JP3977503B2 - フィルム検査方法およびそれを用いたフィルム検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子等の偏光板等に用いられる、多層型のフィルムに存在する欠陥を検出するためのフィルム検査方法およびそれを用いたフィルム検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子における偏光板として、多層型偏光フィルムが広く用いられている。この多層型偏光フィルムは、偏光作用を生じる偏光フィルムの両面に、補強用フィルムおよび保護用フィルム等が貼られたものである。
【０００３】
この多層型偏光フィルムを製造する過程において、各層間に気泡や異物が混入してしまうことがある。このような気泡や異物は、偏光板としての機能を低下させてしまう欠陥となるので、製造された多層型偏光フィルムの外観検査を行い、欠陥の有無を検査する必要がある。この検査のための従来技術としては、照明装置からの光を多層型偏光フィルムに反射させ、その反射光の強度を測定する、あるいは、反射光の明度の濃度線の歪みを測定することによって、欠陥部分と正常部分とを識別する検査装置が知られている。
【０００４】
また、特開平７−１１０２２７号公報には、上記のような検査装置において、被検査物のたわみをなくすために、被検査物をローラーに吸着させて引っ張る構成が開示されている。この構成では、被検査物の平面状態を維持させることで、欠陥による凹凸を明確にするようになっている。
【０００５】
また、特開平６−２３５６２４号公報には、スリット状の光源を用いて多層型偏光フィルムに斜方から光を照射し、この光が正反射する方向から、フィルム表面の画像をデフォーカスして検出し、画像を平滑化および２次微分することによって、欠陥を検出する構成が開示されている。この構成では、スリット状の光源を斜方向から照射することで、表面の微少な凹凸や凹みにより生じる魔鏡現象を利用して欠陥を検出するようになっている。また、画像をデフォーカスして検出することにより、反射光の集束や発散現象により生じる欠陥を、短い光路長の光学系を用いて高コントラストで検出するようになっている。さらに、画像を平滑化し、２次微分することによって、画像信号の欠陥による微少な変化を強調して検出するようになっている。
【０００６】
また、特開平７−３１１１６０号公報には、紫外線を吸収する偏光フィルムと、表面保護フィルムを含む多層型偏光フィルムの表面に、紫外線と可視光線とを順に照射し、反射光と透過光とを得る構成が開示されている。この構成では、双方の光から得られる画像を比較することによって、偏光フィルムの欠陥のみを検出するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような多層型偏光フィルムのエッジ（フィルムの端部）付近では、偏光フィルムや補強用フィルム、あるいはその外側の保護用フィルムを貼り合わせている糊が抜けてしまうことがある。この糊抜けは、各フィルム間に生じる隙間や、フィルムの剥離の原因となり、重大な欠陥である。また、これらフィルムどうしが剥がれるほど大きくない糊抜けであっても、最終製品である液晶表示素子のディスプレイにおける画素欠陥となる。これは、糊自身には光学機能はないが、糊のピンホール（糊抜け部分）と正常な部分とでは、明るさや色合いが異なるからである。さらに、実用上には問題がないほど小さい糊抜けでも、外観上の傷であることに変わりはないから、多層型偏光フィルムの製品としての価値を低める原因となる。
【０００８】
しかしながら、上述したような従来の検査装置では、このエッジ付近の欠陥を検出することはできなかった。この理由を以下に示す。
【０００９】
検査にかかる多層型偏光フィルム（以下、ワークと称する）は、欠陥検査の際、所定の位置に必ずしも正確に固定されるわけではない。すなわち、ワークを所定の位置に搬送する際の誤差等の外乱により、ワークを搬送するためのベルトコンベア上の所定の位置に、所定の状態で正確に固定することは困難であった。
【００１０】
従って、ワークのエッジ近傍を検査した際に、欠陥を示す信号が検出されても、この信号がワーク内から発生したのか、あるいは、ワーク外の搬送装置等から発生したのか判別できなかった。このため、従来のフィルム検査装置では、エッジ近傍の検査は行わないか、あるいは、エッジ近傍の検査結果を考慮せず、ワークの内部のみの欠陥を検査するようにしていた。そして、エッジ近傍の検査は、人間が目視によって行っていた。
【００１１】
このような目視による検査を確実に行うには、熟練した検査員が必要であり、さらに、この検査員の数は、ワークの生産増につれて増大させなければならない。また、目視による検査は、信頼性および生産性に限界がある。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ワークにおけるエッジ近傍の欠陥を確実にかつ高速で検出するための、フィルム検査方法およびそれを用いたフィルム検査装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のフィルム検査方法は、フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、平行に延びる光をフィルムに照射し、このフィルムを撮像して得られる画像における複数の画素の明度を測定し、該光の鏡面反射光を映している画素を特定するとともに、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該鏡面反射光を映している画素と該フィルムのエッジを映している画素との間の画素を、フィルムのエッジ近傍を映している画素として特定する第１の工程と、この第１の工程において特定された画素を、上記光の延びる方向とほぼ垂直な方向に並んだ画素の明度を測定することによりフィルムの欠陥を検出する第２の工程とを含んでいることを特徴としている。
【００１４】
上記の方法では、フィルムに光を照射し、その光に照らされたフィルムの画像をカメラ等で取得する。その後、その画像を画素毎に解析することで欠陥を検査するようになっている。
【００１５】
そして、上記の方法によれば、第１の工程において、フィルムにおけるエッジの近傍における欠陥を検出するために、画像を取得した後、上記画像における複数の画素の明度を測定し、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該フィルムのエッジを映している画素に基づいて、このエッジ近傍を映している画素を特定する。エッジ近傍とは、フィルムのエッジから所定の位置だけ内側に入った部分までであり、所定の位置とは、ユーザが自由に設定できるものである。そして、第２の工程において、第１の工程で特定された画素に対して、明度を測定する等の解析を行う。
【００１６】
このように、上記の方法では、欠陥の検出前に、検査にかかるフィルムのエッジにおける画像上の位置を特定するようになっている。従って、フィルムを搬送する際に生じる外乱等により、検査の度に画像上のフィルムの位置が変化してしまっても、エッジとその近傍とを映している画素の位置を、検査の前に正確に把握することができる。
【００１７】
これにより、第２の工程における画像の解析によって得られた欠陥を示す信号が、フィルム外から得られたものか、あるいは、フィルムのエッジ近傍から得られたものかを明確にすることができる。従って、エッジ近傍の欠陥検査を自動化することが可能となり、欠陥を確実にかつ高速で検出することができるようになっている。
【００１８】
上記の方法によれば、上記第１の工程は、フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、平行に延びる光の鏡面反射光を映している画素をまず特定する。さらに、フィルム外を映している画素とフィルム内を映している画素との明度の差を検出し、フィルムのエッジを映している画素を特定するようになっている。
【００１９】
そして、これら鏡面反射光を映している画素とフィルムのエッジを映している画素との間の画素を、上記第２の工程によって欠陥を検査するためのフィルムの近傍を映している画素とするようになっている。
【００２０】
そして、この第２の工程において、このフィルムのエッジとほぼ平行に延びる光を映している画素から、この光の延びる方向と垂直な方向に沿って画像上に並んでいる画素の明度を測定するようになっている。
【００２１】
一般に、フィルムの欠陥においては入射した光が散乱するので、欠陥を映している画素の明度は高くなる。また、鏡面反射光を映している画素の明度は、比較的強いものとなる。従って、このように測定を行うと、画素の位置と明度の変化との関係は、以下のようになる。すなわち、鏡面反射光を映している画素の明度は比較的強く、この画素からエッジを映している画素に向かうに従って、明度は減少する。そして、測定される明度がある程度小さくなれば、その明度を発生する画素は既に鏡面反射光を映していない、と判断できる。
【００２２】
従って、その後、ある程度大きな明度を発する画素を検出した場合には、その画素は、欠陥による散乱のために大きな明度を有していると判断される。このように、上記の方法では、鏡面反射光と欠陥からの散乱光とを明確に区別して欠陥検査を行うことが可能となっている。
【００２３】
また、本発明のフィルム検査方法は、上述した方法において、上記第１の工程は、フィルムのエッジ近傍を映している画素であって、このエッジと平行に並んだ画素の組み合わせを特定する工程を含むと共に、上記第２の工程は、この特定された組み合わせの１つにおける画素の明度を測定する工程を含んでいることを特徴としている。
【００２４】
上記の方法によれば、第１の工程において、特定されたフィルムのエッジを映している画素に基づいて、エッジの近傍を映している複数の画素のなかから、エッジと平行に並んだ画素の組み合わせを特定するようになっている。この組み合わせは、エッジそのものを映している画素の組み合わせに基づいて、多くの組み合わせを容易に特定することが可能である。
【００２５】
そして、第２の工程において、この組み合わせの１つを取り出して、エッジに沿った方向に並んだ順に、各画素の明度を測定するようになっている。この測定は、上記した第１の工程において得られた組み合わせの１つあるいは全てについて行われる。
【００２６】
このように、上記の方法では、エッジ近傍を映している画素に対して、エッジに沿った方向に明度を測定・比較を行うので、フィルム外からの明度が測定されることがない。従って、欠陥による散乱光の明度がフィルム外からの明度より小さい場合にも、欠陥を検出することができる。
【００２７】
また、本発明のフィルム検査装置は、フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、平行に延びる光をフィルムに照射する照明手段と、このフィルムを撮像して得られる画像における複数の画素の明度を測定し、上記光の鏡面反射光を映している画素を特定するとともに、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該鏡面反射光を映している画素と該フィルムのエッジを映している画素との間の画素を、フィルムのエッジ近傍を映している画素として特定する第 １の画像処理手段と、この第１の画像処理手段によって特定された画素を、上記光の延びる方向とほぼ垂直な方向に並んだ画素の明度を測定することによりフィルムの欠陥を検出する第２の画像処理手段とを備えていることを特徴としている。
【００２８】
上記の構成では、フィルムに光を照射し、その光に照らされたフィルムの画像をカメラ等で取得する。その後、その画像を画素毎に解析して、欠陥を検査するようになっている。
【００２９】
そして、上記の構成によれば、フィルムにおけるエッジの近傍における欠陥を検出するために、画像を取得した後、第１の画像処理手段が、上記画像における複数の画素の明度を測定し、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該フィルムのエッジを映している画素に基づいて、このエッジ近傍を映している画素を特定する。エッジ近傍とは、フィルムのエッジから所定の位置だけ内側に入った部分までであり、所定の位置とは、ユーザが自由に設定できるものである。そして、第１の工程で特定された画素に対して、第２の画像処理手段が、明度を測定する等の解析を行う。
【００３０】
このように、上記の構成では、欠陥の検出前に、第１の画像処理手段が、検査にかかるフィルムのエッジにおける画像上の位置を特定するようになっている。従って、フィルムを搬送する際に生じる外乱等により、検査の度に画像上のフィルムの位置が変化してしまっても、エッジとその近傍とを映している画素の位置を、検査の前に正確に把握することができる。
【００３１】
これにより、第２の画像処理手段による画像の解析によって得られた欠陥を示す信号が、フィルム外から得られたものか、あるいは、フィルムのエッジ近傍から得られたものかを明確にすることができる。従って、エッジ近傍の欠陥検査を自動化することが可能となり、欠陥を確実にかつ高速で検出することができるようになっている。
【００３２】
上記の構成によれば、フィルムの直線状の搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、ほぼ平行に延びる光を照射するための照明手段を備えている。そして、第１の画像処理手段は、この光の鏡面反射光を映している画素をまず特定する。さらに、フィルム外を映している画素とフィルム内を映している画素との明度の差を検出し、フィルムのエッジを映している画素を特定するようになっている。
【００３３】
そして、第１の画像処理手段は、これら鏡面反射光を映している画素とフィルムのエッジを映している画素との間の画素を、第２の画像処理手段によって欠陥を検査するためのフィルムの近傍を映している画素とする。
【００３４】
また、第２の画像処理手段は、上記鏡面反射光を映している画素から、この光の延びる方向と垂直な方向に沿って、画像上に並んでいる画素の明度を測定するための第２の画像処理手段を備えている。
【００３５】
一般に、フィルムの欠陥においては入射した光が散乱するので、欠陥を映している画素の明度は高くなる。また、鏡面反射光を映している画素の明度は、比較的強いものとなる。従って、このように測定を行うと、画素の位置と明度の変化との関係は、以下のようになる。すなわち、鏡面反射光を映している画素の明度は比較的強く、この画素からエッジを映している画素に向かうに従って、明度は減少する。そして、測定される明度がある程度小さくなれば、その明度を発生する画素は既に鏡面反射光を映していない、と判断できる。
【００３６】
従って、第２の画像処理手段が、鏡面反射光を映していないと判断した画素から、ある程度大きな明度を検知した場合には、その明度を発生している画素は、欠陥を映していると判断する。このように、上記の構成では、鏡面反射光と欠陥からの散乱光とを明確に区別して欠陥検査を行うことが可能となっている。
【００３７】
また、本発明のフィルム検査装置は、上述した記載の構成において、上記第１の画像処理手段が、フィルムのエッジ近傍を映している画素であって、このエッジと平行に並んだ画素の組み合わせを特定する組み合わせ特定手段を含むと共に、上記第２の画像処理手段が、上記組み合わせ特定手段によって特定された組み合わせの１つにおける画素の明度を測定する第３の画像処理手段を含んでいることを特徴としている。
【００３８】
上記の構成によれば、第１の画像処理手段は、特定されたフィルムのエッジを映している画素に基づいて、エッジの近傍を映している複数の画素のなかから、エッジと平行に並んだ画素の組み合わせを特定するための組み合わせ特定手段を備えている。この組み合わせ特定手段は、エッジそのものを映している画素から１つの組み合わせを作成し、この組み合わせに基づいて、エッジに平行な多くの組み合わせを容易に特定する。
【００３９】
そして、第２の画像処理手段は、組み合わせ特定手段が特定した組み合わせの１つを取り出して、エッジに沿った方向に並んだ順に、各画素の明度を測定する第３の画像処理手段を備えている。この第３の画像処理手段による測定は、上記組み合わせ特定手段が特定した組み合わせの１つあるいは全てについて行われる。
【００４０】
このように、上記の構成では、第３の画像処理手段は、エッジ近傍を映している画素に対して、エッジに沿った方向に明度を測定・比較を行う。従って、第３の画像処理手段は、フィルム外からの明度を測定することがない。従って、欠陥による散乱光の明度がフィルム外からの明度より小さい場合にも、欠陥を検出することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について説明すれば、以下の通りである。
【００４２】
図２は、本実施の形態にかかるフィルム検査装置（以下、単にフィルム検査装置とする）の構成を示すブロック図である。この図に示すように、フィルム検査装置は、エッジ検査装置１と、チップ検査装置２と、シーケンサ３と、ＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４と、搬送装置５とを備えている。
【００４３】
この、フィルム検査装置は、後述するような多層型偏光フィルムにおける、異物・気泡の混入等による欠陥や、糊抜けによる浮き・剥がれ等の欠陥の有無を検査し、多層型偏光フィルムの製品としての適否を判定するものである。さらに、製品として適するものと適さないものとを選り分けて回収する機能も有している。
【００４４】
まず、フィルム検査装置の検査対象である多層型偏光フィルムについて説明する。図３は、この多層型偏光フィルムの一構成例を示す説明図である。この図に示すように、この多層型偏光フィルムは、セパレートフィルムＳＰ，３層構造の偏光フィルムＰＬおよびプロテクトフィルムＰＦがこの順に積層されてなる構成である。
【００４５】
セパレートフィルムＳＰは、偏光フィルムＰＬを保護するために設けられているものであり、偏光フィルムＰＬとは糊層ＢＬで貼り合わされている。多層型偏光フィルムを液晶表示素子等に利用する場合には、このセパレートフィルムＳＰを剥がし、偏光フィルムＰＬに残る糊層ＢＬによって液晶表示素子のパネル等に固定するようになっている。
【００４６】
また、偏光フィルムＰＬは、偏光子ＰＬａの両側に、補強層ＰＬｂ・ＰＬｃが張り合わされてなるものである。
【００４７】
また、プロテクトフィルムＰＦは、偏光フィルムＰＬを保護するために設けられているフィルムである。このプロテクトフィルムＰＦは自粘性フィルムであり、偏光フィルムＰＬから糊層ＢＬと共に剥がれるようになっている。通常、このプロテクトフィルムＰＦは、多層型偏光フィルムを用いる製品を製造するメーカー、あるいは、その製品を使用する最終ユーザによって剥がされる。
【００４８】
次に、図２に示したフィルム検査装置の各構成について説明する。なお、以下では、検査にかかる多層型偏光フィルムをワークと称する。
【００４９】
エッジ検査装置１は、フィルム検査装置の特徴的な構成であり、ワークのエッジにおける欠陥の有無を検査し、検査の結果をシーケンサ３に出力する装置である。このエッジ検査装置１については後述する。
【００５０】
搬送装置５は、図示しない吸着パッドによってワークを固定し、図４に示すようなベルトコンベア１０によって、エッジ検査装置１，チップ検査装置２およびＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４にこのワークを搬送するための装置である。すなわち、ワークをエッジ検査装置１あるいはチップ検査装置２における所定の検査位置まで搬入し、検査後にＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４まで搬出するものである。この搬送装置５の搬送速度（ライン速度）は、例えば１２０ｍｍ／ｓｅｃ程度である。
【００５１】
チップ検査装置２は、ワークのエッジ以外の全面における欠陥を検査する装置である。図４は、このチップ検査装置２の構成の概略を説明するための説明図である。この図に示すように、チップ検査装置２は、画像解析装置１１と、ワークのエッジ以外の全面を撮像するためのテレビカメラ１２と、ワークに光を照射するための照明１３とを備えている。
【００５２】
照明１３には、例えば蛍光管が用いられる。そして、この図に示すように、ベルトコンベア１０の下側から、このベルトコンベア１０の上側に固定されているワークに光を照射するようになっている。テレビカメラ１２は、ワークをベルトコンベア１０の上側から撮像し、撮像した画像を画像解析装置１１に出力する。そして、画像解析装置１１は、この画像を解析して欠陥の有無を検査し、その結果をシーケンサ３に出力するようになっている。画像解析装置１１の欠陥検査は、後述するエッジ検査装置１の処理において説明する水平方向の検査と同様の方法で行われる。
【００５３】
ＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４は、検査装置１・２による検査の結果に基づくシーケンサ３の指示により、ワークを選り分けるものである。すなわち、図２に示すように、ＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４は、ＯＫ側回収装置４ａとＮＧ側回収装置４ｂとを備えている。そして、検査の結果、ワークが製品として適さないものであると判断された場合には、このＮＧ側回収装置４ｂがこのワークを回収するようになっている。一方、ワークが製品として適するものであると判断された場合には、ＯＫ側回収装置４ａがこのワークを回収する。
【００５４】
シーケンサ３は、エッジ検査装置１，チップ検査装置２，ＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４および搬送装置５を制御してワークの搬送・検査・回収を行わせる、フィルム検査装置の制御装置である。すなわち、シーケンサ３は、搬送装置５によって、エッジ検査装置１およびチップ検査装置２とＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４とに搬送させる。そして、これら検査装置１・２に所定の検査を行わせた後、検査の結果に基づいてＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４を制御し、ワークを回収させるものである。
【００５５】
次に、フィルム検査装置におけるワークの検査処理について説明する。図５は、フィルム検査装置の検査処理を示すフローチャートである。なお、以下では、製品として適さないワークをＮＧ、適するワークをＯＫとする。
【００５６】
検査にかかるワークが搬送装置５の図示しない吸着パッドに固定されると、シーケンサ３は、搬送装置５を制御して、ワークをチップ検査装置２に搬送し（Ｓ１）、チップ検査装置２にワークのエッジ以外の欠陥を検査させる（Ｓ２）。そして、ワークがＮＧであった場合には、シーケンサ３は、搬送装置５を制御してＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４にワークを搬送し、ＮＧ側回収装置４ｂを制御してワークを回収させる（Ｓ３）。
【００５７】
一方、Ｓ２においてワークがＯＫと判断された場合には、シーケンサ３は、搬送装置５を制御してワークをエッジ検査装置１に搬送し（Ｓ４）、エッジ検査装置１を制御してワークのエッジ近傍の欠陥を検査させる（Ｓ５）。そして、ワークがＮＧであった場合には、エッジ検査装置１における検査の場合と同様に、シーケンサ３は、搬送装置５およびＮＧ側回収装置４ｂを制御してワークを回収させる（Ｓ３）。一方、Ｓ５においてワークがＯＫであった場合には、シーケンサ３は、搬送装置５を制御してＯＫ／ＮＧ仕分け回収装置４に搬送し、ＯＫ側回収装置４ａを制御してワークを回収させる（Ｓ６）。Ｓ３あるいはＳ６の後、さらに別のワークの検査を行う場合には、シーケンサ３はＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返す。
【００５８】
次に、フィルム検査装置の特徴的な構成である、エッジ検査装置１について詳細に説明する。このエッジ検査装置１は、ワークのエッジ周辺の欠陥を検出する装置であるが、このエッジ周辺に発生する欠陥とは、主に、以下の２つである。すなわち、図３に示した多層型偏光フィルムにおける偏光フィルムＰＬとセパレートフィルムＳＰとの間にある糊層ＢＬが部分的に欠落する糊抜け、および、セパレートフィルムＳＰおよびプロテクトフィルムＰＦの部分的な剥がれ（浮き、剥がれ、折れ等とも呼ばれる）である。
【００５９】
図６は、エッジ検査装置１の構成を示す説明図である。この図に示すように、エッジ検査装置１は、画像処理装置（第１〜３の画像処理手段，組み合わせ特定手段）２１と、モノクロのテレビモニタ２２・２２と、画像入出力ボード２３・２３と、ＰＩＯ（Parallel Input Output ）ボード２４と、モノクロのテレビカメラ２５・２５と、照明装置（照明手段）２６・２６と、ワーク検知センサ２７とを備えている。
【００６０】
照明装置２６・２６は、搬送装置５のベルトコンベア１０（図４参照）によって所定の検査位置に搬入されてきたワークに光を照射するものであり、例えば螢光管よりなる。この照明装置２６は、ワークのエッジ近傍より内側の上部に配置されている。テレビカメラ２５・２５はモノクロのＣＣＤ（Charge Coupled Device ）エリアカメラである。そして、エッジ近傍から反射光を受光、すなわち、エッジ近傍を撮像し、映像信号を出力するものである。
【００６１】
ワーク検知センサ２７は、テレビカメラ２５の視野にワークが入っている間、画像処理装置２１にＯＮ信号を出力するものである。このワーク検知センサ２７は、一方向に光を発し、反射光の強度によりＯＮ信号またはＯＦＦ信号を出力する、ごく一般的な反射型の光電スイッチからなっている。そして、エッジ検査装置１では、このワーク検知センサ２７はテレビカメラ２５の視野となるベルトコンベア１０に向けて光を発している。そして、光がベルトコンベア１０に照射されている場合とワークに照射されている場合との反射光量の差異を利用して、ワーク検知センサ２７の真下にワークがあるかどうかを検出する。
【００６２】
画像処理装置２１は、テレビカメラ２５・２５が出力した映像信号を、画像入出力ボード２３・２３を介して取得する。そして、図示しないフレームメモリに取り込んで、後述する所定の画像処理によってワークの欠陥検査を行うものである。この検査の開始・終了は、上述したワーク検知センサ２７によるＯＮ・ＯＦＦ信号に基づいて行われる。
【００６３】
そして、画像処理装置２１は、検査の結果をＰＩＯボード２４を介してシーケンサ３に出力する。また、画像処理装置２１は、取得した映像信号を、モノクロのテレビモニタ２２・２２に表示する。
【００６４】
図７（ａ）（ｂ）は、検査中のワークに対するテレビカメラ２５・２５および照明装置２６・２６の設置位置関係を示す説明図である。ここで、図７（ａ）は、エッジ検査装置１におけるエッジ検査中、ワークを上方から望む平面図であり、図７（ｂ）は、同じくワークの搬送方向から望む正面図である。エッジ検査装置１では、長方形のワークの搬送方向にほぼ平行な２つのエッジを同時に検査するようになっている。従って、これらの図に示すように、テレビカメラ２５および照明装置２６は、各２組並列に設置されている。また、図７（ａ）に破線で示した領域は、テレビカメラ２５・２５の視野である。
【００６５】
エッジ検査装置１は、検査領域であるエッジの全体の近傍を、複数の領域に分け、この領域毎に検査を行うようになっている。従って、テレビカメラ２５の視野には、一部のエッジの近傍が入るようになっている。このエッジ検査装置１の検査領域およびテレビカメラ２５の視野について、図８（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図８（ａ）は、エッジ検査装置１がエッジ検査を行うワークにおける検査領域を示す説明図である。この図に示すように、エッジ検査装置１は、長方形のワークの搬送方向にほぼ平行な２つのエッジの全体を検査する。そして、テレビカメラ２５の視野となる領域は、図８（ｂ）にカメラ視野として破線で示す領域であり、その面積は例えば４０ｍｍ×４０ｍｍ程度である。このテレビカメラ２５の視野の面積は、ワークの大きさ、検査に必要な精度、検査に費やす時間等によって、ユーザの所望の大きさとすることができる。
【００６６】
また、図７（ｂ）に示すように、照明装置２６・２６は、ワークの内部における上部から、すなわち、斜め上方からエッジを照らすように位置している。また、テレビカメラ２５・２５は、真上からエッジを望む方向に位置している。エッジ検査装置１では、テレビカメラ２５・２５および照明装置２６・２６をこの図に示すように配置することによって、反射散乱法を用いて欠陥検査を行っている。この反射散乱法とは、欠陥のない正常な部分と欠陥部分とにおける光の散乱状態の相違を検知し、欠陥を検出する方法である。
【００６７】
図９（ａ）（ｂ）は、エッジ検査装置１における反射散乱法を説明するための説明図である。照明装置２６とテレビカメラ２５とがワークのエッジに対して上記のような位置関係にある場合、図９（ａ）（ｂ）に示すように、テレビカメラ２５は、エッジ近傍から離れたワークの内側の点Ａから、照明装置２６からワークに照射された光の鏡面反射を撮像する。そして、エッジ付近に欠陥がなければ、図９（ａ）に示すように、テレビカメラ２５には、エッジ近傍からの散乱光はほとんど入射しない。
【００６８】
一方、エッジ近傍に浮き・剥がれ等の欠陥があると、図９（ｂ）に示すように、この欠陥によって反射光が散乱され、テレビカメラ２５にこの散乱光が入射する。従って、画像処理装置２１は、テレビカメラ２５が撮像した画像における、エッジ近傍を映している各画素の明度を測定することによって、欠陥の有無を検出することができる。
【００６９】
次に、エッジ検査装置１における欠陥検査の処理について、以下に詳細に説明する。
【００７０】
図１は、エッジ検査装置１のフィルム検査の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、図５においてＳ５として示したステップを詳細に示すものである。
【００７１】
図１に示すように、エッジ検査装置１における検査にあたっては、まず、画像処理装置２１が、テレビカメラ２５を制御して、ワークの画像を取得する（Ｓ１１）。図１０は、Ｓ１１で取得されるワークの画像の例を示す説明図である。この図に示すように、テレビカメラ２５は、ワークにおける照明装置２６の鏡面反射光が映っている部分と、ワークのエッジ近傍と、ワークを搬送するためのベルトコンベア１０とが含まれる領域を撮像するようになっている。また、この画像の取得の開始は、ワーク検知センサ２７がＯＮ信号を発生した瞬間、すなわち、ワークがワーク検知センサ２７およびテレビカメラ２５の真下に位置した瞬間から取得される。
【００７２】
その後、画像処理装置２１は、テレビカメラ２５が撮像した画像を水平方向に走査し、画像の明度変化から、この鏡面反射光が映っている水平方向（ワークの搬送方向と垂直な方向）の位置（範囲）を検出する（Ｓ１２）。その後、画像処理装置２１は、画像を垂直方向（ワークの搬送方向）に走査し、画像の明度変化から、この鏡面反射光が映っている垂直方向の範囲を検出し、この範囲を垂直方向の検査範囲として設定する（Ｓ１３）。
【００７３】
そして、画像処理装置２１は、Ｓ１３で求めた垂直方向の検査範囲内で、後述する方法でワークのエッジを特定し、水平方向の検査範囲を設定する（Ｓ１４）。このＳ１３およびＳ１４において設定された範囲がエッジ検査装置１におけるエッジ近傍の範囲となり、欠陥検査の範囲となる。
【００７４】
そして、画像処理装置２１は、エッジ近傍に対して、後述する水平方向検査を行う（Ｓ１５）。Ｓ１５において、ワークがＯＫであると判断した場合には、画像処理装置２１は、後述するエッジ方向検査を行う（Ｓ１６）。一方、Ｓ１５において、ワークがＮＧであると判断した場合には、画像処理装置２１は、検査の結果をシーケンサ３に出力し（Ｓ１７）、検査を終了する。
【００７５】
Ｓ１６の後、画像処理装置２１は、エッジ全体の検査が終了していないと判断した場合には、テレビカメラ２５の視野を移動させ（Ｓ１８・Ｓ１９）、Ｓ１１〜Ｓ１８の処理を繰り返す。一方、エッジ全体の検査が終了している場合には、画像処理装置２１は、シーケンサ３に検査結果を出力し（Ｓ１８・Ｓ１７）、検査を終了する。なお、Ｓ１８における判断は、ワーク検知センサ２７がＯＦＦ信号を発生しているかどうかで判断される。
【００７６】
以下に、上記したＳ１１〜Ｓ１６における処理の詳細を説明する。
【００７７】
図１１（ａ）〜（ｆ）は、Ｓ１１において取得される画像の例を示す説明図である。これらのうち、図１１（ａ）はワークの左側のエッジ上部の近傍の画像を示し、図１１（ｂ）・（ｃ）は同じく左のエッジ中央部および下部の近傍の画像を示している。また、同様に、図１１（ｄ）〜（ｆ）は、ワークの右側のエッジにおける上部、中央部および下部の近傍の画像を示している。すなわち、図１１（ａ）（ｄ）に示した画像はワークがテレビカメラ２５の視野に入った瞬間の画像であり、図１１（ｂ）（ｅ）に示した画像はワークがテレビカメラ２５の視野を通過中の画像である。また、図１１（ｃ）（ｆ）に示した画像はワークがテレビカメラ２５の視野から外れる直前の画像である。
【００７８】
なお、以下に示すＳ１２〜Ｓ１６として示した処理の説明は、図１０や図１１（ｄ）に示した、ワークの右上部の画像を用いて行うが、これらの処理は、図１１（ａ）〜（ｃ），（ｅ）（ｆ）に示した画像にも同様に行われる。
【００７９】
まず、Ｓ１２として示した照明装置２６の鏡面反射光における画像上の位置の設定について説明する。画像処理装置２１は、図１０に示したような画像を取得すると、この画像における各画素の明度の変化から、画像における鏡面反射光の水平方向における位置を検出する。
【００８０】
図１２は、このＳ１２の処理を説明するための説明図である。すなわち、画像処理装置２１は、図１２中に矢印で示すように、ワークの内側からエッジの方向に向けて、水平方向に各画素の明度を測定する。そして、最大明度の画素と、この画素の水平方向両側に存在する、最大明度の半分の明度をもつ画素ＢおよびＢ’を特定する。そして、画像の垂直方向に平行でこれら画素Ｂ・Ｂ’を通る２本の直線を設定し、これら２つの直線の間を、照明装置２６の鏡面反射光が撮像されている位置とする。なお、この測定を、垂直方向の位置を変えて数回行い、各測定における画素Ｂの群および画素Ｂ’の群に最もよく一致する近似直線をそれぞれ求め、これら２つの直線の間を、照明装置２６の鏡面反射光が撮像されている位置とするようにしてもよい。
【００８１】
次に、Ｓ１３として示した垂直方向の検査範囲の設定について説明する。図１３は、このＳ１３の処理を説明するための説明図である。この図に実線の矢印で示すように、画像処理装置２１は、照明装置２６の鏡面反射光の中心位置で垂直方向に画像を解析し、各画素の明度変化から、鏡面反射光が映っている垂直方向の範囲を検出する。そして、この範囲の全て、すなわち、図１３中に示した画素Ｃ・Ｃ’間を垂直方向の検査範囲とする。従って、図１１（ｂ）（ｅ）に示したようなワークの角を含んでいない画像の場合には、この検査範囲は画像の垂直方向の有効画素の長さと同一となる。
【００８２】
次に、Ｓ１４として示した、水平方向の検査範囲の設定について説明する。画像処理装置２１は、垂直方向の検査範囲内でワークのエッジを検出し、鏡面反射光のエッジ側の端部（図１２におけるＢ’）を映している画素からエッジの外側１０画素程度までを、水平方向の検査範囲として設定する。図１４（ａ）は、このＳ１４の処理を説明するための説明図である。すなわち、この図に示すように、画像処理装置２１は、エッジの位置を特定するために、垂直方向の検査範囲内で、水平方向に並ぶ画素の明度を測定する。この測定は、垂直方向の位置を変えて任意の回数、例えば数回〜数１０回行われる（図では３回）。そして、画像処理装置２１は、各点における測定結果を基にエッジの位置を特定する。
【００８３】
図１４（ｂ）は、１つの点における測定の結果を示すグラフであり、横軸は図１４（ａ）における画像の各画素の位置を、縦軸は画素の明度をそれぞれ表している。これらの図に示すように、鏡面反射光を映している画素が大きな明度をもち、ワーク外の背景を映している画素の明度（背景明度）およびワーク内部における正常な部分（欠陥のない部分）を映している画素の明度（正常明度）は小さくなっている。また、背景明度は、正常明度よりわずかに大きくなっている。画像処理装置２１は、これら背景明度と正常明度との差異を検知してエッジを映している画素を特定し、エッジから等距離の位置（エッジも含む）を映している画素の組み合わせを特定する。なお、この差異を強調するために、領域強調フィルタを用いた明度変化の強調など、信号波形の微少な変化を強調するような処理を行うようにしてもよい。
【００８４】
また、画像処理装置２１による、エッジから等距離の位置を映している画素の組み合わせの特定は、以下のように行われる。すなわち、例えばエッジを映している画素の組み合わせの特定では、画像処理装置２１は、各測定におけるエッジを映している画素を抽出し、それらを直線近似し、この直線上にのる画素を求める組み合わせとする。この際、求められた直線から大きく外れる測定点は、ノイズ等による異常点と判断して、エッジ直線の特定には用いない。
【００８５】
エッジを検出した後、画像処理装置２１は、照明装置２６の鏡面反射光の端部を映している画素（図１２におけるＢ’）から、エッジ外側近傍（エッジから外側に１０画素程度）までを含めて、水平方向の検査範囲として設定する。
【００８６】
なお、水平方向検査を上記のＢ’から行うのは、鏡面反射光とエッジとを明確に区別するためである。また、エッジから外側に１０画素とするのは、検査範囲が確実にエッジをまたいでいるかどうかを確認できるようにするためである。従って、確実にエッジをまたぐ範囲であれば、水平方向検査の範囲は、外側に１０画素までとは限らず、任意の画素数に設定できる。
【００８７】
また、Ｓ１４における水平方向の検査範囲の設定において、鏡面反射光のエッジ側の端部（図１２における画素Ｂ’）を通る垂直方向の直線と、エッジをなす直線とが所定の距離以下となったとき、あるいは重なってしまったときには、検査不能画像として処理する。この処理は、例えば無条件でワークをＮＧとする、あるいは、ＯＫ側回収装置４ａでもＮＧ側回収装置４ｂでもない第３の回収装置に回収させる等である。
【００８８】
次に、Ｓ１５として示した水平方向検査について説明する。この検査においては、画像処理装置２１は、図１５（ａ）に矢印で示すように、垂直方向の同一の位置において、水平方向の検査範囲内に並んでいる画素の明度を連続して測定する（以下、１つの垂直方向の位置での水平方向への画素の明度測定を、水平スキャンと称する）。
【００８９】
図１５（ｂ）は、欠陥のある位置に水平スキャンを行って得られた、画素の位置とその明度との関係を示すグラフである。この図に示すように、鏡面反射光を映している画素の明度は大きく、エッジを映している画素に近づくにつれて明度は減少する。そして、欠陥では散乱光が発生するので、この散乱光を捉えている画素（欠陥を映している画素）の明度は大きくなる。
【００９０】
なお、以下では、図１５（ｂ）に示すような、画素の位置に対応した明度の遷移状態を表す曲線を明度波形と称する。また、この散乱光により増大した明度を、欠陥明度と称する。
【００９１】
ここで、水平スキャンにおける画像処理装置２１による欠陥の検出について説明する。画像処理装置２１は、図１５（ｂ）に示すような２つの異なる閾値Ａ・Ｂ（Ａ＞Ｂ）をあらかじめ設定している。そして、画像処理装置２１は、得られる明度が閾値Ｂを下回る画素を検出したとき、この画素より後に測定される画素は、鏡面反射光を映していないと判断する。そして、その後に閾値Ａを超える明度を検出した場合、その明度を欠陥明度と判断する。そして、欠陥明度を発する画素が所定数以上連続して検出された場合に、ワークに欠陥があると判断し、ワークをＮＧと判定するようになっている。
【００９２】
なお、この所定数は、画像の分解能とワークをＮＧと判断する欠陥の大きさとに依存する。例えば、画像の分解能８０μｍ、すなわち、１つの画素が映すワーク上の領域が、水平方向に８０μｍの幅である場合であって、欠陥の大きさが３００μｍ以上の場合にＮＧとしたい場合であれば、欠陥明度を発する連続する画素の数が３以下ならＯＫと判断され、４以上でＮＧと判断される。
【００９３】
画像処理装置２１は、この水平スキャンを、Ｓ１３で設定された垂直方向の検査範囲の全てについて行う。ただし、欠陥を検出したと判断した場合には、すぐに検査を終了し、図１に示したＳ１７に移行する。
【００９４】
このように、水平方向検査では、画像処理装置２１は、閾値を２つ設定し、鏡面反射光を映している画素からエッジ方向に水平スキャンを行うようになっている。そして、閾値Ｂを下回る明度の画素を検出した後、この画素よりエッジ側（鏡面反射光よりエッジ側）に、閾値Ａより大きい明度の画素があるかどうかを検出するようになっている。これにより、鏡面反射光と欠陥からの散乱光とを明確に区別することができる。また、閾値付近における明度波形のがたつきによる誤検知を防止する、シュミットトリガとしての機能も有している。
【００９５】
なお、この水平方向検査は、ワークの外側から鏡面反射光の方向に向けて行なわれてもよい。この場合、閾値Ａを超える明度をもつ画素は、鏡面反射光、あるいは欠陥を映していると判断される。従って、閾値Ａより大きな明度の画素に近接して閾値Ｂを下回る明度の画素が検出された場合には、この大きな明度は欠陥によるものと判断される。
【００９６】
また、閾値Ａ・Ｂは、鏡面反射光のピークレベルと背景画像のベースレベルとの間の値で、ユーザが任意に設定できる。なお、エッジ検査装置１における初期設定では、ベースレベルから、ピークレベルの５０％を閾値Ａ、４０％を閾値Ｂとしている。
【００９７】
次に、Ｓ１６として示したエッジ方向検査について説明する。エッジ方向検査は、水平方向検査では検出できないような弱い散乱光を発生する、エッジのごく近傍に存在する欠陥を検出するための検査である。
【００９８】
図１６は、この検査を説明するための説明図である。なお、この図では、図１５（ａ）等と異なり、ワークのエッジが画像の垂直方向を向いていないが、このことは、以下に示す処理に何ら影響するものではない。
【００９９】
この図に矢印Ｌで示すように、エッジ方向検査は、ワークのエッジから等距離の位置を映している画素の明度を、Ｓ１３・Ｓ１４で設定された検査範囲内で連続して測定することで行なわれる。上記したように、このエッジから等距離の位置を映している画素の組み合わせは、Ｓ１４として示した水平方向の検査範囲の設定の際に特定されている。また、この図には、比較のために、水平スキャンにおける方向を矢印Ｈとして示している。なお、以下では、この矢印Ｌとして示すような、エッジに沿った方向に並んだ画素の明度測定を、エッジスキャンと称する。
【０１００】
また、図１７は、このエッジ方向検査における検査範囲およびこの検査によって検出される欠陥について説明するための説明図である。この図に示すように、この検査によって検出される、エッジのごく近傍における欠陥Ｋ１は、エッジに沿って細長い形をしており、ワークの内部に深く入り込むことは少ない。従って、後述するように、エッジスキャンでは欠陥Ｋ１のエッジ方向の長さＬｙが所定の長さ以上の欠陥を検出した場合に、ワークをＮＧと判断する。このような理由により、エッジ方向検査の範囲は、垂直方向にはＳ１３で設定された範囲であり、水平方向には、エッジを映している画素から、５画素程度内側までである。すなわち、エッジ方向検査では、エッジスキャンは５回程度だけ行われる。
【０１０１】
また、この図に示した欠陥Ｋ２のような、エッジからいくつか内側の画素から内部にかけて存在する欠陥であっても、幅Ｌｘが水平方向検査によって検査され、長さＬｙがエッジ方向検査によって検査されるため、どちらかの検査によって検出可能である。すなわち、このＬｘが設定値より大きい場合には、水平方向検査によって検出される。エッジのごく近傍に発生する欠陥は、欠陥Ｋ１のようにエッジ方向に細長くなっているものが多く、幅Ｌｘが設定値より小さくても、長さＬｙが設定値より大きい場合がある。このような場合には、水平方向検査によって見逃してしまった欠陥でも、エッジ方向検査によって検出可能である。
【０１０２】
エッジスキャンによって得られる明度波形を、図１８（ａ）に示す。この図に示すように、このエッジ方向検査における欠陥の検出は、水平方向検査と同様に、２つの異なる値をもつ閾値Ｃ・Ｄ（Ｃ＞Ｄ）を用いて行われる。これら閾値Ｃ・Ｄは、背景明度と正常明度との間の異なる２つの値であり、上記した閾値Ａ・Ｂより低い値となっている。画像処理装置２１は、一度Ｃを超え、その後にＤを下回るような明度を検出したとき、その明度を欠陥明度と判断する。そして、欠陥明度をもつ画素が所定数以上連続して検出された場合、すなわち、閾値Ｃを超える画素が所定数以上連続して検出され、その後、閾値Ｄを下回るような画素が検出された場合に、ワークに欠陥があると判断し、ワークをＮＧと判定するようになっている。
【０１０３】
このエッジ方向検査において、上記のように２つの閾値を用いる理由について、図１９（ａ）（ｂ）を用いて説明する。これらの図に示すように、明度波形は必ずしも滑らかではない。従って、図１９（ａ）に示すように、１つの閾値Ｃだけが設定された状態では、閾値付近での微少な変化も欠陥明度として検知されてしまうことがある。これは、欠陥の寸法誤差や欠陥数のカウント誤差の原因となってしまう。一方、図１９（ｂ）に示すように、２つの閾値Ｃ・Ｄを設定し、明度の大きさがＣを超え、その後にＤを下回るような明度波形を検知したとき、このＣを超えた明度を欠陥明度とすれば、上記したような誤検知を防ぐことができる。
【０１０４】
ここで、エッジ方向検査と水平方向検査との相違点について説明する。図１４（ｂ）に示したように、背景明度は、正常明度よりわずかに大きくなっている。このため、欠陥がごく小さな散乱光を発生するものである場合、図１８（ｂ）に示すように、図１６に示した水平方向Ｈに沿った検査では、背景明度と正常明度とのギャップの中に欠陥明度が埋もれてしまう。従って、閾値をどのように設定しても、水平スキャンでは、このような弱い散乱光を発する欠陥を検出することができない。一方、エッジスキャンはＳ１４にて特定されたエッジに沿って行われるので、図１８（ａ）に示すように、背景明度が測定されることがない。従って、小さい欠陥明度を発生する欠陥でも検出することが可能となっている。
【０１０５】
以上のように、エッジ検査装置１の検査では、図１におけるＳ１２において照明装置２６の鏡面反射光を映している画素を特定し、Ｓ１３においてエッジを映している画素を特定して、水平方向の検査範囲を設定するようになっている。すなわち、検査範囲を検査の度に測定する構成であるので、ワークの搬送精度等が悪く、画像におけるワークの位置が変化してしまっても、ワークのエッジおよびその近傍を映している画素の位置を正確に特定することができるようになっている。
【０１０６】
また、Ｓ１５として示したエッジ検査装置１における水平方向検査では、照明装置２６の鏡面反射光を映している画素から、エッジより外側の画素までの明度を測定するようになっている。これにより、鏡面反射光と欠陥からの散乱光とを明確に区別することができるようになっている。
【０１０７】
また、Ｓ１５・Ｓ１６として示した水平方向およびエッジ方向検査では、２つの異なる閾値を利用して、欠陥明度を検知するようになっている。これにより、閾値付近における明度波形のがたつきによる誤検知を防止することができるようになっている。ただし、明度波形にがたつきがなければ、閾値をひとつだけ用いるようにしてもかまわない。
【０１０８】
また、Ｓ１６としてエッジ方向検査は、Ｓ１３で特定した、エッジから等距離の位置を映している画素の明度を測定するようになっている。従って、図１６に示したように、ワークのエッジが垂直方向を向いていないような場合でも、エッジから等距離の位置を映している画素の明度だけを測定して明度波形を取得し、欠陥明度および欠陥を検出することができる。そして、エッジ方向検査によって得られる明度波形には背景明度が混入することがないので、欠陥明度が背景明度より小さい場合にも、欠陥明度を検知し、欠陥を検出することができるようになっている。
【０１０９】
なお、Ｓ１２に示した鏡面反射光の位置の設定の際、最大明度の半分の明度をもつ画素Ｂ・Ｂ’間を、照明装置２６の鏡面反射光が撮像されている位置とするとしているが、この設定方法はこれに限るものではない。鏡面反射光の端部を映しているとする画素の明度は、ユーザが自由に設定できる値である。
【０１１０】
また、Ｓ１５・Ｓ１６における検査において検出される欠陥の大きさは、テレビカメラ２５の１つの画素における分解能、すなわち、１つの画素が撮像している面積によって決定される。例えば、テレビカメラ２５の視野が４０ｍｍ×４０ｍｍであり、画素数が５１２×５１２個である場合、１画素の分解能は約８０μｍに相当する。そして、一般的な目安として、画素の分解能の２倍程度が検出を保証できる欠陥の最小寸法となる。
【０１１１】
従って、この場合の確実に検出可能な欠陥の大きさは、１６０μｍ以上となる。ただし、実質的には、１６０μｍ程度の欠陥であれば、製品として出荷可能であると判断される。すなわち、欠陥として検知しなければならないのは、１６０μｍ以上の欠陥である。なお、分解能を上げてより小さい欠陥を検出するためには、テレビカメラ２５の視野を狭くするか、画素数を多くすればよい。
【０１１２】
また、エッジ方向検査において検出されるような小さな散乱光を発生する欠陥は、必ずしも小さい欠陥であるとは限らない。従って、エッジ検査装置１における検査では、明度の大小に関わらず、所定の画素数以上連続して閾値を超える明度が観測された場合に、欠陥と判断することが好ましい。
【０１１３】
また、大きな欠陥明度が測定された場合には、これを連続して出力する画素数が少なくても欠陥とみなす一方、あまり大きくない欠陥明度が測定された場合には、これを連続して出力する画素数が多くなければ欠陥とみなさないようにしてもよい。
【０１１４】
また、Ｓ１８における判断は、ワーク検知センサ２７が発生するＯＦＦ信号によるとしているが、取得した画像が図１１（ｃ）（ｆ）のようなワークの下部の画像である場合に終了するようにしてもよい。
【０１１５】
また、Ｓ１６におけるエッジ方向検査は、水平方向には、エッジの端部を映している画素から５画素程度内側までの範囲で行うとしているが、この範囲はこれに限ることはなく、エッジ近傍全体にわたって行うようにしてもよい。検査の範囲を広くすれば、より正確な検査を行うことが可能となる。
【０１１６】
また、ワークにおける鏡面反射光が映る位置とワークのエッジとは、なるべく平行であることが好ましい。そして、これらの間の距離は、これらが互いに重ならない範囲であれば、近い方が小さい欠陥を検出することが可能となる。ただし、この鏡面反射光とエッジとが重なってしまうと検査は困難となる。従って、ワークの搬送精度を考慮しながら、鏡面反射光とエッジとを、互いに重ならない範囲でなるべく近い配置とすることが好ましい。
【０１１７】
また、ワークが平面性が悪く、反りのある状態でベルトコンベア１０に固定されている場合、照明装置２６の鏡面反射光が、エッジ側に曲がって映る場合がある。このような場合でも、Ｓ１４においてエッジの位置（エッジを映している画素）を特定しているので、鏡面反射光とエッジとが重なっていなければ、エッジ検査装置１は、Ｓ１５・Ｓ１６の検査を行うことができる。
【０１１８】
また、図１に示したエッジ検査装置１の処理においてＳ１２として示した鏡面反射光の位置の設定は、必ずしも必要ではない。照明装置２６とテレビカメラ２５との相対的な位置精度が高い場合、ワーク上の鏡面反射光は、常に同じ画素が映すことになるからである。
【０１１９】
また、図１に示したエッジ検査装置１の処理において、Ｓ１４として示した水平方向の検査範囲の設定の処理は、必ずしも必要ではない。これは、Ｓ１５に示した水平方向検査において、エッジの位置を確認可能であるからである。すなわち、水平スキャンを行いながら、このスキャンの結果に基づいて背景明度と正常明度との境界を設定し、エッジから等距離の位置を映している画素の組み合わせを特定するようにしてもよい。
【０１２０】
また、Ｓ１５における水平方向検査を、Ｓ１４で求めたエッジの位置を確認しながら行うようにしてもよい。すなわち、Ｓ１４において求められたエッジの位置が実際のエッジの位置と数画素程度ずれていたとしても、検査範囲内にエッジが存在すれば、Ｓ１５における検査は可能である。しかしながら、Ｓ１６におけるエッジ方向検査を行うには、Ｓ１４で求められたエッジの位置と実際のエッジの位置とが正しく一致していることが必要である。そこで、Ｓ１５の水平方向検査においてエッジ位置のずれを検出した場合、直ちにそのずれを修正するようにすれば、Ｓ１４におけるエッジ位置決定が不充分であっても、Ｓ１６のエッジ方向検査を行うことが可能である。このように、Ｓ１４およびＳ１５においてエッジの位置を確認可能であるので、Ｓ１６におけるエッジ方向検査の範囲は、エッジのごく近傍の最小限の範囲とすることができる。
【０１２１】
また、図９（ａ）（ｂ）を用いて示した反射光散乱法の説明では、照明装置２６からの光が照射される面がセパレートフィルムＳＰとなっているが、エッジ検査装置１では、照明装置２６からの光をプロテクトフィルムＰＦに照射して検査を行うことも可能である。また、光が照射される面の裏面にある欠陥も、表側の面における欠陥よりやや強度の小さな散乱光を発生するので、この裏面における欠陥も検出することができる。
【０１２２】
また、この説明において、照明装置２６は、ワークの内部における上部から、すなわち、斜め上方からエッジを照らすように、また、テレビカメラ２５は、真上からエッジを望む方向に位置しているとしているが、エッジ検査装置１における照明装置２６およびテレビカメラ２５の配置はこれに限るものではない。ワークのエッジにほぼ平行にのびる光がフィルムに照射され、この光の鏡面反射光がワークのエッジの内側に映るようにカメラが設置されていれば、どのような配置でもかまわない。
【０１２３】
また、エッジ検査装置１が主に検出する、エッジ周辺の欠陥を、偏光フィルムＰＬとセパレートフィルムＳＰとの間にある糊層ＢＬが部分的に欠落する糊抜け、および、セパレートフィルムＳＰおよびプロテクトフィルムＰＦの部分的な剥がれ（浮き、剥がれ、折れ等とも呼ばれる）であるとしているが（全て図３参照）、エッジ検査装置１が検出可能な欠陥はこれに限るものではない。エッジ検査装置１は、偏光フィルムＰＬを構成する偏光子ＰＬａと補強用フィルムＰＬｂ・ＰＬｃとの間の糊抜け・剥離等による欠陥や、各層間に混入する気泡や異物による欠陥もエッジ周辺に発生しているものであれば検出可能である。
【０１２４】
また、上記実施の形態では、エッジ検査装置１は、長方形のワークの搬送方向にほぼ平行な２つのエッジを同時に検査するとしているが、エッジ検査装置１の照明装置２６を増やすことで、ワークの４つのエッジ全てを検査することも可能である。
【０１２５】
図２０は、エッジ検査装置１が、３つのテレビカメラ（図にはこれらの視野のみを示す）と４つの照明装置２６ａ〜２６ｄとを用いて、ワークの４つのエッジを検査する構成を示す説明図である。この図において、ワークの進行方向に垂直に延びる照明装置２６ｃ・２６ｄは、それぞれワークの進行方向における前・後のエッジを検査するための照明装置である。
【０１２６】
この構成では、照明装置２６ａ・２６ｂおよび２つのテレビカメラ（図７（ａ）における照明装置２６・２６およびテレビカメラ２５・２５に相当する）を用いた検査が終了した後、ワークが移動して別のテレビカメラの視野（図２０における右側の破線内）に入った瞬間に、画像処理装置２１は、このテレビカメラによりワークを撮像し、照明装置２６ｃの鏡面反射光を含んだ画像を用いてワークの進行方向前側のエッジを検査する。その後、画像処理装置２１は、ワークがこのテレビカメラの視野から外れる直前に、このテレビカメラによりワークを撮像し、照明装置２６ｄの鏡面反射光を含んだ画像を用いてワークの進行方向後側のエッジを検査する。
【０１２７】
この構成のように、テレビカメラによる撮像を２回行って、１台のテレビカメラを用いて複数のエッジ（図２０の例では進行方向における前後のエッジ）を検査することも可能である。すなわち、テレビカメラの台数は、検査するエッジの数と同数でなくてもよい。例えば、テレビカメラの視野を拡大し、ワークの全面を撮像可能なようにすれば、１台のテレビカメラで４つのエッジを検査することができる。この場合、画像処理装置２１は、取得した画像を分離して、各エッジ毎に検査を行う。
【０１２８】
また、４つのエッジの検査を行う構成は、図２０に示した構成とは限らず、テレビカメラの総数はいくつでもかまわない。例えば、図２１（ａ）は、エッジ検査装置１が、１つのテレビカメラと４つの照明装置２６ａ〜２６ｄとを用いてワークの４つのエッジを検査する構成を示しており、図２１（ｂ）は、エッジ検査装置１が、４つのテレビカメラと４つの照明装置２６ａ〜２６ｄとを用いてワークの４つのエッジを検査する構成を示している。これらのように、照明装置を各エッジに沿って４辺に配置し、４つのエッジを同時に検査することも可能である。
【０１２９】
なお、図２０および図２１（ａ）（ｂ）のように、図６に示した構成とテレビカメラの数が異なる場合には、図６に示した画像入出力ボード２３の数は２つではなく、テレビカメラの数に対応した数となる。
【０１３０】
また、これらの図に示したような構成によって多数のエッジを検査する際には、画像処理装置２１は、入力される画像毎（画像を分離している場合には、各部分毎）に同じ処理を繰り返せばよく、図１に示した処理と大きく異なる処理は必要ない。前後のエッジを検査する場合、垂直・水平方向スキャンの向きが９０度異なるが、変数ｘ，ｙ（画像上で直交するパラメータ）を入れ替えて処理すれば、図６の構成と同様の画像処理プログラムを使用できる。また、図２０および図２１（ｂ）のような構成の場合は、テレビカメラを９０度傾けて設置すれば、上記のような入れ替えは不要である。
【０１３１】
また、画像処理装置２１，シーケンサ３あるいは画像解析装置１１における全ての、あるいは一部の処理を行うためのプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）やＦＤ（Floppy Disk ）等の記録媒体に記録し、このプログラムを読み込み可能なコンピュータを、これら画像処理装置２１，シーケンサ３および画像解析装置１１に代えて用いるようにしてもよい。
【０１３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明のフィルム検査方法は、フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、平行に延びる光をフィルムに照射し、このフィルムを撮像して得られる画像における複数の画素の明度を測定し、該光の鏡面反射光を映している画素を特定するとともに、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該鏡面反射光を映している画素と該フィルムのエッジを映している画素との間の画素を、フィルムのエッジ近傍を映している画素として特定する第１の工程と、この第１の工程において特定された画素を、上記光の延びる方向とほぼ垂直な方向に並んだ画素の明度を測定することによりフィルムの欠陥を検出する第２の工程とを含んでいる方法である。
【０１３３】
上記の方法では、フィルムに光を照射し、その光に照らされたフィルムの画像をカメラ等で取得する。その後、その画像を画素毎に解析して、欠陥を検査するようになっている。
【０１３４】
上記の方法では、欠陥の検出前に、上記画像における複数の画素の明度を測定し、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該フィルムのエッジを映している画素に基づいて、検査にかかるフィルムのエッジにおける画像上の位置を特定するようになっている。従って、フィルムを搬送する際に生じる外乱等により、検査の度に画像上のフィルムの位置が変化してしまっても、エッジとその近傍とを映している画素の位置を、検査の前に正確に把握することができる。これにより、第２の工程における画像の解析によって得られた欠陥を示す信号が、フィルム外から得られたものか、あるいは、フィルムのエッジ近傍から得られたものかを明確にすることができる。従って、エッジ近傍の欠陥検査を自動化することが可能となり、欠陥を確実にかつ高速で検出することができるという効果を奏する。
【０１３５】
上記の方法によれば、フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、平行に延びる光の鏡面反射光を映している画素と、フィルムのエッジを映している画素とを特定し、これらの間の画素フィルムの近傍を映している画素とするようになっている。そして、この第２の工程において、このフィルムのエッジとほぼ平行に延びる光を映している画素から、この光の延びる方向と垂直な方向に沿って画像上に並んでいる画素の明度を測定するようになっている。これにより、上述した効果に加えて、鏡面反射光を映している画素と欠陥による散乱光を映している画素とを明確に区別して欠陥検査を行うことができるという効果を奏する。
【０１３６】
また、本発明のフィルム検査方法は、上述した方法において、上記第１の工程は、フィルムのエッジ近傍を映している画素であって、このエッジと平行に並んだ画素の組み合わせを特定する工程を含むと共に、上記第２の工程は、この特定された組み合わせの１つにおける画素の明度を測定する工程を含んでいる方法である。
【０１３７】
上記の方法によれば、エッジ近傍を映している画素に対して、エッジに沿った方向に明度を測定・比較を行うので、フィルム外からの明度が測定されることがない。これにより、上述した効果に加えて、欠陥による散乱光の明度がフィルム外からの明度より小さい場合にも、欠陥を検出することができるという効果を奏する。
【０１３８】
また、本発明のフィルム検査装置は、フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、平行に延びる光をフィルムに照射する照明手段と、このフィルムを撮像して得られる画像における複数の画素の明度を測定し、上記光の鏡面反射光を映している画素を特 定するとともに、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該鏡面反射光を映している画素と該フィルムのエッジを映している画素との間の画素を、フィルムのエッジ近傍を映している画素として特定する第１の画像処理手段と、この第１の画像処理手段によって特定された画素を、上記光の延びる方向とほぼ垂直な方向に並んだ画素の明度を測定することによりフィルムの欠陥を検出する第２の画像処理手段とを備えている構成である。
【０１３９】
上記の構成によれば、欠陥の検出前に、第１の画像処理手段が、上記画像における複数の画素の明度を測定し、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該フィルムのエッジを映している画素に基づいて、検査にかかるフィルムのエッジにおける画像上の位置を特定するようになっている。従って、フィルムを搬送する際に生じる外乱等により、検査の度に画像上のフィルムの位置が変化してしまっても、エッジとその近傍とを映している画素の位置を、検査の前に正確に把握することができる。
【０１４０】
従って、第２の画像処理手段による画像の解析によって得られた欠陥を示す信号が、フィルム外から得られたものか、あるいは、フィルムのエッジ近傍から得られたものかを明確にすることができる。これにより、エッジ近傍の欠陥検査を自動化することが可能となり、欠陥を確実にかつ高速で検出することができるという効果を奏する。
【０１４１】
上記の構成によれば、第１の画像処理手段が、フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、ほぼ平行に延びる光の鏡面反射光を映している画素と、フィルムのエッジを映している画素とを特定し、これらの間の画素フィルムの近傍を映している画素とするようになっている。そして、第２の画像処理手段が、このフィルムのエッジとほぼ平行に延びる光を映している画素から、この光の延びる方向と垂直な方向に沿って画像上に並んでいる画素の明度を測定するようになっている。これにより、上述した効果に加えて、鏡面反射光を映している画素と欠陥による散乱光を映している画素とを明確に区別して欠陥検査を行うことができるという効果を奏する。
【０１４２】
また、本発明のフィルム検査装置は、上述した構成において、上記第１の画像処理手段が、フィルムのエッジ近傍を映している画素であって、このエッジと平行に並んだ画素の組み合わせを特定する組み合わせ特定手段を含むと共に、上記第２の画像処理手段が、上記組み合わせ特定手段によって特定された組み合わせの１つにおける画素の明度を測定する第３の画像処理手段を含んでいる構成である。
【０１４３】
上記の構成によれば、第３の画像処理手段は、エッジ近傍を映している画素に対して、エッジに沿った方向に明度を測定・比較を行う。従って、第３の画像処理手段は、フィルム外からの明度を測定することがない。これにより、上述した効果に加えて、欠陥による散乱光の明度がフィルム外からの明度より小さい場合にも、欠陥を検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかるフィルム検査装置におけるエッジ検査装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図２】 本発明の一実施形態にかかるフィルム検査装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 図２に示したフィルム検査装置の検査対象物である多層型偏光フィルムの構成を示す説明図である。
【図４】 図２に示したフィルム検査装置におけるチップ検査装置の構成を示す説明図である。
【図５】 図２に示したフィルム検査装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】 図２に示したフィルム検査装置におけるエッジ検査装置の構成を示す説明図である。
【図７】 図７（ａ）は、図６に示したエッジ検査装置のテレビカメラと照明装置との配置関係を示す平面図であり、図７（ｂ）は、同じく正面図である。
【図８】 図８（ａ）は、図６に示したエッジ検査装置における検査領域を示す説明図であり、図８（ｂ）は、このエッジ検査装置におけるテレビカメラの視野を示す説明図である。
【図９】 図９（ａ）（ｂ）は、図６に示したエッジ検査装置における検査手法である反射散乱法を説明するための説明図であって、図９（ａ）は多層型偏光フィルムに欠陥がない場合、図９（ｂ）はこのフィルムに欠陥がある場合における、光の反射状態を示す説明図である。
【図１０】 図６に示したエッジ検査装置において得られる多層型偏光フィルムの画像の例を示す説明図である。
【図１１】 図１１（ａ）〜（ｆ）は、図６に示したエッジ検査装置によって取得される画像の例を示す説明図であって、図１１（ａ）はワークの左側のエッジ上部近傍の画像を示す説明図であり、図１１（ｂ）は同じく左側のエッジ中央部近傍の画像を示す説明図であり、図１１（ｃ）は同じく左側のエッジ下部近傍の画像を示す説明図であり、図１１（ｄ）はワークの右側のエッジ上部近傍の画像を示す説明図であり、図１１（ｅ）同じく右側のエッジ中央部近傍の画像を示す説明図であり、図１１（ｆ）は同じく右側のエッジ下部近傍の画像を示す説明図である。
【図１２】 図６に示したエッジ検査装置における、照明装置の鏡面反射光を映している画素の検出を説明するための説明図である。
【図１３】 図６に示したエッジ検査装置における、垂直方向の検査範囲の設定を説明するための説明図である。
【図１４】 図６に示したエッジ検査装置における、水平方向の検査範囲の設定を説明するための説明図である。
【図１５】 図１５は、図６に示したエッジ検査装置における水平方向検査を説明するための説明図である。
【図１６】 図６に示したエッジ検査装置における、エッジ方向検査を説明するための説明図である。
【図１７】 図６に示したエッジ検査装置における、エッジ方向検査の範囲を示す説明図である。
【図１８】 図１８（ａ）は、エッジのごく近傍における小さい欠陥明度を発生する欠陥をエッジ方向検査によって検査した場合に得られる明度波形を示すグラフであり、図１８（ｂ）は、この欠陥を水平方向検査によって検査した場合に得られる明度波形を示すグラフである。
【図１９】 図１９（ａ）は、明度波形にがたつきがある場合に、閾値を１つだけ設定して欠陥検査を行う場合を示す説明図であり、図１９（ｂ）は、同じく閾値を２つ設定して欠陥検査を行う場合を示す説明図である。
【図２０】 図６に示したエッジ検査装置が３つのテレビカメラと４つの照明装置とを用いて、ワークの４つのエッジを検査する構成を示す説明図である。
【図２１】 図２１（ａ）は、図６に示したエッジ検査装置の構成において、テレビカメラの数を４つ、照明装置の数を４つとして、ワークの４つのエッジを検査する構成を示す説明図であり、図２１（ｂ）は、同じくテレビカメラの数を１つ、照明装置の数を４つとして、ワークの４つのエッジを検査する構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ エッジ検査装置
２ チップ検査装置
３ シーケンサ
２１ 画像処理装置（第１〜３の画像処理手段，組み合わせ特定手段）
２５ テレビカメラ
２６ 照明装置（照明手段）

Claims (4)

1. フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、平行に延びる光をフィルムに照射し、このフィルムを撮像して得られる画像における複数の画素の明度を測定し、該光の鏡面反射光を映している画素を特定するとともに、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該鏡面反射光を映している画素と該フィルムのエッジを映している画素との間の画素を、フィルムのエッジ近傍を映している画素として特定する第１の工程と、
   この第１の工程において特定された画素を、上記光の延びる方向とほぼ垂直な方向に並んだ画素の明度を測定することによりフィルムの欠陥を検出する第２の工程とを含んでいることを特徴とするフィルム検査方法。
2. 上記第１の工程は、
   フィルムのエッジ近傍を映している画素であって、このエッジと平行に並んだ画素の組み合わせを特定する工程を含むと共に、
   上記第２の工程は、
   この特定された組み合わせの１つにおける画素の明度を測定する工程を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のフィルム検査方法。
3. フィルムの搬送方向にほぼ平行な直線状のエッジに対し、平行に延びる光をフィルムに照射する照明手段と、
   このフィルムを撮像して得られる画像における複数の画素の明度を測定し、上記光の鏡面反射光を映している画素を特定するとともに、上記フィルム内部における正常な部分を映している画素の明度と、該フィルム外の背景を映している画素の明度との差を検知することにより、該フィルムのエッジを映している画素を特定し、該鏡面反射光を映している画素と該フィルムのエッジを映している画素との間の画素を、フィルムのエッジ近傍を映している画素として特定する第１の画像処理手段と、
   この第１の画像処理手段によって特定された画素を、上記光の延びる方向とほぼ垂直な方向に並んだ画素の明度を測定することによりフィルムの欠陥を検出する第２の画像処理手段とを備えていることを特徴とするフィルム検査装置。
4. 上記第１の画像処理手段は、フィルムのエッジ近傍を映している画素であって、このエッジと平行に並んだ画素の組み合わせを特定する組み合わせ特定手段を含むと共に、
   上記第２の画像処理手段は、上記組み合わせ特定手段によって特定された組み合わせの１つにおける画素の明度を測定する第３の画像処理手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載のフィルム検査装置。

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