JP2015049091A - Rolled film concave-convex defect inspection device and inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロール状フィルムの表面凹凸欠陥の検査装置及び検査方法に関するものである。 The present invention relates to an inspection apparatus and inspection method for surface irregularities of a roll film.
ロール状の巻き取られたフィルムの表面には、フィルムの製造過程では発現しないが、製造したフィルムをロール状に巻き取った後に、経時変化による巻締りが起こり、フィルムの表面に凹凸の欠陥が発現することがある。この凹凸欠陥は、例えば印刷加工の際に印刷抜けを引き起こすなどの問題があるため、ロール状フィルムの表面の凹凸検査が必要である。 The surface of the rolled-up film is not expressed in the film manufacturing process, but after winding the manufactured film into a roll, winding due to aging occurs, and irregularities on the surface of the film are found. May develop. Since this irregularity defect has a problem such as causing printing omission during printing, for example, an irregularity inspection of the surface of the roll film is necessary.
ロール状フィルムの表面凹凸欠陥の検査は人による目視検査を行うこと多いが、人による検査のため欠陥見逃しのリスクがある。そのため、より検出精度を高めるために光学的手法を用いた検査装置及び検査方法が提案されている。
特許文献1では、所定の周期的明暗パターン(ストライプ・パターン)を有する基準表面の、被検査物の被検査表面における正反射像を撮像手段によって撮像し、得られた前記正反射像のパターン形状の歪に基づいて前記被検査表面上の筋状凹凸を検出する技術が開示されている。
In many cases, the surface irregularity defect of the roll film is visually inspected by humans, but there is a risk of missing a defect because of human inspection. Therefore, an inspection apparatus and an inspection method using an optical method have been proposed in order to further improve detection accuracy.
In Patent Document 1, a specular reflection image of a reference surface having a predetermined periodic light / dark pattern (stripe pattern) on an inspection surface of an inspection object is picked up by an image pickup means, and the pattern shape of the obtained specular reflection image is obtained. A technique for detecting streaky irregularities on the surface to be inspected based on the distortion of the surface is disclosed.
特許文献2も、円筒側面形で鏡面反射性を有し曲率および/または被検査面の位置が経時的に変化する被検査体に光を照射する所定形状の発光部位Fを有する光照射手段と、被検査体を撮像する撮像手段と、撮像した撮像画像に基づいて被検査体の表面を検査する表面検査装置を開示している。
また、特許文献3では、投光器からレンズを介して平行光を作り、この平行光をロール状フィルムの表面を「周方向」に沿って照射した際に、ロール状フィルムの表面の凸欠陥で光が遮られ、凸欠陥の形状に沿った影が受光器で検出され、画像処理部により凹凸判定を行う欠陥検出方法が提案されている。ロール状フィルムの巻終わり部分における段差部分を凹凸と誤検出することを避けるために、周方向に少なくとも3組の投光器と受光器を配置して、その内の少なくとも2組以上で、同一ロール幅位置で凸と判定された場合に欠陥と判定している。
Patent Document 2 also discloses a light irradiating means having a light emitting portion F having a predetermined shape for irradiating light to an object to be inspected that has a cylindrical side surface, has specular reflectivity, and has a curvature and / or a position of the surface to be inspected that changes with time. An imaging means for imaging an object to be inspected, and a surface inspection apparatus for inspecting the surface of the object to be inspected based on the captured image taken are disclosed.
Moreover, in patent document 3, when making parallel light through a lens from a light projector and irradiating this parallel light on the surface of a roll-shaped film along the "circumferential direction", it is light by the convex defect on the surface of a roll-shaped film. A defect detection method is proposed in which a shadow along the shape of a convex defect is detected by a light receiver, and an unevenness is determined by an image processing unit. In order to avoid erroneously detecting the step portion at the winding end portion of the roll film as irregularities, at least three sets of light projectors and light receivers are arranged in the circumferential direction, and at least two sets of them have the same roll width. If the position is determined to be convex, it is determined as a defect.
特許文献1では、所定の周期的明暗パターンを有する基準表面を用意し、撮像手段によって撮像した正反射像を画像解析することになるが、周期的明暗パターンの歪みを分析するために、周期的明暗パターンのある程度の二次元的な面積を持った部分を、撮像手段によって撮影し画像収録しなければならない(同文献の図2(b)参照)。特許文献2も、発光部位Fに周期的明暗パターンを採用し、この二次元的な面積を持った部分を、撮像手段によって画像収録している(同文献の図21参照)。 In Patent Document 1, a reference surface having a predetermined periodic light / dark pattern is prepared, and a specular reflection image picked up by the image pickup means is analyzed. In order to analyze the distortion of the periodic light / dark pattern, A portion having a certain two-dimensional area of a light and dark pattern must be photographed and recorded by an image pickup means (see FIG. 2B of the same document). Patent Document 2 also adopts a periodic bright / dark pattern for the light emitting part F, and images a portion having this two-dimensional area by an imaging means (see FIG. 21 of the same document).
このため、特許文献1,2のいずれも、周期的明暗パターンから出射される光を一次元スリットで十分絞ることができなくなり、周期的明暗パターンから出射される光が二次反射・三次反射して迷光となり、撮像手段に入るというが発生し、検査の精度が阻害されるという問題がある。また、撮像手段の側でも、複雑なストライプ・パターン解析をするソフトウェアを用意する必要があり、ソフトの開発費のためコスト高になってしまう。 For this reason, in both Patent Documents 1 and 2, it is impossible to sufficiently squeeze the light emitted from the periodic light / dark pattern with a one-dimensional slit, and the light emitted from the periodic light / dark pattern undergoes secondary reflection and tertiary reflection. This results in stray light and entering the imaging means, which hinders the accuracy of inspection. Moreover, it is necessary to prepare software for performing a complicated stripe pattern analysis on the image pickup means side, which increases the cost due to software development costs.
特許文献3の技術では、検査対象欠陥がロール状フィルムの周方向に全周にわたって連なって発現する巻コブである。このためロール状フィルムを静止させた状態で、平行光ラインセンサを幅方向に移動させて巻きコブの欠陥検出を行っている(あるいは逆に平行光ラインセンサを固定した静止状態とし、ロール状フィルムを幅方向に移動させている)。特許文献3の段落[0091]には「ロール状フィルムを回転させたりしても良い。」との記載があるが、平行光ラインセンサを静止した状態で単にロール状フィルムを回転させるだけでは、ロールの全幅にわたり連続的に検査を行うことができず、ロール状フィルムの幅方向に単発で発現する凹凸欠陥には対応困難である。 In the technique of Patent Document 3, the inspection object defect is a winding hump in which the roll-shaped film is continuously developed over the entire circumference in the circumferential direction. For this reason, while the roll-shaped film is stationary, the parallel light line sensor is moved in the width direction to detect defects in the winding bumps (or conversely, the parallel light line sensor is fixed and the roll-shaped film is stationary. Is moved in the width direction). In paragraph [0091] of Patent Document 3, there is a description that “the roll film may be rotated.” However, by simply rotating the roll film while the parallel light line sensor is stationary, The inspection cannot be continuously performed over the entire width of the roll, and it is difficult to deal with uneven defects that appear once in the width direction of the roll film.
また、特許文献3の技術では、単発で発生しやすいロール状フィルムの幅方向に長く凹んだ形状の欠陥においては、ロール状フィルムの周方向に光を照射しているため、正常部分と差異が小さく、検出漏れの恐れがある。
そこで、本発明では、簡単で安価な構成で、ロール状フィルムの表面の欠陥を漏れなく、高精度に検出することのできる欠陥検査装置及び検査方法を提供することを目的としている。
Moreover, in the technique of patent document 3, in the defect of the shape long dented in the width direction of the roll-shaped film which is easy to generate | occur | produce in one shot, since the light is irradiated to the circumferential direction of a roll-shaped film, a difference with a normal part has a difference. There is a risk of detection failure.
Therefore, an object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus and inspection method that can detect defects on the surface of a roll-shaped film with high accuracy with a simple and inexpensive configuration.
前記事情に鑑み、本発明者が検討した結果、ロール状フィルムに発現する1本の輝線の反射光に基づいて凹凸検査を行うことで、幅方向に長く凹んだ形状の欠陥を精度よく検出することに成功し、本発明を完成するに至った。
本発明のロール状フィルムの凹凸欠陥検査装置は、ロール状フィルムの表面に、ロール状フィルムの幅方向に細長いスリット状の光を照射する照明部と、前記ロール状フィルムの表面に発現した1本の輝線からの反射光に基づいて当該輝線の画像を検出する撮影部と、前記撮影部で検出された輝線画像の歪み値を検出し、該歪み値に基づいてロール状フィルムの表面凹凸判定を行う画像処理部とを備えるものである。
In view of the above circumstances, as a result of the study by the present inventors, a defect having a shape that is long and recessed in the width direction is accurately detected by performing a concavo-convex inspection based on the reflected light of a single bright line appearing on the roll film. In particular, the present invention has been completed.
The apparatus for inspecting unevenness of a roll-shaped film of the present invention has an illumination unit that irradiates the surface of a roll-shaped film with slit-shaped light that is elongated in the width direction of the roll-shaped film, and one that is expressed on the surface of the roll-shaped film. An image capturing unit that detects an image of the bright line based on reflected light from the bright line, and a distortion value of the bright line image detected by the image capturing unit is detected, and surface unevenness determination of the roll film is performed based on the distortion value. And an image processing unit to perform.
前記照明部は、前記ロール状フィルムの幅方向に延びる細長い1本の透光溝を有するスリット板を含むことが好ましい。
前記画像処理部は具体的には、前記輝線画像の基準線からの変位量と、変位部分の幅とを計算して、表面凹凸判定を行うものである。
前記撮影部はエリアセンサを用いて撮影する装置であることが好ましい。
It is preferable that the illumination unit includes a slit plate having one elongated light-transmitting groove extending in the width direction of the roll film.
Specifically, the image processing unit performs surface unevenness determination by calculating a displacement amount from a reference line of the bright line image and a width of the displaced portion.
Preferably, the photographing unit is a device that photographs using an area sensor.
また、本発明の欠陥検査装置において、前記イメージセンサがロール状フィルムの表面における反射光の正反射成分を検出する位置に配置されることが好ましい。
また、本発明の欠陥検査装置において、ロール状フィルムの外周方向に連続的に検査可能であることが好ましい。
また、本発明のロール状フィルムの凹凸欠陥検査方法は、ロール状フィルムの表面に、ロール状フィルムの幅方向に細長いスリット状の光を照射する工程と、前記ロール状フィルムの表面に発現した1本の輝線からの反射光に基づいて、撮影部により、当該輝線の画像を検出する工程と、前記撮影部で検出された輝線画像の歪み値を検出し、該歪み値に基づいてロール状フィルムの表面凹凸判定を行う工程と、を備える方法である。
Moreover, the defect inspection apparatus of this invention WHEREIN: It is preferable that the said image sensor is arrange | positioned in the position which detects the regular reflection component of the reflected light in the surface of a roll-shaped film.
Moreover, in the defect inspection apparatus of this invention, it is preferable that it can test | inspect continuously in the outer peripheral direction of a roll-shaped film.
Moreover, the uneven | corrugated defect inspection method of the roll-shaped film of this invention is the process of irradiating the surface of a roll-shaped film with the slit-shaped light long and thin in the width direction of a roll-shaped film, and 1 expressed on the surface of the said roll-shaped film. A step of detecting an image of the bright line by the photographing unit based on the reflected light from the bright line of the book, a distortion value of the bright line image detected by the photographing unit, and a roll film based on the distortion value And a step of performing surface irregularity determination.
本発明によれば、ロール状フィルムの表面に照射された細長いスリット状の輝線を撮影し、その輝線画像の歪み値を検出し、該歪み値に基づいてロール状フィルムの表面凹凸判定を行うことにより、ロール状フィルムの表面の凸状欠陥、及び幅方向に長く凹んだ凹状欠陥を高精度で検出する欠陥検査装置及び検査方法を実現できる。 According to the present invention, a long slit-like bright line irradiated on the surface of the roll film is photographed, the distortion value of the bright line image is detected, and the surface unevenness determination of the roll film is performed based on the distortion value. Thereby, the defect inspection apparatus and inspection method which detect the convex defect of the surface of a roll-shaped film and the concave defect long dented in the width direction with high precision are realizable.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
図1(a)は本発明の実施形態に係るロール状フィルムの凹凸欠陥検査装置の基本的な構成を示す概略斜視図、図1(b)は側断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
FIG. 1A is a schematic perspective view showing a basic configuration of a roll-shaped film unevenness inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side sectional view.
被検査対象物であるフィルムは、芯管6にロール状に巻き取られている。
このロール状フィルムの表面1に、検査照明部2を用いて一次元的に広がった細長い1本の光(スリット光という)を照射し、ロール状フィルムの表面1におけるスリット光の反射光5を撮影部4で検出する。
検査照明部2は、ロール状フィルムの表面1に、フィルムの幅方向、すなわち芯管6の中心線の方向(「z方向」という;図1(a)参照)に一次元状に広がる輝線Lを結ぶ光学部材であり、その構成は光を照射する光源部2aと一次元状に形成された透光溝を有するスリット板2bとレンズアレイ2cとを含む。ロール状フィルムは芯管6の周りに回転可能である。
A film that is an object to be inspected is wound around the core tube 6 in a roll shape.
The surface 1 of the roll film is irradiated with one elongated light (referred to as slit light) that is spread one-dimensionally using the inspection illumination unit 2, and the reflected light 5 of the slit light on the surface 1 of the roll film is applied. It is detected by the imaging unit 4.
The inspection illumination unit 2 has a bright line L that extends in a one-dimensional manner on the surface 1 of the roll film in the width direction of the film, that is, in the direction of the center line of the core tube 6 (referred to as the “z direction”; see FIG. 1A). The configuration includes a light source portion 2a for irradiating light, a slit plate 2b having a light-transmitting groove formed in a one-dimensional shape, and a lens array 2c. The roll film can be rotated around the core tube 6.
検査照明部2とロール状フィルムとは、z方向に沿って移動できないように両方とも固定した状態で設置しても良く、いずれか若しくは両方を、z方向に沿って移動可能なように設置してもよい。しかし、少なくとも測定中は、両方をz方向に沿って相対的に移動できないようにロックしておく。すなわち測定中は、検査照明部2とロール状フィルムとの、z方向に沿った相対的な位置は、不変であるようにする。測定中、ロール状フィルムは適宜、芯管6の周りに回転させてもよい。 The inspection illumination unit 2 and the roll film may be installed in a state where both are fixed so that they cannot move along the z direction, and either or both of them are installed so as to be movable along the z direction. May be. However, at least during measurement, both are locked so that they cannot move relative to each other in the z direction. That is, during the measurement, the relative positions of the inspection illumination unit 2 and the roll film along the z direction are kept unchanged. During the measurement, the roll film may be rotated around the core tube 6 as appropriate.
光源部2aは所定波長の光3を放射する発光体であれば限定されない。その形状は点状の光源でもよく、面状の光源でもよく、線状の光源でもよいが、好ましくはz方向に沿った線状の光源である。線状の光源として直管型蛍光灯、直管型冷陰極管、z方向にわたって多数配列したLED素子、などがあげられる。光源の波長は単色光でもよく、一定範囲に波長分布を有する光でもよい。後者の場合、可視光の範囲(400−700nm)の光を含む白色光でもよい。 The light source unit 2a is not limited as long as it is a light emitter that emits light 3 having a predetermined wavelength. The shape may be a point light source, a planar light source, or a linear light source, but is preferably a linear light source along the z direction. Examples of the linear light source include a straight tube fluorescent lamp, a straight tube cold cathode tube, and a number of LED elements arranged in the z direction. The wavelength of the light source may be monochromatic light or light having a wavelength distribution in a certain range. In the latter case, white light including light in the visible light range (400-700 nm) may be used.
スリット板2bはz方向に延びる細長い1本の透光溝を有する。スリット板2bの配置位置は、図1に示したように光源部2aとレンズアレイ2bとの間である。スリット板2bの役割は、光源部2aから出射する光を細長い透光溝で制限して、細長い光源の像(輝線L)を作ることである。また、室内の各部材で反射して被検査対象物に向かってくる光、すなわち迷光をさえぎる役割もある。 The slit plate 2b has one elongated light transmission groove extending in the z direction. The arrangement position of the slit plate 2b is between the light source unit 2a and the lens array 2b as shown in FIG. The role of the slit plate 2b is to limit the light emitted from the light source unit 2a with a long and thin light-transmitting groove, thereby creating an image (bright line L) of the long and narrow light source. Further, it also has a role of blocking stray light that is reflected by each member in the room and directed toward the inspection object.
レンズアレイ2cは、シャープな輝線Lを得るために用いる集光素子であり、z方向に沿って配列されたセルフォックレンズ(セルフォックは商標又は登録商標である)、シリンドリカルレンズなどからなる。スリット板2bの像をロール状フィルムの表面1に結像するために、レンズアレイ2cの一方の焦点位置がスリット板2bとなり、他方の焦点位置がロール状フィルムの表面1となるように、レンズアレイ2cの位置を決定するとよい。 The lens array 2c is a condensing element used to obtain a sharp bright line L, and includes a selfoc lens (selfock is a trademark or a registered trademark), a cylindrical lens, and the like arranged along the z direction. In order to form the image of the slit plate 2b on the surface 1 of the roll film, the lens is arranged such that one focal position of the lens array 2c is the slit plate 2b and the other focal position is the surface 1 of the roll film. The position of the array 2c may be determined.
なお、レンズアレイ2cを設置しなくても、スリット板2bだけでも、検査に必要な解像度を持った輝線Lが得られる場合もあるので、レンズアレイ2cは、任意的な構成要素とすることができる。
撮影部4にはイメージセンサを用いることができる。例えばエリアセンサカメラが好ましい。撮影部4には、撮影部4で検出された画像信号を処理するコンピュータ7が接続されている。
In addition, even if the lens array 2c is not installed, the bright line L having the resolution necessary for the inspection may be obtained by using only the slit plate 2b. Therefore, the lens array 2c may be an optional component. it can.
An image sensor can be used for the photographing unit 4. For example, an area sensor camera is preferable. A computer 7 that processes an image signal detected by the photographing unit 4 is connected to the photographing unit 4.
図2(a)は、凹凸欠陥検査装置からロール状フィルムへの入射光の光路図であり、図2(b)はロール状フィルムからの出射光の光路図である。図2(b)において、出射光の進む方向をyとし、z方向とy方向で形成される平面に垂直な方向をxとする(右手座標系)。
光源部2aから出射した光3は図2(a)に示すように、スリット板2bの透光溝を透過し、レンズアレイ2bの中を通って集光され、 ロール状フィルムの表面1に、z方向に延びる1本の直線状の輝線Lとして結像される。ロール状フィルムの表面1から反射された光は、図2(b)に示すように、イメージセンサ4によって受光され、イメージセンサ4に内蔵された撮像素子4aの中に結像する。撮像素子4aはz方向及びx方向に二次元状に広がっている。これにより、撮像素子4aは、輝線Lのz方向の輝度の変化を検出することができるとともに、x方向の輝度の変化も検出することができる。
2A is an optical path diagram of incident light from the concavo-convex defect inspection apparatus to the roll film, and FIG. 2B is an optical path diagram of emitted light from the roll film. In FIG. 2B, the direction in which the emitted light travels is y, and the direction perpendicular to the plane formed by the z direction and the y direction is x (right-handed coordinate system).
As shown in FIG. 2A, the light 3 emitted from the light source unit 2a passes through the light transmitting groove of the slit plate 2b, is condensed through the lens array 2b, and is applied to the surface 1 of the roll film. An image is formed as one linear bright line L extending in the z direction. The light reflected from the surface 1 of the roll film is received by the image sensor 4 as shown in FIG. 2B and forms an image in the image sensor 4 a built in the image sensor 4. The image sensor 4a extends two-dimensionally in the z direction and the x direction. Thereby, the image sensor 4a can detect a change in luminance in the z direction of the bright line L and also detect a change in luminance in the x direction.
図3はレンズアレイ2bを省略した場合の光路図である。光源部2aの光はスリット板2bの透光溝を透過し、ロール状フィルムの表面1に、z方向に延びる1本の直線状の輝線Lとして結像される。この場合レンズがないので、輝線Lのシャープネスは図2(b)の場合と比べて低下するが、欠陥判定パラメータ(後述)を取得するためには、十分実用的である。 FIG. 3 is an optical path diagram when the lens array 2b is omitted. The light from the light source part 2a passes through the light transmitting groove of the slit plate 2b and forms an image on the surface 1 of the roll film as one linear bright line L extending in the z direction. In this case, since there is no lens, the sharpness of the bright line L is lower than that in the case of FIG. 2B, but it is sufficiently practical to acquire a defect determination parameter (described later).
なお、ロール状フィルムの表面1への光の入射角と、イメージセンサ4への出射角は互いに等しい正反射の関係にあっても良く、等しくない関係にあっても良い。ロール状フィルムの表面が滑らかで正反射光のみが強く出る場合は正反射を利用することが好ましく、ロール状フィルムの表面が粗で拡散光が多くなる場合は正反射光以外の光でも検出の対象とすることができる。 In addition, the incident angle of light on the surface 1 of the roll film and the emission angle to the image sensor 4 may be in the same regular reflection relationship or in an unequal relationship. When the surface of the roll film is smooth and only specular reflection light is strong, it is preferable to use specular reflection. When the surface of the roll film is rough and diffused light increases, it is possible to detect light other than specular reflection light. Can be targeted.
コンピュータ7は、撮影部4で検出された画像信号を入力し、画像処理をして、ディスプレイの画面に映し出す。ディスプレイの画面には、輝線Lの形が表示される。前記画像処理の内容は限定されないが、例えば輝線Lの形を鮮明に表示するためにエッジ先鋭化処理を行っても良く、バックグラウンドノイズを減少させるために二値化処理を行っても良い。 The computer 7 receives the image signal detected by the photographing unit 4, performs image processing, and displays it on the display screen. The shape of the bright line L is displayed on the display screen. Although the content of the image processing is not limited, for example, edge sharpening processing may be performed to clearly display the shape of the bright line L, and binarization processing may be performed to reduce background noise.
図4は、ロール状フィルムの表面に形成された輝線Lをディスプレイ8に映し出した画面を示す図である。画面に映された輝線Lの輝線画像を”L1”で示す。画面上の水平線の方向はz方向に対応し、垂直線の方向はx方向(図2(b)参照)に対応する。zに対応する輝線画像L1の高さを示す値をxとする。すなわち輝線画像L1の座標値を(z,x)で表す。 FIG. 4 is a diagram showing a screen on which the bright lines L formed on the surface of the roll film are projected on the display 8. The bright line image of the bright line L projected on the screen is indicated by “L1”. The direction of the horizontal line on the screen corresponds to the z direction, and the direction of the vertical line corresponds to the x direction (see FIG. 2B). A value indicating the height of the bright line image L1 corresponding to z is assumed to be x. That is, the coordinate value of the bright line image L1 is represented by (z, x).
輝線画像L1の平均的な高さを示す直線(基準線という)を”9”で示している。基準線9の位置は、輝線画像L1を計算対象曲線として、最小二乗法計算ソフトで処理して求めることができる。また輝線画像L1の高さxの値を、z方向に、画面の端z1から端z2まで積分し、(z2−z1)で割ることにより求めることもできる。
基準線9を基準とした輝線画像L1のx方向の高さを、輝線画像L1の「基準線からの変位」、あるいは単に「変位」という。変位量を”d”で表す。ロール状フィルムの表面状態が平らなときは、変位量は原理的に0である。ところが、ロール状フィルムの表面状態に凹凸があるときは、輝線画像L1の形は歪み、基準線9から変位する。この変位量d、及び変位が発生している部分のz方向の幅(欠陥幅という)wによって欠陥判定を行う。
A straight line (referred to as a reference line) indicating the average height of the bright line image L1 is indicated by “9”. The position of the reference line 9 can be obtained by processing with the least square method calculation software using the bright line image L1 as a calculation target curve. Also, the value of the height x of the bright line image L1 can be obtained by integrating in the z direction from the end z1 to the end z2 of the screen and dividing by (z2-z1).
The height in the x direction of the bright line image L1 with respect to the reference line 9 is referred to as “displacement from the reference line” or simply “displacement” of the bright line image L1. The amount of displacement is represented by “d”. When the surface state of the roll film is flat, the amount of displacement is zero in principle. However, when the surface state of the roll film is uneven, the shape of the bright line image L1 is distorted and displaced from the reference line 9. Defect determination is performed based on the amount of displacement d and the width w (referred to as defect width) w of the portion where the displacement occurs.
欠陥幅wの求め方を説明する。欠陥判定閾値thを設定し、基準線9の上下に、欠陥判定閾値thだけ離れた欠陥幅判定線10を設ける。輝線画像L1の欠陥幅判定線10を超える部分を「欠陥領域」(図4のハッチング部分)とし、 欠陥領域のz方向の幅を欠陥幅wとする。すなわち欠陥幅wとは、欠陥判定閾値thの変位を有する輝線画像L1の幅である。欠陥領域の中で、変位量dの最大値を変位量dmaxという。これらの欠陥幅wと変位量dmaxを欠陥判定パラメータという。なお、欠陥幅wの一端がロール状フィルムの端部にまで延びている場合は、ロール状フィルムの端部を当該欠陥幅wの一端とみして、欠陥幅wを計算するとよい。 A method for obtaining the defect width w will be described. A defect determination threshold th is set, and defect width determination lines 10 separated by the defect determination threshold th are provided above and below the reference line 9. A portion exceeding the defect width determination line 10 of the bright line image L1 is defined as a “defect region” (hatched portion in FIG. 4), and a width in the z direction of the defect region is defined as a defect width w. That is, the defect width w is the width of the bright line image L1 having a displacement of the defect determination threshold value th. In the defect area, the maximum value of the displacement amount d is referred to as a displacement amount dmax. These defect width w and displacement dmax are called defect determination parameters. When one end of the defect width w extends to the end of the roll film, the defect width w may be calculated by regarding the end of the roll film as one end of the defect width w.
本発明の欠陥検査は、輝線画像L1の欠陥判定パラメータ、すなわち変位量dmaxと欠陥幅wとに基づいて、ロール状フィルムの欠陥検査を行う。
ロール状フィルムの表面1において発生する欠陥には、幅方向凹状欠陥12と凸状欠陥14とがある。幅方向凹状欠陥12は図5に示すように幅方向すなわちz方向に長い、凹み状の欠陥である。また、凸状欠陥は図6に示すようにロールの周方向(ロールを巻き取る方向であり、zに垂直な方向)に一列で発現したり、独立的、離散的に発現したりする凸状の欠陥である。
In the defect inspection of the present invention, a defect inspection of the roll film is performed based on the defect determination parameters of the bright line image L1, that is, the displacement amount dmax and the defect width w.
Defects occurring on the surface 1 of the roll film include a width-direction concave defect 12 and a convex defect 14. As shown in FIG. 5, the widthwise concave defect 12 is a concave defect that is long in the width direction, that is, the z direction. In addition, as shown in FIG. 6, the convex defect is a convex shape that appears in a single line in the circumferential direction of the roll (the direction in which the roll is wound and is perpendicular to z), or that appears independently and discretely. It is a defect.
欠陥部では正常部とは異なり、フィルムの表面に凹凸があるため、前記のような幅方向凹状欠陥12や凸状欠陥14が発生した位置において、凹凸の形状により輝線画像L1が直線状から変位し、若しくは歪み、これを検出することによりフィルムの表面の凹凸欠陥検査が可能となる。 Unlike the normal part, the defect surface has irregularities on the surface of the film. Therefore, the bright line image L1 is displaced from the straight line due to the irregularity shape at the position where the widthwise concave defect 12 or the convex defect 14 is generated. However, it is possible to inspect the unevenness of the film surface by detecting the distortion or the distortion.
<実施例1>
図7に示すように、幅方向凹状欠陥12が周方向に断続的に発生しているアクリル系ロール状フィルム(厚みは50〜150μm)を使用してフィルムの表面の凹凸検査を行った。
凹凸欠陥検査装置の光源部として、ロール状フィルムの幅方向(z方向)に長い、長さ2600mmの高周波蛍光灯照明を使用した。フィルムと照明の間に幅3mmの長い透光溝を有するスリット板を配置して、ロール状フィルムに到達する光を制限した(図3の構成のとおり)。輝線画像L1の線幅は約5mmであった。
<Example 1>
As shown in FIG. 7, the surface roughness of the film was inspected using an acrylic roll film (thickness: 50 to 150 μm) in which the widthwise concave defects 12 were intermittently generated in the circumferential direction.
A high-frequency fluorescent lamp illumination having a length of 2600 mm, which is long in the width direction (z direction) of the roll film, was used as a light source part of the unevenness inspection apparatus. A slit plate having a long translucent groove with a width of 3 mm was disposed between the film and the illumination to limit the light reaching the roll film (as in the configuration of FIG. 3). The line width of the bright line image L1 was about 5 mm.
ロール状フィルムの検査対象領域を照射し、芯管を回転させて、500万画素のエリアセンサカメラを用いて、周方向に1mm移動するごとに1回の撮影を行った。なお、ロール状フィルムのフィルム端(フィルムの切れ目)にはわずかな段差があり、その部分を検査するとわずかな段差のため、輝線が歪んで誤検出となるおそれがある。そこでその部分を避けるために、 芯管を1回転(角度0度から360度まで)させる前に止めている。すなわち、芯管を角度0度から330度まで回転させて検査を行っている。サンプルとして、合計1005本の輝線画像L1が得られた。 An area to be inspected on the roll film was irradiated, the core tube was rotated, and an image was taken once every 1 mm in the circumferential direction using an area sensor camera with 5 million pixels. Note that there is a slight step at the film end (film break) of the roll-shaped film, and when this portion is inspected, the bright line may be distorted and erroneous detection may occur. Therefore, in order to avoid this part, the core tube is stopped before making one rotation (angle 0 to 360 degrees). That is, the inspection is performed by rotating the core tube from 0 degree to 330 degrees. A total of 1005 bright line images L1 were obtained as samples.
上述の条件で検査を行った結果、検査対象領域の欠陥部に対応する輝線画像L1において、当該輝線画像L1の歪みが検出され、基準線からの変位量dmaxは1.9mmであり、欠陥幅wは58.9mmであった。変位量dmaxと欠陥幅wとの積、すなわち面積w・dmaxは、112mm2である。このように大きな値を発現するので、欠陥判定できることを確認した。 As a result of the inspection under the above-described conditions, in the bright line image L1 corresponding to the defect portion in the inspection target region, distortion of the bright line image L1 is detected, the displacement dmax from the reference line is 1.9 mm, and the defect width w was 58.9 mm. The product of the displacement dmax and the defect width w, that is, the area w · dmax is 112 mm 2 . Since such a large value was expressed, it was confirmed that the defect could be determined.
<実施例2>
最大高低差0.5〜1mm、直径0.5〜1mmの凸状欠陥がフィルムの表面に点在しているロール状フィルムを使用して、フィルムの表面の凹凸検査を行った。使用する検査照明部、撮影部などの装置構成は実施例1と同じである。
実施例2の条件で検査を行った結果、凸状欠陥部でスリット光の輝線画像L1の歪みが検出され、基準線からの変位量dmaxは0.8mmであり、欠陥幅wは1.7mmであった。変位量dmaxと欠陥幅wとの積、すなわち面積w・dmaxは、1.36mm2である。このような値を発現するので、実施例2においても欠陥判定できることを確認した。
<Example 2>
Using a roll-shaped film in which convex defects having a maximum height difference of 0.5 to 1 mm and a diameter of 0.5 to 1 mm are scattered on the surface of the film, the surface roughness of the film was inspected. The apparatus configurations such as the inspection illumination unit and the imaging unit used are the same as those in the first embodiment.
As a result of the inspection under the conditions of Example 2, distortion of the bright line image L1 of the slit light is detected at the convex defect portion, the displacement dmax from the reference line is 0.8 mm, and the defect width w is 1.7 mm. Met. The product of the displacement dmax and the defect width w, that is, the area w · dmax is 1.36 mm 2 . Since such a value was expressed, it was confirmed that the defect could be determined also in Example 2.
なお、このような欠陥部の面積w・dmaxを使って欠陥判定するには、面積閾値(欠陥判定閾値)を設定する必要があるが、欠陥を持たないフィルムと、種々の凹凸欠陥を持ったフィルムとを多数回検査して、精度の高い欠陥判定ができるように、欠陥判定閾値を経験的に決定すればよいと考えている。 In addition, in order to determine a defect using the area w · dmax of such a defect portion, it is necessary to set an area threshold (defect determination threshold), but it has a film having no defect and various uneven defects. It is considered that the defect determination threshold may be determined empirically so that the film can be inspected many times and a highly accurate defect determination can be performed.
1…ロール状フィルムの表面、2…検査照明部、2a…光源部、2b…スリット板、2c…レンズアレイ、3…スリット板、4…撮影部、6…芯管、7…コンピュータ、8…ディスプレイ、9…基準線、10…欠陥幅判定線、12…幅方向凹状欠陥、14…凸状欠陥、L…輝線、L1…輝線画像 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Roll-shaped film surface, 2 ... Inspection illumination part, 2a ... Light source part, 2b ... Slit board, 2c ... Lens array, 3 ... Slit board, 4 ... Imaging | photography part, 6 ... Core tube, 7 ... Computer, 8 ... Display, 9 ... reference line, 10 ... defect width determination line, 12 ... width direction concave defect, 14 ... convex defect, L ... luminescent line, L1 ... luminescent line image
Claims (11)
前記ロール状フィルムの表面に発現した1本の輝線からの反射光に基づいて当該輝線の画像を検出する撮影部と、
前記撮影部で検出された輝線画像の歪み値を検出し、該歪み値に基づいてロール状フィルムの表面凹凸判定を行う画像処理部とを備える、ロール状フィルムの凹凸欠陥検査装置。 An illumination unit that irradiates slit-shaped light that is elongated in the width direction of the roll film on the surface of the roll film,
An imaging unit for detecting an image of the bright line based on reflected light from one bright line expressed on the surface of the roll film;
An apparatus for inspecting a concavo-convex defect of a roll-shaped film, comprising: an image processing unit that detects a distortion value of a bright line image detected by the photographing unit and determines surface irregularities of the roll-shaped film based on the distortion value.
前記ロール状フィルムの表面に発現した1本の輝線からの反射光に基づいて、撮影部により、当該輝線の画像を検出する工程と、
前記撮影部で検出された輝線画像の歪み値を検出し、該歪み値に基づいてロール状フィルムの表面凹凸判定を行う工程と、を備えるロール状フィルムの凹凸欠陥検査方法。 Irradiating the surface of the roll film with slit-like light elongated in the width direction of the roll film; and
A step of detecting an image of the bright line by the photographing unit based on reflected light from one bright line expressed on the surface of the roll-shaped film;
Detecting a distortion value of the bright line image detected by the photographing unit, and determining a surface irregularity of the roll film based on the distortion value.
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- 2013-08-30 JP JP2013179672A patent/JP2015049091A/en active Pending
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