(57)【要約】【課題】微細な傷などを精度よく検出する。【解決手段】走行するフイルム１２に対して上方に、フイルム１２の搬送方向（Ｘ方向）に直交するように受光器２５を設置する。受光器２５に対応させてフイルム１２の下方に、Ｘ方向に直交するように２個の光源２２，２３を設置する。光源２２，２３のうち、一方の光源を受光器２５に対してＸ方向上流側に、他方の光源を受光器２５に対してＸ方向下流側に設置し、欠陥がないフイルムが位置するときに受光器２５が暗視野状態となり、欠陥があるフイルムが位置するときに受光器２５が受光状態となるようにする。２個の光源２２，２３を用いて欠陥に光を当てることで、その欠陥による散乱光や拡散光が増大し、欠陥の検出精度を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するフイルムに対してその幅方向にライン状に光を照射する投光部と、前記投光部で照明されて前記フイルムから出た光を受光する受光部と、前記受光部の受光信号に基づき前記フイルムの欠陥を判定する欠陥判定部とを有するフイルムの欠陥検出装置において、
前記投光部を２個設け、これら２個の投光部を、前記受光部に対してフイルム走行方向で上流側及び下流側にずらし、前記２個の投光部に対して前記欠陥が無いときに前記受光部が暗視野状態となり、前記欠陥があるときに前記受光部が受光状態となるように配置したことを特徴とするフイルムの欠陥検出装置。
【請求項２】
走行するフイルムに対してその幅方向にライン状に投光部により光を照射し、前記投光部で照明されて前記フイルムから出た光を受光部により受光し、前記受光部の受光信号に基づき前記フイルムの欠陥を判定部により判定して前記フイルムの欠陥を検出するフイルムの欠陥検出方法において、
前記投光部を２個設け、これら２個の投光部を、前記受光部に対してフイルム走行方向で上流側及び下流側にずらし、前記２個の投光部に対して前記欠陥が無いときに前記受光部が暗視野状態となり、前記欠陥が有るときに前記受光部が受光状態となるように配置したことを特徴とするフイルムの欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フイルムの欠陥を光学的に検出するフイルムの欠陥検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーフイルム（以下「フイルム」とする）は、優れた光透過性や柔軟性を有し、軽量薄膜化が可能であることから、光学機能性フイルムとして多岐に利用されている。この中でも、セルロースアシレート等を用いたセルロースエステル系フイルムは、前述の特性に加えて、さらに強靭性や低複屈折率を有している。このセルロースエステル系フイルムは、写真感光用フイルムをはじめとして、近年市場が拡大している液晶表示装置（ＬＣＤ）の構成部材である偏光板の保護フイルムや光学補償フイルムとして利用されている。
【０００３】
上記フイルムの製造に際しては、厳格な管理の下で製造が行われているが、様々な要因によって、製造中のフイルムには傷や汚れ等の欠陥が発生することがある。これら欠陥の検出は、フイルムに対して光源から光を照射し、そのフイルムからの光を受光器により受光し、その受光器が受光した光の信号を解析することによって、行われている。この欠陥検出方法は、光源の設置位置によって反射光方式と透過光方式とに分類される。
【０００４】
反射光方式は、走行するフイルムに対して光源と受光器とを同じ側に設置する方式であり、透過光方式は、走行するフイルムに対して、一方の面側に光源を他方の面側に受光器を設置する方式である。いずれの方式であっても一長一短があるが、フイルムの表面、裏面及びその内部に発生した欠陥をもれなく検出するという点では、透過光方式のほうが適している。
【０００５】
しかしながら、透過光方式の場合には、次のような問題がある。受光器が受光する光には、欠陥部分から出た光と、欠陥以外の部分（以下「地合い部分」とする）から出た光とがあり、フイルムの光透過率等によっては、欠陥部分から出た光の信号と地合い部分から出た光の信号とを識別することが困難になり、欠陥を精度よく検出できない。この問題に対して、特許文献１では、光源を受光器の光軸から少しずらすことによって、地合い部分から出た光の影響を抑え、欠陥部分から出た光を顕在化させている。
【特許文献１】特開平８−２８５７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の発明については、上記課題が解決される一方、欠陥が傷などである場合には、新たな問題が起こる。光源からの光がフイルム上の傷などに当たった場合には、その傷により光が散乱し、受光器はその散乱光を受光する。しかし、傷の形状によっては、散乱光が受光器から離れる方向に進んでしまい、その散乱光が受光器に十分に入射しないことがある。また、傷が微細な場合には、光が十分に散乱しないおそれがある。いずれの場合においても、受光器が受光した光の信号のうち、散乱光の信号と地合い部分の光の信号とを識別することが困難となり、欠陥を精度よく検出することができない。
【０００７】
本発明は、フイルム上に発生した微細な傷などを精度よく検出することができるフイルムの欠陥検出装置及び方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、走行するフイルムに対してその幅方向にライン状に光を照射する投光部と、前記投光部で照明されて前記フイルムから出た光を受光する受光部と、前記受光部の受光信号に基づき前記フイルムの欠陥を判定する欠陥判定部とを有するフイルムの欠陥検出装置において、前記投光部を２個設け、これら２個の投光部を、前記受光部に対してフイルム走行方向で上流側及び下流側にずらし、前記２個の投光部に対して前記欠陥が無いときに前記受光部が暗視野状態となり、前記欠陥があるときに前記受光部が受光状態となるように配置したことを特徴とする。
【０００９】
本発明のフイルムの欠陥検出方法は、前記投光部を２個設け、これら２個の投光部を、前記受光部に対してフイルム走行方向で上流側及び下流側にずらし、前記２個の投光部に対して前記欠陥が無いときに前記受光部が暗視野状態となり、前記欠陥が有るときに前記受光部が受光状態となるように配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フイルム上に発生した微細な傷などを精度よく検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のフイルムの欠陥検出装置の概略図を示す図１において、欠陥検出装置１０は透明または半透明のフイルム上に発生した欠陥を検出する。検出対象となる欠陥としては、フイルム上の汚れ、傷などが挙げられる。フイルムとしては、例えばセルロースエステル系フイルムがある。なお、この欠陥検出装置は、フイルムを製造するフイルム製造設備において、フイルムを巻き取る巻取部１１の前に設置されるが、この設置場所に限る必要はない。
【００１２】
欠陥検出装置１０では巻取部１１によってフイルム１２が巻き取られる。この巻取りによりフイルム１２が図１中Ｘ方向に搬送される。フイルム１２の搬送路には、所定の間隔で２本のガイドローラ１４，１５が配置されており、ガイドローラ１４，１５にフイルム１２が掛け渡される。ガイドローラ１４，１５は回動自在であり、フイルム１２の搬送に従動して回転する。また、ガイドローラ１４，１５の掛け渡しによって、フイルム１２は検査エリア１８で平面状に保持される。また、ガイドローラ１４にはエンコーダ２０が接続されており、このエンコーダ２０はフイルム１２が一定長搬送されるごとにエンコーダパルス信号を発生する。このエンコーダパルス信号は後述する判定部２７に送信される。
【００１３】
検査エリア１８には、光源２２，２３と、受光器２５とが配置されており、光源２２，２３と受光器２５とは、フイルム１２を挟んで互いに対向する位置にある。
【００１４】
光源２２，２３はフイルム１２の搬送路の下方に配置されており、光源本体２２ａ，２３ａと、ロッド２２ｂ，２３ｂ（図２参照）からなる。光源本体２２ａ，２３ａは集光性が高いハロゲンランプから構成され、この光源本体２２ａ，２３ａからロッド２２ｂ，２３ｂに光が伝送される。また、光源本体２２ａ，２３ａは光の強度を調整する光強度調整機能を備えている。ロッド２２ｂ，２３ｂは出力部（図示省略）を備えており、この出力部は光源本体２２ａ，２３ａからの光をライン状の光に変換して出力する。この出力される光は指向性を有している。なお、光源の構成は上記に限らず、拡散性が低く、かつ指向性の高い光を発することができるものであればよく、例えばＬＥＤをライン状に並べたもの、例えばメタルハライドランプ、ＬＥＤアレイ等であってもよい。
【００１５】
上流側の光源２２は、Ｘ方向とは反対方向に受光器２５の光軸Ｌ３から距離Ｄ１だけずらしてある。一方、下流側の光源２３は、Ｘ方向に受光器２５の光軸Ｌ３から距離Ｄ２だけずらしてある。距離Ｄ１，Ｄ２は、地合い部分から出た光に対して受光器２５が暗視野となり、欠陥部分による散乱光や拡散光に対して受光器２５が受光状態となるような距離とされる。具体的には、距離Ｄ１，Ｄ２は１８ｍｍ以上２２ｍｍ以下であることが好ましく、光源２２と光源２３とは、受光器２５の光軸Ｌ３に対して対称となる位置に設置されることが好ましい。また、光源２２，２３の光軸Ｌ１，Ｌ２は、フイルム１２上で受光器２５の光軸Ｌ３と交差することが好ましい。
【００１６】
このような位置に各光源２２，２３を設置することで、欠陥が非対称の傷などであって、一方の光源の光によって散乱した光の大部分が受光器２５に入射しない場合であっても、他方の光源から光を照射することで、多くの散乱光を受光器２５に入射させることができる。また、欠陥が微細な傷である場合には、受光器２５の光軸２５ａの上流と下流にそれぞれ光源を設けることで、散乱光の光量を増加させることができる。ここで、表１は、光軸２５ａの上流にのみ光源を設けた場合（従来方式）の欠陥に対する検出結果を、光軸２５ａの上流と下流のそれぞれに光源を設けた場合（本願方式）の欠陥に対する検出結果を示している。欠陥の検出は、フイルム１２をＸ方向から送った場合（順方向）と、フイルム１２をＸ方向とは反対方向に送った場合（逆方向）とに分けて行った。検出結果はＳ／Ｎ比で表し、このＳ／Ｎ比は欠陥部分の検出信号を地合い部分の検出信号で除したものである。検出対象とする欠陥を約２０μｍ×７０μｍの傷とした。
【表１】
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【００１７】
表１に示すように、順方向及び逆方向のいずれの場合においても、本願方式は従来方式と比較してＳ／Ｎ比が向上、即ち、欠陥の検出の精度は格段に向上する。また、従来方式では欠陥の検出結果に順方向と逆方向とでは差があるのに対して、本願方式ではその差はない。すなわち、本願方式では、欠陥の検出力に方向性が無いことを示している。なお、光源２２、２３を受光器２５の光軸Ｌ３に対して対称となるように設置したが、非対称であってもよい。この場合には、２台の光源のうち、一方の光源が光軸Ｌ３の上流側に、他方の光源が光軸Ｌ３の下流側にあればよい。
【００１８】
図２に示すように、ロッド２２ｂ、２３ｂがフイルム１２の幅方向（Ｙ方向）に位置するように、光源本体２２ａはフイルムの一端側に、光源本体２３ａはフイルム１２の他端側に位置するように設けられる。この位置に光源２２、２３を設けることにより、ロッド２２ｂ、２３ｂの出力部からライン状の光がフイルム１２の幅方向に照射される。なお、ロッド２２ｂとフイルム１２間の距離と、ロッド２３ｂとフイルム１２間の距離とを等しくすることが好ましい。この場合には、両光源２２、２３の光量を同一とする。また、多少の距離差が生じた場合には、光源本体の光強度調整機能によって、適宜光の強度を調整し、フイルム１２面上で両光源２２、２３からの光量が同一になるようにする。
【００１９】
受光器２５はフイルム１２の搬送路の上方に設置され、ＣＣＤラインカメラから構成される。受光する光には、地合い部分からの光、傷により散乱した光の他に、例えばフイルム上の汚れなどを透過した光などが挙げられる。受光器２５は、フイルム１２が一定長搬送されるごとに１ラインずつ撮像して、フイルム１２からの光を電気的な検出信号に変換して出力する。なお、受光器２５はＣＣＤラインカメラに限る必要はない。
【００２０】
図１に示すように、判定部２７は、まず、受光器２５からの検出信号に対して微分処理などの強調処理を施す。そして、判定部２７は、その強調処理が施された検出信号に基づいて、欠陥の有無の判定を行う。図３は、検出信号の波形の一例を示している。閾値Ｔｈは地合い部分の検出信号（図３中Ａ）の振幅の約２倍とされ、閾値Ｔｈを超えた検出信号（図３中Ｂ）が欠陥であると判定される。判定部２７は、１ライン分の検出信号のうち欠陥箇所に対応する信号と、エンコーダ２０からのエンコーダパルス信号とに基づいて、フイルム１２上における欠陥の位置をＸＹ平面座標で特定する。この欠陥の箇所についての情報は、ディスプレイ（図示省略）などに出力される。
【００２１】
次に、欠陥検出装置の作用について説明する。搬送機構１１によりフイルム１２は検査エリア１８まで一定速度で搬送される。検査エリア１８では、光源２２が受光器２５の光軸Ｌ３からＸ方向と反対方向に距離Ｄ１の位置に設置され、その光源２２から光がフイルム１２に対して照射される。また、光源２３が受光器２５の光軸Ｌ３からＸ方向に距離Ｄ２の位置に設置され、光源２２による光の照射に加えて、その光源２３から光がフイルム１２に対して照射される。受光器２５は、フイルム１２が一定長送られるごとに１ライン分の撮像を行う。
【００２２】
１ライン分の撮像を行うごとに、受光器２５から１ライン分の検出信号が出力され、その検出信号が判定部２７に順次送られる。そして、この判定部２７により欠陥の有無が検出されるとともに、その欠陥の箇所が特定される。この欠陥の箇所についての情報は、ディスプレイに表示される。
【００２３】
なお、本実施形態では、光源及び受光器をフイルムの搬送方向（Ｘ方向）に対して直交するようにフイルムの幅方向（Ｙ方向）に配置したが、これに限らず、Ｘ方向に対して斜めになるように光源及び受光器を配置してもよい。また、本実施形態では、一組の光源及び受光器を配置したが、複数組の光源及び受光器を配置してもよい。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例及び比較例を図４を参照しながら示し、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例及び比較例に限定されるものではない。
【００２５】
以下の条件に基づいて、実施例１〜６及び比較例１を実施した。
Ｄ１：光源２２と受光器２５の光軸Ｌ３との距離
Ｄ２：光源２３と受光器２５の光軸Ｌ３との距離
Ｄ３：受光器２５の先端２５ａから光源２２，２３の光軸Ｌ１，Ｌ２までの距離
Ｄ４：フイルム１２と光源２２との距離
Ｄ５：フイルム１２と光源２３との距離
Ｄ６：フイルム１２と受光器２５との距離
レンズＦ：受光器２５のレンズの焦点距離
絞り：受光器２５のレンズの絞り
視野幅：受光器２５の視野幅
光源：光源２２，２３として日本ピー・アイ製の伝送ライトを用いた。
なお、受光器として２０４８ｂｉｔ−１２ＭＨｚ、スキャンレートが０．２ｍｓのＣＣＤラインカメラを用いた。また、フイルム１２を液晶ディスプレイ用透明セルロースアシレートフイルムとし、検出対象とする欠陥を２０μｍ×７０μｍの傷とした。
【００２６】
実施例１〜６及び比較例１における条件を以下に示す（表２参照）。なお、実施例２〜６及び比較例１における条件については、実施例１と異なる条件のみを示す。
［実施例１］
Ｄ１を１０ｍｍ、Ｄ２を１０ｍｍ、Ｄ３を１５ｍｍ、Ｄ４を２３０ｍｍ、Ｄ５を２３０ｍｍ、Ｄ６を３４８ｍｍ、レンズＦを５５ｍｍ、絞りを２．８、視野幅を１１０ｍｍ、光源を伝送ライトとした。
［実施例２］
実施例１と比較して光源２２，２３をフイルム１２からやや遠くに設置し、Ｄ３を１９ｍｍ、Ｄ４及びＤ５を２８０ｍｍにした。
［実施例３］
実施例１と比較して光源２２，２３をフイルム１２からやや近くに設置し、Ｄ３を１２ｍｍ、Ｄ４及びＤ５を１８０ｍｍにした。
［実施例４］
実施例１の条件のうち、レンズＦを３５ｍｍに、絞りを５．６に、視野幅を１７１ｍｍにした。
［実施例５］
実施例１の条件のうち、レンズＦを８５ｍｍに、絞りを４．０に、視野幅を７０ｍｍにした。
［実施例６］
実施例１と比較して光源２３を受光器２５の光軸Ｌ３の近くに設置し、Ｄ２を８ｍｍに、Ｄ５を１８０ｍｍにした。その際、フイルム１２面上で両光源２２の光量と同一になるように、光源２３の光量を調整した。
［比較例１］
実施例１の条件のうち、光源２２，２３を光源２２の一つのみとした。
【００２７】
上記実施例１〜６及び比較例１における条件に基づいて、欠陥の検出を、フイルム１２を図４中Ｒ方向（以下「順方向」とする）から送った場合と、フイルム１２を図４中Ｌ方向（以下「逆方向」とする）から送った場合とに分けて行った。この実施例及び比較例では、欠陥に対する検出力をＳ／Ｎ比で表す。Ｓ／Ｎ比は欠陥部分の検出信号を地合い部分の検出信号で除したものである。
【００２８】
以下の表が実施例及び比較例の結果となる。
【表２】
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表２において、「ＳＮ−Ｒ」はフイルム１２を順方向から送った場合のＳ／Ｎ比を、「ＳＮ−Ｌ」はフイルム１２を逆方向から送った場合のＳ／Ｎ比をを示している。評価の欄の「◎」はフイルム上の欠陥を確実に検出できたことを、「○」はフイルム上の欠陥を検出できたが「◎」よりも検出精度が劣ることを、「△」はフイルム上の欠陥を検出できたが「○」よりも検出精度が劣ることを、「×」はフイルム上の欠陥を検出できない場合があることを示している。
【００２９】
実施例及び比較例の結果から、比較例は欠陥の検出力に方向性があることを示しており、その一方、実施例は欠陥の検出力に方向性が無いことを示している。また、実施例では、比較例と比較して、Ｓ／Ｎ比が向上している。これにより傷の欠陥を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の欠陥検出装置を示す概略図である。
【図２】図１のII−II線に沿う側面図である。
【図３】受光器による検出信号の一例を示す波形図である。
【図４】本発明の実施例及び比較例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  欠陥検出装置
１２  フイルム
２２，２３  光源
２５  受光器
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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