート状物の表面を照明する
光源として、被検査物の幅よりも大きい照明幅を有する
光源を使用することを特徴とする。この様な特定の光源
を用いることにより、従来に比べて格段に優れたＳＮ比
で、表面の検査を行える様になった。

【００１０】本発明で用いる光源としては、ランプ等の
光を発生する手段の照射光を光ファイバで導き、光ファ
イバがライン状に並んでいるライン型の照明部を有する
もの（ライン型ライトガイド）が好ましい。

【００１１】光源の照明幅は、被検査物であるシ−ト状
物よりも大きくことが好ましく、被検査物の２倍以上で
あることが好ましい。被検査物の幅の２倍以上の照明幅
を有するライトガイドを用いることにより、よりＳＮ比
の高い検査ができる。光源からの照射光は、直接シート
状物に照射してもよいが、ハーフミラーを介して照射を
行ってもよい。

【００１２】さらに、この光源の前方にはシリンドリカ
ルレンズ等の集光レンズを用いることが好ましい。尚、
被検査物たるシ−ト状物は、その照明幅範囲の中央部分
に設置する様にして検査を行うことが好ましい。

【００１３】光反射性を有するシート状物に、光源から
の照明された光（照射光）は、当該シート状物に当たっ
て反射する。このシート状物からの反射光は、ＣＣＤカ
メラで受光して、そのＣＣＤカメラ出力信号によって被
検査物の欠陥の有無を判別される。

【００１４】ここで用いるＣＣＤカメラのカメラレンズ
としては、例えば広幅の被検査物全域を検査できるよう
に倍率が１以下のものを使用する。その倍率は被検査物
の幅によって選択するのが好ましい。被検査物の幅より
も大きい視野を有するカメラレンズを用いると、ＣＣＤ
素子１つで被検査物の幅方向全域の表面検査ができる。

【００１５】光源から照明された照射光は、シート状物
の表面で反射して、その反射光はＣＣＤカメラで捉えら
れ、電気信号に変換される。この電気信号をオシロスコ
ープ、オシログラフ等により波形化することにより、表
面状態を観察することができる。

【００１６】尚、予め表面に欠陥がない、或いは欠陥が
あっても極めて少ないシート状物を用意しておき、これ
の標準波形と、実測されたシート状物の測定波形を比較
対比することにより、その表面の検査を行うことができ
る。また、それらの波形を画像処理して、適当なしきい
値を設定し、そのしきい値を越えた場合に欠陥ありと認
定することができる。

【００１７】本発明では、一枚一枚の切断されたシート
状物を個別に検査することもできるが、長尺のシート状
物の巻物を、別の巻芯（リール）に巻き取る様に走行さ
せる過程において、連続的にそのシート状物の表面を検
査することもできる。

【００１８】予めシート状物を巻いた巻物を、別の巻芯
に巻き取る様に走行させる場合には、直接巻芯を動力に
より回転させて巻き取ってもよいが、通常は複数の搬送
ロールを設け、それを介して巻き取る様に走行させて、
搬送させるのが好ましい。

【００１９】シート状物の走行させるのと同時に、その
表面の検査を行う場合には、被検査物であるシ−ト状物
の走行によって、カメラレンズと被検査物との距離が変
動しないように、被検査物の搬送装置の固定した搬送ロ
−ルの部分に被検査物を設置し、その部分の表面検査が
できるようにＣＣＤカメラ及び光源を設置することが好
ましい。

【００２０】勿論、用いる光源やカメラに関しては上記
したのと同様な装置及び設置条件とすることが好まし
い。シ−ト状物は照明幅範囲の中央に固定されるように
加工した搬送ロ−ル上を接触通過する様にする。

【００２１】ところで、上記搬送ロールとしては、例え
ば金属ロール、ゴムロール等公知慣用のものが採用でき
るが、金属製のものが好ましい。この際の搬送ロールと
しては、被検査物より広幅の搬送ロ−ルを使用し、少な
くとも前記ロ−ルの露出部分を、照射光に対する被検査
物の反射率未満の反射率になる様にするのが良い。

【００２２】その様にすれば、被検査物周辺に反射率の
高い部分があると光の回り込みがあった場合に、被検査
物であるシ−ト状物の幅方向の両端部分は、表面検査時
に於ける測定誤差が大きくなり、実用上は幅方向の両端
部分について欠陥検査からの未検査領域を大きく設定し
なければならなく、ムダが多いという欠点がなくなり、
大変都合が良い。つまり、被検査物周辺からの光の回り
込みを低減でき、未検査領域を少なくできる。

【００２３】被検査物のピンホ−ルをＳＮ比高く検出す
るために、搬送ロ−ルの被検査物との接触面は、搬送ロ
ールの表面素材が露出したままであるが、ピンホ−ルを
欠陥として識別しないような被検査物の検査に使用する
場合は、ガイドロ−ル全面の反射率を被検査物の反射率
未満にしても構わない。このロ−ルの露出部分を被検査
物の反射率未満にする方法としては、光沢の低いテ−プ
の貼合や焼付塗装や艶消塗装等が考えられるが、艶消塗
装が好ましい。

【００２４】さらに、被検査物のおもて面のみならず裏
面の検査を行なうために、別のＣＣＤカメラ及び光源を
この表面検査装置にさらに設置することもできる。この
様にＣＣＤカメラ及び光源を２組設置すれば、被検査物
の表面及び裏面の両方を同時に検査可能であり、また完
成品の検査もできる。

【００２５】本発明の方法は、各種物体の表面検査に適
用できるが、中でも特に磁気テープ表面のピンホール、
異物、スジ等の欠陥の有無を検査するのに好適である。

【００２６】

【実施例】以下に本発明を実施例によって説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２７】実施例１ 本発明の検査方法を実施例を用いて説明する。これは、
１２．７ｍｍ幅の磁気テ−プの表面検査方法に、本発明
の検査方法を適用したものである。図１に正面から見た
検査装置の正面図を示す。ハロゲンランプ１の照射光を
光ファイバ２で導きライン型ライトガイド３で照明し、
シリンドリカルレンズ４で集光し、ハ−フミラ−５で被
検査物である磁気テ−プ６の表面に照射できる様になっ
ている。

【００２８】そして、被検査物からの反射光は、ハ−フ
ミラ−５、カメラレンズ７を通ってＣＣＤカメラ８に受
光するというような同軸落射方式を採用している。ライ
ン型ライトガイドの照明幅は、４５ｍｍ、カメラレンズ
は焦点距離５０ｍｍ、倍率０．３とし、ＣＣＤカメラは
画素数５１２である。尚、ここで用いたＣＣＤカメラ
は、磁気テープ幅よりも大きな視野を有するカメラレン
ズを備えたＣＣＤカメラである。

【００２９】被検査物６は、照明幅範囲の中央部分に設
置してある。この時のＣＣＤカメラ８の出力波形例を図
２に示す。

【００３０】（比較例１）図１においてライン型ライト
ガイドの照明幅を１２．７ｍｍとすること以外は実施例
１と同様の装置を用いて検査を行った。被検査物である
磁気テ−プ６は１２．７ｍｍ幅のものである。この時の
ＣＣＤカメラ８の出力波形例を図３に示す。

【００３１】尚、図４の装置では、ピンホール等の欠陥
がある場合には、凸部の中央の平坦部分にパルスが出現
するので、しきい値を設けておき、それを越えたパルス
を発生した場合には、欠陥ありと認定できる様に画像処
理をしておいた。

【００３２】（実施例２）これは、リ−ルに巻かれた１
２．７ｍｍ幅の磁気テ−プの表面検査装置に、本発明の
検査方法を適用したものである。図４にその検査装置の
正面図を示す。図面では、光源装置、光ファイバ、ライ
トガイド、シリンドリカルレンズは省略しているが、実
施例１と同じ構成になっている。ライン型ライトガイド
の照明幅は、４５ｍｍ、カメラレンズは焦点距離５０ｍ
ｍ、倍率０．３、ＣＣＤカメラは画素数５１２である。

【００３３】被検査物である磁気テ−プ６を、巻出側リ
−ル１０から巻取側リ−ル１１へと走行させ、巻き取る
装置の途中経路にＣＣＤカメラ８及び光源が設置してあ
る。被検査物６の走行によってカメラレンズ７と被検査
物６との距離が変動しないように、走行装置の固定した
金属性ガイドロ−ル９の部分を検査できるようにカメラ
を設置した。

【００３４】また、被検査物６の表面及び裏面を検査で
きるようにＣＣＤカメラ８及び光源を２組設置した。被
検査物６は、照明幅範囲の中央に固定されるように加工
した金属性ガイドロ−ル９上を接触し通過する様にし
た。この時の磁気テープおもて面のＣＣＤカメラ８の出
力波形例を図５に示す。磁気テープの裏面も同時に検査
したが、図５と同様の出力波形が得られた。

【００３５】（比較例２）図４においてライン型ライト
ガイドの照明幅を１２．７ｍｍとした以外は、実施例２
と同様の装置を用いて検査を行った。被検査物である磁
気テ−プ６は１２．７ｍｍ幅である。この時の磁気テー
プおもて面のＣＣＤカメラ８の出力波形例を図６に示
す。

【００３６】（実施例３）これは、リ−ルに巻かれた１
２．７ｍｍ幅の磁気テ−プの表面検査装置に、本発明の
検査装置を適用したものである。検査装置は、図４にお
いて、金属性ガイドロ−ル９の露出部分を艶消塗装し
て、その反射率を被検査物の反射率未満になるようにし
た以外は実施例２で用いたのと同様の装置を用いて検査
を行った。この時の磁気テープおもて面のＣＣＤカメラ
出力波形例を図７に示す。

【００３７】尚、図４の装置でも、ピンホール等の欠陥
がある場合には、凸部の中央の平坦部分にパルスが出現
するので、しきい値を設けておき、それを越えたパルス
を発生した場合には、欠陥ありと認定できる様に画像処
理をしておいた。

【００３８】図２と図３とを対比して見るとわかる通
り、被検査物の幅よりも大きい証明幅を有する光源を使
用した実施例１の装置で得られた出力波形は、凸部の中
央の平坦部分が長く、その両端部分もベースラインに直
接真っ直ぐ下方に向かって落ち込んでおり、コントラス
ト明瞭であるのに対して、被検査物の幅と同じ証明幅を
有する光源を使用した比較例１の装置で得られた出力波
形は、凸部の中央の平坦部分が短く、その両端部分もな
だらかに下方に落ち込んでいる。

【００３９】これら実施例及び比較例の波形図は、欠陥
のない部分についてのものであるが、照射光から予想さ
れる波形形状が測定波形では、維持されておらず、結果
的に反射光に基づく測定波形が不均一なものとなってい
る。

【００４０】これらのことから、本発明の方法及び装置
によれば、ＳＮ比高く、再現性良好に波形測定ができ、
ピンホール、異物、スジ等の表面欠陥の検査もＳＮ比高
く出来ることがわかる。

【００４１】異なる装置を用いた図５（実施例２）と図
６（比較例２）とを対比しても同様な結果が得られてい
ることがわかる。但し、図５では凸部の両端部分がベー
スラインに落ち込んださらに両外側の部分に鋭いピーク
が幾つか現れている。これは磁気テープ周辺からの光の
回り込みによるものであり、被検査物より広幅のロ−ル
を使用して、少なくとも金属ロ−ルの露出部分を、照射
光に対する被検査物の反射率未満の反射率にすること
（図７、実施例３）により、この現象も防止でき、未検
査領域を少なく出来ることがわかる。

【００４２】

【発明の効果】本発明のＣＣＤカメラを用いる表面検査
方法及び検査装置では、被検査物の幅よりも大きい照明
幅を有する光源を使用することにより、ＳＮ比の高い検
査ができるという格別顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で用いた検査装置の正面図である。

【図２】実施例１におけるＣＣＤカメラの出力波形例で
ある。

【図３】比較例１におけるＣＣＤカメラの出力波形例で
ある。

【図４】実施例２で用いた検査装置の正面図である。

【図５】実施例２におけるＣＣＤカメラの出力波形例で
ある。

【図６】比較例２におけるＣＣＤカメラの出力波形例で
ある。

【図７】実施例３におけるＣＣＤカメラの出力波形例で
ある。

【符号の説明】

１ ハロゲン光源装置 ２ 光ファイバ ３ ライン型ライトガイド ４ シリンドリカルレンズ ５ ハ−フミラ− ６ 被検査物 ７ カメラレンズ ８ ＣＣＤカメラ ９ 金属性ガイドロ−ル １０ 巻出側リ−ル １１ 巻取側リ−ル １２ 操作スイッチ盤

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シ−ト状物からなる被検査物表面を照明す
   る光源と、被検査物からの反射光を受光するＣＣＤカメ
   ラとを用い、照射光と反射光に基づく前記カメラの出力
   信号とから被検査物表面の欠陥を検査するシ−ト状物の
   表面検査方法において、被検査物の幅よりも大きい照明
   幅を有する光源を使用することを特徴とするシ−ト状物
   の表面検査方法。
2. 【請求項２】前記カメラが、被検査物の幅よりも大きい
   視野を有するカメラレンズを備えたＣＣＤカメラである
   請求項１記載の検査方法。
3. 【請求項３】被検査物の幅よりも大きい照明幅を有する
   光源として、被検査物の幅の２倍以上の照明幅を有する
   ライン型ライトガイドを用いる請求項１記載の検査方
   法。
4. 【請求項４】シ−ト状物からなる被検査物を搬送する搬
   送機構と、被検査物表面を照明する光源と、被検査物か
   らの反射光を受光するＣＣＤカメラとを有し、照射光と
   反射光に基づく前記カメラの出力信号とから被検査物表
   面の欠陥を検査するシ−ト状物の表面検査装置におい
   て、被検査物の幅よりも大きい照明幅を有する光源を使
   用することを特徴とするシ−ト状物の表面検査装置。
5. 【請求項５】前記カメラが、被検査物の幅よりも大きい
   視野を有するカメラレンズを備えたＣＣＤカメラである
   請求項４記載の検査装置。
6. 【請求項６】被検査物の幅よりも大きい照明幅を有する
   光源として、被検査物の幅の２倍以上の照明幅を有する
   ライン型ライドガイドを用いる請求項４記載の検査装
   置。
7. 【請求項７】当該搬送機構として、被検査物より広幅の
   搬送ロ−ルを使用し、少なくとも前記ロ−ルの露出部分
   を、照射光に対する被検査物の反射率未満となる様にし
   た請求項４記載の検査装置。
8. 【請求項８】ロ−ルの露出部分を、照射光に対する被検
   査物の反射率未満となる様にする手段が、艶消塗装であ
   る請求項７記載の検査装置。
9. 【請求項９】被検査物表面と裏面との検査を両方行う様
   にした請求項４記載の装置。