JP2009150792A - フィルムの検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、フィルムに形成した細線が所定の形状に形成されているか否かをインライン上でおこなえるフィルム検査装置を提供することにある。
【解決手段】検査装置１０は、メッシュフィルム１２が密着され、メッシュフィルム１２の移動速度に同期して回転する検査ローラ２０と、検査ローラ２０の上においてメッシュに焦点を合わせ、メッシュフィルム１２の一部分を拡大しながら撮影するカメラ２２と、カメラ２２の周囲からメッシュフィルム１２に光を照射する光源２４と、撮影された画像を演算処理してメッシュの異常を判定するコンピュータ４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面に細線を有するフィルムを製造するラインにおいて、インライン上で検査をおこなうフィルム検査装置に関するものである。

ＰＥＴ等の透明フィルムの上に金属細線でメッシュを形成したメッシュフィルムがある。メッシュフィルムは、金属細線の線幅が数十μｍであり、間隔が数百μｍであるため光を透過する。また、メッシュによって電磁波をシールドできる。そのため、プラズマディスプレイやコンピュータ、携帯電話などの各種電子機器の表面に取り付けられる。

金属細線の形成方法の例としては、透明フィルムに張り合わせた金属箔をフォトエッチング加工して、金属細線を作り、さらにその上に接着フィルムを熱圧着させて形成する方法や、金属粒子とバインダー樹脂と溶媒とを含む導電性ペーストをフィルムの表面に印刷し、乾燥させて形成する方法がある。メッシュが所望の形状に形成されているか否かの検査をおこなう必要がある。上記のようにメッシュはミクロンオーダーのものであり、顕微鏡などによってメッシュを拡大して検査する必要がある。拡大像による検査であるので、顕微鏡などの被写界深度が小さくなる。インライン上におけるメッシュフィルムは被写界深度の方向に振動するため、拡大像の焦点が合わずに、ピンボケ状態になり、拡大像によって検査をするのは難しい。現状ではインライン上においてメッシュフィルムの検査が難しい。

そこで、現在採用されている検査はインラインの最終工程で、メッシュフィルムのサンプルを抜き取り、机上におかれた顕微鏡などを使ったオフライン検査である。この方法では、サンプルを抜き取るための破壊検査となり、製造上あまり好ましくない。目視の検査であれば個人差があり、余分な作業工程が必要になる。またメッシュフィルムが枚葉ではなくロール状態で生産されているならば、ロールの最初と最後の部分を抜き取ることはできるが、ロールの中間は抜き取れない。製造途中で異常が発生すると、ロールの最後まで不良品を製造し続ける場合がある。

特許文献１にメッシュフィルムの線幅を画像処理によって精度良く検査する方法が開示されている。しかし、メッシュフィルムを製造するインライン上での検査ではなく、机上によるオフラインの検査である。したがって、上記のような課題がある。

特開２００４−３３３３５５号公報

本発明の目的は、フィルムに形成した細線が所定の形状に形成されているか否かをインライン上でおこなえるフィルム検査装置を提供することにある。

本発明のフィルム検査装置は、フィルムの透明フィルム側と密着し、フィルムの移動速度に同期して回転し、表面に光の無反射処理が施されたローラと、ローラに密着されたフィルムの細線に焦点を合わせ、フィルムの一部分を拡大して撮影する手段と、撮影する手段がフィルムを撮影するときに、細線の影を消す光をフィルムに照射する光源と、撮影する手段が撮影した画像に対して演算処理をおこない、フィルムに形成された細線の異常を検出する手段とを備える。

フィルムがローラに密着されながら移送される。このとき細線が上になっており、細線に焦点を合わせてフィルムの一部を拡大しながら撮影する手段で撮影する。撮影する際、細線の上方で且つ各方向からフィルムに対して光を照射するため、光無反射処理によってローラの暗色を背景に細線に影を作らずに撮影できる。ローラと細線との明暗差が高められ、演算処理を容易におこなえる。

ローラに施された光無反射処理は、黒色つや消し処理が好ましい。また、撮影する手段に焦点を調節するマイクロメータを取り付ける。さらに、細線は金属細線であり、異常を判定するために、撮影する手段が撮影したフィルムの画像から、メッシュを形成する金属細線を抽出し、抽出された金属細線の幅と間隔を求める手段と、金属細線の幅と間隔の所定値を記憶しておき、抽出された金属細線の幅と間隔が所定値に入らなければ異常と判定する手段としてコンピュータを機能させる。

本発明によれば、フィルムがローラに密着されることによって、被写界深度が非常に浅い拡大撮影であっても、細線にピントを合わせた画像を撮影できる。細線のバックとなるローラに光無反射処理を施しておくことによって、影を作らずに光を反射した細線を際だたせることができ、細線の異常を判定し易くできる。

本発明の細線が形成されたフィルムの検査装置について図面を用いて説明する。検査されるフィルムは従来技術で説明した透明フィルムの上に金属細線でメッシュが形成されたメッシュフィルムを使用する。メッシュフィルムの一例としては、金属細線の線幅が約５〜３０μｍであり、間隔が約１００〜５００μｍである。図３（ａ）に示すように、メッシュフィルム１２は、帯状の透明フィルム１４において一定間隔ごとに設けられた矩形領域１６に金属細線１８でメッシュが形成されている。透明フィルム１４にメッシュを形成後、メッシュフィルム１２をロール状に巻き取る途中で検査をおこなう。

図１、図２に示す本発明の検査装置１０は、メッシュフィルム１２が密着し、メッシュフィルム１２の移動速度に同期して回転する検査ローラ２０と、検査ローラ２０の上においてメッシュに焦点を合わせ、メッシュフィルム１２の一部分を拡大しながら撮影するカメラ２２と、カメラ２２の周囲からメッシュフィルム１２に光を照射する光源２４と、撮影された画像を演算処理してメッシュの異常を判定するコンピュータ４０とを備える。図１、図２において、金属細線１８は省略している。

検査ローラ２０の表面には光に対する無反射処理が施されている。光の無反射処理の一例として、黒色つや消し処理が挙げられる。これは、金属細線１８で形成されたメッシュが光を反射し、透明フィルム１４が光を透過するため、暗色を背景にメッシュを際だたせた画像を撮影できるためである。光の無反射処理によって検査ローラ２０からの不要な反射光を無くし、撮影する際のノイズを低減させることもできる。

検査ローラ２０の直径は約１５０〜３００ｍｍである。直径を小さくすると平面的に撮影できなくなる。拡大撮影をおこなうので被写界深度が浅くなり、撮影範囲が曲面であるとメッシュ全体に焦点が合わない。そのため、検査ローラ２０の直径は、ある程度の大きさが必要である。

検査ローラ２０にメッシュフィルム１２を密着させるためにガイドローラ２６を設ける。ガイドローラ２６、検査ローラ２０、ガイドローラ２６の順番で配置してメッシュフィルム１２を図２のように走行させる。検査ローラ２０の位置では、透明フィルム１４が検査ローラ２０に密着され、金属細線１８は検査ローラ２０と密着されない。各ローラ２０，２６がメッシュフィルム１２の移動速度に同期して回転する。メッシュフィルム１２を検査ローラ２０に密着させることによって、メッシュフィルム１２のばたつきを抑えている。

カメラ２２は、メッシュフィルム１２の一部を拡大するためのレンズ２８と、光を受光する２次元センサ３０と、レンズ２８と２次元センサ３０との間を結合する顕微鏡筒３２とを含む。レンズ２８は、顕微鏡やマイクロスコープなどに用いられる対物レンズを用いる。倍率は、約３〜３０倍である。２次元センサ３０はＣＣＤやＣＭＯＳの２次元イメージセンサである。撮影されるメッシュフィルム１２がぶれないように、移動するメッシュフィルム１２が写し止められる速度（受光時間）で２次元センサ３０が撮影する。２次元センサ３０が受光した光量値は画像データに変換してコンピュータ４０に送る。レンズ２８と２次元センサ３０との間には、顕微鏡やマイクロスコープなどに用いられる顕微鏡筒３２を用いられ、レンズ２８で拡大した像が２次元センサ３０に送られる。

カメラ２２にマイクロメータ３４を取り付け、被写界深度方向にカメラ２２を動かせるようにする。図２であれば上下方向である。このマイクロメータ３４を使用してメッシュに焦点が合うように調節する。図３（ｂ）に示すように、透明フィルム１４の上にメッシュ（金属細線１８）が形成されており、メッシュの頂点に焦点を合わせる。マイクロメータ３４は、オートフォーカスで焦点を合わせる構成であっても良い。

マイクロメータ３４にリニアモータ３６を取り付け、メッシュフィルム１２の幅方向にカメラ２２が移動できるようにする。カメラ２２はマイクロメータ３４を介してリニアモータ３６に取り付けられている。リニアモータ３６はリニアモータガイド３８で支えられている。コンピュータ４０でリニアモータ３６の移動を制御しても良い。さらに、メッシュの異常の位置を求めるために、リニアスケールによってメッシュフィルム１２の幅方向でのカメラ２２の位置を求め、コンピュータ４０にその位置のデータを送るようにしても良い。

撮影される画像にメッシュフィルム１２の金属細線１８の影が写らないようにするために、複数の光源２４がカメラ２２の周囲に設けられている。これらの複数の光源２４は、顕微鏡筒３２を中心にして並べられ、角形または円形になっている。２次元センサ３０が受光するタイミングに同調して光源２４が発光する。メッシュフィルム１２の上方からで且つメッシュフィルム１２の各方向に対して光が照射されるため、金属細線１８に影ができることなくカメラ２２で撮影される。また、検査装置１０が使用されるのは工場などの室内であるため、光源２４によって、２次元センサ３０がメッシュフィルム１２を撮像できるだけの光量を確保する。

カメラ２２は一定時間ごとに撮影をおこなう。図３（ａ）のメッシュフィルム１２の各領域１６ごとに１点または複数点を撮影しても良いし、複数の領域１６の中から１つの領域１６を選択して１点を撮影しても良い。

カメラ２２が撮影したメッシュフィルム１２の画像データは、コンピュータ４０に送られる。演算処理によって異常を判定するために、メッシュを形成する金属細線１８を抽出し、抽出された金属細線１８の幅と間隔を求める手段と、金属細線１８の幅と間隔の所定値を記憶しておき、抽出された金属細線１８の幅と間隔が所定値に入らなければ異常と判定する手段としてコンピュータ４０を動作させる。

上述したように、画像データ４４は検査ローラ２０の暗色を背景に白色に反射する金属細線１８が写っている（図４）。上記のように金属細線１８には影がないように写されている。したがって、金属細線１８の抽出は、画像データ４４の中から白い部分のデータを抜き出せば良い。白い部分のデータを抜き出すための前処理が少なく、画像データ４４はディジタルデータであるので非常に容易である。また、抽出した白い部分の幅の平均から、金属細線１８の外縁を決定し、この平行に並べられた外縁同士の距離を金属細線１８の幅や間隔としても良く、撮影時のノイズなどを除去できる。さらに、白い部分を抽出する前に、ノイズを除去する処理をおこなっても良い。

異常が検出されたら、警告灯に信号を送り、警告灯を点灯させたり、メッシュフィルム１２の製造装置を停止させるようにしても良い。コンピュータ４０は、異常を検出した画像データをモニタ４２に表示しても良い。さらに、メッシュフィルム１２の生産速度、センサ３０の撮影周期、リニアスケールの位置などから異常の位置を特定し、モニタ４２にその位置を表示するようにしても良い。

画像処理をおこなうときにピンボケ画像であれば白と黒の中間色が多くなる。画像データ４４から白色を抽出する際、一定量以上の中間色が検出されればカメラ２２の焦点が合っていないことを判定する手段を含めても良い。メッシュフィルム１２を巻き取る際の何らかの要因でカメラ２２の焦点がずれたときに対応することができ、正常な検査に復帰できるように調節し直すことができる。

上述した構成によって、一定時間ごとにメッシュフィルム１２を撮影して検査することができる。メッシュフィルム１２をロール状に巻き取る途中であっても検査が可能であり、ロールの途中でメッシュが切れたりするような異常が検出されればメッシュフィルム１２の製造装置を停止させることができる。

検査されるメッシュフィルム１２は、透明フィルム１４において一定間隔ごとの領域１６にメッシュを有したが、透明フィルム１４の上に連続的にメッシュを有していても本発明の装置が適用可能である。

透明フィルム１４に金属細線１８が形成されていれば、メッシュフィルム１２に限定されない。金属細線１８はメッシュ形状に限定されることはなく、種々の形状を金属細線１８で形成したものであっても良い。コンピュータ４０が線幅と間隔を検査したが、検査の内容によってはいずれか一方のみであっても良い。また、金属細線１８も種々の細線に変更可能である。この場合、撮影する際の検査ローラ２０と細線との明暗差が大きくなることが必要である。

検査ローラ２０が振動した際、カメラ２２も同じように振動するように、検査ローラ２０とカメラ２２を間接的に任意の部材で接続しても良い。検査ローラ２０の振動による焦点のズレを補正することができる。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

本発明の検査装置の構成を示す斜視図である。 本発明の検査装置の検査ロール付近を拡大した図である。 メッシュフィルムを示す図であり、（ａ）は帯状のメッシュフィルムの正面図であり、（ｂ）はメッシュフィルムの一部断面図である。 撮影した画像データの一例を示す図である。

符号の説明

１０：フィルムの検査装置
１２：メッシュフィルム
１４：透明フィルム
１６：領域
１８：金属細線
２０：検査ローラ
２２：カメラ
２４：光源
２６：ガイドローラ
２８：レンズ
３０：２次元センサ
３２：顕微鏡筒
３４：マイクロメータ
３６：リニアモータ
３８：リニアモータガイド
４０：コンピュータ
４２：モニタ
４４：画像

Claims (4)

1. 透明フィルムの片面に細線を形成したフィルムの検査装置であって、
   前記フィルムの透明フィルム側と密着し、フィルムの移動速度に同期して回転する、表面に光の無反射処理が施されたローラと、
   前記ローラに密着されたフィルムの細線に焦点を合わせ、フィルムの一部分を拡大して撮影する手段と、
   前記撮影する手段がフィルムを撮影するときに、細線の影を消す光をフィルムに照射する光源と、
   前記撮影する手段が撮影した画像に対して演算処理をおこない、フィルムに形成された細線の異常を検出する手段と、
   を備えた検査装置。
2. 前記光の無反射処理が、黒色つや消し処理である請求項１の検査装置。
3. 前記撮影する手段に焦点を調節するマイクロメータが取り付けられた請求項１または２の検査装置。
4. 前記細線が金属細線であり、金属細線によってメッシュが形成されており、
   前記異常を検出する手段が、
   前記撮影する手段が撮影した画像から、メッシュを形成する金属細線を抽出し、抽出された金属細線の幅と間隔を求める手段と、
   前記金属細線の幅と間隔の所定値を記憶しておき、抽出された金属細線の幅と間隔が所定値に入らなければ異常と判定する手段と、
   を含む請求項１乃至３のいずれかの検査装置。

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