JP5718116B2 - 透明シート材の外観検査用治具、及びこれを用いた透明シート材の外観検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学フィルタ等に使用される透明シート材の外観検査に用いられる検査用治具、特にカメラの焦点をシート材の表面に合わせる際に用いられる検査用治具、及びこれを用いた外観検査方法に関する。

ディスプレイパネル用光学フィルタ等に使用される透明樹脂製フィルム等の透明シート材を製造する際、原料の品質又は製造プロセス等に起因する異物、スジ、凹凸、着色等の欠陥が生じる場合がある。これらの外観不良は、最終製品の性能を低下させる原因となり得るため、シート材の製造工程において、外観検査を行い、製造工程にフィードバックしたり、製品検査工程において外観検査し、不良品を排除したりする必要がある。一般に、透明シート材の外観検査を行う場合、被検査透明シート材に光を照射し、透過光又は反射光によるシート材の光学画像をカメラ等で撮像し、被検査シート材の欠陥の有無を解析する方法が良く用いられている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２３３０２１号公報

しかしながら、透明シート材の場合、対象が透明なため、シート材に光を照射し、その透過光による光学画像を利用する場合であっても、反射光による光学画像を利用する場合であってもシート材表面にカメラ等の焦点を合わせることが困難である。そのため、カメラ等の焦点の調整は操作者や検査装置によってバラつきが生じる場合があり、同一条件で検査する再現性を担保することが困難であった。

従って、本発明の目的は、透明シート材の外観検査を行うにあたり、シート材に光を照射し、その透過光による光学画像、及び反射光による光学画像のどちらを利用する場合であっても、再現性良くカメラの焦点をシート材の表面に合わせることができる透明シート材の外観検査用治具を提供することにある。

また、本発明の目的は、その検査用治具を用いた透明シート材の外観検査方法を提供することにある。

上記目的は、透明シート材に光を照射し、透過光及び／又は反射光による透明シート材の光学画像をカメラにより撮像することにより、透明シート材の外観を検査する方法における、カメラの焦点を透明シート材の表面に合わせるために用いる検査用治具であって、 透明シート材を外観検査する位置に透明シート材に換えて載置可能な矩形状の額縁部材、並びに該額縁部材を前記外観検査位置に載置したときに、前記透明シート材の表面と同一の高さになるように前記額縁部材に張られた、少なくとも１本の明色糸状部材、及び／又は少なくとも１本の暗色糸状部材を有し、前記額縁部材に、前記明色糸状部材に対して、当該明色糸状部材が張られた方向と直交する方向の前後に、前記カメラに近い位置と、遠い位置の補助用明色糸状部材が少なくとも１本ずつ張られていることを特徴とする検査用治具、及び、透明シート材に光を照射し、透過光及び／又は反射光による透明シート材の光学画像をカメラにより撮像することにより、透明シート材の外観を検査する方法における、カメラの焦点を透明シート材の表面に合わせるために用いる検査用治具であって、透明シート材を外観検査する位置に透明シート材に換えて載置可能な矩形状の額縁部材、並びに該額縁部材を前記外観検査位置に載置したときに、前記透明シート材の表面と同一の高さになるように前記額縁部材に張られた、少なくとも１本の明色糸状部材、及び／又は少なくとも１本の暗色糸状部材を有し、前記額縁部材に、前記暗色糸状部材に対して、当該暗色糸状部材が張られた方向と直交する方向の前後に、前記カメラに近い位置と、遠い位置の補助用暗色糸状部材が少なくとも１本ずつ張られていることを特徴とする検査用治具によって達成される。透明シート材にカメラの焦点を合わせることは、対象が透明であるため、困難である。本発明の検査用治具においては、透明シート材の表面と同一の高さになるように張られた明色糸状部材及び／又は暗色糸状部材を有しているので、透過光の場合は暗色糸状部材にカメラの焦点を合わせ、反射光の場合は明色糸状部材にカメラの焦点を合わせることで、透明シート材の表面の位置に精確に焦点を合わせることができる。補助用の糸状部材を設けることにより、より精確にカメラの焦点を各糸状部材、即ちシート材の表面の位置に合わせることができる。

本発明の検査用治具の好ましい態様は以下の通りである。
（１）前記明色糸状部材及び補助用明色糸状部材の前記カメラの焦点移動方向の位置の差、及び／又は前記暗色糸状部材及び補助用暗色糸状部材の前記カメラの焦点移動方向の位置の差が、０．２〜１０ｍｍである。
（２）前記額縁部材が、前記明色糸状部材及び暗色糸状部材が張られた内側額縁部材と、内側額縁部材を支持する、内側額縁部材の周囲の外側額縁部材とからなり、当該外側額縁部材の長辺の長さが前記透明シート材の幅と略同一であり、前記内側額縁部材が、前記外側額縁部材の長辺を構成する１対の板状部材に沿ってスライド移動可能に配置されている。これにより、外観検査位置において、透明シート材の幅方向のどの位置にも各糸状部材を同一条件で配置することができ、カメラの幅方向の位置に係らず、精確にカメラの焦点を各糸状部材、即ち透明シート材の表面の位置に合わせることができる。
（３）前記明色糸状部材が、白色糸状部材である。反射光の場合に、最もカメラの焦点を合わせ易い。
（４）前記暗色糸状部材が、黒色糸状部材である。透過光の場合に、最もカメラの焦点を合わせ易い。

本発明の透明シート材の外観検査用治具は、外観検査位置において透明シート材の表面と同一の高さになるように明色糸状部材と暗色糸状部材が張られているので、透過光及び反射光のどちらの場合でも、カメラの焦点をシート材表面の位置に合わせることができる。従って、この検査用治具を用いる本発明の透明シート材の外観検査方法により、操作者や検査装置に係わらず、透明シート材の表面の位置に、精確にカメラの焦点を合わせて、再現性が担保された外観検査を行うことができる。

図１は、本発明の透明シート材外観検査用治具の一例を示し、図１（ａ）は概略平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の破線ａ−ａ’における概略断面図である。 図２は、図１の検査用治具を用いて、透過光及び反射光によりカメラの焦点を合わせた際のモニタ波形を示した図である。 図３は、本発明の透明シート材外観検査用治具の好適態様の一例を示す概略平面図である。 図４は、本発明の透明シート材外観検査方法の一例を説明するための概略図である。

［外観検査用治具］
本発明の透明シート材外観検査用治具は、透明シート材に光を照射し、透過光及び／又は反射光による透明シート材の光学画像をカメラにより撮像することにより、透明シート材の外観を検査する方法における、カメラの焦点を透明シート材の表面に合わせるために用いる検査用治具である。以下に、本発明の透明シート材外観検査用治具について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の透明シート材外観検査用治具の一例を示し、図１（ａ）は概略平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の破線ａ−ａ’における概略断面図である。図１の外観検査用治具は、透明シート材を外観検査する位置に、透明シート材に換えて載置できる矩形状の額縁部材１０３、額縁部材１０３の対向する二辺の間に一対の支持部１１２Ｗによって水平に張られた明色糸状部材としての白色糸状部材１０２Ｗ、及び一対の支持部１１２Ｂによって水平に張られた暗色糸状部材としての黒色糸状部材１０２Ｂを備えている。

そして、白色糸状部材１０２Ｗ及び黒色糸状部材１０２Ｂは、額縁部材１０３を外観検査位置に載置したときに、透明シート材を外観検査位置に載置したときの透明シート材の表面と同一の高さになるように調節されている。例えば、額縁部材１０３を外観検査位置に載置するときに、額縁部材１０３の底面の位置が、透明シート材を外観検査位置に載置するときの透明シート材の底面の位置と一致する場合は、額縁部材１０３の底面から白色糸状部材１０２Ｗ及び黒色糸状部材１０２Ｂまでの高さ（Ｈ）が、透明シート材の厚さと同一になるように調節されている。額縁部材１０３を外観検査位置に載置するときに、額縁部材１０３の底面の位置が、透明シート材を外観検査位置に載置するときの透明シート材の底面の位置と一致しない場合は、その位置の差を考慮して高さ（Ｈ）を調節する。

透明シート材の外観検査をする際に、透明シート材にカメラの焦点を合わせることは、対象が透明なため、困難であり、操作者や検査装置によってバラつきが生じる場合がある。本発明の外観検査用治具を用い、透過光の場合は黒色糸状部材１０２Ｂにカメラの焦点を合わせ、反射光の場合は白色糸状部材１０２Ｗにカメラの焦点を合わせることで、操作者や検査装置に係わらず透明シート材の表面の位置に精確にカメラの焦点を合わせることができる。なお、白色糸状部材１０２Ｗでは、透過光の場合に糸状部材が見えなくなり、カメラの焦点を合わせることができなくなり、黒色系糸状部材１０２Ｂでは、反射光の場合に糸状部材が見えなくなり、カメラの焦点を合わせることができなくなる。本発明の外観検査用治具において、白色糸状部材１０２Ｗ及び黒色糸状部材１０２Ｂは、少なくとも１本ずつ備えられていれば良く、複数本あっても良い。カメラの焦点をより精確に合わせることができるので、白色糸状部材１０２Ｗ及び黒色糸状部材１０２Ｂは複数本ずつあることが好ましい。また、外観検査装置が、透過光又は反射光のみを利用する装置の場合は、白色糸状部材１０２Ｗ又は黒色糸状部材１０２Ｂのいずれか一方のみを備えていても良い。汎用性を考慮すると、白色糸状部材１０２Ｗ及び黒色糸状部材１０２Ｂの双方を備えていることが好ましい。

白色糸状部材１０２Ｗは、反射光で検出可能な明色糸状部材であれば、白色でなくても良い。明色は、一般に、明度が高く、彩度が低い色調の色をいう。反射光で最も検出し易い白色が好ましい。また、黒色糸状部材１０２Ｂは、透過光で検出可能な暗色糸状部材であれば、黒色でなくても良い。暗色は、一般に、明度及び彩度が低い色調の色をいう。透過光で最も検出し易い黒色が好ましい。これらの糸状部材は、カメラの焦点を合わせることができる直径を有していれば、どのようなものでも良い。糸状部材の直径は、０．０５〜０．３ｍｍが好ましい。

更に、図１の外観検査用治具には、白色糸状部材１０２Ｗに対して、白色糸状部材１０２Ｗが張られた方向と直交する方向の前方側及び後方側に、それぞれ上方位置（外観検査位置に載置した際、カメラに近い位置）と下方位置（外観検査位置に載置した際、カメラに遠い位置）の補助用白色糸状部材１０６Ｗが張られている。各補助用白色糸状部材１０６Ｗは、額縁部材１０３に設けられた、各一対の支持部１１６Ｗによって水平に張られている。白色糸状部材１０２Ｗと補助用白色糸状部材１０６Ｗは、交差していなければ、平行でなくても良いが、どの位置でも間隔が変わらず、使用し易い点で、平行に張られていることが好ましい。

同様に、黒色糸状部材１０２Ｂに対して、黒色糸状部材１０２Ｂが張られた方向と直交する方向の前方側及び後方側に、それぞれ上方位置（外観検査位置に載置した際、カメラに近い位置）と下方位置（外観検査位置に載置した際、カメラに遠い位置）の補助用黒色糸状部材１０６Ｂが張られている。各補助用黒色糸状部材１０６Ｂは、額縁部材１０３に設けられた、各一対の支持部１１６Ｂによって水平に張られている。黒色糸状部材１０２Ｂと補助用黒色糸状部材１０６Ｂは、交差していなければ、平行でなくても良いが、どの位置でも間隔が変わらず、使用し易い点で、平行に張られていることが好ましい。

図２は、図１に示した検査用治具を用い、カメラの焦点位置を合わせた際のモニタ波形を示した図である。図示のように、反射光の場合は、補助用白色糸状部材１０６Ｗのモニタ波形を参照することにより、白色糸状部材１０２Ｗのモニタ波形のピークをより明瞭に把握することができる。また、透過光の場合は、補助用黒色糸状部材１０６Ｂのモニタ波形を参照することにより、黒色糸状部材１０２Ｂのモニタ波形のピークをより明瞭に把握することができる。

本発明の外観検査用治具において、補助用白色糸状部材１０６Ｗ及び補助用黒色糸状部材１０６Ｂは、無くても良いが、上述のように、より精確に白色糸状部材１０２Ｗ及び黒色糸状部材１０２Ｂにカメラの焦点を合わせ易い点で、これらの補助用糸状部材を備えていることが好ましい。なお、各補助用糸状部材は複数本備えられていても良い。

白色糸状部材１０２Ｗと補助用白色糸状部材１０６Ｗの上下方向（即ち、カメラの焦点移動方向）の位置の差（ｄ）、及び／又は黒色糸状部材１０２Ｂと補助用黒色糸状部材１０６Ｂの上下方向（即ち、カメラの焦点移動方向）の位置の差（ｄ）には、特に制限は無く、焦点位置を各糸状部材に合わせる際に参照し易い間隔で設定する。好ましくは、０．２〜１０ｍｍであり、更に好ましくは０．２〜２ｍｍである。

また、白色糸状部材１０２Ｗと補助用白色糸状部材１０６Ｗの白色糸状部材１０２Ｗが張られた方向と直交する方向の位置の差、及び／又は黒色糸状部材１０２Ｂと補助用黒色糸状部材１０６Ｂの黒色糸状部材１０２Ｂが張られた方向と直交する方向の位置の差、には、特に制限はない。好ましくは５〜２０ｍｍであり、更に好ましくは５〜１０ｍｍである。

なお、額縁部材１０３は、各糸状部材を張っても変形しない堅牢性を有していれば、どのような材質であっても良い。透明シート材の厚さを考慮すると、薄くても堅牢性を有する金属製が好ましい。

図３は、本発明の透明シート材外観検査用治具の好適態様の一例を示す概略平面図である。図３においては、額縁部材が、内側額縁部材２０３及び内側額縁部材２０３を支持する、内側額縁部材２０３の周囲の外側額縁部材２２３で構成されている。内側額縁部材２０３には、図１の場合と同様に、明色糸状部材として白色糸状部材２０２Ｗが一対の支持部２１２Ｗによって水平に張られ、暗色糸状部材として黒色糸状部材２０２Ｂが一対の支持部２１２Ｂによって水平に張られている。また、補助用白色糸状部材２０６Ｗ、及び補助用黒色糸状部材２０６Ｂも、図１の場合と同様に設けられている。一方、外側額縁部材２２３は、長辺を構成する一対の板状部材２２３Ｌと、短辺を構成する一対の板状部材２２３Ｓからなり、その長辺の長さ（Ｌ）が、外観検査を行う透明シート材の幅と略同一に設定されている。そして、内側額縁部材２０３は、外側額縁部材２２３の内側に、一対の板状部材２２３Ｌに沿って矢印方向にスライド移動できるように配置されている。スライド移動の仕組みはどのような構成でも良い。例えば、板状部材２２３Ｌの側面にレール状の溝が形成され、内側額縁部材２０３がその溝に沿ってスライド移動する仕組みが挙げられる。また、図３においては、内側額縁部材２０３は、保持部材２１３及び留め具２１４により、板状部材２２３Ｌの任意の位置で、固定できるようになっている。

図３の外観検査用治具によると、外側額縁部材２２３を透明シート材の外観検査位置に載置するとき、外観検査位置に透明シート材を載置するときと同様な幅で載置できる。そして、内側額縁部材２０３をスライド移動させ、任意の位置に配置することで、外観検査位置における透明シート材の幅方向のどの位置にも白色糸状部材２０２Ｗ及び黒色糸状部材２０２Ｂを同一条件で配置することができる。従って、外観検査装置のカメラの位置に係らず、同一条件で精確にカメラの焦点を各糸状部材、即ち透明シート材の表面の位置に合わせることができる。

［透明シート材の外観検査方法］
本発明の透明シート材の外観検査方法は、透明シート材に光を照射し、透過光及び／又は反射光による透明シート材の光学画像をカメラにより撮像することによる検査方法であり、カメラの焦点を合わせる際に、本発明の透明シート材外観検査用治具を用いることを特徴とする。

図４は、本発明の透明シート材の外観検査方法の一例を説明するための概略図である。図４における外観検査装置は、カメラ４１、外観検査台５１、及び透過光用光源６１を有するか（図４（ａ）、（ｃ））、及び／又はカメラ４２、外観検査台５２、及び反射光用光源６２を有する（図４（ｂ）、（ｄ））。カメラ４１及び／又はカメラ４２は、どのようなものでも良く。通常のラインセンサカメラやエリアセンサカメラを使用することができる。外観検査台５１及び／又は外観検査台５２は、通常、透明シート材を搬送する搬送装置の一部に組み込まれて設けられる。透過光用光源６１及び／又は反射光用光源６２は、外観検査により透明シート材の欠陥を検出できる程度の明るさがあれば良い。必要に応じて、偏光処理やスリットを通した光源を用いても良い。

まず、本発明の透明シート材の外観検査用治具３１を、外観検査台５１に載置する。この際、透明シート材を外観検査する外観検査位置に精確に載置する。外観検査用治具３１には、上述の外観検査用治具の説明と同様に、明色糸状部材として白色糸状部材３２Ｗ、及び暗色糸状部材として黒色糸状部材３２Ｂが、額縁部材３３に張られている。そして、白色糸状部材３２Ｗ、及び黒色糸状部材３２Ｂのカメラの焦点移動方向（図４においては高さ方向）の位置Ａは、被検査透明シート材を外観検査位置に載置したときの透明シート材の表面と同一の高さに調節されている。

図４（ａ）では、透過光光源６１を備える外観検査位置において、透過光によりカメラ４１の焦点を黒色糸状部材３２Ｂに合わせる。また、図４（ｂ）では、反射光用光源６２を備える外観検査位置において、反射光によりカメラ４２の焦点を白色糸状部材３２Ｗに合わせる。これにより、各外観検査位置において、カメラの焦点を被検査透明シート材の表面の位置に再現性良く精確に合わせることができる。その後、外観検査用治具３１に換えて、透明シート材１１を外観検査台５１の外観検査位置に載置し、透過光により外観検査し（図４（ｃ））、及び／又は透明シート材１１を外観検査台５２の外観検査位置に載置し、反射光により外観検査する（図４（ｄ））。

本発明の透明シート材の外観検査方法によれば、透明シート材に光を照射し、その透過光による光学画像、及び反射光による光学画像のどちらを利用する場合であっても、操作者や検査装置に係わらず、透明シート材の表面の位置に、精確にカメラの焦点を合わせて、再現性が担保された外観検査を行うことができる。

なお、本発明は上記の実施の形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々変形が可能である。

本発明により、ディスプレイ用光学フィルタ等に使用される透明シート材の製造工程又は製品検査における外観検査を、精確に行うことができ、高品質の透明シート材を提供することができる。

１１ 透明シート材
３１ 外観検査用治具
３２Ｗ、１０２Ｗ、２０２Ｗ 白色糸状部材
３２Ｂ、１０２Ｂ、２０２Ｂ 黒色糸状部材
３３、１０３ 額縁部材
４１、４２ カメラ
５１、５２ 外観検査台（搬送装置）
６１ 透過光用光源
６２ 反射光用光源
１０６Ｗ、２０６Ｗ 補助用白色糸状部材
１０６Ｂ、２０６Ｂ 補助用黒色糸状部材
１１２Ｗ、２１２Ｗ 白色糸状部材用支持部
１１２Ｂ、２１２Ｂ 黒色糸状部材用支持部
１１６Ｗ、２１６Ｗ 補助用白色糸状部材用支持部
１１６Ｂ、２１６Ｂ 補助用黒色糸状部材用支持部
２０３ 内側額縁部材
２１３ 保持部材
２１４ 留め具
２２３ 外側額縁部材
２２３Ｌ、２２３Ｓ 板状部材

Claims (6)

1. 透明シート材に光を照射し、透過光及び／又は反射光による透明シート材の光学画像をカメラにより撮像することにより、透明シート材の外観を検査する方法における、カメラの焦点を透明シート材の表面に合わせるために用いる検査用治具であって、
   透明シート材を外観検査する位置に透明シート材に換えて載置可能な矩形状の額縁部材、並びに
   該額縁部材を前記外観検査位置に載置したときに、前記透明シート材の表面と同一の高さになるように前記額縁部材に張られた、少なくとも１本の明色糸状部材、及び／又は少なくとも１本の暗色糸状部材を有し、
   前記額縁部材に、前記明色糸状部材に対して、当該明色糸状部材が張られた方向と直交する方向の前後に、前記カメラに近い位置と、遠い位置の補助用明色糸状部材が少なくとも１本ずつ張られていることを特徴とする検査用治具。
2. 透明シート材に光を照射し、透過光及び／又は反射光による透明シート材の光学画像をカメラにより撮像することにより、透明シート材の外観を検査する方法における、カメラの焦点を透明シート材の表面に合わせるために用いる検査用治具であって、
   透明シート材を外観検査する位置に透明シート材に換えて載置可能な矩形状の額縁部材、並びに
   該額縁部材を前記外観検査位置に載置したときに、前記透明シート材の表面と同一の高さになるように前記額縁部材に張られた、少なくとも１本の明色糸状部材、及び／又は少なくとも１本の暗色糸状部材を有し、
   前記額縁部材に、前記暗色糸状部材に対して、当該暗色糸状部材が張られた方向と直交する方向の前後に、前記カメラに近い位置と、遠い位置の補助用暗色糸状部材が少なくとも１本ずつ張られていることを特徴とする検査用治具。
3. 前記明色糸状部材及び補助用明色糸状部材の前記カメラの焦点移動方向の位置の差、及び／又は前記暗色糸状部材及び補助用暗色糸状部材の前記カメラの焦点移動方向の位置の差が、０．２〜１０ｍｍである請求項１又は２に記載の検査用治具。
4. 前記額縁部材が、前記明色糸状部材及び暗色糸状部材が張られた内側額縁部材と、内側額縁部材を支持する、内側額縁部材の周囲の外側額縁部材とからなり、
   当該外側額縁部材の長辺の長さが前記透明シート材の幅と略同一であり、
   前記内側額縁部材が、前記外側額縁部材の長辺を構成する１対の板状部材に沿ってスライド移動可能に配置されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査用治具。
5. 前記明色糸状部材が、白色糸状部材である請求項１〜４に記載の検査用治具。
6. 前記暗色糸状部材が、黒色糸状部材である請求項１〜５に記載の検査用治具。

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