JPH0781960B2 - 連続状物体の欠点検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は連続状物体の欠点検出装置に関し、特に、あ
る幅を有しかつ断面が曲率を有し長手方向に均一に連続
する連続状物体の表面の凹凸状の欠点を検出するような
連続状物体の欠点検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、物体の滑かな表面に生じている凹凸を検出す
るために、種々の装置が提案されている。その一例とし
て、特開昭49-49687号公報には欠陥検出器が記載されて
いる。この欠陥検出器は、シート材の表面に光を照射
し、その反射光あるいは透過光を受光器で受光し、その
出力信号を適当な時定数のフィルタ回路を介して電圧波
形の平均値に追従する弁別電圧波形レベルとして導出す
るとともに、この弁別電圧波形レベルをシート材の地合
に応じて自動調整して検出感度が常に一定に保つように
したものである。

また、他の例として、特開昭56-162037号公報には表面
異物検出方式が記載されている。この方式によれば、走
査中の画像受光レベルと１回前の走査受光レベル,2回前
の走査受光レベルとを逐次比較し、比較のレベル大小を
判別することによって異物などの有無を判定するように
したものである。

一方、物体として、その横断面に曲率を有し、長手方向
に連続する連続状物体の表面の欠点を検出する場合、幅
方向に光を走査し、その反射光を検出し、上述の公知例
を用いて欠点を検出する方法がとられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 第19図ないし第21図は上述の横断面に曲率を有する連続
状物体からの反射光の受光レベルを示す図である。第19
図から明らかなように、横断面に曲率を有する連続状物
体では、両端部に比べて中央部が受光素子に近いため、
中央部の受光レベルが高くなってしまう。また、連続状
物体の長手方向に沿って溝が形成されている場合、第19
図のａ点に示す部分の受光レベルが低下する。このた
め、第19図に示した受光レベルをあるしきい値でレベル
弁別しても、溝であるのかあるいは表面上の欠点である
のかを判別することができない。

そこで、AGC回路を付加して、第20図に示すように、連
続状物体の中央部と両端部の受光レベルがほぼ等しくな
るようにして、あるしきい値でレベル弁別することも考
えられる。しかし、AGC回路にはローパスフィルタを有
しており、その特性上波形に振幅を生じてしまうおそれ
があり、また前述の第19図の説明と同様にして、溝であ
るのかあるいは欠点であるのかを判別することができな
い。さらに、第21図に示すように、受光出力を微分する
方法もあるが、この場合においても、溝であるのかある
いは欠点であるのかを精度良く判別できず、また欠点の
大きさの判別も不十分であるという問題点があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、長手方向に溝な
どが形成されていても精度良く欠点を検出し得る連続状
物体の欠点検出装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ この発明はある幅を有しかつ断面が均一な長手方向に連
続する連続状物体の表面の凹凸状の欠点を検出する検出
装置であって、連続状物体の表面上にビーム状の光を照
射する光源と、光源からのビーム状の光が連続状物体の
幅方向に順次走査しかつビーム状の光と連続状物体のい
ずれか一方が長手方向に向けて移動するように光源と連
続状物体のいずれか一方を駆動する駆動手段と、連続状
物体の表面で反射した反射光の光量を検出する受光手段
と、受光手段の受光出力をディジタル信号に変換するＡ
−Ｄ変換手段と、Ａ−Ｄ変換手段の出力を光量データと
して所定のサンプル点ごとに記憶する記憶手段と、記憶
手段に記憶されている各サンプル点ごとの光量データの
うち、幅方向の位置が同一である長手方向に沿うンプル
点の光量データの平均値を求め、その平均値と各同一サ
ンプル点との偏差が予め定める範囲内であるか否かを判
別し、偏差が予め定める範囲をこえる光量データのサン
プル点が欠点であると判別する判別手段とを備えて構成
される。

［作用］ この発明にかかる連続状物体の欠点検出装置は、連続状
物体の表面を走査して、各サンプル点の光量データを記
憶しておき、その光量データのうち、幅方向の位置が同
一である長手方向に沿うサンプル点の光量データの平均
値を求め、その平均値と各同一サンプル点との偏差が予
め定める範囲内であるか否かを判別し、偏差が予め定め
る範囲を越える光量データのサンプル点が欠点であると
判別するようにしたので、長手方向に溝があっても、そ
の溝と欠点とを極めて精度良く判別できる。

［発明の実施例］ 以下に、図面を参照してこの発明の実施例を具体的に説
明する。

第１実施例 第１図はこの発明の第１実施例の概念を説明するための
図であり、第２図は同じくサンプルの走査方法を説明す
るための図であり、第３図はこの発明によって表面の欠
点を検出可能なサンプルの断面図である。

まず、第１図ないし第３図を参照して、この発明の第１
実施例の概念について説明する。連続状物体１はプラス
チックなどを押出成形によって形成したものであって、
たとえば第３図（ａ）に示すように、その断面が一定の
曲率を有するものや、第３図（ｂ）に示すように幅方向
の両側が一定の曲率を有し、上部が平坦な台形形状のも
のや、第３図（ｃ）に示すように、長手方向に沿って溝
の形成されているものにおける表面上の欠点を検知す
る。検知すべき欠点の大きさとしては、50μｍφ〜3mm
φとする。この連続状物体１は図示しないXYテーブルに
装着されていて、ステッピングモータ２によってＸ方向
に駆動され、ステッピングモータ３によってＹ方向に駆
動される。ここで、連続状物体１の送りピッチはたとえ
ばＸ方向に100μm,Y方向に100μｍである。

連続状物体１の表面に光ビームを照射するために、レー
ザ光源４が設けられる。このレーザ光源４はたとえば5m
WのHe-Neレーザ光を発生するものであって、このレーザ
光は集光レンズ５によって集光され、ビーム状のレーザ
光として連続状物体１の表面に照射される。連続状物体
１の表面で反射したレーザ光はフォトダイオード６によ
って受光される。なお、レーザ光の入射角θおよび反射
角θは、たとえば20°に選ばれている。したがって、連
続状物体１がＸ方向に駆動された後、もとの位置に復帰
し、Ｙ方向に駆動された後、再びＸ方向に駆動される動
作を繰返すことによって、レーザ光は第２図に示すよう
に連続状物体１の幅方向を順次走査しながら長手方向
（Ｙ方向）に移動することになる。フォトダイオード６
の受光出力は反射光検出手段７によってその光量が検出
される。検出された反射光の光量データは反射光読込み
手段８に読込まれる。

なお、ステッピングモータ２および３はサンプル送り手
段15によって駆動されるが、ステッピングモータ２およ
び３の送り速度と反射光読込み手段８による光量データ
の読込みは同期合わせ手段14によって同期がとられてい
る。反射光読込み手段８によって読込まれた光量データ
は平均値・標準偏差計算手段９に与えられ、連続状物体
１のＸ方向における同一位置にある長手方向のサンプル
点の光量データの平均値が求められるとともに、その標
準偏差が計算される。そして、しきい値設定手段10は計
算された平均値と標準偏差とに基づいて、許容上限値と
許容下限値のそれぞれのしきい値を設定する。

二値化手段11は反射光読込み手段８によって読込まれた
各サンプル点の光量データが設定されたしきい値の範囲
内であるか否かに応じて光量データを二値化する。そし
て、二値化された出力が出力手段12に出力される。この
出力手段としては、たとえばCRTディスプレイやプリン
タなどが用いられる。なお、キーボード13はしきい値を
設定するためのデータを入力したり、サンプル速度を設
定するためのものである。

第４図はこの発明の第１実施例のより具体的なブロック
図であり、第５図，第６図および第７図は第４図に示し
たRAM26に設けられるメモリ領域を示す図である。

次に、第４図を参照して、この発明の第１実施例の構成
について説明する。前述の第１図に示したフォトダイオ
ード６の出力は演算増幅器18に与えられて増幅される。
演算増幅器18の出力はA/Dコンバータ19に与えられ、デ
ィジタル化され、光量データとしてマイクロコンピュー
タ20に与えられる。マイクロコンピュータ20はCPU21と
インプットポート22とアウトプットポート23とキーボー
ド24と表示器25とRAM26とROM27とを含む。インプットポ
ート22はA/Dコンバータ19から与えられる光量データをC
PU21に与えるものであり、アウトプットポート23はCPU2
1から出力される制御信号をXYテーブル駆動手段30に与
えるとともに、欠点出力信号を外部に出力するものであ
る。

XYテーブル駆動手段30は前述の第１図に示した連続状物
体１が装着されたXYテーブルをＸ方向およびＹ方向に駆
動するものである。キーボード24はしきい値を設定した
りXYテーブル駆動手段30の駆動速度を設定するものであ
る。表示器25は連続状物体１の表面の欠点を示す情報を
表示するものであって、たとえばCRTディスプレイやプ
リンタなどが用いられる。ROM27はCPU21が動作するのに
必要なプログラムを予め記憶している。

RAM26は第５図ないし第７図に示すようなメモリ領域を
含む。すなわち、第５図に示すバッファメモリ261とし
てのメモリ領域は、たとえば64Kバイトの容量を有して
いて、連続状物体１のＸ方向25mm分とＹ方向25mm分の光
量データを記憶する。第６図に示す平均値メモリ262と
してのメモリ領域は連続状物体１のＸ方向の同一サンプ
ル点におけるＹ方向の各サンプル点の光量データの平均
値_iを記憶し、標準偏差メモリ263としてのメモリ領域
はＹ方向の各サンプル点の標準偏差σ_iを記憶する。上
限値メモリ264としてのメモリ領域は、上限値x_{i max}を
記憶し、下限値メモリ265としてのメモリ領域は下限値x
_{i min}を記憶する。さらに、第７図に示す二値画像メモ
リ266としてのメモリ領域は、Ｙ方向の各サンプル点に
おける光量データに対して、上限値x_{i max}と下限値x_i
minの範囲内の光量データを“0"とし、それ以外のもの
を“1"とした二値化データを記憶する。

第８図および第９図はこの発明の第１実施例の具体的な
動作を説明するためのフロー図であり、特に、第８図は
データ取込ルーチンを示し、第９図はデータ処理ルーチ
ンを示す。

次に、第４図ないし第９図を参照して、この発明の第１
実施例の具体的な動作について説明する。まず、CPU21
はXYテーブル駆動手段30を駆動して連続状物体１が取付
けられたXYテーブルを原点（ｉ＝1,j＝1:iはＸ方向の座
標,,jはＹ方向の座標）にセットする。フォトダイオー
ド６はその原点の反射光を受光し、その受光出力を演算
増幅器18に与える。演算増幅器18はその受光出力を増幅
し、A/Dコンバータ19に与える。A/Dコンバータ19は受光
出力をディジタル化し、光量データとしてマイクロコン
ピュータ20に与える。

CPU21はインプットポート22を介して与えられる光量デ
ータを取込み、バッファメモリ261のx₁₁のアドレスに記
憶させる。続いて、CPU21はXYテーブル駆動手段30を駆
動し、XYテーブルを横方向に100μｍ駆動し、Ｘ方向の
座標ｉを＋１する。そして、横方向にすべて走査したか
否か、すなわち、Ｘ方向の座標ｉが256よりも大きくな
ったか否かを判別する。Ｘ方向にすべて走査していなけ
ればＸ方向の次の座標の光量データを取込み、バッファ
メモリ261に記憶させる。

この動作を繰返すことにより、バッファメモリ261には2
56個の光量データが順次記憶される。そして、Ｘ方向の
走査をすべて完了すれば、XYテーブルをＸ方向の原点に
復帰させる。さらに、XYテーブルをＹ方向に100μｍだ
け駆動し、Ｙ方向の座標ｊを＋１する。そして、Ｙ方向
にすべて走査したか否かすなわち、Ｙ方向の座標ｊが25
6よりも大きくなったか否かを判別する。Ｙ方向の走査
をすべて完了していなければ、XYテーブルを駆動した後
のサンプル点の光量データを取込み、バッファメモリ26
1のx₁₂のアドレスにその光量データを記憶させる。そし
て、XYテーブルをＸ方向に100μｍだけ駆動し、Ｘ座標
ｉを＋１する。この動作を繰返し、Ｘ方向の走査を行な
う。そして、Ｘ方向のすべての走査を完了すれば、再び
XYテーブルをＹ方向に駆動する。この動作を繰返すこと
により、Ｙ方向のすべての走査が完了すると、第９図に
示すデータ処理ルーチンに進む。

データ処理ルーチンにおいては、CPU21はまず変数をセ
ットする。すなわち、Ｘ方向座標ｉ＝1,Y方向座標ｊ＝
１とし、バッファメモリ261のＸ方向座標ｉ＝1,Y方向座
標ｊ＝１〜ｎの光量データに基づいて、平均値_iおよ
び標準偏差σ_iを次の演算式に従って演算する。

すなわち、CPU21はＸ方向座標ｉ＝1,Y方向座標ｊ＝１〜
ｎの光量データを加算し、各サンプル点の数ｎによって
除算して平均値_iを求め、平均値メモリ262に記憶す
る。また、Ｘ方向座標ｉ＝1,Y方向座標ｊ＝１〜ｎの光
量データの２乗を加算し、それをｎ−１で除算し、その
結果から平均値_iを２乗した結果を減算し、さらに平
方根を求めることによって標準偏差σ_iを求め、それを
標準偏差メモリ263に記憶させる。さらに、CPU21は上述
の演算によって求めた平均値_iと標準偏差σ_iと任意の
定数Ｋに基づいて、次の演算式に従って上限値x_{i max}と
下限値x_{i min}を求める。

x_{i max}＝_i＋Ｋσ_i x_{i min}＝_i−Ｋσ_i このようにして求めた上限値x_{i max}と下限値x_{i min}をそ
れぞれ上限値メモリ264と下限値メモリ265に記憶させ
る。

次に、CPU21はＸ方向の座標ｉ＝1,Y方向座標ｊ＝１の点
における光量データが上限値x_{i max}と下限値x_{i min}の範
囲内にあるか否かを判断する。範囲内であれば、そのサ
ンプル点の表面は正常であるとして、二値化データb₁₁
＝０を二値画像メモリ266に記憶する。もし、その光量
データが上限値x_{i max}と下限値x_{i min}の範囲内でなけれ
ば、欠点であると判断し、二値化データb₁₁＝１を二値
画像メモリ266に書込む。そして、その二値化データを
表示器25に表示するとともに、アウトプットポート23を
介して出力する。CPU21はＹ方向座標ｉを＋１し、Ｙ方
向のすべてのサンプル点の判別を完了したか否かを判別
する。完了していなければ、次のＹ方向座標ｊ＝２のサ
ンプル点における光量データが上限値x_{i max}と下限値x_i
minの範囲内にあるか否かに応じてそのサンプル点の表
面が正常であるかあるいは欠点であるかを判別する。

この動作を繰返し、Ｘ方向座標ｉ＝1,Y方向座標ｊ＝１
〜256のそれぞれのサンプル点が正常であるか否かを判
別する。Ｘ方向座標ｉ＝1,Y方向座標ｊ＝１〜256までの
各サンプル点の判別を終了すると、Ｘ方向座標ｉ＝ｉ＋
１とし、Ｘ方向座標ｉが256、すなわちＸ方向座標ｉ＝2
56番目の各Ｙ方向座標ｊ＝１〜256の各サンプル点の判
別を完了したか否かを判別し、完了していなければ、次
のＸ方向座標ｉ＝２におけるＹ方向座標ｊ＝１〜ｎの平
均値₂と標準偏差σ₂の演算を行なうとともに、上限値
x_{2 max}，下限値x_{2 min}を求める。そして、そのＸ方向座
標ｉ＝2,Y方向座標ｊ＝１〜256の各サンプル点の表面が
正常であるか否かの判別を行なう。この動作を繰返し、
Ｘ方向座標ｉ＝256,Y方向座標ｊ＝１〜256の各サンプル
点における表面が正常であるか否かの判別を行なった
後、再び第８図に示すデータ取込処理ルーチンにリター
ンする。

上述のごとく、この発明の第１実施例によれば、XYテー
ブルによって連続状物体１をＸ方向に移動させてその表
面をレーザ光によって走査し、それを順次Ｙ方向に繰返
して、各サンプル点の光量データを記憶し、その光量デ
ータのうち、Ｘ方向が同一点であるＹ方向の各点の光量
データに基づいて平均値と標準偏差とを求め、その平均
値と標準偏差とに基づいてしきい値を設定して光量デー
タがそのしきい値内にあるか否かに応じて欠点を判別す
るようにしたので、たとえ連続状物体１の長手方向すな
わちＹ方向に溝が形成されていても、精度良く欠点を検
出することができる。

第10図はこの発明の第２実施例の概要を説明するための
図であり、第11図はこの第２実施例におけるサンプルの
走査方法を説明するための図である。

次に、第10図および第11図を参照して、第２実施例の概
念について説明する。この第２実施例においては、連続
状物体１のＸ方向は光学的に走査され、Ｙ方向の駆動の
み機械的に行なわれる。すなわち、レーザ光源４から発
光されかつ集光レンズ５によって集光されたビーム状の
レーザ光が連続状物体１の表面を走査するために、６面
ポリゴンミラー41が設けられる。この６面ポリゴンミラ
ー41は図示しない駆動手段により駆動されて、たとえば
30Hzのサイクルで回転する。したがって、この６面ポリ
ゴンミラー41によってレーザビームが連続状物体１のＸ
方向を順次走査する。

走査されかつ連続状物体１で反射された光を集光するた
めに集光ファイバ42が設けられている。この集光ファイ
バ42は、たとえば50μｍφのグラスファイバを1600本並
べて、幅が80mmとなるように形成される。そして、この
集光ファイバ42は反射光を集光して、集光ファイバ42の
他端に設けられた光電管43に反射光を導く。光電管43は
反射光を電気信号に変換するものであり、その出力を反
射光読込手段７に与える。なお、第10図に示す反射光読
込手段7,平均値・標準偏差計算手段9,しきい値設定手段
10,二値化手段11,出力手段12,キーボード13および同期
合わせ手段14の機能は前述の第１実施例と同じである。

連続状物体１は機械的にＸ方向へ送り速度1m/minで連続
的にＹ方向に駆動されるが、その駆動速度と反射光の読
込開始を同期させるために、フォトダイオード44が設け
られている。また、連続状物体１のＹ方向への送り速度
が検知するためにロータリエンコーダ45が設けられる。
このロータリエンコーダ45の出力は画像処理手段46に与
えられる。

上述のごとく、レーザ光を６面ポリゴンミラー41によっ
て連続的に連続状物体１の幅方向に順次走査しかつ連続
状物体１をＹ方向に連続的に移動させることによって、
レーザ光は第11図に示すごとく、斜め方向に走査される
ことになる。なお、この実施例では、レーザ光のスポッ
トは100μｍφに選ばれ、走査されるレーザ光の間隔は1
00μｍとなるように選ばれる。

上述のごとく、６面ポリゴンミラー41によってレーザ光
をＸ方向に順次走査しかつ連続状物体１をＹ方向に移動
させることによって、走査されたレーザ光は集光ファイ
バ42によって集光され、光電管43に導かれる。そして、
光電管43の出力は反射光読込手段７に与えられてその受
光出力の光量レベルが読込まれる。そして、前述の第１
実施例と同様にして、Ｘ方向の位置が同一のＹ方向の各
サンプル点の平均値と標準偏差が求められ、その平均値
と標準偏差とに基づいてしきい値が設定され、二値化手
段11によって二値化される。そして、画像処理手段46に
よって画像処理され、出力手段に欠点情報が出力され
る。

第12図はこの発明の第２実施例の具体的なブロック図で
あり、第13図は第12図に示すRAMのメモリエリアを示す
図である。

次に、第12図および第13図を参照して、この発明の第２
実施例の具体的な構成について説明する。前述の第10図
に示した同期用のフォトダイオード44の出力は演算増幅
器51に与えられて増幅され、コンパレータ52によって予
め定めるしきい値と比較される。コンパレータ52の出力
は同期用パルス１として同期用パルス発生器53に与えら
れる。同期用パルス発生器53は同期用パルス１に同期し
た同期用パルス２を発生するものである。同期用パルス
発生器53によって発生された同期用パルス２はプリプロ
セッサ60に与えられる。また、同期用パルス２はパルス
カウンタ56に与えられて計算され、その計数値もプリプ
ロセッサ60に与えられる。

さらに、第10図に示した光電管43の出力は演算増幅器54
によって増幅され、A/Dコンバータ55によってディジタ
ル信号に変換され、反射光の光量データとしてプリプロ
セッサ60に与えられる。プリプロセッサ60はCPU61とイ
ンプットポート62とアウトプットポート63と二値画像メ
モリ64とRAM66とROM67とを含む。インプットポート62は
同期用パルス２とパルスカウンタ56の計数値と光量デー
タをCPU61に与えるものである。アウトプットポート63
はCPU61から出力される欠点検出信号と初期設定終了信
号とをホストプロセッサ70に与える。

二値画像メモリ64は前述の第７図に示した第１実施例の
二値画像メモリ266と同様にして、欠点であるか否かを
示す二値化情報を記憶するものであり、デュアルポート
メモリによって構成されており、プリプロセッサ60のCP
U61とホストプロセッサ70のCPU71の両方からアクセス可
能に構成されている。RAM66は第13図（ａ）に示すよう
に、メモリ領域661ないし663を含む。メモリ領域661は
Ｘ方向の各列におけるＹ方向の光量データの総和Σx_ij
を記憶するものである。メモリ領域662はＸ方向の各列
のＹ方向における(x_ij)²の総和を記憶するものである。
メモリ領域663はＹ方向の各サンプル点の光量データを
取込んだ回数C_iを記憶する。

ROM67はCPU61が動作するのに必要なプログラムを予め記
憶している。ホストプロセッサ70はCPU71とインプット
ポート72とアウトプットポート73とキーボード74と表示
器75とRAM76とROM77とを含んで構成される。このホスト
プロセッサ70はプリプロセッサ60の管理や、検出装置の
スタート，ストップの管理や、ライン速度の管理などを
行なうものである。インプットポート72にはプリプロセ
ッサ60から欠点検出信号と初期設定終了信号が与えられ
る。また、ロータリエンコーダ45の出力はパルス計数器
57によって計数され、ライン速度信号としてインプット
ポート72に与えられる。また、CPU71からアウトプット
ポート73を介してプリプロセッサ60のCPU61に初期しき
い値設定出力やコントロール信号が与えられる。CPU71
には、キーボード74と表示器75とRAM76とROM77が接続さ
れている。キーボード74は前述の第１実施例と同様にし
て、しきい値や連続状物体１のＹ方向への移動速度など
を設定するものである。表示器75はたとえばCRTディス
プレイなどが用いられ、欠点情報などを表示する。RAM7
6は各種データを記憶し、ROM77はCPU71が動作するのに
必要なプログラムを予め記憶してしている。

第14図はこの発明の第２実施例の具体的な動作を説明す
るためのタイミング図であり、第15図ないし第18図は同
じく動作を説明するためのフロー図であり、特に、第15
図は信号処理ルーチンを示し、第16図はデータ取込ルー
チンを示し、第17図はモニタルーチンを示し、第18図は
画像処理ルーチンを示す。

次に、第12図ないし第18図を参照して、この発明の第２
実施例の具体的な動作について説明する。この第２実施
例では、同期用パルス２の割込によってデータ取込ルー
チンが呼出されない限り、信号処理ルーチンが動作して
いる。まず、プロプロセッサ60のCPU61は初期しきい値
の設定であるか否かを判別する。最初の状態において
は、しきい値である上限値x_{i max}および下限値x_{i min}が
設定されていないので、しきい値の設定を行なう。すな
わち、メモリ領域661ないし663のΣx_ij，Σ(x_ij)²およ
びCiをそれぞれクリアする。そして、Ｙ方向に256個の
光量データを取込んでC_i≧256になったか否かを判別す
る。

C_iが256よりも小さいとき、すなわちＹ方向に256個の光
量データを取込んでいない場合には、すべて取込むまで
待機し、256個の光量データを取込んだことを判別する
と、前述の演算式に従って、平均値_iと標準偏差σ_iを
求める。そして、上限値x_{i max}と下限値x_{i min}を前述の
演算式に従って演算する。さらに、水平方向座標ｉを＋
１し、ｉ＜256であるか否かを判別する。Ｘ方向座標ｉ
が256以下であれば、Ｘ方向の次のサンプル点と同一の
Ｙ方向の各サンプル点の平均値_iと標準偏差σ_iと上限
値x_{i max}と下限値x_{i min}をそれぞれ演算する。この動作
を繰返し、Ｘ座標ｉが256個目と同一のＹ方向における
各サンプル点の平均値_i，標準偏差σ_i，上限値x
_{i max}，下限値x_{i min}をそれぞれ演算すると、ホストプ
ロセッサ70に対して初期設定終了信号を送り、初期状態
に戻る。

次に、プリプロセッサ60のCPU61は初期しきい値の設定
が終了したことを判別し、Ciが256になっていることを
判別すると、再びＸ方向の各座標ｉと同一のＹ方向の各
座標ｊ＝１〜256の各点の光量データの平均値_i，標準
偏差σ_i，上限値x_{i max}，下限値x_{i min}をそれぞれ演算
する。すなわち、信号処理ルーチンにおいては、データ
取込ルーチンの割込がかからない間、常時しきい値を更
新する。そして、メモリ領域661ないし663のΣx_ij，Σ
(x_ij)²，C_iをクリアし、Ｘ座標ｉを＋１して初期状態に
戻る。この動作を繰返すことによって、しきい値が常時
更新される。

次に、レーザビームが連続状物体１の右端まで走査され
たとき、フォトダイオード44がそのレーザ光を検知す
る。フォトダイオード44の受光出力は演算増幅器51で増
幅され、コンパレータ52によって所定のレベルを有して
いるか否かが比較される。その比較出力は第14図（ｂ）
に示す同期用パルス１として同期用パルス発生器53に与
えられる。応じて、同期用パルス発生器53は第14図
（ｃ）に示す同期用パルス２を発生してプリプロセッサ
60に与える。応じて、プリプロセッサ60のCPU61は第16
図に示すデータ取込ルーチンに進む。

このとき、光電管43は反射光を検出し、第14図（ｄ）に
示す受光出力が演算増幅器54によって増幅され、A/Dコ
ンバータ55によってディジタル化されて第14図（ｄ）に
示す光量データがプリプロセッサ60に与えられる。プリ
プロセッサ60のCPU61は光量データx_ijを取込み、各Ｙ方
向におけるサンプル点の光量データの総和Σx_ijを求め
る。すなわち、RAM66の別のメモリ領域に記憶されてい
る直前の光量データの和Σx_ijに、新たに取込んだx_ijを
加算して、光量データの総和Σx_ijを求めてメモリ領域6
61に記憶する。さらに、CPU61はRAM66の別のメモリ領域
に記憶されているΣ(x_ij)²に、新たに取込んだ(x_ij)²を
加算し、Σ(x_ij)²を求めてメモリ領域662に記憶する。
さらに、Ｙ方向に取込んだ光量データの回数を＋１して
C_iをメモリ領域663に記憶させる。

次に、CPU61は取込んだ光量データx_ijが上限値x_{i max}と
下限値x_{i min}の範囲内にあるか否かを判別し、範囲内に
あれば取込んだ光量データに対応するサンプル点が正常
であると判別し、二値画像メモリ64に二値化データb_ij
＝０を記憶する。もし範囲外であれば、欠点部であると
判断し、二値化データb_ij＝１にして二値画像メモリ64
に記憶させる。そして、ホストプロセッサ70に対して、
欠点検出信号を送出して信号処理ルーチンにリターンす
る。

次に、ホストプロセッサ70の動作について説明する。ホ
ストプロセッサ70のCPU71は常時第17図に示すモニタル
ーチンを実行している。すなわち、CPU71はロータリエ
ンコーダ45の出力を計数するパルス計数器57から与えら
れるライン速度信号をモニタし、ライン速度モニタを終
了すると、プリプロセッサ60から与えられる欠点検出信
号のモニタを行なう。欠点検出信号が与えられていなけ
れば、CPU71はキーボード74からの入力および表示器75
の出力をモニタしている。この動作を終了するまで繰返
し行なう。

プリプロセッサ60からホストプロセッサ70に欠点検出信
号が与えられると、CPU71は第18図に示す画像処理ルー
チンの割込動作に進む。すなわち、CPU71はプリプロセ
ッサ60から与えられる欠点検出信号に基づいて、欠点の
数を計数する。そして、欠点検出信号と各サンプル点の
面積とに基づいて、欠点の面積を計算し、格づけを行な
う。すなわち、欠点の面積が予め定める面積よりも少な
ければ、連続状物体１が１級品であると格づけし、それ
以下であれば２級品であると格づけする。そして、CPU7
1は表示器75に欠点数や欠点面積や格づけをそれぞれ表
示させるとともに、アウトプットポート73から欠点情報
を出力して、再びモニタルーチンにリターンする。

上述のごとく、この第２実施例によれば、常時しきい値
を更新するようにしたので、より正確に欠点を検出する
ことができる。

また、上述の第２実施例では、送り速度を検知するため
に、ロータリエンコーダ45を設けるようにしたが、連続
状物体１のＹ方向への移動速度が一定の場合には、ロー
タリエンコーダ45を省略し、ライン速度のモニタを省略
してもよい。

なお、上述の実施例では、６面ポリゴンミラー41によっ
てレーザ光をＸ方向に走査し、XYテーブルをＹ方向に駆
動するようにしたが、６面ポリゴンミラー41をＹ方向に
駆動するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、連続状物体の表面上
をビーム状の光で走査し、その反射光を検出し、幅方向
の位置が同一の長手方向に沿うサンプリング点における
光量データの平均値を求め、その平均値と各サンプル点
との偏差が予め定める範囲内であるか否かを判別し、そ
の範囲を越えるサンプル点が欠点であると判別するよう
にしたので、連続状物体の欠点検出を高精度かつ安定に
行なうことができる。しかも、従来人手を必要とした微
妙なしきい値の設定を不要にできる。さらに相対的な変
化量で安定しているため、人間の目に近い検出特性を持
つことができる。さらに、光源のゆらぎなどによる誤っ
た検出を低減でき、長手方向に筋や溝がある連続状物体
や横方向に色，表面粗さ，光沢の異なるものであって
も、検出精度の低下をほとんど生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の概念を説明するための
図である。第２図はこの発明の第１実施例によるサンプ
ルの走査方法を説明するための図である。第３図はこの
発明によって表面の欠点を検出可能なサンプルの断面図
である。第４図はこの発明の第１実施例の概略ブロック
図である。第５図，第６図および第７図は第４図に示し
たRAMに含まれる各種メモリの領域を示す図である。第
８図および第９図はこの発明の第１実施例の動作を説明
するためのフロー図であって、特に、第８図はデータ取
込ルーチンを示し、第９図はデータ処理ルーチンを示
す。第10図はこの発明の第２実施例の概念を説明するた
めの図である。第11図はこの発明の第２実施例によるサ
ンプルの走査方法を説明するための図である。第12図は
この発明の第２実施例の概略ブロック図である。第13図
は第12図に示したRAMのメモリ領域を示す図である。第1
4図はこの発明の第２実施例の動作を説明するためのタ
イミング図である。第15図ないし第18図はこの発明の第
２実施例の動作を説明するためのフロー図であって、特
に、第15図は信号処理ルーチンを示し、第16図はデータ
取込ルーチンを示し、第17図はモニタルーチンを示し、
第18図は画像処理ルーチンを示す。第19図ないし第21図
は従来の連続状物体の表面の欠点を検出する方法を説明
するための図である。 図において、１は連続状物体、2,3はステッピングモー
タ、４はレーザ光源、５は集光レンズ、６、44はフォト
ダイオード、７は反射光検出手段、８は反射光読込手
段、９は平均値・標準偏差計算手段、10はしきい値設定
手段、11は二値化手段、12は出力手段、13はキーボー
ド、14は同期合わせ手段、15はサンプル送り手段、18,5
1,54は演算増幅器、19,55はA/Dコンバータ、20はマイク
ロプロセッサ、21,61,71はCPU、22,62,72はインプット
ポート、23,63,73はアウトプットポート、24,74はキー
ボード、25、75は表示器、26,66,76はRAM、27,67,77はR
OM、30はXYテーブル駆動手段、41は６面ポリゴンミラ
ー、42は集光ファイバ、43は光電管、45はロータリエン
コーダ、46は画像処理手段、52はコンパレータ、53は同
期用パルス発生器、56はパルスカウンタ、57はパルス計
数器を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ある幅を有しかつ断面が均一な長手方向に
   連続する連続状物体の表面の凹凸状の欠点を検出する検
   出装置であって、 前記連続状物体の表面上にビーム状の光を照射する光
   源、 前記光源からのビーム状の光が前記連続状物体の幅方向
   に順次走査しかつ前記ビーム状の光と前記連続状物体の
   いずれか一方が長手方向に向けて移動するように、前記
   光源と前記連続状物体のいずれか一方を駆動する駆動手
   段、 前記連続状物体の表面で反射した反射光の光量を検出す
   る受光手段、 前記受光手段の受光出力をディジタル信号に変換するＡ
   −Ｄ変換手段、 前記Ａ−Ｄ手段の出力を光量データとして所定のサンプ
   ル点ごとに記憶する記憶手段、および 前記記憶手段に記憶されている各サンプル点ごとの光量
   データのうち、幅方向の位置が同一である長手方向の各
   サンプル点の光量データの平均値を求め、その平均値と
   前記各同一サンプル点との偏差が予め定める範囲内であ
   るか否かを判別し、偏差が前記予め定める範囲を越える
   サンプル点が欠点であると判別する判別手段を備えた、
   連続状物体の欠点検出装置。
2. 【請求項２】前記駆動手段は、 前記連続状物体を順次幅方向に移動させるための第１の
   駆動手段と、 前記連続状物体を長手方向に移動させるための第２の駆
   動手段とを含む、特許請求の範囲第１項記載の連続状物
   体の欠点検出装置。
3. 【請求項３】前記駆動手段は、 前記光源からのビーム状の光を前記連続状物体の幅方向
   に順次走査するための光ビーム走査手段と、 前記連続状物体を長手方向に移動させるための連続状物
   体駆動手段とを含む、特許請求の範囲第１項記載の連続
   状物体の欠点検出装置。
4. 【請求項４】前記駆動手段は、前記ビーム状の光が前記
   幅方向に走査しながら長手方向に移動するように前記光
   源を駆動するための光源駆動手段を含む、特許請求の範
   囲第１項記載の連続状物体の欠点検出装置。
5. 【請求項５】前記判別手段は、 前記記憶手段に記憶されている各サンプル点ごとの光量
   データに基づいて、長手方向に沿う幅方向の同一サンプ
   ル点の光量データを加算し、サンプル点の数で除算する
   ことによって平均値を演算する平均値演算手段と、 前記平均値演算手段によって演算された平均値に基づい
   て標準偏差を演算する標準偏差演算手段と、 前記標準偏差演算手段によって演算された標準偏差と前
   記平均値とに基づいて許容上限値と許容下限値とを演算
   する許容値演算手段と、 前記記憶手段に記憶されている各サンプル点の光量デー
   タが前記許容上限値と前記許容下限値との範囲内である
   か否かに応じて、各サンプル点の光量データを二値化す
   る二値化手段とを含む、特許請求の範囲第１項に記載の
   連続状物体の欠点検出装置。