JP2010044004A - Apparatus, method and program for detecting transmitted light, and method of manufacturing sheet material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透過光検出装置、透過光検出方法、透過光検出プログラム及びシート材の製造方法に関する。 The present invention relates to a transmitted light detection device, a transmitted light detection method, a transmitted light detection program, and a sheet material manufacturing method.
従来、紙、樹脂フィルムに代表されるシート状とされた種々の製品を製造するにあたり、透過光を利用して、その品質を検査することが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing various products in the form of sheets typified by paper and resin film, it is known to inspect the quality using transmitted light.
例えば、特許文献1では、投光装置上に配置されたシート状製品の裏面から光を当てて、その表面をCCD(charge coupled device)カメラで撮像し、適宜のしきい値で2値化した濃淡を現す画像を比べることによって、表面ムラを検査している。
また、特許文献2では、ハロゲンランプと棒状光源とを組み合わせて照明することで、シートを透過した光の散乱方向に影響されることなく、シートの表面又は裏面に存在する擦り傷を確実に検出できるとしている。
Further, in
しかしながら、上記したような装置では、測定対象の絶対的な透過率を測定することができず、測定対象の部位ごとに透過光を比較して、相対的な透過光量の差によって、表面ムラや、擦り傷の有無を検査しているに過ぎない。
また、単に、測定対象を透過した光を検出して、その光量を測定しただけでは、光源の光量変動や輝度ムラにより、測定対象に照射された光量、すなわち、測定対象を透過する前の光量が一義的に定まらない。このため、透過光を検出するタイミングや、測定する部位によって、透過光量が変化してしまう。このように、透過光だけに着目したのでは、測定対象の絶対的な透過率の測定は不可能であり、また、高精度な相対透過率の測定も困難である。
However, in the apparatus as described above, the absolute transmittance of the measurement target cannot be measured, and the transmitted light is compared for each part of the measurement target. They are only inspecting for scratches.
In addition, simply detecting the light that has passed through the measurement object and measuring the amount of light, the amount of light emitted to the measurement object due to fluctuations in the light amount of the light source and uneven brightness, that is, the amount of light before passing through the measurement object Is not uniquely determined. For this reason, the amount of transmitted light changes depending on the timing of detecting the transmitted light and the part to be measured. Thus, if attention is paid only to the transmitted light, it is impossible to measure the absolute transmittance of the measurement object, and it is also difficult to measure the relative transmittance with high accuracy.
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、簡易な構成により、光源の光量変動や輝度ムラによる影響を取り除いて、測定対象を透過する光の透過率を高精度に測定することができる透過光検出装置、透過光検出方法、透過光検出プログラム及びこれらを利用するシート材の製造方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and with a simple configuration, it is possible to remove the influence of the light amount variation and luminance unevenness of the light source and to measure the transmittance of light transmitted through the measurement object with high accuracy. An object of the present invention is to provide a transmitted light detection device, a transmitted light detection method, a transmitted light detection program, and a sheet material manufacturing method using these.
本発明に係る透過光検出装置は、シート状の測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に光を照射する面光源部と、前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置されて、前記測定対象を透過する光を検出する検出用撮像部と、前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置され、前記面光源部の出射面の光量を測定する補正用撮像部とを備える構成としてある。 The transmitted light detection apparatus according to the present invention includes a surface light source unit that irradiates light at least in a range from one edge of the measurement object to the other edge along the width direction of the sheet-like measurement object. A detection imaging unit that detects light transmitted through the measurement object, and is installed at a position where the emitted light from the surface light source unit can be received via the measurement object; and the surface light source without passing through the measurement object And a correction imaging unit that measures the amount of light on the exit surface of the surface light source unit.
また、本発明に係る透過光検出方法は、シート状の測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に面光源部からの出射光を照射し、前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された検出用撮像部により、前記測定対象を透過する光を検出するとともに、前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定して、前記補正用撮像部で測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部で検出された透過光量を補正して、前記測定対象を透過する光の透過率を求める方法としてある。 In addition, the transmitted light detection method according to the present invention provides a light output from the surface light source unit at least in a range from one edge of the measurement object to the other edge along the width direction of the sheet-like measurement object. The detection imaging unit installed at a position that radiates light and receives the light emitted from the surface light source unit through the measurement object detects light that passes through the measurement object and passes through the measurement object. The surface light source measured by the correction imaging unit by measuring the light quantity of the emission surface of the surface light source unit by a correction imaging unit installed at a position for receiving the emission light from the surface light source unit In this method, the transmitted light amount detected by the detection imaging unit is corrected based on the light amount of the exit surface of the unit, and the transmittance of the light transmitted through the measurement object is obtained.
また、本発明に係る透過光検出プログラムは、シート状の測定対象を透過する光を検出するためにコンピュータに、前記測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に、面光源部から光を照射するステップと、前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置された検出用撮像部により、前記測定対象を透過する光を検出するステップと、前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定するステップとを実行させるためのプログラムとしてある。 Further, the transmitted light detection program according to the present invention allows a computer to detect light transmitted through a sheet-like measurement object, from at least one edge of the measurement object to the other along the width direction of the measurement object. The step of irradiating light from the surface light source unit to the range up to the edge of the surface, and the imaging unit for detection installed at a position where the emitted light from the surface light source unit can be received through the measurement object, A step of detecting light transmitted through the measurement object, and a light amount of the emission surface of the surface light source unit by a correction imaging unit installed at a position where the emission light from the surface light source unit can be received without passing through the measurement object As a program for executing the step of measuring.
また、本発明に係るシート材の製造方法は、製造されたシート材の幅方向に沿って、少なくとも前記シート材の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に面光源部からの出射光を照射し、前記シート材を介して前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された検出用撮像部により、前記シート材を透過する光を検出するとともに、前記シート材を介さずに前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定して、前記補正用撮像部で測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部で検出された透過光量を補正して、前記測定対象を透過する光の透過率を求め、予め設定された標準透過率と比較することで前記シート材を検査する検査工程を有する方法としてある。 In addition, the sheet material manufacturing method according to the present invention includes at least a range from the surface light source unit to a range from one edge of the sheet material to the other edge along the width direction of the manufactured sheet material. Irradiate the emitted light, and detect the light transmitted through the sheet material by a detection imaging unit installed at a position where the emitted light from the surface light source unit is received through the sheet material, and the sheet material The surface measured by the correction imaging unit by measuring the light amount of the emission surface of the surface light source unit by a correction imaging unit installed at a position to receive the emission light from the surface light source unit without intervention Based on the amount of light on the exit surface of the light source unit, the amount of transmitted light detected by the detection imaging unit is corrected to determine the transmittance of light that passes through the measurement object, and is compared with a preset standard transmittance. Has an inspection process to inspect the sheet material There as a method.
本発明によれば、光源となる面光源部の出射面上の所定の領域の光量の測定と、同じ出射面上の領域から出射して測定対象を透過した光の検出とを同時に行うことができる。これにより、面光源部の光量変動や、その出射面の輝度ムラの影響を取り除いて、測定対象を透過する光の透過率を高精度に測定することができる。また、測定対象の任意の部位を透過して検出された透過光が、面光源部の出射面上のどの領域から出射したものであるかを対応させて、出射面上の当該領域の光量を測定することで、測定対象の任意の部位について局所的な透過率を測定することも可能となる。 According to the present invention, it is possible to simultaneously measure the amount of light in a predetermined region on the exit surface of the surface light source unit serving as the light source and detect light that has exited from the region on the same exit surface and transmitted through the measurement target. it can. Thereby, it is possible to remove the influence of the light amount variation of the surface light source unit and the luminance unevenness of the emission surface, and to measure the transmittance of the light transmitted through the measurement object with high accuracy. In addition, the transmitted light detected through the arbitrary part of the measurement target is associated with which region on the exit surface of the surface light source unit is emitted, and the amount of light in the region on the exit surface is determined. By measuring, it is also possible to measure the local transmittance for an arbitrary region to be measured.
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[透過光検出装置]
まず、本発明に係る透過光検出装置の実施形態について説明する。
ここで、図1は、本実施形態における透過光検出装置の概略を示す斜視図である。また、図2は、図1に示した透過光検出装置の側面図であり、図3は、図1に示した透過光検出装置の平面図である。
[Transmission light detector]
First, an embodiment of a transmitted light detection apparatus according to the present invention will be described.
Here, FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the transmitted light detection apparatus in the present embodiment. 2 is a side view of the transmitted light detection device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the transmitted light detection device shown in FIG.
これらの図に示す透過光検出装置は、長尺シート状のシート材9を測定対象とする。そして、図中破線で示すシート材9は、その長手方向と搬送方向とが一致するように、搬送ローラ5,6によって搬送されるようになっている。これにより、シート材9を透過する光を連続的に検出することができる。
The transmitted light detection apparatus shown in these drawings has a long sheet-
なお、図1、図2、図3には、三次元直交座標を併せて示してあり、シート材9の長手方向をy軸とし、これに直交するシート材9の幅方向をx軸としてある。また、シート材9の主面(シート材9の上面9a又は下面9bを含む面)に垂直な方向、すなわち、シート材9の主面の法線方向をz軸としてある。以下の説明では、適宜、図中に示す三次元直交座標を用いて方向を示す。
1, 2, and 3 also show three-dimensional orthogonal coordinates, in which the longitudinal direction of the
図示する例において、シート材9の下面9b側には、シート材9の幅方向(x軸方向)に沿って、少なくともシート材9の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲(以下、当該範囲を「シート材9の全幅」という)に光を照射する面光源部3が設置されている。面光源部3は、シート材9の全幅に光を照射するものであれば特に限定されないが、その出射面4は、シート材9の全幅を超える大きさとするのが好ましい。この理由については後述する。
In the illustrated example, on the lower surface 9 b side of the
また、シート材9の上面9a側、すなわち、シート材9を介して面光源部3からの出射光を受光できる位置には、検出用撮像部1が設置されている。これにより、検出用撮像部1がシート材9を撮像することで、シート材9を透過した光を検出できるようになっている。
In addition, the imaging unit for
ところで、前述したように、単に、シート材9を透過した光を検出して、その光量を測定しただけでは、シート材9の絶対的な透過率の測定は不可能である。また、面光源部3の光量変動や、出射面4の輝度ムラの影響により、光源となる面光源部3の出射面4の光量、すなわち、シート材9の下面9b側に照射される光量は一義的に定まらない。このため、透過光を検出するタイミングや、シート材9の測定部位によって、透過光量が変化してしまうことから、シート材9を透過する光の透過率を高精度に測定することも困難である。
By the way, as described above, it is impossible to measure the absolute transmittance of the
そこで、本実施形態では、図示する例のように、面光源部3を設置したのと同じ側であって、シート材9を介さずに面光源部3からの出射光を受光できる位置に、補正用撮像部2を設置してある。この補正用撮像部2は、面光源部3の出射面4を撮像し、これによって、面光源部3の出射面4の光量(光量分布)を測定するものである。
Therefore, in the present embodiment, as in the example shown in the figure, on the same side as the surface
このようにすることで、本実施形態にあっては、光源となる面光源部3の出射面4上の所定の領域の光量の測定と、同じ出射面4上の所定の領域から出射してシート材9を透過した光の検出とを同時に行うことができる。したがって、シート材9の任意の部位を透過した光の光量を、面光源部3の出射面4の対応する領域の光量に基づいて補正することにより、面光源部3の光量変動や、出射面4の輝度ムラの影響を取り除くことができる。これにより、シート材9を透過する光の絶対的な透過率、又は高精度な相対透過率を求めることができる。
By doing in this way, in this embodiment, measurement of the light quantity of the predetermined area | region on the
しかも、シート材9の任意の部位を透過して検出された透過光が、出射面4上のどの領域から出射したものであるかを対応させて、出射面4上の当該領域の光量を測定することにより、シート材9の任意の部位について局所的な透過率を求めることができる。そして、前述したように、シート材9を搬送しつつ、透過光を連続的に検出することで、シート材9の全面にわたり、局所的な透過率を連続して測定することが可能となる。
In addition, the transmitted light detected by transmitting through any part of the
また、面光源部3は、検出用撮像部1と補正用撮像部2との両方の光源として機能する。このため、複雑な光学系を用いることなく、一つの光源によって、検出用撮像部1と補正用撮像部2とに光を供給でき、簡易な構造により、シート材9を透過する光の透過率を高精度に測定することができる。さらに、光源は一つでよいので、複数の光源を用いた場合には、光源ごとの個体差などを考慮しなければならないところ、そのような煩雑さを伴うことなく、シート材9を透過する光の透過率を容易に測定することができる。
The surface
本実施形態において、より高精度にシート材9を透過する光の透過率を求めるには、面光源部3に対する検出用撮像部1と補正用撮像部2の相対的な関係が、できるだけ同等となるようにするのが好ましい。
In this embodiment, in order to obtain the transmittance of light that passes through the
このため、図示する例では、その出射面4を傾斜させて面光源部3を設置している。より具体的には、面光源部3の出射面4が、シート材9の主面の法線を含み、かつ、その幅方向と直交する面(yz面)に対して直交又はほぼ直交するとともに、z軸に平行なシート材9の主面の法線に対して、面光源部3の出射面4の法線mが傾斜するように、面光源部3を設置してある。
このようにすることで、面光源部3からの出射光を、検出用撮像部1と補正用撮像部2との両方にバランスよく到達させることができる。
Therefore, in the illustrated example, the surface
By doing in this way, the emitted light from the surface
ここで、z軸に平行なシート材9の主面の法線と、面光源部3の出射面4の法線mとのなす角度θは、次のようにして設定することができる。
すなわち、面光源部3からの出射光を、検出用撮像部1と補正用撮像部2との両方にバランスよく到達させて、シート材9を透過する光の透過率を測定するのに支障のない範囲で、装置の設置スペースなどを考慮して設定することができる。ただし、検出用撮像部1と補正用撮像部2とに向かう面光源部3からの出射光を同等にするという観点からは、当該角度θは、約45゜に設定するのが好ましい。
Here, the angle θ formed by the normal line of the main surface of the
That is, the outgoing light from the surface
また、出射面4を傾斜させて面光源部3を設置すれば、塵や埃などが出射面4に付着しにくくなり、面光源部3のメンテナンスのために装置を停止させる頻度が少なくなり、長期にわたる安定した操業が可能となる。
Further, if the surface
面光源部3は、例えば、図示する例のように、一面が開口する箱状の筐体16内に、蛍光管又は発光ダイオードなどの光源15を収容するとともに、筐体16の開口部を覆うように、二枚の散乱板13,14を平行に配置してなるものとすることができる。このような面光源部3にあっては、光源15から出射された光が、散乱板13,14を順次通過してから外部に出射される。このため、散乱板13,14間の距離や、光源15と散乱板13との距離などを適宜調整することで、光源15による輝度のピークが出射面4上で観察されないようにして、出射面4上の輝度の均一性を高めることができる。出射面4上の輝度の均一性の向上は、シート材9を透過する光の透過率を測定する上で、その精度の向上に貢献する。
なお、図示する例では、散乱板14の外側の面が、出射面4となっている。
For example, the surface
In the illustrated example, the outer surface of the
ただし、このような構造であっても、出射面4上の輝度を完全に均一にするのは困難である。出射面4の法線方向から光源15と重なる部位を観察すると、この部位の輝度は、他の部位の輝度よりも高くなる傾向にある。このような輝度の差は、出射面4に輝度ムラが生じる原因の一つとなる。出射面4を傾斜させるのは、検出用撮像部1、補正用撮像部2による撮像が、このような輝度の差が観察される法線方向からなされないようにする上でも好ましい。
However, even with such a structure, it is difficult to make the luminance on the
また、図示する例において、検出用撮像部1、補正用撮像部2、及び面光源部3の三者は、面光源部3に対する検出用撮像部1と補正用撮像部2の相対的な位置関係が同等となるように、これらの設置位置を定めている。
すなわち、検出用撮像部1は、シート材9の主面に対して、その撮像方向iが垂直又はほぼ垂直となるように設置してある。これとともに、補正用撮像部2は、シート材9の主面に対して、その撮像方向jが平行又はほぼ平行となるように設置してある。そして、検出用撮像部1から面光源部3の出射面4までの撮像方向iに沿った距離L1と、補正用撮像部2から面光源部3の出射面4までの撮像方向jに沿った距離L2とが同一又はほぼ同一となるように、検出用撮像部1、補正用撮像部2、及び面光源部3の設置位置を定めている。
Further, in the illustrated example, the
That is, the
また、検出用撮像部1と補正用撮像部2は、それぞれの視野内に、面光源部3の出射面4上の同一領域が含まれるように設置することができる。
本実施形態では、検出用撮像部1の視野と、補正用撮像部2の視野は、図1及び図3に示すように、出射面4上の領域10となるようにしてある。これにより、検出用撮像部1と補正用撮像部2とが、面光源部3の出射面4上の同一箇所を視野に含むようにしてある。ただし、検出用撮像部1の視野と、補正用撮像部2の視野とは完全に一致していなくてもよい。
In addition, the
In the present embodiment, the visual field of the
また、図示する例では、面光源部3の出射面4は、シート材9の全幅を超える大きさに設定している。これとともに、検出用撮像部1と補正用撮像部2の両者の視野に相当する領域10は、シート材9の全幅を一度に撮像できるようにするため、シート材9の全幅よりも大きく設定されている。
よって、検出用撮像部1は、出射面4上の領域10のうち、シート材9の全幅を超える領域については、出射面4を撮像するようになっている。
In the illustrated example, the
Therefore, the
このように、面光源部3の出射面4上のシート材9の全幅を超える領域も視野内に含むように、検出用撮像部1と補正用撮像部2とを設置することで、より高精度にシート材9を透過する光の透過率を測定することができる。
すなわち、面光源部3に対する検出用撮像部1と補正用撮像部2の相対的な関係が同等となっていれば、出射面4上のシート材9の全幅を超える領域では、検出用撮像部1と補正用撮像部2と同等の光量が測定されるはずである。一方、両者で測定された光量に差異があれば、面光源部3に対する検出用撮像部1と補正用撮像部2の相対的な関係にも差異があることになる。この場合、補正用撮像部2により測定された面光源部3の出射面4の光量に基づいて、検出用撮像部1により検出された透過光量を補正する際に、これを加味すればよい。これにより、シート材9を透過する光の透過率をより高精度に求めることができる。
なお、補正用撮像部2と面光源部3との間に、後述する光量調整部材7を設置する場合には、上記領域について、補正用撮像部2により測定される光量については、光量調整部材7による光量の減少分を考慮して、検出用撮像部1で測定される光量と対比すればよい。
Thus, by installing the
That is, if the relative relationship between the
In addition, when installing the light
また、シート材9の透過率が低い場合、出射面4上の領域10のうち、シート材9の全幅を超える領域から検出用撮像部1に向かって出射された過剰な光が、シート材9を透過する光の透過率を精度よく測定する際の妨げとなることが考えられる。
この場合の精度の低下を抑制するため、出射面4上の領域10のうち、シート材9の全幅を超える領域には、例えば、図7に示すように、当該領域から検出用撮像部に向かって出射される光を減光する減光部材26a,26bを設置した面光源部3を用いればよい。
In addition, when the transmittance of the
In order to suppress a decrease in accuracy in this case, an area exceeding the entire width of the
なお、図7は、本実施形態で用いられる面光源部の他の例を示す斜視図であり、図7(a)及び図7(b)は互いに視点が異なる図である。このうち、図7(a)は、図3と同様に、設置されている面光源部をz軸方向側から見た状態を示している。また、図7(a)においては、光量調整部材7及びシート材9は破線によって示されている。また、図7(a)及び(b)において、減光板26a,26bにはハッチングを施してある。
FIG. 7 is a perspective view showing another example of the surface light source unit used in the present embodiment, and FIGS. 7A and 7B are views with different viewpoints. Among these, FIG. 7A shows a state in which the installed surface light source unit is viewed from the z-axis direction side, similarly to FIG. In FIG. 7A, the light
また、検出用撮像部1と補正用撮像部2は、それぞれ、撮像素子11と光学系12とを備えるラインセンサカメラとすることができる。この場合、検出用撮像部1と補正用撮像部2の撮像方向i,jは、それぞれが備える光学系の光軸方向となる。
検出用撮像部1と補正用撮像部2は、同一仕様のラインセンサカメラとすることで、より高精度な透過率の測定を可能とする。また、より高精度な透過率の測定を可能とするために、検出用撮像部1と補正用撮像部2では、ランセンサカメラの走査周期を同期させるのが好ましい。
Further, the
The
特に図示しないが、撮像素子11は、一列に配置された複数個の受光素子を有するラインセンサとすることができる。検出用撮像部1は、撮像素子11を構成する複数個の受光素子の列の方向が、シート材9の幅方向(x軸方向)と平行となるように配置される。これにより、検出用撮像部1が、シート材9の幅方向(x軸方向)に沿って、少なくともシート材9の全幅を撮像することができる。
また、補正用撮像部2も、複数個の受光素子の列の方向が、シート材9の幅方向(x軸方向)と平行となるように配置される。これにより、補正用撮像部2の視野と検出用撮像部1の視野とを一致させることができる。
なお、撮像素子11を構成する受光素子の数は限定されるものではない。受光素子の数は、求められる解像度に応じて設定される。
Although not particularly illustrated, the
The
The number of light receiving elements constituting the
光学系12は、撮像素子11を構成する複数個の受光素子の受光面上に、被写体の像を結像する。図1及び図2では、光学系12は、一つのレンズ素子によって構成されているが、これに限定されない。光学系12は、複数枚のレンズ素子から構成してもよい。
The
なお、検出用撮像部1から面光源部3の出射面4までの距離L1及び補正用撮像部2から面光源部3の出射面4までの距離L2は、それぞれの光学系12の最も被写体側の点から、光学系12の光軸に沿って出射面4に至るまでの距離とすることができる。
The distance L1 from the
また、検出用撮像部1と補正用撮像部2とで、光学系12の絞りを合わせるために、検出用撮像部1に入射する光の光量と、補正用撮像部2に入射する光の光量とが同程度となるようにするのが好ましい。このためには、補正用撮像部2と面光源部3との間には、図1〜図3に示すように、光量調整部材7を設置することができる。
Further, in order to adjust the aperture of the
光量調整部材7としては、面光源部3から出射された光がシート材9を透過する際に、その光量が減少するのと同程度に、面光源部3から補正用撮像部2に向かって出射された光を減光することができる部材を用いることができる。
As the light
また、光量調整部材7を設置する場合、その位置は、特に限定されるものではない。ただし、検出用撮像部1と補正用撮像部2とで、撮像条件ができるだけ同等となるように、面光源部3の出射面4から光量調整部材7までの距離N2が、面光源部3の出射面4からシート材9までの距離N1と同一又はほぼ同一となるようにするのが好ましい。このとき、距離N2は、補正用撮像部2の撮像方向jに沿った距離とし、距離N1は、検出用撮像部1の撮像方向iに沿った距離とする。
Moreover, when installing the light
さらに、本実施形態においては、必要に応じて、図中破線で示す第二の光量調整部材8を設置することもできる。この第二の光量調整部材8は、光量調整部材7に代えて設置するようにしてもよく、光量調整部材7とともに設置するようにしてもよい。検出用撮像部1と補正用撮像部2とで、撮像条件をできるだけ同等にするという目的に反しない限り、特に制限はない。
Furthermore, in the present embodiment, a second light
また、検出用撮像部1と補正用撮像部2の撮像条件を同等するためには、両者の焦点距離を同じにするのも有効である。
例えば、シート材9の上面9a上に焦点が合うように、検出用撮像部1の光学系12の焦点距離を設定した場合、面光源部3の出射面4からの距離N2が、面光源部3の出射面4からシート材9までの距離N1と同一又はほぼ同一となるように光量調整部材7を設置する。そして、これとともに、この光量調整部材7の補正用撮像部2側の面上に焦点が合うように、補正用撮像部2の光学系12の焦点距離を設定する。ただし、このような態様が好ましいのは、ピンホール検査を同時に実施する場合である。シート材9の透過率測定のみを実施する場合には、検出用撮像部1の光学系12の焦点をシート材9の上面9aから僅かにずらし、これに合わせて補正用撮像部2の光学系12の焦点もずらした方が好ましいことも多い。これは、透過光を検出するにあたっては、焦点がずれた状態の画像を用いた方が、測定値のばらつきを抑制できるからである。
In order to equalize the imaging conditions of the
For example, when the focal length of the
また、本実施形態における透過光検出装置は、補正用撮像部2により測定された面光源部3の出射面4の光量に基づいて、検出用撮像部1により検出された透過光量を補正して、シート材9を透過する光の透過率を求める処理を実行するための制御部を備えている。
ここで、図4は、図1〜図3に示した装置の制御系を示すブロック図である。また、図5は、図4に示した制御部で実行される処理の概念を示す説明図である。
Further, the transmitted light detection device in the present embodiment corrects the transmitted light amount detected by the
Here, FIG. 4 is a block diagram showing a control system of the apparatus shown in FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the concept of processing executed by the control unit shown in FIG.
制御部17は、検出用制御部18と、補正用制御部19と、演算部20と、インターフェイス回路(I/F)21とを備えている。この構成により、制御部17は、検出用撮像部1及び補正用撮像部2に撮像を行わせ、補正用撮像部2が出力した信号に基づいて、検出用撮像部1が出力した信号を補正する。
The
検出用制御部18は、検出用撮像部1の撮像素子(ラインセンサ)11(図1参照)を駆動する駆動回路18aと、検出用撮像部1の撮像素子11が出力した撮像データを処理する処理回路18bとを備えている。同様に、補正用制御部19は、補正用撮像部2の撮像素子11(図1参照)を駆動する駆動回路19aと、補正用撮像部2の撮像素子11が出力した撮像データを処理する処理回路19bとを備えている。
The
駆動回路18a,19aは、撮像素子11を駆動するための各種駆動パルスを生成し、これを、それぞれが対応する撮像素子1に出力する。また、本実施形態では、検出用撮像部1と補正用撮像部2とは、その走査周期が同期するように設定される。よって、駆動回路18aは、駆動回路19aに対して、同期信号(クロック信号)CLを出力する。駆動回路19aは、この同期信号CLに基づいて、各種駆動パルスを生成する。
The
処理回路18b,19bは、それぞれが対応する撮像素子11が出力した撮像データに対して、ノイズ除去処理や、A/D(アナログ−デジタル)変換処理などを行い、処理後のデータを演算部20に出力する。
なお、前述したように、撮像素子11はラインセンサであることから、撮像データの出力はライン毎に行われる。また、撮像データは、複数個の受光素子が蓄積した信号電荷によって構成されている。
The
As described above, since the
処理回路18bが出力するデータ(検出用データ)及び処理回路19bが出力するデータ(補正用データ)は、図5の中央に示す二つのグラフの通りとなる。この二つのグラフの縦軸は、各データの出力レベルを示している。そして、出力レベルは、各受光素子に入射した光の光量に対応する。
ただし、検出用データ及び補正用データの出力レベルは、面光源部3の出射面4(図1〜図3参照)における輝度が完全に均一でないため、緩やかに変動する。このため、検出用データ及び補正用データは曲線となっている。
Data output from the
However, the output levels of the detection data and the correction data fluctuate gently because the luminance on the exit surface 4 (see FIGS. 1 to 3) of the surface
また、図5の中央に示す二つのグラフの横軸は、撮像素子11の受光面における位置を示している。ただし、前述したように、撮像素子11は、その受光素子の列がx軸方向に平行となるように配置されている。このため、二つのグラフの横軸は、出射面4上の領域10のx軸方向に沿った位置に対応する。
Also, the horizontal axes of the two graphs shown in the center of FIG. 5 indicate the positions on the light receiving surface of the
ところで、検出用撮像部1は、シート材9の全幅を一度に撮像できるが、その撮像範囲は、x軸方向においてシート材9の全幅より大きく(図1及び図3参照)、面光源部3の出射面4の一部分を直接撮像している。このため、図5に示すように、検出用データの出力レベルは、シート材9の全幅を超え、出射面4を直接撮像しているところでは、大きく上昇する。図5中の検出用データにおいて、シート材9の全幅内での撮像によって得られたデータは「W1]で表され、出射面4を直接撮像しているところのデータは「W2」及び「W3」で表わされている。
By the way, the
一方、補正用撮像部2は、出射面4の全ての領域に対して光量調整部材7を介して撮像を行うため(図1参照)、補正用データの出力レベルが検出用データのように急激に変動することはない。
図5中の補正用データにおいて、「W1′」は、検出用データのデータW1と横軸の位置が一致するデータである。同様に、「W2′」及び「W3′」は、それぞれ検出用データのデータW2及びW3と横軸の位置が一致するデータである。
On the other hand, since the
In the correction data in FIG. 5, “W1 ′” is data in which the position of the horizontal axis coincides with the data W1 of the detection data. Similarly, “W2 ′” and “W3 ′” are data in which the positions of the horizontal axes coincide with the detection data W2 and W3, respectively.
演算部20は、検出用制御部18及び補正用制御部19のそれぞれの処理回路18b,19bが、図5に示すデータを出力すると、両者を用いて演算を実行する。具体的には、先ず、演算部20は、検出用データからデータW2及びW3を除去し、データW1のみを取り出す。さらに、演算部20は、同様に、補正用データからデータW2′及びW3′を除去し、データW1′のみを取り出す。続いて、演算部20は、データW1とデータW1′とを対比し、横軸の位置が一致するところで、いずれか一方から他方を減算し、データD(図5参照)を算出する。
When the
出射面4における輝度のばらつきの影響を受けている検出用データは、同じ輝度のばらつきの影響を受けている補正用データで補正され、この補正により、データDは得られている。よって、データDでは、出射面4における輝度のばらつきの影響が除去されることとなる。このため、デークDから得られる透過率は精度の高いものとなる。
なお、データDを算出するにあたっては、必要に応じて、データW2とデータW2′との差及びデータW3とデータW3′との差を加味することで、デークDから得られる透過率をより精度の高いものとすることができるのは、前述した通りである。
The detection data that is affected by the luminance variation on the
In calculating the data D, if necessary, the transmittance obtained from the data D can be made more accurate by taking into account the difference between the data W2 and the data W2 ′ and the difference between the data W3 and the data W3 ′. As described above, it can be high.
そして、データDの算出後、例えば、シート材9の全面の具体的な透過率が求められている場合は、演算部20は、予め用意された関係式やマップにデータDを当てはめ、求められているサンプリング数に応じて透過率を算出する。その後、演算部20は、算出された透過率を特定するデータ(出力信号)を、インターフェイス回路(I/F)21を介して、外部に出力する。外部の出力先としては、例えば、表示装置や、シート材9の製造工程を管理している別の制御装置などが挙げられる。また、透過率を算出するための関係式及びマップは、予め実験を行うことによって求めることができる。
Then, after the calculation of the data D, for example, when the specific transmittance of the entire surface of the
また、例えば、シート材9の透過率が設定範囲内にあるか否か(すなわち、シート材9の厚みが一定であるか否か)の判定のみが求められる場合は、演算部20は、データDのレベルが設定値を超えたかどうかの判定を行う。この場合、演算部20は、判定結果を特定するデーク(出力信号)を、インターフェイス回路(I/F)21を介して、外部に出力する。
なお、本実施形態においては、演算部20による処理のタイミングを指示するクロック信号が、インターフェイス回路21を介して、外部から入力されている。
For example, when only the determination of whether or not the transmittance of the
In the present embodiment, a clock signal for instructing the timing of processing by the
ところで、本実施形態においては、シート材9の全幅が均一でない場合や、幅の異なるシート材9に対応する必要がある場合が想定される。このような場合、演算部20は、幅が最小のシート材9に合わせてデータW1の長さを設定しても良い。また、演算部20は、検出用データのレベルの変動点を検出し、検出結果に基づいてデータW1の長さを設定しても良い。
By the way, in this embodiment, the case where the whole width | variety of the sheet |
図4に示すように、本実施形態では、制御部17は、面光源部3を駆動する光源駆動部22も備えている。光源駆動部22は、面光源部3に取り付けられた温度センサ23からの信号に基づき、電源装置24が面光源部3に供給する電力量を調整している。また、特に図示しないが、電源装置24は、検出用撮像部1、補正用撮像部2、及び制御部17にも電力を供給している。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
このように、本実施形態における透過光検出装置は、シート材9の全面の透過率を測定することができ、透過率に基づいた各種の判定を行うことができる。よって、本実施形態における装置を用いれば、シート材9の全面について、その厚みの判定、ピンホールの有無の判定、表面ムラの有無の判定、擦り傷の有無の判定などを行うことが可能となる。
Thus, the transmitted light detection apparatus in this embodiment can measure the transmittance of the entire surface of the
本実施形態において、測定対象となるシート材9の透過率は特に限定されるものではない。シート材9は、例えば、透過率が100%近い透過性シート材であっても良いし、透過率が50%程度の半透過性シート材であっても良い。また、シート材9の形成材料も特に限定されるものではない。シート材9の形成材料としては、紙、樹脂、金属箔、フェルトなどが挙げられる。さらに、シート材9の構造は、単層構造であっても良いし、多層構造であっても良い。
In the present embodiment, the transmittance of the
また、本実施形態における透過光検出装置は、表面が一様でないシート材に対しても透過光を検出することができる。このようなシート材としては、厚みを周囲と異ならせることによって(透過率変動によって)パターンが描画されたシート材、具体的には、透かし入りの用紙が挙げられる。また、特定の周波数に反応する電波吸収シートや電波回折シート(回折格子シート)の素になるシート材も挙げられる。その他、電波レンズを構成するシート材も挙げられる。 In addition, the transmitted light detection apparatus in the present embodiment can detect transmitted light even for a sheet material having a non-uniform surface. Examples of such a sheet material include a sheet material on which a pattern is drawn by varying the thickness from the surroundings (by changing the transmittance), specifically, a watermarked paper. Moreover, the sheet | seat material used as the element | base of the electromagnetic wave absorption sheet | seat and radio wave diffraction sheet | seat (diffraction grating sheet | seat) which respond to a specific frequency is also mentioned. In addition, the sheet | seat material which comprises a radio wave lens is also mentioned.
ここで、透過率変動によってパターンが描かれたシート材の一例について説明する。図6は、本発明の実施の形態において測定対象となるシート材の一例を示す斜視図である。図6に示すシート材25は、シート材9(図1〜図3参照)と異なり、その主面に、透かしパターン25aを備えている。透かしパターン25aは、その透過率が、それ以外の部分25bの透過率と異なるように形成されている。
Here, an example of a sheet material on which a pattern is drawn by the transmittance variation will be described. FIG. 6 is a perspective view showing an example of a sheet material to be measured in the embodiment of the present invention. Unlike the sheet material 9 (see FIGS. 1 to 3), the
本実施形態における透過光検出装置は、測定対象となるシート材の全面に渡って透過率を局所的に測定できるため、このようなシート材25を測定対象とした場合は、パターン25aの形状が設計通りになっているかどうかを判定することができる。
Since the transmitted light detection apparatus in the present embodiment can locally measure the transmittance over the entire surface of the sheet material to be measured, when such a
[透過光測定方法]
次に、本発明に係る透過光測定方法の実施形態について説明する。
図8は、本実施形態における透過光測定方法の工程を示すフロー図である。
なお、本実施形態における透過光測定方法は、図1〜図5を用いて説明した前述したような透過光検出装置を利用して実施することができる。
[Measurement method of transmitted light]
Next, an embodiment of the transmitted light measurement method according to the present invention will be described.
FIG. 8 is a flowchart showing the steps of the transmitted light measurement method in the present embodiment.
In addition, the transmitted light measurement method in this embodiment can be implemented using the transmitted light detection apparatus as described above with reference to FIGS.
図8に示すように、本実施形態における透過光測定方法にあっては、最初に、搬送ローラ5,6によってシート材9の搬送を開始する。これとともに、面光源部3の光源15を点灯させ、少なくともシート材9の全幅に光を照射する(ステップS1)。本実施形態において、ステップS1は、制御部17の指示によって行われる。ステップS1により、シート材9は、搬送されながら、下面9b側から面光源部3によって照明される。また、ステップS1における搬送と照射は、処理が終了するまで続けられる。
As shown in FIG. 8, in the transmitted light measurement method in the present embodiment, first, the conveyance of the
次に、検出用撮像部1が、シート材9の上面9bの照明されている部分を撮像し、シート材9を透過する光を検出する(ステップS2)。そして、補正用撮像部2が、面光源部3の出射面4を撮像し、面光源部3の出射面4の光量を測定する(ステップS3)。本実施形態では、ステップS2とステップS3とは同時に実行されている。また、ステップS2,S3も、制御部17の指示によって行われる。
Next, the
ステップS2の実行後、検出用撮像部1は、撮像データを処理回路18bに出力する。また、ステップS3の実行後、補正用撮像部2は、撮像データを処理回路19bに出力する。そして、処理回路18bは、検出用データ(図5参照)を生成し、これを演算部20に出力する。同様に、処理回路19bは、補正用データ(図5参照)を生成し、これを演算部20に出力する。
After execution of step S2, the
続いて、演算部20は、検出用データと補正用データとを用いて演算を実行する(ステップS4)。具体的には、演算部20は、検出用データからデータW1を抽出し、更に補正用データからデータW1′を抽出する。そして、演算部20は、データW1′からデークW1を減算し、データDを算出する。さらに、演算部20は、算出されたデータDに基づいて透過率を算出する。このようにして、補正用撮像部1により測定された面光源部3の出射面4の光量に基づいて、検出用撮像部1により検出された透過光量を補正して、シート材9を透過する光の透過率を求める。
Subsequently, the
次に、演算部20は、透過率を特定するデータを外部に出力する(ステップS5)。ステップS5の実行により、表示装置には、シート材9の透過率が表示される。その後、制御部17は、装置の使用者が検査の終了を指示しているかどうかを判定する(ステップS6)。
Next, the calculating
使用者が検査の終了を指示していない場合は、制御部17は、再度、ステップS2〜S5を実行する。一方、使用者が検査の終了を指示している場合は、制御部17は、処理を終了する。
If the user has not instructed the end of the inspection, the
このように、本実施形態における透過光検出方法の実行により、シート材9の全面の透過率を測定することができる。さらに、測定された透過率に基づいて、種々の検査を行うことができる。
Thus, the transmittance of the entire surface of the
[シート材の製造方法]
次に、本発明に係るシート材の製造方法の実施形態について説明する。
本実施形態におけるシート材の製造方法は、例えば、成膜工程、延伸工程、ラミネート工程、表面処理工程などの製造工程を経て、製造されたシート材9に対して、前述した透過光検出方法を実施することにより、シート材9を透過する光の透過率を求め、予め設定されたシート材9を透過する光の標準透過率と比較することでシート材9の品質を検査する検査工程を有する方法とすることができる。
[Production method of sheet material]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a sheet material according to the present invention will be described.
The manufacturing method of the sheet material in the present embodiment is, for example, the transmitted light detection method described above with respect to the manufactured
このような方法とすることで、製造されたシート材9を透過する光の透過率を高精度に求め、その品質を精度よく検査することが可能となる。
By setting it as such a method, the transmittance | permeability of the light which permeate | transmits the manufactured sheet |
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. .
例えば、前述した実施形態では、面光源部3として、いわゆる直射方式の面光源装置の例を挙げて説明したが、面光源部3は、これに限定されない。例えば、導光板と、導光板の側面に面する位置に設置された光源とを備えるサイドライト方式の面光源装置であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the surface
また、前述した実施形態では、検出用撮像部1及び補正用撮像部2として、それぞれ一台のラインセンサカメラが用いられているが、これに限定されない。検出用撮像部1及び補正用撮像部2は、それぞれ複数台のカメラを備えていてもよい。この場合、各撮像部1,2を構成する複数台のカメラは、シート材(測定対象)9の幅方向(x軸方向)に沿って配列されているのが好ましい。これにより、当該方向における解像度(分解能)の向上が図られる。また、この場合、図5に示した検出用データ及び補正用データは、これらのカメラの撮像データを合成することによって得られる。さらに、検出用撮像部1及び補正用撮像部2は、必要に応じて、エリアセンサカメラなどの他の撮像手段とすることもできる。
In the above-described embodiment, one line sensor camera is used as each of the
以上説明したように、本発明は、光源の光量変動や輝度ムラによる影響を取り除いて、光源から測定対象に対して照射された光の透過率を高精度に測定する技術として広く利用することができる。 As described above, the present invention can be widely used as a technique for measuring the transmittance of light irradiated from a light source to a measurement object with high accuracy by removing the influence of fluctuations in light amount and luminance unevenness of the light source. it can.
1 検出用撮像部
2 補正用撮像部
3 面光源部
4 出射面
5 搬送ローラ
6 搬送ローラ
7 光量調整部材
9 シート材
9a シート材の上面
9b シート材の下面
10 撮像部の視野に相当する領域
26a 減光板
26b 減光板
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置されて、前記測定対象を透過する光を検出する検出用撮像部と、
前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置され、前記面光源部の出射面の光量を測定する補正用撮像部とを備えることを特徴とする透過光検出装置。 A surface light source unit that irradiates light in a range from at least one edge of the measurement object to the other edge along the width direction of the sheet-shaped measurement object;
An imaging unit for detection that is installed at a position where light emitted from the surface light source unit can be received via the measurement target, and detects light that passes through the measurement target;
Transmitted light detection, comprising: a correction imaging unit that is installed at a position where light emitted from the surface light source unit can be received without passing through the measurement target, and that measures the amount of light on the output surface of the surface light source unit apparatus.
前記測定対象の主面の法線に対して、前記面光源部の出射面の法線が傾斜するように、前記面光源部を設置した請求項1に記載の透過光検出装置。 The exit surface of the surface light source unit includes a normal line of the main surface of the measurement object and is orthogonal to or substantially orthogonal to a surface orthogonal to the width direction of the measurement object,
The transmitted light detection apparatus according to claim 1, wherein the surface light source unit is installed such that a normal line of the emission surface of the surface light source unit is inclined with respect to a normal line of the main surface of the measurement target.
前記測定対象の主面に対して撮像方向が平行又はほぼ平行となるように前記補正用撮像部を設置するとともに、
前記検出用撮像部から前記面光源部の出射面までの前記検出用撮像部の撮像方向に沿った距離と、前記補正用撮像部から前記面光源部の出射面までの前記補正用撮像部の撮像方向に沿った距離とが同一又はほぼ同一となるように前記面光源部を設置した請求項1又は2のいずれか一項に記載の透過光検出装置。 The detection imaging unit is installed so that the imaging direction is perpendicular or substantially perpendicular to the main surface of the measurement target,
While installing the correction imaging unit so that the imaging direction is parallel or substantially parallel to the main surface of the measurement target,
The distance along the imaging direction of the detection imaging unit from the detection imaging unit to the emission surface of the surface light source unit, and the correction imaging unit from the correction imaging unit to the emission surface of the surface light source unit. The transmitted light detection apparatus according to claim 1, wherein the surface light source unit is installed so that a distance along the imaging direction is the same or substantially the same.
前記面光源部の出射面上の前記測定対象の幅方向に沿った一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲を超える領域も視野内に含むように、前記検出用撮像部と前記補正用撮像部とを設置した請求項1〜8のいずれか一項に記載の透過光検出装置。 The emission surface of the surface light source unit has a size exceeding the range from one edge along the width direction of the measurement object to the other edge,
The detection imaging unit and the detection unit so as to include a region exceeding the range from one edge along the width direction of the measurement target on the emission surface of the surface light source unit to the other edge. The transmitted light detection apparatus according to claim 1, wherein a correction imaging unit is installed.
前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された検出用撮像部により、前記測定対象を透過する光を検出するとともに、
前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定して、
前記補正用撮像部で測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部で検出された透過光量を補正して、前記測定対象を透過する光の透過率を求めることを特徴とする透過光検出方法。 Along the width direction of the measurement object in the form of a sheet, irradiate the emitted light from the surface light source unit to a range from at least one edge of the measurement object to the other edge,
While detecting the light transmitted through the measurement object by the detection imaging unit installed at a position for receiving the light emitted from the surface light source unit through the measurement object,
By measuring the light amount of the exit surface of the surface light source unit by the correction imaging unit installed at a position for receiving the emitted light from the surface light source unit without passing through the measurement object,
Based on the light amount of the exit surface of the surface light source unit measured by the correction imaging unit, the transmitted light amount detected by the detection imaging unit is corrected to obtain the transmittance of light transmitted through the measurement target. And a transmitted light detection method.
前記測定対象の幅方向に沿って、少なくとも前記測定対象の一方の端縁から他方の端縁に至るまでの範囲に、面光源部から光を照射するステップと、
前記測定対象を介して前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置された検出用撮像部により、前記測定対象を透過する光を検出するステップと、
前記測定対象を介さずに前記面光源部からの出射光を受光できる位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定するステップと
を実行させるための透過光検出プログラム。 In order to detect the light transmitted through the sheet-like object to be measured,
Irradiating light from a surface light source unit along a width direction of the measurement object, at least in a range from one edge of the measurement object to the other edge;
Detecting light transmitted through the measurement object by a detection imaging unit installed at a position where the emitted light from the surface light source unit can be received via the measurement object;
Transmitting light for causing the correction imaging unit installed at a position where the emitted light from the surface light source unit can be received without passing through the measurement object to measure the light amount of the emission surface of the surface light source unit Detection program.
前記シート材を介して前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された検出用撮像部により、前記シート材を透過する光を検出するとともに、
前記シート材を介さずに前記面光源部からの出射光を受光する位置に設置された補正用撮像部により、前記面光源部の出射面の光量を測定して、
前記補正用撮像部で測定された前記面光源部の出射面の光量に基づいて、前記検出用撮像部で検出された透過光量を補正して、前記シート材を透過する光の透過率を求め、予め設定された標準透過率と比較することで前記シート材を検査する検査工程を有することを特徴とするシート材の製造方法。 Along the width direction of the manufactured sheet material, irradiate the emitted light from the surface light source unit at least in the range from one edge of the sheet material to the other edge,
While detecting the light transmitted through the sheet material by the detection imaging unit installed at a position to receive the emitted light from the surface light source unit through the sheet material,
By measuring the light amount of the exit surface of the surface light source unit by the correction imaging unit installed at a position for receiving the emitted light from the surface light source unit without passing through the sheet material,
Based on the light amount of the exit surface of the surface light source unit measured by the correction imaging unit, the transmitted light amount detected by the detection imaging unit is corrected to obtain the transmittance of light transmitted through the sheet material. A method of manufacturing a sheet material, comprising: an inspection step of inspecting the sheet material by comparing with a preset standard transmittance.
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