JP2009236493A

JP2009236493A - 透明板の欠陥検査方法および装置

Info

Publication number: JP2009236493A
Application number: JP2008079068A
Authority: JP
Inventors: Seiji Masuda; 誠司増田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】透明板の欠陥検出方法および装置において、マスキングフィルムを貼り付けた透明板の欠陥の検出精度を向上することができるようにする。
【解決手段】マスキングフィルム１ｂが表面に貼り付けられた透明板１の欠陥検査方法であって、線状光源４を、透明板１を横切るとともに、検査光の光軸Ｏが透明板１の法線Ｎに対して角度θだけ傾斜し、かつラインＣＣＤカメラ３を、光軸Ｏに沿う方向から光照射領域の長手方句に沿って撮像できるように配置し、透明板１を配置せずに線状光源４の光量分布を測定する初期分布測定工程と、補正係数を算出する補正係数算出工程とを行い、その後、透明板１を移動させつつ、光量分布測定工程と、算出された補正係数を用いた光量補正工程と、補正後の光量分布を二値化処理して、閾値以下の部分を欠陥と判定する欠陥判定工程とを順次繰り返す。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明板の欠陥検査方法および装置に関する。例えば、マスキングフィルムを貼り付けた透明板の表層部の欠陥、例えば、マスキングフィルムや透明板に付着した切粉や、透明板に発生した打痕などからなる欠陥の欠陥検査方法および装置に関するものである。

近年、液晶表示装置を備えた携帯電話、パソコン用ディスプレイ、液晶ＴＶ，ビデオ一体型液晶ＴＶ、カーナビゲーションシステム等においては、高輝度で均一なバックライトが必要とされている。このような面光源の構造としては、蛍光ランプ等の光源を液晶パネルの下方に配置する直下方式のものと、光源を側面に配置して導光体を用いるエッジライト方式に大別される。このうち、エッジライト方式では、面光源をコンパクト化できるという特徴を有するが、導光体上に打痕が発生すると、その打痕の大きさが通常の製品では問題とならない程度の微小なものであっても、打痕によって発生する散乱光により他の場所に比べて輝度が高くなるという問題が発生し、不良となってしまう。
透明板の打痕は、一般的に透明板を保護するマスキングフィルム上面あるいは下面に切粉が付着し、製造工程のロールによって押し付けられたり、板を重ねられたりして行くに連れ、あるいは輸送時の振動により、切粉がマスキングフィルムに食い込んでマスキングフィルム上に傷が発生し、その切粉が大きい場合にはさらにマスキングフィルムを貫通して透明板上に傷がつく事によって発生する不良である。
切粉や打痕を検査する方法としては、従来、マスキングフィルムを貼り付けた透明板の上面や下面を肉眼で観察して、切粉があれば圧縮エア等で除去し、打痕が発生していればその大きさや数によって良品か不良品かの判定を行ってきた。しかし、量産中に全数検査を実施するのは非常に困難であり、しかも生産性が低下するため、現実的には抜き取り検査しか行えないといった問題があった。
このような問題に対し、例えば、特許文献１では、一定方向に移動可能に保持された検査したい目的物（透明板）の法線に、光軸が合わされた発光部（線状光源）を透明板の幅方向に沿って配置し、透明板を介して線状光源と対向させた受光部（撮像手段）によって透明板の透過光の光量を検出し、この透過光量分布から各種欠陥を検査することが提案されている。
また、特許文献２には、線状光源と検査対象物（透明板）との間にスリット部材を設けて、透明板への入射光の入射方向を規制することが提案されている。
また、特許文献３には、細長光源（線状光源）の光軸を、透明粘着シート体（透明板）の法線方向に対して、比較的大きな角度をつけて、線状光源と一次元ＣＣＤカメラ（撮像手段）とを設置して測定する方法が提案されている。
特開昭５４−２４０８１号公報特開平２−３６３３９号公報特開平５−１８０７８５号公報

上記のような従来の透明板の欠陥検査方法および装置には、以下のような問題があった。
特許文献１、２に記載の技術では、線状光源の発光ムラや撮像手段の受光特性により、透明板の幅方向に光量ムラが生じてしまう。このような光量ムラは、不良となる打痕や、不良となる打痕を発生させやすい大きさを持った切粉などによる光量変化を検出しにくくしたり、不良としては検出したくない軽微なエア噛みや打痕にならない程度の小さな切粉の光量変化を増長したりするため、検出すべき切粉や打痕を効率良く検出する事ができないという問題がある。
また、特許文献１、２に記載の技術では、線状光源の光軸が、透明板の法線方向に沿って設けられるので、透明板の端面の欠陥の検出精度が劣るという問題がある。
また、透明板の端面での欠陥の検出精度を改善するために、特許文献３のように、検査光を透明板の法線に対する斜め方向から入射させて欠陥を検出する方法が開示されている。これにより欠陥の検出精度は改善されるが、マスキングフィルムを貼り付けた透明体の場合、入射角に応じてマスキングフィルムにおける光の吸収があるため、光量ムラが生じてしまうという問題がある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、マスキングフィルムを貼り付けた透明体の欠陥の検出精度を向上することができる透明体の欠陥検出方法および装置を提供することを目的とする。

本発明者はこのような状況に鑑み、マスキングフィルムを貼り付けた透明板の表層部の欠陥検出について鋭意検討した結果、本発明に到達したものである。
すなわち本発明の透明体の欠陥検査方法は、光透過性を有するマスキングフィルムが表面に貼り付けられた透明板を被検体として、略直線状の光照射領域に検査光を投射する線状光源を用いて、前記被検体の一方の表面側から該被検体に前記検査光を投射し、前記被検体の他方の表面側に配置された撮像手段によって、前記検査光の透過光を撮像して前記被検体の欠陥検査を行う透明板の欠陥検査方法であって、
前記線状光源を、前記検査光の光軸が前記被検体の表面の法線に対して角度θ（ただし、θ＞０°）だけ傾斜し、かつ前記光照射領域が前記被検体を幅方向に横断するように配置するとともに、前記撮像手段を、前記検査光の光軸に沿う方向から、前記光照射領域を長手方向に沿って撮像できるように配置し、前記線状光源と前記撮像手段の間に前記被検体を配置しない状態で、前記線状光源によって前記検査光を投射し、前記撮像手段によって前記検査光を撮像して前記光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する初期分布測定工程と、該初期分布測定工程で測定された光量分布における光量ムラを補正する補正係数を算出する補正係数算出工程とを行い、その後、前記線状光源と前記撮像手段との間に前記被検体を配置し、以下の工程を行うことにより、前記被検体の欠陥検査を行う方法である。
（１）線状光源と撮像手段の間に被検体を配置しない状態で、前記線状光源によって検査光を投射し、前記撮像手段によって前記検査光を撮像して光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する初期分布測定工程
（２）初期分布測定工程で測定された光量分布における光量ムラを補正する補正係数を算出する補正係数算出工程
（３）線状光源と撮像手段との間に被検体を配置した状態で、
前記撮像手段によって、検査光の前記被検体からの透過光を撮像して光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する光量分布測定工程
（４）光量分布測定工程で測定された光量分布を、補正係数算出工程で算出された補正係数を用いて光量補正する光量補正工程
（５）光量補正工程による光量補正後の光量分布を、予め設定された閾値によって二値化処理して、前記閾値以下の光量の部分を欠陥と判定する欠陥判定工程

また、本発明の透明板の欠陥検査方法では、前記角度θを、５°以上、３０°以下の範囲に設定することが好ましい。

また、本発明の透明板の欠陥検査方法では、前記被検体は、前記光照射領域に交差する一定の移動方向に移動可能に保持され、前記線状光源は、前記検査光の光軸が前記被検体の表面の法線に対して前記移動方向下流側に傾斜した配置とされ、前記被検体を前記移動方向に移動させつつ、少なくとも前記光量分布測定工程および前記光量補正工程を繰り返して行うが好ましい。

さらに本発明の透明板の欠陥検査装置は、光透過性を有するマスキングフィルムが表面に貼り付けられた透明板を被検体として、略直線状の光照射領域に検査光を投射する線状光源を用いて、前記被検体の一方の表面側から該被検体に前記検査光を投射し、前記被検体の他方の表面側に配置された撮像手段によって、前記検査光の透過光を撮像して前記被検体の欠陥検査を行う透明板の欠陥検査装置であって、前記線状光源は、前記検査光の光軸が前記被検体の表面の法線に対して角度θ（ただし、θ＞０°）だけ傾斜され、かつ前記光照射領域が前記被検体を幅方向に横断するように配置され、前記撮像手段は、前記検査光の光軸に沿う方向から、前記光照射領域を長手方向に沿って撮像できるように配置され、前記線状光源と前記撮像手段の間に前記被検体を配置しない状態で、前記線状光源によって前記検査光を投射し、前記撮像手段によって前記検査光を撮像して前記光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する初期分布測定を行い、該初期分布測定で測定された光量分布における光量ムラを補正する補正係数を算出し、前記線状光源と前記撮像手段との間に前記被検体を配置した状態で、前記撮像手段によって、前記検査光の前記被検体からの透過光を撮像して前記光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する光量分布測定を行い、
該光量分布測定で測定された光量分布を、前記補正係数を用いて光量補正を行い、該光量補正後の光量分布を、予め設定された閾値によって二値化処理して、前記閾値以下の光量の部分を欠陥と判定する測定処理部を備える装置であることが好ましい。

本発明の透明板の欠陥検査方法および装置によれば、光量分布測定工程で測定された光量分布における線状光源の光量ムラや撮像手段の受光感度ムラなどを補正しているので、マスキングフィルムを貼り付けた透明板の欠陥の検出精度を向上することができるという効果を奏する。

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の透明板の欠陥検査方法に用いることができる欠陥検査装置の概略構成を示す模式的な平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

（透明板）
まず、本実施形態の欠陥検査方法の被検体である透明板１の一例について説明する。
透明板１は、図１、２に示すように、平面視矩形状の透明板本体１ａの端面以外の少なくとも片方の表面に、該表面を保護するため、透明板本体１ａと同じ大きさのマスキングフィルム１ｂを貼り付けたものである。透明板１は、後述する光照射領域に交差する一定の移動方向に移動可能に支持されている。そして、本実施形態では、このような透明板１を不図示の移動機構によって、一定の移動方向（図示矢印Ｂ方向）に水平に移動させながら、欠陥検査を行っていく。移動方向に沿って透明板１が複数存在する場合、各透明板１は、端面１ｃ、１ｃが移動方向に直交するように配置され、他の端面１ｄ、１ｄは移動方向に平行に配置され、各透明板１間の端面１ｃ同士を移動方向に対向させた状態で、一定間隔を空けて移動させることが好ましい。以下では、端面１ｄ、１ｄが対向する方向を、透明板１の幅方向と称する。なお、透明板１の移動速度は、欠陥検査の効率化の観点から０．０１ｍ／分以上が好ましく、欠陥の検出精度の観点から２０ｍ／分以下が好ましい。

透明板本体１ａは、例えば、液晶表示装置を備えた携帯電話、パソコン用ディスプレイ、液晶ＴＶ，ビデオ一体型液晶ＴＶ、カーナビゲーションシステム等においては、エッジライト方式のバックライトユニットに用いる導光板などに用いることができるものである。
透明板本体１ａの材質としては、ガラスや透明樹脂などが挙げられるが、軽量化が要求される分野で使用する場合には、透明樹脂を用いた透明樹脂板が好ましく、さらに好ましくは透明樹脂の中でも全光線透過率の高いメタクリル樹脂を使用する事が望ましい。
本実施形態では、メタクリル樹脂を用いた場合で説明する。

透明板本体１ａに用いるメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチル単位７０質量％以上１００質量％以下と、メタクリル酸メチルと共重合可能なモノマー単位０質量％以上３０質量％以下とからなる樹脂が好ましい。
メタクリル酸メチルと共重合可能なモノマーとしては、アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル等のメチルメタクリレート以外の（メタ）アクリル酸エステル類；エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類；スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体類；フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド類；無水マレイン酸等を例示することができる。ここで、「（メタ）アクリ」とは「メタクリ」あるいは「アクリ」を表す。
さらに、メタクリル酸メチル共重合体の耐衝撃性の向上を目的として、アクリル酸エステルを主成分とするゴム状共重合体存在下にメタクリル酸エステルを主成分とするモノマーをグラフト重合した共重合体を含む樹脂を前記メタクリル樹脂と併用することもできる。

マスキングフィルム１ｂとしては、ポリオレフィンやポロエステル等の可視光透過性を有する合成樹脂フィルムを採用することができる。光透過率は高い方が好ましいが、無色の透明フィルムには限定されず、着色された光透過性のフィルムを用いてもよい。

透明板本体１ａは、例えば、エッジライト方式のバックライトの導光板に用いる場合、表面を内部反射面として用いるため、表面の微小な打痕や異物付着が、不良の原因となる主な欠陥である。これらの欠陥は、一般に大きいほど、画質などに及ぼす影響が大きくなり、一定の大きさ以下であれば、許容することができる。
このような欠陥は、製造工程や移動中に、突起部または角部を有する何らかの固体により直接的な打撃を受けることで発生する場合や、マスキングフィルム１ｂ上、あるいは透明板本体１ａとマスキングフィルム１ｂとの間に、例えば切粉などの微小な固形物が付着し、この固形物が、例えば透明板１を載置する載置面や搬送ローラなどによって、押圧されて打痕が生じたり、切粉が表面に固着したりして発生する場合がある。
このため、透明板１の検査では、透明板本体１ａの表面にすでに形成された一定の大きさ以上の打痕を検出するとともに、下流工程で打痕などの欠陥を発生させる可能性がある一定の大きさ以上の付着物、すなわちマスキングフィルム１ｂ上あるいは透明板本体１ａとマスキングフィルム１ｂとの間に付着した一定の大きさ以上の切粉などの固形物も検出する必要がある。
これに対して、マスキングフィルム１ｂは、使用時や組立時には必要に応じて剥がすものなので、マスキングフィルム１ｂの貼りムラや、透明板本体１ａとマスキングフィルム１ｂとの間に気泡が挟み込まれて発生するエア噛みなどは欠陥とならない。そのため、このような貼りムラやエア噛みは検出しないようにする必要がある。

（欠陥検査装置）
次に、本実施形態の透明板の欠陥検査方法に用いる欠陥検査装置（測定系）の構成の一例について説明する。
本実施形態に係る欠陥検査装置１０の概略構成は、図１、２に示すように、線状光源４、ラインＣＣＤカメラ３（撮像手段）、および測定処理部５からなる。なお、特に図示しないが、透明板１を、水平面内で幅方向に直交する移動方向に移動するために適宜の移動機構が、移動方向に沿って設けられている。このような移動機構としては、例えば、複数の搬送ローラを回転駆動する移動機構を挙げることができる。

線状光源４は、透明板１に検査光を発生して、透明板１の表面で直線状の光照射領域に検査光を投射するもので、光照射領域の大きさに応じて線状光源４を配置すればよい。本実施形態では透明板１の下方に透明板１の幅方向に沿って、３本が配置されている。これらの線状光源４は、透明板１の下面で、幅方向に連続する略線状の領域を照射できるように、平面視で端部が重なり合うような千鳥状に配置されている。
なお、本明細書で、直線状の光照射領域とは、短手幅が一定で長手方向が直線に沿って延びる帯状の光照射領域を意味する。また、略直線状の光照射領域とは、短手幅が変動する場合に該短手幅が一定範囲にあり長手方向が直線に沿って延びる領域がこの長手方向に沿って連続的に存在する帯状の光照射領域を意味する。

各線状光源４は、本実施形態では、蛍光灯４ａと反射板４ｂとからなる構成とされ、線状光源４の光軸Ｏは、透明板１表面の法線Ｎに対して、透明板１の移動方向下流側に角度θ（ただし、θ＞０°）だけ傾斜されている。
角度θの大きさは、マスキングフィルム１ｂの透過率特性にもよるが、良好な透過光を得るためには、５°〜３０°の範囲とすることが好ましい。

なお、線状光源４に用いることができる光源は、直線状の光照射領域に検査光を投射できれば、蛍光灯４ａには限定されない。例えば、ハロゲンランプなどの他の線状光源でもよい。
また、発光ダイオード、レーザーなど、発光部が線状でない光源であっても、例えば、複数個のものを直線上に配列したり、光ファイバ束などの導光手段やレンズなどの集光手段を用いて、直線状の領域に光を投射させることで、線状光源４として用いることができる。

ラインＣＣＤカメラ３は、撮像光学系とラインＣＣＤとを備え、線状光源４によって、透明板１の下面側から照射された検査光のうち、上面側に透過された透過光を撮像光学系によってラインＣＣＤに撮像面上に結像し、光電変換して、輝度信号を測定処理部５に送出するものである。
ラインＣＣＤカメラ３の撮像光軸は、線状光源４の光軸Ｏに沿うように設けられている。このため、ラインＣＣＤカメラ３の撮像光軸は、法線Ｎに対して、透明板１の移動方向上流側に角度θだけ傾斜されている。
なお、ラインＣＣＤカメラ３の撮像光学系の焦点位置は、透明板１の端面以外の両方の表面（上面および下面）が被写界深度内に入るように設定する。

ラインＣＣＤカメラ３は、透明板１の幅方向にわたる光照射領域内のライン画像を撮像できれば１台からなる構成、または複数からなる構成としてもよいが、本実施形態では、幅方向にわたって８台を配置している。各ラインＣＣＤカメラ３の撮像範囲は、隣り合うラインＣＣＤカメラ３の撮像範囲と一部重複させることで、各線状光源４が形成する各光照射領域もれなく撮像できるようにしている。このため、透明板１の全幅における透過光の光量分布を測定することが可能となっている。

測定処理部５は、各ラインＣＣＤカメラ３から送出された輝度信号に演算処理を施して、検査光の透過光の幅方向における光量分布を測定するものである。本実施形態では、８台のラインＣＣＤカメラ３から得られる８組の輝度信号データから、透明板１の幅方向に沿う光量分布を表す輝度信号データを生成することができるようになっている。
また、輝度信号データに演算処理を施して、取得された光量分布の光量ムラを補正する補正係数を算出し、この補正係数を用いて、他に取得された光量分布を光量補正することができるようになっている。
また、光量補正された光量分布を予め記憶された閾値に基づいて二値化処理を行い、閾値より低輝度と判定された部分を欠陥と判定できるようになっている。

測定処理部５の装置構成は、これらの演算処理等を行う適宜のハードウェアを採用することができるが、本実施形態では、ＣＰＵ、メモリ、入出力インタフェース、外部記憶装置などを備えるコンピュータによって構成し、上記各処理を、それぞれに対応するプログラムを実行することで実現している。

（欠陥検査方法）
次に、本実施形態に係る透明板の欠陥検査方法について説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る透明板の欠陥検査方法によって取得された光量補正後の光量分布の一例を示すグラフである。横軸は撮像手段の画素に対応する位置を表し、縦軸は輝度値を示す。
本方法は、（１）初期分布測定工程、（２）補正係数算出工程、（３）光量分布測定工程、（４）光量補正工程、および（５）欠陥判定工程を備える。以下、順を追って説明する。

（１）初期分布測定工程
初期分布測定工程は、線状光源４とラインＣＣＤカメラ３との間に透明板１を配置しない状態で、線状光源４を点灯して検査光を照射させ、ラインＣＣＤカメラ３によってこの検査光による撮像を行い、線状光源４の光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する工程である。この工程により線状光源の光照射量域の長手方向に沿う方向における光量ムラや、撮像手段の受光感度ムラなど、被検体の欠陥と関係しない測定系の光量ムラを求めることができる。
各ラインＣＣＤカメラ３によって撮像され、光電変換された輝度信号データは、それぞれ測定処理部５に送出される。
各ラインＣＣＤカメラ３から送出された輝度信号データは、各線状光源４の発光特性に基づく光量ムラと、各ラインＣＣＤカメラ３の撮像光学系の光学特性や画素ごとの受光感度特性のバラツキとからなる光量ムラ（以下、測定系の光量ムラと称する）を含む光量分布となっている。

（２）補正係数算出工程
次に、補正係数算出工程では、初期分布測定工程で取得された光量分布における測定系の光量ムラを補正する補正係数を算出する。例えば、ラインＣＣＤカメラ３のｉ番目の画素における輝度値をＰ_ｉとし、ラインＣＣＤカメラ３の全画素の平均輝度値をＰ_ａｖｅとするとき、補正係数ｋ_ｉとして、ｋ_ｉ＝Ｐ_ａｖｅ／Ｐ_ｉを採用することができる。
各ラインＣＣＤカメラ３の各画素の補正係数ｋ_ｉは、測定処理部５に記憶しておく。
なお、補正係数ｋ_ｉを求めるための輝度値Ｐ_ｉは、一回の測定値には限定されず、必要に応じて、複数の測定値の時間平均を用いてもよい。

次に、点灯された線状光源４とラインＣＣＤカメラ３との間で、透明板１を移動方向に移動させつつ、以下の各工程を行う。
（３）光量分布測定工程
まず、光量分布測定工程では、各ラインＣＣＤカメラ３によって、線状光源４から光照射領域に投射される検査光のうち、透明板１を透過した透過光を撮像して、光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する。この工程では、測定系の光量ムラと、被検体の欠陥による光量変化とが重畳された状態で、光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定することになる。
各ラインＣＣＤカメラ３によって撮像され、光電変換された輝度信号データは、それぞれ測定処理部５に送出される。
各ラインＣＣＤカメラ３から送出された輝度信号データは、測定系の光量ムラを含むとともに、透明板１に欠陥が存在する場合、その欠陥の影響による光量低下を含む光量分布となっている。
この光量分布でのラインＣＣＤカメラ３のｉ番目の画素における輝度値をＱ_ｉと表す。

（４）光量補正工程
次に光量補正工程では、光量分布測定工程で得られた光量分布に対して、補正係数算出工程で得られた補正係数を用いて光量補正を行い、測定系の光量ムラを補正する。具体的には、光量分布測定工程で測定された光量分布における各画素における輝度値Ｑ_ｉに対して、補正係数ｋ_ｉを乗じて、光量補正された輝度値ｑ_ｉを算出する。すなわち、ｑ_ｉ＝ｋ_ｉ・Ｑ_ｉである。これにより、輝度値ｑ_ｉからは、輝度値Ｑ_ｉに含まれている測定系の光量ムラの影響が取り除かれる。
このようにして、測定系の光量ムラの影響が除去された透明板１の幅方向に光量分布が得られる。
なお、本実施形態では、２つのラインＣＣＤカメラ３が重複する領域では、輝度値ｑｉが２個ずつ存在するが、これらは、いずれか一方を選択してもよいし、それぞれの平均値を対応する画素の輝度値ｑ_ｉとして用いるようにしてもよい。

このような光量補正された光量分布においては、輝度値の低下した部分は、何らかの欠陥が存在する可能性がある。
例えば、透明板本体１ａ上に微小な打痕が生じたり、透明板本体１ａ上やマスキングフィルム１ｂの表面に微小な切粉などの固形物が付着したりすると、検査光が散乱されたり、吸収されたりするため、ラインＣＣＤカメラ３に到達する光量が低下する。
例えば、図３に曲線５０で示すような光量分布が得られる。この例では、位置ｊで最低のピークレベルとして、輝度値ｑ_ｊをとる略Ｖ字状の光量低下が現れる。
このような光量低下部分の最低のピークレベルと、欠陥の大きさとの間には相関関係があり、一定閾値ｑ_ｔｈ以下の光量低下部分（位置ｍから位置ｎまで）には、不良となる打痕などの欠陥、もしくは欠陥となりうる切粉などの付着物が見られる。

（５）欠陥判定工程
そこで、欠陥判定工程では、測定系の光量分布に起因する光量ムラが補正によりキャンセルされた光量分布を、予め設定された閾値によって二値化処理して、閾値以下の光量の部分を欠陥と判定することとができる。すなわち光量補正工程による光量補正後の光量分布を、予め設定された閾値ｑ_ｔｈによって二値化処理して、閾値ｑ_ｔｈ以下の光量の部分を欠陥と判定し、欠陥部分の画素位置を測定処理部５に記憶する。ここで閾値の設定は、従前の目視による判定基準に合わせることにする。
そして、光量分布測定工程および光量補正工程を、透明板１の移動に合わせて一定のタイミングで繰り返すことにより、透明板１上での２次元的な欠陥分布の情報が取得され、測定処理部５に蓄積されていく。
１枚の透明板１の検査が終了したら、測定処理部５に記憶された前記二値化処理による欠陥判定の情報に基づいて、透明板１の合否の判定を行う。そして、次の透明板１の検査を開始する。

次の検査の開始時には、測定系の光量ムラが経時的に安定している場合には、上記の初期分布測定工程、および補正係数算出工程は省略することができる。
ただし、線状光源４の光量分布に経時変化があるような場合などでは、適宜、初期分布測定工程、および補正係数算出工程を行うようにすることが好ましい。例えば、複数の透明板１を間を置いて連続的に移動させる場合に、各透明板１の離間された部分が線状光源４およびラインＣＣＤカメラ３の間を通過するタイミングで、初期分布測定工程、および補正係数算出工程行うようにすることができる。

本実施形態の透明板の欠陥検査方法によれば、補正係数算出工程で算出された補正係数を光量分布測定工程で測定された光量分布に乗ずることで、測定系の光量ムラを補正することができるので、線状光源４に光量ムラが存在したり、ラインＣＣＤカメラ３に受光感度バラツキが存在したりする場合にも、マスキングフィルム１ｂを貼り付けた透明板１における欠陥の検出精度を向上することができる。

また、本実施形態では、線状光源４の光軸Ｏを透明板１の法線Ｎに対して傾斜させているため、端面１ｃに検査光が斜め入射して、透過光になるため、ラインＣＣＤカメラ３上に、端面１ｃの画像が投影される。このため、端面１ｃに切欠きや打痕などの欠陥が存在する場合に、このような欠陥の検出を行うことが可能となる。
また、透明板１の移動に伴って変化する、欠陥が存在しない部分における光量分布を検知することで、端面１ｃの位置や形状が明瞭に検知される。
したがって、ラインＣＣＤカメラ３が取得する画像上から、端面１ｃからの移動方向における欠陥の位置を正確に特定することが可能となる。
角度θが小さすぎる場合には、端面１ｃに入射して透過する光成分が少なすぎるため、端面１ｃの欠陥による光量低下量が少なくなり、欠陥の検出精度が劣ってしまう。また、端面１ｃの位置を判別することも難しくなるため、検出された欠陥が端面１ｃに存在するかどうか正確には判断できなくなる。
また、角度θが大きすぎる場合、透明板１の端面１ｃでの欠陥検出精度および端面１ｃの位置の判別精度は向上できるものの、透明板１の表面に対する入射角が大きくなりすぎ、この斜め入射によるマスキングフィルム１ｂでの光の吸収が大きくなりすぎる。このため、ラインＣＣＤカメラ３に十分な光量が到達しなくなり、透明板１の表面での欠陥の検出精度が悪くなる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。
図４は、本発明の実施形態の変形例に係る透明板の欠陥検査方法に用いることができる欠陥検査装置の概略構成を示す模式的な平面図である。

本変形例は、上記実施形態の透明板の欠陥検査方法において、線状光源４の光照射領域を、透明板１の幅方向に対して斜めに傾斜させた配置として、上記実施形態の各工程を同様に行うものである。
このため、図４に示すように、欠陥検査装置１０において、各線状光源４、各ラインＣＣＤカメラ３の位置を水平面内で、それぞれ角度α（ただし、αは角度）だけ回転させた配置とする。

本変形例によれば、線状光源４からの検査光が、透明板１の端面１ｃおよび端面１ｄに斜め入射することになる。このため、端面１ｄに存在する欠陥も端面１ｃに存在する欠陥と同時に検査することができる。

なお、上記の説明では、被検体が矩形板状の場合の例で説明したが、被検体は、一定幅で移動方向に連続されたシート状の透明板であってもよい。

また、上記の説明では、線状光源が被検体の幅よりも短い複数からなり、端部が重複するように千鳥状に配置された場合の例で説明したが、被検体の幅よりも長い１つの線状光源を用いてもよい。

以下では、本実施形態の透明板の欠陥検査方法の実施例について説明する。
まず、本実施例に共通する欠陥検査装置１０の設定条件、および被検体の条件について説明する。
欠陥検査装置１０の線状光源４としては、蛍光灯４ａとして、１００Ｖ、６５Ｗのもの３本を千鳥状に配置し、蛍光灯４ａの裏面に反射板４ｂを取り付けた構成とした。
光軸Ｏの透明板１の法線Ｎに対する角度θは、θ＝１０°とした。
ラインＣＣＤカメラ３としては、撮像光学系として、焦点距離５０ｍｍ、Ｆナンバー２．８のレンズＹＫ５０２８（商品名；ペンタックス株式会社製）を装着した、デジタル出力ラインＣＣＤカメラＭＫＳ−７４５０−４０（商品名；三菱レイヨン株式会社製）を８組、線状光源４の光軸Ｏに合わせて、図１に示すように、対向して配置した。

透明板本体１ａとしては、メタクリル樹脂であるアクリライト（登録商標）ＬＸＮ８６５（商品名；三菱レイヨン株式会社製）を用い、幅×長さ×厚さが、１３８０ｍｍ×１１２２０ｍｍ×８ｍｍの矩形板に加工したものを採用した。
透明板１は、この透明板本体１ａの板厚方向の表面にマスキングフィルム１ｂとして、無色透明およびオレンジ透明である厚さ９０μｍのポリエチレン保護フィルムを、エチレン−酢酸ビニル共重合体層を介して積層させた。
そして、上記実施形態に説明した初期分布測定工程、補正係数算出工程、光量分布測定工程、光量補正工程、および欠陥判定工程を実施した。
光量補正工程後における欠陥のない位置における輝度値ｑ_ｉは、図３に示すように１００であった。また、欠陥判定工程における閾値ｑ_ｔｈは、不良とすべき欠陥の大きさと輝度値との相関関係を事前の測定と目視判定との結果から、ｑ_ｔｈ＝５５に設定した。
なお、前記透明板１を３ｍ／分で移動させながら、０．０２ｍｓ毎に幅方向の光量分布の測定を行った。

以上の条件で、透明板１の欠陥検査を行い、光量低下部におけるピークレベル（図３の輝度値ｑ_ｊ）とその位置を記録した。そして、各位置の透明板１の状態を拡大観察し、異常の種別と大きさを調べ、従来の欠陥の判定基準によって不良か合格かを判定した。
６例の測定結果について、表１に示す。

測定例１〜３では、光量低下部に対応する透明板１の表面に打痕が認められ、それぞれの大きさは、φ１．０ｍｍ、φ０．６ｍｍ、φ０．４ｍｍであった。このとき、ピークレベルは、それぞれ１１、２１、２５であった。これらのピークレベルは、いずれも閾値５５より小さいため、本方法では、不良と判定された。一方、従来の目視判定基準でも不良と判定された。
このように、透明板１に打痕が存在した場合、打痕の大きさが大きいほど、ピークレベルが減少し、ピークレベルの大きさに適切な閾値を設けることで、打痕による不良が検出できることが確認できた。

測定例４、６では、光量低下部に対応する透明板１に切粉の付着が認められ、それぞれの大きさは、φ０．７ｍｍ、φ０．２ｍｍであった。このとき、ピークレベルは、それぞれ３６、８３であった。このため、測定例４、６は、本方法では、それぞれ不良、合格と判定された。一方、従来の目視判定基準でもそれぞれ不良、合格と判定された。
このように、透明板１に切粉が付着した場合、切粉の大きさが大きいほど、ピークレベルが減少し、ピークレベルの大きさに適切な閾値を設けることで、切粉による不良が検出できることが確認できた。

測定例５では、光量低下部に対応する透明板１におけるマスキングフィルム１ｂが、エア噛みよってφ１．０の浮きが認められた。マスキングフィルム１ｂを剥がせば消失するものなので、合格と判定されるべきものである。このとき、ピークレベルは、７６であった。このため、本方法では、合格と判定された。
このように、透明板１のマスキングフィルム１ｂが、エア噛みによって浮いた状態では、透過光の吸収や散乱が余り起こらないため、ピークレベルの低下は少なく、例えば、測定例１のように同じ大きさの打痕とは、明確に区別することができる。
したがって、本方法では、ピークレベルの大きさに適切な閾値を設けることで、不良とならないエア噛みによって、誤判定を起こさないようにすることができることが確認できた。

本発明の透明板の欠陥検査方法に用いることができる欠陥検査装置の概略構成を示す模式的な平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施形態に係る透明板の欠陥検査方法によって取得された光量補正後の光量分布の一例を示すグラフである。本発明の実施形態の変形例に係る透明板の欠陥検査方法に用いることができる欠陥検査装置の概略構成を示す模式的な平面図である。

符号の説明

１透明板（被検体）
１ａ透明板本体
１ｂマスキングフィルム
３ラインＣＣＤカメラ（撮像手段）
４線状光源
５測定処理部
１０欠陥検査装置
Ｎ法線
Ｏ光軸

Claims

光透過性を有するマスキングフィルムが表面に貼り付けられた透明板を被検体として、略直線状の光照射領域に検査光を投射する線状光源を用いて、前記被検体の一方の表面側から該被検体に前記検査光を投射し、前記被検体の他方の表面側に配置された撮像手段によって、前記検査光の透過光を撮像して前記被検体の欠陥検査を行う透明板の欠陥検査方法であって、
前記線状光源を、前記検査光の光軸が前記被検体の表面の法線に対して角度θ（ただし、θ＞０°）だけ傾斜し、かつ前記光照射領域が前記被検体を幅方向に横断するように配置するとともに、前記撮像手段を、前記検査光の光軸に沿う方向から、前記光照射領域を長手方向に沿って撮像できるように配置し、以下の工程を行うことにより、前記被検体の欠陥検査を行う透明板の欠陥検査方法。
（１）線状光源と撮像手段の間に被検体を配置しない状態で、前記線状光源によって検査光を投射し、前記撮像手段によって前記検査光を撮像して光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する初期分布測定工程
（２）初期分布測定工程で測定された光量分布における光量ムラを補正する補正係数を算出する補正係数算出工程
（３）線状光源と撮像手段との間に被検体を配置した状態で、
前記撮像手段によって、検査光の前記被検体からの透過光を撮像して光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する光量分布測定工程
（４）光量分布測定工程で測定された光量分布を、補正係数算出工程で算出された補正係数を用いて光量補正する光量補正工程
（５）光量補正工程による光量補正後の光量分布を、予め設定された閾値によって二値化処理して、前記閾値以下の光量の部分を欠陥と判定する欠陥判定工程
前記角度θを、５°以上、３０°以下の範囲に設定する請求項１に記載の透明板の欠陥検査方法。
前記被検体は、前記光照射領域に交差する一定の移動方向に移動可能に保持され、
前記線状光源は、前記検査光の光軸が前記被検体の表面の法線に対して前記移動方向下流側に傾斜した配置とされ、
前記被検体を前記移動方向に移動させつつ、少なくとも前記光量分布測定工程および前記光量補正工程を繰り返して行う請求項１または２に記載の透明板の欠陥検査方法。
光透過性を有するマスキングフィルムが表面に貼り付けられた透明板を被検体として、略直線状の光照射領域に検査光を投射する線状光源を用いて、前記被検体の一方の表面側から該被検体に前記検査光を投射し、前記被検体の他方の表面側に配置された撮像手段によって、前記検査光の透過光を撮像して前記被検体の欠陥検査を行う透明板の欠陥検査装置であって、
前記線状光源は、前記検査光の光軸が前記被検体の表面の法線に対して角度θ（ただし、θ＞０°）だけ傾斜され、かつ前記光照射領域が前記被検体を幅方向に横断するように配置され、
前記撮像手段は、前記検査光の光軸に沿う方向から、前記光照射領域を長手方向に沿って撮像できるように配置され、
前記線状光源と前記撮像手段の間に前記被検体を配置しない状態で、
前記線状光源によって前記検査光を投射し、前記撮像手段によって前記検査光を撮像して前記光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する初期分布測定を行い、
該初期分布測定で測定された光量分布における光量ムラを補正する補正係数を算出し、
前記線状光源と前記撮像手段との間に前記被検体を配置した状態で、
前記撮像手段によって、前記検査光の前記被検体からの透過光を撮像して前記光照射領域の長手方向に沿う光量分布を測定する光量分布測定を行い、
該光量分布測定で測定された光量分布を、前記補正係数を用いて光量補正を行い、
該光量補正後の光量分布を、予め設定された閾値によって二値化処理して、前記閾値以下の光量の部分を欠陥と判定する測定処理部を備える透明板の欠陥検査装置。