KR102200303B1 - 광학 필름 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학 필름 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이송되는 필름의 일측에서 광을 조사하는 광원; 및 상기 필름을 촬상하는 촬상 장치;를 포함하며, 상기 광이 조사되는 상기 필름의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치게 함으로써, 1개의 광원과 촬상 장치만으로도 각 결함이 용이하게 관측될 수 있는 다양한 촬상 조건에서 촬상된 영상을 얻을 수 있어, 복수개의 광원과 촬상 장치 없이도 다양한 결함을 용이하게 검출할 수 있는 광학 필름 검사 장치에 관한 것이다.

Description

광학 필름 검사 장치 {INSPECTION DEVICE FOR OPTICAL FILM}

본 발명은 광학 필름 검사 장치에 관한 것이다.

편광자, TAC, 위상차 필름 등과 같은 다양한 광학 필름이 화상 표시 장치에 사용된다. 화상 표시 장치의 발전에 따라 이에 사용되는 광학 필름들에도 높은 품질이 요구된다.

하지만, 광학 필름의 제조 시에는 여러 가지 원인으로 불량이 발생한다. 예를 들면, 광학 필름을 형성하는 수지 조성물에 이물이 혼합되는 경우, 수지 조성물의 필름 경화 시에 기포가 발생하는 경우, 다층 구조의 필름 형성시 층간에 이물이 삽입되는 경우, 필름 표면에 스크래치가 생기는 경우, 필름에 휨이 발생하는 경우 등 매우 다양한 원인이 있다.

불량을 야기하는 상기와 같은 다양한 원인들에 따라 다양한 형태의 결함이 발생하게 된다. 예를 들어, 이물이 삽입되거나 기포가 발생하게 되면 광학 필름의 표면이 해당 지점에서 울퉁불퉁해지는 결함을 갖게 되고, 스크래치가 발생한 경우에는 필름 표면에 직선 형태의 선 모양의 결함을 갖게 된다.

광학 필름의 제조가 완료된 후에는 이러한 결함들이 발생한 부분을 제거하기 위해 결함을 검출하는 공정을 거치게 된다. 결함을 검출하는 방식 중 하나는 광학 필름의 표면을 촬영 기기로 촬영하여 그 영상을 분석하는 방법이 사용된다.

그런데, 다양한 형태의 결함이 용이하게 관측되는 촬상 조건이 서로 동일하지는 않다. 따라서, 다양한 형태의 결함을 높은 정확도로 검출하기 위해서는 다양한 촬상 조건을 설정해야 하고, 이를 위해서는 다수의 광원과 카메라를 구비해야 하므로, 공간 및 경제성의 문제가 발생한다.

한국등록특허 제1082699호에는 광학필름용 검사 장치가 개시되어 있으나, 해당 시스템에서도 다수의 광원 및 카메라가 필요한 문제가 있다.

한국등록특허 제1082699호

본 발명은 복수개의 광원 및 촬상 장치를 요하지 않고도 다양한 결함을 높은 정확도로 검출할 수 있는 광학 필름 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 그러한 광학 필름 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. 이송되는 필름의 일측에서 광을 조사하는 광원; 및

상기 필름을 촬상하는 촬상 장치;를 포함하며,

상기 광이 조사되는 상기 필름의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치는, 광학 필름 검사 장치.

2. 위 1에 있어서, 상기 광원 및 촬상 장치는 상기 필름의 이송 방향으로 서로 이격되어 있는, 광학 필름 검사 장치.

3. 위 1에 있어서, 상기 광원의 광 조사 방향과 촬상 장치의 촬상 방향이 평행한, 광학 필름 검사 장치.

4. 위 1에 있어서, 상기 광원의 광 조사 방향과 촬상 장치의 촬상 방향이 평행하지 않은, 광학 필름 검사 장치.

5. 위 1에 있어서, 상기 촬상 영역은 필름의 이송 방향에 따라 상이한 조도 범위를 갖는 2개 이상의 서브 촬상 영역으로 구분되고,

상기 서브 촬상 영역마다 필름 전체의 영상을 각각 획득하도록 촬상 주기 신호를 발생시키는 주기 신호 발생부; 및

상기 주기 신호 발생부로부터 촬상 주기 신호를 수신하여 촬상 주기마다 상기 촬상 장치에 촬상 신호를 전송하고, 상기 촬상 장치로부터 수신된 촬상 영상에서 결함을 검출하는 제어부;를 더 포함하는, 광학 필름 검사 장치.

6. 위 5에 있어서, 상기 각 서브 촬상 영역은 서로 동일한 폭을 가지며, 상기 주기 신호 발생부는 상기 서브 촬상 영역의 폭만큼 필름이 이송될 때마다 촬상 주기 신호를 발생시키는, 광학 필름 검사 장치.

7. 위 5에 있어서, 상기 제어부는 각 서브 촬상 영역에서 수신된 촬상 영상을 서브 촬상 영역별로 연결하여 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체 영상을 획득하고, 이로부터 결함을 검출하는, 광학 필름 검사 장치.

8. 위 1에 있어서, 상기 광 조사 영역은 광학 필름의 유효 영역을 포함하고, 상기 광원은 상기 유효 영역이 필름의 폭 방향으로 동일한 조도를 갖도록 광을 조사하는 광원인, 광학 필름 검사 장치.

9. 위 5에 있어서, 상기 결함은 이물 결함, 요철 결함 또는 스크래치 결함인, 광학 필름의 검사 장치.

10. 위 9에 있어서, 상기 이물 결함은 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 가로, 세로 길이가 각각 30㎛ 이상인 흑색 결함, 요철 결함은 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 가로, 세로 길이가 각각 30㎛ 이상인 흑백 결함, 스크래치 결함은 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 폭이 30㎛ 이상이고, 길이가 폭의 3배 이상인 결함인, 광학 필름 검사 장치.

11. 이송되는 필름의 일측에서 광을 조사하고, 상기 필름을 촬상하여 광학 필름의 결함을 검출하는 방법에 있어서,

상기 광이 조사되는 상기 필름의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치도록 하는, 광학 필름의 검사 방법.

12. 위 11에 있어서, 상기 광원과 촬상 장치를 상기 필름의 이송 방향으로 서로 이격되도록 배치하는, 광학 필름의 검사 방법.

13. 위 11에 있어서, 상기 광원의 광 조사 방향과 촬상 장치의 촬상 방향이 평행하게 배치되는, 광학 필름의 검사 방법.

14. 위 11에 있어서, 상기 광원의 광 조사 방향과 촬상 장치의 촬상 방향이 평행하지 않도록 배치되는, 광학 필름의 검사 방법.

15. 위 11에 있어서, 상기 촬상 영역을 필름의 이송 방향에 따라 상이한 조도 범위를 갖는 2개 이상의 서브 촬상 영역으로 구분하고,

서브 촬상 영역의 폭만큼 필름이 이송될 때마다 필름을 촬상하여 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체의 영상을 각각 획득하는, 광학 필름 검사 방법.

16. 위 11에 있어서, 각 서브 촬상 영역에서 수신된 촬상 영상을 서브 촬상 영역별로 연결하여 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체 영상을 획득하는, 광학 필름의 검사 방법.

본 발명의 광학 필름 검사 장치는 1개의 광원과 촬상 장치만으로도 각 결함이 용이하게 관측될 수 있는 다양한 촬상 조건에서 촬상된 영상을 얻을 수 있어, 복수개의 광원과 촬상 장치 없이도 다양한 결함을 용이하게 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 광학 필름 검사 장치가 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 광학 필름 검사 장치에서 광원(100)과 촬상 장치(200)의 상면도이다.
도 3은 광원의 광 조사 각도와 촬상 장치의 촬상 각도를 조절하는 구현예이다.
도 4는 광원의 광 조사 각도와 촬상 장치의 촬상 각도를 조절하는 구현예이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 광학 필름 검사 장치로 동일한 결함을 각각 다른 촬상 영역(bright field(a), gray field(b), dark field(c))에서 촬상한 영상이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 광학 필름 검사 장치로 동일한 결함을 각각 다른 촬상 영역(bright field(a), gray field(b), dark field(c))에서 촬상한 영상이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 광학 필름 검사 장치로 동일한 결함을 각각 다른 촬상 영역(bright field(a), gray field(b), dark field(c))에서 촬상한 영상이다.
도 8은 촬상 영역을 필름의 이송 방향에 따라 상이한 조도 범위를 갖는 3개의 서브 촬상 영역으로 구분한 경우를 예시한 것이다.
도 9는 각각의 서브 촬상 영역에서 획득한 영상으로부터 필름 전체 영상을 획득하는 방법을 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명은 이송되는 필름의 일측에서 광을 조사하는 광원; 및 상기 필름을 촬상하는 촬상 장치;를 포함하며, 상기 광이 조사되는 상기 필름의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치게 함으로써, 1개의 광원과 촬상 장치만으로도 각 결함이 용이하게 관측될 수 있는 다양한 촬상 조건에서 촬상된 영상을 얻을 수 있어, 복수개의 광원과 촬상 장치 없이도 다양한 결함을 용이하게 검출할 수 있는 광학 필름 검사 장치에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 광학 필름 검사 장치는 광원 및 촬상 장치를 포함한다. 도 1에는 본 발명의 일 구현예에 따른 광학 필름 검사 장치가 개략적으로 도시되어 있다.

검사 대상인 광학 필름(10)은 광학계로 검사가 수행될 수 있는 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 광학 필름(10)의 보다 구체적인 예를 들면, 편광자, 투명 보호 필름, 상기 편광자의 적어도 일면에 보호 필름이 부착된 편광판, 위상차 필름 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다

광학 필름(10)은 일반적으로 롤투롤 방식으로 제공되는데, 롤 형태의 필름은 보관, 운송, 취급 등에 따라 롤의 말단 부분은 쳐지는 등의 손상이 발생할 수 있으므로, 제품으로 사용시에는 폭방향 길이 전체를 사용하지 않고, 폭 방향 말단 일부분을 절단하고 나머지 부분을 사용할 수도 있다.

상기 사용되는 나머지 부분을 광학 필름(10)의 유효 영역이라고 할 수 있다. 절단되는 말단 부위의 길이는 특별히 한정되지 않고 요구되는 제품의 성능, 제품의 취급 상태 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.

본 발명에 있어서, 광학 필름(10)의 후술할 광조사 및 촬상은 광학 필름(10)의 전체 영역 또는 유효 영역에 대해서 행해질 수 있고, 광 조사 영역 및 촬상 영역은 유효 영역을 포함할 수 있다.

광원(100)은 이송되는 필름(10)의 일측, 구체적으로 상기 필름(10)의 면에 대해 일측에서 필름(10)으로 광을 조사한다.

필름(10)에 광을 조사할 수 있다면 광 조사각은 특별히 한정되지 않는다. 이하 필름에 광을 수직으로 조사하는 경우를 구체적으로 예를 들어 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 광원(100)은 필름(10)의 광 조사 영역(110)이 필름(10)의 폭 방향으로 동일한 조도를 갖도록 광을 조사하는 광원 (100)일 수 있다. 전술한 바와 같이, 광 조사 영역(110)은 필름의 유효 영역을 포함할 수 있고, 구체적으로, 광 조사 영역(110) 중 필름(10)의 유효 영역에 대해서만 폭 방향으로 동일한 조도를 갖도록 광이 조사될 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 동일한 조도란 완벽히 동일한 조도뿐만 아니라 실질적으로 동일한 조도도 포함한다. 실질적으로 동일한 조도란 검사 장치에서 그 차이를 인식할 수 없는 정도, 다르게는 조도의 편차가 ±10%, ±5%, ±1%, ±0.1%, ±0.01%, ±0.0001%, ±0.00001% 인 경우를 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이를 위해, 광원(100)은 장변 또는 단변이 필름 폭 이상의 길이를 갖거나, 정사각형의 광원(100)인 경우 1변 이상이 필름 폭 이상의 길이를 갖는 가질 수 있다. 그러한 경우, 필름의 폭 방향으로의 조도 차이는 발생하지 않으므로, 후술할 서브 촬상 영역의 구분이 용이하다.

촬상 장치(200)는 필름(10)의 면을 촬상하는 것으로, 상기 광원(100)과 동일한 측, 또는 필름(10)의 타측에서 필름을 촬상한다.

마찬가지로, 촬상 장치(200)도 필름(10)을 촬상할 수 있다면 촬상 각도는 특별히 한정되지 않는다. 이하 필름(10)을 수직으로 촬상하는 경우를 구체적으로 예를 들어 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 광이 조사되는 상기 필름(10)의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹친다.

상기 영역이 겹치도록 구현하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 광원(100)과 촬상 장치(200)가 상기 필름(10)의 이송 방향으로 서로 이격되도록 배치함으로써 구현될 수 있다.

도 1은 그러한 구현예에 따른 본 발명의 광학 필름 검사 장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 그러한 광학 필름 검사 장치에서 광원(100)과 촬상 장치(200)의 상면도로서, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이 광원(100) 및 촬상 장치(200)가 필름의 이송 방향으로 서로 이격되어, 상기 광이 조사되는 상기 필름의 광 조사 영역(110)과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역(210)의 일부가 겹친다.

또한, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이, 광 조사 각도 및 촬상 각도를 조절함으로써 구현할 수도 있다. 이를 위해, 광 조사 방향과 촬상 방향이 평행하지 않도록 광원(100)과 촬상 장치(200)가 배치될 수 있다. 도 3은 그러한 일 구현예를 도시한 것으로서, 이와 같이 광 조사 방향과 촬상 방향이 평행하지 않으면서 광 조사 영역(110)과 촬상 영역(210)의 일부가 겹치도록 배치될 수 있다.

물론, 광 조사 각도 및 촬상 각도를 조절하여 도 4에 예시된 바와 같이, 광 조사 방향과 촬상 방향이 평행한 상태에서 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치도록 하는 것도 가능하다.

이와 같이, 광이 조사되는 상기 필름(10)의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹침에 의해, 촬상되는 필름(10)의 촬상 영역(210)은 필름의 이송 방향에 따라 조도 차이가 발생한다.

이에, 본 발명의 광학 필름 검사 장치는 상기 촬상 영역(210)을 필름의 이송 방향에 따라 상이한 조도 범위를 갖는 2개 이상의 서브 촬상 영역(210a,b,c)으로 구분하여, 각 서브 촬상 영역(210a,b,c)마다 필름(10) 전체의 영상을 각각 얻어, 이로부터 결함을 검출한다.

본 발명의 검출 대상인 결함은 크게 이물 결함, 요철 결함 및 스크래치 결함으로 나눌 수 있다.

이물 결함은 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 흑색의 점 형태로 나타나는 결함을 의미하는 것으로, 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 가로, 세로 길이가 각각 30㎛ 이상인 흑색 점 형태의 결함이 이물 결함으로 분류될 수 있다.

요철 결함은 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 흑색과 백색이 함께 나타나는 결함을 의미하는 것으로, 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 가로, 세로 길이가 각각 30㎛ 이상인 흑백의 결함이 요철 결함으로 분류될 수 있다.

스크래치 결함은 도 7(c)에 도시된 바와 같이, 가늘고 긴 선 형태의 결함을 의미하는 것으로, 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 폭이 30㎛ 이상이고, 길이가 폭의 3배 이상인 결함이 스크래치 결함으로 분류될 수 있다.

이들 결함의 경우, 각각 결함이 잘 관측되는 관측 조건이 상이하다. 도 5 내지 7에서 (a), (b), (c)는 각각 필름의 동일 부위를 다른 서브 촬상 영역에서 촬상한 사진으로, (a)는 제1 서브 촬상 영역(Brifht field), (b)는 제2 서브 촬상 영역(Gray field), (c)는 제3 서브 촬상 영역(Dark field)에서 촬상한 사진이다.

구체적으로, 도 5의 이물 결함은 제1 서브 촬상 영역(Brifht field)에서 용이하게 관측되고, 제2 서브 촬상 영역(Gray field)에서도 관측이 가능하나, 제3 서브 촬상 영역(Dark field)에서는 관측이 어렵다. 그리고, 도 6의 요철 결함은 제2 서브 촬상 영역(Gray field)에서는 용이하게 관측되나, 제1 서브 촬상 영역(Brifht field) 및 제3 서브 촬상 영역(Dark field)에서는 관측이 어렵다. 또한, 도 7의 스크래치 결함은 제3 서브 촬상 영역(Dark field)에서는 용이하게 관측되나, 제1 서브 촬상 영역(Brifht field) 및 제2 서브 촬상 영역(Gray field)에서는 관측이 어렵다.

즉, 이들 결함을 모두 높은 정확도로 검출하기 위해서는 각 결함에 맞는 촬상 조건을 설정해야 하므로, 다수의 촬상 장치 및 광원이 필요하다.

그러나, 본 발명의 광학 필름 검사 장치는 각 서브 촬상 영역(210, a,b,c)마다 필름 전체의 영상을 각각 얻어 이로부터 결함을 검출하므로, 하나의 광원(100)과 촬상 장치(200)만으로도 여러 종류의 결함을 높은 정확도로 검출할 수 있다.

도 8에는 촬상 영역(210)을 필름의 이송 방향에 따라 상이한 조도 범위를 갖는 3개의 서브 촬상 영역(210a, b, c)으로 구분한 경우를 예시한 것으로서, 이와 같이 촬상 영역(210)을 상이한 조도(그레이) 범위를 갖는 2개 이상의 서브 촬상 영역(210a, b, c)으로 구분할 수 있다.

각 서브 촬상 영역(210a, b, c)을 구분하는 조도는 특별히 한정되지 않고, 요구되는 제품 성능, 검사 수준, 그리고 광원(100)의 광도, 광원(100)과 필름(10) 간의 거리, 광원(100)과 촬상 장치(200)의 이격 정도, 촬상 장치(200)와 필름(10) 간의 거리 등에 따라 다양하게 조절될 수 있다.

서브 촬상 영역은 필름의 광 조사 영역과 필름의 촬상 영역이 겹치는 정도에 따라 나눠질 수 있다.

구체적으로, 필름의 광 조사 영역은 광원(100)이 구현하고자 하는 조도를 나타내는 주 조사 영역과 그렇지 않은 부 조사 영역으로 나눠질 수 있다.

촬상 영역(210)을 2개의 서브 촬상 영역으로 구분하는 경우라면, 촬상 영역(210)을 주 조사 영역과 겹치는 부위와 부 조사 영역과 겹치는 부위로 나눌 수 있다.

그리고, 촬상 영역(210)을 3개의 서브 촬상 영역으로 구분하는 경우라면, 촬상 영역(210) 중 주 조사 영역과 겹치는 부위를 제1 서브 촬상 영역(bright field, 210a)로 하고, 부 조사 영역을 2개의 영역으로 나누어, 촬상 영역(210) 중 보다 많은 산란 및 확산광이 도달하는 부위인 제1 부 조사 영역과 겹치는 부위를 제2 서브 촬상 영역(gray field, 210b), 보다 적은 산란 및 확산광이 도달하는 부위인 제2 부조사 영역과 겹치는 부위를 제3 서브 촬상 영역(dark field, 210c)로 나눌 수 있다.

예를 들어, 제1 서브 촬상 영역(bright field, 210a)은 90 그레이 이상 내지 150 그레이, 제2 서브 촬상 영역(gray field, 210b)은 30그레이 이상 내지 90그레이 미만, 제3 서브 촬상 영역(dark field, 210c)은 30그레이 미만의 조도를 가지는 영역일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 광학 필름 검사 장치는 각 서브 촬상 영역(210a, b, c)마다 필름 전체의 영상을 각각 획득하고, 이로부터 결함을 검출하기 위해 주기 신호 발생부(300) 및 제어부(400)를 더 포함한다.

주기 신호 발생부(300)는 서브 촬상 영역(210a, b, c)마다 필름 전체의 영상을 각각 획득하도록 촬상 주기 신호를 발생시킨다.

구체적으로, 각 서브 촬상 영역(210a, b, c)은 서로 동일한 폭을 가지며, 상기 주기 신호 발생부(300)는 상기 서브 촬상 영역(210a, b, c)의 폭만큼 필름이 이송될 때마다 촬상 주기 신호를 발생시킨다. 그리고, 제어부(400)는 상기 주기 신호 발생부(300)로부터 촬상 주기 신호를 수신하여 촬상 주기마다 상기 촬상 장치(200)에 촬상 신호를 전송한다.

서브 촬상 영역(210a, b, c)의 폭은 촬상 주기와 관련이 있는 것으로서, 촬상 영역 내에서 적절히 선택될 수 있다.

서브 촬상 영역(210a, b, c)의 폭만큼 필름이 이송될 때마다 필름을 촬상하면, 결국은 각 서브 촬상 영역(210a, b, c)마다 이송된 필름 전체를 촬영하게 된다.

그리고, 상기 제어부(400)는 각 서브 촬상 영역(210a, b, c)에서 수신된 촬상 영상을 서브 촬상 영역(210a, b, c)별로 연결하여 각 서브 촬상 영역(210a, b, c)마다 필름 전체 영상을 획득하고, 이로부터 결함을 검출한다.

도 9에는 필름 전체 영상을 획득하는 방법이 개략적으로 도시되어 있는데, 도 9에 도시된 바와 같이 촬상 영역(210)을 3개의 서브 촬상 영역(210a, b, c)으로 구분하고, 서브 촬상 영역(210a, b, c)의 폭만큼 필름(10)이 이송될 때마다 필름을 촬상하여 전체 촬상 영상을 종합하면 이송된 필름(10) 전체가 제1 서브 영역(210a), 제2 서브 영역(210b) 및 제3 서브 영역(210c) 모두에서 촬상된 영상을 얻을 수 있다.

그리고 제1 서브 영역(210a)에서 촬상된 영상만을 이어 붙이면 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 제1 서브 영역(210a)에서 필름 전체가 촬상된 영상을 얻을 수 있고, 마찬가지로 제2 서브 영역(210b)에서 촬상된 영상을 이어 붙여 제2 서브 영역(210b)에서 필름 전체가 촬상된 영상(도 9 (b)), 제3 서브 영역(210c)에서 촬상된 영상을 이어 붙여 제3 서브 영역(210c)에서 필름 전체가 촬상된 영상(도 9 (c)을 얻을 수 있다.

상기와 같이 각 서브 촬상 영역(210a, b, c)마다 필름 전체 영상을 획득하면, 각 영상마다 잘 관측되는 특정 결함이 존재하므로, 다양한 종류의 결함을 용이하게 검출할 수 있다.

또한, 본 발명은 광학 필름 검사 방법을 제공한다.

본 발명의 광학 필름 검사 방법은 이송되는 필름의 일측에서 광을 조사하고, 상기 필름을 촬상하여 광학 필름의 결함을 검출하는 방법으로서, 상기 광이 조사되는 상기 필름의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치도록 한다.

상기 영역이 겹치도록 구현하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 광원(100)과 촬상 장치(200)가 상기 필름(10)의 이송 방향으로 서로 이격되도록 배치하거나, 광 조사 각도 및 촬상 각도를 조절함으로써 구현할 수도 있다. 이를 위해, 광 조사 방향과 촬상 방향이 평행하지 않도록 광원(100)과 촬상 장치(200)가 배치될 수 있다. 물론, 광 조사 각도 및 촬상 각도를 조절하여 광 조사 방향과 촬상 방향이 평행한 상태에서 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치도록 하는 것도 가능하다.

상기 필름(10)의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름(10)의 촬상 영역의 일부가 겹치도록 함으로써, 촬상되는 필름의 촬상 영역에서 필름의 이송 방향에 따라 조도 차이가 발생한다.

이에, 본 발명의 광학 필름 검사 방법은 상기 촬상 영역을 필름의 이송 방향에 따라 상이한 조도 범위를 갖는 2개 이상의 서브 촬상 영역으로 구분하여, 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체의 영상을 각각 얻어, 이로부터 결함을 검출한다.

서브 촬상 영역의 폭만큼 필름이 이송될 때마다 필름을 촬상하여 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체의 영상을 각각 획득할 수 있다.

그리고, 각 서브 촬상 영역에서 수신된 촬상 영상을 서브 촬상 영역별로 연결하여 도 9에 예시된 바와 같이, 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체 영상을 획득할 수 있다.

상기와 같이 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체 영상을 획득하면, 각 영상마다 잘 관측되는 특정 결함이 존재하므로, 다양한 종류의 결함을 용이하게 검출할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예

Testo 545 LuxMeter를 이용하여 조명 표면에서 1mm 떨어진 지점에서 측정한 조도가 20만lux인 광원을 사용하여, 이송되는 편광필름과 1cm 이격된 거리에서 필름에 광을 수직으로 조사하였다. 필름의 광 조사 영역에서의 필름 폭 방향으로의 조도 차이는 측정되지 않았다.

그리고, 광학 필름의 타측에서 12cm 이격된 거리에서 Area scan camera(Balser acA2000-340km)로 필름을 수직으로 촬상하였다. 광원과 카메라의 이격거리는 13cm였다.

카메라의 촬상 영역을 필름의 이송 방향에 따라 조도를 기준으로 bright field, gray field 및 dark field로 나누었다. 이때 각각 영역의 영상 조도는 Bright field가 90그레이 이상 내지 150 그레이, Gray field가 30그레이 이상 내지 90그레이 미만, Dark field가 0그레이 이상 내지 30그레이 미만이었다.

이후, 상기 서브 촬상 영역의 폭만큼 필름이 이송될 때마다 촬상을 수행하여, 관측된 동일한 이물 결함에 대해 Bright field, Gray field, Dark field에서 촬영된 사진을 도 5에 도시하였고, 이와 동일하게 요철 결함에 대해서도 도 6에 도시하고, 스크래치 결함에 대해서도 도 7에 도시하였다.

도 5 내지 7을 참조하면 이물 결함이 bright field에서, 요철 결함이 gray field에서, 스크래치 결함이 dark field에서 용이하게 관찰되는 것을 확인할 수 있다.

종래 이들 결함을 각각 다 검출하기 위해서는 3개의 광원과 카메라, 즉 3개의 광학계를 갖추어야 했으나, 본 발명은 1개의 시스템으로 이들 각 결함을 모두 검출 가능하다.

Claims (16)

1. 이송되는 필름의 일측에서 광을 조사하는 광원; 및
   상기 필름을 촬상하는 촬상 장치로서, 상기 광이 조사되는 상기 필름의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치게 촬상하도록, 상기 필름의 이송방향으로 상기 광원과 이격되게 배치되는 촬상장치;를 포함하며,
   상기 촬상영역은,
   상기 조사영역과 겹치는 정도에 따라 조도범위를 달리하며, 상기 촬상장치에 의해 동시에 획득되는 복수의 서브 촬상 영역으로서, 상기 필름의 이송방향에 따라 순차적으로 배치되어 상기 필름의 전체 영상에 대해 각각 획득되는 복수의 서브 촬상영역;을 포함하는 광학 필름 검사장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 광원의 광 조사 방향과 촬상 장치의 촬상 방향이 평행한, 광학 필름 검사 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 광원의 광 조사 방향과 촬상 장치의 촬상 방향이 평행하지 않은, 광학 필름 검사 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 서브 촬상 영역마다 필름 전체의 영상을 각각 획득하도록 촬상 주기 신호를 발생시키는 주기 신호 발생부; 및
   상기 주기 신호 발생부로부터 촬상 주기 신호를 수신하여 촬상 주기마다 상기 촬상 장치에 촬상 신호를 전송하고, 상기 촬상 장치로부터 수신된 촬상 영상에서 결함을 검출하는 제어부;를 더 포함하는, 광학 필름 검사 장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 복수의 서브촬상영역의 각 서브 촬상 영역은 서로 동일한 폭을 가지며, 상기 주기 신호 발생부는 상기 서브 촬상 영역의 폭만큼 필름이 이송될 때마다 촬상 주기 신호를 발생시키는, 광학 필름 검사 장치.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 제어부는 상기 복수의 서브촬상영역의 각 서브 촬상 영역에서 수신된 촬상 영상을 서브 촬상 영역별로 연결하여 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체 영상을 획득하고, 이로부터 결함을 검출하는, 광학 필름 검사 장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 광 조사 영역은 광학 필름의 유효 영역을 포함하고, 상기 광원은 상기 유효 영역이 필름의 폭 방향으로 동일한 조도를 갖도록 광을 조사하는 광원인, 광학 필름 검사 장치.
9. 청구항 5에 있어서, 상기 결함은 이물 결함, 요철 결함 또는 스크래치 결함인, 광학 필름의 검사 장치.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 이물 결함은 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 가로, 세로 길이가 각각 30㎛ 이상인 흑색 결함, 요철 결함은 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 가로, 세로 길이가 각각 30㎛ 이상인 흑백 결함, 스크래치 결함은 주변 정상 영역과의 조도 차이가 10그레이 이상인 영역 중 폭이 30㎛ 이상이고, 길이가 폭의 3배 이상인 결함인, 광학 필름 검사 장치.
11. 이송되는 필름의 일측에서 광원을 통해 광을 조사하고, 촬상장치를 통해 상기 필름을 촬상하여 광학 필름의 결함을 검출하는 방법에 있어서,
    상기 광이 조사되는 상기 필름의 광 조사 영역과 상기 촬상되는 상기 필름의 촬상 영역의 일부가 겹치도록 상기 필름의 이송방향으로 상기 광원과 이격되게 상기 촬상장치를 배치하되, 상기 촬상영역이 상기 조사영역과 겹치는 정도에 따라 조도범위를 달리하며, 상기 필름의 이송방향에 따라 순차적으로 배치되는 복수의 서브촬상영역으로 구분되도록 상기 촬상장치를 배치하고,
    상기 촬상장치를 통해 상기 복수의 서브촬상영역을 동시에 촬상하고,
    상기 필름의 이송을 통해 상기 복수의 서브 촬상 영역이 상기 필름의 전체 영상에 대해 각각 획득되는 광학 필름 검사 방법.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 광원과 상기 촬상 장치를 상기 필름의 이송 방향으로 서로 이격되도록 배치하는, 광학 필름의 검사 방법.
13. 청구항 11에 있어서, 상기 광원의 광 조사 방향과 촬상 장치의 촬상 방향이 평행하게 배치되는, 광학 필름의 검사 방법.
14. 삭제
15. 청구항 11에 있어서,
    상기 복수의 서브 촬상 영역의 폭만큼 필름이 이송될 때마다 필름을 촬상하여 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체의 영상을 각각 획득하는, 광학 필름 검사 방법.
16. 청구항 11에 있어서, 상기 복수의 서브 촬상 영역 중 각 서브 촬상 영역에서 수신된 촬상 영상을 서브 촬상 영역별로 연결하여 각 서브 촬상 영역마다 필름 전체 영상을 획득하는, 광학 필름의 검사 방법.

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