JPH102868A - 透光性シート状物中の欠陥を光学的に検出する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透光性シート状物内の欠陥を良好な精度で検
出する。 【解決手段】 互いに平行な１対の主表面４ａを有する
透光性シート状物２にその端面６ａ，６ｂから主表面内
における指向性を有する照明光を照明手段１２ａ，１２
ｂにより入射させ、この照明光をシート状物２内にて１
対の主表面による内面反射により伝搬させ、シート状物
２内に存在する欠陥に基づき光路を偏向され１対の主表
面４ａから出射する出射光を検出することにより、透光
性シート状物２中の欠陥を光学的に検出するに際し、シ
ート状物２の端面６ａ，６ｂに対して傾いた方向に指向
性を有する照明光を入射角θで入射させ、欠陥検出位置
３０を主表面４ａの法線方向から傾いた方向の出射光を
撮像手段２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２
４Ｂを用いて検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透光性シート状物
中の欠陥の光学的検出の技術に属し、特に透光性材料を
シート状物に成形する際に成形過程においてシート状物
内に成形不良として残留する気泡あるいは混入または生
成される異屈折率ゲル状異物等の欠陥を検出する方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
シート状物の検査を行う場合、該シート状物が透光性を
有する場合には、その性質を利用して光学的に検査する
方法が採用されている。

【０００３】たとえば、透光性シート状物の両面（２つ
の主表面）のうちの一方の面側から照明光を照射し、該
シート状物の他面側に配置された撮像装置を用いて、シ
ート状物内の欠陥による透過光の散乱を検出する様にし
た構成が用いられている。

【０００４】この様な透過照明の場合には、バックグラ
ウンドが明るいので、小さな欠陥による散乱を検出しに
くく、また内部欠陥と主表面に付着したほこりとの区別
が難しいという難点があった。

【０００５】また、従来の光学的検査方法としては、特
開昭６１−２８４６４８号公報に記載されているものが
挙げられる。これは、シート状物の端面からシート状物
内に光を入射させ、２つの主表面による内面全反射を利
用してシート状物内を導光させ、欠陥により反射または
散乱されて主表面から出射する光を検出するものであ
る。

【０００６】この方法によれば、欠陥の存在しない部分
が暗いバックグラウンドとなり、欠陥の存在する部分か
らの反射光のみが検出されるので、照明光量を増大させ
ることにより、容易に検出感度を向上させ得るという利
点がある。

【０００７】ところで、欠陥には種々の形態のものがあ
り、特に製造過程で一方向に搬送しながら所定の厚さに
形成して冷却固化されるシート状物の場合には、特異的
欠陥として上記搬送方向の方向性を有するものを含むこ
とがある。

【０００８】たとえば、シート状ガラスの製造に際し
て、その内部に発生する欠陥としては、一般的なほぼ球
形状の気泡欠陥を除けば前記搬送方向に細長い気泡欠陥
が主たるものである。この方向性を有する非球形欠陥に
も、該方向と直交する面内の断面がほぼ円形のものや主
表面に沿って細長いものやシート厚さ方向に細長いもの
がある。

【０００９】上記シート状物は搬送方向と直交する方向
に所望の寸法（幅）を持って形成され、更に、所望の長
さに切断されて矩形状とされることが多い。この場合、
上記非球形欠陥は２対の端面のうちの１対（即ち対向す
る２つの端面）に沿って形成されていることになる。

【００１０】上記公報に記載の方法では、シート状物端
面からの照明光の入射を主表面内の方向としては上記搬
送方向と直交する方向で行っている。この場合、上記非
球形欠陥に対しては、主表面内の方向としては、ほぼ直
交する方向から照明光が入射することになる。また、主
表面からの出射光の検出には、照明光の入射方向（シー
ト面内の方向として）と平行な方向に受光素子を配列し
たラインセンサが用いられている。

【００１１】本発明者らの研究の結果、この様な従来の
方法では上記非球形欠陥を十分には検出できないことが
分かった。従って、従来の方法では、上記非球形欠陥が
特異的に存在するシート状物の検査を高い精度を行うこ
とは難しい。

【００１２】そこで、本発明は、透光性シート状物内で
上記非球形欠陥が存在する場合においても、該シート状
物内の欠陥を良好な精度で検出でき検査精度を向上させ
ることの可能な透光性シート状物中の欠陥検出のための
方法及び装置を提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、互いに平行な１対の主
表面を有する透光性シート状物にその端面から前記主表
面内における指向性を有する照明光を入射させ、該照明
光を前記シート状物内にて前記１対の主表面による内面
反射により伝搬させ、前記シート状物内に存在する欠陥
に基づき光路を偏向され前記１対の主表面から出射する
出射光を検出することにより、前記透光性シート状物中
の前記欠陥を光学的に検出する方法であって、前記シー
ト状物の端面に対し傾いた方向に前記指向性を有する前
記照明光を入射させ、前記主表面の法線方向から傾いた
方向の前記出射光を検知することを特徴とする、透光性
シート状物中の欠陥を光学的に検出する方法、が提供さ
れる。

【００１４】更に、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、互いに平行な１対の主表面を有す
る透光性シート状物にその端面から前記主表面内におけ
る指向性を有する照明光を入射させ、該照明光を前記シ
ート状物内にて前記１対の主表面による内面反射により
伝搬させ、前記シート状物内に存在する欠陥に基づき光
路を偏向され前記１対の主表面から出射する出射光を検
出することにより、前記透光性シート状物中の前記欠陥
を光学的に検出する方法であって、前記シート状物の非
球形欠陥の方向に対し傾いた方向に前記指向性の方向が
向く様にして前記照明光を前記シート状物に入射させ、
前記主表面の法線方向から傾いた方向の前記出射光を検
知することを特徴とする、透光性シート状物中の欠陥を
光学的に検出する方法、が提供される。

【００１５】本発明の一態様においては、前記シート状
物を搬送させながら検出を行う。

【００１６】本発明の一態様においては、前記シート状
物の主表面は実質上矩形であり、前記シート状物をその
１対の端面に沿った方向に搬送させながら検出を行う。

【００１７】本発明の一態様においては、前記シート状
物の主表面は実質上矩形であり、前記非球形欠陥の方向
がその１対の端面に沿った方向である。

【００１８】本発明の一態様においては、前記照明光は
前記シート状物の主表面内にて或る程度の広がりをもっ
て前記シート状物の端面から入射される。

【００１９】本発明の一態様においては、前記照明光は
異なる２つの方向に指向性を持って前記シート状物の同
一端面から入射される。

【００２０】本発明の一態様においては、前記照明光は
前記シート状物の互いに異なる２つの端面から互いに異
なる方向に指向性を持って前記シート状物に入射され
る。

【００２１】本発明の一態様においては、前記出射光の
検知を前記主表面の法線方向から互いに逆側に傾いた方
向の出射光について行う。

【００２２】更に、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、互いに平行な１対の主表面を有す
る透光性シート状物にその端面から前記主表面内におけ
る指向性を有する照明光を入射させ、該照明光を前記シ
ート状物内にて前記１対の主表面による内面反射により
伝搬させ、前記シート状物内に存在する欠陥に基づき光
路を偏向され前記１対の主表面から出射する出射光を検
出することにより、前記透光性シート状物中の前記欠陥
を光学的に検出する装置であって、前記シート状物の端
面に対し傾いた方向に前記指向性を有する前記照明光を
入射させる照明手段と、前記主表面の法線方向から傾い
た方向の前記出射光を検知する撮像手段とを備えている
ことを特徴とする、透光性シート状物中の欠陥を光学的
に検出する装置、が提供される。

【００２３】本発明の一態様においては、前記照明手段
は光源と光ファイバ束とを含んでおり、該光ファイバ束
を構成する各光ファイバは前記光源から発せられる光を
入射させる入射端と他端の出射端とを有し、前記光ファ
イバ束は前記出射端において互いに平行に整列せる複数
の光ファイバからなる光ファイバ群を少なくとも１つ含
んでいる。

【００２４】本発明の一態様においては、前記光ファイ
バ束は前記光ファイバ群を１つ含んでおり、前記照明手
段は前記光ファイバの出射端に隣接して配置された光分
割手段を含んでおり、該光分割手段は前記光ファイバ束
から単一の指向性を持って出射する光を複数の指向性を
持つ光に分割するものである。

【００２５】本発明の一態様においては、前記光分割手
段は片面に複数の小プリズムが互いに平行に配列されて
いるプリズムシートからなる。

【００２６】本発明の一態様においては、前記光ファイ
バ束は前記光ファイバ群を２つ含んでおり、一方の光フ
ァイバ群と他方の光ファイバ群とは前記出射端における
光ファイバの方向が互いに異なる様にして積層されてい
る。

【００２７】本発明の一態様においては、前記照明手段
が２つそれぞれ前記シート状物の対向する２つの端面か
ら照明光を入射させ得る様に配置されている。

【００２８】本発明の一態様においては、前記照明手段
から照明光が入射されない前記シート状物の端面から出
射する前記照明光を反射させ得る様に反射鏡が配置され
ている。

【００２９】本発明の一態様においては、前記シート状
物を搬送するための搬送手段を備えている。

【００３０】本発明の一態様においては、前記撮像手段
はラインセンサを用いてなるものである。

【００３１】本発明の一態様においては、前記ラインセ
ンサに結像される前記シート状物の欠陥検査位置は前記
照明光の入射される前記シート状物端面の法線方向に延
びている。

【００３２】本発明の一態様においては、前記ラインセ
ンサに結像される前記シート状物の欠陥検査位置は前記
照明光の入射される前記シート状物端面の法線方向に対
し傾いた方向に延びているである。

【００３３】本発明の一態様においては、前記シート状
物主表面の法線方向から傾いた方向の前記出射光を前記
主表面の法線方向へと偏向させて前記撮像手段の方へと
向かわせる光偏向手段を備えている。

【００３４】本発明の一態様においては、前記撮像手段
のセンサ受光面と対物レンズとは前記シート状物主表面
に対しアオリ配置されている。

【００３５】本発明の一態様においては、前記撮像手段
を前記シート状物主表面に沿って移動させるための移送
手段を備えている。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の具体的な実施の形態を説明する。

【００３７】図１は本発明による透光性シート状物中の
欠陥を光学的に検出する装置の第１の実施形態の概略構
成を示す平面図である。図１において、２は内部に存在
する欠陥の検出される透光性シート状物たとえばガラス
板あるいは樹脂板である。該シート状物２は、図示され
ている様に矩形の平面形状を有しており、上側主平面２
ａ及び該上側主平面と平行な下側主平面２ｂ（図１には
現れていない）を有する。また、シート状物２は４つの
端面６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを有する。このシート状物
２は、搬送手段１０上に載置されて、Ｙ方向に搬送せし
められる。該搬送手段１０は、図１においては模式的に
記載されており、具体的には例えばローラーコンベアな
どを用いることができる。

【００３８】Ｙ方向に沿って延びている２つの端面６
ａ，６ｂに隣接して、それぞれ照明手段１２ａ，１２ｂ
が配置されている。該照明手段１２ａは、光源１４ａと
光ファイバ束１６ａと光出射端保持部材１８ａとを含ん
でいる。光源１４ａは、例えばハロゲンランプ、メタル
ハライドランプなどの高輝度のものである。光ファイバ
束１６ａは、例えばプラスチック光ファイバを多数束ね
てなるものであり、光源１４ａ側の端部は該光源から発
せられる光を均等且つ効率よく各光ファイバへと入射さ
せることができる様に配置されている。また、光ファイ
バ束１６ａのシート状物２の端面６側の端部すなわち光
出射端は、光ファイバの出射端が保持部材１８ａにより
保持されており且つ図２に示されている様に各光ファイ
バの端面が１列に配列されている。光ファイバ束１６ａ
の各光ファイバは光出射端において互いに平行に配列さ
れている。この光ファイバ束１６ａの各光ファイバは、
光出射端において、ＸＹ面内に位置する様に配列されて
おり、しかもＸ方向に対して角度θだけ傾いた方向を向
いている。従って、照明手段１２ａからの照明光は、図
１に矢印で示されている様に、シート状物２の端面６ａ
に対し入射角θで斜めに入射する。照明手段１２ａの光
出射端は端面６ａから少し離れて位置する。これによ
り、シート状物２へは主表面に対する入射角が全反射臨
界角以下となる様な光の大部分は入射されない。照明手
段１２ｂは、照明手段１２ａと同等の構成を有し、該照
明手段１２ａの光源１４ａ、光ファイバ束１６ａ及び光
出射端保持部材１８ａに対応して光源１４ｂ、光ファイ
バ束１６ｂ及び光出射端保持部材１８ｂを有する。

【００３９】各光ファイバの出射端から出射される光
は、ある程度の広がりを持っているが、ファイバ方向に
進行する光の分布が最も大きく、ある程度の指向性を有
するものとみなすことができる。

【００４０】図３及び図４は、それぞれ図１の装置の正
面図及び側面図である。これらの図３及び図４並びに図
１に示されている様に、搬送手段１０上にて搬送される
シート状物２の上方には、撮像手段２０Ａ，２０Ｂ，２
２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂが配置されている。これ
らの撮像手段は、例えばＣＣＤラインセンサを用いたも
のであり、その受光素子の１次元配列方向はＸ方向であ
る。撮像手段２０Ａ，２０ＢはＹ方向に所定距離隔てて
配置されており、撮像手段２２Ａ，２２ＢはＹ方向に所
定距離隔てて配置されており、撮像手段２４Ａ，２４Ｂ
はＹ方向に所定距離隔てて配置されている。図３に示さ
れている様に、シート状物２のＸ方向に関し３つに分割
された領域が、それぞれ３つの撮像手段２０Ａ，２２
Ａ，２４Ａにより撮像される。撮像手段２０Ｂ，２２
Ｂ，２４Ｂは、撮像手段２０Ａ，２２Ａ，２４Ａと同じ
分割領域を撮像する。

【００４１】図１において、撮像手段２０Ａ，２０Ｂ，
２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂにより撮像されるシー
ト状物２の位置（すなわち欠陥検出位置）が３０で示さ
れている。図１に示されている様に、撮像手段２０Ａ，
２２Ａ，２４Ａと撮像手段２０Ｂ，２２Ｂ，２４Ｂと
は、それぞれ欠陥検出位置３０に関し対称的位置に配列
されている。また、図４に示されている様に、撮像手段
２２Ａと撮像手段２２Ｂとは、それぞれ欠陥検出位置３
０においてシート状物２の主表面４ａに立てた法線に関
し対称的位置に配列されており、該欠陥検出位置３０か
ら上記法線に関し反対側にそれぞれ角度αをもって進行
する出射光が撮像手段２２Ａ，２２Ｂに入射する（撮像
手段２０Ａ，２０Ｂ及び撮像手段２４Ａ，２４Ｂに対し
ても同様）。尚、図４では、撮像手段を代表させて２０
Ａ，２０Ｂのみが示されている。

【００４２】各撮像手段からの検出信号は信号処理装置
３２へと入力される。該信号処理装置では、撮像手段２
０Ａ，２２Ａ，２４Ａと撮像手段２０Ｂ，２２Ｂ，２４
Ｂとのうちの少なくとも一方からの出力信号と、必要に
応じて搬送手段１０の搬送速度とに基づき、所望の時間
間隔で出力信号の取り込みを行い、これを２値化し、所
定の閾値と比較して該閾値を越える信号レベルのものが
欠陥であると判定し、必要に応じて該欠陥の存在を平面
画像として合成する等の処理を行う。この様な電子的信
号処理装置は周知であるので、ここでは詳細な説明は省
略する。

【００４３】次に、本実施形態における欠陥検出に関
し、更に詳細に説明する。

【００４４】図５及び図６は、シート状物２に対する照
明光入射方向とシート状物内の欠陥に基づきシート状物
主表面から出射する光の分布との関係を示す模式的説明
図である。

【００４５】図５は、上記図１〜図４に関し説明した実
施形態と同様に、シート状物２の端面６ａ，６ｂに対し
照明光が斜めの指向性を持って入射する場合である
（ａ）。図５において、ＤｅはＹ方向に細長い気泡など
の欠陥を示し、Ｄｓはほぼ球形の気泡などの欠陥を示
す。欠陥ＤｅはＸＺ断面形状においてもＺ方向に細長
い。図５（ｂ），（ｃ）に示されている様に、欠陥Ｄｅ
については、ＸＺ面内及びＹＺ面内のいずれにおいて
も、斜め方向への光出射が主たる出射であり、主表面法
線方向への光出射は殆どない。図５（ｄ），（ｅ）に示
されている様に、欠陥Ｄｓについては、ＸＺ面内及びＹ
Ｚ面内のいずれにおいても、斜め方向への光出射が主た
る出射であり、但し主表面法線方向への光出射もある程
度存在する。

【００４６】これに対し、図６は、上記図１〜図４に関
し説明した実施形態とは異なり、シート状物２の端面６
ａ，６ｂに対し照明光が垂直の指向性を持って入射する
場合である（ａ）。図６において、Ｄｅ，Ｄｓは図５に
おけると同様のものを示す。図６（ｂ），（ｃ）に示さ
れている様に、欠陥Ｄｅについては、ＸＺ面内において
は、斜め方向への光出射が主たる出射であり、主表面法
線方向への光出射は殆どなく、且つ、ＹＺ面内において
は、斜め方向及び主表面法線方向への光出射はいずれも
殆どない。図６（ｄ），（ｅ）に示されている様に、欠
陥Ｄｓについては、ＸＺ面内においては、斜め方向への
光出射が主たる出射であり、但し主表面法線方向への光
出射もある程度存在し、且つ、ＹＺ面内においては、主
表面法線方向への光出射が主たる出射光であり、斜め方
向への光出射は殆どない。

【００４７】以上の様なことから、上記図１〜図４の実
施形態においては、欠陥Ｄｅ，Ｄｓのいずれをも、図４
に示されている様に角度αをもって斜め方向に出射する
光（図５（ｃ），（ｅ）参照）を撮像手段にて効率よく
撮像することができる。これに対し、図６（ａ）に示さ
れている様にして端面６ａ，６ｂに垂直に照明光入射を
行わせると、欠陥Ｄｓは主表面法線方向に出射する光に
より検出することができるが、欠陥Ｄｅに対しその長手
方向に垂直のＸ方向に照明光が入射した場合には主表面
からの出射光は殆どないので、欠陥Ｄｅを検出すること
が極めて困難である（従来の検出方法に相当）。

【００４８】この様に、本発明は、シート状物の製造に
際して特定の方向性を有する欠陥が発生しがちであり、
該欠陥の方向性に応じてシート状物端面からの照明光の
方向とシート状物主表面からの出射光の出射方向とに関
連性があることを見いだし、それに応じて非球形欠陥を
も見逃すことなく良好な感度で検出する様にしたもので
ある。尚、上記角度θ及びαは、いずれも例えば３０度
〜６０度とすることができるが、シート状物内の非球形
欠陥の検出に有利となる様に適宜設定することができ
る。

【００４９】尚、上記実施形態において、２つの照明手
段１２ａ，１２ｂを用いるのは、シート状物２全体をな
るべく均等に照明するためである。

【００５０】図７は第２の実施形態を示す部分概略側面
図である。本実施形態は、第１の実施形態の撮像手段２
０Ａ，２２Ａ，２４Ａをシート状物２に関し鏡面対称と
なる位置に移動させたものに相当する。上記図５及び図
６に関し説明した様に、シート状物２からの出射光は上
側主表面４ａ側と下側主表面４ｂ側とに対称的に現れる
ので、上記第１の実施形態と同様にして、検出すること
ができる。ここで図示及び説明されていない事項は上記
第１の実施形態におけると同様である（以下の実施形態
に関しても、同様）。

【００５１】図８は第３の実施形態を示す部分概略側面
図である。本実施形態は、第２の実施形態の撮像手段２
０Ａ，２２Ａ，２４Ａに替えて、それぞれ反射鏡２１Ａ
（図には現れていない），２３Ａ，２５Ａ（図には現れ
ていない）を用いたものに相当する。この場合には、反
射鏡により反射された出射光はシート状物２に関し反対
側に存在する対応撮像手段により検出される。

【００５２】図９は第４の実施形態を示す部分概略平面
図である。ここでは、照明手段の構成要素として光分割
手段たるプリズムシート３８が用いられている。該プリ
ズムシートは、光ファイバ束の光出射端に対向する面に
互いに平行に配列された多数の小プリズム（二等辺三角
プリズム）が形成されているものであり、該小プリズム
の稜線はＺ方向を向いている。本実施形態において、光
ファイバ束の出射端からプリズムシート３８へと入射す
る光の方向は図示されている様にＸ方向であり、この光
がプリズムシート３８によりＸ方向に関し互いに逆側に
同一角度だけ傾いた２つの方向に屈折され分割されて、
それぞれシート状物２の端面６ｂに対し斜めに入射す
る。

【００５３】本実施形態によれば、照明手段をシート状
物２の片側のみに配置しても、シート状物全体を照明す
ることができる。

【００５４】図１０は第５の実施形態を示す部分概略平
面図である。ここでは、光ファイバ束として、光出射端
において第１の方向性を有する第１の光ファイバ群１６
ｂ−１と第２の方向性を有する第２の光ファイバ群１６
ｂ−２とが２層に積層されている様なものを用いてい
る。図１１は、本実施形態の照明手段の光出射端を示す
図である。図１０に模式的に示されている様に、第１の
光ファイバ群１６ｂ−１はシート状物２の端面６ｂに対
し搬送方向後方へと斜めに照明光を入射させ、第２の光
ファイバ群１６ｂ−２はシート状物２の端面６ｂに対し
搬送方向前方へと斜めに照明光を入射させる。これによ
り、上記図１０の実施形態と同様の機能を発揮する。

【００５５】図１２は第６の実施形態を示す部分概略平
面図である。図１２（ａ）においては、照明手段１２
ａ，１２ｂは、シート状物２の搬送方向に関し、該シー
ト状物２の長さの２倍以上の長さを有する。これによ
り、シート状物２のどの部分が欠陥検出位置３０にある
場合にも該シート状物の端面６ａ，６ｂの全体から照明
光が入射することになり、シート状物の全ての領域に対
し同等の条件下で欠陥検出を行うことができる。図１２
（ｂ）においては、一方側の照明手段１２ａが２つに分
割されており（１８ａと１８ａ’に対応）、他方側の照
明手段１２ｂが２つに分割されている（１８ｂと１８
ｂ’に対応）。そして、欠陥検出位置３０はちょうど１
８ａと１８ａ’との間及び１８ｂと１８ｂ’との間に設
けられている。これにより、シート状物２の主表面上に
付着せるホコリなどの異物による散乱反射光による欠陥
検出への悪影響を低減させることができる。

【００５６】図１３は第７の実施形態を示す部分概略平
面図である。ここでは、欠陥検出位置３０をシート状物
搬送方向（Ｙ方向）に対し斜めの方向に設定している。
この場合も、欠陥検出は可能である。尚、この実施形態
では、照明光をシート状物端面６ａ，６ｂに対し垂直に
入射させた場合でも、感度は低下するが検出は可能であ
る。即ち、この場合は、細長い欠陥に対して直交する方
向（Ｘ方向）に照明光が入射するが、欠陥検出位置３０
を斜めにしたことにより、該欠陥検出位置がＸ方向の場
合に比べてＹ方向へと近づいたことにより、細長い欠陥
の検出が可能となるものである。ほぼ球形状の欠陥検出
も可能である（図６（ｂ）〜（ｅ）参照）。

【００５７】図１４は第８の実施形態を示す部分概略平
面図である。ここでは、シート状物２の１つの端面６ｂ
に対向する位置にのみ照明手段１２ｂを配置し、他の端
面６ａに対向する位置には反射鏡４０を配置している。
更に、端面６ｃ，６ｄに対向する位置に反射鏡４２，４
４を配置することもできる。シート状物２を連続的に搬
送しながら検出する場合には、該反射鏡４２，４４は搬
送手段と共に移動可能なものとすることができる。本実
施形態によれば、シート状物２の端面から出射する照明
光を再入射させ有効に利用することができる。

【００５８】図１５は第９の実施形態を示す部分概略側
面図である。ここでは、シート状物２の上側主表面４ａ
の直上に光偏向手段としてのプリズムシート４８を配置
している。該プリズムシートは、シート状物２側とは反
対側の面に互いに平行に配列された多数の小プリズム
（二等辺三角プリズム）が形成されているものであり、
該小プリズムの稜線はＸ方向を向いている。本実施形態
においては、シート状物２の主表面からの斜め出射光が
プリズムシート４８により屈折されシート状物の主表面
法線の方向へと偏向される。従って、シート状物２の主
表面法線方向に撮像手段２２へと入射する光を用いて欠
陥検出を行うことができる。

【００５９】図１６は第１０の実施形態を示す部分概略
側面図である。上記の実施形態において、撮像手段は対
物レンズとラインセンサとを有しており、一般に対物レ
ンズの光軸はラインセンサの受光面に垂直であるが、図
１６の実施形態では対物レンズの光軸をラインセンサの
受光面に非垂直となして、いわゆるアオリ配置を採用し
ている。図１６（ａ）では、対物レンズ５０の光軸が欠
陥検出位置３０を通る様にし且つラインセンサ受光面５
２を対物レンズ光軸と直交する面に対し傾けている。図
１６（ｂ）では、ラインセンサ受光面５２と直交する線
上に欠陥検出位置３０が位置し且つ対物レンズ５０の光
軸をラインセンサ受光面５２と直交する線に対し傾けて
いる。

【００６０】この実施形態は、センサが２ライン以上の
もの（エリアセンサ）の場合に好適であり、異なるライ
ンに対しても同等な合焦状態にて撮像することができ
る。尚、この実施形態以外の上記の実施形態において
も、２ライン以上のエリアセンサを用いた撮像手段を使
用することができる。

【００６１】図１７は第１１の実施形態を示す部分概略
平面図である。この実施形態においては、シート状物２
は間欠的に搬送され、欠陥検出時にはシート状物２の搬
送を停止する。そして、照明手段１２ａ，１２ｂにより
照明しながら、撮像手段２０，２２，２４を不図示の移
送手段によりＸ方向に移動させてシート状物２の全領域
の欠陥検出を行う。尚、撮像手段２０，２２，２４のラ
インセンサの受光素子はＹ方向に配列されている。

【００６２】図１８は第１２の実施形態を示す部分概略
平面図である。この実施形態においても、シート状物２
は間欠的に搬送され、欠陥検出時にはシート状物２の搬
送を停止する。そして、照明手段１２ａ，１２ｂにより
照明しながら、撮像手段２０，２２，２４をＹ方向に移
動させてシート状物２の全領域の欠陥検出を行う。尚、
撮像手段２０，２２，２４のラインセンサの受光素子は
Ｘ方向に配列されている。

【００６３】本発明は、上記の実施形態に記載されてい
る事項を適宜組み合わせたものも包含するものである。

【００６４】以上の説明において、シート状物２は枚葉
物であるとしているが、本発明はシート状物が連続的に
搬送される長尺ものである場合にも適用することができ
る。

【００６５】本発明は、シート状物製造時の製品合否判
定の際に利用することができ、この場合は製造ラインの
延長上に同一搬送方向にてシート状物を搬送させて検査
を行うことができる。本発明は、該シート状物を使用す
るものによる品質検査にも適用することができる。その
際、該シート状物が長尺ものである場合はもちろんのこ
と枚葉物である場合も、一般に上記非球形欠陥の方向は
該シート状物の端面に平行または垂直の方向であるか
ら、照明手段により非球形欠陥に対し斜めに照明光を入
射させる様にすることは容易である。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、従来見逃され易かった細長い欠陥を良好に検
出することができ、欠陥検出の精度が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による透光性シート状物中の欠陥を光学
的に検出する装置の第１の実施形態の概略構成を示す平
面図である。

【図２】照明手段の光出射端を示す図である。

【図３】図１の装置の正面図である。

【図４】図１の装置の側面図である。

【図５】シート状物に対する照明光入射方向とシート状
物内の欠陥に基づきシート状物主表面から出射する光の
分布との関係を示す模式的説明図である。

【図６】シート状物に対する照明光入射方向とシート状
物内の欠陥に基づきシート状物主表面から出射する光の
分布との関係を示す模式的説明図である。

【図７】第２の実施形態を示す部分概略側面図である。

【図８】第３の実施形態を示す部分概略側面図である。

【図９】第４の実施形態を示す部分概略平面図である。

【図１０】第５の実施形態を示す部分概略平面図であ
る。

【図１１】照明手段の光出射端を示す図である。

【図１２】第６の実施形態を示す部分概略平面図であ
る。

【図１３】第７の実施形態を示す部分概略平面図であ
る。

【図１４】第８の実施形態を示す部分概略平面図であ
る。

【図１５】第９の実施形態を示す部分概略側面図であ
る。

【図１６】第１０の実施形態を示す部分概略側面図であ
る。

【図１７】第１１の実施形態を示す部分概略平面図であ
る。

【図１８】第１２の実施形態を示す部分概略平面図であ
る。

【符号の説明】

２ 透光性シート状物 ４ａ，４ｂ 主表面 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ 端面 １０ 搬送手段 １２ａ，１２ｂ 照明手段 １４ａ，１４ｂ 光源 １６ａ，１６ｂ 光ファイバ束 １６ｂ−１，１６ｂ−２ 光ファイバ群 １８ａ，１８ｂ 保持部材 ２０，２２，２４ 撮像手段 ２０Ａ，２０Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ
撮像手段 ２３Ａ 反射鏡 ３０ 欠陥検出位置 ３８、４８ プリズムシート ４０，４２，４４ 反射鏡 ５０ 対物レンズ ５２ センサ受光面 Ｄｅ，Ｄｓ 欠陥

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに平行な１対の主表面を有する透光
   性シート状物にその端面から前記主表面内における指向
   性を有する照明光を入射させ、該照明光を前記シート状
   物内にて前記１対の主表面による内面反射により伝搬さ
   せ、前記シート状物内に存在する欠陥に基づき光路を偏
   向され前記１対の主表面から出射する出射光を検出する
   ことにより、前記透光性シート状物中の前記欠陥を光学
   的に検出する方法であって、 前記シート状物の端面に対し傾いた方向に前記指向性を
   有する前記照明光を入射させ、前記主表面の法線方向か
   ら傾いた方向の前記出射光を検知することを特徴とす
   る、透光性シート状物中の欠陥を光学的に検出する方
   法。
2. 【請求項２】 互いに平行な１対の主表面を有する透光
   性シート状物にその端面から前記主表面内における指向
   性を有する照明光を入射させ、該照明光を前記シート状
   物内にて前記１対の主表面による内面反射により伝搬さ
   せ、前記シート状物内に存在する欠陥に基づき光路を偏
   向され前記１対の主表面から出射する出射光を検出する
   ことにより、前記透光性シート状物中の前記欠陥を光学
   的に検出する方法であって、 前記シート状物の非球形欠陥の方向に対し傾いた方向に
   前記指向性の方向が向く様にして前記照明光を前記シー
   ト状物に入射させ、前記主表面の法線方向から傾いた方
   向の前記出射光を検知することを特徴とする、透光性シ
   ート状物中の欠陥を光学的に検出する方法。
3. 【請求項３】 前記シート状物を搬送させながら検出を
   行うことを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載
   の透光性シート状物中の欠陥を光学的に検出する方法。
4. 【請求項４】 前記シート状物の主表面は実質上矩形で
   あり、前記シート状物をその１対の端面に沿った方向に
   搬送させながら検出を行うことを特徴とする、請求項１
   〜３のいずれかに記載の透光性シート状物中の欠陥を光
   学的に検出する方法。
5. 【請求項５】 前記シート状物の主表面は実質上矩形で
   あり、前記非球形欠陥の方向がその１対の端面に沿った
   方向であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
   に記載の透光性シート状物中の欠陥を光学的に検出する
   方法。
6. 【請求項６】 前記照明光は前記シート状物の主表面内
   にて或る程度の広がりをもって前記シート状物の端面か
   ら入射されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれ
   かに記載の透光性シート状物中の欠陥を光学的に検出す
   る方法。
7. 【請求項７】 前記照明光は異なる２つの方向に指向性
   を持って前記シート状物の同一端面から入射されること
   を特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の透光性
   シート状物中の欠陥を光学的に検出する方法。
8. 【請求項８】 前記照明光は前記シート状物の互いに異
   なる２つの端面から互いに異なる方向に指向性を持って
   前記シート状物に入射されることを特徴とする、請求項
   １〜６のいずれかに記載の透光性シート状物中の欠陥を
   光学的に検出する方法。
9. 【請求項９】 前記出射光の検知を前記主表面の法線方
   向から互いに逆側に傾いた方向の出射光について行うこ
   とを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の透光
   性シート状物中の欠陥を光学的に検出する方法。
10. 【請求項１０】 互いに平行な１対の主表面を有する透
    光性シート状物にその端面から前記主表面内における指
    向性を有する照明光を入射させ、該照明光を前記シート
    状物内にて前記１対の主表面による内面反射により伝搬
    させ、前記シート状物内に存在する欠陥に基づき光路を
    偏向され前記１対の主表面から出射する出射光を検出す
    ることにより、前記透光性シート状物中の前記欠陥を光
    学的に検出する装置であって、 前記シート状物の端面に対し傾いた方向に前記指向性を
    有する前記照明光を入射させる照明手段と、前記主表面
    の法線方向から傾いた方向の前記出射光を検知する撮像
    手段とを備えていることを特徴とする、透光性シート状
    物中の欠陥を光学的に検出する装置。
11. 【請求項１１】 前記照明手段は光源と光ファイバ束と
    を含んでおり、該光ファイバ束を構成する各光ファイバ
    は前記光源から発せられる光を入射させる入射端と他端
    の出射端とを有し、前記光ファイバ束は前記出射端にお
    いて互いに平行に整列せる複数の光ファイバからなる光
    ファイバ群を少なくとも１つ含んでいることを特徴とす
    る、請求項１０に記載の透光性シート状物中の欠陥を光
    学的に検出する装置。
12. 【請求項１２】 前記光ファイバ束は前記光ファイバ群
    を１つ含んでおり、前記照明手段は前記光ファイバの出
    射端に隣接して配置された光分割手段を含んでおり、該
    光分割手段は前記光ファイバ束から単一の指向性を持っ
    て出射する光を複数の指向性を持つ光に分割するもので
    あることを特徴とする、請求項１１に記載の透光性シー
    ト状物中の欠陥を光学的に検出する装置。
13. 【請求項１３】 前記光分割手段は片面に複数の小プリ
    ズムが互いに平行に配列されているプリズムシートから
    なることを特徴とする、請求項１２に記載の透光性シー
    ト状物中の欠陥を光学的に検出する装置。
14. 【請求項１４】 前記光ファイバ束は前記光ファイバ群
    を２つ含んでおり、一方の光ファイバ群と他方の光ファ
    イバ群とは前記出射端における光ファイバの方向が互い
    に異なる様にして積層されていることを特徴とする、請
    求項１１に記載の透光性シート状物中の欠陥を光学的に
    検出する装置。
15. 【請求項１５】 前記照明手段が２つそれぞれ前記シー
    ト状物の対向する２つの端面から照明光を入射させ得る
    様に配置されていることを特徴とする、請求項１０〜１
    ４のいずれかに記載の透光性シート状物中の欠陥を光学
    的に検出する装置。
16. 【請求項１６】 前記照明手段から照明光が入射されな
    い前記シート状物の端面から出射する前記照明光を反射
    させ得る様に反射鏡が配置されていることを特徴とす
    る、請求項１０〜１５のいずれかに記載の透光性シート
    状物中の欠陥を光学的に検出する装置。
17. 【請求項１７】 前記シート状物を搬送するための搬送
    手段を備えていることを特徴とする、請求項１０〜１６
    のいずれかに記載の透光性シート状物中の欠陥を光学的
    に検出する装置。
18. 【請求項１８】 前記撮像手段はラインセンサを用いて
    なるものであることを特徴とする、請求項１０〜１７の
    いずれかに記載の透光性シート状物中の欠陥を光学的に
    検出する装置。
19. 【請求項１９】 前記ラインセンサに結像される前記シ
    ート状物の欠陥検査位置は前記照明光の入射される前記
    シート状物端面の法線方向に延びていることを特徴とす
    る、請求項１８に記載の透光性シート状物中の欠陥を光
    学的に検出する装置。
20. 【請求項２０】 前記ラインセンサに結像される前記シ
    ート状物の欠陥検査位置は前記照明光の入射される前記
    シート状物端面の法線方向に対し傾いた方向に延びてい
    るであることを特徴とする、請求項１８に記載の透光性
    シート状物中の欠陥を光学的に検出する装置。
21. 【請求項２１】 前記シート状物主表面の法線方向から
    傾いた方向の前記出射光を前記主表面の法線方向へと偏
    向させて前記撮像手段の方へと向かわせる光偏向手段を
    備えていることを特徴とする、請求項１０〜２０のいず
    れかに記載の透光性シート状物中の欠陥を光学的に検出
    する装置。
22. 【請求項２２】 前記撮像手段のセンサ受光面と対物レ
    ンズとは前記シート状物主表面に対しアオリ配置されて
    いることを特徴とする、請求項１０〜２０のいずれかに
    記載の透光性シート状物中の欠陥を光学的に検出する装
    置。
23. 【請求項２３】 前記撮像手段を前記シート状物主表面
    に沿って移動させるための移送手段を備えていることを
    特徴とする、請求項１０〜２２のいずれかに記載の透光
    性シート状物中の欠陥を光学的に検出する装置。