JP6063216B2 - 振動ノイズ補正用欠陥検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、欠陥検査技術に関するものであって、より詳しくは、振動ノイズによる誤検を防ぎながら欠陥検出力を向上することができる振動ノイズ補正用欠陥検査装置に関するものである。

欠陥検査システムとは、例えば、印刷回路基板、偏光フィルム、光学フィルム、位相差フィルム、異形フィルムなどの各種シート状製品の外観をカメラで撮影し、撮影した映像に基づいて該当製品に欠陥、埃、異物、及びムラなどの不良があるか否かを検出するシステムをいう。

シート状製品は、一般的にロール・ツー・ロール(Roll-to-Roll)工程を通じて移動するようになるが、このとき、モータ、シート状製品に生じる張力、及び外部衝撃などによって振動が生じる可能性がある。この場合、振動ノイズによって欠陥検査システムで誤検が生じるようになる。

例えば、偏光フィルムの場合、製造過程において染料の不均一な染着や接着不良などによって偏光フィルムの延伸方向に筋状のムラが生じたりもするが、ムラが生じた偏光フィルムを光学カメラで撮影すると、撮影した映像においてムラが生じた部分に明度のばらつきが生じるようになる。

ところで、光学検査過程で振動ノイズが生じる場合にも、撮影した映像に明度のばらつきが生じるようになる。すなわち、図１に示すように、偏光フィルムの移動中に振動ノイズが生じると、撮影した映像中に振動ノイズが生じた部分で明度のばらつきが示されることが確認できる。ここで、Ｍ／Ｄ方向は、偏光フィルムの移動方向を示す。この場合、明度のばらつきがムラによって生じたものであるか、或いは振動ノイズによって生じたものであるかが判断し難いため、誤検が生じるといった問題点がある。従って、検査過程中に振動ノイズが生じたとき、振動ノイズによる誤検を防止することができる手段が求められている。

一方、ムラのような欠陥が偏光フィルムに生じる場合、ムラによる欠陥は他の種類の欠陥とは異なって視認性が低いため、単位面積(すなわち、カメラで一回撮影する偏光フィルムの面積)に対しては検出力が低下するという問題点がある。しかし、ムラによる欠陥は事故による欠陥であって、偏光フィルムの全体面積に対して連続的に生じるため、品質不良で大きな問題となっている。従って、ムラによる欠陥を早期に検出して、措置を取ることができる手段が求められている。

本発明は、振動による振動ノイズを低減させ、実際の欠陥による欠陥信号の弁別性を向上することができる振動ノイズ補正用欠陥検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、視認性の低いムラ欠陥に対しても欠陥検出力を向上することができる振動ノイズ補正用欠陥検査装置を提供することを目的とする。

１．本発明の一実施形態による振動ノイズ補正用欠陥検査装置は、一定方向に移送されるシート状製品の画像を取得する画像取得部、及び前記画像取得部によって取得された画像を前記シート状製品の長さ方向に拡張させる画像拡張部を備える。

２．前記項目１において、前記画像拡張部は、前記画像取得部によって取得された画像を複数個の領域に区分した後、区分された各領域の水平長さが前記取得された画像の水平長さになるように拡張する。

３．前記項目２において、前記画像拡張部は、前記各領域の水平長さが振動ノイズ信号の水平長さと同様に前記取得画像を複数個の領域に区分する。

４．前記項目１において、前記振動ノイズ補正用欠陥検査装置は、前記画像拡張部によって拡張された画像を積層する画像積層部、前記画像積層部によって積層された画像から欠陥位置を検出する欠陥検出部、及び前記欠陥検出部によって検出された欠陥位置を画面に表示するモニタリング部をさらに備える。

５．前記項目４において、前記画像積層部は、前記拡張された画像の各ピクセル別に同一位置のピクセルの明度を累積する。

６．前記項目４において、前記欠陥検出部は、前記積層された画像の明度変曲点を確認した後、前記明度変曲点が既設定された臨界値を超過する場合、該当変曲点が示された位置を欠陥位置として検出する。

７．本発明の他の実施形態による振動ノイズ補正用欠陥検査装置は、一定方向に移送されるシート状製品の単位面積を複数個の領域に区分して高速撮影する画像取得部を備え、前記画像取得部は、前記シート状製品の画像の水平解像度が垂直解像度より高く示されるように撮影して前記シート状製品の画像を取得する。

８．前記項目７において、前記画像取得部は、前記各領域の長さが振動ノイズ信号の長さと同様に前記シート状製品を複数個の領域に区分する。

９．前記項目７において、前記ノイズ補正用欠陥検査装置は、前記画像取得部によって取得された画像を積層する画像積層部、前記画像積層部によって積層された画像から欠陥位置を検出する欠陥検出部、及び前記欠陥検出部によって検出された欠陥位置を画面に表示するモニタリング部をさらに備える。

１０．前記項目９において、前記画像積層部は、前記拡張された画像の各ピクセル別に同一位置のピクセルの明度を累積する。

１１．前記項目９において、前記欠陥検出部は、前記積層された画像の明度変曲点を確認した後、前記明度変曲点が既設定された臨界値を超過する場合、該当変曲点が示された位置を欠陥位置として検出する。

本発明の実施形態によると、シート状製品の画像において振動ノイズ信号を低減させながら欠陥信号はそのまま維持し、欠陥信号の弁別性を向上することができるようになる。また、シート状製品の拡張画像を積層して欠陥信号を増幅させることによって、視認性の低い欠陥に対しても欠陥検出力を向上させることができ、ムラなどの欠陥を早期に検出することができるため、迅速な措置を取ることができるようになる。

振動ノイズ信号によって明度のばらつきを示したグラフである。 本発明の一実施形態による振動ノイズ補正用欠陥検査装置の構成を示した図である。 本発明の一実施形態による画像取得部が連続的に移送されるシート状製品の画像を取得する状態を示した図である。 本発明の一実施形態による画像拡張部が取得画像を拡張する状態を示した図である。 シート状製品の取得画像を示した写真である。 シート状製品の拡張画像を示した写真である。 本発明の他の実施形態による振動ノイズ補正用欠陥検査装置の構成を示した図である。 一般カメラを通じてシート状製品の画像を取得する場合と高速及び高解像度カメラを通じてシート状製品の画像を取得する場合とを比較して示した図である。

以下、図２乃至図８を参照して、本発明の振動ノイズ補正用欠陥検査装置の具体的な実施形態を説明する。しかし、これは例示的な実施形態に過ぎず、本発明はこれに制限されるものではない。

本発明の説明において、本発明に係る公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明確にする可能性があると判断される場合は、その詳細な説明を省略することにする。そして、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義した用語であって、これは使用者、運用者の意図又は慣例などによって変わり得る。従って、この定義は、本明細書の全般にわたって記載された内容に基づいて行われるべきものである。

本発明の技術的思想は、特許請求の範囲の記載によって決められ、以下の実施形態は、進歩的な本発明の技術的思想を本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に効率的に説明するための一手段に過ぎない。

図２は、本発明の一実施形態による振動ノイズ補正用欠陥検査装置の構成を示した図である。

図２を参照すれば、欠陥検査装置１００は、画像取得部１０２、画像拡張部１０４、画像積層部１０６、欠陥検出部１０８、及びモニタリング部１１０を備える。

画像取得部１０２は、一定方向に移送されるシート状製品１５０の上部でシート状製品１５０を撮影してシート状製品１５０の画像を取得する。シート状製品１５０としては、例えば、偏光フィルム、光学フィルム、位相差フィルム、異形フィルムなどがあるが、これらに限定されるものではなく、これら以外の多様な製品がある。

画像取得部１０２は、例えば、デジタルカメラのような画像撮影手段を含む。画像取得部１０２は、連続的に移送されるシート状製品１５０を既設定された撮影速度で撮影し、シート状製品１５０の画像を取得することができる。

図３は、本発明の一実施形態による画像取得部が連続的に移送されるシート状製品の画像を取得する状態を示した図である。図３を参照すれば、シート状製品１５０が一定方向に移送されることによって、シート状製品１５０の上部に位置する画像取得部１０２が、まずＡ−１地点のシート状製品の画像を取得し、以後、引き続きＡ−２、Ａ−３、・・・、Ａ−ｎ地点のシート状製品の画像を順次取得するようになる。

画像拡張部１０４は、画像取得部１０２によって取得された画像(以下、「取得画像」という)をシート状製品１５０の長さ方向に拡張(Stretching)させ、振動ノイズ信号を低減させる(或いは、除去する)。

図４は、本発明の一実施形態による画像拡張部が取得画像を拡張する状態を示した図である。図４を参照すれば、取得画像１６０は水平長さ×垂直長さに該当する大きさを有する。ここで、水平長さは、取得画像１６０におけるシート状製品１５０の方向への長さを示し、垂直長さは、取得画像１６０におけるシート状製品１５０の幅方向への長さを示す。

画像拡張部１０４は、取得画像１６０を複数個の領域ａ、ｂ、ｃに区分した後、区分された各領域ａ、ｂ、ｃの水平長さが取得画像１６０の水平長さになるように拡張させる。そうすれば、一つの取得画像１６０に対して複数個の拡張画像１６０'を得ることができるようになる。このとき、各拡張画像１６０'の大きさは、取得画像１６０と同一になる。この場合、各拡張画像１６０'において振動ノイズ信号を低減させながら欠陥信号はそのまま維持することができるようになる。

具体的に、シート状製品１５０の欠陥を検査する過程において振動が生じる場合、振動はシート状製品１５０を上下に動くようにするため、振動ノイズ信号はシート状製品１５０の幅方向に示されるようになる。しかしながら、シート状製品１５０の製造過程において生じたムラなどのような欠陥は、シート状製品１５０の特定位置において連続して生じるため、ムラなどによる欠陥信号はシート状製品１５０の長さ方向(すなわち、移送方向)に示されることになる。

従って、画像拡張部１０４を通じて、取得画像をシート状製品１５０の長さ方向に拡張すれば、シート状製品１５０の幅方向に示される振動ノイズ信号を低減させながら(或いは、除去しながら)、シート状製品１５０の長さ方向(すなわち、移送方向)に示される欠陥信号はそのまま維持することができるようになる。これによって、拡張画像１６０'は、実際の欠陥による欠陥信号の弁別性が向上されて示されるようになる。

画像拡張部１０４は、取得画像１６０を複数個の領域ａ、ｂ、ｃに区分するとき、各領域ａ、ｂ、ｃの水平長さが取得画像１６０において振動ノイズ信号が占める水平長さ(すなわち、シート状製品１５０の幅方向に示される振動ノイズ信号の幅)になるようにすることができる。

例えば、取得画像１６０の水平長さが１，０００ピクセルであり、取得画像１６０において振動ノイズ信号が占める水平長さが１００ピクセルである場合、画像拡張部１０４は、取得画像１６０を水平長さ１００ピクセル単位で１０個の領域に区分することができる。この場合、各領域ａ、ｂ、ｃの水平長さを取得画像１６０の水平長さに拡張すれば、振動ノイズが含まれる拡張画像１６０'において振動ノイズが該当拡張画像１６０'の全体に亘って示されるため、該当拡張画像１６０'には、振動ノイズによる明度のばらつきが示されず、振動ノイズを除去することができるようになる。

図５は、シート状製品の取得画像を示した写真であり、図６は、シート状製品の拡張画像を示した写真である。ここで、図６は、シート状製品の取得画像を１０個の領域に区分した後、区分された各領域の水平長さを取得画像の水平長さに拡張した写真を示している。

図５を参照すれば、シート状製品１５０の取得画像は、シート状製品１５０の幅方向に多数個の振動ノイズ信号が示されることが確認できる。これに対し、図６を参照すれば、シート状製品１５０の拡張画像は、シート状製品１５０の幅方向に示された振動ノイズ信号が低減(又は、除去)されて示され、シート状製品１５０の長さ方向に示された欠陥信号はそのまま維持され、欠陥信号の弁別性が向上したことを確認することができる。

画像積層部１０６は、画像拡張部１０４によって拡張された画像、すなわち、拡張画像を積層する。例えば、画像積層部１０６は、二つ以上の拡張画像の各ピクセル別の明度を累積して、一つの積層された画像を生成する。すなわち、画像積層部１０６は、拡張画像の各ピクセル別に同一位置のピクセルの明度を累積することによって、拡張画像を積層する。拡張画像の各ピクセル別に同一位置のピクセルの明度を累積すれば、ムラのような欠陥による明度の差もまた累積して示されるようになる。

前述したとおり、ムラなどの欠陥は、特定位置においてシート状製品１５０の長さ方向に連続して示される特徴がある。このとき、ムラなどの欠陥は視認性が低いため、単位面積(すなわち、カメラのような撮影手段で一回撮影することができる面積)に対して検査する場合、欠陥の検出力が低下するようになる。これに対して、本発明の実施形態では、振動ノイズ信号を低減させ欠陥信号の弁別性が向上した拡張画像を積層することによって、積層画像で欠陥による明度の差を視覚的に強調することができ、これによって、単位面積に対して視認性の低い欠陥に対しても検出力を向上することができるようになる。

欠陥検出部１０８は、画像積層部１０６によって積層された画像(以下、「積層画像」という)を分析して積層画像からムラなどによる欠陥位置を検出する。例えば、欠陥検出部１０８は、積層画像の各ピクセルの微分値又は標準偏差を通じて明度の変曲点を確認した後、変曲点が既設定された臨界値を超過する場合、該当変曲点が示された位置を欠陥位置として検出することができる。

モニタリング部１１０は、欠陥検出部１０８で検出された欠陥位置を画面に表示して管理者が確認することができるようにする。このとき、モニタリング部１１０は、画面上の欠陥位置にマーキングを表示することができる。なお、モニタリング部１１０は、シート状製品１５０に欠陥が生じた場合、警告音を発生させることもできる。この場合、管理者は、シート状製品１５０の製造を停止させ、欠陥の発生原因を確認するなど、迅速な措置を取ることができるようになる。

本発明の実施形態によると、シート状製品１５０の画像において振動ノイズ信号を低減させながら欠陥信号はそのまま維持され、欠陥信号の弁別性を向上することができるようになる。また、シート状製品１５０の拡張画像を積層して欠陥信号を増幅させることによって、視認性の低い欠陥に対しても欠陥検出力を向上することができ、ムラなどの欠陥を早期に検出することができるため、迅速な措置を取ることができるようになる。

図７は、本発明の他の実施形態による振動ノイズ補正用欠陥検査装置の構成を示した図である。

図７を参照すれば、欠陥検査装置２００は、画像取得部２０２、画像積層部２０４、欠陥検出部２０６、及びモニタリング部２０８を備える。ここで、欠陥検出部２０６及びモニタリング部２０８は、図２に示す欠陥検出部１０８及びモニタリング部１１０と同一の構成であるため、これに関する説明は省略する。

画像取得部２０２は、一定方向に移送されるシート状製品２５０の上部でシート状製品２５０を撮影して、シート状製品２５０の画像を取得する。このとき、画像取得部２０２は、高速及び高解像度カメラのような画像撮影手段を通じてシート状製品２５０の画像を取得する。

図８は、一般カメラを通じてシート状製品の画像を取得する場合と高速及び高解像度カメラを通じてシート状製品の画像を取得する場合とを比較して示した図である。

図８を参照すれば、一般カメラを用いてシート状製品２５０の単位面積Ｓを撮影すれば、単位面積Ｓに対して一定の大きさを有する画像Ａを取得するようになる。ここで、一般カメラがシート状製品２５０を一回撮影して単位面積Ｓに対する画像を取得する時間を単位時間とすると、一般カメラは単位時間で一つの画像Ａを取得するようになる。一方、画像Ａの水平解像度及び垂直解像度は同一に形成される。例えば、画像Ａの各ピクセルの水平及び垂直長さが実際のシート状製品２５０の１００μｍの長さを示すようにすることができる。

これに対し、画像取得部２０２は、高速及び高解像度カメラを通じてシート状製品２５０の画像を取得する。例えば、画像取得部２０２は、高速及び高解像度カメラを通じてシート状製品２５０の単位面積をシート状製品２５０の長さ方向に複数個の領域Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３に区分したとき、区分された各領域Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３毎に撮影を遂行する。このとき、画像取得部２０２は、高速撮影を通じて区分された各領域Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３を単位時間内に全て撮影する。そうすれば、画像取得部２０２は、単位時間で複数個の画像Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３を取得するようになる。

なお、画像取得部２０２は、高速及び高解像度カメラを通じてシート状製品２５０を撮影するとき、各画像Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３の水平解像度が垂直解像度より高く示されるように撮影する。例えば、画像取得部２０２は、各画像Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３の各ピクセルの水平長さが実際のシート状製品２５０の１０μｍの長さを示すようにし、各ピクセルの垂直長さが実際のシート状製品２５０の１００μｍの長さを示すようにすることができる。この場合、各画像Ｂ−１、Ｂ−２、Ｂ−３の水平解像度は、垂直解像度より１０倍高く示されるようになる。

このように、シート状製品２５０の単位面積を複数個に区分して高速で撮影しながら水平解像度が垂直解像度より高く示されるように撮影すれば、画像取得部２０２によって取得された画像は、シート状製品２５０の長さ方向に非常に細密な部分を表示するため、シート状製品２５０の幅方向に示される振動ノイズ信号を低減(又は、除去)することができるようになる。

画像取得部２０２がシート状製品２５０を複数個の領域に区分して撮影するとき、各領域Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３の長さが振動ノイズ信号の長さ(すなわち、シート状製品２５０の幅方向に示される振動ノイズ信号の幅)になるようにシート状製品２５０を区分して撮影することができる。この場合、振動ノイズを含む画像において振動ノイズが該当画像の全体に亘って示されるため、該当画像には振動ノイズによる明度のばらつきが示されず、振動ノイズを除去することができるようになる。

画像積層部２０４は、画像取得部２０２が取得した画像を積層する。すなわち、画像積層部２０４は、二つ以上の拡張画像の各ピクセル別の明度を累積し、一つの積層された画像を生成する。

以上、代表的な実施形態を通じて本発明に関して詳細に説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、上述した実施形態に対して本発明の範疇から逸脱しない範囲内で多様な変形が可能なことを理解するものである。従って、本発明の権利範囲は、説明した実施形態に限定されて決められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって決められなければならない。

１０２：画像取得部、１０４：画像拡張部、１０６：画像積層部、１０８：欠陥検出部、１１０：モニタリング部

Claims (9)

1. 一定方向に長いシートの長さ方向に移送されるシート状製品を、複数のピクセルからなる画像として取得する画像取得部、前記画像取得部によって取得された画像を前記シート状製品の前記長さ方向に拡張させる画像拡張部、及び前記拡張された画像を積層し、前記画像拡張部によって拡張された前記画像の各ピクセル別に同一位置のピクセルの明度を累積する画像積層部を具備する、振動ノイズ補正用欠陥検査装置。
2. 前記画像拡張部は、前記画像取得部によって取得された画像を複数個の領域に区分した後、区分された各領域の前記長さ方向の長さが前記取得された画像の前記長さ方向の長さになるように拡張する、請求項１に記載の振動ノイズ補正用欠陥検査装置。
3. 前記画像拡張部は、前記各領域の前記長さ方向の長さが振動ノイズ信号の前記長さ方向の長さと同様に前記取得画像を複数個の領域に区分する、請求項２に記載の振動ノイズ補正用欠陥検査装置。
4. 前記振動ノイズ補正用欠陥検査装置は、前記画像積層部によって前記積層された画像から欠陥位置を検出する欠陥検出部、及び前記欠陥検出部によって検出された欠陥位置を画面に表示するモニタリング部をさらに具備する、請求項１に記載の振動ノイズ補正用欠陥検査装置。
5. 前記欠陥検出部は、前記積層された画像の明度変曲点を確認した後、前記明度変曲点が既設定された臨界値を超過する場合、該当変曲点が示された位置を欠陥位置として検出する、請求項４に記載の振動ノイズ補正用欠陥検査装置。
6. 一定方向に長いシートの長さ方向に移送されるシート状製品の単位面積を複数個の領域に区分して高速撮影する画像取得部を備える振動ノイズ補正用欠陥検査装置であって、前記画像取得部は、前記シート状製品の画像の長さ方向の解像度が長さ方向に直交する幅方向の解像度より高く示されるように撮影して前記シート状製品を、複数のピクセルからなる画像として取得し、
   前記拡張された画像を積層し、前記画像取得部によって取得された前記画像の各ピクセル別に同一位置のピクセルの明度を累積する画像積層部をさらに備える、振動ノイズ補正用欠陥検査装置。
7. 前記画像取得部は、前記各領域の長さが振動ノイズ信号の長さと同様に前記シート状製品を複数個の領域に区分する、請求項６に記載の振動ノイズ補正用欠陥検査装置。
8. 前記振動ノイズ補正用欠陥検査装置は、前記画像積層部によって積層された画像から欠陥位置を検出する欠陥検出部、及び前記欠陥検出部によって検出された欠陥位置を画面に表示するモニタリング部をさらに具備する、請求項６に記載の振動ノイズ補正用欠陥検査装置。
9. 前記欠陥検出部は、前記積層された画像の明度変曲点を確認した後、前記明度変曲点が既設定された臨界値を超過する場合、該当変曲点が示された位置を欠陥位置として検出する、請求項８に記載の振動ノイズ補正用欠陥検査装置。