JP2010085209A - Film inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルムの製造時に生じる欠陥を検査するためのフィルム検査装置に関するものである。 The present invention relates to a film inspection apparatus for inspecting defects generated during film production.
種々の用途に単層または多層のフィルムが使用されている。フィルムの製造時に種々の要因によってピンホール、フィッシュアイ、クラックなどの欠陥が生じる。例えば、ピンホール32aはベースフィルム36の上に積層したコーティング層38が欠ける欠陥である(図12)。フィルムの種類や使用用途によって欠陥の数や大きさなどの許容値が設けられている。したがって、フィルムの製造時に欠陥を検査し、製造されたフィルムの良否を判定する必要がある。
Single or multilayer films are used for various applications. Defects such as pinholes, fish eyes and cracks occur due to various factors during film production. For example, the
例えば、下記の特許文献1にフィルムの検査装置が開示されている。この検査装置は、ロールの上にきたフィルムに帯状の光を照射し、光の反射光をセンサで検知するものである。フィルムはロールの上では曲面になるため、光の帯は中心軸から離れるにしたがって輝度が低下する。光の照射装置とシートの間に遮光マスクを配置して、光の帯の側部のみをフィルムに照射する。フィルムには輝度が低下した光のみが照射され、その反射光をセンサで検知する。欠陥によって光が散乱すれば、欠陥が暗部となって現れる。光の輝度が低いため、ハレーションを起こしにくく、ハレーションによる欠陥の検出漏れが低減される。 For example, the following Patent Document 1 discloses a film inspection apparatus. This inspection apparatus irradiates the film which came on a roll with strip | belt-shaped light, and detects the reflected light of a light with a sensor. Since the film has a curved surface on the roll, the brightness of the band of light decreases as it moves away from the central axis. A light shielding mask is disposed between the light irradiation device and the sheet, and only the side of the light band is irradiated onto the film. The film is irradiated only with light with reduced brightness, and the reflected light is detected by a sensor. If light is scattered by a defect, the defect appears as a dark part. Since the brightness of light is low, halation is unlikely to occur, and defect detection failure due to halation is reduced.
しかし、光の輝度が小さくなっているため、反射光と欠陥による暗部との差が小さくなる。差を大きくするために、センサの感度を上げるとノイズが多くなる。したがって、欠陥を正確に検出できないおそれがある。特にフィルムの高機能化により、微小な欠陥検出を求められる場合もあり、特許文献1の装置では微小な欠陥を正確に検出できないおそれがある。 However, since the brightness of the light is small, the difference between the reflected light and the dark part due to the defect is small. Increasing the sensitivity of the sensor to increase the difference increases noise. Therefore, there is a possibility that the defect cannot be detected accurately. In particular, there is a case where detection of a minute defect is required due to enhancement of the function of the film, and the device of Patent Document 1 may not be able to accurately detect a minute defect.
また、特許文献2には、ラミネートフィルムに対して2カ所の光源から光を照射し、反射光を受光する検査装置が開示されている。受光素子は正反射光を受光しており、欠陥があると散乱が生じて正反射光を受光できなくなり、暗部となる。 Patent Document 2 discloses an inspection apparatus that irradiates a laminate film with light from two light sources and receives reflected light. The light receiving element receives specularly reflected light. If there is a defect, the light receiving element scatters and cannot receive the specularly reflected light, resulting in a dark part.
しかし、光の散乱時にハレーションを生じるおそれがあり、正反射光と暗部との差が小さくなる。暗部が検出しにくくなり、欠陥を見逃すおそれがある。 However, halation may occur when light is scattered, and the difference between the specularly reflected light and the dark portion is reduced. It is difficult to detect the dark part, and there is a risk of missing a defect.
さらに、特許文献3〜5の装置は、いずれもライン状の光を照射し、正反射光をセンサで受光して欠陥を検出するものである。特許文献1や2と同様にハレーションが生じるおそれがある。 Further, all of the devices of Patent Documents 3 to 5 detect line defects and detect defects by receiving regular reflection light with a sensor. As in Patent Documents 1 and 2, halation may occur.
本発明の目的は、製造時にフィルムに生じた欠陥を精度良く検出できるフィルム検査装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the film inspection apparatus which can detect the defect which arose in the film at the time of manufacture with a sufficient precision.
フィルム検査装置は、フィルムに光を照射し、フィルムに光の帯を2本形成させる光照射装置と、前記光の帯同士の間に形成された暗部を受光領域にしたセンサとを備える。 The film inspection apparatus includes a light irradiation device that irradiates light on a film and forms two light bands on the film, and a sensor that uses a dark portion formed between the light bands as a light receiving region.
フィルムに光照射装置から光が照射される。光の帯は2本形成され、その帯の間の暗部がセンサの受光領域である。また、センサは、前記フィルムの欠陥によって生じた散乱光を受光する。 The film is irradiated with light from a light irradiation device. Two bands of light are formed, and a dark portion between the bands is a light receiving region of the sensor. The sensor also receives scattered light generated by the film defect.
前記光照射装置は、光源と、前記光源とフィルムとの間に配置され、2本の帯状の光透過部を有する遮光板とを備える。また、他の光照射装置として、2本のライン状の光源を備えてもよい。 The said light irradiation apparatus is provided between the light source and the said light source and a film, and is provided with the light-shielding plate which has two strip | belt-shaped light transmission parts. Moreover, you may provide two linear light sources as another light irradiation apparatus.
前記センサがフィルムの幅方向に受光素子を並べたラインセンサであり、センサが受光した光の光量の値をフィルムの幅方向に沿って微分する手段と、前記微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段とを含む。 The sensor is a line sensor in which light receiving elements are arranged in the width direction of the film, the means for differentiating the value of the amount of light received by the sensor along the width direction of the film, and the value obtained by the differentiation in advance Means for determining a defect when the threshold value is higher than the stored threshold value.
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転する検査ローラを備え、前記光照射装置が、検査ローラに密着されたフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する。また、検査ローラは、表面に光吸収処理がなされていても良い。 An inspection roller that contacts the film and rotates in synchronization with the moving speed of the film is provided, and the light irradiation device forms a band of light in the width direction of the film with respect to the film that is in close contact with the inspection roller. Further, the inspection roller may be subjected to a light absorption process on the surface.
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転するガイドローラを2本備え、前記光照射装置が、ガイドローラ間を移動するフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成しても良い。 Two guide rollers rotating in synchronization with the moving speed of the film are provided with the film in close contact, and the light irradiation device forms a light band in the width direction of the film with respect to the film moving between the guide rollers. You may do it.
上記のいずれかのフィルム検査装置を2台備え、一方のフィルム検査装置でフィルムの一面の欠陥を検査し、他方のフィルム検査装置でフィルムの他面の欠陥を検査しても良い。 Two of the film inspection apparatuses described above may be provided, one film inspection apparatus may be inspected for defects on one side of the film, and the other film inspection apparatus may be inspected for defects on the other side of the film.
本発明は、通常、センサが暗部を検査領域とし、欠陥による散乱光を検知する。したがって明部を受光領域として、フィルムの欠陥によって生じるハレーションをセンサが受光することはない。フィルムの正常部と欠陥との受光光量の差を大きくすることができ、欠陥の検出精度がよい。また、暗部の中に散乱光による輝点が生じるため、実際に肉眼で確認しても欠陥が良く認識でき、装置の製造や調整などをおこないやすい。 In the present invention, normally, a sensor uses a dark part as an inspection region, and detects scattered light due to a defect. Therefore, the sensor does not receive the halation caused by the film defect with the bright part as the light receiving area. The difference in the amount of received light between the normal part of the film and the defect can be increased, and the defect detection accuracy is good. Further, since a bright spot due to scattered light is generated in the dark part, the defect can be recognized well even if it is actually confirmed with the naked eye, and it is easy to manufacture and adjust the apparatus.
本発明のフィルム検査装置について図面を用いて説明する。図面は模式的に示したものであり、実際の装置の縮尺などとは異なる場合がある。 The film inspection apparatus of this invention is demonstrated using drawing. The drawings are shown schematically and may differ from the actual scale of the apparatus.
フィルム検査装置は、フィルムの製造途中で検査をおこなう装置である。検査されるフィルムの一例としては、ベースフィルムにコーティング層を形成した多層フィルムや銅箔などの金属箔を貼り合わせた積層フィルムなどが挙げられ、模様などは施されていない均質なものである。図中、コーティング層などは省略している。本発明では、光が照射されたときに光の散乱を生じる欠陥を検査することができる。欠陥の例としては、コーティング層に生じたピンホール、フィルム表面に発生したフィッシュアイやクラック、製造時に材料がうまく溶解せずにフィルム内部で固化した部分などが挙げられる。 The film inspection apparatus is an apparatus that performs inspection during the production of a film. Examples of the film to be inspected include a multilayer film in which a coating layer is formed on a base film, a laminated film in which a metal foil such as a copper foil is bonded, and the like is a homogeneous film without a pattern. In the figure, the coating layer and the like are omitted. In the present invention, it is possible to inspect defects that cause light scattering when irradiated with light. Examples of the defects include pinholes generated in the coating layer, fish eyes and cracks generated on the film surface, and a portion where the material is not dissolved well during production and solidified inside the film.
図1に示す検査装置10は、光透過性のフィルム12を搬送するための検査ローラ14と、フィルム12に光L1、L2を照射して正反射光を生じさせる光照射装置16と、欠陥を検出するためのセンサ18とを備える。
An
検査ローラ14は、フィルム12を搬送するために、フィルム12を密着させ、フィルム12の移動速度に同期して回転する。フィルム12の検査面が検査ローラ14の反対側に配置される。検査ローラ14にフィルム12を密着させるために、ガイドローラ20を設ける。図1では、ガイドローラ20によってフィルム12が上下に蛇行しながら搬送される。フィルム12が検査ローラ14に密着されるため、フィルム12のばたつきがなくなり、正確な検査をおこなうことができる。
The
検査ローラ14の表面に光吸収処理が施されている。光吸収率は90%以上、好ましくは95〜98%である。光吸収の一例として、黒色つや消し処理が挙げられ、黒色つや消し処理のために表面粗さを2s以上、好ましくは4s〜10sにする。また、検査ローラ14の表面材料として、フォスブラックII、黒クロム、酸化銅黒、黒ニッケル、黒アルマイトなどを使用して光吸収処理をおこなってもよい。光吸収処理によって、センサ18に対するノイズを減少させ、欠陥部分を正確に検出できるようにする。
The surface of the
検査ローラ14の直径は約50〜180mmである。あまり小さな直径にしすぎると、検査ローラ14の表面のカーブによって光の帯が広がりすぎるからである。
The diameter of the
光照射装置16は、検査ローラ14に密着されているフィルム12に光L1、L2を照射する。フィルム12に光L1、L2が照射されたときに、フィルム12には正反射光が生じ、光の帯22ができる(図2(a))。光の帯22は2本であり、平行に並んでいる。光の帯22の幅は2mm以下であり、好ましくは0.3〜1.5mmである。また、光の帯22の間にできる暗部24の幅は2mm以下であり、好ましくは0.5〜1.0mmである。検査ローラ14の表面は曲面であるため、光の帯22の中でも光量の変化がある(図2(b))。
The
フィルム12が搬送される間、光照射装置16がフィルム12に光L1,L2を照射する。フィルム12に生じた欠陥部分は、光照射されたときに散乱光を生じさせる。この散乱光をセンサ18で受光する。
While the
センサ18はフィルム12に生じた欠陥部分があるときだけ光照射装置16から照射された光L1,L2の散乱光を受光することができる。受光感度の一例として、センサ18の受光感度が約2400V/lx・secである。なお、フィルム12に生じた欠陥部分の散乱光を利用して検出できる適応範囲としては、センサ18の受光感度が約1000〜4000V/lx・secである。
The
光照射装置16は、光を発する光源26と、光源26とフィルム12との間の遮光板28とを備える。光源26は特に限定されないが、フィルム12に向かって光L1,L2が広がらずに直進する必要がある。
The
遮光板28は、2本の帯状の光透過部30を備える(図3)。遮光板28の表面は、不要な光の乱反射などを生じさせないために、検査ローラ14と同じ光吸収処理をおこなうことが好ましい。光源26に遮光板28を取り付けても良いし(図4(a))、光源26とフィルム12の間の空間にあっても良い(図4(b))。光透過部30を通過した光L1,L2がフィルム12に照射され、他の光は遮光される。不必要な光は全くフィルム12に照射されず、センサ18が誤検知することを防止できる。
The
図4(a)の構成例としては、フィルム12と遮光板28との距離は約50〜200mmであり、遮光板28と光源26との距離は約10〜30mmである。図4(a)において、光源26に遮光板28が直接取り付けられているが、光源26の実際に光を発する部分から遮光板28までは間隔があり、上記の距離はその間隔である。遮光板28は光透過部30の幅が約10mmであり、光透過部30同士の間の遮光部31が約10mmである。図4(b)では、フィルム12と遮光板28との距離は約50〜200mmであり、遮光板28と光源26と距離は適宜設定する。
4A, the distance between the
また、他の光照射装置16として、2つの光源26を備えても良い(図4(c))。光源26はライン状に光を発光するものである。ライン状に光を発するために、各光源26は多数のLEDを1本のライン状に並べたものが挙げられる。LEDはレンズ形状の樹脂でパッケージされているため光L1,L2の指向性や光量の点で好ましい。LEDの代わりに高周波蛍光管であれば、レンズなどで光の指向性を持たせて使用する。光源26を覆うカバーを設け、カバーのスリットから所望の光を出射するようにしても良い。
Moreover, you may provide the two
図4(c)では、フィルム12と光源26との距離は約100〜600mmであり、約2〜20mmのスリットから光L1,L2が出射されるようにする。光L1,L2の中心軸同士の距離は、約25mmである。
In FIG. 4C, the distance between the
フィルム12が光透過性であると、光L1,L2が照射されない箇所は検査ローラ14の光吸収処理によって黒くなる。光の帯22同士の間は黒色の暗部24となる。センサ16はこの暗部24を受光領域として設定される。センサ18の受光軸L3は暗部24の中心軸と交わる。フィルム12の正反射光はセンサ18で受光されない。センサ18としては、フォトダイオードなどの受光素子を線状に並べたラインセンサが挙げられる。フィルム12の幅方向に受光素子が並べられる。
If the
センサ18が一定の周期で受光し、受光した光量に応じてディジタルデータに変換され、コンピュータ34で演算処理される。通常、センサ18は暗部24を受光領域にしているため、図5(a)のように、受光素子の受光光量は0か0に近い値である。検査ローラ14の光吸収処理によってノイズを受光しにくい構成になっている。また、フィルム12に欠陥があると、欠陥からの散乱光を受光した受光素子の光量が増加する(図5(b))。
The
センサ18が散乱光を受光する原理を説明する。フィルム12に欠陥がなければ、図6のように、センサ18に正反射光L4,L5が到達しない構成になっている。フィルム12にピンホールなどの欠陥32があると、フィルム12が移動して欠陥32に光が照射されたとき、散乱光が生じる。例えば、図7のように、一方の光L1が欠陥32に照射されて散乱光L6が生じると、センサ18が受光する。
The principle that the
また、図8のように、両方の光L1,L2が欠陥32に照射されて散乱光L6,L7が生じると、図7よりも多くの散乱光が受光され、受光光量が大きくなる。したがって、フィルム12が移動すると、任意の受光素子の受光量は、欠陥32の中心が暗部を通過した時間に光量が最大となる。その様子を図9のグラフで示す。センサ18は、2本の光の帯22によって大きな散乱光L6,L7を得ることができ、正常部との差を大きくすることができる。
Further, as shown in FIG. 8, when both of the lights L1 and L2 are irradiated onto the
なお、上記の受光状態は欠陥32の大きさなどで変化するため、検出したい最小の欠陥32の大きさに合わせて、光の帯22の幅や暗部24の幅を適宜決定する。欠陥32の中心が暗部24の中心に来たときに、欠陥32の両端がそれぞれ光の帯22の中に入るようにする。
Since the above light receiving state changes depending on the size of the
以上より、非常に光量の小さい暗部24の中に光量の大きな散乱光L6,L7が入ることとなる。検査ローラ14に光吸収処理を施しているため、センサ18はノイズの影響を受けにくい。欠陥32に光L1,L2が照射されてハレーションを生じても、そのハレーションはセンサ18の受光軸L3からははずれているため、従来あったハレーションの影響もない。したがって、欠陥32の検出精度を高めることができる。暗部24の中の輝点を検出するため、肉眼で確認することも容易であり、装置10の製造や調整をおこないやすい。
As described above, the scattered light L6 and L7 having a large amount of light enters the
センサ18が検出した光量の値はディジタルデータに変換し、コンピュータ34で欠陥を判定する。そのために、光量の値をディジタルデータに変換する手段、センサ18が受光した光の光量の値をフィルム12の幅方向に沿って微分する手段、微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段として、コンピュータ34を動作させる。これらの手段は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその両方によって実現される。光量の絶対的な値ではなく、微分による相対的な値を使用して欠陥を判定している。フィルム12が変更されても、装置10の設定が容易である。なお、微分は、図5のグラフを微分することとなる。
The light quantity value detected by the
欠陥32が検出されたら、警告灯に信号を送り、警告灯を点灯させるようにしても良い。コンピュータ34は、フィルム12の移送速度やセンサ18の受光周期などから欠陥の位置を特定し、モニタ36にその位置を表示するようにしても良い。
When the
図10のようにガイドローラ20の間に2本の検査ローラ14を設けた検査装置であってもよい。フィルム12を通すことによって一方の検査ローラ14をフィルム14が通過するときにフィルム14の一面を検査し、他方の検査ローラ14をフィルム12が通過するときにフィルム12の他面を検査する。すなわち、フィルム12の両面を検査することができる。コンピュータ34とモニタ36は1台にまとめ、両方のセンサ18からの受光値を1台のコンピュータ34で受信し、上述した処理をおこなっても良い。
As shown in FIG. 10, an inspection apparatus in which two
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。一例として示した数値は検査目的などに応じて適宜変更することが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment. The numerical value shown as an example can be appropriately changed according to the inspection purpose.
銅箔などの金属箔を貼り合わせた積層フィルムなどの不透明なフィルム12であれば、検査ローラ14の光吸収処理を省いても良い。光が照射されない暗部24がセンサ18の受光領域になっており、センサ18が受光する散乱光に対してノイズは非常に小さくなる。センサ18が誤検知しにくい。本発明であれば、光透過性のフィルム12だけでなく、不透明なフィルム12にも対応することができる。
If the
図1のフィルム検査装置10は検査ローラ14に密着されたときのフィルム12に光L1,L2を照射していたが、不透明なフィルム12であれば、検査ローラ14を省く構成であっても良い。図11に示すフィルム検査装置10bのように、フィルム12がガイドローラ20同士の間を移動するときに光L1,L2を照射する。光照射装置16は図1と同様にフィルム12の幅方向に2本の光の帯22ができるものである。フィルム12はガイドローラ20に押圧(密着)されている。ガイドローラ20同士の間隔を狭くすることによってフィルム12のばたつきが抑えられる。例えば、ガイドローラ20の間隔を約100〜500mmにする。
The
図11のフィルム検査装置10bであっても、図10のように2台備えても良い。一方の検査装置10bがフィルム12の一面を検査し、他方の検査装置10bがフィルム12の他面を検査する。
Even the
フィルム12を移動させる以外に、フィルム12を固定し、光照射装置16およびセンサ18を移動させても良い。光照射装置16とセンサ18は一定間隔を保ったまま移動する。ロール状のフィルム12だけでなく、枚葉のフィルム12を検査することができる。
In addition to moving the
以上のように、いずれの実施形態であってもフィルム12に2本の光の帯22を形成し、暗部24をセンサ18の受光領域にする。従来あったハレーションの影響が生じず、散乱光とノイズとの差も大きいため、正確な検査が可能である。
As described above, in any of the embodiments, the two
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。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist thereof.
10、10b、11:フィルム検査装置
12:フィルム
14:検査ローラ
16:光照射装置
18:センサ
20:ガイドローラ
22:光の帯
24:光の帯の間の暗部
26:光源
28:遮光板
30:光透過部
31:遮光部
32:欠陥
34:コンピュータ
36:モニタ
36:ベースフィルム
38:コーティング層
L1,L2:照射する光
L3:受光軸
L4,L5:正反射光
L6,L7:散乱光
10, 10b, 11: Film inspection device 12: Film 14: Inspection roller 16: Light irradiation device 18: Sensor 20: Guide roller 22: Light band 24:
Claims (8)
前記フィルムに光を照射し、フィルムに光の帯を2本形成させる光照射装置と、
前記光の帯同士の間に形成された暗部を受光領域にしたセンサと、
を備え、
前記フィルムの欠陥によって生じた散乱光をセンサが受光するフィルム検査装置。 To inspect the film,
A light irradiation device for irradiating the film with light and forming two bands of light on the film;
A sensor having a dark area formed between the bands of light as a light receiving region;
With
A film inspection apparatus in which a sensor receives scattered light generated by a defect in the film.
光源と、
前記光源とフィルムとの間に配置され、2本の帯状の光透過部を有する遮光板と、
を備えた請求項1のフィルム検査装置。 The light irradiation device is
A light source;
A light-shielding plate disposed between the light source and the film and having two strip-shaped light transmission parts;
The film inspection apparatus of Claim 1 provided with.
前記微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段と、
を含む請求項1乃至3のいずれかのフィルム検査装置。 The sensor is a line sensor in which light receiving elements are arranged in the width direction of the film, and means for differentiating the value of the amount of light received by the sensor along the width direction of the film;
Means for determining a defect when a value obtained by the differentiation is higher than a threshold value stored in advance;
The film inspection apparatus according to claim 1, comprising:
前記光照射装置が、検査ローラに密着されたフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する
請求項1乃至4のフィルム検査装置。 Adhering the film, provided with an inspection roller that rotates in synchronization with the moving speed of the film,
The film inspection apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation device forms a band of light in the width direction of the film with respect to the film in close contact with the inspection roller.
前記光照射装置が、ガイドローラ間を移動するフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する
請求項1乃至4のフィルム検査装置。 The film is in close contact, and includes two guide rollers that rotate in synchronization with the moving speed of the film,
The film inspection apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation device forms a band of light in the width direction of the film with respect to the film moving between the guide rollers.
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