(57)【要約】【課題】欠陥検査を精度良く行える検査システム等を提供する。【解決手段】検査システム１は、検査装置３と、所定のパターンを有するパターン光を光学フィルム１０に照射する照明９と、光学フィルム１０を反射したパターン光を受光して撮影を行い第１の撮影画像を得る撮影装置５と、照明光を光学フィルム１０に照射する照明１１と、光学フィルム１０を反射した当該照明光を受光して光学フィルム１０の撮影を行い第２の撮影画像を得る撮影装置７と、を有し、検査装置３は、第２の撮影画像を第１の撮影画像におけるパターン光の歪みに応じて補正し、第２の撮影画像を用いて欠陥検査を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査装置と、
所定のパターンを有するパターン光を検査対象に照射する第１の照明と、
前記検査対象を反射または透過した前記パターン光を受光して撮影を行い第１の撮影画像を得る第１の撮影装置と、
照明光を前記検査対象に照射する第２の照明と、
前記検査対象を反射または透過した前記照明光を受光して前記検査対象の撮影を行い第２の撮影画像を得る第２の撮影装置と、
を有し、
前記検査装置は、前記第２の撮影画像を前記第１の撮影画像におけるパターン光の歪みを元に補正し、前記第２の撮影画像を用いて前記検査対象の欠陥検査を行うことを特徴とする検査システム。
【請求項２】
前記検査装置は、前記パターン光の歪みを射影変換の式の変換係数として算出し、前記第２の撮影画像の補正を前記射影変換によって行うことを特徴とする請求項１記載の検査システム。
【請求項３】
前記パターン光と前記照明光の波長は異なり、
前記第２の撮影装置は前記パターン光を受光しないことを特徴とする請求項１または請求項２記載の検査システム。
【請求項４】
前記第２の撮影装置の撮影範囲は前記第１の撮影装置の撮影範囲と重複していることを特徴とする請求項３記載の検査システム。
【請求項５】
第１の照明から検査対象に照射され、前記検査対象を反射または透過した所定のパターンを有するパターン光を第１の撮影装置により受光して撮影を行い第１の撮影画像を取得し、
第２の照明から前記検査対象に照射され、前記検査対象を反射または透過した照明光を第２の撮影装置により受光して前記検査対象の撮影を行い第２の撮影画像を取得し、
検査装置によって、前記第２の撮影画像を前記第１の撮影画像におけるパターン光の歪みを元に補正し、前記第２の撮影画像を用いて前記検査対象の欠陥検査を行うことを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査システムおよび検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学フィルムの欠陥検査装置では、フィルムに照明光を照射し、フィルムを反射または透過した照明光をラインセンサ等で受光してフィルムの撮影を行い、撮影画像に対し画像処理を行うことで欠陥を検出している。
【０００３】
欠陥にはフィルム表面の凹凸やシワ、異物、スジ、ムラ、塗工抜け等がある。フィルムの表面の凹凸やシワを検査する場合には、フィルムにパターン光を照射し、撮影画像におけるパターン光の変形の様子から欠陥を検出することもある。
【０００４】
特許文献１、２では、フィルム等の検査対象にドットパターンや縞状パターンの照明光を照射し、エリアセンサ等でパターンを撮影した画像から欠陥を検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2007-192660号公報
【特許文献２】特許第4613086号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の欠陥検査装置は、フィルムに一様な照明光を照射し、ラインセンサ等でフィルムを撮影した撮影画像から欠陥を検出する構成であり、搬送時にフィルムがバタついた場合やフィルム端部にカールが生じた場合、正確に検査を行うのが難しいという欠点があった。
【０００７】
また、特許文献１、２では一様な照明光でなく所定のパターンを有するパターン光を用いているが、この場合、パターンより小さな欠陥を検出しづらいという欠点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、欠陥検査を精度良く行える検査システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するための第１の発明は、検査装置と、所定のパターンを有するパターン光を検査対象に照射する第１の照明と、前記検査対象を反射または透過した前記パターン光を受光して撮影を行い第１の撮影画像を得る第１の撮影装置と、照明光を前記検査対象に照射する第２の照明と、前記検査対象を反射または透過した前記照明光を受光して前記検査対象の撮影を行い第２の撮影画像を得る第２の撮影装置と、を有し、前記検査装置は、前記第２の撮影画像を前記第１の撮影画像におけるパターン光の歪みを元に補正し、前記第２の撮影画像を用いて前記検査対象の欠陥検査を行うことを特徴とする検査システムである。
【００１０】
本発明によれば、フィルム等の検査対象にパターン光を照射し、第１の撮影装置でパターン光を撮影した画像からパターン光の歪みすなわち検査対象の歪みを予め計算し、第２の撮影装置で撮影した検査対象の撮影画像に対してパターン光の歪みに応じた補正を行うことで、検査対象のバタつきやカールが発生した場合でもこれを補正して高精度に欠陥が検査可能になる。また前記のように検査可能な欠陥がパターンのサイズに依存することもない。
【００１１】
前記検査装置は、前記パターン光の歪みを射影変換の式の変換係数として算出し、前記第２の撮影画像の補正を前記射影変換によって行う。
このように、パターン光の歪みは射影変換の式の変換係数として求めることで、射影変換によって第２の撮影画像の補正を好適に行うことができる。
【００１２】
前記パターン光と前記照明光の波長は異なり、前記第２の撮影装置は前記パターン光を受光しないことが望ましい。
これにより、第２の撮影画像に第１の照明からのパターン光が影響するのを防止できる。
【００１３】
前記第２の撮影装置の撮影範囲は前記第１の撮影装置の撮影範囲と重複していることが望ましい。
上記のように第２の撮影画像に第１の照明からのパターン光が影響するのを防止することで第２の撮影装置の撮影範囲を第１の撮影装置の撮影範囲に重複させることができ、検査をより正確に行えるようになりシステムもコンパクトに構成できる。
【００１４】
第２の発明は、第１の照明から検査対象に照射され、前記検査対象を反射または透過した所定のパターンを有するパターン光を第１の撮影装置により受光して撮影を行い第１の撮影画像を取得し、第２の照明から前記検査対象に照射され、前記検査対象を反射または透過した照明光を第２の撮影装置により受光して前記検査対象の撮影を行い第２の撮影画像を取得し、検査装置によって、前記第２の撮影画像を前記第１の撮影画像におけるパターン光の歪みを元に補正し、前記第２の撮影画像を用いて前記検査対象の欠陥検査を行うことを特徴とする検査方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、欠陥検査を精度良く行える検査システム等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】検査システム１を示す図。
【図２】検査装置３のハードウェア構成を示す図。
【図３】検査方法の流れを示すフローチャート。
【図４】撮影装置５、７による撮影について説明する図。
【図５】パターン光の例。
【図６】撮影画像の補正について説明する図。
【図７】パターン光の例。
【図８】検査システム１ａを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
（１．検査システム１）
図１は本発明の実施形態に係る検査システム１を示す図である。検査システム１は、検査対象の撮影画像から検査対象の欠陥を検出するものであり、検査装置３、撮影装置５、７、照明９、１１等を有する。
【００１９】
本実施形態において、検査対象はウェブ状の光学フィルム１０（以下、単にフィルムという）であり、フィルム１０をロール２０によってフィルム長手方向に搬送しつつフィルム１０の撮影を行う。光学フィルム１０は透光性を有するものであってもそうでなくてもよい。
【００２０】
検査装置３は、検査システム１での検査全体を制御するものである。図２は検査装置３のハードウェア構成を示す図である。図２に示すように、検査装置３は、例えば制御部３１、記憶部３２、入力部３３、表示部３４、通信制御部３５等をバス３６により接続して構成されたコンピュータで実現できる。但しこれに限ることなく、適宜様々な構成をとることができる。
【００２１】
制御部３１はCPU、ROM、RAMなどから構成される。CPUは、記憶部３２、ROMなどの記憶媒体に格納された検査装置３の処理に係るプログラムをRAM上のワークエリアに呼び出して実行する。ROMは不揮発性メモリであり、ブートプログラムやBIOSなどのプログラム、データなどを恒久的に保持している。RAMは揮発性メモリであり、記憶部３２、ROMなどからロードしたプログラムやデータを一時的に保持するとともに、制御部３１が各種処理を行うために使用するワークエリアを備える。
【００２２】
記憶部３２はハードディスクドライブやソリッドステートドライブ、フラッシュメモリ等であり、制御部３１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OSなどが格納される。これらのプログラムやデータは、制御部３１により必要に応じて読み出され実行される。
【００２３】
入力部３３は検査装置３に各種の設定入力を行うものである。
表示部３４は例えば液晶ディスプレイ等である。
通信制御部３５はネットワーク等を介した通信を媒介する通信インタフェースであり、撮影装置５、７等との間で通信を行う。
バス３６は、検査装置３の各部間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００２４】
撮影装置５、７は、受光レンズやCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子を備え、撮像素子で受光を行うことにより撮影を行う。
【００２５】
本実施形態では、撮影装置５（第１の撮影装置）にエリアセンサが用いられ、撮影装置７（第２の撮影装置）にはラインセンサが用いられる。図１のａは撮影装置５による撮影範囲を示し、ｂは撮影装置７によるライン状の撮影範囲（撮影ライン）を示す。
【００２６】
照明９（第１の照明）はフィルム１０に照明光を照射する光源である。本実施形態ではこの照明光として所定のパターンを有するパターン光を照射する。
【００２７】
照明９には所定の透過部のパターンを有するパターン板（パターン形成部）９０が設けられ、当該パターン板９０に照明９からの照明光を透過させることにより、上記パターンを有するパターン光をフィルム１０に照射することができる。図１のＡで示す格子状のグレー部分はフィルム１０上に照射される照明９からのパターン光を示し、フィルム１０上の撮影範囲ａ内にパターン光Ａが照射される。
【００２８】
照明１１（第２の照明）はフィルム１０に照明光を照射する光源であり、例えばバー照明等が用いられる。図１のＢで示す直線状の網掛け部分はフィルム１０上に照射される照明１１からの照明光を示し、フィルム１０上の撮影範囲ｂを含む範囲に照明光Ｂが照射される。
【００２９】
本実施形態では、照明９をフィルム１０から見て撮影装置５と同じ側に配置し、照明９からフィルム１０に照射されフィルム１０を反射したパターン光を撮影装置５で受光し、撮影を行う。同様に、照明１１もフィルム１０から見て撮影装置７と同じ側に配置し、照明１１からフィルム１０に照射されフィルム１０を反射した照明光を撮影装置７で受光し、撮影を行う。
【００３０】
ただし、フィルム１０が透光性を有するものである場合には、照明９、１１のいずれかあるいは両方をフィルム１０から見て撮影装置５、７の反対側に配置し、フィルム１０を透過した照明光を撮影装置５、７で受光するようにしてもよい。
【００３１】
本実施形態では、撮影装置７の撮影範囲ｂが撮影装置５の撮影範囲ａに重複しているが、照明９から照射するパターン光の波長と照明１１から照射する照明光の波長は重複せず異なっている。そして、撮影装置７がパターン光を受光しないようにすることで、照明９からのパターン光が撮影装置７による撮影画像に影響しないようにしている。
【００３２】
本実施形態では、例えば照明９から照射するパターン光を赤外線、照明１１から照射する照明光を可視光として、撮影装置７は可視光領域に感度を有し（可視光を受光し）、赤外線を受光しないものとする。なお、撮影装置５は赤外線領域に感度を有し、可視光を受光しないものとなっており、照明１１からの照明光が撮影装置５による撮影画像に影響することもない。
【００３３】
（２．検査方法）
次に、本実施形態に係る検査方法について説明する。図３は本実施形態の検査方法の流れを示すフローチャートであり、図の各ステップは検査装置３の制御部３１によって実行される。
【００３４】
本実施形態では、ウェブ状のフィルム１０をフィルム長手方向に搬送しつつ、照明９から照射されフィルム１０を反射したパターン光を撮影装置５によって受光して撮影を行うとともに、照明１１から照射されフィルム１０を反射した照明光を撮影装置７によって受光してフィルム１０の撮影を行う（Ｓ１）。
【００３５】
検査装置３は、センサ等（不図示）を用いた制御により撮影装置５、７の撮影タイミングを調整することで、フィルム１０上の同じ範囲についての撮影画像を得ることができる。例えば、フィルム１０が搬送されて図４（ａ）に示すようにフィルム１０上の範囲１０１のフィルム長手方向の一端が撮影範囲ｂ（撮影ライン）の位置に来たタイミングで撮影装置７による撮影を開始し、図４（ｂ）に示すようにフィルム１０上の範囲１０１が撮影範囲ａの位置に来たタイミングで撮影装置５による撮影を行い、図４（ｃ）に示すようにフィルム１０上の範囲１０１のフィルム長手方向の他端が撮影範囲ｂ（撮影ライン）の位置に来たタイミングで撮影装置７による撮影を終了することで、撮影装置５、７によってフィルム１０上の同じ範囲１０１を撮影できる。
【００３６】
検査装置３は、撮影装置５でパターン光を受光して得た撮影画像（第１の撮影画像）からパターン光の歪みを算出する（Ｓ２）。
【００３７】
本実施形態では、図５（ａ）に示すように、フィルム１０にバタつきやカール等が無く撮影画像上でパターン光が正しく映っている場合のパターンの注目点の位置（x’1,y’1）〜(x’4,y’4)を予め得て、記憶部３２等に記憶しておく。
【００３８】
そして、Ｓ２において、図５（ｂ）に例示する撮影装置５の撮影画像における当該注目点の位置（x1,y1）〜(x4,y4)を求める。そして、以下の射影変換の式１を用いてパターン光の歪みすなわちフィルム１０の歪みを射影変換の変換係数(h11〜h33)として算出する。変換係数(h11〜h33)の算出方法は既知であるが、例えば式１のx,y,x’,y’に（x1,y1,x’1,y’1）〜(x4,y4,x’4,y’4)のそれぞれの値の組を代入して得た方程式を連立させて解くことで変換係数(h11〜h33)を求めることができる。本実施形態では注目点を図５（ａ）、（ｂ）に示す４点としているが、これに限ることはない。
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【００３９】
次に、検査装置３は、撮影装置７での撮影画像（第２の撮影画像）をパターン光の歪みを元に補正する。ここでは、Ｓ２で算出した変換係数（パターン光の歪み）による射影変換の式１を用いて射影変換を行い撮影画像を補正する（Ｓ３）。
【００４０】
射影変換については既知であるので説明を省略するが、本実施形態では、図６（ａ）に例示する撮影装置７での撮影画像の各画素の位置(x,y)を式１の右辺に代入して変換後の各画素の位置(x’,y’)を得ることで射影変換を行うことができ、図６（ａ）の点線で示すフィルム１０の歪みが図６（ｂ）に示すように変換され、補正後の画像が得られる。
【００４１】
検査装置３は、Ｓ３で補正した撮影画像を用いてフィルム１０の欠陥検査を行う（Ｓ４）。欠陥検査の方法は特に限定されず、既知の画像処理技術を適用することが可能である。例えば補正後の撮影画像に対して検査領域を設定し、当該検査領域の画素を所定の閾値で二値化して欠陥の抽出を行い、その面積等によってそれが真の欠陥かどうかを判定する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、フィルム１０にパターン光を照射し、撮影装置５で撮影した画像からパターン光の歪みすなわちフィルム１０の歪みを予め計算し、撮影装置７で撮影したフィルム１０の画像に対してパターン光の歪みに応じた補正を行うことで、フィルム１０のバタつきやカールが発生した場合でもこれを正しいサイズに補正して高精度に欠陥が検査可能であり、またフィルム１０の端部等を正しく取得して検査領域を自動且つ正確に設定可能である。さらに前記のように検査可能な欠陥がパターンのサイズに依存することもない。
【００４３】
また本実施形態ではパターン光の歪みを射影変換の式の変換係数として求めることで、射影変換によって撮影装置７の撮影画像の補正を好適に行うことができる。
【００４４】
また、本実施形態では照明９からのパターン光と照明１１からの照明光の波長が異なり、撮影装置７はパターン光を受光しない構成となっているので、撮影装置７での撮影画像に照明９からのパターン光が影響するのを防止できる。そのため、撮影装置７の撮影範囲ｂを撮影装置５の撮影範囲ａに重複させることができ、システムをコンパクトに構成できる。なお、本実施形態では撮影装置７をラインセンサとしているが、撮影装置７をエリアセンサとすることも可能である。この場合、照明１１はフィルム１０上の当該エリアセンサによる撮影範囲に照明光を照射するものとする。
【００４５】
また、本実施形態では照明９からのパターン光を格子状とするが、パターン光はフィルム１０の表面の歪みが計算可能なものであればどのような形状でも良く、例えばドット状や縞状のパターンであってもよい。パターン板９０を交換することによりパターンを変更することも可能である。
【００４６】
例えば図７（ａ）は縞状のパターン光の撮影画像の例であり、この場合、縞状パターンの途切れた部分にある注目点を用いて前記した射影変換の変換係数(h11〜h33)を求めることができる。図７（ｂ）はドット状のパターン光の撮影画像の例であり、この場合、任意のドット上の注目点を用いて前記した射影変換の変換係数(h11〜h33)を求めることができる。
【００４７】
また、本実施形態では撮影装置５、７で受光する照明光の波長域を変えているが、例えば図７（ｂ）のｂに示すように撮影装置７の撮影範囲がパターン光に重ならない場合、照明９、１１からの照明光の波長を変えずに、撮影装置５、７で受光する照明光の波長域を同じとすることも可能である。例えば照明９、１１からの照明光を可視光とし、撮影装置５、７を可視光領域に感度を有するものとできる。
【００４８】
これは、図８の検査システム１ａに示すように、撮影装置５、７の撮影範囲ａ、ｂを離隔させる場合も同様である。ただし、撮影装置５、７の撮影範囲ａ、ｂが離れていると、フィルム１０が撮影範囲ａから撮影範囲ｂまで移動する間にフィルム１０の歪みが変わる可能性があるので、前記の実施形態のように撮影範囲ａ、ｂが重複しているほうが検査精度は高くなる。
【００４９】
さらに、本実施形態では検査対象を光学フィルム１０としたが、検査対象はこれに限ることはない。例えば用紙等に印刷を行った印刷物などでもよい。また撮影装置５、７や照明９、１１の設置箇所も特に限定されないが、一般的にロール２０の近くにこれらを配置して検査を行うほうが、フィルム１０のバタつき等は小さくなり高精度に検査を行うことができる。
【００５０】
以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５１】
１：検査システム
３：検査装置
５、７：撮影装置
９、１１：照明
１０：光学フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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