(57)【要約】【課題】撮像手段等の解像度が従来用いられているものと同等であっても、各方向のスジ等の欠陥の検出限界が高い、フィルムの欠陥の検査方法及び検査装置を提供する。【解決手段】搬送される透明フィルムの欠陥の検査方法であって、搬送される前記フィルムの一方の面側に配置した照明により照らされた前記フィルムを、前記フィルムの他方の面側に配置した撮像手段を用いて、所定の撮像方向から撮像する工程を含み、前記所定の撮像方向は：前記フィルムの面に垂直であり、且つ前記撮像手段の撮像する画像の水平方向と、前記フィルムの幅方向とが、１５〜４５°の角度をなす撮像方向であることを特徴とする検査方法；並びに当該方法のための装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される透明フィルムの欠陥の検査方法であって、搬送される前記フィルムの一方の面側に配置した照明により照らされた前記フィルムを、前記フィルムの他方の面側に配置した撮像手段を用いて、所定の撮像方向から撮像する工程を含み、前記所定の撮像方向は：
前記フィルムの面に垂直であり、且つ
前記撮像手段の撮像する画像の水平方向と、前記フィルムの幅方向とが、１５〜４５°の角度をなす撮像方向であることを特徴とする検査方法。
【請求項２】
前記撮像が、前記フィルムと前記撮像手段との間に設けられた偏光手段を介して行われることを特徴とする、請求項１記載の検査方法。
【請求項３】
前記偏光手段が偏光フィルタであり、前記偏光フィルタが、前記照明からの光を最も遮る角度から１５〜４５°回転させた状態で設けられることを特徴とする、請求項２記載の検査方法。
【請求項４】
前記照明が、線状光源であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の検査方法。
【請求項５】
搬送される透明フィルムの欠陥の検査の検査装置であって、搬送される前記フィルムの一方の面側に配置された照明、及び前記フィルムの他方の面側に配置され、前記フィルムを所定の撮像方向から撮像しうる撮像手段を備え、前記所定の撮像方向は：
前記フィルムの面に垂直であり、且つ
前記撮像手段の撮像する画像の水平方向と、前記フィルムの幅方向とが、１５〜４５°の角度をなす撮像方向であることを特徴とする検査装置。
【請求項６】
前記フィルムと前記撮像手段との間に設けられた偏光手段をさらに備えることを特徴とする、請求項５記載の検査装置。
【請求項７】
前記偏光手段が偏光フィルタであり、前記偏光フィルタが、前記照明からの光を最も遮る角度から１５〜４５°回転させた状態で設けられることを特徴とする、請求項６記載の検査装置。
【請求項８】
前記照明が、線状光源であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムの欠陥の検査方法および装置に関し、特に照明及び撮像手段を用いたフィルムの欠陥の検査方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルムやシート等の平坦な形状の成形物（以下、単に「フィルム」という。）の製造においては、良好な品質の製品を製造するため、フィルム表面に存在する不所望な凹凸、スジ、異物、着色等の欠陥を、製造工程の途中及び／又は最終段階で検査することが必要になる。このような検査としては、動画を撮像可能なカメラ等の撮像手段で製造されるフィルムを撮像し、撮像された画像を解析することによる方法が提案されている（特許文献１及び２）。
【０００３】
しかしながら、従来の検査方法では、欠陥の検出限界が不十分であり、さらなる検出限界の向上が求められている。例えば特許文献１に記載の検査方法では、特にフィルムの搬送方向と同方向のスジ系の欠陥および斜めスジ欠陥が検出できない場合が多いという問題点がある。また特許文献２に記載の検査方法では、フィルムの搬送方向と同方向のスジ系の欠陥は検出し易くなるが、それ以外の微細スジ、斜めスジの欠陥の検出能力が不十分であるという問題点がある。
【０００４】
検出限界を向上させる手段としては、撮像手段及び撮像された画像を解析する手段の解像度を向上することが考えられるが、それにはコストの増加や検出速度の低下などの不都合が伴う。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３９９５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１７８５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、撮像手段等の解像度が従来用いられているものと同等であっても、各方向のスジ等の欠陥の検出限界が高い、フィルムの欠陥の検査方法及び検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を進めたところ、撮像手段と照明との位置関係及び撮像手段のフィルムに対する角度を特定のものとすることにより、撮像手段等の解像度を特に向上させなくてもスジ等の欠陥の検出限界を高めることができることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００８】
本発明によれば、下記のものが提供される：
〔１〕  搬送される透明フィルムの欠陥の検査方法であって、搬送される前記フィルムの一方の面側に配置した照明により照らされた前記フィルムを、前記フィルムの他方の面側に配置した撮像手段を用いて、所定の撮像方向から撮像する工程を含み、前記所定の撮像方向は：前記フィルムの面に垂直であり、且つ前記撮像手段の撮像する画像の水平方向と、前記フィルムの幅方向とが、１５〜４５°の角度をなす撮像方向であることを特徴とする検査方法。
〔２〕  前記撮像が、前記フィルムと前記撮像手段との間に設けられた偏光手段を介して行われることを特徴とする、前記検査方法。
〔３〕  前記偏光手段が偏光フィルタであり、前記偏光フィルタが、前記照明からの光を最も遮る角度から１５〜４５°回転させた状態で設けられることを特徴とする、前記検査方法。
〔４〕  前記照明が、線状光源であることを特徴とする、前記検査方法。
〔５〕  搬送される透明フィルムの欠陥の検査の検査装置であって、搬送される前記フィルムの一方の面側に配置された照明、及び前記フィルムの他方の面側に配置され、前記フィルムを所定の撮像方向から撮像しうる撮像手段を備え、前記所定の撮像方向は：前記フィルムの面に垂直であり、且つ前記撮像手段の撮像する画像の水平方向と、前記フィルムの幅方向とが、１５〜４５°の角度をなす撮像方向であることを特徴とする検査装置。
〔６〕  前記フィルムと前記撮像手段との間に設けられた偏光手段をさらに備えることを特徴とする、前記検査装置。
〔７〕  前記偏光手段が偏光フィルタであり、前記偏光フィルタが、前記照明からの光を最も遮る角度から１５〜４５°回転させた状態で設けられることを特徴とする、前記検査装置。
〔８〕  前記照明が、線状光源であることを特徴とする、前記検査装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の検査方法及び検査装置によれば、フィルムの欠陥、特にフィルム上の各方向のスジ欠陥を、高い検出限界で検出することができ、フィルムの製造の際の検査方法、特に光学フィルムを製造ラインにおいて大量且つ連続的に製造する際の検査方法として特に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の検査方法は、搬送される透明フィルムの欠陥の検査方法である。本明細書において透明フィルムとは、透明な平坦な形状の成形物である。透明フィルムは好ましくは、製造ラインにおいて連続的に成形される長尺の形状であるが、搬送可能な形状であればこれに限られない。前記フィルムの欠陥としては、特に限定されず、不所望な凹凸、スジ、異物、着色等の各種の欠陥を挙げることができるが、スジ状の欠陥を特に好ましく検査することができる。
【００１１】
フィルムの種類及び用途は特に限定されないが、本発明の検査方法において特に良好に検出できる、フィルム上の微細なスジ状の欠陥の発生が問題となりやすい、光学的な用途のフィルムの検査を好ましく行うことができる。より具体的には、液晶表示装置等の表示装置を構成する各層またはその材料となるフィルムの製造工程における検査を好ましく行うことができる。
【００１２】
本発明で用いる照明としては、線状の形状を有する光源を用いることが好ましい。当該線状光源としては、蛍光灯、ハロゲンロッド等の円筒形状の光源を好ましく用いることができる。
【００１３】
本発明で用いる撮像手段としては、通常の製品検査に用いるＣＣＤカメラ等のカメラを用いることができる。前記撮像手段は、通常、水平方向が長手方向であり、垂直方向が短手方向である矩形の画像を、水平方向と平行な方向に走査線を有する態様で、動画として撮像するものを好ましく用いることができる。なお本明細書において画像の「水平方向」及び「垂直方向」とは、検査装置全体の水平方向及び垂直方向とは別に、撮像手段により撮像された画像を立面像として見た場合の水平方向及び垂直方向をいう。
【００１４】
本発明の検査方法では、搬送される前記フィルムの一方の面側に配置した前記照明により照らされた前記フィルムを、前記フィルムの他方の面側に配置した前記撮像手段を用いて、所定の撮像方向から撮像する。本発明において前記所定の撮像方向は、下記条件(i)及び(ii)を満たす方向である。
(i)前記フィルムの面に垂直である。
(ii)前記撮像手段の撮像する画像の水平方向と、前記フィルムの幅方向とが、１５〜４５°の角度をなす。
なお本明細書において、搬送されるフィルムの「幅方向」とは、便宜上、フィルムの搬送方向に垂直で且つフィルムの面と平行な方向を意味する。
【００１５】
前記所定の方向を、図１及び図２に示す実施形態を例として説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態の例の概略を示す側面図であり、図２は図１の例を上面から見た上面図である。本実施形態において、製造工程の途中又は製造工程の最終段階であるフィルム１１１は、矢印Ａの方向に水平に搬送されている。フィルム１１１の下側には線状光源１２１が配置され、フィルムの上面には撮像手段であるカメラ１０１が配置されている。
【００１６】
破線１０２は、カメラ１０１の撮像方向を示している。即ち撮像方向１０２の線上に位置するものが、カメラ１０１により撮像される画像の中心に位置することになる。撮像方向１０２は、フィルム１１１の面に垂直な方向となっている。本発明においてこれらが「垂直」であるとは、本発明の効果を損ねない範囲での誤差を含んでいてもよく、具体的には例えば、垂直方向から任意の向きに±３°以内の範囲で傾いていてもよい。これにより、上記条件(i)を満足する。
【００１７】
図２において、カメラ１０１ａ及び１０１ｂは、長方形の形状で概略的に示される。この長方形の長辺方向が、撮像される画像の水平方向に対応する。画面は、撮像方向１０２に垂直な面であり、上記の通り撮像方向１０２はフィルム１１１の面に垂直なので、画面とフィルム１１１とは平行である。ここで、図２に示される通り、カメラ１０１ａ及び１０１ｂを、撮像方向１０２を軸にして回転させ、フィルム幅方向に対し傾けて配置することにより、カメラ１０１ａ及び１０１ｂにより撮像される画像の水平方向１０３が、フィルム１１１の幅方向１１２と、角θt1をなす。ここで角θt1が１５〜４５°の範囲内である場合、上記条件(ii)を満足する。角度θt1は、好ましくは２５〜３５°とすることができる。このような撮像方向とすることにより、欠陥のエッジが強調された画像を撮影することができ、検査を良好に行うことができる。
【００１８】
図２に示す通り、本発明においては、ライン上に複数対の撮像手段及び照明を設けることが、幅広いフィルムの検査が可能となるため好ましいが、１対の撮像手段及び照明のみでも、好ましい本発明の効果を得ることができる。
【００１９】
本発明の検査方法において、前記撮像方向は、前記照明が前記画像内に入る撮像方向とすることが好ましく、さらには、前記照明の中心が前記画像の中心に位置する撮像方向とすることがさらに好ましい。この態様を図１及び図２の実施態様を参照して具体的に説明すると、カメラ１０１ａ及び１０１ｂの撮像方向１０２は、それぞれ線状光源１２１ａ及び１２１ｂの中心点１２５ａ及び１２５ｂに向けられている。このような撮像方向とすることにより、後述する偏光手段と組み合わせても十分な光量が確保できるなどの理由で、欠陥をより良好に検査することができる。
【００２０】
本発明の検査方法において、撮像は、好ましくは、前記フィルムと前記撮像手段との間に設けられた偏光手段を介して行われる。当該偏光手段としては、好ましくは偏光フィルタを用いることができる。前記偏光フィルタの偏光方向は、特に限定されず検査が良好に行われるよう任意の角度に設定することができるが、偏光フィルタを、前記照明からの光を最も遮る角度から１５〜４５°回転させた状態で設けることが特に好ましい。
【００２１】
この態様を、図１及び図２の例を参照して具体的に説明すると、偏光手段である偏光フィルタ１５１（図１においてのみ図示）は、カメラ１０１とフィルム１１１との間に設けることができる。偏光フィルタ１５１の面は、撮像方向１０２が垂直に交わる方向とすることが好ましい。また、偏光フィルタ１５１は、好ましくはカメラ１０１の撮像する画面の全ての領域をカバーする態様で設けられる。
【００２２】
偏光フィルタ１５１の偏光方向は、特に限定されず検査が良好に行われるよう任意の角度に設定することができるが、好ましくは、偏光フィルタ１５１を撮像方向１０２を軸に回転させながら線状光源１２１からの光量を観察し、線状光源１２１からの光を最も遮る角度から１５〜４５°回転させた状態とする。これにより、欠陥のコントラストが強調され、検出をより良好に行うことができる。
【００２３】
本発明の検査方法において、照明として線状光源を採用した場合の、線状光源の向きは、特に限定されないが、その長軸方向が、フィルム面と平行で、且つ撮像手段の画像の水平方向と平行な方向とすることが好ましい。本発明においてこれらが「平行」であるとは、本発明の効果を損ねない範囲での誤差を含んでいてもよく、具体的には例えば、平行方向から任意の向きに±３°以内の範囲で傾いていてもよい。
【００２４】
この態様を、図１及び２の例を参照して具体的に説明すると、この例において、線状光源１２１ａ及び１２１ｂは、平行に配置されている。これらの長軸１２２は、フィルム１１１の面と平行であり、且つ、フィルム１１１の幅方向１１２と、角θs1をなす。ここでθS1が、前述の角θt1と等しければ、線状光源の長軸方向が、フィルム面と平行で、且つ撮像手段の画像の水平方向と平行な方向となる。このような方向とすることにより、欠陥のエッジが強調された画像を撮影することができ、検査を良好に行うことができる。
【００２５】
なお、本発明は前記実施形態には限定されず、本願請求項及びその均等の範囲内において、種々の修正及び変更を施すことができる。例えば、本発明の検査方法において、前記撮像の工程は、さらに、任意に、前記フィルムと前記照明との間に別の偏光手段、スリット、拡散板等の他の光学的素子を設けて行ってもよい。
【００２６】
また、本発明の検査方法は、任意の工程として、前記撮像手段により撮像された画像を、解析手段により解析して欠陥を検出する工程、及び／又は撮像された画像をモニタにより表示し目視により欠陥を検出する工程を含むことができる。解析手段による欠陥の検出は、例えば、明度、色調等の、１以上の画像のパラメータにおいて、フィルムの地合いの値から一定範囲内の閾値を設定し、撮像された画像において前記１以上の画像パラメータのうちの１以上において閾値外の値が検出された部分を欠陥として検出することにより行うことができる。また、さらに任意の工程として、前記欠陥検出工程により欠陥が検出された位置を、フィルムの面上の位置に対応付けて記録する工程を含むことができる。
【００２７】
本発明の装置は、搬送される透明フィルムの欠陥の検査の検査装置であって、搬送される前記フィルムの一方の面側に配置された照明、及び前記フィルムの他方の面側に配置され、前記フィルムを、前記条件(i)及び(ii)を満たす所定の撮像方向から撮像しうる撮像手段を備える。ここで、フィルムの一方の面側及び他方の面側とは、本発明の装置内におけるフィルム搬送経路に、検査対象であるフィルムが搬送された場合における、当該フィルムの一方の面側及び他方の面側を意味し、フィルム自体が本発明の装置の構成要素であることを意味するものではない。本発明の装置は、前記本発明の検査方法を好ましく行うことができる。
【００２８】
本発明の装置は、任意に、前記フィルムと前記撮像手段との間に設けられた偏光手段、前記フィルムと前記照明との間に設けられた別の偏光手段、スリット、拡散板等の他の光学的素子を備えることができる。本発明の装置はさらに、前記撮像手段により撮像された画像を解析する解析手段、前記撮像手段により撮像された画像を表示するモニタ、検出された欠陥をフィルムの面上の位置に対応付けて記録する記録手段等を含むことができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３０】
＜実施例１＞
図１及び図２に示す検査装置を構成した。撮像手段としては５，０００画素のラインＣＣＤカメラ、照明手段としてハロゲンロッド照明を用いた。撮像方向１０２はフィルム１１１の面に対して垂直とし、且つ照明の中心に向けた。カメラの画像の水平方向１０３は、角度θt1が３０°となる角度とした。ハロゲンロッド照明の軸１２２はフィルム１１１の面に平行な方向で、且つ角度θs1が３０°となる方向とした。偏光フィルタ１５１は、フィルム１１１と平行に配置し、撮像方向１０２を軸に回転して、透過する光量が最も暗くなる位置から、上から見て時計回りの方向に３０°回転させた位置とした。
【００３１】
この検査装置に、スジ欠陥を有するサンプルフィルム（ノルボルネン樹脂フィルム（ゼオノアフィルム、株式会社オプテス社製）を原反とした塗工フィルム）を、ライン速度２０ｍ／分で送り欠陥検査を行ったところ、欠陥のエッジ及びコントラストが強調された画像を撮影することができ、幅が２００μｍ以上の流れ方向と同方向の微細スジ、斜めスジとも検出可能であった。
【００３２】
＜比較例１＞
撮像方向を、特許文献１の図１に示される従来の態様とし、その他は実施例１と同様の構成で検査装置を構成した。図３及び図４にその態様を示す。カメラ３０１、サンプルフィルム３１１及び偏光フィルタ３５１としてはそれぞれ実施例１におけるカメラ１０１、サンプルフィルム１１１及び偏光フィルタ１５１と同一のものを用いた。照明３２１としては、高周波蛍光灯を用いた。角度θt1及びθs1はいずれも０°とした。即ち、画面の水平方向及び照明３２１の軸方向３２２を、フィルムの幅方向と平行な方向とした。
【００３３】
この検査装置を用い実施例１と同様に欠陥検査を行ったところ、流れ方向と同方向の微細スジ、斜めスジとも検出不可能であった。
【００３４】
＜比較例２＞
撮像方向を、特許文献２の図３に示される従来の態様とし、その他は実施例１と同様の構成で検査装置を構成した。図５及び図６にその態様を示す。カメラ５０１、サンプルフィルム５１１及び偏光フィルタ（図示せず）としてはそれぞれ実施例１におけるカメラ１０１、サンプルフィルム１１１及び偏光フィルタ１５１と同一のものを用いた。照明５２１としては、高周波蛍光灯を用いた。照明５２１の軸５２２は、フィルム５１１の面に平行であって、フィルム５１１の幅方向５１２となす角θs3が４５°となる方向とした。撮像方向５０２はフィルム５１１の面に対し６０°の角度で、且つ照明５２１の軸５２２と垂直な方向とした。カメラの画像の水平方向５０１ｇは、照明５２１の軸５２２と平行な方向とし、線５０３及び５０４で示される画像水平方向の撮像領域が、フィルムの幅方向をほぼカバーする向きとした。
【００３５】
この検査装置を用い実施例１と同様に欠陥検査を行ったところ、実施例１より分解能及びコントラストが劣る画像が撮影された。流れ方向と同方向の微細スジの内、幅が５００μｍ以上と比較的太くエッジがシャープな部分については検出可能であったが、幅が５００μｍ以下と細い部分やエッジがブロードな部分については検出不可能であった。また、斜めスジについても同様に幅が細い部分、エッジがブロードな部分については検出不可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の好ましい実施形態の例の概略を示す側面図である。
【図２】図１の例を上面から見た上面図である。
【図３】比較例１における従来技術の実施形態の概略を示す側面図である。
【図４】図３の例を上面から見た上面図である。
【図５】比較例２における従来技術の実施形態の概略を示す側面図である。
【図６】図５の例を上面から見た上面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、３０１、３０１ａ、３０１ｂ、５０１：撮像手段（カメラ）
１０２、３０２、５０２：撮像方向
１１１、３１１、５１１：透明フィルム
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、３２１、５２１：照明
１２２、３２２、５２２：照明手段の長軸
１１２、５１２：フィルム幅方向
１５１、３５１：偏光手段（偏光フィルタ）
Ａ：フィルム搬送方向
【図１】
2008233021.tif 000003
【図２】
2008233021.tif 000004
【図３】
2008233021.tif 000005
【図４】
2008233021.tif 000006
【図５】
2008233021.tif 000007
【図６】
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