JP6241897B2 - フィルム検査装置及びフィルム検査方法 - Google Patents
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Description
本発明は、偏向フィルム、光学フィルムその他のフィルムの製造段階で発生する凹凸欠陥を製造工程で検査できるようにするフィルム検査装置及びフィルム検査方法に関する。
従来、フィルムに発生する浅い凹凸欠陥は、液晶テレビやスマートフォンなどの最終製品に近い状態で目視にて検査を行っていた。
しかし、検査装置での検出は、極めて難しく、製造工程の前段階にあたるインラインでの検査は実現できていない。
また、ガラスのミャクリ検査などで用いられる投影法と同様の手法での検査装置はあるが、検査範囲が狭く、また、インラインでの検査には適用できない。
そこで、本発明は、シュリーレン光学系を基礎として、シートインライン検査で用いられるラインセンサカメラに対応するフィルム検査装置及びフィルム検査方法を提供するものである。
また、凸レンズをガラスレンズではなく、アクリル製のレンズ若しくは樹脂製のフレネルレンズを用いることで、実用的であり大型化することができる。
また、凸レンズをガラスレンズではなく、アクリル製のレンズ若しくは樹脂製のフレネルレンズを用いることで、実用的であり大型化することができる。
フィルム製造ラインに用いられる欠陥検査装置は、ラインセンサカメラを用いたものが主流となっている。
フィルムの欠陥には、異物、虫、原材料の未溶解欠陥であるゲルやフィッシュアイ、傷、凹凸などがある。
フィルムの欠陥には、異物、虫、原材料の未溶解欠陥であるゲルやフィッシュアイ、傷、凹凸などがある。
照明には、蛍光灯、ハロゲン球やメタルハライド球を発光源として、光ファイバーをライン状に配列し照射するラインライトガイド光源、ＬＥＤチップを配列したライン型ＬＥＤ光源などが使用されている。
従来の技術では、欠陥の種類によって、異物、虫、ゲルを検出する光学系、傷を検出する光学系、凹凸を検出する光学系等、複数の光学系を構築しなければ検出が難しかった。
また、照明の照射方向を傷に対して斜めに照射するなど特殊な光源を用いないと検出が難しく、欠陥の種類に特化した照射方法や検査方法が提示されている。
フィルムの用途が高付加価値化するに伴い、フィルムの精度にも高いレベルが要求され、非常に浅く変形した小さな凹凸等の検査が必要とされている。
フィルムの用途が高付加価値化するに伴い、フィルムの精度にも高いレベルが要求され、非常に浅く変形した小さな凹凸等の検査が必要とされている。
本発明の第１発明では、光源と、前記光源から発せられた光の散乱光成分を除去する円形絞りと、前記円形絞りを通過した光を平行光にする厚みを有する板状のレンズでこの板状のレンズの両側面を凸状曲面形状とした凸レンズと、前記凸レンズと同一形状のレンズを対向するように設置し光を集光する凸レンズと、集光した光の焦点位置に散乱光成分を除去するナイフエッジと、前記集光した光を撮像する撮像レンズとを設け、前記平行光に検査対象であるフィルムを通過させフィルムの製造段階で発生する凹凸欠陥をラインセンサカメラを用いて製造工程で検査するフィルム検査装置とした。
また、前記厚みを有する板状で側面が凸状である凸レンズをアクリル素材で形成したフィルム検査装置とすることもできる。
また、前記撮像レンズを単焦点レンズとしたフィルム検査装置とすることもできる。
第２発明として、 光源と、前記光源から発せられた光の散乱光成分を除去する円形絞りと、前記円形絞りを通過した光を平行光にする厚みを有する板状のレンズでこの板状のレンズの両側面を凸状曲面形状とした凸レンズと、前記凸レンズと同一形状のレンズを対向するように設置し光を集光する凸レンズと、集光した光の焦点位置に散乱光成分を除去するナイフエッジと、前記集光した光を撮像する撮像レンズとを設けたフィルム検査装置を用いて、前記平行光に検査対象であるフィルムを通過させ、フィルムを移動させることによりフィルムを連続的にフィルムの製造段階で発生する凹凸欠陥をラインセンサカメラを用いて製造工程で検査するフィルム検査方法とした。
本発明により、平行光とナイフエッジによるシュリーレン効果と単焦点レンズによる焦点の組み合わせにより、傷などの微小な欠陥や、浅い凹凸の欠陥を同時に検査することができるフィルム検査装置及びフィルム検査方法を提供できるようになった。
図１及び図２において、１は光源で、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、やメタルハライドランプなどを用い点状の発光状態を形成する。光学系を成立されるためには、点光源が重要である。
２は、円形絞りであり、光源１から発せられた光の散乱光成分を除去することができるようになっている。円形絞りとして、例えば円形絞りで生成される点光源は、直径が小さければ小さいほど鮮明な画像を得ることができるが、直径を小さくすると光の量が減り、受光側のカメラで映像化できなくなる。このため、直径としては、例えば、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度が好ましい。
３は凸レンズで、レンズの形状を、平行光をラインセンサで測定するにあたって必要となる厚み20ｍｍ〜30ｍｍ程度の板状とし、両側面を凸状曲面形状とした凸レンズとする。
また、全体形状の凸レンズを大型化するに当たっては、通常、ガラス等の素材を用いて作成されるのが一般的であるが、幅（直径）200ｍｍ以上もあるレンズの製造は、費用的にも現実的にも困難が伴うため、本発明では、レンズの材料として、透明のアクリル素材等を用いて構成した。この凸レンズは、平凸レンズ、両凸レンズ、フルネルレンズも含まれる。
４は凸レンズであり、凸レンズ３と同一形状のレンズである。凸レンズ３と凸レンズ４とは対向するように配置する。このことによって、凸レンズ３と凸レンズ４との間には、平行光を構成することができる。この平行光に検査対象となるフィルムを透過させて、フィルムの検査を行うことができるようになっている。
５はナイフエッジであり、集光位置に構えることにより、散乱光を遮断する効果を得られる。
６は撮像レンズであり、画像をラインセンサカメラ７に結像する。
６は撮像レンズであり、画像をラインセンサカメラ７に結像する。
７はラインセンサカメラであり、画像を撮像する。
８はスライダーで、検査フィルムを移動させる役割を持つ。
ラインセンサカメラによる撮像されたデータは、画像処理ボードに送られる。
画像処理ボードにて、欠陥映像に応じた画像処理を行い、欠陥の場所の特定、形状による分類を行い、欠陥部分を特定する。
画像処理ボードにて、欠陥映像に応じた画像処理を行い、欠陥の場所の特定、形状による分類を行い、欠陥部分を特定する。
図３に示すように、撮像後の処理は、撮像した画像シェーディング補正し、画像処理をする。
その後、二次元フィルターを介して、３値化処理を行う。
その後、二次元フィルターを介して、３値化処理を行う。
更に、サイズフィルターを通じ、欠陥部を特定し、欠陥部の画像を切り出し、欠陥分別を行って、欠陥の大きさによる分類をして、欠陥部分を表示し、外部へ警告を発するようにする。
実施例として、本発明のフィルム検査装置を用いて検査した画像を示す。
サンプルフィルムNo. 01, 02, 03のそれぞれの場合の画像を示した。
また、比較例として、従来の検査装置による検査結果（従来の光学系１透過、従来の光学系２乱透過、従来の光学系正反射）と顕微鏡（ｘ30）での撮像の画像も示す。
また、比較例として、従来の検査装置による検査結果（従来の光学系１透過、従来の光学系２乱透過、従来の光学系正反射）と顕微鏡（ｘ30）での撮像の画像も示す。
本発明のフィルム検査装置における検査画像（発明光学系）では、sample3種のいずれの場合においても、画像の中央部に凹みが映し出されており、フィルムの欠陥を明確に表示できている。
これに対して、比較例（従来の光学系１透過、従来の光学系２乱透過、従来の光学系正反射、顕微鏡（ｘ30））では、いずれも欠陥を示せていない。
従って、本発明では、従来検査できなかった欠陥についても検査できることとなり、高精度の検査を行うことができるようになった。
これに対して、比較例（従来の光学系１透過、従来の光学系２乱透過、従来の光学系正反射、顕微鏡（ｘ30））では、いずれも欠陥を示せていない。
従って、本発明では、従来検査できなかった欠陥についても検査できることとなり、高精度の検査を行うことができるようになった。
本発明は、傷などの微小な欠陥や、浅い凹凸の欠陥を同時に検査することができるフィルム検査装置及び検査方法を提供するものである。
１ 光源
２ 円形絞り
３ 凸レンズ
４ 凸レンズ
５ ナイフエッジ
６ 撮像レンズ
７ ラインセンサカメラ
８ スライダー
２ 円形絞り
３ 凸レンズ
４ 凸レンズ
５ ナイフエッジ
６ 撮像レンズ
７ ラインセンサカメラ
８ スライダー
Claims (2)
- 光源と、前記光源から発せられた光の散乱光成分を除去する円形絞りと、前記円形絞りを通過した光を平行光にする厚みを有する板状のレンズでこの板状のレンズの両側面を凸状曲面形状とした凸レンズと、前記凸レンズと同一形状のレンズを対向するように設置し光を集光する凸レンズと、集光した光の焦点位置に散乱光成分を除去するナイフエッジと、前記集光した光を撮像する撮像レンズとを設け、前記平行光に検査対象であるフィルムを通過させフィルムの製造段階で発生する凹凸欠陥をラインセンサカメラを用いて製造工程で検査することを特徴とするフィルム検査装置。
- 光源と、前記光源から発せられた光の散乱光成分を除去する円形絞りと、前記円形絞りを通過した光を平行光にする厚みを有する板状のレンズでこの板状のレンズの両側面を凸状曲面形状とした凸レンズと、前記凸レンズと同一形状のレンズを対向するように設置し光を集光する凸レンズと、集光した光の焦点位置に散乱光成分を除去するナイフエッジと、前記集光した光を撮像する撮像レンズとを設けたフィルム検査装置を用いて、前記平行光に検査対象であるフィルムを通過させ、フィルムを移動させることによりフィルムを連続的にフィルムの製造段階で発生する凹凸欠陥をラインセンサカメラを用いて製造工程で検査するフィルム検査方法。
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