JPH0618445A

JPH0618445A - ピンホール検査装置

Info

Publication number: JPH0618445A
Application number: JP4173158A
Authority: JP
Inventors: Kouji Sugano; 幸治菅埜; Yoshiharu Okumura; 由治奥村; Katsutoshi Ando; 勝敏安藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-25
Anticipated expiration: 2015-11-13
Also published as: JP3109254B2

Abstract

(57)【要約】【目的】固体撮像素子を受光部に用いたイメージセン
サ方式の特長を生かしつつ、光の透過性の高いシートに
おける小径のピンホールを高精度に検出可能にしたピン
ホール検査装置を提供する。【構成】測定対象となるシート４の一方に光源１を配
置し、他方に固体撮像素子からなる受光部６を配置した
イメージセンサ方式のピンホール検査装置において、シ
ート４と光源１との間に偏光板３を配置し、シート４と
受光部６との間に偏光板５を配置し、これら一対の偏光
板３，５の偏光面のずれを２０度以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不織布、フィルム等の
シートに発生するピンホールを検査する装置に関し、特
にイメージセンサ方式のピンホール検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】不織布、フィルム等のシートを製造する
際、或いは製造後の積層接着などの各種工程においてシ
ートには様々なピンホール（欠陥点）が発生する。この
うちシートの延伸時や圧着などによる積層接着時に生じ
るピンホールは、例えばシートを濾材として使用する際
のリーク源となり、また絶縁材として使用する際の絶縁
不良の原因となる。このため、そのピンホールの発生を
抑制する必要があることは勿論であるが、製品製造後の
検査時において、出荷前に製品に生じたピンホールを事
前に迅速かつ確実に検出することが重要である。

【０００３】従来、ピンホールの検査装置として、光源
に対して光ファイバーを受光部として用いた光ファイバ
ー方式、レーザー光を光源とする一方で光電子増倍管を
受光部として用いたレーザー光方式、光源に対して固体
撮像素子を受光部に用いたイメージセンサ方式等が知ら
れている。これらの方式では、光源から出た光をシート
に当て、その透過光或いは反射光を受光部で検知測定し
てピンホールの検出を行うようにしている。

【０００４】上記のうち、シート面からの反射光を光フ
ァイバーによって受光する光ファイバー方式は、正反射
角の大きく変わる対象物に使用できるという長所がある
ものの、光ファイバーの径を小さくすることが困難であ
るため小径のピンホールを検出するには不向きであると
いう短所がある。また、レーザー光方式は、集束性があ
り光出力が大きいため測定対象となるシートの微小のピ
ンホールを検出することができるという長所があるもの
の、装置が高価であると共に、光軸の調整等のメンテナ
ンス性が極めて悪いという短所がある。

【０００５】これに対して、固体撮像素子を受光部に用
いたイメージセンサ方式は、小径のピンホールの検出が
可能であるばかりでなく、装置が安価でかつ操作性やメ
ンテナンス性にも優れていることから、近年、幅広い分
野にわたって使用されている。上述のイメージセンサ方
式によるピンホール検査装置は、測定対象となるシート
の一方に光源を配置し、このシートを通過した光の強度
をシートの他方に配置した固体撮像素子からなる受光部
によって検出し、検出された光の強度からピンホールを
検出するものである。

【０００６】このような装置を使用したピンホール検査
において、その検出精度を上げるための手段として、例
えば特開昭６２−１３８７４０号公報には、微分波高値
判定と浮動２値判定の両方の欠陥判定回路を併用する方
法が記載されている。この方法では、出力変化を検出す
る微分波高値のみによる欠陥判定では欠陥点の大きさに
対する判定性能が低いが、一定レベル以上の出力を検出
する浮動２値判定は欠陥点の大きさに対する判定作用が
大きいことを利用し、これら両方の欠陥判定を併用する
ことにより、それぞれ単独による欠陥判定に比べてより
高精度に検出するようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように微分波高値判定法と浮動２値判定法とを併用した
場合であっても、光の透過性の高いシートにおけるピン
ホール検査においては、ピンホールを通過した光量と、
それ以外の部分で透過した光量とが近くなるため、出力
変化の立ち上がりを利用した微分波高値判定法では十分
な出力が得られず欠陥判定が困難であり、一方、浮動２
値判定法においても２値化のためのレベル設定が難しい
ため高精度の欠陥判定は困難であった。即ち、従来の技
術によって光の透過性の高いシートにおける小径のピン
ホールを精度よく検出することは実質的に不可能であっ
た。

【０００８】本発明の目的は、固体撮像素子を受光部に
用いたイメージセンサ方式の特長を生かしつつ、光の透
過性の高いシートにおける小径のピンホールを高精度に
検出可能にしたピンホール検査装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のピンホール検査装置は、測定対象となるシートの一
方に光源を配置し、他方に固体撮像素子からなる受光部
を配置したイメージセンサ方式のピンホール検査装置に
おいて、前記シートと前記光源との間および前記シート
と前記受光部との間にそれぞれ偏光板を配置し、かつ該
一対の偏光板の偏光面のずれを２０度以下にしたことを
特徴とするものである。

【００１０】本発明において、測定対象となるシートと
光源との間に偏光板を配置したことにより、光源から発
せられた光のうち特定の偏光面を有する光のみが該シー
トに照射される。このため、光の透過性が高いシートを
測定対象とする場合に、光源側の偏光板によって得られ
る特定の偏光面を有する光は、該シートを構成する物質
によって散乱されることにより再び不特定の偏光面を有
する光となって該シートを透過するが、該シートのピン
ホールを通過した光は、上述のような散乱作用を受けな
いので該シートに照射されたときと同じ偏光面を有して
いる。

【００１１】このように該シートを通過または透過した
光は、該シートと固体撮像素子からなる受光部との間に
配置した偏光板を通過した後、該受光部によって受光さ
れる。この場合、受光部側の偏光板は光源側の偏光板と
同じ偏光方向を有しているため、光が受光部側の偏光板
を通過する際、その光のうち、該シートで散乱されて偏
光面が変化した光成分の強度が著しく低下するのに対
し、該シートのピンホールを通過した特定の偏光面を有
する光成分の強度はほとんど低下しない。これにより、
該シートを透過した光量と該シートのピンホールを通過
した光量のＳ／Ｎ比を大幅に改善することができるの
で、固体撮像素子を受光部に用いたイメージセンサ方式
の特長を生かしつつ、光の透過性の高いシートにおける
小径のピンホールを高精度に検出することができる。

【００１２】上述の改善されたＳ／Ｎ比を得るために
は、測定対象となるシートの両側に配置する一対の偏光
板の偏光面のずれを２０度以下にする必要があり、さら
には１０度以下にすることが好ましい。該一対の偏光板
の偏光面のずれが２０度を超えると、ピンホールを通過
した光成分の光量の低下が大きくなり、良好なＳ／Ｎ比
を得ることができない。

【００１３】また、上述の改善されたＳ／Ｎ比を得るた
めには、測定対象となるシートの両側に配置する一対の
偏光板と該シートとの平行度をそれぞれ１０度以下にす
ることが好ましく、さらには５度以下にすることが好ま
しい。該一対の偏光板と該シートとの平行度がそれぞれ
１０度を超えると良好なＳ／Ｎ比を得難くなる。固体撮
像素子を用いた受光部としては、画素を直線状に配列し
たものと、画素を面状に配列したものの２種類がある。
通常、シートのピンホール検査を実施するに当たって
は、測定対象となるシートを連続的に走行させつつ検査
を行う場合が多く、この際シートの走行方向に対しても
切れ目なく高精度の検査を行うことが要求される。この
ため、受光部は画素を直線状に配列した固体撮像素子か
ら構成することが好ましく、該シートの走行方向に対し
て直角に走査ができるように固体撮像素子を用いた受光
部と光源を配置することが好ましい。このように画素を
直線状に配列した固体撮像素子は、走査速度を変えるこ
とにより測定対象となるシートの走行方向での分解能を
容易に変えることができるため連続検査に適している。
さらに、固体撮像素子を用いた受光部を走査方向に複数
並べることにより、同時に広い視野の測定を高精度に行
うことができる。

【００１４】一方、光源としては、直線状に均一な光量
を得るために固体撮像素子の画素の配列と平行に配置さ
れた高周波蛍光灯を使用することが好ましい。この高周
波蛍光灯は、３０ＫＨｚ程度の高周波電圧を使用した高
周波点灯方式の蛍光灯であり、蛍光管に高周波電圧を加
えることにより発する光は直流光に近い光となるため、
高速走査の際に光の点滅による光量の変化が少なくな
る。

【００１５】本発明において、測定対象となるシートの
周囲を暗くし、該シートに照射される光量をできるだけ
少なくすることにより、該シートのピンホール以外の部
分で散乱されて固体撮像素子に受光される光量を抑える
ことができ、Ｓ／Ｎ比を更に改善することができる。光
源から測定対象となるシートのピンホールと通過して固
体撮像素子に受光される光量を低下させることなく、該
シートのピンホール以外の部分で散乱される光量を低下
させる手段として、該シートと光源との間に固体撮像素
子の画素の配列方向と平行なスリット状の開口部を有す
る遮光板または遮光箱を配置することが有効である。こ
の遮光板または遮光箱のスリット幅は７〜２０ｍｍにす
ることが好ましい。このスリット幅が２０ｍｍを超えて
広くなると、シートのピンホール以外の部分で散乱され
る光量を抑える効果が不十分になり、逆に７ｍｍ未満に
狭くなると装置の設置時やメンテナンス時の位置設定が
困難になる。

【００１６】本発明において使用する偏光板としては、
各種偏光材料、例えば多ハロゲン偏光フィルム、染料偏
光フィルム、金属偏光フィルム、方解石等から構成され
るものを使用することができる。一方、測定対象となる
シートとしては、不織布、フィルム、紙等の単層体の他
に、これらの積層体等が可能であり、該シートの種類や
色、柄、坪量にかかわらず、ピンホール検査を迅速かつ
確実に行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明のピンホール検査装置の実施例
について添付の図面を参照して説明する。図１におい
て、光源１と測定対象となるシート４の距離を１００ｍ
ｍに設定すると共に、光源１の長手方向をシート４の走
行方向に対して直角に配置し、この光源１から上方１０
ｍｍの位置に、光源１と平行に幅７ｍｍ、長さ４００ｍ
ｍの開口部を有する遮光板２を配置し、さらに光源１か
ら上方９０ｍｍの位置に幅５０ｍｍ、長さ４００ｍｍの
偏光板３を光源１と平行に配置した。光源１としては、
有効発光長４００ｍｍ、周波数３５ＫＨｚの高周波蛍光
灯を使用した。

【００１８】一方、測定対象となるシート４から上方２
３５ｍｍの位置には、測定分解能が０．０５ｍｍとなる
ように受光部６を配置し、さらにシート４から上方１０
ｍｍの位置に、偏光板３と偏光方向を一致させた幅５０
ｍｍ、長さ４００ｍｍの偏光板５をシート４と平行に配
置した。受光部６としては、ラインセンサ（竹中システ
ム機器株式会社製、形式ＴＬ−２０４８ＳＪ）を使用し
た。このラインセンサは、画素が光源１の長手方向に直
線状に２０４８個並んだ固体撮像素子を有し、カメラレ
ンズとして５０ｍｍのマクロレンズを備えている。ま
た、上述の偏光板３，５としては、ヨウ素フィルム偏光
板を使用した。これら偏光板３，５は単体透過率４３
％、偏光度９９．５％である。

【００１９】そして、測定対象となるシート４として、
目付１００ｇ／ｍｍ²のエンボス加工されたメルトブロ
ー不織布を用意し、このメルトブロー不織布においてエ
ンボス加工によりフィルム化した部分に０．１ｍｍφの
穴（ピンホール）を開け、上述した本発明のピンホール
検査装置を使用してピンホール検査を連続的に行った。

【００２０】その結果、エンボス加工されてフィルム化
した部分は光の透過性が高くなっているにもかかわら
ず、偏光方向を一致させた一対の偏光板を用いることに
より、このフィルム化した部分とピンホール部分との光
量のＳ／Ｎ比が５となり、従来の微分波高値判定法又は
浮動２値判定法に基づいて精度良くピンホールを検出す
ることができ、これにより分別検査を迅速かつ確実に行
うことができた。

【００２１】また、本発明の比較例として、偏光板３，
５を使用しないこと以外は上記と同様の条件でピンホー
ル検査を行った。その結果、フィルム化した部分とピン
ホール部分との光量のＳ／Ｎ比がほぼ１となり、従来の
微分波高値判定法又は浮動２値判定法によって、或いは
両法を併用した場合でさえも、ピンホールを精度良く検
出することはできなかった。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、次の如き優れた効果を
発揮することができる。 (1) 測定対象となるシートの両側に一対の偏光板を配置
し、かつ該一対の偏光板の偏光面のずれを２０度以下に
したことにより、該シートを透過した光量と該シートの
ピンホールを通過した光量とのＳ／Ｎ比を大幅に改善す
ることができるので、固体撮像素子を受光部に用いたイ
メージセンサ方式の特長を生かしつつ、光の透過性の高
いシートにおける小径のピンホールを高精度に検出する
ことができる。従って、測定対象となるシートの種類や
色、柄、坪量にかかわらず、ピンホール検査を迅速かつ
確実に行うことができる。

【００２３】(2) 受光部を構成する固体撮像素子の画素
を直線状に配列することにより、シートを走行させつつ
連続検査を行う場合に、固体撮像素子の走査速度を変え
ることにより測定対象となるシートの走行方向での分解
能を容易に変えることができる。 (3) 光源として、固体撮像素子の画素の配列と平行に
配置されている高周波蛍光灯を使用することにより、直
線状に均一な光量を得ることができる。

【００２４】(4) 測定対象となるシートと光源との間
に、固体撮像素子の画素の配列方向と平行なスリット状
の開口部を有する遮光板または遮光箱を配置することに
より、該シートに照射される光量をできるだけ少なく
し、該シートのピンホール以外の部分で散乱されて固体
撮像素子に受光される光量を抑えることができるので、
Ｓ／Ｎ比の改善効果を更に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例からなるピンホール検査装置を
示す斜視図である。

【符合の説明】

１光源２遮光板３，５偏光板４測定対象となるシート６固体撮像素子からなる受光部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象となるシートの一方に光源を配
置し、他方に固体撮像素子からなる受光部を配置したイ
メージセンサ方式のピンホール検査装置において、前記
シートと前記光源との間および前記シートと前記受光部
との間にそれぞれ偏光板を配置し、かつ該一対の偏光板
の偏光面のずれを２０度以下にしたことを特徴とするピ
ンホール検査装置。
【請求項２】前記一対の偏光板をそれぞれ前記シート
と平行に配置し、該一対の偏光板の偏光面を平行に配置
したことを特徴とする請求項１に記載のピンホール検査
装置。
【請求項３】前記固体撮像素子の画素を直線状に配列
したことを特徴とする請求項１に記載のピンホール検査
装置。
【請求項４】前記光源として、高周波蛍光灯を使用し
たことを特徴とする請求項３に記載のピンホール検査装
置。
【請求項５】前記シートと前記光源との間に、前記固
体撮像素子の画素の配列方向と平行なスリット状の開口
部を有する遮光板または遮光箱を配置したことを特徴と
する請求項４に記載のピンホール検査装置。