JP2006047143A - Film inspection method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明または半透明のフィルムに生じた異物等による欠陥を検出することを可能とするフィルム検査方法に関し、より詳細には、フィルムの両側に直交ニコル状態に配置された第1,第2の偏光板を用いたフィルム検査方法に関する。
The present invention relates to a film inspection method capable of detecting a defect due to foreign matter or the like generated in a transparent or translucent film, and more specifically, first and first arranged in a crossed Nicols state on both sides of a film. The present invention relates to a film inspection method using the polarizing
従来より、光学分野において透明または半透明の様々な合成樹脂フィルムが用いられている。この種の透明もしくは半透明のフィルムを量産する場合、異物の混入やゲル状の異物の発生等により欠陥が生じることがあった。このような欠陥が生じると、フィルムの外観が損なわれるだけでなく、光学性能等が大きく損なわれることがある。 Conventionally, various synthetic resin films that are transparent or translucent have been used in the optical field. When this type of transparent or translucent film is mass-produced, defects may occur due to foreign matters mixed in or gel-like foreign matters. When such a defect occurs, not only the appearance of the film is impaired, but also the optical performance and the like may be greatly impaired.
そこで、従来、製造された透明もしくは半透明のフィルムにおいて上記欠陥が存在するか否かを高精度に検査する必要があった。下記の特許文献1には、このようなフィルムの透明欠陥検出方法の一例が開示されている。特許文献1に記載の方法では、被検査フィルムの片面側に第1の偏光板が、他方面側に第2の偏光板が配置される。そして、第1の偏光板の外側に、フィルムに光を照射するための投光機が配置されており、第2の偏光板の外側には、第2の偏光板を透過してきた光により被検査フィルムの検査領域を撮像する撮像装置が配置されている。
Therefore, conventionally, it has been necessary to inspect whether or not the above-mentioned defect exists in a manufactured transparent or translucent film with high accuracy.
そして、上記投光機から第1の偏光板を介して被検査フィルムに光を照射する。被検査フィルムを透過した光は第2の偏光板を経由し、撮像装置に導かれる。特許文献1に記載の検査方法では、撮像装置から得られた映像信号が画像処理装置の画像処理部において処理され、処理された映像信号がモニターに出力され、モニターにおいて画像が表示されるように構成されている。
The film to be inspected is irradiated with light from the projector through the first polarizing plate. The light transmitted through the film to be inspected is guided to the imaging device via the second polarizing plate. In the inspection method described in
上記検査方法では、第1の偏光板と第2の偏光板とは、互いの偏光面が直交する状態から20度程ずらされた状態で配置されており、被検査フィルムに欠陥が存在する場合には、照射してきた光の偏光面を欠陥が回転させるため、輝度が著しく変化する。そして、上記輝度の変化により、欠陥の有無が検出されている。
特許文献1に記載の透明欠陥検出方法では、上記のように、異物等による欠陥が生じた場合、フィルムに入射してきた光の偏光面が回転し、該偏光面の回転に基づく輝度の変化により、欠陥の有無が検出されていた。しかしながら、この検査方法では、撮像装置においてできるだけ多くの光量が入射されるように構成されていたため、欠陥による光量変化が小さい場合には、欠陥を検出することができなかった。すなわち、大きな光量変化をもたらす欠陥はともかく、小さな光量変化しかもたらさない欠陥の場合には、撮像装置に入射される光量変化の割合が光量の絶対値に対して小さいため、そのような欠陥を検出することができなかった。
In the transparent defect detection method described in
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、例えばゲル状の異物等などの存在による欠陥が透明もしくは半透明のフィルムに存在する場合に、できるだけ高精度に欠陥の有無を検出することを可能とするフィルム検査方法を提供することにある。 The object of the present invention is to detect the presence or absence of defects as accurately as possible in the case where defects due to the presence of, for example, gel-like foreign substances exist in a transparent or translucent film in view of the above-described state of the art. It is in providing the film inspection method which enables this.
本願の第1の発明は、長さ方向と幅方向とを有する透明もしくは半透明のフィルムの欠陥を検出するフィルム検査方法であって、前記フィルムの検査される領域において、フィルムの一方面側に第1の偏光板を、他方面側に第2の偏光板を第1,第2の偏光板が直交ニコル状態となる関係に配置し、前記第1の偏光板の外側からライン状光源を用い、第1の偏光板を介して、前記フィルムの一方面にフィルム幅方向に延びるライン状の光を照射し、前記フィルムの他方面側において第2の偏光板を通過してきた光を、第1の方向に沿って配置された複数のCCDカメラを有するCCDラインセンサにより受光し、フィルムの検出領域の画像を撮像する工程と、前記CCDラインセンサの出力信号をデジタル信号に変換する工程と、前記デジタル信号を2値化し、2値化された信号に基づいてフィルム欠陥の有無を検出する工程とを備え、前記第1または第2の偏光板の透過軸方向を、前記第1の方向と平行とし、前記ライン状光源から出射される光の該ライン方向を、前記第1の方向と平行とし、前記CCDラインセンサの受光面をフィルム面に対して傾斜させることを特徴とする。 1st invention of this application is a film inspection method which detects the defect of the transparent or translucent film which has a length direction and a width direction, Comprising: In the area | region inspected of the said film, it is on the one surface side of a film The first polarizing plate is disposed on the other surface side in such a relationship that the first and second polarizing plates are in a crossed Nicols state, and a linear light source is used from the outside of the first polarizing plate. The film is irradiated with linear light extending in the film width direction on one surface of the film through the first polarizing plate, and the light passing through the second polarizing plate on the other surface side of the film Receiving a light by a CCD line sensor having a plurality of CCD cameras arranged along the direction of, and capturing an image of a detection area of the film, converting the output signal of the CCD line sensor into a digital signal, and Digital Binarizing the signal and detecting the presence or absence of a film defect based on the binarized signal, wherein the transmission axis direction of the first or second polarizing plate is parallel to the first direction. The line direction of the light emitted from the linear light source is parallel to the first direction, and the light receiving surface of the CCD line sensor is inclined with respect to the film surface.
第1の発明に係るフィルム検査方法では、好ましくは、さらに、前記CCDラインセンサにおいて複数のCCDカメラの並んでいる第1の方向を、前記フィルムの幅方向に対して25度以下の傾斜角度で傾斜させる。 In the film inspection method according to the first aspect of the present invention, preferably, the first direction in which a plurality of CCD cameras are arranged in the CCD line sensor is at an inclination angle of 25 degrees or less with respect to the width direction of the film. Tilt.
本願の第2の発明は、長さ方向と幅方向とを有する透明もしくは半透明のフィルムの欠陥を検出するフィルム検査方法であって、前記フィルムの検査される領域において、フィルムの一方面側に第1の偏光板を、他方面側に第2の偏光板を第1,第2の偏光板が直交ニコル状態となる関係に配置し、前記第1の偏光板の外側からライン状光源を用い、第1の偏光板を介して、前記フィルムの一方面にフィルム幅方向に延びるライン状の光を照射し、前記フィルムの他方面側において第2の偏光板を通過してきた光を、第1の方向に沿って配置された複数のCCDカメラを有するCCDラインセンサにより受光し、フィルムの検出領域の画像を撮像する工程と、各画素に応じた前記CCDラインセンサの出力信号をデジタル信号に変換する工程と、前記デジタル信号を2値化し、2値化された信号に基づいてフィルム欠陥の有無を検出する工程とを備え、前記第1または第2の偏光板の透過軸方向を、前記第1の方向と平行とし、前記CCDラインセンサにおいて複数のCCDカメラの並んでいる第1の方向を、前記フィルムの幅方向に対して25度以下の傾斜角度で傾斜させるとともに、前記ライン状光源から出射される光の該ライン方向を、前記第1の方向と平行とすることを特徴とする。 2nd invention of this application is a film inspection method which detects the defect of the transparent or translucent film which has a length direction and a width direction, Comprising: In the area | region inspected of the said film, it is on the one surface side of a film The first polarizing plate is disposed on the other surface side in such a relationship that the first and second polarizing plates are in a crossed Nicols state, and a linear light source is used from the outside of the first polarizing plate. The film is irradiated with linear light extending in the film width direction on one surface of the film through the first polarizing plate, and the light passing through the second polarizing plate on the other surface side of the film Receiving a light from a CCD line sensor having a plurality of CCD cameras arranged along the direction of the image and capturing an image of a detection area of the film, and converting the output signal of the CCD line sensor corresponding to each pixel into a digital signal Process Binarizing the digital signal and detecting the presence or absence of a film defect based on the binarized signal, the transmission axis direction of the first or second polarizing plate being the first direction The first direction in which a plurality of CCD cameras are arranged in the CCD line sensor is inclined at an inclination angle of 25 degrees or less with respect to the width direction of the film and emitted from the linear light source. The line direction of light is parallel to the first direction.
第1の発明に係るフィルム検査方法では、第1,第2の偏光板が直交ニコル状態となる関係に配置されており、第1または第2の偏光板の透過軸方向が上記第1の方向と平行とされており、該第1,第2の偏光板間にフィルムが配置される。そして、第1の偏光板の外側からライン状光源を用いてライン状の光が照射され、第2の偏光板を通過してきた光がCCDラインセンサにより受光され、フィルムの検査領域の画像が撮像される。この場合、第1の発明では、CCDラインセンサの受光面がフィルム面に対して傾斜されている。従って、CCDラインセンサの受光面が、ライン状光源から出射された光を最大光量で入射するように配置されていないため、欠陥による光量変化が少ない場合であっても、そのような光量変化の少ない欠陥の存在を確実に検出することが可能となる。しかも、欠陥が生じている部分においては光が屈折するため、CCDラインセンサに向かって直進してくる光だけでなく、屈折によりCCDラインセンサ側に進行してきた光をもCCDラインセンサにより受光することができる。従って、フィルムが複屈折性を有しない場合であっても、欠陥部の存在を示す光量と、周りの正常部において受光する光量との差が拡大し、それによって微小な欠陥を確実に検出することが可能となる。 In the film inspection method according to the first aspect of the present invention, the first and second polarizing plates are arranged in a relationship of being in a crossed Nicols state, and the transmission axis direction of the first or second polarizing plate is the first direction. The film is disposed between the first and second polarizing plates. Then, linear light is irradiated from the outside of the first polarizing plate using a linear light source, the light passing through the second polarizing plate is received by the CCD line sensor, and an image of the inspection area of the film is captured. Is done. In this case, in the first invention, the light receiving surface of the CCD line sensor is inclined with respect to the film surface. Therefore, since the light receiving surface of the CCD line sensor is not arranged so that the light emitted from the line light source is incident at the maximum light amount, even if the light amount change due to the defect is small, such a light amount change is not caused. The presence of few defects can be reliably detected. In addition, since the light is refracted in the portion where the defect is generated, not only the light traveling straight toward the CCD line sensor but also the light traveling toward the CCD line sensor due to refraction is received by the CCD line sensor. be able to. Therefore, even when the film does not have birefringence, the difference between the amount of light indicating the presence of a defect portion and the amount of light received at the surrounding normal portion is enlarged, thereby reliably detecting minute defects. It becomes possible.
第1の発明において、CCDラインセンサにおいて、複数のCCDカメラが並んでいる
第1の方向が、上記フィルムの幅方向に対して25度以下の傾斜角度で傾斜されている場合には、複屈折性を有するフィルムを検査する場合微小な欠陥をより確実に検出することができる。すなわち、複屈折性を有するフィルムを検査する場合、第1の偏光板を透過してきた直線偏光の光がフィルムを通過する場合、フィルムの遅相軸成分とフィルム進相軸成分とで進行速度が異なるため、楕円偏光となってフィルムを通過する。この楕円偏光には、第2の偏光板の透過軸方向成分が含まれるので、該第2の偏光板の透過軸方向成分の光が第2の偏光板を通過し、上記CCDラインセンサにより受光される。この場合、フィルムの遅相軸もくしは進相軸が、第1の偏光板の透過軸もくしは吸収軸と完全に直交もしくは平行であると、フィルム遅相軸成分かフィルム進相軸成分のいずれかのみからなる直線偏光となる。すなわち、フィルムから出射してきた光がフィルムに入射する前と同じ直線偏光となるため、第2の偏光板を通過する光量が小さくなってしまう。これに対して、上記のように、第1の方向が、フィルムの幅方向に対して25度以下の角度で傾斜されている場合には、欠陥部分を透過してきた光を含め、フィルムを透過してきた光の全体の光量が大きくなるため、偏光面をさほど大きく回転させない欠陥が生じている場合であっても、フィルムを透過してきた光の光量を大きくすることができる。従って、そのような欠陥をより一層確実に検出することができる。
In the first invention, in the CCD line sensor, when the first direction in which a plurality of CCD cameras are arranged is inclined at an inclination angle of 25 degrees or less with respect to the width direction of the film, birefringence When inspecting a film having the property, a minute defect can be detected more reliably. That is, when inspecting a film having birefringence, when linearly polarized light that has passed through the first polarizing plate passes through the film, the traveling speed of the slow axis component and the film fast axis component of the film is high. Because it is different, it passes through the film as elliptically polarized light. Since this elliptically polarized light includes the transmission axis direction component of the second polarizing plate, the light of the transmission axis direction component of the second polarizing plate passes through the second polarizing plate and is received by the CCD line sensor. Is done. In this case, if the slow axis or the fast axis of the film is completely perpendicular or parallel to the transmission axis or the absorption axis of the first polarizing plate, the film slow axis component or the film fast axis component It becomes the linearly polarized light which consists only of either. That is, since the light emitted from the film becomes the same linearly polarized light as before entering the film, the amount of light passing through the second polarizing plate is reduced. On the other hand, as described above, when the first direction is inclined at an angle of 25 degrees or less with respect to the width direction of the film, the light is transmitted through the film including the light transmitted through the defect portion. Since the total amount of light that has been transmitted increases, the amount of light transmitted through the film can be increased even when a defect that does not rotate the plane of polarization so much occurs. Therefore, such a defect can be detected more reliably.
第2の発明に係るフィルム検査方法では、第1,第2の偏光板が直交ニコル状態となる関係に配置されており、第1または第2の偏光板の透過軸方向が上記第1の方向と平行とされており、該第1,第2の偏光板間にフィルムの検査領域が配置される。そして、第1の偏光板の外側からライン状光源を用いてライン状の光が照射され、第2の偏光板を通過してきた光が、CCDラインセンサにより受光され、フィルムの検査領域の画像が撮像される。この場合、CCDラインセンサにおいて、複数のCCDカメラが並んでいる第1の方向が、上記フィルムの幅方向に対して25度以下の傾斜角度で傾斜されている。 In the film inspection method according to the second aspect of the present invention, the first and second polarizing plates are arranged in a crossed Nicols state, and the transmission axis direction of the first or second polarizing plate is the first direction. The inspection region of the film is disposed between the first and second polarizing plates. Then, line-shaped light is irradiated from the outside of the first polarizing plate using a line-shaped light source, the light passing through the second polarizing plate is received by the CCD line sensor, and an image of the inspection region of the film is obtained. Imaged. In this case, in the CCD line sensor, the first direction in which a plurality of CCD cameras are arranged is inclined at an inclination angle of 25 degrees or less with respect to the width direction of the film.
従って、複屈折性を有するフィルムを検査する場合、第1の偏光板を透過してきた直線偏光の光が、フィルムを通過する場合、フィルム遅相軸成分と、フィルム進相軸成分とで進行速度が異なるため、楕円偏光となってフィルムを通過する。この楕円偏光には、第2の偏光板の透過軸方向成分が含まれるため、該第2の偏光板の透過軸方向成分の光が第2の偏光板を透過し、上記CCDラインセンサにより受光されることになる。 Therefore, when inspecting a film having birefringence, when the linearly polarized light transmitted through the first polarizing plate passes through the film, the traveling speed depends on the film slow axis component and the film fast axis component. Are different from each other and pass through the film as elliptically polarized light. Since this elliptically polarized light includes the transmission axis direction component of the second polarizing plate, the light of the transmission axis direction component of the second polarizing plate is transmitted through the second polarizing plate and received by the CCD line sensor. Will be.
このとき、上記フィルムの遅相軸もしくは進相軸が、第1の偏光板の透過軸もしくは吸収軸と完全に直交もしくは平行である場合には、フィルム遅相軸成分かフィルム進相軸成分のいずれかのみからなる直線偏光となる。すなわち、フィルムから出射してきた光がフィルムに入射する前と同じ直線偏光となるため、第2の偏光板を通過する光量は最小となってしまうこととなる。 At this time, if the slow axis or fast axis of the film is completely perpendicular or parallel to the transmission axis or absorption axis of the first polarizing plate, the film slow axis component or the film fast axis component It becomes linearly polarized light consisting of only one of them. That is, since the light emitted from the film becomes the same linearly polarized light as before entering the film, the amount of light passing through the second polarizing plate is minimized.
これに対して、第2の発明では、CCDラインセンサにおいて、複数のCCDカメラの並んでいる第1の方向が、フィルムの幅方向に対して、25度以下の角度で傾斜されているため、欠陥部分を透過してきた光を含め、フィルムを透過してきた光の全体の光量が大きくなる。従って、偏光面をさほど大きく回転させない欠陥が生じている場合であっても、該フィルムを透過してきた光の光量を大きくすることができるため、そのような欠陥を検出することができる。 On the other hand, in the second invention, in the CCD line sensor, the first direction in which a plurality of CCD cameras are arranged is inclined at an angle of 25 degrees or less with respect to the width direction of the film. The total amount of light transmitted through the film, including the light transmitted through the defective portion, is increased. Therefore, even when a defect that does not rotate the polarization plane so much occurs, the amount of light transmitted through the film can be increased, so that such a defect can be detected.
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るフィルム検査方法を説明するための略図的斜視図であり、図2はその略図的正面図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a film inspection method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view thereof.
本実施形態のフィルム検査方法では、被検査物として、長尺状のフィルム1が用意される。フィルム1としては、透明もしくは半透明である適宜の合成樹脂フィルムを用いることができる。本実施形態では、この長さ方向と幅方向とを有するフィルム1における欠陥が検出される。
In the film inspection method of the present embodiment, a
フィルム1の下方には、ライン状光源2が配置されている。ライン状光源2としては、ライン状すなわち直線状の光を透過する適宜の光源を用いることができる。上記ライン状の光は、フィルム1の下面1aに向かって照射されるように構成されている。また、図1から明らかなように、上記ライン状光源2から照射された上記ラインの方向は、フィルム1の幅方向Wに対して傾斜角度αをなすように配置されている。この傾斜角度αは、25度以下とされている。
A linear
上記ライン状光源2の前方には、上記光が通過する第1の偏光板3が配置されている。第1の偏光板3は、ライン状光源2から照射された光のうち、第1の偏光板3の光透過軸方向の成分のみを通過させ、直線偏光とする。従って、上記直線偏光がフィルム1に照射されることになる。
A first
他方、フィルム1の上面1bの上方には、第2の偏光板4が配置されている。第2の偏光板4は、その偏光面が第1の偏光板3の偏光面と90度の角度をなすように構成されている。従って、第1,第2の偏光板3,4は直交ニコル状態となるように配置されている。また、第2の偏光板4は、フィルム1を介して第1の偏光板3と対向する位置に配置されている。なお、本実施形態では、複数の第2の偏光板4が、複数のCCDカメラ5aの下面に取り付けられている。複数のCCDカメラ5aは、図1に示すように、直線状に並べられており、該複数のCCDカメラ5aにより、CCDラインセンサ5が構成されている。各CCDカメラ5aは、複数の画素に応じた複数のCCD素子を有しており、各画素に対応した信号を各CCD素子が出力するように構成されている。
On the other hand, a second
複数のCCDカメラ5aが並べられている方向が、本発明における第1の方向であり、この第1の方向は、上述したライン状光源2から照射されるライン状の光と平行とされている。従って、上記第1の方向は、フィルム1の幅方向Wに対してαの傾斜角度をなすように傾斜されている。そして、傾斜角度αは25度以下とされている。
The direction in which the plurality of
また、本実施形態の検査方法では、図2に示すように、上記CCDラインセンサ5の受光面は、フィルム1の上面と平行ではなく、フィルム1の上面に対して傾斜されている。すなわち、CCDラインセンサ5は、ライン状光源2から出射された光を最大光量となるように配置されていない。従って、欠陥の存在による光量変化がわずかな場合であっても、光量変化の光量の絶対値に対する割合が高くなるため、そのような欠陥の存在を確実に検出することができる。なお、図2では第1,第2の偏光板3,4は、配置される位置のみを破線で略図的に示す。
In the inspection method of this embodiment, as shown in FIG. 2, the light receiving surface of the
CCDラインセンサ5には、A/D変換手段としてのA/Dコンバータ6が電気的に接続されている。A/Dコンバータ6は、CCDラインセンサ5の各CCD素子から出力される各画素に対応した映像信号をデジタル信号に変換する。そして、A/Dコンバータ6には、画像処理装置7が接続されている。画像処理装置7は、A/Dコンバータ6から得られたデジタル信号を2値化し、2値化された信号に基づき欠陥の有無を検出する。より具体的には、A/Dコンバータから得られた輝度に対応したデジタル信号を、閾値よりも大きい場合に「1」とし、閾値よりも低い大きさのデジタル信号の場合には、「0」とし、2値化する。そして、欠陥が存在する場合には輝度が高くなるため、2値化された信号として「0」の信号が出力され、それによって欠陥が存在すると判断される。
An A /
なお、上記2値化に際しての閾値については、様々な方法で定めることができる。例えば、各画素に対応した出力信号を平均し、平均値を求め、各画素に対応した出力信号の値から、平均値を減算して得られた値が正の値の場合に「1」とするように、閾値を上記平均値としてもよい。また、平均値ではなく、各画素の出力信号の値から平均値を減算して得られた値を、予め設定した閾値に従って2値化処理するように閾値を定めてもよい。 The threshold for binarization can be determined by various methods. For example, the output signal corresponding to each pixel is averaged, an average value is obtained, and “1” is obtained when the value obtained by subtracting the average value from the value of the output signal corresponding to each pixel is a positive value. As described above, the threshold value may be the average value. In addition, the threshold value may be determined so that the value obtained by subtracting the average value from the value of the output signal of each pixel instead of the average value is binarized according to a preset threshold value.
画像処理装置7では、より具体的には、上記2値化された信号に基づいて画像が表示さる。この点については後程の検査方法の具体的な工程の説明に際して詳述する。 More specifically, the image processing device 7 displays an image based on the binarized signal. This point will be described in detail when a specific process of the inspection method is described later.
上記画像処理装置7は、上記のように、A/Dコンバータ6から得られたデジタル信号を2値化し、欠陥の有無を判断する機能と、2値化された信号に基づいてモニターなどに画像を表示するための信号を出力する機能を有する。そして、画像処理装置7内には、上記モニターが備えられていてもよい。
As described above, the image processing device 7 binarizes the digital signal obtained from the A /
次に、フィルム1の検査方法の具体的な工程を説明する。
Next, specific steps of the
まず、透明もしくは半透明の長尺状のフィルムを、図1及び図2に示すように、第1,第2の偏光板3,4間に位置させる。ライン状光源2から光を第1の偏光板3を介してフィルム1に照射する。第1の偏光板3においては、第1の偏光板3の透過軸に平行な成分のみが通過し、そのような直線偏光がフィルム1に入射される。
First, a transparent or translucent long film is positioned between the first and second
フィルム1に欠陥が生じていない場合には、直線偏光はフィルム1を通過し、第2の偏光板4に至る。第2の偏光板4は、第1の偏光板3と直交ニコル状態に配置されている。従って、第1の偏光板3を通過してきた直線偏光は、第2の偏光板4を通過しない。従って、CCDラインセンサ5の各CCDカメラ5aに十分な光量が与えられない。よって、CCDラインセンサ5から出力された信号が、A/Dコンバータ6でデジタル信号に変換された場合、該デジタル信号はこのような低輝度の信号に対したデジタル信号となる。従って、画像処理装置7においては、上記A/Dコンバータ6から得られたデジタル信号は、前述した閾値以下の値となるため、「0」の信号を出力する。すなわち、欠陥が存在しないことを示す。
When the
また、画像処理装置7においてモニターが設けられている場合には、上記のように「0」の信号に応じて画素は暗い状態となる。 When the image processing apparatus 7 is provided with a monitor, the pixel is in a dark state according to the signal “0” as described above.
これに対して、図3に示すように、フィルム1の一部にゲル状の物質等の異物により欠陥1Aが存在する場合には、図4に示すように、欠陥1Aが存在する部分において、第1の偏光板3を通過してきた光Xが屈折する。すなわち、CCDラインセンサ5の各CCDカメラ部5aには、欠陥1Aが存在する場合には、CCDカメラ5aに向かって直進する光だけでなく、上記欠陥1Aが存在することによる屈折による光Xも入射されることになる。そして、このような屈折による光Xも入射される。よって、欠陥1Aの周囲の正常部に比べて、欠陥1Aが存在する場合には、CCDカメラ5aに、より大きな光量の光が入射することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when a
他方、本実施形態では、図2に示すように、CCDラインセンサ5の受光面は、フィルム1の上面に対して傾斜されている。前述したように、CCDラインセンサ5は、ライン状光源2から出射された光を最大光量で受けるようには配置されておらず、上記のようにフィルム面に対して傾斜されて配置されている。従って、フィルム1において、光量を僅かに変化させる欠陥が存在した場合であっても、該欠陥の存在による僅かな光量変化のCCDラインセンサ5により受光される光量に対する割合が比較的大きくなる。そのため、
僅かな光量変化しか生じない欠陥を高精度に検出することができる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the light receiving surface of the
It is possible to detect a defect that causes only a slight change in the amount of light with high accuracy.
すなわち、図2に示すように、CCDカメラ5aの受光面がフィルム1に直交する一点鎖線Qに対して直交しておらず、言い換えれば、フィルム1の上面に対して傾斜されている。図2の一点鎖線Pは、このCCDカメラ5aの受光面に直交する方向を示す。
That is, as shown in FIG. 2, the light receiving surface of the
なお、図2の下方の入射光強度のグラフは、一点鎖線Qで示す方向の光がCCDカメラ5aに対して正面から入射した場合に入射光強度が最も高くなることを意味する。すなわち、上記のようにCCDカメラ5aの受光面を傾斜させ、Pで示す方向の光が正面から入射するようにした場合は光源中央からのズレに応じて入射光強度が減少することを示す。
The graph of incident light intensity in the lower part of FIG. 2 means that the incident light intensity is highest when light in the direction indicated by the alternate long and short dash line Q is incident on the
上記のように、欠陥1Aが存在すると、欠陥1Aが存在している部分における画素に対応したCCD素子から出力される信号は、高輝度に応じた映像信号となる。この高輝度に対応した映像信号がA/Dコンバータに出力される。そして、A/Dコンバータ6から出力されるデジタル信号は、上記高輝度に対応した大きさの直流電圧信号となるため、画像処理装置7では、このようなデジタル信号が閾値より大きいと認識し、「1」の信号を出力する。すなわち、欠陥ありと判断することとなる。また、モニターが画像処理装置7に備えられている場合には、モニターの画面において、上記欠陥が存在する部分に対応した部分が明るく映し出されることになる。
As described above, when the
図5(a)は、A/D変換した後の検査画像を模式的に示す図であり、ここでは、中央に欠陥が存在する場合、破線Lで囲まれた部分が周囲の正常部分に比べて明るく表示される。さらに、上記デジタル信号を2値化し、「1」の信号と、「0」の信号とに弁別して画像処理装置で表示した場合には、図5(b)に実線Mで示す円内は、図5(a)で示されている破線M内よりもより一層明るく表示される。すなわち、周囲の正常部分と、欠陥が存在する部分との明るさが、上記2値化処理により、より一層大きくされ、欠陥の有無を容易に判断することができる。 FIG. 5A is a diagram schematically showing an inspection image after A / D conversion. Here, when there is a defect in the center, a portion surrounded by a broken line L is compared with a surrounding normal portion. Appears bright. Further, when the digital signal is binarized and discriminated into a signal “1” and a signal “0” and displayed by the image processing apparatus, the circle indicated by the solid line M in FIG. The display is brighter than in the broken line M shown in FIG. That is, the brightness of the surrounding normal part and the part where the defect exists is further increased by the binarization process, and the presence or absence of the defect can be easily determined.
なお、上記第1,第2偏光板3,4は、直交ニコル状態に配置されているが、一方の偏光板3,4の透過軸方向が、CCDラインセンサ5における上記第1の方向に揃えられていない場合には、CCDラインセンサ5の中央において偏光板3,4が完全な直交ニコル状態となるが、視野の端部では、直交ニコル状態からずれることとなる。そのため、視野内の光学条件が不均一となり、欠陥の検出が不正確となるため好ましくない。よって、偏光板3,4の透過軸の向きは、前述した第1の方向と平行であることが望ましい。
The first and second
また、第1,第2の偏光板3,4の透過軸あるいは吸収軸の向きが90度からずれた場合には、同様にCCDラインセンサ5における視野の中央と端部とで感度が異なり、視野内の光学条件が不均一となり易くなる。従って、偏光板3,4は、前述したように直交ニコル状態に配置されていることが望ましい。
When the direction of the transmission axis or absorption axis of the first and second
また、上記実施形態では、前述したように、CCDラインセンサ5の第1の方向、すなわち複数のCCDカメラ5aが並んでいる方向が、フィルム1の幅方向Wに対して角度αをなすように傾斜されている。そのため、フィルム1が複屈折性を有するフィルムである場合、それによっても欠陥をより高精度に検出することができる。
In the above-described embodiment, as described above, the first direction of the
すなわち、複屈折性を有するフィルム1の場合には、第1,第2の偏光板3,4が直交ニコル状態に配置されている場合には、第1の偏光板3を透過してきた直線偏光の光がフィルム1を通過する際に、フィルム1の遅相軸成分と進相軸成分とで進行速度が異なるため、楕円偏光となってフィルム1内を透過する。この楕円偏光は、第2の偏光板4の透過軸方向成分を含む。従って、該透過軸方向成分の光が第2の偏光板4を透過し、CCDラ
インセンサ5により受光されることになる。
That is, in the case of the
このとき、フィルム1の遅相軸または進相軸が、第2の偏光板4の透過軸もしくは吸収軸と完全に直交もしくは平行であるときには、CCDラインセンサ5に入射する光は、フィルム1の遅相軸成分か進相軸成分のいずれかのみの直線偏光となる。言い換えれば、CCDラインセンサ5に入射する直線偏光は、フィルム1に入射する前と同じ偏光となる。従って、CCDラインセンサ5で受光される光量が小さくなり、好ましくない。
これに対して、上記実施形態では、CCDラインセンサ5の上記第1の方向、すなわち複数のCCDカメラ5aが並ぶ方向が、フィルム1の幅方向Wと25度以下の角度αをなすように傾斜されている。そのため、フィルム1の遅相軸もしくは進相軸が、第2の偏光板4の透過軸もしくは吸収軸とαの角度をなすことになり、CCDラインセンサ5に与えられる光量は、上記のように最小とはならない。すなわち、図6に示すように、欠陥1Aが存在する場合、欠陥の存在を示すのに十分な強度の光Rが、CCDラインセンサ5に与えられ、それによって複屈折性を有するフィルムにおける欠陥の検出を高精度に行うことができる。
At this time, when the slow axis or fast axis of the
In contrast, in the above-described embodiment, the first direction of the
もっとも、上記実施形態では、CCDラインセンサ5における複数のCCDカメラ5aの並ぶ上記第1の方向が、フィルム1の幅方向Wと傾斜角度αをなすように傾斜されていたが、フィルム1が複屈折性を有しない場合には、第1の方向は、フィルム1の幅方向Wと平行であってもよい。
However, in the above-described embodiment, the first direction in which the plurality of
次に、具体的な実験例につき説明する。 Next, specific experimental examples will be described.
(実施例1)
幅1000mmのフィルム1を用意した。このフィルム1中には複数の欠陥が存在するが、予め欠陥A〜Cを選定しておいた。欠陥Aはゲル状の半透明欠陥であり、大きさは146μm×181μmである。欠陥Bは、異物の形状転写による透明欠陥であり、大きさは100μm×50μmである。欠陥Cは、異物の形状転写による透明欠陥であり、大きさは90μm×51μmである。
Example 1
A
図1及び図2に略図的に示した検査装置を用い、上記幅1000mmのフィルム1を25m/分の速度で長さ方向に搬送した。CCDラインセンサ5は、従来の複数のCCDカメラが直線状に配置されたものを用いた。各CCDカメラ5aは、2048bitのCCD素子を有する。また、CCDカメラ5aは、一台当り視野はフィルム1の幅方向に沿って約112mmとした。また、被検査フィルムの幅方向におけるカメラ分解能は0.055mm、長さ方向におけるカメラ分解能は0.055mmである。
Using the inspection apparatus schematically shown in FIGS. 1 and 2, the
ライン状光源2としては、ライン状の光を照射する光源であって、光量60000ルクスのものを用いた。そして、ライン状光源の光のライン方向は、CCDラインセンサ5におけるCCDカメラ5aが並んでいる前述の第1の方向と平行とし、かつフィルム1の幅方向Wに対して17.5度傾斜させた。また、第1の偏光板3の透過軸の向きは、フィルム1の幅方向に対して17.5度傾斜させた。
As the line-shaped
CCDラインセンサ5の受光面は、フィルム1の上面に対して傾斜させた。この傾斜角度については、CCDラインセンサ5による受光量が、直接対向させた場合の最大受光量の1/4となるように調整した。
The light receiving surface of the
第2の偏光板4については、第1の偏光板3と直交ニコル状態となるように配置した。
About the 2nd
上記製造装置を用い、フィルム1の下方から光を照射し、前述した検査方法に従って検
査を行った。この際に、画像処理装置7のプログラム上においては、全画素の出力信号の平均値を求めた。そして、各画素の出力信号値から、上記平均値を減算して得られた値を予め設定した閾値に従って2値化処理した。閾値を超えた画素についてその画素の状態を「1」とし、閾値を超えない出力を生じた画素については「0」とした。このようにして、「1」または「0」の2値化された信号を求め、該2値化された信号に基づいて欠陥の有無を判断した。すなわち、「1」の値を持つ画素が欠陥であると判断した。また、欠陥部における受光量と、欠陥の周りの正常部の受光量との比であるS/N比は、図7に示すようにモニター上の画像に基づいて求めた。その結果、欠陥Aにおいて11.8であり、欠陥Bにおいて3.0であり、欠陥Cにおいて4.8であり、欠陥A〜Cを確実に検出することができた。
Using the above manufacturing apparatus, light was irradiated from below the
(実施例2)
フィルム、対象欠陥、ライン速度及び装置は実施例1と同様とした。但し、ライン状光源2のライン方向をフィルム幅方向Wに対して20度の角度をなすように傾斜させた。また、ライン状光源2の前方に配置された第1の偏光板3の透過軸の向きは、フィルムの幅方向Wに対して20度の角度をなすように傾斜させた。さらに、CCDラインセンサ5の受光面は、ライン状光源2の中央より長さ方向にずれた位置に視野が沿うように設置し、最大受光量の1/4となるようにフィルム1の上面に対して傾斜させた。
(Example 2)
The film, target defects, line speed and apparatus were the same as in Example 1. However, the line direction of the linear
実施例1と同様の処理を行った結果、S/N比は、欠陥Aにおいて11.6であり、欠陥Bにおいて3.2であり、欠陥Cにおいて4.7であり、欠陥A〜Cを確実に検出することができた。 As a result of performing the same processing as in Example 1, the S / N ratio was 11.6 for defect A, 3.2 for defect B, 4.7 for defect C, and defects A to C. It was detected reliably.
(比較例1)
フィルム、対象欠陥、ライン速度及び装置は、実施例1と同様とした。但し、ライン状光源2のフィルム幅方向Wに対する傾斜角度αは10度とした。また、ライン状光源2の前方に配置された第1の偏光板3の透過軸の向きは、フィルム幅方向Wに対して10度の角度をなすように第1の偏光板3を構成した。さらに、CCDラインセンサ5は、ライン状光源2の中央に視野が沿うように設置し、最大受光量となるように受光面をフィルム1の上面と平行とした。
(Comparative Example 1)
The film, target defects, line speed and apparatus were the same as in Example 1. However, the inclination angle α of the line
実施例1と同様の処理を行った結果、S/N比は、欠陥Aにおいて1.8であり、欠陥Bにおいて2.2であり、欠陥Cにおいて4.7であり、欠陥Aは検出されない場合があり、欠陥Cは検出されなかった。 As a result of performing the same processing as in Example 1, the S / N ratio is 1.8 for the defect A, 2.2 for the defect B, 4.7 for the defect C, and the defect A is not detected. In some cases, defect C was not detected.
(比較例2)
フィルム、対象欠陥、ライン速度及び装置は、実施例1とほぼ同様とした。但し、ライン状光源2のラインの方向を、フィルム幅方向Wに対して12.5度の傾斜角度をなすように配置した。また、第1の偏光板3の透過軸の向きを、フィルム幅方向Wに対して12.5度の角度をなすように第1の偏光板3を構成した。さらに、CCDラインセンサ5は、ライン状光源2の中央に視野が沿うように設置し、最大受光量となるように受光面をフィルム1の上面と平行とした。
(Comparative Example 2)
The film, target defects, line speed, and apparatus were substantially the same as in Example 1. However, the direction of the line of the linear
実施例1と同様の処理を行った結果、S/N比は、欠陥Aにおいて1.2であり、欠陥Bにおいて1.4であり、欠陥Cにおいて1.0であり、欠陥Bにおいては検出されない場合があり、欠陥A及び欠陥Cは検出されなかった。 As a result of performing the same processing as in Example 1, the S / N ratio is 1.2 for defect A, 1.4 for defect B, 1.0 for defect C, and detection for defect B. In some cases, defect A and defect C were not detected.
(比較例3)
フィルム、対象欠陥、ライン速度及び装置は、実施例1とほぼ同様とした。但し、ライン状光源2のラインの方向を、フィルム幅方向Wに対して20度の傾斜角度をなすように
配置した。また、第1の偏光板3の透過軸の向きを、フィルム幅方向Wに対して20度の角度をなすように第1の偏光板3を構成した。さらに、CCDラインセンサ5は、ライン状光源2の中央に視野が沿うように設置し、ライン状光源2の前面に、最大受光量を1/4とする減光フィルタを設置した。
(Comparative Example 3)
The film, target defects, line speed, and apparatus were substantially the same as in Example 1. However, the direction of the line of the linear
実施例1と同様の処理を行った結果、S/N比は、欠陥Aにおいて1.0であり、欠陥Bにおいて1.0であり、欠陥Cにおいて1.0であり、全ての欠陥が検出されなかった。 As a result of performing the same processing as in Example 1, the S / N ratio is 1.0 for the defect A, 1.0 for the defect B, and 1.0 for the defect C, and all defects are detected. Was not.
(比較例4)
フィルム、対象欠陥、ライン速度及び装置は実施例1とほぼ同様とした。但し、ライン状光源2のライン方向を、フィルム幅方向Wと平行とした。また、第1の偏光板3の透過軸の向きも、フィルムの幅方向Wと平行とした。さらに、CCDラインセンサ5の受光面は傾けずに設置し、ライン状光源2の中央に視野が沿うように設置し、最大受光量となるよう調整した。
(Comparative Example 4)
The film, target defects, line speed and apparatus were substantially the same as in Example 1. However, the line direction of the linear
なお、第1の偏光板3の透過軸あるいは吸収軸の方向が、第2の偏光板4の透過軸あるいは吸収軸の方向と70度の角度をなすように第1,第2の偏光板3,4を配置した。
The first and second
実施例1と同様の処理を行った結果、S/N比は、欠陥Aにおいて1.0であり、欠陥Bにおいて1.0であり、欠陥Cにおいて1.0であり、全ての欠陥が検出されなかった。また、正常部の平均光量がカメラ視野内でばらつくことが確認された。 As a result of performing the same processing as in Example 1, the S / N ratio is 1.0 for the defect A, 1.0 for the defect B, and 1.0 for the defect C, and all defects are detected. Was not. It was also confirmed that the average amount of light in the normal part varies within the camera field of view.
実施例1,2及び比較例1〜4の結果を下記の表1にまとめて示す。 The results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 are summarized in Table 1 below.
1…フィルム
1A…欠陥
1a…下面
1b…上面
2…ライン状光源
3…第1の偏光板
4…第2の偏光板
5…CCDラインセンサ
5a…CCDカメラ
6…A/Dコンバータ
7…画像処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記フィルムの検査される領域において、フィルムの一方面側に第1の偏光板を、他方面側に第2の偏光板を第1,第2の偏光板が直交ニコル状態となる関係に配置し、
前記第1の偏光板の外側からライン状光源を用い、第1の偏光板を介して、前記フィルムの一方面にフィルム幅方向に延びるライン状の光を照射し、
前記フィルムの他方面側において第2の偏光板を通過してきた光を、第1の方向に沿って配置された複数のCCDカメラを有するCCDラインセンサにより受光し、フィルムの検出領域の画像を撮像する工程と、
前記CCDラインセンサの出力信号をデジタル信号に変換する工程と、
前記デジタル信号を2値化し、2値化された信号に基づいてフィルム欠陥の有無を検出する工程とを備え、
前記第1または第2の偏光板の透過軸方向を、前記第1の方向と平行とし、前記ライン状光源から出射される光の該ライン方向を、前記第1の方向と平行とし、前記CCDラインセンサの受光面をフィルム面に対して傾斜させることを特徴とする、フィルム検査方法。 A film inspection method for detecting defects in a transparent or translucent film having a length direction and a width direction,
In the region to be inspected of the film, the first polarizing plate is arranged on one side of the film, the second polarizing plate is arranged on the other side, and the first and second polarizing plates are arranged in a crossed Nicols state. ,
Using a linear light source from the outside of the first polarizing plate, irradiating linear light extending in the film width direction on one surface of the film through the first polarizing plate,
The light passing through the second polarizing plate on the other side of the film is received by a CCD line sensor having a plurality of CCD cameras arranged along the first direction, and an image of the detection area of the film is taken. And a process of
Converting the output signal of the CCD line sensor into a digital signal;
Binarizing the digital signal and detecting the presence or absence of film defects based on the binarized signal,
The transmission axis direction of the first or second polarizing plate is parallel to the first direction, the line direction of light emitted from the linear light source is parallel to the first direction, and the CCD A film inspection method, wherein a light receiving surface of a line sensor is inclined with respect to a film surface.
前記フィルムの検査される領域において、フィルムの一方面側に第1の偏光板を、他方面側に第2の偏光板を第1,第2の偏光板が直交ニコル状態となる関係に配置し、
前記第1の偏光板の外側からライン状光源を用い、第1の偏光板を介して、前記フィルムの一方面にフィルム幅方向に延びるライン状の光を照射し、
前記フィルムの他方面側において第2の偏光板を通過してきた光を、第1の方向に沿って配置された複数のCCDカメラを有するCCDラインセンサにより受光し、フィルムの検出領域の画像を撮像する工程と、
前記CCDラインセンサの出力信号をデジタル信号に変換する工程と、
前記デジタル信号を2値化し、2値化された信号に基づいてフィルム欠陥の有無を検出する工程とを備え、
前記第1または第2の偏光板の透過軸方向を、前記第1の方向と平行とし、前記CCDラインセンサにおいて複数のCCDカメラの並んでいる第1の方向を、前記フィルムの幅方向に対して25度以下の傾斜角度で傾斜させるとともに、前記ライン状光源から出射される光の該ライン方向を、前記第1の方向と平行とすることを特徴とする、フィルム検査方法。
A film inspection method for detecting defects in a transparent or translucent film having a length direction and a width direction,
In the region to be inspected of the film, the first polarizing plate is arranged on one side of the film, the second polarizing plate is arranged on the other side, and the first and second polarizing plates are arranged in a crossed Nicols state. ,
Using a linear light source from the outside of the first polarizing plate, irradiating linear light extending in the film width direction on one surface of the film through the first polarizing plate,
The light passing through the second polarizing plate on the other side of the film is received by a CCD line sensor having a plurality of CCD cameras arranged along the first direction, and an image of the detection area of the film is taken. And a process of
Converting the output signal of the CCD line sensor into a digital signal;
Binarizing the digital signal and detecting the presence or absence of film defects based on the binarized signal,
The transmission axis direction of the first or second polarizing plate is parallel to the first direction, and the first direction in which a plurality of CCD cameras are arranged in the CCD line sensor is the width direction of the film. And inclining at an inclination angle of 25 degrees or less, and making the line direction of the light emitted from the linear light source parallel to the first direction.
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