JPH08178863A

JPH08178863A - レンチキュラーレンズシートの欠陥検査方法

Info

Publication number: JPH08178863A
Application number: JP6336593A
Authority: JP
Inventors: Jun Hasegawa; 潤長谷川; Minoru Nakanishi; 稔中西
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-07-12
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JP3357968B2

Abstract

(57)【要約】【目的】益々の高品位化、多量産化に対応できるブラ
ックストライプの白欠陥欠陥検査方法を提供する。【構成】レンチキュラーレンズシートを、一定速度で
移動させながら、反射暗視野照明を用い、出光面側から
線状領域撮像手段により撮像し、撮像により得られた信
号を画像処理することにより、ブラックストライプ部の
遮光性の膜部の白欠陥を検出する自動検査方法におい
て、レンチキュラーレンズシートの所定の直線領域を反
射暗視野光にて撮像する照明手段と線状領域撮像手段の
方向をレンチキュラーレンズシート面に対してなす角を
それぞれ角度度θ１、θとしたとき、角θの値をふり、
各θ値に対応する欠陥部の微分信号Ｓ１と欠陥周辺部の
微分信号の標準偏差Ｎ１を求め、欠陥部の微分信号Ｓ１
と欠陥周辺部の微分信号の標準偏差Ｎ１との比Ｓ１／Ｎ
１が極大になる角度θ２を求めることにより、照明手段
のレンチキュラーレンズシート面に対してなす角を所定
の角度θ１に対応する、線状領域撮像手段の欠陥検出に
適当なレンチキュラーレンズシート面に対してなす角θ
２を求め、この角θ２に設定して撮像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，透過型プロジエクショ
ンスクリーンに使用されるレンチキュラーレンズシート
の外観検査方法に関し、特に、レンチキュラーレンズシ
ートのブラックストライプ部の白欠陥検出をインライン
で行う際の自動検査装置方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】透過型プロジエクションスクリーン用の
レンチキュラーレンズシートは、アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂等の透明樹脂からなり、図６に示すよう
に、一般に、スクリーンとして使用した場合の光源側と
出光面側にレンチキュラーレンズ６１、６２を設け、コ
ントラストを上げ画像をシヤープにするために、出光面
側のレンチキュラーレンズ６１間にブラックストライプ
６３と呼ばれる、遮光性のストライプ部を配設してい
る。このブラックストライプと呼ばれる、遮光性のスト
ライプ部は、レンチキュラーレンズシート６０をアクリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂等にて押し出し成形した
後、引き続きロール間を通しながら遮光性の膜部を印刷
して作製しており、遮光性の膜部が作製される過程やそ
の後において部分的に欠如または破損した箇所（以後、
白欠陥と呼ぶ）が発生する。この為、スクリーンとして
使用された場合には、外部からの反射光により、コント
ラストや画像のシヤープさを損なう原因となっており、
その箇所を特定し修正するか、そのスクリーンを選別除
去しなければならず、この白欠陥部の箇所を特定してお
くことが必要であった。

【０００３】従来、レンチキュラーレンズシートの上記
白欠陥を検出する外観検査方法としては、人間の目視に
よる方法が採られていたが、近年、透過型プロジエクシ
ョンスクリーン用のレンチキュラーレンズシートについ
ては、高品位化、多量産化が求められるようになってき
ており、従来の肉眼での検査については、人による差
や、再現性に問題があるため、人手に代わり、安定して
欠陥を検出しコンパクトで安価な自動検査装置が求めら
れるようになってきた。又、量産対応としても自動化さ
れた装置による検査が求められてきた。これに対応する
ため、本願発明者等により、図７に示すような、少なく
とも、レンチキュラーレンズシート７４の移動方向に対
して略直角方向の、該レンチキュラーレンズシート７４
の所定直線領域を撮像視野７５とし、反射暗視野光にて
撮像するための線状領域撮像手段であるＣＣＤラインセ
ンサカメラ７１と、撮像の為の反射暗視野照明を供給す
る照明手段である光源７２と、線状領域撮像手段により
得られた画像データに基づき、欠陥の検出を行う画像処
理手部７３とを備えて、連続する板状のレンチキュラー
レンズシート７４をレンチキュラーレンズの方向（ブラ
ックストライプの方向に）一定速度で移動させながら、
該レンチキュラーレンズシート７４の欠陥を検出する欠
陥検査方法が提案されてきた。この方法のおいては、単
に、レンチキュラーレンズシート７４からの光をＣＣＤ
ラインセンサ７１により、レンチキュラーレンズシート
７４の略真上、即ち、レンチキュラーレンズシート７４
の面となす角が略９０度となるようにして反射暗視野照
明により撮影を行っていた。しかしながら、益々、高品
位化、多量産化が求められるようになってきて、上記の
方法では、いくらＣＣＤラインセンサカメラの視野を小
としても（倍率を上げても）３００μｍ以下のブラック
ストライプの白欠陥を検出することができず、問題とな
っていた。３００μｍ以下のブラックストライプの白欠
陥を検出することができない理由としては、レンチキュ
ラーレンズシート内部に混入させている拡散材により、
欠陥検出のＳ／Ｎが低下してしまうためと言われていた
が、Ｓ／Ｎ向上させる適当な方法は提案されていなかっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、レンチキ
ュラーレンズを反射暗視野照明し、線状領域撮像手段に
よって撮影した画像に画像処理を施して試料のブラック
ストライプの白欠陥を製造ライン（インライン）で検出
する自動検査方法においても、益々の高品位化、多量産
化に対応できる欠陥検査方法が求められるようになって
きた。本発明は、このような状況のもと、レンチキュラ
ーレンズを反射暗視野照明し、線状領域撮像手段によっ
て撮影した画像に画像処理を施してレンチキュラーレン
ズのブラックストライプ部の白欠陥を検出する自動検査
方法において、欠陥検出のための信号のＳ／Ｎを向上さ
せ、益々の高品位化に対応できる自動検査方法を提供し
ようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のレンチキュラー
レンズシートの欠陥検査方法は、少なくとも、枚葉板状
ないし連続する板状のレンチキュラーレンズシートの移
動方向に対して略直角方向の幅を跨ぐ、該レンチキュラ
ーレンズシートの所定直線領域を、反射暗視野光にて撮
像するための１個ないし複数の線状領域撮像手段と、該
線状領域撮像手段に対し、撮像の為の反射暗視野照明を
供給する照明手段と、線状領域撮像手段により得られた
画像データに基づき、欠陥の検出を行う画像処理手段と
を備えて、レンチキュラーレンズシートを一定速度で移
動させながら、該レンチキュラーレンズシートの欠陥を
検出する欠陥検査方法において、前記照明手段がレンチ
キュラーレンズシート面となす角を所定の角度θ１に設
定してレンチキュラーレンズシートを撮像した際の、前
記所定の直線領域を反射暗視野光にて撮像する線状領域
撮像手段のレンチキュラーレンズシート面となす角θの
値をふり、種々のθ値に対応する欠陥部の微分信号Ｓ１
と欠陥周辺部の微分信号の標準偏差Ｎ１を求め、欠陥部
の微分信号Ｓ１と欠陥周辺部の微分信号の標準偏差Ｎ１
との比Ｓ１／Ｎ１が極大になる角度θ２を求め、線状領
域撮像手段のレンチキュラーレンズシート面となす角を
θ２に設定し、撮像することを特徴とするものである。
上記、欠陥部の微分信号Ｓ１と欠陥周辺部の微分信号の
標準偏差Ｎ１は、実際の欠陥検出を二次微分信号を用い
て行う場合には、二次微分信号を用いることが好まし
い。尚、図３（ａ）に示すように、上記において、照明
手段のレンチキュラーレンズシート面となす角θ１と
は、照明手段から撮像手段により撮影する所定の直線領
域、即ち撮影視野領域への方向とレンチキュラーレンズ
シート面とのなす角度であり、撮像手段とレンチキュラ
ーレンズシート面となす角θとは、撮像手段から撮影す
る所定の直線領域、即ち撮影視野領域への方向とレンチ
キュラーレンズシート面とのなす角度であり、且つ、照
明手段と撮像手段とはレンチキュラーレンズ面の撮影視
野領域での法線に対し互いに反対側にある。

【０００６】

【作用】本発明のレンチキュラーレンズシートの欠陥検
査方法は、上記のような構成にすることにより、レンチ
キュラーレンズを反射暗視野照明し、線状領域撮像手段
によって撮影した画像に画像処理を施して試料の欠陥を
検出する自動検査方法において、益々の高品位化に対応
できる自動検査方法を可能としている。詳しくは、線状
領域撮像手段と照明手段との位置関係を、前記照明手段
の位置をレンチキュラーレンズシート面に対してなす角
を所定の角度θ１に設定したときの、前記所定の直線領
域を反射暗視野光にて撮像する線状領域撮像手段のレン
チキュラーレンズシート面に対してなす角θの値をふ
り、種々のθの値に対応する欠陥部の微分信号Ｓと欠陥
周辺部の微分信号の標準偏差Ｎを求め、欠陥部の微分信
号Ｓと欠陥周辺部の微分信号の標準偏差Ｎとの比Ｓ／Ｎ
が極大になる角度θ２を求め、線状領域撮像手段のレン
チキュラーレンズシート面となす角をθ２に設定し、撮
像することにより、レンチキュラーレンズシート内部に
混入させている拡散材の影響による欠陥検出のＳ／Ｎ低
下をできるだけ少なくしている。

【０００７】

【実施例】本発明のレンチキュラーレンズシートの欠陥
検査方法の実施例を挙げ、以下、図に基づいて本発明を
説明する。実施例のレンチキュラーレンズシートの欠陥
検査方法は、図６に示すブラックストライプ６３０と呼
ばれる、遮光性のストライプ部の遮光性の膜部の欠陥
（白欠陥）を検出するための欠陥検査方法であり、欠陥
検出の為の装置の機能構成の全体の概略は、図１に示さ
れるようになっている。図２は図１に示す欠陥検出装置
の撮像手段（ＣＣＤラインセンサ）、画像処理装置等の
関連性を示した図である。図１、図２中、１０は照明手
段、２０Ａ、２０ＢはＣＣＤラインセンサカメラ、２１
Ａ、２１ＢはＣＣＤラインセンサカメラコントローラ、
３０はレンチキュラーレンズシート、４０、４０Ａ、４
０Ｂは撮像視野、５０は画像処理装置を示している。図
１に示すように、欠陥検出の為の装置は、レンチキュラ
ーレンズシート３０通過面の上側に、２ケのＣＣＤライ
ンセンサカメラ２０Ａ、２０Ｂからなる撮像手段２０と
照明手段１０を設けている。図１（ｂ）中、ＣＣＤライ
ンセンサカメラ２０Ａ、２０Ｂかられぞれ出ている２本
の線は、カメラがとる視野を表している。図２に示す撮
像手段コントローラー２１は、撮像手段２０のレンチキ
ュラーレンズシート３０面に対してなす角θの値を調整
するためのものである。

【０００８】本実施例検査方法は、上記、図１、図２に
示す、欠陥検出の為の装置を用いて欠陥検出を行うもの
で、レンチキュラーレンズシート３０を一定の速度で通
過させ、通過時に、２ケのＣＣＤラインセンサカメラ２
０Ａ、２０Ｂによりそれぞれレンチキュラーレンズシー
ト３０の撮像視野領域４０Ａ、４０Ｂを撮像し、併せて
レンチキュラーレンズシート３０の所定領域の全撮像視
野４０を得るものであるが、後述するようにして、照明
手段１０がレンチキュラーレンズ３０に対して所定の角
度θ１に設定された場合の、照明手段１０からの光を暗
視野照明として撮像視野４０を撮像する、ＣＣＤライン
センサカメラ２０Ａ、２０Ｂのレンチキュラーレンズ３
０に対する角度θを最適化するものであり、これによ
り、レンチキュラーレンズ３０の高品位化に対応できる
ものとしている。

【０００９】ＣＣＤラインセンサカメラ２０Ａ、２０Ｂ
により得られた画像信号（データ）は、図２に示すよう
に、それぞれ画像処理部５０で処理されるもので、併せ
てレンチキュラーレンズシート３０の所定領域の全撮像
視野４０の画像信号が処理される。画像処理は、ＣＣＤ
ラインセンサカメラ２０Ａ、２０Ｂにより得られた画像
データ（信号）に空間フイルタを用い、一次微分処理な
いし二次微分処理を行うものである。

【００１０】以下、本実施例検査方法は、上記のように
して行うが、具体的な手順を図３に基づいて説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、照明手段１０を照明手
段がレンチキュラーレンズシート３０の所定の欠陥（白
欠陥）がある撮像視野領域４０へ光照射する方向とレン
チキュラーレンズシート面とのなす角が所定の角度３０
°となるように設定する。次いで、ＣＣＤラインセンサ
カメラ２０Ａ、２０Ｂとそれぞれ撮像視野領域４０Ａ、
４０Ｂとを結ぶカメラの方向とレンチキュラーレンズシ
ート３０とのなす角θの値を表１のように変化させなが
ら、種々のθ値に対応する欠陥部の二次微分信号Ｓ１と
欠陥部周辺の二次微分信号標準偏差Ｎ１とを検出する。
微分処理は、欠陥部の信号を強調させるためのものであ
るが、除去できないノイズも検出される。次いで、図３
（ｂ）に示すように、得られた各θの値に対応する欠陥
部の二次微分信号Ｓ１と欠陥部周辺の二次微分信号の標
準偏差Ｎ１の比Ｓ１／Ｎ１を求める。図３（ｂ）の比Ｓ
１／Ｎ１をグラフ化すると図３（ｃ）のようになり、Ｓ
１／Ｎ１の極大値を示すθの値が約５０°となる。ここ
で、欠陥部の二次微分信号Ｓ１を信号Ｓとすると、欠陥
部周辺の二次微分信号の標準偏差Ｎ１は、ノイズ信号Ｎ
の最大値に略比例するものとなる為、欠陥検出のＳ／Ｎ
を最適する角度を求めには、暗視野反射撮像における比
Ｓ１／Ｎ１を極大にする角度θ２を求め、これをＳ／Ｎ
を最適とする角度とすることができる。このようにし
て、照明手段１０のレンチキュラーレンズシート面に対
してなす角を所定の角度３０°に対応する、欠陥検出に
適当な線状領域撮像手段のレンチキュラーレンズシート
面に対してなす角θは約５０°であると決める。

【００１１】尚、このようにして欠陥検出に適当な線状
領域撮像手段のレンチキュラーレンズシート面に対して
なす角θを決める理由は、以下の通りである。レンチキ
ュラーレンズシートの樹脂内部には拡散材が分散されて
いて、これがランダムな方向に向いており、拡散材の影
響により、ＣＣＤラインセンサカメラ２０Ａ、２０Ｂへ
は、欠陥部と同じようにレンチキュラーレンズシート３
０の場所により局部的に変化する信号が検出されてしま
う。このため、後述する欠陥検査に於ける微分処理と同
じように微分処理しても除去することはできないで、結
果として、欠陥信号の他にノイズ信号として残ってしま
う。これが第一の理由である。そして、レンチキュラー
レンズシートの樹脂内部には拡散材は樹脂内部でランダ
ムな方向へ向いているが、図３（ｂ）に示すように、レ
ンチキュラーレンズシートへ入射される光の角により、
拡散材から出射される光の方向によりノイズ信号（光強
度）が、欠陥信号の変化と異なる変化をするのが第二の
理由である。

【００１２】これらの処理は図２に示す画像処理装置５
０にて行うものであり、このようにして、照明手段１
０、撮像手段としてのＣＣＤラインセンサカメラ２０
Ａ、２０Ｂの方向（角度θ）が決められた後に実際の欠
陥検出が行われるが、この欠陥検出のための画像処理部
が角θの決定の際の画像処理を兼ねることは装置的には
簡単で、本実施例のレンチキュラーレンズシートの欠陥
検査方法において使用した画像処理装置５０もそうであ
る。実際の欠陥検出の際には、ＣＣＤラインセンサカメ
ラ２０Ａ、２０Ｂにより得られた画像信号（データ）は
画像処理部５０にて、画像データ（信号）に空間フイル
タを用い、一次微分処理ないし二次微分処理を行い、得
られた結果について、更に、スライス処理を行ない所定
のしきい値を超えるものを欠陥として検出する。

【００１３】尚、本実施例により使用したレンチキュラ
ーレンズシートの材質はアクリル（屈折率１．５１）
で、拡散材は屈折率１．５３〜１．５４のガラスで、平
均サイズ（粒径）が１７μｍ（ＭＡＸ３８μｍ）のもの
で、アクリル中重量％で４％混入されている。本実施例
の欠陥検出方法は、上記のような手順により、線状領域
撮像手段（ＣＣＤラインセンサカメラ）の撮像に最適な
角度位置を決めるもので、基本的に、図６に示すような
レンチキューレンズシートの場合には、その形状、素材
の影響を受けずブラックストライプ部の白欠陥検出Ｓ／
Ｎを向上できるものである。

【００１４】次いで、上記のようにして、照明手段１
０、撮像手段の位置が設定された装置の撮像によりえら
れた画像データを図２に示す画像処理部５０にて欠陥を
検出する処理について簡単に説明しておく。図２に示す
画像処理部５０は、撮像により得られた画像信号を一次
微分処理ないし二次微分処理することにより、信号の変
化を得て欠陥を特定するものであるが、ここでの微分処
理は、要素配列を有するフイルターを用いて、サンプリ
ング毎に、積和演算して行うものである。尚、ここで
は、撮像手段から得られた、画像データＰ（Ｘ_ij）と空
間フイルターテーブルＷ（ｉ、ｊ）を用い、Ｐ（Ｘ_ij）
とＷ（ｉ、ｊ）との積和演算を行うことをフイルタリン
グ処理と言い、この処理に用いられるテーブルＷ（ｉ、
ｊ）をフイルターと言い、一般には微分フイルターない
し空間フイルターと呼ぶ。画素データのＹ方向配列につ
いての微分フイルターは、着目画素及びその前後の画素
の、積和演算の際の重みと、配列の方向でもって、図４
のように表わされる。例えば、画像データＰ（Ｙ_n）に
対し、図４（ａ）のように（＋１、−２、＋１）と空間
フイルターテーブル（重みテーブル）を設定することに
よりＹ方向について２画素分平滑処理をした二次微分処
理が行える。着目画素をＹ_nとした場合、画像データＰ
（Ｙ_n）と空間フイルターテーブルとの積和演算Ｓ
_nは、（＋１）×Ｙ_n-1＋（−２）×Ｙ_n＋（＋１）×
Ｙ_n+1となる。また、図４（ｂ）のように（−１、＋
１）に空間フイルターテーブル（重みテーブル）を設定
することにより一次微分処理が行える。

【００１５】画像処理部５０は、撮影装置１１０のＣＣ
Ｄラインセンサカメラ２０Ａ、２０Ｂ各画像データ（信
号）について、例えば、以下の処理を施し欠陥を検出す
る。図５は、１つのＣＣＤラインセンサカメラから得ら
れる画像データ（信号）についての画像処理を説明する
ための図である。図５における、二次微分は、ＣＣＤラ
インセンサカメラによるサンプリングによって得られる
ラインデータに対し、ライン間で、同じ位置の各画素デ
ータについて、空間フイルターテーブルとの積和演算を
行うものであり、所定数の連続するサンプリングにより
得られるラインデータを蓄積しておき、このラインデー
タ間で積和演算を行う。図５の場合は、９ラインデータ
間でこの処理を行うが、新たなラインデータをサンプリ
ングする毎に漸次古いラインデータを除き、いつも９ラ
インデータでこの処理を行うものであり、図５（イ）で
はＤ_ijをｊ番目ラインデータにおけるｉ番目の位置の画
素データを表しており、Ｍ番目位置における画素データ
をライン間で積和演算した場合、二次微分処理、一次微
分処理の結果はそれぞれ図５（ロ）、図５（ハ）に示す
ようになる。このようにして得られた、二次微分処理の
各演算結果ないし一次微分処理の各演算結果について、
更に、スライス処理を行ない所定のしきい値を超えるも
のを欠陥を検出する。尚、ここで、ラインデータとは、
撮像手段（ＣＣＤラインセンサカメラ）によりえられ
る、レンチキュラーレンズシートの移動方向に略直交す
る方向の幅を跨ぐ、シート面上の一直線上の所定幅を含
む視野の１サンプリングにおける撮像データのうち上記
所定幅全域に相当するデータを言っている。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、上記のように、レンチキュラ
ーレンズシートを反射暗視野照明し、線状領域撮像手段
によって撮影した画像に画像処理を施して試料の欠陥を
検出する自動検査装置において、一層の高品位化、多量
産に対応できる、レンチキュラーレンズシートのブラッ
クストライプの白欠陥検出方法の提供を可能にしてい
る。また、本発明は、形状寸法、素材の異なる種々のレ
ンチキュラーレンズシートの欠陥検査に対し、欠陥信号
のＳ／Ｎを向上させることを可能としている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のレンチキュラーレンズシートの欠陥検
出方法を実施するための装置査概略図

【図２】実施例のレンチキュラーレンズシートの欠陥検
出方法を実施する為の装置図

【図３】実施例のレンチキュラーレンズシートの欠陥検
出方法を説明するため図

【図４】空間フイルタを示した図

【図５】実施例における画像処理を説明するための図

【図６】レンチキュラーレンズシートの欠陥を示した図

【図７】従来の欠陥検査方法を説明するための装置概略
図

【符号の説明】

１０照明手段（光源）２０撮像手段２０Ａ、２０ＢＣＣＤラインセンサカメラ２１Ａ、２１ＢＣＣＤラインセンサカメラコ
ントローラ３０レンチキュラーレンズシート４０、４０Ａ、４０Ｂ撮像視野５０画像処理部６０レンチキュラーレンズシート６１、６１レンチキュラーレンズ部６３ブラックストライプ７１ＣＣＤラインセンサカメラ７２光源７３画像処理部７４レンチキュラーレンズシート７５撮像視野

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０３Ｂ 21/62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、枚葉板状ないし連続する板
状のレンチキュラーレンズシートの移動方向に対して略
直角方向の幅を跨ぐ、該レンチキュラーレンズシートの
所定直線領域を、反射暗視野光にて撮像するための１個
ないし複数の線状領域撮像手段と、該線状領域撮像手段
に対し、撮像の為の反射暗視野照明を供給する照明手段
と、線状領域撮像手段により得られた画像データに基づ
き、欠陥の検出を行う画像処理手段とを備えて、レンチ
キュラーレンズシートを一定速度で移動させながら、該
レンチキュラーレンズシートの欠陥を検出する欠陥検査
方法において、前記照明手段がレンチキュラーレンズシ
ート面となす角を所定の角度θ１に設定してレンチキュ
ラーレンズシートを撮像した際の、前記所定の直線領域
を反射暗視野光にて撮像する線状領域撮像手段のレンチ
キュラーレンズシート面となす角θの値をふり、種々の
θ値に対応する欠陥部の微分信号Ｓ１と欠陥周辺部の微
分信号の標準偏差Ｎ１を求め、欠陥部の微分信号Ｓ１と
欠陥周辺部の微分信号の標準偏差Ｎ１との比Ｓ１／Ｎ１
が極大になる角度θ２を求め、線状領域撮像手段のレン
チキュラーレンズシート面となす角をθ２に設定し、撮
像することを特徴とするレンチキュラーレンズシートの
欠陥検査方法。