TW201809640A - 缺陷檢查系統、薄膜製造裝置及缺陷檢查方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題，係提供一種能夠容易地特定薄膜的缺陷之位置，而且能夠更容易地辨識缺陷之種類之缺陷檢査系統、薄膜製造裝置及缺陷檢査方法。
本發明之解決手段，係藉由缺陷檢査系統100a之解析裝置6的缺陷位置特定部62且藉由經缺陷檢査系統100a之影像處理部52的變化量算出部13、相同位置判定提取部14、累計部15及影像生成部16處理後的缺陷強調處理影像E(t1)，來特定在薄膜2a之缺陷D位置；藉由解析裝置6的缺陷種類辨識部63且藉由經影像處理部52的數據提取部11及數據儲存部12處理後的線分割影像DL1(t1)，來辨識經缺陷位置特定部62特定位置的缺陷D之種類。線分割影像DL1(t1)係容易辨識缺陷D的種類。因而，能夠容易地特定缺陷D的位置且能夠更容易地辨識缺陷D的種類。

Description

缺陷檢查系統、薄膜製造裝置及缺陷檢查方法
本發明係關於用以檢查薄膜的缺陷之缺陷檢査系統、薄膜製造裝置及缺陷檢査方法。
已知使用在偏光膜及相位差膜等的光學膜、電池的隔離片之檢測積層膜等的缺陷之缺陷檢査系統。此種缺陷檢査系統係於搬運方向搬運薄膜，而且在每離散時間(discrete time)拍攝薄膜的二維影像且基於所拍攝的二維影像而進行缺陷檢查。例如，專利文獻1的系統，係將二維影像分割成為於搬運方向並列之複數條線，而且使在每離散時間所拍攝的二維影像的各自之相同位置的線依照時間系列順序並列而生成線分割影像。線分割影像係被處理成為強調亮度變化之缺陷強調處理影像。藉由缺陷強調處理影像而能夠容易地特定薄膜有無缺陷和位置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第4726983號說明書
但是，薄膜的缺陷係有異物、刮痕及氣泡等的種類。在缺陷檢査系統，不僅是有無缺陷和位置，而且較佳是亦能夠辨識缺陷之種類。但是，在上述技術，因為缺陷強調處理影像係強調亮度變化，所以不容易藉由缺陷強調處理影像來辨識缺陷之種類，而期望改善。
因此，本發明之目的，係提供一種能夠容易地特定薄膜的缺陷之位置，而且能夠更容易地辨識缺陷之種類之缺陷檢査系統、薄膜製造裝置及缺陷檢査方法。
本發明係一種缺陷檢査系統，具備：光源，其係對薄膜照射光線；攝像部，其係在每離散時間拍攝從光源照射薄膜且透射薄膜或反射後的光線所產生的二維影像；搬運部，其係相對於光源及攝像部，於搬運方向相對地搬運薄膜；影像處理部，其係將攝像部所拍攝的二維影像的影像數據進行處理；及解析部，其係將經影像處理部處理後的影像數據進行解析；影像處理部係具有：線分割處理部，其係將二維影像於搬運方向分割成為並列的複數條線，而且將在每離散時間由攝像部所拍攝的二維影像的各自之相同位置的線，處理成為依照時間系列順序並列之線分割影像的影像數據；及強調處理部，其係將經線分割處理部處理後的線分割影像，處理成為強調亮度變化之缺 陷強調處理影像的影像數據；解析部係具有：缺陷位置特定部，其係藉由經強調處理部處理後的缺陷強調處理影像的影像數據，來特定薄膜中缺陷之位置；及缺陷種類辨識部，其係藉由經線分割處理部處理後的線分割影像的影像數據，來辨識經缺陷位置特定部而特定位置的缺陷之種類。
依照該構成，藉由缺陷檢査系統的解析部的缺陷位置特定部，藉由經缺陷檢査系統的影像處理部的強調處理部處理後之缺陷強調處理影像的影像數據，來特定薄膜中缺陷之位置；而且藉由解析部的缺陷種類辨識部，藉由經影像處理部之線分割處理部處理後的線分割影像的影像數據，來辨識經缺陷位置特定部而特定位置的缺陷之種類。因為線分割影像的影像數據係不強調亮度變化，所以容易辨識缺陷之種類。因而，能夠容易地特定薄膜的缺陷之位置且能夠更容易地辨識缺陷之種類。
此時，缺陷種類辨識部，較佳是在線分割影像的缺陷之位置，藉由將亮度合計、亮度平均、亮度中央值、亮度分散、亮度梯度方向、亮度梯度的大小、缺陷的面積、缺陷的周圍長度、缺陷的圓形度、缺陷的費雷特直徑(Feret's diameter)及缺陷的縱橫比之任一者設為特徵量之機械學習來辨識缺陷之種類。
依照該構成，藉由缺陷種類辨識部，在線分割影像的缺陷之位置利用將亮度合計等設為特徵量之機械學習來辨識缺陷之種類。不強調亮度變化之線分割影像，係容易藉由特徵量的檢測和檢測出的特徵量進行機械學 習。因而，能夠更高精確度地辨識缺陷之種類。
又，進一步具備遮光物，其係位於光源與薄膜之間，將從光源照射薄膜之光線的一部分進行遮光，搬運部較佳是相對於光源、遮光物及攝像部，於搬運方向相對地搬運薄膜。
依照該構成，藉由遮光物將從光源照射薄膜之光線的一部分進行遮光，能夠藉由缺陷的檢測靈敏度較高且能夠檢測微小的缺陷之暗視野法來檢查薄膜的缺陷。缺陷位置特定部，為了藉由經強調處理部處理後的缺陷強調處理影像的影像數據，來特定薄膜中缺陷之位置，在暗視野法，能夠進一步提高缺陷的檢測靈敏度。另一方面，缺陷種類辨識部，因為藉由不強調亮度變化之線分割影像的影像數據來辨識缺陷之種類，能夠更容易地辨識缺陷之種類。
又，攝像部係具有：光電轉換元件；及光學構件，其係將透射薄膜或反射後的光線成像在光電轉換元件的表面；光電轉換元件及影像處理部係以與安裝基板成為一體的方式安裝為佳。
依照該構成，攝像部係具有：光電轉換元件；及光學構件，其係將透射薄膜或反射後的光線成像在光電轉換元件的表面；光電轉換元件及影像處理部係以與安裝基板成為一體的方式安裝。亦即，在具有光學構件與光電轉換元件之攝影機等的攝像部，將二維影像處理成為線分割影像及缺陷強調處理影像的影像數據之影像處理部一體 化。因而，在攝影機之後段的裝置，不必將二維影像處理成為線分割影像及缺陷強調處理影像的影像數據，而能夠減輕攝影機之後段裝置的演算負荷。
又，本發明係具備上述本發明的缺陷檢査系統之薄膜製造裝置。
另一方面，本發明係一種缺陷檢査方法，其係使用具備光源、攝像部、搬運部、影像處理部及解析部之缺陷檢査系統且具備下列步驟之缺陷檢査方法：從光源對薄膜照射光線之步驟；藉由攝像部，在每離散時間拍攝從光源照射薄膜且透射薄膜或反射後的光線所產生的二維影像之步驟；藉由搬運部，相對於光源及攝像部，將薄膜於搬運方向相對地搬運之步驟；藉由影像處理部，處理攝像部所拍攝的二維影像的影像數據之步驟；及藉由解析部，解析經影像處理部處理後的影像數據之步驟；在處理影像數據之步驟中，係具有下列步驟：將二維影像分割成為於搬運方向並列之複數條線，而且將在每離散時間由攝像部所拍攝的二維影像的各自之相同位置的線，處理成為依照時間系列順序並列之線分割影像的影像數據之步驟；及將線分割影像處理成為強調亮度變化之缺陷強調處理影像的影像數據之步驟；在解析影像數據之步驟中，係具有下列步驟：藉由缺陷強調處理影像的影像數據，來特定薄膜中缺陷之位置之步驟；及藉由線分割影像的影像數據，來辨識藉由缺陷強調處理影像的影像數據而特定位置的缺陷之種類之步驟。
此時，使用進一步具備位於光源與薄膜之間的遮光物之缺陷檢査系統，而且進一步具備藉由遮光物將從光源照射薄膜之光線的一部分進行遮光之步驟；在將薄膜於搬運方向相對地搬運之步驟中，較佳是藉由搬運部，相對於光源、遮光物及攝像部，將薄膜於搬運方向相對地搬運。
依照本發明的缺陷檢査系統、薄膜製造裝置及缺陷檢査方法，能夠容易地特定薄膜的缺陷之位置且能夠更容易地辨識缺陷之種類。
1a、1b、1c‧‧‧薄膜製造裝置
2a、2b、2c‧‧‧薄膜
3‧‧‧搬運裝置
4‧‧‧光源
5‧‧‧影像生成裝置
6‧‧‧解析裝置
7‧‧‧遮光物
8‧‧‧平行光透鏡
11‧‧‧數據提取部
11k‧‧‧第k提取部
12‧‧‧數據儲存部
12k‧‧‧第k儲存部
13‧‧‧變化量算出部
13k‧‧‧第k算出部
14‧‧‧相同位置判定提取部
15‧‧‧累計部
16‧‧‧影像生成部
20‧‧‧記憶部
21‧‧‧第1記憶部
22‧‧‧第2記憶部
22k‧‧‧第k區域
23‧‧‧第3記憶部
24‧‧‧第4記憶部
30‧‧‧顯示裝置
50a‧‧‧光學構件
50b‧‧‧光電轉換元件
51‧‧‧攝像部
52‧‧‧影像處理部
53‧‧‧影像輸出部
54‧‧‧安裝基板
61‧‧‧解析影像輸入部
62‧‧‧缺陷位置特定部
63‧‧‧缺陷種類辨識部
64‧‧‧資料庫
65‧‧‧控制部
100a、100b、100c‧‧‧缺陷檢査系統
111‧‧‧第1提取部
121‧‧‧第1儲存部
131‧‧‧第1算出部
221‧‧‧第1區域
b‧‧‧氣泡
D‧‧‧缺陷
DL1(t1)、DLj(t1)、DLj(tj)、DLk(tk)‧‧‧線分割影像
EL1(t1)、EL1(t2)、EL1(t3)、EL2(t2)、EL3(t3)、ELj(t1)、ELj(tj)、ELk(tk)‧‧‧強調處理影像
E(t1)‧‧‧缺陷強調處理影像
f‧‧‧異物
F(t1)、F(t2)、F(t3)至F(tk)至F(tn)‧‧‧攝像影像
L1(t1)、L1(t2)、L1(t3)、L1(tk)、Lj(t1)、Lj(t2)、Lj(tk)、Lj(tj)、Lk(t1)‧‧‧線
P‧‧‧辨識面
S‧‧‧特徵空間
S11至S16、S21至S24‧‧‧步驟
t1至tn‧‧‧時刻
X‧‧‧搬運方向
Y‧‧‧寬度方向
θα、θβ、θγ‧‧‧特徵量
θβ th‧‧‧特徵量臨界值
第1圖係顯示第1實施形態之缺陷檢査系統之透視圖。
第2圖係顯示第1圖的缺陷檢査系統之薄膜、光源、遮光物及影像生成裝置的配置之圖。
第3圖係顯示第1圖的影像生成裝置的構成之方塊圖。
第4圖係顯示第3圖的影像處理部的構成之方塊圖。
第5圖係顯示第1圖的解析裝置的構成之方塊圖。
第6圖係顯示第1圖的影像生成裝置的作業之流程圖。
第7圖(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H)、(I)及(J)係顯示在第1圖的影像生成裝置所處理之影像之圖。
第8圖係表示第1圖的解析裝置的作業之流程圖。
第9圖係顯示辨識缺陷之種類時所使用之特徵空間的例子之圖。
第10圖係顯示第2實施形態之缺陷檢査系統之透視圖。
第11圖係顯示第3實施形態之缺陷檢査系統之透視圖。
[用以實施發明之形態]
以下，參照圖式而詳細地說明本發明的缺陷檢査系統、薄膜製造裝置及缺陷檢査方法之適合的實施形態。
如第1圖所顯示，第1實施形態的薄膜製造裝置1a係具備第1實施形態的缺陷檢査系統100a。缺陷檢査系統100a係具備搬運裝置3、光源4、影像生成裝置5、解析裝置6、遮光物7及平行光透鏡8。
使用本實施形態的薄膜製造裝置1a所製造的薄膜2a，係例如具有偏光特性之偏光膜(光學膜)及不具有偏光特性之相位差膜(光學膜)等。又，使用本實施形態的薄膜製造裝置1a所製造的薄膜2a係貼合在偏光膜之隔離膜或保護膜等。
作為偏光薄膜的偏光片之材料，可舉出PVA(Polyvinyl Alcohol；聚乙烯醇)等，作為隔離膜和保護膜的材料，可舉出PET(Polyethylene Terephthalate；聚對苯二甲酸乙二酯)等。薄膜2a係在搬運裝置3的搬運方向X進行延伸且具有預先設定成為對搬運方向X為正交的寬度方向Y之寬度。
作為在薄膜2a所產生的缺陷，異物、刮痕、氣泡(在成形時所產生之物等)、異物氣泡(因異物的混入而產生之物等)、傷痕、裂點(knick)(因折痕等而產生之物等)、及條紋(因厚度的差異而產生之物等)。缺陷檢査系統100a係檢測該等缺陷。
如第1圖及第2圖顯示，薄膜製造裝置1a及缺陷檢査系統100a的搬運部之搬運裝置3，係在薄膜2a，藉由光源4而照射光線，以影像生成裝置5拍攝影像之位置為產生變化之方式，相對於光源4、遮光物7及影像生成裝置5，於搬運方向X相對地搬運薄膜2a。搬運裝置3係例如具備將薄膜2a於搬運方向X搬運之送出輥及捲繞輥且使用旋轉編碼器等計量搬運距離。在本實施形態，搬運速度係設定為於搬運方向2至100m/分鐘左右。在搬運裝置3之搬運速度係藉由解析裝置6等而設定及控制。
光源4係對薄膜2a照射光線。光源4係以照射對寬度方向Y為平行的線狀光線之方式配置。作為光源4，係只要是金屬鹵素燈、鹵素傳送光、螢光燈等照射不對薄膜2a的組成及性質造成影響的光線，就沒有特別限定。
影像生成裝置5，係每離散時間拍攝從光源4照射薄膜2a且透射薄膜2a後的光線所產生的二維影像。又，影像生成裝置5不僅是拍攝二維影像，而且將所拍攝的薄膜2a之二維影像的影像數據進行處理且輸出至解析裝置6。影像生成裝置5係例如能夠應用具備記載有影像處理程式的處理器之攝影機(被稱為智能型攝影機、智慧型 攝影機等)等。影像生成裝置5之細節係如後述。
解析裝置6，係解析經影像生成裝置5處理後的影像數據之解析部。解析裝置6，係依據經影像生成裝置5處理後的影像數據來特定薄膜2a的缺陷之位置且辨識特定位置後的薄膜2a之缺陷之種類。解析裝置6係只要進行二維影像數據的影像處理者，就沒有特別限定，例如能夠應用安裝有影像處理軟體之PC(個人電腦)、搭載記述有影像處理電路之FPGA(Field programmable gate array；現場可程式閘陣列)之影像擷取板等。解析裝置6之細節係如後述。
被連接至解析裝置6之顯示裝置30，係例如由PC(個人電腦)等所構成，其將藉由解析裝置6解析後的缺陷之位置及種類顯示在LC(Liquid Crystal；液晶)顯示面板、電漿顯示面板、EL(ElectroLuminescence；電激發光)顯示面板等。顯示裝置30係設定及控制在搬運裝置3之搬運速度、在影像生成裝置5之影像數據的處理條件、在解析裝置6之用以辨識缺陷之種類之參數等。又，可具有顯示經影像生成裝置5處理後的影像之顯示裝置，亦可具有顯示經解析裝置6解析後的缺陷之位置及種類之顯示裝置。
缺陷檢査系統100a係位於光源4與薄膜2a之間，亦可配置有將從光源4照射薄膜2a之光線的一部分進行遮光之遮光物7(刀刃)。遮光物7，係以從影像生成裝置5觀看時，在搬運方向X之影像生成裝置5的攝像區域 的一部分成為暗視野之方式配置。遮光物7係以從薄膜2a的散射光不直接入射影像生成裝置5，而且因薄膜2a的缺陷而散射後的散射光係被影像生成裝置5接受光線之方式配置。
將遮光物7配置在光源4與薄膜2a之間，特別是配置在光源4與遮光物7之間時，缺陷檢査系統100a亦可配置使從光源4照射至薄膜2a及遮光物7之光線的進行方向成為平行之平行光透鏡8。平行光透鏡8係例如能夠藉由遠心光學系統(telecentric optical system)而構成。
以下，進一步詳述本實施形態的影像生成裝置5。如第3圖顯示，影像生成裝置5，係具備攝像部51、影像處理部52及影像輸出部53。攝像部51係每離散時間拍攝從光源4照射薄膜2a且透射薄膜2a的光線所產生的二維影像。攝像部51係具有光學構件50a及光電轉換元件50b。光學構件50a係由光學透鏡、快門等所構成且使透射薄膜2a的光線成像在光電轉換元件50b的表面。光電轉換元件50b係由拍攝二維影像之CCD(Charge Coupled Device；電荷耦合裝置)或CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor；互補性金屬氧化膜半導體)等的攝像元件所構成之區域感測器。
影像處理部52係處理由攝像部51所拍攝的二維影像之影像數據。
影像處理部52係藉由使用FPGA(Field Programmable Gate Array；現場可程式閘陣列)、DSP(DigitalSignal Processor；數位信號處理器)等能夠重寫邏輯構成的積體電路元件，而將所實行的影像處理之內容適當地變更。例如顯示裝置30其構成係對影像處理部52為可存取的(accessible)，能夠預先使顯示裝置30記憶對應各種影像處理之重寫程式。使解析裝置6本身變更時、使在解析裝置6所進行的解析處理之內容變更時，係能夠按照該變更而藉由顯示裝置30將影像處理部52的積體電路之邏輯構成重寫。
影像輸出部53，係用以與解析裝置6連接之界面，而將經影像處理部52處理後的二維影像之影像數據亦即後述的線分割影像數據及缺陷強調處理影像數據輸出至解析裝置6。
攝像部51的光電轉換元件50b、影像處理部52的積體電路元件及影像輸出部53之界面，係例如與印刷配線基板等的安裝基板54成為一體之方式安裝。光電轉換元件50b、影像處理部52及影像輸出部53，係透過設置在安裝基板54之信號配線而進行二維影像之處理前的影像數據和處理後的影像數據之輸出入。以光電轉換元件50b、影像處理部52及影像輸出部53在1片安裝基板54成為一體之方式安裝。又，亦可將光電轉換元件50b、影像處理部52及影像輸出部53各自安裝在複數片安裝基板54，而且在殼體等的內部將該等複數片的安裝基板54之各自一體化且藉由電纜將設置在安裝基板54的各自之連接器之間連接。安裝基板54係能夠使用習知物且能夠使用電 介質層由FR-4(Flame Retardant Type 4)及聚醯亞胺所構成之樹脂基板、電介質層係由氧化鋁等的陶瓷所構成之陶瓷基板。
進一步詳述影像生成裝置5的影像處理部52。如第4圖顯示，影像處理部52係具有演算部10及記憶部20。演算部10係包含數據提取部11、數據儲存部12、變化量算出部13、相同位置判定提取部14、累計部15及影像生成部16。又，記憶部20係包含第1記憶部21、第2記憶部22、第3記憶部23及第4記憶部24。
數據提取部11係包含第1提取部111至第k提取部11k(以下，k為2以上的自然數)。第1提取部111至第k提取部11k之各自，係藉由攝像部51在每離散時間拍攝，將被記憶在記憶部20的第1記憶部21之二維影像的各自分割成為於搬運方向X並列之第1號至第k號的線，而且將藉由攝像部51在每離散時間拍攝之二維影像之各自在相同位置的第1號至第k號的線，各自提取。
數據儲存部12係包含第1儲存部121至第k儲存部12k。第1儲存部121至第k儲存部12k的各自，係使藉由數據提取部11的第1提取部111至第k提取部11k所提取之每離散時間的二維影像之各自在相同位置之第1號至第k號的線，依照時間系列順序並列且各自生成線分割影像，而且使該線分割影像的影像數據記憶在記憶部20的第2記憶部22之第1區域221至第k區域22k的各自。數據提取部11及數據儲存部12係作為線分割處理部的功 能。
變化量算出部13係包含第1算出部131至第k算出部13k。第1算出部131至第k算出部13k的各自，係將被記憶在第2記憶部22的第1區域221至第k區域22k的各自之第1號至第k號的線之線分割影像提取，而且各自生成強調在第1號至第k號的線之線分割影像之亮度變化之強調處理影像，且使該強調處理影像的影像數據記憶在記憶部20的第3記憶部23。
相同位置判定提取部14，係針對被記憶在記憶部20的第3記憶部23之第1號至第k號的線之線分割影像的強調處理影像，將顯示薄膜2a的相同位置之部位提取。累計部15係將藉由相同位置判定提取部14所提取之顯示薄膜2a的相同位置之強調處理影像之間的像素值累計，而且使其記憶在記憶部20的第4記憶部24。影像生成部16係從被記憶在記憶部20的第4記憶部24之強調處理影像之間的像素值，生成顯示薄膜2a的相同位置之強調處理影像且進而強調缺陷之缺陷強調處理影像，而且輸出至影像輸出部53。變化量算出部13、相同位置判定提取部14、累計部15及影像生成部16係作為強調處理部的功能。
影像輸出部53，係從記憶部20的第2記憶部22的第1區域221至第k區域22k，將第1號至第k號的線之線分割影像的影像數據提取且輸出至解析裝置6。又，影像輸出部53係將從影像生成部16所輸入之缺陷強調處理影像的影像數據輸出至解析裝置6。
以下，進一步詳述本實施形態的解析裝置6。如第5圖顯示，解析裝置6係具備解析影像輸入部61、缺陷位置特定部62、缺陷種類辨識部63、資料庫64及控制部65。解析影像輸入部61係將從影像生成裝置5的影像輸出部53所輸出之線分割影像的影像數據及缺陷強調處理影像的影像數據輸入。
缺陷位置特定部62，係藉由經影像生成裝置5的影像生成部16處理後的缺陷強調處理影像的影像數據，來特定薄膜中缺陷之位置。缺陷位置特定部62係將有關被特定後的缺陷之位置之缺陷位置資訊輸出至缺陷種類辨識部63及控制部65。
缺陷種類辨識部63，係藉由經影像生成裝置5的數據儲存部12處理後的線分割影像的影像數據，來辨識經缺陷位置特定部62而特定位置之缺陷之種類。缺陷種類辨識部63，係在辨識缺陷之種類時，參照記憶有用以辨識缺陷之種類的學習數據之資料庫64，而且在辨識缺陷之種類後，將缺陷之種類的結果設為新的學習數據且記憶在資料庫64。缺陷種類辨識部63係將有關辨識的缺陷之種類之缺陷種類資訊輸出至控制部65。
控制部65係總括地控制解析裝置6的各部。控制部65係基於被輸入的缺陷位置資訊及缺陷種類資訊，而製作顯示對應薄膜2a的全部區域之缺陷之位置及種類之缺陷圖。控制部65係使該缺陷圖顯示在顯示裝置30。又，控制部65係基於被輸入的缺陷位置資訊及缺陷種類資 訊，能夠藉由搬運裝置3而控制薄膜2a的搬運速度等。
以下，說明本實施形態之薄膜製造裝置1a及缺陷檢査系統100a的作業。使用上述缺陷檢査系統100a，進行從光源4對薄膜2a照射光線之步驟。藉由遮光物7而將從光源4照射薄膜2a之光線的一部分進行遮光之步驟。藉由影像生成裝置5的攝像部51，進行在每離散時間拍攝從光源4照射薄膜2a且透射薄膜2a的光線所產生的二維影像之步驟。藉由搬運裝置3，相對於光源4、遮光物7及攝像部51，進行於搬運方向X相對地搬運薄膜2a之步驟。
在以下的說明，為了使說明簡單化，在攝像部51拍攝薄膜2a的二維影像之每離散時間的間隔(1幀距(frame interval))，其藉由搬運裝置3而在搬運方向X搬運薄膜2a之距離，係設為與後述1條線之沿著搬運方向X的寬度為相同。在實際的薄膜製造裝置1a及缺陷檢査系統100a，係能夠按照被要求的缺陷檢査的精確度及製造薄膜2a之速度，而任意地設定攝像部51之1幀距及搬運裝置3的搬運速度。
藉由影像生成裝置5之影像處理部52，進行處理攝像部51所拍攝的二維影像的影像數據之步驟。以下，詳述藉由影像處理部52而進行之處理。藉由攝像部51在每離散時間拍攝之二維影像亦即攝像影像的各自係依次被記憶在影像處理部52之記憶部20的第1記憶部21。如第7圖(A)顯示，在時刻t1之攝像影像F(t1)，因為 來自光源4的光線係被遮光物7遮光，所以隨著到達搬運方向X的下游側，攝像影像F(t1)內的亮度變低。又，在攝像影像F(t1)，薄膜2a上係顯現缺陷D。又，在以下的說明，第7圖(A)至第7圖(J)所顯示的缺陷D，係為了說明的方便而簡化之示意圖，實際缺陷係具有按照缺陷之種類之形狀。
如第6圖顯示，影像處理部52的演算部10的數據提取部11之第1提取部111至第k提取部11k的各自，係各自將第1至k號的線提取(S11)。如第7圖(B)顯示，第1提取部111至第k提取部11k的各自，係將攝像影像F(t1)成為於搬運方向X等間隔且並列之複數條的第1號的線L1(t1)至第j號的線Lj(t1)至第k號的線Lk(t1)。如上述，線L1(t1)至線Lk(t1)在搬運方向X的寬度，在時刻t1、時刻t2、…、時刻tn(n為任意的自然數)的各自之1幀距，係與薄膜2a在搬運方向X所搬運的距離相同。
第1提取部111至第k提取部11k的各自，係各自將線L1(t1)至線Lk(t1)提取。第1提取部111至第k提取部11k的各自，係將所提取之線L1(t1)至線Lk(t1)的影像數據使其各自記憶在演算部10的數據儲存部12的第1儲存部121至第k儲存部12k。第1提取部111至第k提取部11k的各自，係在時刻t2、時刻t3…、時刻tn，對攝像影像F(t2)、攝像影像F(t3)至攝像影像F(tn)進行同樣的處理。
如第6圖顯示，第1儲存部121至第k儲存 部12k的各自，在每離散時間由攝像部51所拍攝的攝像影像F(t1)至攝像影像F(tn)的各自之相同位置的線L1(t1)、線L1(t2)、…、線L1(tn)等、線Lj(t1)、線Lj(t2)、…、線Lj(tn)等及線Lk(t1)、線Lk(t2)、…、線Lk(tn)等，處理成為依照時間系列順序並列之線分割影像的影像數據，而且使各自記憶在記憶部20之第2記憶部22的第1區域221至第k區域22k(S12)。
舉出第1號的線分割影像作為例子而說明。如第7圖(C)顯示，第1儲存部121係將每離散時間所拍攝的攝像影像F(t1)、攝像影像F(t2)、攝像影像F(t3)、…的各自之第1號的線L1(t1)、線L1(t2)、線L1(t3)、…依照時間系列順序(搬運方向X)並列。如第7圖(D)顯示，第1儲存部121，係使攝像影像F(t1)至攝像影像F(tk)的各自之第1號的線L1(t1)至線L1(tk)依照時間系列順序並列且生成第1號的線分割影像DL1(t1)。線分割影像DL1(t1)的t1係在線分割影像DL1(t1)之搬運方向X的最上游側的線，其意味著在時刻t1所拍攝的攝像影像F(t1)之第1號的線。第1儲存部121係同樣地進行而生成線分割影像DL1(t2)、線分割影像DL1(t3)、…，而且使其記憶在第1區域221。在第1儲存部121至第k儲存部12k，係進行同樣的處理。
如第6圖顯示，變化量算出部13之第1算出部131至第k算出部13k的各自，係藉由第1儲存部121至第k儲存部12k的各自而被處理，將各自被記憶在第1區域221至第k區域22k之線分割影像DL1(t1)等提取，而 且將線分割影像DL1(t1)等處理成為在線分割影像DL1(t1)等之強調亮度變化之強調處理影像的影像數據且使其記憶在記憶部20的第3記憶部23(S13)。
又，舉出第1號的線分割影像DL1(t1)作為例子而說明。如第7圖(E)顯示，在第1算出部131，係生成在線分割影像DL1(t1)之強調亮度變化之強調處理影像EL1(t1)。第1算出部131係例如進行算出在線分割影像DL1(t1)之像素的各自之間的亮度變化的梯度之微分演算。第1算出部131所算出的微分值，係將在線分割影像DL1(t1)之像素的各自進行變換。藉此，第1算出部131能夠生成強調在線分割影像DL1(t1)的亮度變化之強調處理影像EL1(t1)。第1算出部131係同樣地進行而生成強調處理影像EL1(t2)、強調處理影像EL1(t3)、…且使其記憶在第3記憶部23。在第1算出部131至第k算出部13k係進行同樣的處理。又，在以下的說明，在第7圖(E)、第7圖(G)至(I)進行強調處理之缺陷D，係為了說明的方便而設為簡化之示意圖且使不強調處理之第7圖(D)等的缺陷D成為黑白反轉之物而顯示。
如第6圖，演算部10的相同位置判定提取部14，係將被記憶在第3記憶部23之強調處理影像EL1(t1)等之顯示薄膜2a的相同位置之強調處理影像EL2(t2)、強調處理影像EL3(t3)、…強調處理影像ELj(tj)等提取，演算部10的累計部15係將所提取的強調處理影像EL1(t1)、…、強調處理影像ELj(tj)等的像素值累計(S14)。
舉出在第7圖(F)顯示之第j號的線分割影像DLj(t1)作為例子而說明。線分割影像DLj(t1)係將在時刻t1之第j號的線Lj(t1)、在時刻t2之第j號的線Lj(t2)、…、在時刻tk之第j號的線Lj(tk)依照時間系列順序並列者。
如第7圖(G)，生成在線分割影像DLj(t1)之強調亮度變化之強調處理影像ELj(t1)。強調處理影像ELj(t1)，係搬運方向X的最上游側的線在時刻t1被拍攝的攝像影像F(t1)之第j號線之物。因而，在第j號的線的強調處理影像，顯示與第1號線的強調處理影像EL1(t1)相同位置之強調處理影像，係如第7圖(H)顯示，為在時刻tj之強調處理影像ELj(tj)。同樣地進行，相同位置判定提取部14係將顯示相同位置之強調處理影像EL1(t1)、強調處理影像EL2(t2)、強調處理影像EL3(t3)、…、強調處理影像ELk(tk)等提取。
累計部15係將顯示相同位置之強調處理影像EL1(t1)、強調處理影像EL2(t2)、強調處理影像EL3(t3)、…、強調處理影像ELk(tk)等的像素值累計且使其記憶在第4記憶部24。演算部10的影像生成部16係從記憶在第4記憶部24之像素值，使其生成如第7圖(I)的缺陷強調處理影像E(t1)。
如第6圖顯示，影像生成部16係將缺陷強調處理影像E(t1)等的影像數據輸出至影像輸出部53，影像輸出部53係將缺陷強調處理影像E(t1)等的影像數據輸出至解析裝置6(S15)。又，影像生成部16係將顯示薄膜2a 的相同位置之線分割影像DL1(t1)、線分割影像DL2(t2)、…、線分割影像DLk(tk)等的影像數據從第2記憶部提取而輸出至影像輸出部53，影像輸出部53係將線分割影像DL1(t1)、線分割影像DL2(t2)、…、線分割影像DLk(tk)等的影像數據輸出至解析裝置6(S16)。
如第7圖(F)顯示，例如線分割影像DLj(t1)，係搬運方向X的最上游側的線在時刻t1被拍攝的攝像影像F(t1)之第j號線之物。因而，顯示與線分割影像DL1(t1)相同位置之影像，係如第7圖(J)顯示，為在時刻tj之線分割影像DLj(tj)。同樣地進行，影像輸出部53係將顯示相同位置之線分割影像DL1(t1)、線分割影像DL2(t2)、…、線分割影像DLj(tj)等的影像數據輸出至解析裝置6。
藉由解析裝置6，進行將經影像生成裝置5的影像處理部52處理後的影像數據解析之步驟。以下，詳述藉由解析裝置6而進行之處理。從影像生成裝置5的影像輸出部53，將缺陷強調處理影像E(t1)等的影像數據、線分割影像DL1(t1)、…、線分割影像DLk(tk)等的影像數據輸入至解析裝置6的解析影像輸入部61。
如第8圖顯示，解析裝置6的缺陷位置特定部62，係藉由經影像生成裝置5的變化量算出部13、相同位置判定提取部14、累計部15及影像生成部16處理後的缺陷強調處理影像E(t1)等的影像數據，來實施特定在薄膜2a之缺陷D的位置之步驟(S21)。缺陷D的位置，係例如能夠以將搬運方向X及寬度方向Y設為座標軸之二維正交 座標系表示。缺陷位置特定部62係將經特定的缺陷位置資訊輸出至缺陷種類辨識部63及控制部65。
解析裝置6的缺陷種類辨識部63，係藉由經影像生成裝置5的數據提取部11及數據儲存部12處理後的線分割影像DL1(t1)、…、線分割影像DLj(tJ)等的影像數據，而將經缺陷位置特定部62特定位置的缺陷D之特徵量提取(S22)。缺陷種類辨識部63係在線分割影像DL1(t1)、…、線分割影像DLk(tk)等缺陷D的位置，將例如亮度合計、亮度平均、亮度中央值、亮度分散、亮度梯度方向、亮度梯度的大小、缺陷D的面積、缺陷D的周圍長度、缺陷D的圓形度、缺陷D的費雷特直徑及缺陷D的縱橫比設為缺陷D的特徵量而提取。
缺陷種類辨識部63，係藉由經影像生成裝置5的數據提取部11及數據儲存部12處理後的線分割影像DL1(t1)、…、線分割影像DLk(tk)等的影像數據，來實行辨識經缺陷位置特定部62特定位置的缺陷D之種類之步驟(S23)。缺陷種類辨識部63係藉由在線分割影像DL1(t1)、…、線分割影像DLk(tk)等缺陷D的位置，將亮度合計等設為特徵量之類神經網路(Neural Network)等的機械學習，來辨識缺陷D的異物、刮痕、氣泡、異物氣泡、傷痕、裂點及條紋等的種類。
在解析裝置6的資料庫64，係記憶有將亮度合計等設為特徵量之學習數據。缺陷種類辨識部63係例如在第9圖顯示之將亮度合計、亮度平均、亮度中央值等設 為特徵量θα、特徵量θβ及特徵量θγ之特徵空間S，標繪缺陷D的特徵量θα、θβ、θγ。在第9圖的例子，係標繪複數個氣泡b及異物f的缺陷D之特徵量θα、θβ、θγ。缺陷種類辨識部63係一面參照資料庫64一面例如在特徵空間S藉由特徵量θβ的特徵量臨界值θβ th而設定辨識面P。藉此，缺陷種類辨識部63係能夠辨識氣泡b及異物f。缺陷種類辨識部63係同樣地進行而辨識缺陷D的異物、刮痕、氣泡、異物氣泡、傷痕、裂點及條紋等的種類。
如第8圖顯示，缺陷種類辨識部63，係使藉由缺陷D的種類辨識而使新得到的學習數據記憶在資料庫64(S24)。又，缺陷種類辨識部63，係將經辨識的缺陷種類資訊輸出至控制部65。又，作為用以辨識缺陷D的種類之機械學習，缺陷種類辨識部63亦可應用以AdaBoost作代表之提升演算法(boosting)、及主成分分析等的降維法(method of reduction of dimension)。控制部65係基於被輸入的缺陷位置資訊及缺陷種類資訊，而製作及顯示缺陷圖且藉由控制搬運裝置3而控制薄膜2a的搬運速度等。
依照本實施形態，藉由缺陷檢査系統100a的解析裝置6之缺陷位置特定部62，依據經缺陷檢査系統100a的影像處理部52之變化量算出部13、相同位置判定提取部14、累計部15及影像生成部16處理後的缺陷強調處理影像E(t1)的影像數據，能夠特定薄膜2a之缺陷D的位置；藉由經解析裝置6的缺陷種類辨識部63，依據經影 像處理部52的數據提取部11及數據儲存部12處理後的線分割影像DL1(t1)的影像數據，能夠辨識經缺陷位置特定部62特定位置之缺陷D的種類。因為線分割影像DL1(t1)的影像數據係不強調亮度變化，所以容易辨識缺陷D的種類。因而，能夠容易地特定薄膜2a的缺陷之位置且能夠更容易地辨識缺陷D的種類。
又，依照本實施形態，藉由缺陷種類辨識部63，在線分割影像DL1(t1)的缺陷D之位置，依據將亮度合計等設為特徵量之機械學習而能夠辨識缺陷D的種類。不強調亮度變化之線分割影像DL1(t1)，依據特徵量的檢測和檢測出的特徵量之機械學習為容易。因而，能夠更高精確度辨識缺陷D的種類。
而且，依照本實施形態，藉由遮光物7而將從光源4照射薄膜2a之光線的一部分進行遮光，缺陷D的檢測靈敏度較高，藉由能夠檢測微小的缺陷D之暗視野法而能夠檢查薄膜2a的缺陷。因為缺陷位置特定部62，係藉由經變化量算出部13、相同位置判定提取部14、累計部15及影像生成部16處理後的缺陷強調處理影像E(t1)的影像數據，來特定在薄膜2a之缺陷D的位置，所以在暗視野法，能夠更提高缺陷D的檢測靈敏度。另一方面，因為缺陷種類辨識部63係藉由不強調亮度變化之線分割影像DL1(t1)的影像數據來辨識缺陷D的種類，所以能夠更容易地辨識缺陷D的種類。
又，依照本實施形態，攝像部51係具有：光 電轉換元件50b；及光學構件50a，其係將透射薄膜2a後的光線成像在光電轉換元件50b的表面；光電轉換元件50b及影像處理部52係與安裝基板54安裝成為一體。亦即，在具有光學構件50a及光電轉換元件50b之攝影機等的攝像部51，係與將處理成為二維影像線分割影像DL1(t1)及缺陷強調處理影像E(t1)的影像數據之影像處理部52一體化。因而，在攝影機後段的裝置，不必將二維影像處理成為線分割影像DL1(t1)及缺陷強調處理影像E(t1)的影像數據，而能夠減輕攝影機後段的裝置之演算負荷。
以下，說明本發明的第2實施形態。如第10圖顯示，本實施形態的薄膜製造裝置1b，係具備上述第1實施形態之薄膜製造裝置1a的搬運裝置3、影像生成裝置5及解析裝置6。但是在本實施形態的缺陷檢査系統100b，光源4、遮光物7及影像生成裝置5係配置在薄膜2a的相同面側，影像生成裝置5係在每離散時間拍攝從光源4照射薄膜2a且在薄膜2a反射後的光線所產生的二維影像之點，係與上述第1實施形態不同。此種反射式的薄膜製造裝置1b及缺陷檢査系統100b，亦達成與上述第1實施形態同樣的作用效果。
以下，說明本發明的第3實施形態。如第11圖顯示，本實施形態的薄膜製造裝置1c，係除了與上述第1實施形態的缺陷檢査系統100a同樣的缺陷檢査系統100c以外，係各自具備將薄膜2a搬運至影像生成裝置5之搬運裝置3、將薄膜2b搬運至影像生成裝置5之搬運裝置3。 又，薄膜製造裝置1c，係藉由搬運裝置3而使薄膜2a與薄膜2b貼合來製造經層積的薄膜2c。影像生成裝置5係與上述第1實施形態同樣地進行經層積的薄膜2c之缺陷檢査。薄膜2c係例如能夠應用在電池用隔離片薄膜等。又，薄膜2c係可設為將具有偏光特性之偏光膜(光學膜)和不具有偏光特性之相位差膜(光學膜)等，與隔離膜、保護膜等其它的薄膜貼合而成之薄膜等。
以上，說明本發明的實施形態，但是本發明係不被上述實施形態限定，而能夠以各式各樣的形態來實施。
3‧‧‧搬運裝置
5‧‧‧影像生成裝置
6‧‧‧解析裝置
30‧‧‧顯示裝置
61‧‧‧解析影像輸入部
62‧‧‧缺陷位置特定部
63‧‧‧缺陷種類辨識部
64‧‧‧資料庫
65‧‧‧控制部

Claims (7)

  1. 一種缺陷檢査系統，具備：光源，其係對薄膜照射光線；攝像部，其係在每離散時間拍攝從前述光源照射前述薄膜且透射前述薄膜或反射後的前述光線所產生的二維影像；搬運部，其係相對於前述光源及前述攝像部，於搬運方向相對地搬運前述薄膜；影像處理部，其係將前述攝像部所拍攝的前述二維影像的影像數據進行處理；及解析部，其係將經前述影像處理部處理後的前述影像數據進行解析；前述影像處理部係具有：線分割處理部，其係將前述二維影像於前述搬運方向分割成為並列的複數條線，而且將在每前述離散時間由前述攝像部所拍攝的前述二維影像的各自之相同位置的前述線，處理成為依照時間系列順序並列之線分割影像的前述影像數據；及強調處理部，其係將經前述線分割處理部處理後的前述線分割影像，處理成為強調亮度變化之缺陷強調處理影像的前述影像數據；前述解析部係具有：缺陷位置特定部，其係藉由經前述強調處理部處理後的前述缺陷強調處理影像的前述影像數據，來特定 前述薄膜中缺陷之位置；及缺陷種類辨識部，其係藉由經前述線分割處理部處理後的前述線分割影像的前述影像數據，來辨識經前述缺陷位置特定部而特定前述位置的前述缺陷之種類。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢査系統，其中前述缺陷種類辨識部，係在前述線分割影像的前述缺陷之位置，藉由將亮度合計、亮度平均、亮度中央值、亮度分散、亮度梯度方向、亮度梯度的大小、前述缺陷的面積、前述缺陷的周圍長度、前述缺陷的圓形度、前述缺陷的費雷特直徑及前述缺陷的縱橫比之任一者設為特徵量之機械學習來辨識前述缺陷之種類。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之缺陷檢査系統，進一步具備遮光物，該遮光物係位於前述光源與前述薄膜之間，將從前述光源照射前述薄膜之前述光線的一部分遮光，前述搬運部係相對於前述光源、前述遮光物及前述攝像部，於搬運方向相對地搬運前述薄膜。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之缺陷檢査系統，其中前述攝像部係具有：光電轉換元件；及光學構件，其係將透射前述薄膜或反射後的前述光線成像在前述光電轉換元件的表面；前述光電轉換元件及前述影像處理部係與安裝基板成為一體的方式安裝。
  5. 一種薄膜製造裝置，係具備如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之缺陷檢査系統。
  6. 一種缺陷檢査方法，係使用具備光源、攝像部、搬運部、影像處理部及解析部之缺陷檢査系統且具備下列步驟之缺陷檢査方法：從前述光源對薄膜照射光線之步驟；藉由前述攝像部，在每離散時間拍攝從前述光源照射前述薄膜且透射前述薄膜或反射後的前述光線所產生的二維影像之步驟；藉由前述搬運部，相對於前述光源及前述攝像部，將前述薄膜於搬運方向相對地搬運之步驟；藉由前述影像處理部，處理經前述攝像部所拍攝的前述二維影像的影像數據之步驟；及藉由前述解析部，解析經前述影像處理部處理後的前述影像數據之步驟；在處理前述影像數據之步驟中，係具有下列步驟：將前述二維影像分割成為於前述搬運方向並列之複數條線，而且將在每前述離散時間由前述攝像部所拍攝的前述二維影像的各自之相同位置的前述線，處理成為依照時間系列順序並列之線分割影像的前述影像數據之步驟；及將前述線分割影像處理成為強調亮度變化之缺陷強調處理影像的前述影像數據之步驟；在前述解析影像數據之步驟中，係具有下列步驟： 藉由前述缺陷強調處理影像的前述影像數據，來特定前述薄膜中缺陷之位置之步驟；及藉由前述線分割影像的前述影像數據，來辨識藉由前述缺陷強調處理影像的前述影像數據而特定前述位置的前述缺陷之種類之步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之缺陷檢査方法，其使用進一步具備位於前述光源與前述薄膜之間的遮光物之缺陷檢査系統，而且該缺陷檢查方法進一步具備藉由前述遮光物將從前述光源照射前述薄膜之前述光線的一部分進行遮光之步驟；在將前述薄膜於搬運方向相對地搬運之步驟中，藉由前述搬運部，相對於前述光源、前述遮光物及前述攝像部，將前述薄膜於搬運方向相對地搬運。
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