JP2001041896A - ロール状フィルムの欠陥検出方法及び欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロール状フィルムの内部に生じる欠陥（特に
異物による欠陥）を誤検出することなく、正確に、かつ
精度良く検出できるようにする。 【解決手段】 第１照明装置２Ａが、ロール幅方向全面
に第１光を照射する。また、画像入力装置３の視線を挟
んで第１照明装置２Ａに対して反対側に配設された第２
照明装置２Ｂが、ロール状フィルム１の表面の疑似欠陥
の発生を抑制しうるようにロール幅方向全面に第２光を
照射する。さらに、第１照明装置２Ａと第２照明装置２
Ｂとの間に配設された第３照明装置２Ｃが、ロール状フ
ィルム１の内部の疑似欠陥の発生を抑制しうるようにロ
ール幅方向全面に第３光を照射する。そして、画像入力
装置３が、各照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃにより照射され
たロール状フィルム１の幅方向全面の反射画像を撮像
し、撮像された画像情報に基づいて画像処理装置４がロ
ール状フィルム１の内部の欠陥の有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばロール状フ
ィルムの内部の異物等による欠陥を検出する欠陥検出装
置及び欠陥検出方法に関し、特に、透明又は半透明のロ
ール状フィルムに用いて好適の、ロール状フィルムの欠
陥検出方法及び欠陥検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から紙管にロール巻きされたロール
状フィルムのフィルム巻取時等に生じる異物等の欠陥検
出を画像処理技術を用いて自動化する試みがなされてい
る。このような技術として、例えば特開平６−１４７８
６８号公報（以下、第１公報という）に開示された技術
がある。この技術では、固体撮像カメラによりシート巻
体の外周面からの反射画像を取り込み、不良部のない反
射画像と比較して、不良があるか否かを判別するように
している。

【０００３】また、例えば特開平９−１３３６３８号公
報（以下、第２公報という）に開示された技術では、主
光及び副光の２つの光を照射して、ロール状フィルムの
巻き終わり等の疑似欠陥の検出を抑制し、ロール状フィ
ルムの異物等による欠陥を検出できるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロール状フ
ィルムのフィルム巻取時等に生じる異物による欠陥は、
主にロール状フィルムの内部に生じるものである。この
ため、このようなロール状フィルムの内部に生じる欠陥
を検出するためには、ロール状フィルムの内部まで照射
光が到達するように例えば光量の高い光を照射し、これ
を画像入力装置（例えばイメージセンサ）により取り込
み、画像処理して欠陥検出を行なうことが考えられる。

【０００５】しかし、このように光量の高い光を照射し
ても、例えばロール状フィルムの表面の巻き終わりによ
ってロール状フィルムの表面で散乱したり、ロール状フ
ィルムの内部のフィルム内空洞（気泡，隙間）によって
多重反射したりして、これらのロール状フィルムの巻き
終わりやフィルム内空洞等はロール状フィルムの異物に
よる欠陥と同程度の輝度（濃度）のもの（疑似欠陥）と
して画像入力装置により取り込まれてしまい、これらの
疑似欠陥をロール状フィルムの内部の異物による欠陥と
誤検出することなく、確実に欠陥検出を行なうのは容易
ではない。

【０００６】そこで、例えば照明装置や画像入力装置等
の配置や角度等を調整して、欠陥部分と疑似欠陥部分と
の濃淡の差を際立たせ、精度良く異物による欠陥検出を
行なえるようにすることが考えられるが、実際には、異
物による欠陥に応じて光学系を構成する照明装置や画像
入力装置等の配置や角度等を適切に調整するのは難し
い。

【０００７】例えば、上述の第１公報で開示された技術
も、取り込んだ画像を良品の画像と比較するのみである
ため、欠陥の種類によっては確実に欠陥を検出すること
ができない場合もある。また、上述の第２公報で開示さ
れた技術も、例えばロール状フィルムの内部のフィルム
内空洞（気泡，隙間）等の疑似欠陥の検出を抑制するの
は難しく、ロール状フィルムの異物による欠陥を確実に
検出できるとはいえない。

【０００８】たとえ、このような光学系の調整である程
度欠陥部分と疑似欠陥部分との濃淡の差を際立たせるこ
とができ、欠陥検出の精度をある程度高めることができ
るとしても、これにも限界がある。つまり、光学系を調
整することで欠陥部分と疑似欠陥部分との濃淡の差を際
立たせようとしても、欠陥部分と疑似欠陥部分とは共に
同一の光学系によって照射されるため、これらの欠陥部
分と疑似欠陥部分との間の濃淡の差は出にくく、光学系
の調整だけでは欠陥検出の精度を高めることは難しい。

【０００９】そこで、上述のような光学系の調整のみで
なく、画像入力装置を介して取り込まれた画像の画像処
理においてロール状フィルムの内部に生じる異物による
欠陥を際立たせるように工夫する必要がある。

【００１０】ところで、一般的な画像処理技術では、例
えば微分処理等の特徴抽出処理により特徴部分を際立た
せるような処理を行なっている。しかし、このような特
徴抽出処理を行なう場合であっても特徴部分とその他の
部分との濃淡の差があまりない場合には特徴部分を際立
たせるのは難しい。これと同様に、異物の欠陥部分とロ
ール状フィルムの巻き終わり等の疑似欠陥部分との間の
濃淡の差があまりない場合にロール状フィルムの欠陥検
出において欠陥部分を際立たせるように画像処理するの
も難しい。

【００１１】また、異物による欠陥には例えば毛髪のよ
うに非常に微細なものも含まれるため、このような異物
による欠陥部分を際立たせるように画像処理するのも難
しい。また、ロール状フィルムの表面に生じる異物等の
欠陥の種類や光学系の調整の仕方によって画像入力装置
を介して画像処理装置に入力される画像の濃度（輝度）
は異なるものとなってしまうため、画像処理において入
力画像の濃度（輝度）をそのまま使って異物による欠陥
を判別するのは難しい。つまり、入力画像の全体の輝度
が高くなったり、低くなったりしてしまうため、これに
よって正常部分を欠陥部分と判別してしまったり、逆に
欠陥部分を正常部分と判別してしまったりする場合があ
り、精度良く欠陥検出を行なうのは難しい。

【００１２】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、光学系の調整と画像処理とを最適なものとす
ることで、ロール状フィルムの内部に生じる欠陥（特に
異物による欠陥）を誤検出することなく、正確に、かつ
精度良く欠陥検出を行なうことができるようにした、ロ
ール状フィルムの欠陥検出方法及び欠陥検出装置を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のロール状フィルムの欠陥検出方法は、ロール
状フィルムの内部の欠陥部分を照射しうるように該ロー
ル状フィルムの幅方向全面に１又は２以上の第１光を照
射し、該ロール状フィルムの表面の疑似欠陥の検出を抑
制しうるように該ロール状フィルムの幅方向全面に１又
は２以上の第２光を照射し、該ロール状フィルムの内部
の疑似欠陥の検出を抑制しうるように該第１光と該第２
光との間から該ロール状フィルムの幅方向全面に１又は
２以上の第３光を照射し、上記の第１光，第２光及び第
３光により照射された該ロール状フィルムの幅方向全面
の反射画像を撮像し、撮像された画像情報に基づいて該
ロール状フィルムの内部の欠陥の有無を検出することを
特徴としている。

【００１４】請求項２記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置は、照明装置により照射された該ロール
状フィルムの幅方向全面の反射画像を撮像する画像入力
装置と、該画像入力装置により撮像された画像情報に基
づいて該ロール状フィルムの内部の欠陥の有無を検出す
る画像処理装置とを備え、該照明装置が、該ロール状フ
ィルムの内部の欠陥部分を照射しうるように該ロール状
フィルムの幅方向全面に１又は２以上の第１光を照射す
る第１照明装置と、該画像入力装置の視線を挟んで該第
１照明装置に対して反対側に配設され、該ロール状フィ
ルムの表面の疑似欠陥の検出を抑制しうるように該ロー
ル状フィルムの幅方向全面に１又は２以上の第２光を照
射する第２照明装置と、該第１照明装置と該第２照明装
置との間に配設され、該ロール状フィルムの内部の疑似
欠陥の検出を抑制しうるように該ロール状フィルムの幅
方向全面に１又は２以上の第３光を照射する第３照明装
置とを備えて構成されることを特徴としている。

【００１５】請求項３記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置は、照明装置により照射されたロール状
フィルムの幅方向全面の反射画像を撮像する画像入力装
置と、該画像入力装置により撮像された画像情報に基づ
いて該ロール状フィルムの内部の欠陥の有無を検出する
画像処理装置とを備え、該画像処理装置が、該画像入力
装置により撮像された原画像の濃度ヒストグラムを得る
濃度ヒストグラム処理部と、該濃度ヒストグラム処理部
により求められた濃度ヒストグラムからベース画像を求
めるベース画像算出部と、該原画像と該ベース画像との
差から補正画像を求める補正画像算出部と、該補正画像
算出部により算出された該補正画像に基づいて該ロール
状フィルムの内部の欠陥の有無を判別する欠陥判別部と
を備えることを特徴としている。

【００１６】請求項４記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置は、請求項３記載の装置において、該照
明装置が、該ロール状フィルムの内部の欠陥部分を照射
しうるように該ロール状フィルムの幅方向全面に１又は
２以上の第１光を照射する第１照明装置と、該画像入力
装置の視線を挟んで該第１照明装置に対して反対側に配
設され、該ロール状フィルムの表面の疑似欠陥の検出を
抑制しうるように該ロール状フィルムの幅方向全面に１
又は２以上の第２光を照射する第２照明装置と、該第１
照明装置と該第２照明装置との間に配設され、該ロール
状フィルムの内部の疑似欠陥の検出を抑制しうるように
該ロール状フィルムの幅方向全面に１又は２以上の第３
光を照射する第３照明装置とを備えて構成されることを
特徴としている。

【００１７】請求項５記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置は、請求項３又は４記載の装置におい
て、該画像処理装置が、該画像入力装置により撮像され
た原画像にエロード処理を行なって該濃度ヒストグラム
処理部及び該補正画像算出部へ出力するエロード処理部
と、該補正画像算出部により算出された該補正画像を二
値化処理する二値化処理部と、該二値化処理部により得
られた二値化画像をラベリング処理するラベリング処理
部とをさらに備え、該欠陥判別部が、該ラベリング処理
部による処理結果に基づいて該ロール状フィルムの内部
の異物による欠陥の有無を判別することを特徴としてい
る。

【００１８】請求項６記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置は、請求項３〜５のいずれかに記載の装
置において、該ベース画像算出部が、該濃度ヒストグラ
ムの分散が小さい場合は該濃度ヒストグラム処理部によ
り得られた該濃度ヒストグラムの平均濃度値によりベー
ス画像の濃度値を算出し、該濃度ヒストグラムの分散が
大きい場合は該濃度ヒストグラム処理部により得られた
該濃度ヒストグラムの最小濃度値によりベース画像の濃
度値を算出することを特徴としている。

【００１９】請求項７記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置は、請求項２，４〜６のいずれかに記載
の装置において、該ロール状フィルムの表面の疑似欠陥
が、該ロール状フィルムの巻き終わりにより生じたもの
であり、該ロール状フィルムの内部の疑似欠陥が、該ロ
ール状フィルムのフィルム内空洞により生じたものであ
り、該画像処理装置が、該ロール状フィルムの内部の異
物による欠陥の有無を検出することを特徴としている。

【００２０】

【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の実施の
形態について説明する。まず、本発明の一実施形態にか
かるロール状フィルムの欠陥検出装置について、図１〜
図８を参照しながら説明する。本実施形態にかかるロー
ル状フィルムの欠陥検出装置は、被検査対象物としての
ロール状フィルムの欠陥を検出するためのものである。

【００２１】まず、ロール状フィルム及びその欠陥の種
類について説明する。図２に示すように、ロール状フィ
ルム１は、透明又は半透明のフィルム（例えばラップフ
ィルム等）であって、筒状の芯〔紙管，例えば外径９０
ｍｍ（半径４５ｍｍ）〕１Ｂにフィルム１Ａをロール状
に巻き取ったものである。ここでは１０００ｍ巻きフィ
ルムロール〔例えば外径１５４ｍｍ（半径７７ｍｍ）〕
について説明する。

【００２２】このようなロール状フィルム１の欠陥の種
類としては、図４（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、帯状シ
ワ５０Ａ，巻きコブ５０Ｂ，傷５０Ｃ，縦シワ５０Ｄ，
斜めシワ５０Ｅ，異物５０Ｆ等がある。ここで、帯状シ
ワ５０Ａは、図４（Ａ）に示すように、フィルムに局部
的に薄い部分がある場合等に生じる帯状のシワであり、
ある程度の幅αがあり、ロール表面全周にわたって生じ
るのが特徴である。

【００２３】巻きコブ５０Ｂは、図４（Ｂ）に示すよう
に、フィルムを搬送するゴムロールの凹部等が原因とな
って生じるもので、ロール状に巻き取られた状態でロー
ル全周にわたって表面が盛り上がってコブ状になるのが
特徴である。この巻きコブには、高さの高いもの〔巻き
コブ（大）〕５０ＢＡと、高さの低いもの〔巻きコブ
（小）〕５０ＢＢがある。ここで、巻きコブ（小）５０
ＢＢは、高さが約５０マイクロメートル（μｍ，ミクロ
ンともいう）〜約１０００マイクロメートル程度で、幅
が約１〜２ｃｍ程度のものをいう。

【００２４】傷５０Ｃは、図４（Ｃ）に示すように、フ
ィルムをカットするカッタによる擦り傷等であって、ロ
ール表面全周にわたって生じるのが特徴である。縦シワ
５０Ｄは、図４（Ｄ）に示すように、上述のシワと異な
りロール表面全周にわたらず、短い縦筋がランダムに入
るのが特徴である。斜めシワ５０Ｅは、図４（Ｅ）に示
すように、フィルムのカット不良等によって生じるもの
である。特に巻きコブの回りに生じることが多い。

【００２５】異物５０Ｆは、図４（Ｆ）に示すように、
例えばフィルムの焦げた部分やフィルム間に入り込んだ
虫や毛髪であり、主に黒色に見えるもので、ロール状フ
ィルム１の内部に生じるのが特徴である。この欠陥とさ
れる異物（黒異物ともいう）のサイズは、例えば約０．
４ｍｍ以上のものをいう。なお、このような欠陥ではな
いが、欠陥検出において欠陥として検出されてしまうも
の（疑似欠陥）として、ロール状フィルム１の表面の巻
き終わり５０Ｇ〔図４（Ｇ）参照〕，ロール状フィルム
１の内部に生じるフィルム内空洞（例えば気泡，隙間）
５０Ｈ〔図４（Ｆ）参照〕，ロール状フィルム１の内部
の巻き始め，紙管の螺旋等がある。

【００２６】本実施形態にかかるロール状フィルムの欠
陥検出装置は、これらの欠陥のうち、ロール状フィルム
１の内部の異物５０Ｆによる欠陥を検出するものであ
る。この異物５０Ｆによる欠陥の特徴は、上述のように
ロール状フィルム１の内部に生じることである。また、
この欠陥は、輝度の低い箇所を欠陥と認識する暗欠陥法
による欠陥検出によれば、欠陥部分の輝度が正常部分の
輝度よりも低い側（原画像が黒くなる側）へ突出すると
いう特徴もある。

【００２７】そこで、本実施形態では、これらの欠陥の
特徴に着目し、輝度の低い箇所（原画像で黒い箇所）を
欠陥と認識する暗欠陥法により、輝度値のピーク値（マ
イナスピーク値）で欠陥の有無を検出するようにしてい
る。このため、本欠陥検出装置は、図２に示すように、
照明装置（光源）２と、画像入力装置３と、画像処理装
置（データ処理装置）４と、表示装置５とを備えて構成
される。

【００２８】なお、照明装置２と画像入力装置３とから
光学系が構成される。また、画像入力装置３により取り
込まれた画像情報（画像データ）を処理して欠陥を検出
する画像処理装置４から画像処理系（データ処理系，信
号処理系）が構成される。ここで、光学系は、以下の
〜の条件を満たすように構成する。これは、後述する
ように画像処理して異物５０Ｆによる欠陥検出を行なう
場合に、ロール状フィルム１の内部にある異物５０Ｆに
よる欠陥部分以外の正常部分の輝度が欠陥部分の輝度よ
りも高くなるように（即ち原画像が白くなるように）す
ることで、欠陥部分の輝度を相対的に低くして（即ち原
画像が黒くなるようにして）欠陥部分を際立たせ、これ
により、より確実に異物５０Ｆによる欠陥を検出できる
ようにするためである。

【００２９】照明装置２からの照射光のうちロール状
フィルム１の表面の正常部分で反射する反射光のうち最
も輝度が高い範囲の反射光が画像入力装置３に入射しな
いように照明装置１と画像入力装置３との角度を調整す
る。 照明装置２は、なるべく光量の高いもの〔特に指向性
（又は平行度）の高いものが望ましい〕を使用する。こ
れは、このような照明装置２からの照射光をロール状フ
ィルム１の表面に対して垂直に入射させて、ロール状フ
ィルム１の表面での反射光を極力少なくし、ロール状フ
ィルム１の内部（できるだけ深部）まで照射光が到達す
るようにして、ロール状フィルム１の内部の異物５０Ｆ
による欠陥を検出し易くなるためである。

【００３０】画像入力装置３は、ロール状フィルム１
の表面の検査領域に対して、その光軸ができるだけ垂直
になるように配置する。また、照明装置２と画像入力装
置３との角度はできるだけ狭くなるように配置する。こ
れは、ロール状フィルム１の表面での反射光の影響を極
力少なくし、ロール状フィルム１の内部（特に深部）に
ある異物５０Ｆによる欠陥部分を検出し易くするためで
ある。また、ロール状フィルム１には５００ｍ巻き〜１
０００ｍ巻きフィルムロール等の種々の種類（銘柄）が
あり、それぞれの種類によって巻き径が異なるため、こ
れによって画像入力装置３の光軸がずれてしまうため、
この画像入力装置３の光軸のずれを最小に抑えるためで
ある。また、画像入力装置３の光軸がロール状フィルム
１に対して斜めになっているほど画像入力装置３の光軸
がずれてしまうため、この画像入力装置３の光軸がなる
べくずれないようにするためである。このように配置す
ることで、測定精度を向上させることができるのであ
る。

【００３１】これらの条件を満たすように、本実施形態
では、以下のように、照明装置２，画像入力装置３が構
成される。照明装置２は、第１光を照射する第１照明装
置２Ａと、第２光を照射する第２照明装置２Ｂと、第３
光を照射する第３照明装置２Ｃとを備えて構成され、ロ
ール状フィルム１の幅方向全面にわたって３つの光を照
射しうるようになっている。このように、照明装置２
は、３つの照明装置２Ａ〜２Ｃを用いる３灯光学系とし
て構成される。

【００３２】そして、これらの３つの照明装置２Ａ〜２
Ｃの照射光の種類，照射位置，照射角度を調整すること
により、ロール状フィルム１の表面の巻き終わり５０Ｇ
やロール状フィルム１のフィルム内空洞（気泡，隙間）
５０Ｈ等の疑似欠陥に対して光学的処理を行なって、ロ
ール状フィルム１の内部の異物５０Ｆによる欠陥部分の
輝度を低くする（即ち原画像が黒くする）とともに、ロ
ール状フィルム１の内部に生じるフィルム内空洞（例え
ば気泡，隙間）５０Ｈ，ロール状フィルム１の表面の巻
き終わり５０Ｇ等の疑似欠陥の輝度が低くなる（即ち原
画像が黒くなる）のを抑制している。

【００３３】このうち、第１照明装置２Ａは、ロール状
フィルム１の内部の異物５０Ｆによる欠陥部分を照射し
うるようにロール状フィルム１の幅方向全面に第１光を
照射するものである。この第１照明装置２Ａは、主にロ
ール状フィルム１の内部の異物５０Ｆの輝度を低くする
（即ち原画像を黒くする）ための機能を有するものであ
る。

【００３４】このため、第１照明装置２Ａは、ロール状
フィルム１の内部まで光（第１光）が到達するように、
ロール状フィルム１のロール幅方向全面を強度（光量）
の高い光で照射できるもの、例えばアパーチャ型蛍光灯
（通常の蛍光灯よりも光量が大きい），伝送ライト等の
大光量の照明を用いるのが好ましい。なお、第１照明装
置２Ａは、例えば通常の蛍光灯，ＬＥＤ照明，ファイバ
照明等を用いても良い。

【００３５】また、この第１照明装置２Ａは、ロール状
フィルム１に平行に良好な帯状の反射画像が得られるよ
うに、例えば直管の蛍光灯（アパーチャ型蛍光灯）や伝
送ライトやハロゲンファイバーランプのように長さのあ
るものを用い、ロール状フィルム１の上方にロール状フ
ィルム１のロール幅方向に延在するように配置するのが
好ましい。

【００３６】このように構成される第１照明装置２Ａ
は、ロール状フィルム１に対してなるべく近い位置に配
置するとともに、ロール状フィルム１の表面の検査領域
（画像入力装置３による撮像領域）にロール状フィルム
１の内部での反射光が到達するような角度に配置してい
る。なお、第１照明装置２Ａは、光量が大きく、表面反
射が少ないため、多くの光がロール状フィルム１の内部
まで届くことになる。

【００３７】例えば、第１照明装置２Ａは、図２に示す
ように、ロール状フィルム１の外周面から所定距離（例
えば約３０ｍｍ〜約４５ｍｍ）だけ離れた位置に配設す
る。また、ロール状フィルム１の検査点Ｐを含む基準面
Ｚから所定距離（例えば約２０ｍｍ〜約３０ｍｍ）だけ
離れた位置に配設する。また、第１照明装置２Ａは、そ
の外周面がロール状フィルム１の断面中心を通る基準軸
線Ｙから所定距離（例えば約４０ｍｍ〜約６０ｍｍ）だ
け離れた位置にくるように配設する。

【００３８】また、第１照明装置２Ａは、図３に示すよ
うに、カメラ視線〔画像入力装置の光軸，ロール状フィ
ルム１の断面中心と画像入力装置３の中心（カメラ中
心）とを結ぶ線〕を基準線として第１所定角度範囲（例
えば約３９°±１５°）内になるように配設する。特
に、第１設定角度範囲（例えば約３９°±５°）内にな
るように配設するのが好ましい。なお、ここでは基準線
としてのカメラ視線に対して時計回りをマイナス（−）
とし、反時計回りをプラス（＋）としている。

【００３９】このように第１照明装置２Ａにより光量の
大きい光を照射すると、ロール状フィルム１の表面の巻
き終わり５０Ｇにより第１照明装置２Ａからの光が散乱
してしまい、ロール状フィルム１の内部まで届かず、さ
らに巻き終わり部分の輝度が低くなって（即ち原画像が
黒くなって）しまうため、ロール状フィルム１の内部の
異物５０Ｆ（原画像が黒くなる）と区別しにくくなり、
ロール状フィルム１の異物５０Ｆによる欠陥を確実に検
出するのが難しくなる。このため、第２照明装置２Ｂを
設けている。

【００４０】第２照明装置２Ｂは、画像入力装置３のカ
メラ視線を挟んで第１照明装置２Ａに対して反対側に配
設され、ロール状フィルム１の表面の巻き終わり５０Ｇ
による疑似欠陥の検出を抑制しうるようにロール状フィ
ルム１の幅方向全面に第２光を照射するものである。こ
の第２照明装置２Ｂは、主にロール状フィルム１の表面
の巻き終わり５０Ｇの輝度を高くする（即ち原画像を白
くする）ための機能を有するものである。

【００４１】このため、第２照明装置２Ｂは、ロール状
フィルム１のロール幅方向全面を拡散光（指向性が低い
光）により照射できるもの、例えば白色蛍光灯を用いる
のが好ましい。この第２照明装置２Ｂは、ロール状フィ
ルム１に平行に良好な帯状の反射画像が得られるよう
に、例えば直管の蛍光灯やハロゲンファイバーランプの
ように長さのあるものを用い、ロール状フィルム１の上
方にロール状フィルム１のロール幅方向に延在するよう
に配置するのが好ましい。

【００４２】このように構成される第２照明装置２Ｂ
は、ロール状フィルム１にできるだけ近づけて配設さ
れ、ロール状フィルム１の表面での散乱反射光が画像入
力装置３に入射するような角度（例えば巻き終わりの表
面反射の大きい条件）に配設される。例えば、第２照明
装置２Ｂは、図２に示すように、ロール状フィルム１の
検査点Ｐを含む基準面Ｚから所定距離（例えば約３０ｍ
ｍ〜約４５ｍｍ）だけ離れた位置に配設する。また、第
２照明装置２Ｂは、その外周面がロール状フィルム１の
断面中心を通る基準軸線Ｙから所定距離（例えば約４０
ｍｍ〜約６０ｍｍ）だけ離れた位置にくるように配設す
る。

【００４３】また、第２照明装置２Ｂは、画像入力装置
３のカメラ視線を挟んで第１照明装置２Ａ及び第３照明
装置２Ｃに対して反対側に配設する。例えば、第２照明
装置２Ｂは、図３に示すように、カメラ視線を基準線と
して第３所定角度範囲（例えば約−１８°±１０°）内
になるように配設する。特に、第３設定角度範囲（例え
ば約−１８°±５°）内になるように配設するのが好ま
しい。

【００４４】このように第２照明装置２Ｂからの光を拡
散光としてロール状フィルム１の表面の広い範囲をラン
ダムに照射することで、第２照明装置２Ｂからの第２光
をロール状フィルム１の表面の巻き終わり部分で反射さ
せ、この散乱反射光を画像入力装置３で取り込むこと
で、ロール状フィルム１の巻き終わり部分の輝度が低く
なる（即ち原画像が黒くなる）のを抑えている。

【００４５】なお、拡散光はロール状フィルム１の表面
の広い範囲をランダムに照射するため、ロール状フィル
ム１の表面近傍の気泡やシワ等によって多重反射が起き
てしまい、これにより、ロール状フィルム１の異物５０
ＦのＳＮ比（Ｓ／Ｎ）が低下してしまうおそれがある
が、本実施形態では、照明装置の配置を考慮しているた
め、ロール状フィルム１の異物５０ＦのＳ／Ｎが低下し
てしまうこともない。

【００４６】第３照明装置２Ｃは、第１照明装置２Ａと
第２照明装置２Ｂとの間（即ち第１照明装置２Ａと画像
入力装置３との間、又は画像入力装置３と第２照明装置
２Ｂとの間）に配設され、ロール状フィルム１の内部の
フィルム内空洞（気泡，隙間）５０Ｈによる疑似欠陥の
検出を抑制しうるようにロール状フィルム１の幅方向全
面に第３光を照射するものである。この第３照明装置２
Ｃは、主にロール状フィルム１の内部に入射する光量を
増大させ、ロール状フィルム１の内部のフィルム内空洞
（気泡，隙間）５０Ｈの輝度を高くする（即ち原画像を
白くする）ための機能を有するものである。

【００４７】このため、第３照明装置２Ｃは、ロール状
フィルム１の内部まで光（第３光）が到達するように、
ロール状フィルム１のロール幅方向全面を強度（光量，
指向性）の高い光で照射できるもの、例えばアパーチャ
型蛍光灯（通常の蛍光灯よりも光量が大きく、指向性も
高い），伝送ライト等の大光量の照明を用いるのが好ま
しい。なお、第３照明装置２Ｃは、拡散照明系、例えば
通常の蛍光灯，ファイバ照明等を用いても良い。

【００４８】また、この第３照明装置２Ｃは、ロール状
フィルム１に平行に良好な帯状の反射画像が得られるよ
うに、例えば直管の蛍光灯（アパーチャ型蛍光灯や通常
の蛍光灯）や伝送ライトやハロゲンファイバーランプの
ように長さのあるものを用い、ロール状フィルム１の上
方にロール状フィルム１のロール幅方向に延在するよう
に配置するのが好ましい。

【００４９】このように構成される第３照明装置２Ｃ
は、ロール状フィルム１になるべく近づけて配設する。
特に、ロール状フィルム１と第３照明装置２Ｃとの距離
は、ロール状フィルム１と第１照明装置２Ａとの距離に
なるべく近づけるのが望ましい。これにより、ロール状
フィルム１の異物５０ＦのＳ／Ｎを向上させることがで
きる。

【００５０】例えば、第３照明装置２Ｃは、図２に示す
ように、ロール状フィルム１の外周面から所定距離（例
えば約７０ｍｍ〜８０ｍｍ）だけ離れた位置に配設す
る。また、第３照明装置２Ｃは、ロール状フィルム１の
断面中心を通る基準軸線Ｙに対して所定距離（例えば約
５ｍｍ）だけ離れた位置にくるように配設する。このよ
うに、第１照明装置２Ａに加え、第３照明装置２Ｃを設
けることで、ロール状フィルム１の内部へ入射される光
量を増やせば、ロール状フィルム１の内部の異物５０Ｆ
の輝度を低くする（即ち原画像が黒くなる）ことがで
き、正常部分との濃淡の差を際立たせることはできる
が、ロール状フィルム１のフィルム内空洞（気泡，隙
間）５０Ｈの輝度も低くなってしまう（即ち原画像が黒
くなってしまう）ため、ロール状フィルム１の内部の異
物５０Ｆと、ロール状フィルム１のフィルム内空洞（気
泡，隙間）５０Ｈ等との区別が難しい。

【００５１】そこで、第３照明装置２Ｃの照射角度を、
第１照明装置２Ａの照射角度と変えることで、ロール状
フィルム１の内部のフィルム内空洞（気泡，隙間）５０
Ｈで多重反射を起こさせ、フィルム内空洞（気泡，隙
間）５０Ｈの輝度が低くなる（即ち原画像が黒ずむ）の
を抑えている。ここで、第３照明装置２Ｃは、第３照明
装置２Ｃからの第３光のロール状フィルム１の表面での
正反射光が画像入力装置３に入射されないようにしなが
ら、第１照明装置２Ａと第２照明装置２Ｂとの間でカメ
ラ視線にできるだけ近い位置に配設する。

【００５２】例えば、第３照明装置２Ｃは、図３に示す
ように、カメラ視線を基準線として第３所定角度範囲
（例えば約±１３°±１０°）内になるように配設す
る。特に、第３設定角度範囲（例えば約±１３°±５
°）内になるように配設するのが好ましい。また、第３
照明装置２Ｃは、図２に示すように、第３照明装置２Ｃ
の中心とロール状フィルム１の外周面とを結ぶ接線と、
ロール状フィルム１の断面中心を通る基準軸線Ｙとの角
度が所定角度（例えば約３１°）になるように配設する
のが好ましい。

【００５３】このように、照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃに
より、上述のような相反する課題を解決することがで
き、最も困難とされる異物の一つである毛髪のＳ／Ｎも
良好なものとすることができる。つまり、画像入力装置
３から見て、照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃによる３灯照明
は、指向性の高い第１照明装置２Ａ及び第３照明装置２
Ｃを用いてロール状フィルム１内へ入射する光の光量を
増大させるとともに、これらの照射角度を変えることで
ロール状フィルム１内のフィルム内空洞（気泡，隙間）
５０Ｈで多重反射を起こさせ、フィルム内空洞（気泡，
隙間）５０Ｈの輝度が低くなる（原画像が黒ずむ）のを
抑え、さらに、第２照明装置２Ｂがカメラ視線を挟んで
第１照明装置２Ａに対して反対側に配置し、拡散光にて
ロール状フィルム１の巻き終わり５０Ｇが黒ずむのを抑
えている。これにより、本光学系によれば、最も困難と
される異物の一つである毛髪のＳ／Ｎも良好とすること
ができる。

【００５４】画像入力装置（イメージセンサ）３は、照
明装置２により照射されたロール状フィルム１のロール
幅方向全面（検査対象領域）の反射画像を取り込み、こ
の画像データを画像処理装置４へ入力するもので、例え
ばＣＣＤイメージセンサ（ＣＣＤエリアセンサ，ＣＣＤ
ラインセンサ）を用いた固体撮像カメラ（ＣＣＤカメ
ラ，撮像装置）が用いられる。なお、ここではＣＣＤイ
メージセンサを用いているが、他のラインセンサやエリ
アセンサであっても良い。特にラインセンサが好まし
い。

【００５５】画像入力装置３は、図２に示すように、ロ
ール状フィルム１の外周面の検査点Ｐから所定距離（例
えば約５００ｍｍ〜約９５０ｍｍ程度）だけ離れた位置
に固定して配設するのが望ましい。また、画像入力装置
３は、そのカメラ中心からロール状フィルム１の断面中
心を通る基準軸線（実際は基準面）Ｙまでが設定距離
（例えば約７０ｍｍ〜約１６０ｍｍ）になるように配設
するのが望ましい。

【００５６】この画像入力装置３は、基準軸線Ｙを挟ん
で第１照明装置２Ａに対して反対側に配設する。例え
ば、画像入力装置３は、検査点Ｐを中心として上記の基
準軸線Ｙに対して所定角度（約５°〜約１５°）になる
ように配設するのが望ましい。これにより、ロール状フ
ィルム１の検査領域の帯状の反射画像が取り込まれる。
なお、光学系の配置は、これに限定されるものではな
く、照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃはできるだけロール状フ
ィルム１の検査点Ｐに近づけ、効率良く光を照射するこ
とが望ましいが、現実には画像入力装置３の視界に入ら
ないように、所定の距離をあけることになり、本実施形
態のような距離だけロール状フィルム１から離すことに
なる。また、画像入力装置３もロール状フィルム１の検
査点Ｐに接近させた方が良い画像を得やすいが、その焦
点距離や撮像範囲の制限もあるので、実際にはロール状
フィルム１から適当な距離（検出分解能に見合う距離）
だけ離すことになる。

【００５７】そして、画像入力装置３では、ロール状フ
ィルム１の外周面の帯状の反射画像をロール状フィルム
１を回転させながら順次取り込んで、ロール状フィルム
１の全周の反射画像を取り込むようになっている。画像
処理装置（データ処理部）４は、画像入力装置３から入
力された画像データを処理して、ロール状フィルム１の
内部の異物５０Ｆを欠陥として検出するものである。

【００５８】画像処理装置４は、図１に示すように、エ
ロード処理部１０，濃度ヒストグラム処理部１１と、ベ
ース画像算出部１２と、補正画像算出部１３と、二値化
処理部１４と、ラベリング処理部１５と、欠陥判別部１
６とを備えて構成される。この画像処理装置４では、画
像入力装置３によって順次取り込まれたロール状フィル
ム１の外周面のロール１周分（外周面全周）の画像を原
画像として取り込み、この原画像に対してエロード処理
を行なった後、エロード処理された原画像の画像データ
を縮小してから、後述する画像処理を行なうようになっ
ている。

【００５９】このため、本実施形態では、エロード処理
部１０が備えられている。エロード処理部（収縮処理
部，侵食処理部）１０は、画像入力装置３によって順次
取り込まれたロール状フィルム１の外周面の画像データ
（原画像）に対してエロード処理を行なって、エロード
処理された原画像を濃度ヒストグラム処理部１１及び補
正画像算出部１３へ出力するものである。

【００６０】ここで、エロード処理とは、画像入力装置
３によって順次取り込まれたロール状フィルム１の外周
面の画像データに対して任意の処理データ範囲内の濃度
値（輝度値）の最小値を求め、その最小値を処理データ
範囲内の所定位置の濃度値（輝度値）として保存し、こ
れを出力データとして出力する処理をいう。なお、この
処理は、処理データ範囲内毎に繰り返し行なわれ、画像
入力装置３によって順次取り込まれるロール状フィルム
１の外周面の画像データの全てに対して行なわれる。ま
た、このエロード処理は、モルフォロジー処理の一種で
あり、収縮処理，侵食処理ともいう。

【００６１】ここでは、エロード処理部１０は、図５に
示すように、任意の処理データ範囲をマトリクス状の複
数の小領域、例えば縦，横それぞれ３分割して９つの小
領域（縦３×横３）に分割し、これらの９つの領域の濃
度値（輝度値）のうちの最小値を求め、この最小値を例
えば図５中、×で示す位置へ保存し、これを出力データ
として濃度ヒストグラム処理部１１及び補正画像算出部
１３へ出力するようになっている。これを３×３エロー
ド処理ともいう。

【００６２】例えば、処理データ範囲を縦，横３画素の
９画素とした場合、これらの９画素の濃度値（輝度値）
のうちの最小値を求め、この最小値を９画素のうちの中
央位置の画素の濃度値（輝度値）として保存し、これを
出力データとする。このようなエロード処理を行なうの
は、画像処理装置４により画像データの処理を行なう場
合、画像入力装置３によって取り込まれた画像データを
縮小する必要があるが、この画像データの縮小の際に、
異物５０Ｆによる欠陥部分、即ち画像入力装置３によっ
て取り込まれる画像中に黒い欠陥（黒欠陥）として表れ
る黒欠陥部分の画像データが消失してしまうのを防ぎ、
画像データの劣化を防止するためである。

【００６３】上述のようにして画像処理装置４に読み込
まれる原画像は、照明装置２から照射された光の強さや
画像入力装置３の感度等に応じた値となり、異物５０Ｆ
による欠陥部分以外の正常部分の輝度値が通常は一定値
にならない。このため、異物５０Ｆによる欠陥部分の輝
度は正常部分の輝度の影響を受けてしまい、欠陥部分の
輝度の絶対的な評価が難しく、この欠陥部分の輝度によ
り欠陥検出を行なうのは困難である。

【００６４】このため、本実施形態では、濃度ヒストグ
ラム処理部１１，ベース画像算出部１２及び補正画像算
出部１３による処理，算出を行なうようにしている。濃
度ヒストグラム処理部（濃度頻度分布算出部）１１は、
画像入力装置３により取り込まれ、エロード処理された
原画像（例えば５０００幅×５０００ライン，５０００
画素×５０００画素）に対して濃度ヒストグラム処理を
行なうものである。そして、求められた濃度ヒストグラ
ム情報をベース画像算出部１２へ出力するようになって
いる。

【００６５】ここでは、濃度ヒストグラム処理部１１
は、エロード処理された原画像をベース濃度情報エリア
に領域分割して、分割された領域毎の画像データに対し
て濃度ヒストグラム（濃度頻度分布）を求めるようにな
っている。例えば、ベース濃度情報エリアは、Ｘ軸方向
２０画素，Ｙ軸方向１００画素の領域とする。なお、原
画像が５０００画素×５０００画素の場合、２５０×５
０のベース濃度情報エリアに分割されることになる。

【００６６】ここで、ベース濃度情報エリアの領域幅を
Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なるものとしているのは、カ
メラ幅方向のシェーディング対応のためである。また、
ベース濃度情報エリアを２０画素×１００画素としたの
は、異物５０Ｆによる欠陥のサイズとして例えば約５画
素から約１００画素までのサイズのものを想定している
ためである。

【００６７】この濃度ヒストグラム処理部１１により求
められた濃度ヒストグラムは、例えば、図６，図７に示
すようになる。つまり、ロール状フィルム１の正常部分
（ベース部分）の領域における濃度ヒストグラムは、図
７に示すように、ロール状フィルム１のベース部分の濃
度値（輝度値）の頻度（画素数）だけが高くなるのに対
し、ロール状フィルム１の内部の異物５０Ｆによる欠
陥、及び、ロール状フィルム１の表面の巻き終わり５０
Ｇやロール状フィルム１の内部のフィルム内空洞（気
泡，隙間）５０Ｈ等の疑似欠陥が存在する領域における
濃度ヒストグラムは、図６に示すように、ロール状フィ
ルム１のベース部分の濃度値（輝度値）の頻度（画素
数）が高くなるとともに、このベース部分の濃度値（輝
度値）よりも濃度値（輝度値）が高い（即ち原画像が黒
くなる）側の濃度値の頻度も多くなる。

【００６８】ベース画像算出部１２は、濃度ヒストグラ
ム処理部１１によりベース濃度情報エリア毎に求められ
た濃度ヒストグラムに基づいてベース画像を算出するも
のである。そして、算出されたベース画像情報を補正画
像算出部１３へ出力するようになっている。ここで、ベ
ース画像とは、ロール状フィルム１の異物５０Ｆによる
欠陥やロール状フィルム１の巻き終わり５０Ｇ，フィル
ム内空洞（気泡，隙間）５０Ｈ等の疑似欠陥がないと想
定した場合の画像と考えることができる。

【００６９】このベース画像算出部１２は、濃度ヒスト
グラムの最小値（最小濃度値），濃度ヒストグラムの最
大値（最大濃度値），濃度ヒストグラムの平均値（平均
濃度値）のそれぞれを算出し、これらの値に基づいてベ
ース画像を算出するようになっている。ここで、濃度ヒ
ストグラムの最小値とは、濃度ヒストグラムの頻度（画
素数）が急激に増加する位置での濃度値（濃度レベル）
である。この濃度ヒストグラムの最小値は、濃度ヒスト
グラムを昇順に検索していき、最初に頻度がしきい値を
越えた点を最小値（ｍｉｎ）として算出する。なお、濃
度ヒストグラムを昇順に検索していき、最初に頻度が所
定値以上大きく増加した点を最小値として算出しても良
い。この最小値は、図６，図７中、濃度値Ａで示され
る。

【００７０】濃度ヒストグラムの最大値とは、濃度ヒス
トグラムの頻度（画素数）が急激に減少する位置での濃
度値である。この濃度ヒストグラムの最大値は、濃度ヒ
ストグラムを降順に検索していき、最初に頻度がしきい
値を越えた点を最大値（ｍａｘ）として算出する。な
お、濃度ヒストグラムを降順に検索していき、最初に頻
度が所定値以上大きく増加した点を最大値として算出し
ても良い。この最大値は、図６，図７中、濃度値Ｂで示
される。

【００７１】濃度ヒストグラムの平均値とは、濃度ヒス
トグラムの平均濃度値であり、これはエロード処理され
た原画像の平均濃度値である。この平均濃度値（平均
値）は、図６，図７中、濃度値Ｃで示される。次に、ベ
ース画像算出部１２は、濃度ヒストグラムの分散を求め
る。そして、この濃度ヒストグラムの分散が大きいか、
小さいかを、濃度ヒストグラムの最大値（ｍａｘ）から
平均濃度値を減算した値がしきい値（ｔｈ１）よりも大
きいか否かにより判定する。これは、次式（１）により
表される。

【００７２】 最大値−平均濃度値＞しきい値 ・・・（１） この判定の結果、濃度ヒストグラムの分散が大きい場合
は、ベース画像の濃度値として、上述の濃度ヒストグラ
ムの最小値（ｍｉｎ）を用いる。ここで、濃度ヒストグ
ラムの分散が大きい場合とは、例えばロール状フィルム
１の内部の異物５０Ｆによる欠陥部分やロール状フィル
ム１の巻き終わり５０Ｇ，ロール状フィルム１のフィル
ム内空洞（気泡，隙間）５０Ｈ等の疑似欠陥部分が存在
する場合であり、この場合のベース画像の濃度値は、濃
度ヒストグラムの最小値から分散係数を減算したものと
して算出する。これは、次式（２）により表される。

【００７３】 ベース画像の濃度値＝最小値−分散係数 ・・・（２） ここで、分散係数は、濃度ヒストグラムの分散度合に応
じた係数であって、例えば次式（３）により表される。 （最大値−最小値）／２ ・・・（３） 一方、濃度ヒストグラムの分散が小さい場合は、ベース
画像の濃度値として、上述の濃度ヒストグラムの平均濃
度値を用いる。

【００７４】ここで、濃度ヒストグラムの分散が小さい
場合とは、例えばロール状フィルム１の正常部分であ
り、この場合のベース画像の濃度値は、濃度ヒストグラ
ムの平均濃度値とする。これは、次式（４）により表さ
れる。 ベース画像の濃度値＝平均値 ・・・（４） これにより、例えばロール状フィルム１の内部の異物５
０Ｆを検出する場合に、ロール状フィルム１の巻き終わ
り５０Ｇによって検出信号が乱れて黒ずんでしまった
り、正常部分（良品部分）のシワや吸引あとが黒ずんで
しまったりして、これらの部分と異物５０Ｆによる欠陥
部分とを区別するのが難しく、このため、画像入力装置
３から取り込んだ原画像を画像処理するに際して、特に
ベース画像の作成に多くの処理時間が必要とされるのを
防ぐことができる。

【００７５】補正画像算出部１３は、画像入力装置３に
より取り込まれ、エロード処理された原画像とベース画
像の差を算出し、これを補正画像とするものである。つ
まり、補正画像算出部１３は、エロード処理された原画
像の各画素の濃度値からベース画像の対応する画素の濃
度値を減算し（減算処理）、この減算の結果得られた濃
度値を補正画像の各画素の濃度値とするものである。そ
して、算出された補正画像情報を二値化処理部１４へ出
力するようになっている。

【００７６】なお、ここでは、上述のようにベース画像
の濃度値を算出し、これに基づいて補正画像を算出して
いるが、これは、原画像のＸ軸の濃度プロファイルに対
するベースラインを算出し、補正濃度プロファイルを算
出することを意味する。つまり、上述のベース画像の濃
度値の算出は、原画像のＸ軸の濃度プロファイルに対す
るベースラインの算出と考えることができ、上述の補正
画像の濃度値の算出は、補正濃度プロファイルの算出と
考えることができる。

【００７７】この場合、まず画像入力装置３により取り
込まれ、エロード処理された原画像（例えば５０００幅
×５０００ライン）に対して、原画像の左上隅を原点Ｏ
として右方向へ向けてとったＸ軸の濃度プロファイル
（原濃度プロファイル）を算出する。この機能を原濃度
プロファイル算出部という。なお、このＸ軸の濃度プロ
ファイルは異物５０Ｆによる欠陥部分を含んだ部分をと
っている。

【００７８】なお、原画像のＸ軸濃度プロファイルは、
図８中、実線Ａで示すようになる。また、図８中、符号
Ｘの部分は、例えばロール状フィルム１の内部の異物５
０Ｆによる欠陥部分である。また、原画像のＸ軸濃度プ
ロファイルのベースラインは、上述のようにして算出さ
れたベース画像のＸ軸濃度プロファイルとして算出され
る。この機能をベースライン算出部という。このベース
画像のＸ軸濃度プロファイルの算出方法は、上述のもの
と同様である。なお、原画像のＸ軸濃度プロファイルの
ベースライン、即ちベース画像のＸ軸濃度プロファイル
は、図８中、破線Ｂで示すようになる。

【００７９】そして、このようにして算出された原濃度
プロファイル（図８中、実線Ａ）からベースライン（図
８中、破線Ｂ）を減算することで、補正濃度プロファイ
ルが算出される。この機能を補正濃度プロファイル算出
部という。この補正濃度プロファイルは、図８中、一点
鎖線Ｃで示すようになる。二値化処理部１４は、補正画
像算出部１３により算出された補正画像の各画素の濃度
値としきい値とを比較して補正画像を二値化処理するも
のである。そして、この処理により得られた二値化画像
情報をラベリング処理部１５へ出力するようになってい
る。

【００８０】例えば、二値化処理部１４は、補正画像を
構成する画素の濃度値がしきい値以上である場合は濃度
値を１とし（これを欠陥候補点，欠点という）、しきい
値よりも小さい場合は濃度値を０とする。ラベリング処
理部１５は、二値化処理部１４により二値化処理された
二値化画像のうちの同一連結成分に１つのラベルを割り
付けて、近接する欠陥候補点同士を集合させて集合体と
するラベリング処理を行なうものである。なお、集合体
は欠陥候補点を粒子化したものであるため、これを欠陥
粒子という。そして、ラベリング処理部１５は、ラベリ
ング処理されたラベル画像を欠陥判別部１６へ出力する
ようになっている。

【００８１】欠陥判別部１６は、ラベリング処理部１５
でラベリング処理されたラベル画像に基づいて各欠陥粒
子毎にロール状フィルム１の内部に異物５０Ｆによる欠
陥があるか否かを判別するものである。つまり、欠陥判
別部１６は、まずラベリング処理部１５でラベリング処
理されたラベル画像のうちの欠陥粒子の面積（画素
数），濃度値（輝度値）を算出し、これらの欠陥粒子の
面積，濃度値に基づいてロール状フィルム１の内部に異
物５０Ｆによる欠陥があるか否かを判別するようになっ
ている。

【００８２】ここでは、欠陥粒子の面積は、ラベル画像
のうちの同一ラベルを割り付けられた欠陥粒子の画素数
を積算することにより算出するようになっている。ま
た、欠陥粒子の濃度値は、欠陥粒子を構成する画素のう
ち、これらの画素に対応する原画像（又は補正画像）の
画素の濃度値が最も大きい濃度値を、欠陥粒子の代表濃
度値として算出するようになっている。なお、このよう
にして算出された欠陥粒子の面積，濃度値は、記憶装置
に記憶されるようになっている。

【００８３】そして、欠陥粒子の面積，濃度値に基づく
欠陥判定は、図９に示すような面積，濃度値（輝度
値），判定値を対応づけた判定テーブルを用いて合格，
保留，不合格の判定を行なう。なお、ロール状フィルム
１の内部に異物５０Ｆによる欠陥がある場合には不合格
とされる。ここで、判定テーブルは、図９に示すよう
に、横軸に面積（画素数）を、縦軸に濃度値（輝度値）
をとってあり、欠陥粒子の面積，濃度値が、合格領域に
入る場合に判定値０が出力され、保留領域に入る場合に
判定値１が出力され、不合格領域に入る場合に判定値２
が出力されるようになっている。

【００８４】さらに、本実施形態では、ロール状フィル
ム１の内部に異物５０Ｆによる欠陥がないと判定された
場合であっても、製品として望ましいものであるかを判
定すべく、図１０に示すような合格，保留を示す判定値
とカウント数とを対応づけた個数テーブルを用いて、上
述の判定テーブルで合格，保留とされた欠陥粒子の個数
をカウントすることで、ロール状フィルム１の合格，保
留，不合格の判定を行なうようになっている。

【００８５】ここで、個数テーブルは、図１０に示すよ
うに、横軸に合格，保留を示す判定値（即ち合格０，保
留１）を、縦軸にカウント数をとってある。そして、合
格判定値０の個数がカウント数１０以内の場合及び保留
判定値１の個数がカウント数９以下の場合に合格とし、
合格判定値０の個数がカウント数１０よりも大きく１５
以下の場合に保留とし、合格判定値０の個数がカウント
数１５よりも大きい場合及び保留判定値１の個数がカウ
ント数９よりも大きい場合に不合格と判定するようにな
っている。

【００８６】なお、ここでは、欠陥粒子の面積，濃度値
に基づいて欠陥の判別を行なっているが、図１１に示す
ような欠陥粒子の面積，濃度値（輝度値）及び欠陥粒子
の数（欠陥数）を対応づけた３次元判定テーブルを用い
てロール状フィルム１の欠陥の有無，欠陥の程度等を判
別し、合格，不合格，保留等の評価を行なうようにして
も良い。

【００８７】そして、画像処理装置４は、この判別結果
を表示装置５に表示するための表示用データを作成する
ようになっている。つまり、画像処理装置４は、欠陥判
別部１６による判別結果を示す原画像を縮小したデータ
（例えば２５００幅×２５００ライン）を表示装置５に
より表示できる大きさのデータ（例えば５００幅×５０
０ライン）へ圧縮変換するようになっている。そして、
表示用データを表示装置５へ出力するようになってい
る。なお、画像処理装置４は、欠陥判別部１６による判
別結果をデータとして記憶装置に記憶するようになって
いる。

【００８８】表示装置５は、上述のような判別結果に応
じた表示データを表示するものであり、例えば画像処理
装置４により欠陥が検出された場合には欠陥の有無，位
置，程度等をモニタに表示するものである。例えば、表
示装置５に原画像を表示し、この原画像の中の欠陥位置
を矢印で示すようにする。本発明の一実施形態としての
ロール状フィルムの欠陥検出装置は、上述のように構成
されるため、この装置による欠陥検出方法は、以下のよ
うになる。

【００８９】つまり、図１２に示すように、ステップＳ
１０で、まず、ロール状フィルム１を回転させながら、
画像入力装置３がロール状フィルム１の反射画像（画像
データ）を順次取り込み、これをロール状フィルム１の
外周面全周の画像（原画像）として読み込み、原画像中
に黒い欠陥（黒欠陥）として表れる異物５０Ｆによる欠
陥部分の黒欠陥データの劣化を防ぐため、エロード処理
（３×３エロード処理）を行なう。ステップＳ２０で、
データの処理速度を速めるべく、読み込まれた画像デー
タを縮小処理して（例えば５０００幅×５０００ライン
から２５００幅×２５００ラインへ縮小する）、ステッ
プＳ３０へ進む。

【００９０】ステップＳ３０で、濃度ヒストグラム処理
部１１が、読み込まれた原画像をベース濃度情報エリア
（例えば２０画素×１００画素）に領域分割する。ここ
では、原画像が２５００画素×２５００画素であるた
め、１２５×２５のエリアが作られる。そして、原画像
の全領域について、各ベース濃度情報エリア毎に濃度ヒ
ストグラム処理が行なわれて濃度ヒストグラムが求めら
れる。

【００９１】次に、ステップＳ４０で、ベース画像算出
部１２が、このようにして原画像の全領域について各ベ
ース濃度情報エリア毎に求められた濃度ヒストグラムに
基づいて、濃度ヒストグラムの平均濃度値，最小値（濃
度ヒストグラムの頻度が急激に増加する点の濃度値），
最大値（濃度ヒストグラムの頻度が急激に減少する点の
濃度値）を求める。また、ベース画像算出部１２は、ベ
ース濃度情報エリア毎の濃度ヒストグラムの濃度分散を
求める。そして、濃度分散が小さい場合はベース画像の
濃度値として平均濃度値を用い、濃度分散が大きい場合
はベース画像の濃度値として最小値を用いることで、ベ
ース画像の濃度値を算出し、これにより原画像に対する
ベース画像を算出する。

【００９２】次いで、ステップＳ５０で、補正画像算出
部１３が、読み込まれた原画像とベース画像との差をと
って補正画像を算出する。つまり、補正画像算出部１３
が、読み込まれた原画像の各画素の濃度値からベース画
像の対応する画素の濃度値を減算し、この減算の結果得
られた濃度値を補正画像の濃度値として補正画像を算出
し、ステップＳ６０へ進む。

【００９３】ステップＳ６０では、二値化処理部１４
が、補正画像の各画素の濃度値としきい値とを比較して
二値化処理する。つまり、二値化処理部１４が、補正画
像を構成する画素の濃度値がしきい値以上である場合は
その画素の濃度値を１とし（欠陥候補点）、しきい値よ
りも小さい場合はその画素の濃度値を０として二値化処
理を行ない、さらに、ステップＳ７０で、ラベリング処
理部１５が、二値化画像のうちの欠陥候補点同士を集合
させて集合体とし二値化画像のうちの同一連結成分に１
つのラベルを割り付けて、近接する欠陥候補点同士を集
合させて集合体（欠陥粒子）とするラベリング処理を行
なって、ステップＳ８０へ進む。

【００９４】ステップＳ８０では、まず欠陥判別部１６
が、ラベリング処理されたラベル画像に基づいて欠陥粒
子の面積，濃度値を算出し、これらの欠陥粒子の面積，
濃度値に基づいて、図９に示すような面積，濃度値（輝
度値），判定値を対応づけた判定テーブルを用いて合
格，保留，不合格の判定を行なって、ロール状フィルム
１の内部の異物５０Ｆによる欠陥の有無を判別する。さ
らに、図１０に示すような合格，保留を示す判定値とカ
ウント数とを対応づけた個数テーブルを用いて、上述の
判定テーブルで合格，保留とされた欠陥粒子の個数をカ
ウントすることで、ロール状フィルム１の合格，保留，
不合格の判定を行なう。なお、欠陥判別部１６は、この
判別結果はデータとして記憶装置に記憶する。

【００９５】次に、ステップＳ９０では、この判別結果
を表示装置５に表示するための表示用データを作成す
る。つまり、欠陥判別部１６は、判別結果を示す原画像
を縮小したデータ（例えば２５００幅×２５００ライ
ン）を表示装置５により表示できる大きさのデータ（例
えば５００幅×５００ライン）へ圧縮変換する。そし
て、ステップＳ１００で、欠陥判別部１６は、このよう
にして作成した表示用データを表示装置５へ出力する。
これにより、ロール状フィルム１に異物５０Ｆによる欠
陥がある場合にはその判別結果が表示装置５で表示され
る。

【００９６】したがって、本発明の実施形態にかかるロ
ール状フィルムの欠陥検出装置及び欠陥検出方法によれ
ば、光学系を構成する各照明装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃや画
像入力装置３の配置等によりロール状フィルム１の表面
の疑似欠陥やロール状フィルム１の内部の疑似欠陥の検
出を抑制することができ、ロール状フィルム１の内部の
欠陥をより際立たせることができるとともに、画像入力
装置３により取り込まれ、エロード処理された原画像の
ベース画像を算出し、これに基づいてロール状フィルム
１の内部の欠陥を強調した補正画像を算出して、この補
正画像によって欠陥検出を行なっているため、ロール状
フィルム１の内部の欠陥を誤検出することなく、正確
に、かつ精度良く欠陥検出を行なうことができるという
利点がある。

【００９７】特に、光学系を構成する第１照明装置２
Ａ，第２照明装置２Ｂ，第３照明装置２Ｃの配置や照射
角度を最適なものに調整し（即ち光学系からの照射光を
調整し）、これらの第１照明装置２Ａ，第２照明装置２
Ｂ，第３照明装置２Ｃに対する画像入力装置３の配置等
を最適なものとすることにより、ロール状フィルム１の
表面の疑似欠陥としてのロール状フィルム１の巻き終わ
り５０Ｇやロール状フィルム１の内部の疑似欠陥として
のロール状フィルム１のフィルム内空洞５０Ｈの検出を
抑制することができ、ロール状フィルム１の内部の異物
５０Ｆによる欠陥を際立たせることができるため、ロー
ル状フィルム１の内部の異物５０Ｆによる欠陥とロール
状フィルム１の表面や内部の疑似欠陥とを誤検出するこ
となく、正確に、かつ精度良く、ロール状フィルム１の
内部の異物５０Ｆによる欠陥を検出することができると
いう利点もある。

【００９８】また、ベース画像算出部１２が、画像入力
装置３により取り込まれ、エロード処理された原画像の
濃度ヒストグラムに基づいてベース画像を算出し、これ
に基づいて補正画像算出部１３がロール状フィルム１の
異物５０Ｆによる欠陥を強調した補正画像を算出し、欠
陥判別部１６がこの補正画像に基づいてロール状フィル
ム１の欠陥検出を行なっているため、ロール状フィルム
１の異物５０Ｆによる欠陥を誤検出することなく、正確
に、かつ精度良く欠陥検出を行なうことができるという
利点もある。

【００９９】また、欠陥判別部１６が、ラベリング処理
部１５による処理結果に基づいてロール状フィルム１の
内部の異物５０Ｆによる欠陥の有無を判別するため、ロ
ール状フィルム１の内部の異物による欠陥を誤検出する
ことなく、より正確に、かつより精度良く欠陥検出を行
なうことができるという利点もある。さらに、ベース画
像算出部１２が、濃度ヒストグラムの分散が小さい場合
は濃度ヒストグラム処理部１１により得られた濃度ヒス
トグラムの平均濃度値によりベース画像の濃度値を算出
し、濃度ヒストグラムの分散が大きい場合は濃度ヒスト
グラム処理部１１により得られた濃度ヒストグラムの最
小濃度値によりベース画像の濃度値を算出するため、ベ
ース画像算出部１２によるベース画像の濃度値の算出が
容易となるという利点もある。

【０１００】なお、上述の実施形態では、第１照明装置
２Ａ，第２照明装置２Ｂ，第３照明装置２Ｃはそれぞれ
１つの照明装置により構成しているが、これに限られる
ものではなく、これらの第１照明装置２Ａ，第２照明装
置２Ｂ，第３照明装置２Ｃは２つ以上の照明装置により
構成しても良い。また、上述の実施形態では、光学系の
調整と画像処理との双方を最適なものとすることで、ロ
ール状フィルム１の内部に生じる異物による欠陥を検出
するようにしているが、上述の実施形態のうちの光学系
の最適な調整，最適な画像処理のいずれか一方のみを行
なうようにしても良い。

【０１０１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のロール状フィルムの欠陥検出方法によれば、光学
系による照射光を調整することで、ロール状フィルムの
表面の疑似欠陥やロール状フィルムの内部の疑似欠陥の
検出を抑制することができ、ロール状フィルムの内部の
欠陥を際立たせることができるため、ロール状フィルム
の内部の欠陥とロール状フィルムの表面や内部の疑似欠
陥とを誤検出することなく、正確に、かつ精度良く、ロ
ール状フィルムの内部の欠陥を検出することができると
いう利点がある。

【０１０２】請求項２記載の本発明のロール序フィルム
の欠陥検出装置によれば、光学系を構成する第１照明装
置，第２照明装置，第３照明装置の配置や照射角度、こ
れらの第１照明装置，第２照明装置，第３照明装置に対
する画像入力装置の配置等により、ロール状フィルムの
表面の疑似欠陥やロール状フィルムの内部の疑似欠陥の
検出を抑制することができ、ロール状フィルムの内部の
欠陥を際立たせることができるため、ロール状フィルム
の内部の欠陥とロール状フィルムの表面や内部の疑似欠
陥とを誤検出することなく、正確に、かつ精度良く、ロ
ール状フィルムの内部の欠陥を検出することができると
いう利点がある。

【０１０３】請求項３記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置によれば、画像入力装置により取り込ま
れた原画像の濃度ヒストグラムに基づいてベース画像を
算出し、これに基づいてロール状フィルムの欠陥を強調
した補正画像を算出し、この補正画像に基づいてロール
状フィルムの欠陥検出を行なっているため、ロール状フ
ィルムの表面に生じる欠陥を誤検出することなく、正確
に、かつ精度良く欠陥検出を行なうことができるという
利点がある。

【０１０４】請求項４記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置によれば、光学系を構成する各照明装置
や画像入力装置の配置等によりロール状フィルムの内部
の欠陥を際立たせることができるとともに、画像入力装
置により取り込まれた原画像のベース画像を算出し、こ
れに基づいてロール状フィルムの内部の欠陥を強調した
補正画像を算出して、この補正画像によってロール状フ
ィルムの欠陥検出を行なっているため、ロール状フィル
ムの内部の欠陥を誤検出することなく、より正確に、か
つ、より精度良く欠陥検出を行なうことができるという
利点がある。

【０１０５】請求項５記載の本発明のロール序フィルム
の欠陥検出装置によれば、画像入力装置により撮像され
た原画像にエロード処理を行ない、さらに、欠陥判別部
が、ラベリング処理部による処理結果に基づいてロール
状フィルムの内部の欠陥の有無を判別するため、ロール
状フィルムの内部の異物による欠陥を誤検出することな
く、より正確に、かつより精度良く欠陥検出を行なうこ
とができるという利点がある。

【０１０６】請求項６記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置によれば、ベース画像算出部が、濃度ヒ
ストグラムの分散が小さい場合は濃度ヒストグラム処理
部により得られた濃度ヒストグラムの平均濃度値により
ベース画像の濃度値を算出し、濃度ヒストグラムの分散
が大きい場合は濃度ヒストグラム処理部により得られた
濃度ヒストグラムの最小濃度値によりベース画像の濃度
値を算出するため、ベース画像算出部によるベース画像
の濃度値の算出が容易となるという利点がある。

【０１０７】請求項７記載の本発明のロール状フィルム
の欠陥検出装置によれば、ロール状フィルムの表面の疑
似欠陥としてのロール状フィルムの巻き終わりやロール
状フィルムの内部の疑似欠陥としてのロール状フィルム
のフィルム内空洞を欠陥と誤検出することなく、ロール
状フィルムの内部の異物による欠陥を、正確に、かつ精
度良く検出できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置に備えられる画像処理装置の機能プロッ
ク図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置の全体構成を示す模式図であり、ロール
状フィルムを側面視により示す図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置の照明装置及び画像入力装置の配置を説
明するための模式図であり、ロール状フィルムを側面視
により示す図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置により検出する欠陥（又は疑似欠陥）を
説明するための模式図であり、（Ａ）は帯状シワ，
（Ｂ）は巻きコブ，（Ｃ）は傷，（Ｄ）は縦シワ，
（Ｅ）は斜めシワ，（Ｆ）は異物，フィルム内空洞，
（Ｇ）は巻き終わり（疑似欠陥）を示し、（Ａ), (Ｃ),
(Ｆ）は模式的断面図、（Ｂ), (Ｄ), (Ｅ), (Ｇ）は模
式的正面図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置におけるエロード処理を説明するための
図である。

【図６】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置で求められる濃度ヒストグラムを示す図
であって、異物による欠陥や巻き終わり等の疑似欠陥が
ある場合の濃度ヒストグラムを示すものである。

【図７】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置で求められる濃度ヒストグラムを示す図
であって、正常部分の濃度ヒストグラムを示すものであ
る。

【図８】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置で算出される原画像の濃度プロファイ
ル，ベースライン，補正濃度プロファイルを示す図であ
る。

【図９】本発明の一実施形態にかかるロール状フィルム
の欠陥検出装置による欠陥判別に用いる判定テーブルを
説明するための図である。

【図１０】本発明の一実施形態にかかるロール状フィル
ムの欠陥検出装置による欠陥判別に用いる個数テーブル
を説明するための図である。

【図１１】本発明の一実施形態にかかるロール状フィル
ムの欠陥検出装置による欠陥判別に用いる３次元判定テ
ーブルを説明するための図である。

【図１２】本発明の一実施形態にかかるロール状フィル
ムの欠陥検出装置による欠陥検出方法を説明するための
フローチャートである。

【符号の説明】

１ ロール状フィルム（被検査対象物） ２ 照明装置 ２Ａ 第１照明装置 ２Ｂ 第２照明装置 ２Ｃ 第３照明装置 ３ 画像入力装置（撮像装置，ＣＣＤカメラ） ４ 画像処理装置（データ処理装置） ５ 表示装置 １０ エロード処理部 １１ 濃度ヒストグラム処理部 １２ ベース画像算出部 １３ 補正画像算出部 １４ 二値化処理部 １５ ラベリング処理部 １６ 欠陥判別部 ５０Ｆ 異物 ５０Ｇ 巻き終わり ５０Ｈ フィルム内空洞（気泡，隙間）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロール状フィルムの内部の欠陥部分を照
   射しうるように該ロール状フィルムの幅方向全面に１又
   は２以上の第１光を照射し、 該ロール状フィルムの表面の疑似欠陥の検出を抑制しう
   るように該ロール状フィルムの幅方向全面に１又は２以
   上の第２光を照射し、 該ロール状フィルムの内部の疑似欠陥の検出を抑制しう
   るように該第１光と該第２光との間から該ロール状フィ
   ルムの幅方向全面に１又は２以上の第３光を照射し、 上記の第１光，第２光及び第３光により照射された該ロ
   ール状フィルムの幅方向全面の反射画像を撮像し、 撮像された画像情報に基づいて該ロール状フィルムの内
   部の欠陥の有無を検出することを特徴とする、ロール状
   フィルムの欠陥検出方法。
2. 【請求項２】 照明装置により照射された該ロール状フ
   ィルムの幅方向全面の反射画像を撮像する画像入力装置
   と、 該画像入力装置により撮像された画像情報に基づいて該
   ロール状フィルムの内部の欠陥の有無を検出する画像処
   理装置とを備え、 該照明装置が、 該ロール状フィルムの内部の欠陥部分を照射しうるよう
   に該ロール状フィルムの幅方向全面に１又は２以上の第
   １光を照射する第１照明装置と、 該画像入力装置の視線を挟んで該第１照明装置に対して
   反対側に配設され、該ロール状フィルムの表面の疑似欠
   陥の検出を抑制しうるように該ロール状フィルムの幅方
   向全面に１又は２以上の第２光を照射する第２照明装置
   と、 該第１照明装置と該第２照明装置との間に配設され、該
   ロール状フィルムの内部の疑似欠陥の検出を抑制しうる
   ように該ロール状フィルムの幅方向全面に１又は２以上
   の第３光を照射する第３照明装置とを備えて構成される
   ことを特徴とする、ロール状フィルムの欠陥検出装置。
3. 【請求項３】 照明装置により照射されたロール状フィ
   ルムの幅方向全面の反射画像を撮像する画像入力装置
   と、 該画像入力装置により撮像された画像情報に基づいて該
   ロール状フィルムの内部の欠陥の有無を検出する画像処
   理装置とを備え、 該画像処理装置が、 該画像入力装置により撮像された原画像の濃度ヒストグ
   ラムを得る濃度ヒストグラム処理部と、 該濃度ヒストグラム処理部により求められた濃度ヒスト
   グラムからベース画像を求めるベース画像算出部と、 該原画像と該ベース画像との差から補正画像を求める補
   正画像算出部と、 該補正画像算出部により算出された該補正画像に基づい
   て該ロール状フィルムの内部の欠陥の有無を判別する欠
   陥判別部とを備えることを特徴とする、ロール状フィル
   ムの欠陥検出装置。
4. 【請求項４】 該照明装置が、 該ロール状フィルムの内部の欠陥部分を照射しうるよう
   に該ロール状フィルムの幅方向全面に１又は２以上の第
   １光を照射する第１照明装置と、 該画像入力装置の視線を挟んで該第１照明装置に対して
   反対側に配設され、該ロール状フィルムの表面の疑似欠
   陥の検出を抑制しうるように該ロール状フィルムの幅方
   向全面に１又は２以上の第２光を照射する第２照明装置
   と、 該第１照明装置と該第２照明装置との間に配設され、該
   ロール状フィルムの内部の疑似欠陥の検出を抑制しうる
   ように該ロール状フィルムの幅方向全面に１又は２以上
   の第３光を照射する第３照明装置とを備えて構成される
   ことを特徴とする、請求項３記載のロール状フィルムの
   欠陥検出装置。
5. 【請求項５】 該画像処理装置が、 該画像入力装置により撮像された原画像にエロード処理
   を行なって該濃度ヒストグラム処理部及び該補正画像算
   出部へ出力するエロード処理部と、 該補正画像算出部により算出された該補正画像を二値化
   処理する二値化処理部と、 該二値化処理部により得られた二値化画像をラベリング
   処理するラベリング処理部とをさらに備え、 該欠陥判別部が、該ラベリング処理部による処理結果に
   基づいて該ロール状フィルムの内部の異物による欠陥の
   有無を判別することを特徴とする、請求項３又は４記載
   のロール状フィルムの欠陥検出装置。
6. 【請求項６】 該ベース画像算出部が、該濃度ヒストグ
   ラムの分散が小さい場合は該濃度ヒストグラム処理部に
   より得られた該濃度ヒストグラムの平均濃度値によりベ
   ース画像の濃度値を算出し、該濃度ヒストグラムの分散
   が大きい場合は該濃度ヒストグラム処理部により得られ
   た該濃度ヒストグラムの最小濃度値によりベース画像の
   濃度値を算出することを特徴とする、請求項３〜５のい
   ずれかの項に記載のロール状フィルムの欠陥検出装置。
7. 【請求項７】 該ロール状フィルムの表面の疑似欠陥
   が、該ロール状フィルムの巻き終わりにより生じたもの
   であり、 該ロール状フィルムの内部の疑似欠陥が、該ロール状フ
   ィルムのフィルム内空洞により生じたものであり、 該画像処理装置が、該ロール状フィルムの内部の異物に
   よる欠陥の有無を検出することを特徴とする、請求項
   ２，４〜６のいずれかの項に記載のロール状フィルムの
   欠陥検出装置。