(57)【要約】【課題】透明性フィルム表面に付着した異物を除いて異物の個数を検出して透明性フィルムの良否を精度良く迅速に判定することができる透明性フィルムの異物検査方法を提供する。【解決手段】光源とカメラの間にクロスニコルに配置した２枚の偏光板の間を透明性フィルムを移動させ、透過してくる光源からの光をカメラで撮影し、その画像処理によって透明性フィルム中の異物を検査する方法において、異物の形状および異物の信号強度から透明性フィルム表面に付着した異物の除去処理を行った後、異物の個数を検出して透明性フィルムの良否を判定することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源とカメラの間にクロスニコルに配置した２枚の偏光板の間を透明性フィルムを移動させ、透過してくる光源からの光をカメラで撮影し、その画像処理によって透明性フィルム中の異物を検査する方法において、異物の形状および異物の信号強度から透明性フィルム表面に付着した異物の除去処理を行った後、異物の個数を検出して透明性フィルムの良否を判定することを特徴とする透明性フィルムの異物検査方法。
【請求項２】
フィルムの移動方向に平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分のうちの長い成分に対する短い成分の比が設定値以下、平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分を積算して求められる面積に対する異物の面積比が設定値以下、異物の最大長さを対角線とする正方形の面積に対する異物の面積比が設定値以下、または異物の最大長さを直径とする円の面積に対する異物の面積比が設定値以下である異物を透明性フィルム表面に付着した異物として除去処理を行う請求項１記載の異物検査方法。
【請求項３】
信号強度に高強度閾値および低強度閾値を設け、低強度閾値未満の強度信号はベース信号の振れとし、高強度閾値を超える信号を示す異物は透明性フィルム表面に付着した異物として除去処理を行う請求項１記載の異物検査方法。
【請求項４】
設定値以上の大きさの異物の個数が設定値以内および設定値未満の大きさの異物の個数が設定値以内である透明性フィルムを良品と判定する請求項１記載の異物検査方法。
【請求項５】
透明性フィルムがトリアセチルセルロースフィルムであり、フィルムの移動方向に平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分のうちの長い成分に対する短い成分の比が０．２〜０．４以下、平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分を積算して求められる面積に対する異物の面積の比が０．２〜０．４以下、異物の最大長さを対角線とする正方形の面積に対する異物の面積比が０．２〜０．４以下、または異物の最大長さを直径とする円の面積に対する異物の面積比が０．１〜０．３以下である請求項２記載の異物検査方法。
【請求項６】
透明性フィルムがトリアセチルセルロースフィルムであり、フィルム面積が１ｍ２当たり、９０μｍ以上の大きさの異物の個数が１５００個以内および９０μｍ未満の大きさの異物の個数が２０００個以内である透明性フィルムを良品と判定する請求項４記載の異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明性フィルムの異物を検査する方法に関する。詳しくは、透明性フィルム表面に付着した異物の除去処理を行った後、異物の個数を検出して透明性フィルムの良否を判定する異物検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリカーボネートフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、アセチルセルロースフィルム、ポリオレフィンフィルム、ノルボルネン系フィルム等の透明性フィルム、特に光学用途の透明性フィルムは異物が問題になる。
これらの透明性フィルムは、単独または積層して用いられる。これらのフィルムまたは積層フィルムは、製造後、少なくともその片面に保護フィルムを貼合した状態で取り扱われることが多い。
【０００３】
透明性フィルムの異物は製品の欠陥となるため検査が欠かせない。検査は、例えば、２枚の偏光板をクロスニコル、すなわちそれらの偏光軸方向が直交する状態に配置し、検査しようとする透明性フィルムを２枚の偏光板の間に配置し、光源から光を照射し、透過光の画面をカメラにより観察する方法により行われる。
検査しようとする透明性フィルムが保護フィルム粘着偏光板の場合、検査用の偏光板に対して検査しようとする保護フィルム粘着偏光板をクロスニコル状態に配置して行われる。検査しようとする保護フィルム粘着偏光板を透過する光は、検査用偏光板とにより完全に遮断されるが、検査しようとする偏光板の検査用偏光板側に異物等があるとそれ明るい部分として観察され、これにより異物を検査することができる。反対側の異物は検査しようとする偏光板を裏返して同様に検査することにより行うことができる（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２０６３２７号公報（段落［０００２］）
【特許文献２】
特開２００１−３４９８３９号公報（段落［００１２］、段落［００１３］）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このクロスニコルに配置した２枚の偏光板の間に検査しようとする透明性フィルムを配置して行う方法は優れた方法であるが、検査しようとする透明性フィルムの内部の異物なのか、表面に付着した異物なのかは判別できない。
透明性フィルムは接触、摩擦や貼合されている保護フィルムを剥離した時などに静電気が発生し、表面に塵埃が付着し易い。
透明性フィルムの異物を検査する場合に、表面に付着した塵埃を除去して行うけれども、完全に除去できるわけではなく、これが精度を妨げている。
【０００６】
本発明の目的は、透明性フィルム表面に付着した異物を除いて異物の個数を検出して透明性フィルムの良否を精度良く迅速に判定することができる透明性フィルムの異物検査方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者はかかる課題を解決するために透明性フィルムの異物検査方法について鋭意検討した結果、一般的に光学材料が扱われるクリーン環境若しくは非クリーン環境において、検出される形状が偏平状または毛糸状である異物、または相対的に大きい異物は、透明性フィルムの内部に存在する透明性フィルム由来の異物でないことが多く、判定基準として異物形状の縦横比または面積比を設定することによって、または画像の信号強度に閾値を設定して判定することによって、透明性フィルム表面に付着している異物を除いた後、異物の個数を検出して透明性フィルムの良否を精度良く迅速に判定できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、光源とカメラの間にクロスニコルに配置した２枚の偏光板の間を透明性フィルムを移動させ、透過してくる光源からの光をカメラで撮影し、その画像処理によって透明性フィルム中の異物を検査する方法において、異物の形状および異物の信号強度から透明性フィルム表面に付着した異物の除去処理を行った後、異物の個数を検出して透明性フィルムの良否を判定することを特徴とする透明性フィルムの異物検査方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、透明性フィルムの異物検査の方法を示す模式図である。光源（１０）とカメラ（２０）の間に、２枚の偏光板（１、２）が配置され、その間に検査しようとする透明性フィルム（３）が配置されている。ここで、２枚の偏光板は相互にクロスニコルに、すなわちそれらの偏光軸方向が互いに直交する状態に配置されている。カメラからの画像信号は画像処理装置（３０）で処理され、異物を検出し、モニターに出力される。なお、検査しようとする透明性フィルムが偏光板の場合には、上記２枚の偏光板は一方のみを配置して行う。
【０００９】
光源（１０）からの光は偏光板（１）の偏光軸方向の偏光成分を選択的に透過し、透明性フィルム（３）に異物がなければ、透明性フィルムを透過してくる光は偏光板（２）で阻止されてカメラの撮影画像は暗い色を呈している。透明性フィルムに周辺の正常部と位相差の異なる異物があると、その部分の偏光状態が変わり、偏光板（２）を通過し、暗い撮影画像中に明るい部分（輝点）が現れる。
【００１０】
本発明の検査対象は、透明性フィルムであれば特に制限されるものではなく、例えば、ポリカーボネートフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、ポリオレフィンフィルム、ノルボルネン系フィルム等が挙げられる。
【００１１】
カメラとしては、通常ＣＣＤカメラが使用され、撮影して得られる画像信号は、画像処理装置でコンピュータシステムを利用して画像処理し、異物が検出される。
図２には異物を検出した画像の例を示す。図中、（Ａ）は透明性フィルム中の異物、（Ｂ）は透明性フィルムに付着している糸屑状異物、（Ｃ）は透明性フィルムに付着している比較的大きい異物の例である。
透明性フィルム中の異物は、原料に起因するものや、透明性フィルムを製造中にフィルムを構成する成分から生成した不溶物、または外部から持ち込まれるものなどである。
【００１２】
用いるＣＣＤカメラの解像度にもよるが、ＣＣＤカメラの代わりに顕微鏡を用いて異物を検査した場合、透明フィルム中に含まれる異物を精度良く検出することができるが、検出範囲は狭く、全体を検査するには時間を要し、多くのサンプルを迅速に検査するには好ましい方法とは言えない。
【００１３】
図２の（Ｂ）、（Ｃ）のような異物は、顕微鏡を用いて透明性フィルム内を観察した場合には殆ど観察されないこと、また検出された透明性フィルムを洗浄する等によって減少することから、透明性フィルムの表面に付着した異物と思われる。
【００１４】
本発明において、まず異物形状および信号強度から透明性フィルムの表面に付着した異物を判別する。
糸屑状や細長い異物は透明性フィルムの表面に付着した異物である。これらは、フィルムの移動方向に平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分のうちの長い成分に対する短い成分の比が設定値以下、平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分を積算して求められる面積に対する異物の面積の比が設定値以下、異物の最大長さを対角線とする正方形の面積に対する異物の面積比が設定値以下、または異物の最大長さを直径とする円の面積に対する異物の面積比が設定値以下である異物として検出する。
【００１５】
図３はこれを説明する図である。異物は細長い楕円状に模式的に示してあり、（Ａ）において白抜き矢印はフィルムの移動方向を表し、平行方向の異物の長さ成分をＸ、垂直方向の長さ成分をＹで示す。異物のフィルムの移動方向に対する傾きの程度によって平行方向の長さ成分および垂直方向の長さ成分の大きさは変わる。本発明においては長い成分に対する短い成分の比が設定値以下の異物を表面に付着した異物と判定する。なお、図２の（Ｂ）は異物がフィルムの移動方向に平行にある場合を示す。
設定値は、フィルムの種類、付着環境にある異物によるが、トリアセチルセルロースフィルムの場合、通常、約０．２〜０．４、好ましくは約０．３とすることによって、精度良く判定できる。
【００１６】
また、平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分を積算して求められる面積に対する異物の面積比が設定値以下、異物の最大長さを対角線とする正方形の面積に対する異物の面積比が設定値以下、または異物の最大長さを直径とする円の面積に対する異物の面積比が設定値以下である異物を透明性フィルム表面に付着した異物として判定する。
図３の（Ａ）は、平行方向の異物の長さ成分Ｘと垂直方向の長さ成分Ｙを積算して求められる面積ＸＹに対する異物の面積比を説明する図である。図３の（Ｂ）は、異物の最大長さを対角線とする正方形の面積に対する異物の面積比を説明する図である。図３の（Ｃ）は、異物の最大長さを直径とする円の面積に対する異物の面積比を説明する図である。
設定値は、フィルムの種類、付着環境にある異物によるが、トリアセチルセルロースフィルムの場合、通常、平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分を積算して求められる面積に対する異物の面積の比の設定値は約０．２〜０．４、好ましくは約０．３であり、異物の最大長さを対角線とする正方形の面積に対する異物の面積比の設定値は約０．２〜０．４、好ましくは約０．３であり、異物の最大長さを直径とする円の面積に対する異物の面積比の設定値は約０．１〜０．３、好ましくは約０．２である。
【００１７】
通常、画像信号は画素または画素群毎に求められ、画素が占める長さからそれぞれの長さが、異物が占める画素の数から面積が容易に求められる。
【００１８】
更に本発明においては、信号強度に高強度閾値および低強度閾値を設け、低強度閾値未満の強度信号はベース信号の振れとし、高強度閾値を超える信号を示す異物は透明性フィルム表面に付着した異物として除去処理を行う。
ベース信号の振れによる誤信号を低強度閾値（閾値１）によって削除し、高強度閾値（閾値２）を超える信号を示す異物を透明性フィルム表面に付着した異物と判定する（図４）。
【００１９】
次に、高強度閾値（閾値２）未満で低強度閾値（閾値１）以上の信号強度を示す異物（図５）の個数を検出して透明性フィルムの良否を判定する。
透明性フィルムの良否を判定する異物の個数の設定値は、透明性フィルムの種類、用途等によって異なる。また、異物の大きさによっても異なり、異物の大きさに少なくとも１個の設定値を設け、その上下の大きさについて個数の設定値を設けることがある。
トリアセチルセルロースを偏光板（偏光子の両面に貼合して偏光板を作製）に使用する場合には、、大きい異物の影響が大きいので、通常、異物の大きさが約９０μｍを設定値として、フィルム面積が１ｍ２当たり、大きさが９０μｍ以上の異物が１５００個以内、９０μｍ未満の異物が２０００個以内である場合、良品と判定することができる。
【００２０】
透明性フィルムは接触、摩擦や貼合されている保護フィルムを剥離した時などに静電気が発生し、表面に塵埃が付着し易い。従って、異物検査をする透明性フィルムのサンプルを作製時に異物が付着し、または付着した異物をそのままにして検査してしまうことがある。できるだけ付着した異物を除いて精度良く検査するために、サンプルフィルムを洗浄し、塵埃が付着しないようにする。
【００２１】
具体的には、所定の大きさに切り出した透明性フィルムを蒸留水中で洗浄し、表面の付着物を除去し、洗浄したＴＡＣフィルムを蒸留水中で、洗浄して付着異物のない２枚のガラス板の間に挿入し、気泡を除きながら透明性フィルムを挟み合わせる。挟み合わせたガラス板を水中から取り出し、周囲を耐水性テープで封止し、ガラス表面をワイピングクロスで拭き、水分を除き、検査用サンプルとする。水中で行うため、静電気の発生がなく、またガラス板の表面は樹脂フィルムに比べて帯電性が低い。従って、異物が洗浄除去できると共に、その後の異物の付着が抑えられる。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２３】
実施例１
トリアセチルセルロースフィルム（ＴＡＣフィルム）の異物検査を行った。
２５×１７ｃｍに切り出したＴＡＣフィルム（サンプル番号：Ａ−１）を蒸留水中で洗浄し、表面の付着物を除去した。洗浄したＴＡＣフィルムを蒸留水中で、洗浄して付着異物のない２枚のガラス板（３０×２０ｃｍ）の間に挿入し、気泡を除きながらＴＡＣフィルムを挟み合わせた。挟み合わせたガラス板を水中から取り出し、周囲を耐水性テープで封止した。ガラス表面をワイピングクロスで拭き、水分を除き、検査用ＴＡＣフィルムのサンプルを作製した。
【００２４】
図１に示すように、光源（１０）とカメラ（２０）の間に、２枚の偏光板（１、２）をクロスニコルに配置し、その間に作製した上記の検査用ＴＡＣフィルム（３）を配置した。光源として１８０Ｗのメタハラ伝送ライト、カメラとして５５ｍｍマクロレンズを備えた５０００画素ラインカメラを用いた。
サンプルを３ｍ／ｍｉｎで移動させながら検査範囲（１２×７ｃｍ）について異物検査を行った。カメラからの画像信号は画像処理装置（３０）で処理した。
【００２５】
フィルムの移動方向に平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分のうちの長い成分に対する短い成分の比が０．３以下、平行方向の異物の長さ成分と垂直方向の長さ成分を積算して求められる面積に対する異物の面積の比が０．３以下、異物の最大長さを対角線とする正方形の面積に対する異物の面積比が０．３以下、または異物の最大長さを直径とする円の面積に対する異物の面積比が０．２以下の異物はフィルム表面に付着した異物として除去した。なお、実際にこの条件に含まれる異物は無かった。
【００２６】
次に、信号強度に高強度閾値および低強度閾値を設け、高強度閾値を超える信号を示す異物は透明性フィルム表面に付着した異物として除去した。これによって除かれた異物の個数は１３個（１ｍ２当たり１５５０個）であった。
更に、高強度閾値未満で低濃度閾値以上の信号強度を示す異物について、大きさが９０μ以上の個数および９０μｍ未満の個数を検出したところ、９０μｍ以上が１３個（１ｍ２当たり１５５０個）、９０μｍ未満が３１個（１ｍ２当たり３６９０個）であった。
【００２７】
ＴＡＣフィルムの他のサンプルについて同様に異物検査を行った。結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、透明性フィルム表面に付着した異物を除いて異物の個数を検出して透明性フィルムの良否を精度良く迅速に判定することができ、異物発生の原因究明の時間を短縮し、また不必要に不良品の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】透明性フィルムの異物検査の方法を示す模式図である。
【図２】異物を検出した画像の例を示す図である。
【図３】異物の形状の規定する方法を説明するための図である。
【図４】高強度閾値（閾値２）を超える信号強度を示す異物の例を示す図である。
【図５】高強度閾値（閾値２）未満で低強度閾値（閾値１）以上の信号強度を示す異物の例を示す図である。
【符号の説明】
１：偏光板
２：偏光板
３：透明性フィルム
１０：光源
２０：カメラ
３０：画像処理装置
【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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