JP2007139666A

JP2007139666A - 枚葉フィルム検査装置及び枚葉フィルム検査方法

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Publication number: JP2007139666A
Application number: JP2005336247A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Washisaki; 一郎鷲崎; Atsuhiko Shinozuka; 淳彦篠塚; Osamu Fukuda; 修福田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Takano Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd; Takano Co Ltd
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2007-06-07
Anticipated expiration: 2025-11-21
Also published as: TW200736597A; TWI435069B; KR20070053618A; JP4755888B2; CN1982060A

Abstract

【課題】検査領域から検査対象である断裁された枚葉フィルムの境界を抽出して自動的に認識し認識された領域内部に対して寸法検査、欠陥検査を実行する。
【解決手段】枚葉フィルム検査装置１は、断裁された枚葉フィルムを図１の搬送方向Ｙに搬送するローラと、搬送される枚葉フィルムの所定領域の画像データを取得するＣＣＤラインセンサ１５とを備え、ＣＣＤラインセンサ１５によって取得された画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する検査領域抽出手段としての画像処理部と、画像処理部によって抽出された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査処理部とを備えた検査処理部１７を備えている。検査処理部１７は、取得した画像データから枚葉フィルムのデータを抽出し、更に検査対象とする有効領域を決定し、最後に、この有効領域に対して欠陥検査、寸法検査等を行っている。ＣＣＤラインセンサ１５による取得データからワークを抽出する。
【選択図】図７

Description

本発明は、枚葉フィルムの欠陥検査領域を抽出しその領域に対して欠陥検査処理を行う枚葉フィルム検査装置及びその方法に関する。

一般に、熱可塑性樹脂のシート状形成体（以下、樹脂シートという場合がある）は、成形時、押出機から押し出された熱可塑性樹脂をロールの隙間に通して表面に平滑さや光沢を付与する処理が施され、引取ロールにより搬送ロール上を冷却されながら引き取られる（特許文献１参照）。また、このように成形された樹脂シートを断裁して、枚葉状に加工されたフィルム（以下、枚葉フィルムという。）が製造される（特許文献２参照）。例えば、偏光フィルム、位相差フィルム等の光学フィルムは、通常、樹脂シートを加工して製造され、これを断裁して枚葉フィルムとして液晶表示装置等に使用されている。

枚葉フィルムを製造する過程では、樹脂シートから枚葉フィルムを断裁する前段階の工程として、フィルムの傷、汚れ、品質等の欠陥検査、また寸法検査等が行われている。この欠陥検査は、人為的に行われる場合もあるが、近年、自動化要求が高まっている。

断裁されていないロール状の樹脂シートの場合、引取ロールに巻回された樹脂シートを連続的に引き出しながら、気泡、汚れ、異物等の不具合箇所を汎用の透過光測定等によって検査することができるが、対応製品に応じて様々なサイズや形状に断裁された枚葉フィルムでは、同様の検査手法で正確な欠陥検査ができないことがある。これに対して、例えば、特許文献３には、枚葉紙を位置決め装置によって所定の位置に位置決めし、位置決めされた印刷状態を欠陥検査器によって判別する技術が開示されている。

特開２００２−１２０２４９号公報特開２００５−５９５９３号公報特開２００１−３１５３０９号公報

上述したように、様々なサイズや形状に断裁された枚葉フィルムは、シート状製品の検品と同様に、例えば、コンベア等に連続的に並べて順次送りながら測定を行うにしても、検査対象であるシートが枚葉毎に不連続になっているため、その枚葉フィルムの境界が欠陥検出処理に影響してしまう。すなわち、シート境界であることが“欠陥”として検出されているのか、実際にシート上に欠陥箇所が存在するのかが区別できないことがあった。また、特許文献３のように枚葉サイズに合わせた所定領域に枚葉フィルムを配置して、その領域に対して欠陥測定等の処理を施す技術は提案されているが、枚葉フィルムが所定枠に対してずれている場合には、欠陥箇所を正しい位置で検出することができないし、位置決めのための機構が複雑化する。また、枚葉フィルムは、全内角が９０°といった正確な四角形に断裁されたものばかりではなく、適用製品によっては平行四辺形のように角が斜めに断裁された斜角品の場合もある。このような場合には、検査領域をその都度設計し直さなければならないといった問題があった。

そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、検査領域から検査対象である断裁された枚葉フィルムの境界を抽出して自動的に認識し、認識された領域内部に対して寸法検査、欠陥検査等を実行することができる枚葉フィルム検査装置及びその方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る枚葉フィルム検査装置は、所定大きさに断裁された枚葉フィルムを所定方向に連続して搬送するフィルム搬送手段と、フィルム搬送手段によって搬送される枚葉フィルムを含む画像データを取得する画像取得手段と、この画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する検査領域抽出手段と、検査領域抽出手段によって選択された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査手段とを有し、取得した画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し、更に有効領域を抽出し有効領域内の欠陥検査処理を行う。

本発明に係る枚葉フィルム検査装置において検査領域抽出手段は、画像データ内に境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別してもよい。このとき、欠陥検査手段は、この区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理を行う。

また、検査領域抽出手段は、画像データを画像処理単位に分割する画像処理手段を有していてもよい。このとき、分割された単位画像毎に枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する。そして、検査領域抽出手段は、単位画像内に境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別する。欠陥検査手段は、この区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理を行う。

また、枚葉フィルムが略平行四辺形であるとき、枚葉フィルムは一辺が搬送方向に略平行に配置され、枚葉フィルム検査装置において検査領域抽出手段は、画像データのフレーム端から対角の頂点に向かって枚葉フィルムと背景との境界を検出し、境界が検出されたときこの検出点において平行四辺形の一辺に対してなす角と同角度に所定の基準線を設定し、この基準線を搬送方向に平行移動して更に境界を検出する。基準線の一端が所定領域の一辺に達したときには、この一辺に沿って平行移動して更に境界を検出する。

また、枚葉フィルムが略平行四辺形であるとき、枚葉フィルムの搬送方向に平行な辺の境界を検出する手法としては、検査領域抽出手段は、所定領域の一端から対角の頂点に向かって枚葉フィルムと背景との境界を検出し、境界が検出されたときこの検出点において一辺に平行な基準線を設定し、この基準線を搬送方向と垂直方向に移動して更に境界を検出する。

また、本発明に係る枚葉フィルム検査方法は、所定大きさに断裁された枚葉フィルムを所定方向に連続して搬送するコンベアによりフィルムを搬送する工程と、搬送される枚葉フィルムが含まれる画像データを取得する画像取得工程と、画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する検査領域抽出工程と、検査領域抽出工程で選択された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査工程とを有し、取得した画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し、更に有効領域を抽出し有効領域内の欠陥検査処理を行う。

検査領域抽出工程では、画像データ内に境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別してもよい。欠陥検査工程では、区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理を行う。

検査領域抽出工程では、画像データ内に境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別されてもよい。欠陥検査工程では、この区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理が行われる。また、検査領域抽出工程では、所定領域の画像データは画像処理単位に分割され、この分割された単位画像毎に枚葉フィルムにおける検査有効領域が抽出されてもよい。

検査領域抽出工程では、単位画像内に境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別される。このとき、欠陥検査工程では、この区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理が行われる。

枚葉フィルムが略平行四辺形であるときには、検査領域抽出工程では、所定領域の一端から対角の頂点に向かって枚葉フィルムと背景との境界が検出され、境界が検出されたとき、検出点において平行四辺形の一辺に対してなす角と同角度に設定される基準線を搬送方向に平行移動して更に境界が検出される。検査領域抽出工程では、基準線の一端が所定領域の一辺に達したときこの一辺に沿って平行移動して更に境界が検出される。

また、枚葉フィルムが略平行四辺形であるとき、枚葉フィルムの搬送方向に平行な辺の境界を検出する手法としては、検査領域抽出工程において、所定領域の一端から対角の頂点に向かって枚葉フィルムと背景との境界を検出し、境界が検出されたときこの検出点において一辺に平行な基準線を設定し、この基準線を搬送方向と垂直方向に移動して更に境界を検出する。

本発明によれば、所定大きさに断裁された枚葉フィルムを所定方向に連続して搬送するフィルム搬送手段と、枚葉フィルムを含むフィルム搬送手段上の所定領域の画像データを取得する画像取得手段と、所定領域の画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する検査領域抽出手段と、検査領域抽出手段によって選択された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査手段とを有し、取得した画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し、更に有効領域を抽出し有効領域内の欠陥検査処理を行うことにより、検査領域から検査対象である断裁された枚葉フィルムの境界を抽出して自動的に認識し、認識された領域内部に対して寸法検査、欠陥検査等を実行することができる。

以下、本発明の実施の形態として示す枚葉フィルム検査装置について図面を参照して詳細に説明する。枚葉フィルム検査装置１の主要部を横方向からみた断面図を図１に示す。

枚葉フィルム検査装置１は、所定大きさに断裁された枚葉フィルムを一定方向に搬送し、この搬送過程でフィルム面を撮像し、撮像して得られた画像から欠陥検査を行う領域、すなわち枚葉フィルムにあたる部分を自動的に抽出し、抽出した領域に対して欠陥検査を行う検査装置である。

本実施の形態に適用可能な熱可塑性樹脂は、例えば、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、トリアセチルセルロース樹脂（ＴＡＣ）等であり、枚葉フィルムは、上述の熱可塑性樹脂を連続的に押し出して成形されるシート状成形体を所定形状の枚葉状に断裁してできるフィルムを指す。シート状成形体は、これらの熱可塑性樹脂の単独シート、また積層シート等である。

そして、本具体例において枚葉フィルムは、各頂点が所定角の略平行四辺形に断裁されている。以下の説明では、この枚葉フィルムをワークと呼ぶ。

枚葉フィルム検査装置１は、具体的な構成として、所定大きさに断裁された枚葉フィルム２を載置したコンベア等を図１の搬送方向Ｙに搬送するフィルム搬送手段として送出ローラ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと、受取ローラ１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを備えている。送出ローラ１２ａと受取ローラ１３ａとの間には、搬送される枚葉フィルムの所定領域の画像データを取得する画像取得手段が設けられている。本具体例では、画像取得手段としてＣＣＤラインセンサ１５を用いるが、センサとしては、ＣＣＤラインセンサのほかＣＣＤエリアセンサ等も使用可能である。また、搬送される枚葉フィルムを挟んでＣＣＤラインセンサ１５の対向位置には、検査光を発光する光源１６が設けられている。本具体例では、搬送方向Ｙに対してＣＣＤラインセンサ１５を境としたとき手前のローラを送出ローラ、先のローラを受取ローラと便宜上定義しているがこの限りではない。本具体例では搬送速度は、Ｙ方向に２ｍ〜１２ｍ／分程度に設定される。

また、枚葉フィルム検査装置１は、ＣＣＤラインセンサ１５によって取得された画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する検査領域抽出手段としての画像処理部と、画像処理部によって抽出された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査処理部とを備えた検査処理部１７を備えている。

また、枚葉フィルム検査装置１は、送出ローラと受取ローラとの間隔に適宜、フィルム検知センサ１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂを備えており、搬送される枚葉フィルムの位置等が検出できる構成になっている。

上述した枚葉フィルム検査装置１の各構成について具体的に説明する。本具体例で使用するＣＣＤラインセンサ１５は、幅方向に５０００画素程度並べたラインセンサであり、５５ｍｍのマクロレンズを通して光が入射する。図１では図示されていないが、本具体例では、ＣＣＤラインセンサ１５を２つ並列配置することにより枚葉フィルムの幅方向長さに対応している。

光源１６としては、メタルハライドランプ、ハロゲン伝送ライト、蛍光灯など、枚葉フィルムの組成及び性質に影響を与えない光を発光するものであれば、特に限定されない。光源１６からの検査光は、枚葉フィルムで透過されてＣＣＤラインセンサ１５で検出され、画像データとして検査処理部１７に送られる。

続いて、図２を用いて検査処理部１７の構成について説明する。検査処理部１７は、ＣＣＤラインセンサ１５において取得した画像データを入力するインターフェイス部１７１と、入力した画像データをメモリ１７３に保存する又はメモリから読み出す制御を行うメモリドライバ１７２と、ＣＣＤラインセンサ１５によって取得されメモリ１７３に格納された画像データから枚葉フィルムと背景との境界を検出し枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する検査領域抽出手段として働く画像処理部１７４と、画像処理部１７４で抽出された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査処理部１７５と、欠陥検査処理部において画像処理単位に分割された各単位画像から抽出された検査有効領域を合成して１枚の枚葉フィルムを再合成する合成手段としての画像合成部１７６とを備えており、これらの各構成が制御部１７７によって統括され制御されている。また、検査処理部１７は、上述の構成のほかにユーザによって操作入力が行われる操作パネル１７８、検査に関連するメッセージや検査結果を表示するための表示デバイスドライバ１７９及び表示デバイス１８０、更に図示しない音声出力部等を備えていてもよい。

検査処理部１７における画像処理部１７４は、制御部１７７に制御されて、ＣＣＤラインセンサ１５において取得されメモリ１７３に格納された画像データを画像処理を行う一単位に分割し、分割されてできた各単位画像に対して枚葉フィルム（ワーク）と背景との境界を検出する。そして、枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する。続いて、欠陥検査処理部１７５は、制御部１７７に制御されて、上述した画像処理部１７４で抽出された有効領域に対して欠陥検査、寸法検査等行う。そして、画像合成部１７６は、各単位画像に対して欠陥検査処理部１７５において抽出された各単位画像の検査有効領域を合成して実際の１枚の枚葉フィルムに対する欠陥情報を表示する画像を生成する。

以下では、画像処理部１７４において行われるワークの一部を抽出する処理、ワーク内の欠陥を検出する処理について説明する。

搬送される枚葉フィルムは、ＣＣＤラインセンサ１５の直下にあたる撮影ラインを通過する。この様子を図３に示す。図３には、略平行四辺形状に断裁された枚葉フィルム２１、２２、２３が送出ローラに挟持されて所定間隔で搬送方向Ｙに搬送される様子が示されている。また、この例では、ＣＣＤラインセンサ１５ａ、１５ｂを用意し、これらを並列配置することで、枚葉フィルムの幅に対応する有効視野領域を確保している。なお、説明の便宜上、略平行四辺形に断裁された枚葉フィルムは、１組の対辺を搬送方向Ｙに略平行とした状態で流し送られるものとする。このとき、対辺に対する斜辺をカット辺という。また、搬送方向Ｙに送られる枚葉フィルムの先頭を前方とし、先頭にあたる鋭角の対角の頂点を前方頂点と定義する。

画像処理部１７４は、欠陥検査処理に至る事前の処理として、ＣＣＤラインセンサ１５で取得した画像データの輝度を比較してワーク部分とワーク以外の背景と区別し、検査対象である枚葉フィルムに相当する領域のみを抽出する。ワークの検出は、透過光測定等の既存汎用の方法を用いることができる。ワーク検出の詳細は後述する。

枚葉フィルム２は、図３に示す搬送方向Ｙに送られて、検査点と記されたＣＣＤラインセンサ１５ａ、１５ｂの撮影ラインを通過する。所定期間が経過した後、メモリ１７３には枚葉フィルム２１、２２、２３の画像データが蓄積される。また、ワーク部分の抽出に際して画像処理部１７４は、メモリ１７３に一時格納された複数の枚葉フィルム部分を含む一連の画像データを画像処理単位に分割し、分割された単位画像毎に枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出し、この領域に対して欠陥処理を行っている。そして、これを所定期間分（所定データ量）毎に繰り返し行っている。なお、本具体例では、この処理単位をフレームという。なお、図２に示す本実施の形態では、インターフェイス部１７１を介してＣＣＤラインセンサ１５ａ及び１５ｂに接続されているとしているが、各ＣＣＤラインセンサに対してインターフェイス部、メモリ、メモリドライバをそれぞれ備える構成としてもよい。

次に、画像処理部１７４において、ＣＣＤラインセンサ１５による取得データからワークを抽出する抽出処理の概略を図４に示す。画像処理部１７４は、制御部１７７に制御されて、ステップＳ１として、メモリ１７３の画像データを所定のフレーム単位に分割する。このとき、フレームが元の画像のどの部分に相当するかを作業用のメモリ等に保存しておく。また、ステップＳ２として、フレームに含まれるワーク部分に相当する画像データを検出し、フレームから切り出されたワーク部分に関する情報（ワーク情報、又は切出情報という）を保存する。本具体例では、ＣＣＤラインセンサ１５を２つ並列配置しているため、２つのセンサの内どちらでサポートされる領域に含まれるかという情報も保存する。

画像処理部１７４は、制御部１７７に制御され、ステップＳ３として、フレームからワーク部分の切り出し処理を行う。そして、更にステップＳ４として、フレーム内で確定したワーク領域のうち検査対象とする有効領域を決定する。最終的に、ステップＳ５として、欠陥検査処理部１７５は、制御部１７７に制御されて、切り出されたワークのワーク情報に基づいてフレーム毎に抽出されたワークから同一の枚葉フィルムに相当する画像データを合成する。合成してできた１つの枚葉フィルムに対して欠陥検査、寸法検査等の処理を行う。あるフレーム単位から切り出されたワーク部分を同一の枚葉フィルムとして合成するか否かの判断は、図１７以降に示す処理により行う。後述する方法により、１つの枚葉フィルム分の画像データを合成する。

以下、ワークの検出、ワーク抽出等について、図４のフローチャート及び図５を参照してより詳細に説明する。図５は、図面Ｙ方向に搬送される平行四辺形の枚葉フィルムをＣＣＤラインセンサ１５の一方（例えば１５ａ）で撮像された視野領域から切り出された、あるフレームＦ_Ｌに含まれるワーク部分の種々のパターンを示している。図５の破線Ｌは、ワーク２１の一辺、すなわちワークと背景との一境界線を示す。フレーム内におけるワーク領域の存在可能性としては、図５（ａ）〜（ｅ）に分類できる。すなわち、ワークの前方頂点が僅かにフレーム内に含まれる場合（図５ａ）、ワーク２１がフレーム内に概ね含まれ前方斜辺と背景との境界がある場合（図５ｂ）、フレームがワーク２１の一部で占められる場合（図５ｃ）、ワーク２１がフレーム内に概ね含まれ後方斜辺と背景との境界がある場合（図５ｄ）、後方頂点が僅かにフレーム内に含まれる場合（図５（ｅ））である。

画像処理部１７４は、制御部１７７に制御されて、メモリ１７３に蓄積された画像データを分割してできたフレームに対して図４のステップＳ２に示すワーク検出を行う。はじめにワークの幅方向の決定について図６を用いて説明する。図６（ａ）〜（ｃ）には、ある１つのフレームが表されている。図６は、幅方向のフレームサイズが実際の取得データをフィルム中央で半分にしたドット数になっている場合である。図６（ａ）には、ＣＣＤラインセンサ１５ａで撮影した視野領域のフレームＦ_Ｌが示され、図６（ｂ）には、ＣＣＤラインセンサ１５ｂで撮影した視野領域のフレームＦ_Ｒが示されている。なお、これらの各フレームは、ＣＣＤラインセンサ１５ａ、ＣＣＤラインセンサ１５ｂから別々に入力される画像データであってもよいし、両者によって取得されたデータを統合してメモリ１７３に格納したものを検査処理のために左右部分に分割加工して得られるものであってもよい。

画像処理部１７４は、フレーム内の各ドットの輝度をワークの対角方向に検査し最初に輝度変化のあったドットを検出点Ｔとする。画像処理部１７４は、フレームの頂点から対角の頂点までを結んだ対角線上のドットを検査してもよいが、搬送されるワーク境界の一方が破線Ｌ上に誤差範囲で収まるとすれば、フレームにおけるＹ方向のワーク境界にあたる、若しくは境界付近のドットを予めパラメータとして決定しておくこともできる。すなわち、図６（ａ）に示すように、フレーム頂点ではないフレーム端上の決められたドット（例えば、ｎ×ｎ番目のドット）から検査を開始し、対角の頂点まで各ドットを順番に検査する。また、右半分のフレームＦＲを検査するときには、図６（ｂ）に示すように、フレーム頂点から対角方向に検査を開始しフレーム頂点ではないフレーム端上の決められたドットで検査を終了する。画像処理部１７４は、検出点Ｔを抽出した後も検査を続けて対角のフレーム頂点又はフレーム端上の決められたドットに至るまで別のワークの検出点を抽出する処理を行う。図６（ｃ）に示すように、フレーム境界が複数存在し輝度変化が複数回検出される場合には、ワーク２２の後方斜辺のフレーム境界Ｔ１に続いて、ワーク２２の前方斜辺のフレーム境界Ｔ２、ワーク２１の後方斜辺のフレーム境界Ｔ３が検出されることになる。

画像処理部１７４は、検出点を抽出すると、ステップＳ３のワーク切り出し処理を行う。このときの処理手順を図７及び図８に示す。図９及び図１０に示すように、フレーム内に搬送方向Ｙすなわちフレームの垂直方向をＶＢ、カット辺の辺方向をＶＡと定義し、所定のカット角で断裁されたワーク斜辺をＢＭライン、ＢＰラインと定義する。また、ワーク幅方向の境界をＡＭライン、ＡＰラインと定義する。

本具体例のようにワークが略平行四辺形状の場合、検査領域抽出手段として働く画像処理部１７４は、フレームの決められたドットから対角の頂点に向かってワークと背景との境界を検出し、境界が検出されたとき、この検出点（Ｔとする）において平行四辺形の斜辺と平行な基準線（ＢＬという）を設定する。図９に示すように、この基準線ＢＬを１ドット毎にＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、・・・のようにＶＢ方向に平行移動しつつ輝度変化を検出しワーク境界を検出する。以下、この流れについて説明する。

画像処理部１７４は、ステップＳ１１において、フレーム頂点又はフレーム頂点でないフレーム端上の決められたドットと、対角の頂点又は頂点でない任意のドットとを結ぶ走査線上の各ドットを順番に検査する。またはフレーム頂点と対角にある頂点ではないフレーム端上の決められたドットとを結ぶ走査線上を順番に検査する。ステップＳ１２において、画像処理部１７４は、ワークの境界を検出したか判別し、検出点が抽出されなければ、ステップＳ１３において、このフレームにはワークがないとして処理を終了する。ステップＳ１２においてワーク境界である検出点Ｔが検出された場合、画像処理部１７４は、ステップＳ１４として検出点Ｔを設定する。また、ステップＳ１５において、走査線上にある検出点Ｔの先のドットＴｆ、手前のドットＴｂの輝度値を求め、ステップＳ１６においてこれらを比較する。ステップＳ１６において、画像処理部１７４は、検出点手前Ｔｂの輝度値が大きい場合、ステップＳ１７で検出点Ｔを含むＶＡベクトルを基準線ＢＬと決定する。基準線ＢＬは、ＢＭラインそのものであってもよい。そして、ステップＳ１８において、検出点から＋ＶＢ方向へ基準線ＢＬを平行移動して１ラインずつワーク境界を検出する。ステップＳ１９においてワーク境界が検出されれば、ステップＳ２０において、検出されたワーク境界を含むＶＡベクトルをＢＰラインと決定する。ステップＳ１９においてワーク境界が検出されなければ、ステップＳ２１でフレーム枠をＢＰラインと決定する。

続いて、図７のＡから続く図８のステップＳ２２において、検出点Ｔから−ＶＡ方向に向かって１ドット毎に順次輝度値を検査する。ここでは、検出点Ｔを通るＶＢベクトルを基準線ＢＬ’とし、この基準線ＢＬ’をＢＭライン上に−ＶＡ方向に１ドット毎に平行移動して輝度変化を検出する。ステップＳ２３においてＶＡ方向のワーク境界を検出した場合、ステップＳ２４においてこの検出点Ｔ’を通るＶＢベクトル（基準線ＢＬ’）をＡＭラインと決定する。一方、ステップＳ２３においてＶＡ方向のワーク境界が検出されないとき、ステップＳ２５において、フレーム枠をＡＭラインと決定する。次に、ステップＳ２６において、検出点Ｔ’から逆方向（＋ＶＡ方向）に向かって、ステップＳ２４で決定された基準線ＢＬ’をＢＭライン上の１ドット毎に、ＢＬ’_１、ＢＬ’_２、ＢＬ’_３、・・・のように＋ＶＡ方向に平行移動しつつ輝度変化を検出しワーク境界を検出する。ステップＳ２７において＋ＶＡ方向のワーク境界を検出した場合、ステップＳ２８においてこの検出点を通るＶＢベクトル（基準線ＢＬ’）をＡＰラインと決定する。また、ステップＳ２７においてＢＭライン上に＋ＶＡ方向のワーク境界が検出されないとき、ステップＳ２９において、フレーム枠をＡＰラインと決定する。

一方、画像処理部１７４は、ステップＳ１６において、走査線上の検出点Ｔの先のドットＴｆの輝度値が大きい場合、ステップＳ３０に進み、この検出点Ｔを含むＶＡベクトルをＢＭラインと決定する。そして、ステップＳ３１において、検出点から−ＶＢ方向へＢＭラインを平行移動して１ラインずつワーク境界を検出する。ステップＳ３２において、ワーク境界が検出されれば、ステップＳ３３において、ワーク境界を含むＶＢベクトルをＢＭラインと決定する。また、ステップＳ３２においてワーク境界が検出されなければ、ステップＳ３４でフレーム枠をＢＭラインと決定する。以降は、ステップＳ２２からの工程に準ずる。

以上のように、画像処理部１７４は、図７、図８に具体的に示したワーク切り出し処理によってフレーム内におけるワーク領域を暫定的に検出することができる。続いて、画像処理部１７４は、図４に示すステップＳ３の処理として、ワーク領域を正確に切り出し、さらにワーク領域のうち検査対象とする有効領域を決定する。図７、図８に示すワーク切り出し処理によって大まかに切り出されたワーク外形の情報から、更に正確にワークの外形ラインのエッジ境界を求める。このエッジ算出について図１１を用いて説明する。

図１１には、フレームＦ内に上述した処理にて決定されたＡＰライン、ＡＭライン、ＢＰライン、ＢＭラインの各辺を境界とするワーク部分Ｗが示されている。このとき、ワーク部分Ｗの所定数内側のドットから外側に向かう方向に走査してワーク境界を正確に測定し各辺の位置と角度を算出する。必要に応じてＡＰライン、ＡＭライン、ＢＰライン、ＢＭラインを修正する。

角度ずれを補正する処理の一例について、以下に示す。図７及び図８を用いて説明した大まかなワークの切り出し処理を実行した後で、角度ずれを補正するために外形ラインのエッジ境界を正確に求める処理を行う。これを図１２乃至図１５を用いて説明する。図１３、図１４、図１５は、左側に位置するＣＣＤラインセンサ１５ａによって検出されるフレームの左半分Ｆ_Ｌの領域について示している。図における実線は、検出されたワーク各辺を示しており、点線は、実際のワーク境界を示している。

図１２は、角度ずれを補正する処理のフローチャートである。画像処理部１７４は、ステップＳ４１において、フレームＦ_Ｌ内に検出されたワーク領域においてワークの幅方向に可能な限り離れた任意２点ＢＰ１、ＢＰ２を決める。ステップＳ４２において、この２点を走査始点として該走査始点からワーク外側（図１３矢印方向）に向かって１ドットずつ順次走査する。ステップＳ４３において輝度変化を検出したか否かを判別し、２点からワーク外側へ向かう走査によりＢＰ’１、ＢＰ’２で輝度変化を検出した場合には、ステップＳ４４において、輝度変化を検出した検出点ＢＰ１とＢＰ２とを結んだ線を正確な境界線として補正し、フレームＦ_Ｌ内に検出された他の境界線に対して同様の補正を行い、上述の処理で求めた大まかなワーク境界を補正する。

この図１２の処理によれば、コンベア上の枚葉フィルムが角度ずれなく載置されている、又は予め決められたカット角度で切断された枚葉フィルムの角度ずれが若干量である場合には、フレームに含まれるワーク部分の幅方向の両枠に近い任意２点においてワーク内側から外側に向かって輝度変化を走査することによって、ワークの正確な境界を求めることができる。また、この一辺が正確に求まることにより、予め設定された枚葉フィルムの寸法に基づいて、ワーク内に検出される他の各辺に対しても正確か位置関係及び角度を取得することができる。

一方、図１４に示すように、コンベア上の枚葉フィルムが許容される角度ずれ以上に大きくずれている場合には、フレームに含まれるワーク部分の幅方向の両枠に近い任意２点においてワーク内側から外側に向かって輝度変化を走査するとき、予め設定された枚葉フィルムのカット角度に応じて、検出されたワークの内側に走査の始点を設定したはずでも、始点位置が実際のワーク境界位置の外側にあったり、実際のワーク境界位置がフレームの外にあったりすることがある。このとき、ステップＳ４３において、任意２点からワーク外側へ向けて輝度変化を走査しても正しく算出できない。この場合には、ステップＳ４５において、走査始点を所定量だけワーク幅方向に近づける（図１５矢印Ａ）、或いはワーク領域の内部（図１５矢印Ｂ）に移動して新たな走査始点とする。そして、走査線上に境界が見つかるまでステップＳ４２以降を繰り返すことにより、ワークの載置角度が大きくずれている場合であっても、走査上における実際の境界を正確に得ることができる。

以上の処理により得られたＡＰライン、ＡＭライン、ＢＰライン、ＢＭラインは、フレーム内のワーク部分を正確に表すものとなる。そして、ここで切り出されたワーク領域から、更にユーザ設定等により指定された、図１６に示す不検査領域外部分を除く処理が行われ、有効検査領域（図１６点線内）が決定される。最後に画像合成部１７６は、フレーム管理及び同一パネル判定を行う。以上一連の処理をフレーム毎に行ってリアルタイムで解析処理し、フレーム毎に抽出された検査有効領域を同一ワーク分に関して合成する。

続いて、画像合成部１７６における合成処理の一例について説明する。画像合成部１７６は、ステップＳ１において保存されたワーク情報（切出情報）を受け取って、このワーク情報に基づいて各フレームから検出されたワークの画像データから枚葉フィルムの画像データを合成する。本具体例では、ＣＣＤラインセンサ１５ａ，１５ｂを２つ並列配置しているため、１ワークは、一部重複領域を有して幅方向に略当分割された２つの画像データとして検出される。そのため、別々のセンサで別々に検出されたフレームのデータとワーク情報（切出情報）とを同一フレーム（又は同一ワーク）として扱うか否かを判別する必要がある。

ワークを含むフレームとＣＣＤラインセンサ１５による検出のされ方について、図１７に示す。図１７では、搬送される枚葉フィルムをＣＣＤラインセンサ１５ａ，１５ｂで順に検出されるところを模式的に示しており、図１７には、ＣＣＤラインセンサ１５ａによって検出される幅ｍａを有するフレームＦ１_Ｌと、フレームＦ１_Ｌと所定の重複幅をもってＣＣＤラインセンサ１５ｂによって検出される幅ｍｂを有するフレームＦ１_Ｒと、フレームＦ１_Ｌと搬送方向に所定の重複幅をもって検出されるフレームＦ２_Ｌと、フレームＦ１_Ｒと搬送方向に所定の重複幅をもって検出されるフレームＦ２_Ｒと、同様にして検出されるフレームＦ３_Ｌ、フレームＦ３_Ｒが示されている。搬送方向は、紙面下縁から上縁に向かう方向である。したがって、フレームＦ１_Ｌ，Ｆ１_Ｒに続いてフレームＦ２_Ｌ，Ｆ２_Ｒ、更にフレームＦ３_Ｌ，Ｆ３_Ｒの順番で撮影されて検出される。

あるワークが、図１７に示すようにフレームＦ１からフレームＦ２に亘って検出され、ＣＣＤラインセンサ１５ａ、１５ｂによってそれぞれ左右別々に検出されるとき、ステップＳ１では、合成処理の前処理として、フレームから図１３〜図１５を用いて説明した処理により検出されたワークの一部分から平行四辺形を仮想的に生成する。図１８に示すように、フレームＦ１_Ｌ内にワークの一部（部分ワークという）ｗ_１が検出されたとき、図１９に示すように、部分ワークｗ_１から平行四辺形Ｐ_１を生成する。同様に、図２０に示すように部分ワークｗ_２から平行四辺形Ｐ_２を、図２２に示すように部分ワークｗ_４から平行四辺形Ｐ_４を生成する。但し、図２１に示すように、部分ワークｗ_３そのものを平行四辺形Ｐ_３とすることができる場合もある。抽出された各平行四辺形は、フレームＦ１_Ｌ、フレームＦ１_Ｒの周辺領域も含めて仮想的に展開される座標等を用いて表現されて記憶される。

このような前処理の後、画像合成部１７６は、合成を判断する処理を実行する。合成処理について、図２３，図２４の模式図、及び図２５のフローチャートを用いて説明する。画像合成部１７６は、ステップＳ５１において、フレームＦ１_Ｌで検出されたワークｗ_１から生成した平行四辺形Ｐ_１と、フレームＦ１_Ｒで検出されたワークｗ_２から生成した平行四辺形Ｐ_２とを比較し、小さい方の部分ワークの重心を通る仮想垂直ラインＶを設定する。

ステップＳ５２において、画像合成部１７６は、図２３に示すように、ステップＳ５３において、各部分ワークの上辺及び下辺と仮想ラインＶとの交点ｖ１_ｕ、ｖ１_ｂ、ｖ２_ｕ、ｖ２_ｂを算出し、ステップＳ５４において、ｖ１_ｕ〜ｖ１_ｂとｖ２_ｕ〜ｖ２_ｂの重なり量を求めて、ステップＳ５５において比較する。重なり量がある場合、ステップＳ５６において、これらの部分ワークを合成する。このとき、図２４に示すように、合成の際には、上下左右の４辺を両部分ワークのより外側の辺とその延長線で囲まれる領域を新たな部分ワークとする。一方、ステップＳ５４において、重なり量がないと判別された場合、ステップＳ５７において、これら部分ワークが別のワークであるとする。

以上の処理をワークｗ_３，ｗ_４に対しても繰り返し行い、各ワークの合成を判別する。このとき、例えば、ワークｗ_３とワークｗ_１、又はワークｗ_３とワークｗ_２が同一ワークであるかの判別を上述のフローチャートに従って実行してもよいが、ステップＳ５６で作成された新たな部分ワークとワークｗ_３とを比較して、これら部分ワークが同一ワークに含まれるかどうかを判別してもよい。ワークｗ_４に関しても同様である。

したがって、上述した処理によれば、ワークｗ_１，ｗ_２，ｗ_３，ｗ_４を同一ワークであると判別して構成することができ、また、ワークｗ_４から生成される平行四辺形Ｐ_４と、図２６に示す、同じくフレームＦ２_Ｒに検出される次のワークＷ’の一部分である部分ワークｗ’から生成される平行四辺形Ｐ’とが別々のワークであることが検出可能である。

以上説明したように、枚葉フィルム検査装置１によれば、上述した処理により、断裁された枚葉フィルム１枚毎の欠陥情報と寸法情報とを正確に得ることができる。また、本発明の具体例として示す枚葉フィルム検査装置は、所定大きさに断裁された枚葉フィルムを所定方向に連続して搬送しながら、枚葉フィルムと背景とを含む所定領域の画像データから枚葉フィルムの境界を正確に検出することができる。

なお、検査処理部１７の各構成、画像処理部１７４、欠陥検査処理部１７５、合成処理部１７６等で実行される処理は、制御部１７６によって実行されるソフトウェアモジュールとして、通常、実現される。デバイス制御、マルチタスク動作環境、タイマ等の機能をもった一般的なマルチタスクＯＳ上で、図２において各構成の繋がりで達成される一連の枚葉フィルム検査処理を実行するプログラムによって各ソフトウェアモジュールを動作させることで実現することができる。

本発明の具体例として示す枚葉フィルム検査装置の主要部断面図である。上記枚葉フィルム検査装置における検査処理部を説明する構成図である。略平行四辺形状に断裁された枚葉フィルムが送出ローラに挟持されて所定間隔で搬送方向Ｙに搬送される様子を説明する模式図である。上記枚葉フィルム検査装置が取得データからワークを抽出する抽出処理を説明するフローチャートである。Ｙ方向に搬送される平行四辺形の枚葉フィルムをＣＣＤラインセンサで撮像して作成された１フレームに含まれるワーク部分の存在可能性を説明する概略図である。（ａ）はワークの左半分を含むフレームを示す模式図であり、（ｂ）はワーク右半分を含むフレームを示す模式図であり、（ｃ）は境界が複数存在するフレームを示す模式図である。本発明の具体例として示す枚葉フィルム検査装置におけるワーク検出とワーク切り出し処理を説明するフローチャートである。本発明の具体例として示す枚葉フィルム検査装置におけるワーク検出とワーク切り出し処理を説明するフローチャートである。本発明の具体例として示す枚葉フィルム検査装置におけるワーク切り出し処理を説明する模式図である。本発明の具体例として示す枚葉フィルム検査装置におけるワーク切り出し処理を説明する模式図である。本発明の具体例として示す枚葉フィルム検査装置において図７及び図８で示すワーク切り出し処理によって切り出されたワーク外形を説明する概略図である。角度ずれを補正する処理を説明するフローチャートである。角度ずれを補正する処理を説明する概略図である。角度ずれを補正する処理を説明する概略図である。角度ずれを補正する処理を説明する概略図である。切り出されたワークから有効検査領域を決定する処理を説明する概略図である。ワークを含むフレームとＣＣＤラインセンサによる検出のされ方の一例を説明する模式図である。フレームＦ１_Ｌ内に検出される部分ワークｗ_１を説明する模式図である。部分ワークｗ_１から仮想的に生成される平行四辺形Ｐ_１を説明する模式図である。部分ワークｗ_２から仮想的に生成される平行四辺形Ｐ_２を説明する模式図である。部分ワークｗ_３そのものを平行四辺形Ｐ_３とすることができる場合を説明する模式図である。部分ワークｗ_４から仮想的に生成される平行四辺形Ｐ_４を説明する模式図である。部分ワークが同一か否かを判別する処理を説明する模式図である。部分ワークが同一か否かを判別する処理を説明する模式図である。画像合成部において検出されたワークを同一ワークとして合成する処理を説明するフローチャートである。部分ワークｗ_４から生成される平行四辺形Ｐ_４と部分ワークｗ’から生成される平行四辺形Ｐ’とが別のワークであることを説明する模式図である。

符号の説明

１枚葉フィルム検査装置、２枚葉フィルム、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ送出ローラ、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ受取ローラ１５ＣＣＤラインセンサ、１６光源１７検査処理部、１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂフィルム検知センサ

Claims

所定大きさに断裁された枚葉フィルムを所定方向に連続して搬送するフィルム搬送手段と、
上記フィルム搬送手段によって搬送される枚葉フィルムを含む画像データを取得する画像取得手段と、
上記画像データ毎に上記枚葉フィルムと背景との境界を検出し上記枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する検査領域抽出手段と、
上記検査領域抽出手段によって抽出された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査手段と
を有することを特徴とする枚葉フィルム検査装置。
上記検査領域抽出手段は、上記画像データ内に上記境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別し、上記欠陥検査手段は、この区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理を行うことを特徴とする請求項１記載の枚葉フィルム検査装置。
上記検査領域抽出手段は、上記画像データを画像処理単位に分割する画像処理手段を有し、この分割された単位画像毎に上記枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出することを特徴とする請求項１記載の枚葉フィルム検査装置。
上記検査領域抽出手段は、上記単位画像内に上記境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別し、上記欠陥検査手段は、この区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理を行うことを特徴とする請求項３記載の枚葉フィルム検査装置。
上記単位画像毎に抽出された検査有効領域を同一枚葉フィルムに対して合成する合成手段を備えることを特徴とする請求項４記載の枚葉フィルム検査装置。
上記枚葉フィルムは、略平行四辺形であることを特徴とする請求項１記載の枚葉フィルム検査装置。
上記枚葉フィルムは、一辺が搬送方向に略平行に配置されており、上記検査領域抽出手段は、上記画像データのフレーム端から対角の頂点に向かって上記枚葉フィルムと背景の境界を検出し、上記境界が検出されたときこの検出点において上記平行四辺形の上記一辺に対してなす角と同角度に所定の基準線を設定し、この基準線を上記搬送方向に平行移動して更に境界を検出することを特徴とする請求項６記載の枚葉フィルム検査装置。
上記検査領域抽出手段は、上記基準線の一端が画像データの一辺に達したときこの一辺に沿って平行移動して更に境界を検出することを特徴とする請求項７記載の枚葉フィルム検査装置。
上記枚葉フィルムは、一辺が搬送方向に略平行に配置されており、上記検査領域抽出手段は、上記画像データのフレーム端から対角の頂点に向かって上記枚葉フィルムと背景の境界を検出し、上記境界が検出されたときこの検出点において上記一辺に平行な基準線を設定し、この基準線を上記搬送方向と垂直方向に移動して更に境界を検出することを特徴とする請求項６記載の枚葉フィルム検査装置。
所定大きさに断裁された枚葉フィルムを所定方向に連続して搬送するコンベアによりフィルムを搬送する工程と、
上記搬送される枚葉フィルムを含む画像データを取得する画像取得工程と、
上記画像データから上記枚葉フィルムと背景との境界を検出し上記枚葉フィルムにおける検査有効領域を抽出する検査領域抽出工程と、
上記検査領域抽出工程で抽出された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査工程と
を有することを特徴とする枚葉フィルム検査方法。
上記検査領域抽出工程では、上記画像データ内に上記境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別され、上記欠陥検査工程では、この区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理が行われることを特徴とする請求項１０記載の枚葉フィルム検査方法。
上記検査領域抽出工程では、上記画像データは画像処理単位に分割され、この分割された単位画像毎に上記枚葉フィルムにおける検査有効領域が抽出されることを特徴とする請求項１０記載の枚葉フィルム検査方法。
上記検査領域抽出工程では、上記単位画像内に上記境界が複数存在する場合、異なる検査有効領域として区別され、上記欠陥検査工程では、この区別された有効領域のそれぞれに対して欠陥検査処理が行われることを特徴とする請求項１２記載の枚葉フィルム検査方法。
上記単位画像毎に抽出された検査有効領域を同一枚葉フィルムに対して合成する合成工程を有することを特徴とする請求項１３記載の枚葉フィルム検査方法。
上記枚葉フィルムは、略平行四辺形であり、一辺が搬送方向に略平行に配置され、上記検査領域抽出工程では、上記画像データのフレーム端から対角の頂点に向かって上記枚葉フィルムと背景との境界が検出され、上記境界が検出されたとき、この検出点において上記平行四辺形の上記一辺に対してなす角と同角度に設定される基準線を上記搬送方向に平行移動して更に境界が検出されることを特徴とする請求項１０記載の枚葉フィルム検査方法。
上記検査領域抽出工程では、上記基準線の一端が上記フレーム端に達したときこの一辺に沿って平行移動して更に境界が検出されることを特徴とする請求項１５記載の枚葉フィルム検査方法。
上記枚葉フィルムは、略平行四辺形であり、一辺が搬送方向に略平行に配置されており、上記検査領域抽出工程では、上記所定領域の一端から対角の頂点に向かって上記枚葉フィルムと背景との境界が検出され、上記境界が検出されたときこの検出点において上記一辺に平行に設定される基準線を上記搬送方向と垂直方向に移動して更に境界が検出されることを特徴とする請求項１０記載の枚葉フィルム検査方法。