JP2016118410A - 検査システム、検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象に生じる線状欠陥と周期性欠陥を同時に検査可能な検査システム等を提供する。【解決手段】検査システム１は光学フィルム２を搬送し、欠陥検査を行うものである。検査システム１は、ライン状照明１１、撮影部１２、マーキング部１３を備える走査装置１０と、検査装置２０を具備する。ライン状照明１１は、フィルム搬送方向に長手方向を合わせて配置される。撮影部１２では、光学フィルム２を反射した検査光を、長手方向をフィルム搬送方向に合わせて配置されたラインセンサ１２ｂで受光することで、光学フィルム２の撮影を行う。走査装置１０は、フィルム幅方向に移動しつつ光学フィルム２の撮影を行い、検査装置２０は、光学フィルム２の撮影画像から、線状欠陥と、周期性を有する欠陥の検出を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、光学フィルム等の欠陥検査を行う検査システムおよび検査方法に関する。

液晶ディスプレイでは、周囲の照明等の写り込みによる視認性低下を防止するため、反射防止フィルムが用いられる。反射防止フィルムには、樹脂中に光を散乱する粒子を混ぜた膜をベースフィルムに塗布するAG（Anti-Glare）フィルムや、ベースフィルム上の薄膜にて生じる光の干渉を利用して反射を抑制するAR（Anti-Reflection）フィルムがある。

反射防止フィルムは、ベースフィルムに種々の加工を行うことで製造されるが、この製造工程において異物の混入や付着、キズなどが発生することにより、反射防止フィルムの光学特性が変化し、不良品となる恐れがある。また、ベースフィルム自体にキズ等の欠陥があると、極微細な欠陥であっても加工後の光学特性に大きな影響を与える可能性がある。

反射防止フィルムあるいはそのベースフィルムの製造時には、フィルム搬送時の擦れなどによりキズ等の線状欠陥が生じやすい。また、搬送ロール等に付着した異物は、ロールの外周長を周期とした欠陥を生じる原因となる。そのため、これらの欠陥を高精度に検査する必要がある。

このような欠陥検査に関し、特許文献１、２には線状欠陥を検査する例が記載されており、特許文献３では周期性を有する欠陥（以下、周期性欠陥ということがある）を検査する例が示されている。

特開2009-244024号公報 特開2006-329921号公報 特開2011-214865号公報

上に挙げた従来技術は線状欠陥や周期性欠陥を検査するものであるが、いずれか一方の欠陥の検査に特化したものであった。そのため、両方の欠陥を高精度に検出するには複数の装置が必要であり、検査に時間やコストがかかるという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、検査対象に生じる線状欠陥と周期性欠陥を同時に検査可能な検査システム等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するための第１の発明は、検査対象を搬送し、欠陥検査を行う検査システムであって、検査対象の搬送方向に長手方向を合わせて配置され、ライン状の検査光を前記検査対象へと照射するライン状照明と、前記搬送方向に長手方向を合わせて配置されたラインセンサで前記検査対象を反射した検査光を受光することで前記検査対象の撮影を行う撮影部と、を備え、前記搬送方向と直交する前記検査対象の幅方向に移動可能な走査装置と、前記検査対象の撮影画像から欠陥の検出を行う検査装置と、を具備し、前記検査装置は、前記欠陥として、前記搬送方向に沿った線状欠陥と、前記搬送方向の周期性を有する周期性欠陥の検出を行うことを特徴とする検査システムである。

第１の発明の検査システムでは、前記検査対象の搬送を停止した状態で、前記走査装置による前記検査対象の撮影と前記検査装置による欠陥の検出を行い、その後、前記検査対象の撮影範囲の前記搬送方向の長さ分、前記検査対象を搬送することが望ましい。
また、前記走査装置は、検出された欠陥の前記検査対象上の位置にマーキングを行うマーキング部を更に備えることが望ましい。
さらに、前記走査装置は、元の位置から前記幅方向に沿って一方向に移動しつつ前記検査対象の撮影を行い、前記検査装置による欠陥の検出後、前記幅方向に沿って逆方向に移動し、前記マーキング部によるマーキングを行い、元の位置に戻ることが望ましい。
加えて、前記ライン状照明は、前記検査対象の法線方向に対し傾斜した方向から前記検査対象に検査光を照射し、前記撮影部は、前記検査対象の法線方向に反射した検査光を前記ラインセンサで受光して前記検査対象の撮影を行うことが望ましい。

第２の発明は、検査対象を搬送し、欠陥検査を行う検査方法であって、検査対象の搬送方向に長手方向を合わせて配置され、ライン状の検査光を前記検査対象へと照射するライン状照明と、前記搬送方向に長手方向を合わせて配置されたラインセンサで前記検査対象を反射した検査光を受光することで前記検査対象の撮影を行う撮影部と、を備えた走査装置を、前記搬送方向と直交する前記検査対象の幅方向に移動させつつ、前記検査対象の撮影を行うステップと、検査装置が、前記検査対象の撮影画像から欠陥の検出を行うステップと、を具備し、前記検査装置は、前記欠陥として、前記搬送方向に沿った線状欠陥と、前記搬送方向の周期性を有する周期性欠陥の検出を行うことを特徴とする検査方法である。

本発明では、検査対象の搬送方向に沿ってライン状照明とラインセンサを配置した走査装置を検査対象の幅方向に移動させつつ撮影し、撮影画像から線状欠陥と周期性欠陥を検出することで、１台の装置による１回の走査で得られた撮影画像から両方の欠陥を高精度に検出することでき、検査に時間やコストが掛からない。加えて、１つのライン状照明と撮影部にて走査装置を簡素に構成でき、ライン状照明を別個に移動させる必要なども無いので装置構成の上でも低コストである。また検査対象の搬送を撮影範囲毎のピッチ送りにすることで、欠陥検査を好適に行うことができる。さらに、欠陥の位置にマーキングすることにより、検査対象上の欠陥の位置を目視で容易に確認でき、周期性なども容易に把握できる。

本発明により、検査対象に生じる線状欠陥と周期性欠陥を同時に検査可能な検査システム等を提供することが可能になる。

検査システム１の構成を示す図 ライン状照明１１と撮影部１２を示す図 検査装置２０のハードウェア構成を示す図 光学フィルム２の検査方法を示すフローチャート 走査装置１０の移動について説明する図 撮影画像３０を模式的に示す図 周期性欠陥の例を示す図

以下、添付図面に基づいて、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（１．検査システム）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る検査システム１の構成を示す図である。検査システム１は、検査対象である光学フィルム２の欠陥検査を行うものである。本実施形態において、光学フィルム２は前記した反射防止フィルムのベースフィルムであり、ウェブ状のものである。

本実施形態では、光学フィルム２を、搬送装置である搬送ローラー３によって図１（ａ）の矢印Ａに示す方向（以下、フィルム搬送方向という）に間欠的に搬送しつつ、検査システム１による欠陥検査を行う。

図１（ａ）に示すように、検査システム１は、走査装置１０と検査装置２０を備える。

走査装置１０は、ライン状照明１１、撮影部１２、マーキング部１３等をフレームに設けて一体としたものである。走査装置１０は、トラバース用二軸搬送機構（不図示）により、フィルム搬送方向と、フィルム搬送方向と直交するフィルム幅方向に移動可能である。

図１（ｂ）は、ライン状照明１１と撮影部１２を示す図であり、フィルム幅方向に沿った配置を見たものである。

ライン状照明１１は、長手方向をフィルム搬送方向（図１（ｂ）の紙面法線方向に対応する）に合わせて配置される。ライン状照明は、フィルム搬送方向に沿ったライン状の検査光１１１を光学フィルム２に向けて照射する。ライン状照明１１には、例えば光ファイバやLEDなどが用いられるが、これに限ることはない。

撮影部１２は、ライン状照明１１から照射され光学フィルム２を反射した検査光１１１を受光し、光学フィルム２の撮影を行うものである。本実施形態において、撮影部１２はレンズ１２ａとラインセンサ１２ｂを備えており、レンズ１２ａで集光した検査光１１１をラインセンサ１２ｂで受光することにより光学フィルム２の撮影を行う。

ラインセンサ１２ｂは、ライン状に配列した複数の受光素子の各々で検査光１１１を受光するものであり、ラインセンサ１２ｂの長手方向（受光素子の配列方向）をフィルム搬送方向に合わせて配置される。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態では検査光１１１の照射方向が光学フィルム２の法線方向に対し傾斜している。一方、撮影部１２は、光学フィルム２の法線方向に反射した検査光１１１を受光して撮影を行う。

この場合、光学フィルム２に欠陥がなく正常であると、検査光１１１は図２（ａ）に示すように光学フィルム２上の平滑面を正反射し、撮影部１２で受光されないので撮影画像上で暗く現れる。一方、光学フィルム２上に異物やキズ等の欠陥が存在すると、その凹凸により検査光１１１が図２（ｂ）に示すように散乱反射し、光学フィルム２の法線方向に向かう一部が撮影部１２で受光され、撮影画像上で明るい部分として現れる。こうした輝度差により、撮影画像から光学フィルム２上の欠陥が検出できる。このような方式は暗視野方式とも呼ばれる。

図１（ａ）の説明に戻る。マーキング部１３は、光学フィルム２上の欠陥の位置にマーキングを行うものであり、例えばインク付きのスタンプ装置等を用いることができる。ただし、光学フィルム２にマーキングできればこれに限ることはない。

検査装置２０は、搬送ローラー３や走査装置１０と接続しており、光学フィルム２の搬送と走査装置１０の制御を行って後述するように欠陥検査を行い、光学フィルム２の欠陥を検出する。特に本実施形態では、光学フィルム２に生じる線状欠陥と周期性欠陥を検出できるようにしている。

図３（ａ）は検査装置２０のハードウェア構成を示す図である。検査装置２０は、例えば、制御部２１、記憶部２２、入力部２３、表示部２４、通信部２５等をバス２６により接続して構成されたコンピュータにより実現できる。但しこれに限ることなく、適宜様々な構成をとることができる。

制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成される。ＣＰＵは、記憶部２２、ＲＯＭ、記録媒体などに格納された検査装置２０の処理に係るプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行する。ＲＯＭは不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳなどのプログラム、データなどを恒久的に保持している。ＲＡＭは揮発性メモリであり、記憶部２２、ＲＯＭ、記録媒体などからロードしたプログラムやデータを一時的に保持するとともに、制御部２１が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。

記憶部２２は例えばハードディスクドライブであり、制御部２１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳなどが格納される。これらのプログラムやデータは、制御部２１により必要に応じて読み出され、ＲＡＭに移して実行される。特に本実施形態では、光学フィルム２の欠陥について示す欠陥データが記憶部２２に格納される。図３（ｂ）は欠陥データ２００の例である。欠陥データ２００は、検出した欠陥のそれぞれについて、欠陥の位置と形状、周期性の有無を紐付けて記録したものである。

入力部２３はデータの入力を行い、例えばキーボード、マウスなどのポインティングデバイス、テンキーなどの入力装置を有する。
表示部２４は、液晶パネルなどのディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示機能を実現するための論理回路（ビデオアダプタ等）を有する。
通信部２５は、ネットワーク等を介した通信を媒介する通信インタフェースであり、他の装置との間で通信を行う。
バス２６は、各部間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。

（２．光学フィルム２の検査方法）
次に、図４を参照して検査システム１による光学フィルム２の検査方法について説明する。図４は光学フィルム２の検査方法を示すフローチャートであり、図の各ステップは検査装置２０の制御部２１により実行される。

本実施形態では、検査装置２０による搬送ローラー３の制御により、光学フィルム２の搬送が間欠的に行われる。検査装置２０は、光学フィルム２の搬送を停止した状態で走査装置１０を制御し、走査装置１０をフィルム幅方向に移動させつつ、光学フィルム２の撮影を行う（Ｓ１）。

図５（ａ）は走査装置１０の移動を示す図である。Ｓ１では、走査装置１０をフィルム幅方向の一端の開始位置（図の点線で示す）から他端の終了位置（図の実線で示す）までフィルム幅方向に沿って一方向（矢印Ｂ参照）に移動させつつ、撮影部１２による光学フィルム２の撮影を連続的に行う。こうして光学フィルム２が全幅に渡って撮影される。撮影画像は走査装置１０から検査装置２０に送信され、検査装置２０は撮影画像を受信して取得する。

検査装置２０は、画像処理等を行うことで、撮影画像から欠陥の検出を行う（Ｓ２）。Ｓ２では、例えば撮影画像に対し所定の閾値による二値化を行い、明るい部分を欠陥として検出する。ノイズ除去等のため、必要に応じてフィルタリング等の前処理を行うことも可能である。

検査装置２０は、Ｓ２において欠陥を検出した場合（Ｓ３；ＹＥＳ）、検出された欠陥の光学フィルム２上の位置を記憶部２２の欠陥データ２００に記録し（Ｓ４）、欠陥の形状の判定を行う（Ｓ５）。

Ｓ５では、例えば図６（ａ）に示すように撮影画像３０における欠陥部分３１の形状がフィルム搬送方向（図の左右方向に対応する）に細長ければ、フィルム搬送方向に沿った線状欠陥とする（Ｓ６；「線状欠陥」）。一方、図６（ｂ）に示すように欠陥部分３１が点状である場合は、点状欠陥であるとする（Ｓ６；「点状欠陥」）。これらの判定は、例えば欠陥部分の長さや方向、幅等について所定の基準範囲を予め設定しておき、欠陥部分３１の形状を基準範囲と比較して行うことができる。

検出した欠陥が点状欠陥の場合、検査装置２０は周期性の判定を行う（Ｓ７）。Ｓ７では、例えば、今回検出した点状欠陥が、過去検出した複数の点状欠陥との間で、フィルム幅方向の位置が略同様であり、且つフィルム搬送方向の間隔が略一定であるような一連の欠陥を構成する場合、フィルム搬送方向の周期性を有する周期性欠陥であるとする（Ｓ８；ＹＥＳ）。それ以外の場合、周期性が無いとする（Ｓ８；ＮＯ）。

図７は周期性欠陥の例であり、今回の撮影画像３０と、前回および前々回の撮影画像３０の欠陥部分３１を模式的に示したものである。また、図のＤは、走査装置１０の一回の走査による光学フィルム２の撮影範囲を示したものである。

後述するが、本実施形態では、光学フィルム２を撮影範囲Ｄのフィルム搬送方向（矢印Ａ参照）の長さ分搬送するごとに、光学フィルム２の撮影と欠陥検査を行っており、各撮影画像３０の撮影範囲Ｄはフィルム搬送方向に沿って撮影順に連続している。

図７の例では、今回の撮影画像３０から検出した欠陥部分３１が、前回および前々回の撮影画像３０から検出した複数の欠陥部分３１との間で、フィルム幅方向の位置が略同様であり、且つフィルム搬送方向の間隔Ｌが略一定であるような一連の欠陥を構成している。このような周期性の判定は、前記した欠陥データ２００を参照して行うことができる。

図４の説明に戻る。検査装置２０は、Ｓ５、Ｓ７における判定結果、すなわち欠陥の形状と周期性の有無を記憶部２２の欠陥データ２００に記録する（Ｓ９）。

検査装置２０は、以上のようにして欠陥の検出を行った後、図５（ｂ）に示すように走査装置１０を先程とは逆方向（矢印Ｃ参照）にフィルム幅方向に沿って移動させ、その途中で光学フィルム２上の欠陥の位置の近傍でマーキング部１３によるマーキングを行い、図５（ｃ）に示すように走査装置１０を元の位置に戻す（Ｓ１０）。図５（ｃ）の５はマーキングの例を示したものである。マーキングを行う際は、欠陥の位置に応じて走査装置１０をフィルム搬送方向に移動させることも可能である。

なお、検査装置２０は、Ｓ２において欠陥を検出しなかった場合（Ｓ３；ＮＯ）、上記と同様、走査装置１０を先程とは逆方向に移動させ、元の位置に戻す（Ｓ１１）。

検査装置２０は、光学フィルム２の全検査領域（例えば、光学フィルム２の全長）の検査を終了するまで（Ｓ１２；ＮＯ）、前記したように光学フィルム２を撮影範囲のフィルム搬送方向の長さ分だけ搬送し（Ｓ１３）、次の撮影範囲についてＳ１〜Ｓ１１の処理を実行する。こうして全検査領域の検査を終了する（Ｓ１２；ＹＥＳ）と、検査装置２０の処理が終了する。以上の処理にて検出した欠陥の位置等の情報は、欠陥データ２００として記憶部２２等に格納するほか、表示部２４等に表示させることも可能である。

以上説明したように、本実施形態では、光学フィルム２のフィルム搬送方向に沿ってライン状照明１１とラインセンサ１２ｂを配置した走査装置１０をフィルム幅方向に移動させつつ撮影を行い、撮影画像から線状欠陥と周期性欠陥を検出することで、１台の装置による１回の走査で得られた撮影画像から両方の欠陥を高精度に検出することが可能になり、検査に時間やコストが掛からない。加えて、１つのライン状照明１１と撮影部１２にて走査装置１０を簡素に構成でき、ライン状照明１１を別個に移動させる必要なども無いので装置構成の上でも低コストである。また光学フィルム２の搬送を撮影範囲毎のピッチ送りにすることで、欠陥検査を好適に行うことができる。さらに、欠陥の位置にマーキングすることにより、光学フィルム２上の欠陥の位置を目視で容易に確認でき、周期性なども容易に把握できる。

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限らない。例えば本実施形態ではベースフィルムの検査を行ったが、検査対象はこれに限らない。例えば、ベースフィルムを加工して得られた反射防止フィルムなど各種の光学フィルムやその他の検査対象の検査に適宜利用可能である。

また、本実施形態では暗視野方式により光学フィルム２を撮影しており、これにより欠陥を精度良く検出できるが、検査光２０の正反射成分（図２（ａ）参照）をラインセンサ１２ｂによって受光する明視野方式によって撮影してもよい。この場合、光学フィルム２に欠陥がなく正常であると撮影画像において明るく現れ、異物やキズ等の欠陥は撮影画像上の暗い部分として現れる。従って、撮影画像の二値化等により暗い部分を欠陥として検出することができる。

その他、マーキング部１３では、欠陥の形状や周期性の有無によって色や形状の異なる複数種類のマーキングを行うようにしてもよい。また、欠陥データ２００としては、周期性を有する欠陥についてその周期（例えば、図７の間隔Ｌ）を記録することも可能である。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１；検査システム
２；光学フィルム
３；搬送ローラー
５；マーキング
１０；走査装置
１１；ライン状照明
１２；撮影部
１２ａ；レンズ
１２ｂ；ラインセンサ
１３；マーキング部
２０；検査装置
３０；撮影画像
３１；欠陥部分
１１１；検査光

Claims (6)

1. 検査対象を搬送し、欠陥検査を行う検査システムであって、
   検査対象の搬送方向に長手方向を合わせて配置され、ライン状の検査光を前記検査対象へと照射するライン状照明と、
   前記搬送方向に長手方向を合わせて配置されたラインセンサで前記検査対象を反射した検査光を受光することで前記検査対象の撮影を行う撮影部と、
   を備え、前記搬送方向と直交する前記検査対象の幅方向に移動可能な走査装置と、
   前記検査対象の撮影画像から欠陥の検出を行う検査装置と、
   を具備し、
   前記検査装置は、前記欠陥として、前記搬送方向に沿った線状欠陥と、前記搬送方向の周期性を有する周期性欠陥の検出を行うことを特徴とする検査システム。
2. 前記検査対象の搬送を停止した状態で、前記走査装置による前記検査対象の撮影と前記検査装置による欠陥の検出を行い、
   その後、前記検査対象の撮影範囲の前記搬送方向の長さ分、前記検査対象を搬送することを特徴とする請求項１に記載の検査システム。
3. 前記走査装置は、検出された欠陥の前記検査対象上の位置にマーキングを行うマーキング部を更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の検査システム。
4. 前記走査装置は、元の位置から前記幅方向に沿って一方向に移動しつつ前記検査対象の撮影を行い、前記検査装置による欠陥の検出後、前記幅方向に沿って逆方向に移動し、前記マーキング部によるマーキングを行い、元の位置に戻ることを特徴とする請求項３に記載の検査システム。
5. 前記ライン状照明は、前記検査対象の法線方向に対し傾斜した方向から前記検査対象に検査光を照射し、
   前記撮影部は、前記検査対象の法線方向に反射した検査光を前記ラインセンサで受光して前記検査対象の撮影を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の検査システム。
6. 検査対象を搬送し、欠陥検査を行う検査方法であって、
   検査対象の搬送方向に長手方向を合わせて配置され、ライン状の検査光を前記検査対象へと照射するライン状照明と、前記搬送方向に長手方向を合わせて配置されたラインセンサで前記検査対象を反射した検査光を受光することで前記検査対象の撮影を行う撮影部と、を備えた走査装置を、前記搬送方向と直交する前記検査対象の幅方向に移動させつつ、前記検査対象の撮影を行うステップと、
   検査装置が、前記検査対象の撮影画像から欠陥の検出を行うステップと、
   を具備し、
   前記検査装置は、前記欠陥として、前記搬送方向に沿った線状欠陥と、前記搬送方向の周期性を有する周期性欠陥の検出を行うことを特徴とする検査方法。