JPH06222014A - 半透明シート状物体の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＣＤの受光面に直接赤外光を入射しないよ
うにしてビデオ信号読み出し時のブルーミング現象を防
止し、異物検査を確実に行えるようにする。 【構成】 ベルトコンベアの途中の検査位置に透明板を
設け、その下方に投光器１３を、上方にイメージセンサ
１４を設ける。投光器１３には多数の赤色ＬＥＤ１５お
よび多数の赤外ＬＥＤ１６が配列される。コントローラ
１９は、赤色ＬＥＤ１５を照射して海苔Ａが存在する領
域を検出すると、その対応する領域にのみ選択回路２１
を介して赤外ＬＥＤ１６を点灯させる。イメージセンサ
１４のＣＣＤ１８には海苔Ａを透過して減衰された透過
光のみが受光されるようになり、そのビデオ信号の読み
出し時にブルーミング現象の発生がなくなり、異物の検
査を確実に行えるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海苔，用紙，フィルム
などの半透明シート状物体に異物検査光を照射してその
透過光に基いて表面，内部に混入している異物を検査す
るようにした半透明シート状物体の検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置として、例えば、乾燥させ
てシート状に成形した海苔（以下、単に海苔と呼ぶ）を
半透明シート状物体としてその形状および異物の混入を
検査する装置がある。このものは、例えば、特開平３−
１２２５５６号公報に開示されたもののように、検査対
象としての海苔に可視光を照射し、その反射光をＣＣＤ
のようなイメージセンサにより受光検出して海苔の幅寸
法や孔，欠けなどの外形の検査を行い、一方、海苔に赤
外光を照射し、その透過光をイメージセンサにより受光
検出して透過光が受光されない部分で海苔に異物が混入
していることを検査するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のもの
において、海苔に混入している異物を検出する原理とし
て、海苔が赤外光を５０％程度透過させるという特性を
利用しており、イメージセンサによりその透過光を受光
し、透過光の受光レベルが低い部分では赤外光が異物に
より遮光されているとして海苔の表面や内部に混入して
いる異物を検出する構成である。

【０００４】したがって、イメージセンサにおける受光
感度を、海苔の透過光に合わせて設定した状態では、例
えば、海苔に孔が開いている部分や、海苔が存在しない
位置においては海苔によって減衰されない強い赤外光が
イメージセンサに入射することになる。

【０００５】しかしながら、イメージセンサにおいて
は、ＣＣＤのように受光部分に電荷を蓄積することでビ
デオ信号を得るようにしているので、強い光が入射した
場合には受光した画素に発生する電荷が過大になって周
囲の画素に対する電荷の溢れ出し現象つまり所謂ブルー
ミングと呼ばれる現象が発生する。このために、電荷の
蓄積状態の信号をビデオ信号として読み出すときに、そ
のスキャン方向に溢れた電荷が後続の画素のビデオ信号
のレベルを上昇させることがある。つまり、受光量が少
なく信号レベルが低いはずの画素であるのに、隣接する
画素の蓄積電荷の溢れだしによりその画素の蓄積電荷の
読み出し量が多くなってしまい、受光量が多いレベルの
信号としてビデオ信号が得られることになるのであり、
この結果、赤外光に対するビデオ信号が正常に検出でき
なくなる不具合がある。

【０００６】例えば、図８において、赤外光の光源１か
ら照射した赤外光をイメージセンサ２により受光する場
合において、検査領域内に海苔Ａを配置して赤外光を照
射すると、イメージセンサ２の各画素には海苔Ａの存在
領域に対応して減衰された電荷が蓄積されるようにな
る。このとき、海苔Ａの表面に異物ＰおよびＱが付着し
ていると、赤外光は遮光されてその位置に対応したイメ
ージセンサ２の画素には赤外光が入射しないので電荷が
蓄積されなくなる。また、海苔Ａが存在しない部分では
イメージセンサ２に強い赤外光が直接入射するので、イ
メージセンサ２の各画素には電荷が過大に蓄積されるよ
うになる。

【０００７】そして、イメージセンサ２の各画素に蓄積
された電荷をビデオ信号として読み出すと、強い赤外光
が入射した画素の蓄積電荷が溢れて、信号のレベルがス
キャンする方向に尾を引くように残り、後続の画素の信
号のレベルが高くなる所謂ブルーミング現象を起こす。
したがって、本来は、図中実線で示すように、海苔Ａが
存在しない部分では信号レベルが高くなり、海苔Ａが存
在する部分では信号レベルが中間となり、異物Ｐあるい
はＱが存在する部分では信号レベルが低くなるのが、同
図中破線で示すようなビデオ信号として読み出されるよ
うになる。つまり、例えば、海苔Ａに混入された異物Ｐ
に対する画素のビデオ信号はブルーミング現象によって
検出できなくなる場合が発生してしまうのである。

【０００８】また、従来のものにおいては、可視光と赤
外光とを交互に照射してその外形と異物の検査を時分割
で繰り返して行うことにより、海苔Ａがベルトコンベア
などにより図中紙面と直角方向に移動するうちに、その
外形形状の検査と異物の混入の検査とを同時に行う構成
としている。しかしながら、この場合においても、図９
に示すように、海苔Ａが存在しないときには、イメージ
センサ２が強い赤外光を受けた後に可視光を受光する
と、可視光の受光レベルが低い筈であるのが、赤外光の
ビデオ信号をスキャンしたときのブルーミング現象によ
り、可視光のビデオ信号も途中まで高いレベルの信号と
して検出されてしまう不具合がある。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、常に検査光を半透明シート状物体を透
過させた状態で照射して撮像素子に直接照射しないよう
にしてブルーミング現象を防止し、半透明シート状物体
に混入された異物の検出を確実に実施することができる
半透明シート状物体の検査装置を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、半透明シート
状物体に向けて検査光源から異物検査光を照射してその
半透明シート状物体により減衰された透過光を撮像素子
により受光し、その受光レベルに基いて該半透明シート
状物体に混入された異物を検出する半透明シート状物体
の検査装置を対象とするものであり、前記半透明シート
状物体に向けて領域検出光を照射しその存在の有無に応
じた光を撮像素子に入射させる検出光源と、前記検査光
源による異物検査光の照射領域を選択的に制御可能な投
光選択手段と、前記検出光源からの領域検出光により前
記撮像素子が検出した前記半透明シート状物体の存在領
域に対応して前記検査光源により異物検査光を照射する
ように前記投光選択手段を制御する制御手段とを設けて
構成したところに特徴を有する。

【００１１】

【作用】本発明の半透明シート状物体の検査装置によれ
ば、検査対象としての半透明シート状物体に対して検出
光源から領域検出光を照射してその存在の有無に応じた
光を撮像素子に入射させ、制御手段により撮像素子によ
り検出された半透明シート状物体の存在領域に対応して
異物検査光の照射領域を設定するように投光選択手段を
介して検査光源を制御する。これにより、異物検査光は
半透明シート状物体の存在する領域のみに照射されるこ
とになって、撮像素子には半透明シート状物体を透過し
た光のみが入射するようになる。つまり、撮像素子には
異物検査光が直接入射することがなくなり、内部で過大
な電荷が蓄積されて発生するブルーミング現象を防止で
きるようになり、受光信号に基いて異物の検出を確実に
行うことができるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を所定形状に成形した乾燥状態
の海苔の形状の検査および表裏面や内部に混入した異物
を検出する検査装置に適用した場合の一実施例について
図１ないし図７を参照しながら説明する。

【００１３】図２は、全体の概略構成を示すもので、半
透明シート状物体として所定形状に成形された乾燥状態
の海苔Ａが搬送移動される検査用ベルトコンベア１１
ａ，１１ｂ間は、途中に所定間隔を存した状態に設けら
れており、その間隙部分にはガラスなどの可視光や赤外
光を透過させる透明板１２が設けられ、検査領域Ｄとさ
れている。海苔Ａは、順次ベルトコンベア１１ａに供給
され、例えば図中矢印Ｓ方向に移動されるようになって
おり、途中、検査領域Ｄの透明板１２を通過してベルト
コンベア１１ｂに移動するようになっている。

【００１４】この透明板１２の下方に位置して光源とし
ての投光器１３が配設されている。この投光器１３は、
後述するように、検査光源および検出光源としての機能
を兼ね備えた構成を有するもので、透明板１２の長手方
向に沿って多数のＬＥＤが配設された構成となってお
り、ベルトコンベア１１ａ，１１ｂの幅に対応した範囲
で透明板１２に向けて上方に異物検査光としての赤外光
を照射すると共に、領域検出光としての赤色光を照射す
るようになっている。一方、透明板１２を挟んで投光器
１３と対向する位置にはイメージセンサ１４が配設され
ており、投光器１３からの光を受光するようになってい
る。

【００１５】図３および図４にはこれらの配置関係を詳
しく示している。すなわち、投光器１３には赤色光を領
域検出光として照射する多数の赤色ＬＥＤ１５および赤
外光を異物検査光として照射する多数の赤外ＬＥＤ１６
が直線状に並べて配設されている。この場合、透明板１
２上を通過する海苔Ａは、赤外光を５０％程度透過し、
赤色光を遮光する性質を有している。そして、イメージ
センサ１４は、レンズ１７およびこのレンズ１７を介し
て入射する光を受ける撮像素子としてのＣＣＤ１８とか
ら構成されている。

【００１６】図１は電気的構成を示すもので、制御手段
としてのコントローラ１９は、内部にビデオ信号処理回
路２０および投光選択手段としての選択回路２１を有す
る構成となっている。ビデオ信号処理回路２０は、イメ
ージセンサ１４に設けられた駆動回路１８ａを介してＣ
ＣＤ１８を駆動すると共に、ＣＣＤ１８のビデオ信号を
出力回路１８ｂを介して入力し、信号処理を行うように
なっている。また、ビデオ信号処理回路２０は、投光器
１３の赤色ＬＥＤ１５に駆動回路１５ａを介して信号を
与えて点灯制御すると共に、選択回路２１に投光領域を
設定する設定信号を与えるようになっている。多数の赤
外ＬＥＤ１６のそれぞれには、選択回路２１から駆動信
号が与えられる駆動回路１６ａが設けられており、対応
する赤外ＬＥＤ１６が点灯制御されるようになってい
る。

【００１７】次に、本実施例の作用について図５ないし
図７も参照して説明する。すなわち、まず、ベルトコン
ベア１１ａ，１１ｂを運転して海苔Ａを順次透明板１２
の部分を通るように搬送移動させる。海苔Ａがまだ透明
板１２に差し掛かっていない状態つまり検査領域に入っ
ていない状態では、コントローラ１９は、投光器１３に
対して、赤色ＬＥＤ１５を点灯させるように駆動信号を
出力しており、その赤色光は透明板１２を介して透過
し、直接イメージセンサ１４のＣＣＤ１８に入射するよ
うになる。

【００１８】図５は、透明板１２が配置された位置つま
り検出位置における海苔Ａの存在の有無，ＬＥＤ１５，
１６の点灯状態および信号処理のタイミングを示す時間
推移を示した図で、図６は、ベルトコンベア１１の幅方
向における信号の出力状態を示した図であり、以下これ
らを参照しながら説明する。

【００１９】イメージセンサ１４は、赤色光の投光期間
においては、その赤色光を受光するか否かに基いて海苔
Ａの存在を検出するもので、コントローラ１９によりＣ
ＣＤ１８のビデオ信号を読み出したとき、１回のスキャ
ンによりベルトコンベア１１の幅に相当する領域の何れ
にも海苔Ａにより遮光されたビデオ信号が検出されない
場合には、続けて赤色ＬＥＤ１５による投光動作を行
う。

【００２０】そして、海苔Ａが透明板１２の位置つまり
検出位置に差し掛かると、赤色ＬＥＤ１５からの赤色光
は海苔Ａにより遮光されるため、イメージセンサ１４の
ＣＣＤ１８には、図６（ｂ）に示すように、その海苔Ａ
の位置や幅に対応した部分に赤色光が受光されなくな
る。コントローラ１９は、そのビデオ信号を読み取る
と、海苔Ａの存在領域を検出し、その外形寸法が所定の
範囲内にあるか否かを判断すると共に、その海苔Ａの存
在領域に対応する部分のみに赤外光を照射するように選
択回路２１に信号を出力する。選択回路２１は、与えら
れた信号に応じて海苔Ａの存在領域に対応する赤外ＬＥ
Ｄ１６に駆動信号を与えて点灯させるようになる。

【００２１】この場合、例えば図６の（イ），（ロ）あ
るいは（ハ）のようにさまざまな位置に海苔Ａがある場
合でも、赤色光により検出された存在領域に対応するビ
デオ信号に基いて赤外ＬＥＤ１６を点灯制御するように
なっている。なお、海苔Ａの外形寸法が所定範囲内から
外れている場合や、あるいは、外形寸法が所定範囲内で
あっても孔などが開いていて途中に遮光されない部分が
検出された場合には、コントローラ１９はその海苔Ａを
不良品と判断してベルトコンベア１１を搬送するうちに
除去するようになっている。

【００２２】さて、赤外ＬＥＤ１６が点灯されると、赤
外光は海苔Ａを透過してイメージセンサ１４に入射する
ようになる。ここで、海苔Ａは、例えば、図７に示すよ
うな分光特性を有することから、可視光を略遮断し赤外
光を５０％程度透過する特性を有していることがわか
る。したがって、海苔Ａを透過して減衰された赤外光は
イメージセンサ１４のＣＣＤ１８により受光される。こ
のとき、ＣＣＤ１８は、海苔Ａを透過して減衰された透
過光の受光レベルに感度が調整されているので、適切な
入射光量で検出動作が行われ、また、海苔Ａを外れた領
域には赤外光が照射されないので、減衰されない強い赤
外光が直接ＣＣＤ１８に入射することはない。したがっ
て、ＣＣＤ１８の各画素にはその蓄積電荷が過剰になる
ことがなくなり、ビデオ信号の読み出し時にブルーミン
グ現象を起こすことがなくなるのである。

【００２３】コントローラ１９は、このようにして、Ｃ
ＣＤ１８により受光された赤外光のビデオ信号をスキャ
ンして読み出し、異物が存在しているか否かを判断す
る。すなわち、図６（イ），（ロ），（ハ）に示すよう
に、海苔Ａの表面や内部に異物Ｐが混入していると、そ
の異物Ｐにより赤外光が遮断されてその部分に対応する
透過光がなくなるので、ＣＣＤ１８の受光レベルは
「暗」レベルまで低下するようになる。これにより、コ
ントローラ１９は、赤外光が受光されるはずの領域にお
いてビデオ信号のレベルが「暗」レベルであることを検
出すると、異物が混入していると判断するようになる。
この場合、例えば、異物の混入状態が検出されたときに
は、以降の検出動作を中断して、例えば、ベルトコンベ
ア１１ａ，１１ｂの図示しない部分に搬送された後に不
良品として除去することができる。

【００２４】また、赤外光の照射により異物Ｐが検出さ
れないときには、コントローラ１９は、次に再び赤色光
を照射すべく、赤色ＬＥＤ１５に投光動作を行なわせ
る。以下、上述と同様にして、コントローラ１９は、海
苔Ａが検査位置を移動する間に赤色光と赤外光の照射を
交互に繰り返し、図５に示すように、逐次外形の検査を
行うと共に、その検出領域に対応して赤外光を照射して
異物の検出を行うようになっている。

【００２５】このような本実施例によれば、赤色ＬＥＤ
１５からの赤色光の照射により、外形の検査を行うと共
に海苔Ａの存在領域を検出し、コントローラ１９によ
り、赤外光の照射領域を海苔Ａが存在する領域にのみ行
うように選択回路２１を介して赤外ＬＥＤ１６を駆動す
るようにしたので、イメージセンサ１４のＣＣＤ１８に
おいては、赤外光が直接入射して画素の蓄積電荷が溢れ
出すブルーミング現象を起こすという不具合が解消さ
れ、異物の検出を確実に行うことができる。

【００２６】また、本実施例によれば、赤色ＬＥＤ１５
および赤外ＬＥＤ１６を同一の投光器１３内に配置し
て、いずれも透過させるようにしてイメージセンサ１４
により検出する構成としたので、赤色光および赤外光の
ＬＥＤを別々に配置する従来と比べて全体の構成がコン
パクトになり、安価で且つ配置スペースの省スペース化
を図ることができる。

【００２７】尚、上記実施例においては、半透明シート
状物体を赤外光に対して半透明となる海苔Ａに適用した
場合について述べたが、これに限らず、例えば、紙でも
良いし、あるいは着色された半透明のガラス板のよう
な、可視光領域の所定波長以下の領域検出光を遮断し、
その所定波長よりも長波長の異物検査光に対しては減衰
した透過光が得られる半透明シート状物体に適用しても
良いものであり、異物検査光および領域検出光の波長は
半透明シート状物体の性質に応じて設定すれば良いもの
である。

【００２８】また、上記実施例においては、赤色光を透
過させることにより海苔Ａの存在の有無を検出する構成
の場合について述べたが、これに限らず、海苔Ａに照射
して反射する光をＣＣＤにより検出することでその存在
の有無を検出する構成としても良いものである。

【００２９】さらに、上記実施例においては、外形検査
を行うための赤色光を用いて海苔Ａの存在領域を同時に
検出する構成としたが、外形検査を行わない場合あるい
は外形検査を必要としない半透明シート状物体の異物の
検査を行う場合には、その存在の有無を検出するための
光源として赤色ＬＥＤを設けることができる。

【００３０】そして、上記実施例においては、一つのＣ
ＣＤ１８を用いて赤色光および赤外光を受光する構成と
したが、これに限らず、それぞれに対応して受光するＣ
ＣＤを設ける構成としても良い。

【００３１】

【発明の効果】本発明の半透明シート状物体の検査装置
によれば、検出光源により半透明シート状物体に向けて
領域検出光を照射しその存在の有無に応じた光を撮像素
子に入射させ、検出光源からの異物検出光により前記撮
像素子が検出した前記半透明シート状物体の存在領域に
対応し、制御手段により、検査光源から異物検査光を選
択的に照射するように投光選択手段を制御するようにし
たので、撮像素子に異物検査光が直接入射することがな
くなり、受光信号の読み出し時にブルーミング現象を起
こすことがなくなって、異物の検出を確実に行うことが
できるようになるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成図

【図２】全体構成の外観斜視図

【図３】縦断側面図

【図４】縦断正面図

【図５】各部の動作状態を示す作用説明用のタイムチャ
ート

【図６】検出状態に対応したビデオ信号の出力波形図

【図７】海苔の分光特性図

【図８】従来例を示す図３相当図

【図９】不具合を説明するためのＬＥＤの点灯状態とビ
デオ信号の出力波形図

【符号の説明】

１１はベルトコンベア、１２は透明板、１３は光源、１
４はイメージセンサ、１５は赤色ＬＥＤ（検出光源）、
１６は赤外ＬＥＤ（検査光源）、１７はレンズ、１８は
ＣＣＤ（撮像素子）、１９はコントローラ（制御手
段）、２０はビデオ信号処理回路、２１は選択回路（投
光選択手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半透明シート状物体に向けて検査光源か
   ら異物検査光を照射してその半透明シート状物体により
   減衰された透過光を撮像素子により受光し、その受光レ
   ベルに基いて該半透明シート状物体に混入している異物
   を検出するものにおいて、 前記半透明シート状物体に向けて領域検出光を照射しそ
   の存在の有無に応じた光を撮像素子に入射させる検出光
   源と、 前記検査光源による異物検査光の照射領域を選択的に制
   御可能な投光選択手段と、 前記検出光源からの領域検出光により前記撮像素子が検
   出した前記半透明シート状物体の存在領域に対応して前
   記検査光源により異物検査光を照射するように前記投光
   選択手段を制御する制御手段とを具備したことを特徴と
   する半透明シート状物体の検査装置。