JP2012002792A - Transparent film inspection device and defect detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は高速で走行する透明フィルムの欠陥検査装置及び、欠陥検査方法に関し、特に透明フィルムにおける欠陥を検査するための装置及び該装置を用いて透明フィルムにおける欠陥を検査する方法に関する。 The present invention relates to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for a transparent film traveling at a high speed, and more particularly to an apparatus for inspecting a defect in a transparent film and a method for inspecting a defect in a transparent film using the apparatus.
図1は、透光性物品の表面形態における欠陥を検出する従来の欠陥検査方法を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing a conventional defect inspection method for detecting a defect in a surface form of a translucent article.
図示のように、該欠陥検査方法では、照明のある環境下に、透光性物品における欠陥を検査するための装置において、前記透光性物品を置くべき箇所の後方に、標準画像のついている標準画像ユニットが設置されており、それにより、前記透光性物品を通してみた画像の前記標準画像との差異から、該透光性物品に欠陥がある箇所を探し出すことができることを特徴とする。 As shown in the figure, in the defect inspection method, in a device for inspecting a defect in a light transmissive article in an environment with illumination, a standard image is attached behind the place where the light transmissive article is to be placed. A standard image unit is installed, whereby a portion having a defect in the translucent article can be found from the difference between the image viewed through the translucent article and the standard image.
しかしながら、従来の設定環境下では、静止画において欠陥検出はできても、高速で走行する被写体に対しては、カメラ側のシャッタースピードや分解能、レンズによる歪みによっては十分な成果が得られない。また、照明も適切な位置から照射しなければ、撮影時にノイズが入ってしまい、本来検出すべき欠陥と撮影環境で取り込まれるノイズとの区別がつかない。精度に関しても設定環境によって変化するため欠陥部分の詳細な大きさは不明瞭である。 However, under the conventional setting environment, even if a defect can be detected in a still image, sufficient results cannot be obtained for a subject traveling at high speed depending on the shutter speed and resolution on the camera side and distortion caused by the lens. Further, if the illumination is not irradiated from an appropriate position, noise is introduced at the time of photographing, and it is impossible to distinguish between a defect that should be detected originally and noise that is captured in the photographing environment. Since the accuracy also changes depending on the setting environment, the detailed size of the defective portion is unclear.
上記問題点を解決する為に、本発明は表面形態における欠陥の検出率がより高い透明フィルムの欠陥検査装置及び該装置を用いる透明フィルムの欠陥検査方法を提供しようとすることを目的とする。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus for a transparent film having a higher defect detection rate in a surface form and a defect inspection method for a transparent film using the apparatus.
本発明は、また、高速で走行する透明フィルムの表面形態の欠陥を検査できる透明フィルムの欠陥検査装置及び該装置を用いる透明フィルムの欠陥検査方法を提供しようとすることをもう一つの目的とする。 Another object of the present invention is to provide a transparent film defect inspection apparatus capable of inspecting defects in the surface form of a transparent film running at high speed, and a transparent film defect inspection method using the apparatus. .
上記目的を達成する為、本発明は、平行光源及び、格子状チャートユニット、画像処理ユニットを用いる。平行光源から照射された光が格子状チャートユニットを介し、透明フィルム表面を通過してエリアセンサカメラに入射する。透明フィルムを置く箇所の上方に、該透明フィルムを通して格子状チャートユニットから前記格子状チャートユニットの映像を撮って映像信号を発信するエリアセンサカメラとレンズが設置され、また、前記エリアセンサカメラと連接し、前記映像信号を受信して前記格子状チャートの映像を画像処理できる画像処理ユニットが更に設置されており、それにより、前記透明フィルムに欠陥がある箇所を探し出すことができることを特徴とする透明フィルムの欠陥検査装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention uses a parallel light source, a lattice chart unit, and an image processing unit. The light emitted from the parallel light source passes through the transparent film surface through the lattice chart unit and enters the area sensor camera. An area sensor camera and a lens that take an image of the grid chart unit from the grid chart unit through the transparent film and transmit a video signal are installed above the place where the transparent film is placed, and are connected to the area sensor camera. And an image processing unit that can receive the video signal and process the video of the grid chart is further installed, whereby a portion having a defect in the transparent film can be found. A film defect inspection apparatus is provided.
前記格子状チャートユニットには、均等に交差された格子図がついており、画像を構成する線の幅は0.24mmであり、そして各線と隣の線の間に0.76mmの距離をあけていることを特徴とする。 The grid chart unit has a grid diagram that is evenly crossed, the width of the lines constituting the image is 0.24 mm, and a distance of 0.76 mm is provided between each line and the adjacent line. It is characterized by being.
前記エリアセンサカメラは、高速で走行する被写体をブレなく撮影することができるシャッタースピード及び、垂直周波数を有し、フォーカシング機能と画像をキャプチャーする機能を有していることを特徴とする。 The area sensor camera has a shutter speed and a vertical frequency that can shoot a subject traveling at high speed without blur, and has a focusing function and a function of capturing an image.
前記レンズは、撮影時の歪みが±0.06%で、上記カメラに合うマウントを特徴とする。歪みが余りにも大きいと、入力画像処理部での補正処理に時間がかかるため、リアルタイム処理が困難となる。 The lens has a mount that fits the camera and has a distortion of ± 0.06% during shooting. If the distortion is too large, correction processing in the input image processing unit takes time, and real-time processing becomes difficult.
前記平行光源は、前記格子状チャートユニット及び、透明フィルムに対して平行に光を照射することを特徴とする。 The parallel light source irradiates light parallel to the lattice chart unit and the transparent film.
画像処理ユニットは、エリアセンサカメラでキャプチャーした画像に対して、ノイズ除去処理を行い、欠陥とノイズを区別することを特徴とする。 The image processing unit performs noise removal processing on an image captured by an area sensor camera, and distinguishes between defects and noise.
前記平行光源及び、格子状チャートユニットを通してみた透明フィルムの欠陥箇所が、通過光線にもたらす異常屈折を利用して欠陥を検出することを特徴とする。 The defect location of the transparent film seen through the parallel light source and the lattice chart unit detects the defect using anomalous refraction caused to the passing light.
本発明は、透明フィルムにおける欠陥箇所の通過光線にもたらす異常屈折を平行光源と画像処理ユニットにより精度よく検出することが可能であるため、格子状チャートユニットのキャプチャー画像における欠陥箇所に、明らかな歪みを与えて欠陥の探し出しを容易にさせ、従来よりも高い検出率を有する欠陥検査装置及び該装置を用いる欠陥検査方法を提供することができる。 Since the present invention can accurately detect the extraordinary refraction caused by the light beam passing through the defective portion in the transparent film by the parallel light source and the image processing unit, the distortion portion in the captured image of the lattice chart unit can be clearly Therefore, it is possible to provide a defect inspection apparatus having a higher detection rate than the conventional one and a defect inspection method using the apparatus.
また、本発明は、光の反射ではなく、通過光線の異常屈折により検査を行うので、透明フィルムの表面形態だけでなく、表面形態を含む組織中の如何なる箇所にある欠陥をも検査することができる。 In addition, since the present invention inspects not by light reflection but by extraordinary refraction of passing light, it can inspect not only the surface form of the transparent film but also a defect at any location in the tissue including the surface form. it can.
以下本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されることは無く、本発明の趣旨の範囲内で修正、変更することができる。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments and can be modified and changed within the scope of the present invention.
図2は本発明の欠陥検査装置の構成を示す正面図である。本発明の欠陥検査装置28は、暗室環境下で平行光源24及び格子状チャートユニット23を用いて使用し、該透明フィルム22の真下に該透明フィルム22の走行方向と平行となるように格子状チャートユニット23を設置し、該透明フィルム23に垂直に光が照射するように平行光源24を格子状チャートユニット23の真下に配置する。尚、格子状チャートユニット23は該透明フィルム22と25mmの距離に保つように配置する。エリアセンサカメラ25は500万画素、垂直周波数が16Hz、シャッタースピード4000分の1秒のCCDカメラ、レンズ26は撮影時の歪みが0.03%で、500万画素用のCマウントレンズを用いる。また、格子状チャートユニット23とエリアセンサカメラ25の距離が287mmとなるように該透明フィルム22の真上にエリアセンサカメラを設置する。該エリアセンサカメラと連接していて、該エリアセンサカメラ25から前記映像信号を受信して前記格子状チャートユニット23の映像を画像処理することができる画像処理ユニット27を有している。 FIG. 2 is a front view showing the configuration of the defect inspection apparatus of the present invention. The
次に、以下の条件で実施した本発明の実施例を説明する。 Next, examples of the present invention implemented under the following conditions will be described.
共押出法によって成形された多層チューブフィルムを検査対象透明フィルムとし、該透明フィルム表面に発現した微細欠陥を、本発明のフィルム欠陥検査装置を用いて検査する。
透明フィルムの走行速度を分速50mとし、傷の大きさは、0.05〜0.70mm2までの有色異物及び擦り傷、ピンホールの透明傷を欠陥検査対象とする。実施したシステム構成を図2に示す。The multilayer tube film formed by the co-extrusion method is used as a transparent film to be inspected, and fine defects developed on the surface of the transparent film are inspected using the film defect inspection apparatus of the present invention.
The running speed of the transparent film is set to 50 m / min, and the size of the scratches is 0.05 to 0.70 mm 2 for colored foreign objects, scratches and pinhole transparent scratches. The implemented system configuration is shown in FIG.
上記条件により走行する透明フィルムをエリアセンサカメラで撮影し、画像処理ユニットでノイズ除去及び画像補正し、欠陥検出を行う。 A transparent film traveling under the above conditions is photographed by an area sensor camera, and noise removal and image correction are performed by an image processing unit to detect defects.
まず、欠陥がある透明フィルムに対して、真下から平行光源の光を照射する。透明フィルム真上に設置されているエリアセンサカメラの照度は2000LUXであった。格子状チャートユニットは、線の太さが0.24mmのものを使用し、エリアセンサカメラで透明フィルムを撮影した。入力画像の上下左右にレンズによる歪みが発生するため、画像処理ユニットにより画像補正を行った。また、撮影時に入力画像に発生するノイズを画像処理ユニットの平滑化画像処理によりノイズ除去処理を行った。 First, the light of a parallel light source is irradiated from below directly on a defective transparent film. The illuminance of the area sensor camera installed just above the transparent film was 2000 LUX. A grid-like chart unit having a line thickness of 0.24 mm was used, and a transparent film was photographed with an area sensor camera. Since distortion caused by the lens occurs in the top, bottom, left and right of the input image, image correction was performed by the image processing unit. Further, noise removal processing was performed on the noise generated in the input image during shooting by the smoothed image processing of the image processing unit.
上記条件により走行する透明フィルムをエリアセンサカメラで撮影し、画像処理ユニットでノイズ除去及び画像補正し、欠陥検出を行う。 A transparent film traveling under the above conditions is photographed by an area sensor camera, and noise removal and image correction are performed by an image processing unit to detect defects.
まず、欠陥がある透明フィルムに対して、真下から平行光源の光を照射する。透明フィルム真上に設置されているエリアセンサカメラの照度は2000LUXであった。格子状チャートユニットは、線の太さが0.26mmのものを使用し、エリアセンサカメラで透明フィルムを撮影した。入力画像の上下左右にレンズによる歪みが発生するため、画像処理ユニットにより画像補正を行った。また、撮影時に入力画像に発生するノイズを画像処理ユニットの平滑化画像処理によりノイズ除去処理を行った。 First, the light of a parallel light source is irradiated from below directly on a defective transparent film. The illuminance of the area sensor camera installed just above the transparent film was 2000 LUX. A grid-like chart unit having a line thickness of 0.26 mm was used, and a transparent film was photographed with an area sensor camera. Since distortion caused by the lens occurs in the top, bottom, left and right of the input image, image correction was performed by the image processing unit. Further, noise removal processing was performed on the noise generated in the input image during shooting by the smoothed image processing of the image processing unit.
上記条件により走行する透明フィルムをエリアセンサカメラで撮影し、画像処理ユニットでノイズ除去及び画像補正し、欠陥検出を行う。 A transparent film traveling under the above conditions is photographed by an area sensor camera, and noise removal and image correction are performed by an image processing unit to detect defects.
まず、欠陥がある透明フィルムに対して、真下から平行光源の光を照射する。透明フィルム真上に設置されているエリアセンサカメラの照度は2000LUXであった。格子状チャートユニットは、線の太さが0.28mmのものを使用し、エリアセンサカメラで透明フィルムを撮影した。入力画像の上下左右にレンズによる歪みが発生するため、画像処理ユニットにより画像補正を行った。また、撮影時に入力画像に発生するノイズを画像処理ユニットの平滑化画像処理によりノイズ除去処理を行った。 First, the light of a parallel light source is irradiated from below directly on a defective transparent film. The illuminance of the area sensor camera installed just above the transparent film was 2000 LUX. A grid-like chart unit having a line thickness of 0.28 mm was used, and a transparent film was photographed with an area sensor camera. Since distortion caused by the lens occurs in the top, bottom, left and right of the input image, image correction was performed by the image processing unit. Further, noise removal processing was performed on the noise generated in the input image during shooting by the smoothed image processing of the image processing unit.
上記条件により走行する透明フィルムをエリアセンサカメラで撮影し、画像処理ユニットでノイズ除去及び画像補正し、欠陥検出を行う。 A transparent film traveling under the above conditions is photographed by an area sensor camera, and noise removal and image correction are performed by an image processing unit to detect defects.
まず、欠陥がある透明フィルムに対して、真下から平行光源の光を照射する。透明フィルム真上に設置されているエリアセンサカメラの照度は2000LUXであった。格子状チャートユニットは、線の太さが0.30mmのものを使用し、エリアセンサカメラで透明フィルムを撮影した。入力画像の上下左右にレンズによる歪みが発生するため、画像処理ユニットにより画像補正を行った。また、撮影時に入力画像に発生するノイズを画像処理ユニットの平滑化画像処理によりノイズ除去処理を行った。 First, the light of a parallel light source is irradiated from below directly on a defective transparent film. The illuminance of the area sensor camera installed just above the transparent film was 2000 LUX. A grid-like chart unit having a line thickness of 0.30 mm was used, and a transparent film was photographed with an area sensor camera. Since distortion caused by the lens occurs in the top, bottom, left and right of the input image, image correction was performed by the image processing unit. Further, noise removal processing was performed on the noise generated in the input image during shooting by the smoothed image processing of the image processing unit.
上記実施例から、格子状チャートユニットの線の太さとカメラ及びレンズの焦点距離や分解能により、検出精度が定まるため、最良の組合せを構成するのが好ましい。上記実施例では、走行速度分速50m、格子状チャートユニットの線の太さを0.26〜0.30mmで設定し検証した。また、透明フィルムの走行速度はカメラのシャッタースピードと光源の光度により精度が変化するため、走行速度に合ったシャッタースピード及び光度で構成することが好ましい。 Since the detection accuracy is determined by the line thickness of the grid chart unit and the focal length and resolution of the camera and lens from the above embodiment, it is preferable to configure the best combination. In the above-described embodiment, the travel speed was set to 50 m / min and the line thickness of the grid chart unit was set to 0.26 to 0.30 mm for verification. Moreover, since the accuracy of the traveling speed of the transparent film varies depending on the shutter speed of the camera and the luminous intensity of the light source, it is preferable to configure the transparent film with a shutter speed and a luminous intensity that match the traveling speed.
上記処理により、入力画像の欠陥箇所が、格子の湾曲により検出できるため、精度よく欠陥検出が可能であった。 By the above process, the defect portion of the input image can be detected by the curvature of the lattice, so that the defect can be detected with high accuracy.
上記のように、本発明の欠陥検査装置や欠陥検査方法は、欠陥箇所に発生する光の異常屈折を利用するので、透明フィルムの表明形態だけでなく、表面下における欠陥及び箇所を容易に探し出すことができるので、従来の装置及び方法より検出率が高い上、産業上の利用性も遥かに広い。 As described above, since the defect inspection apparatus and the defect inspection method of the present invention use anomalous refraction of light generated at a defect location, not only the manifestation form of the transparent film but also the defects and locations below the surface can be easily found. Therefore, the detection rate is higher than that of the conventional apparatus and method, and the industrial applicability is much wider.
11 モニター
12 イメージキャプチャー手段
13 キャプチャーユニット
14 レンズユニット
15 離型紙
16 透光性物品
17 保護膜
18 標準画像ユニット
19 欠陥検査装置
21 暗室ボックス
22 透明フィルム
23 格子状チャートユニット
24 平行光源
25 エリアセンサカメラ
26 レンズ
27 画像処理ユニット
28 欠陥検査装置
51 画像キャプチャー前の格子の交差部
52 画像キャプチャー後の格子の交差正常図
53 画像キャプチャー後の格子の交差異常図
61 欠陥部分DESCRIPTION OF
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