(57)【要約】【課題】欠陥の検出能力を向上可能な欠陥検査装置を提供する。【解決手段】欠陥検査装置１０は、偏光フィルム１１０上に設定される撮像領域Ｒに向けて透過光Ｌ１を出射する透過光用光源１７と、撮像領域Ｒの二次元画像を得るエリアセンサ１６と、二次元画像を利用して欠陥の検査処理を行う画像解析装置１３と、エリアセンサ１６に対して偏光フィルム１１０を搬送方向Ｙへ相対的に搬送させる搬送装置１１と、を備える。画像解析装置１３は、二次元画像から偏光フィルム１１０の幅方向Ｘに沿って配置された複数のピクセルＰを選択するピクセル選択部２２ａと、複数のピクセルＰに対して、所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正部２２ｃと、を有する。【選択図】図５
2017219343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの欠陥検査のための欠陥検査装置であって、
前記フィルム上に設定される撮像領域に向けて光を出射する光出射手段と、
前記撮像領域の二次元画像を得る撮像手段と、
前記二次元画像を利用して欠陥の検査処理を行う画像解析手段と、
前記撮像手段に対して前記フィルムを搬送方向へ相対的に搬送させる搬送手段と、を備え、
前記画像解析手段は、
前記二次元画像から、前記フィルムの幅方向に沿って配置された複数のピクセルを選択する手段と、
前記複数のピクセルに対して、所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行う手段と、を有する欠陥検査装置。
【請求項２】
前記画像解析手段は、前記所定の輝度補正値を得る手段を更に有し、
前記所定の輝度補正値は、選択された前記複数のピクセルに対して設定される少なくとも一つのピクセル領域内の複数のピクセルにおける輝度値の平均値であり、
前記シェーディング補正を行う手段は、選択された前記複数のピクセルのうち、前記ピクセル領域内の各前記ピクセルに対して対応する前記所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行う、請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記光出射手段から出射された光の一部を遮断するように、前記光出射手段と前記フィルムとの間に配置された光遮断手段を更に備える、請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の欠陥検査装置を備える、フィルム製造装置。
【請求項５】
フィルムの欠陥検査のための欠陥検査方法であって、
前記フィルム上に設定される撮像領域の二次元画像を得る撮像手段に対して、前記フィルムを相対的に搬送させる工程と、
前記撮像領域に向けて光を出射する光出射手段によって、前記フィルムに対し光を出射する工程と、
前記撮像手段によって、前記撮像領域を撮像する工程と、
前記撮像領域を撮像する工程で得られた前記二次元画像を利用して、欠陥の検査処理を行う工程と、を有し、
前記欠陥の検査処理を行う工程は、
前記二次元画像から、前記フィルムの幅方向に沿って配置された複数のピクセルを選択する工程と、
前記複数のピクセルに対して、所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行う工程と、を有する、欠陥検査方法。
【請求項６】
前記欠陥の検査処理を行う工程は、前記複数のピクセルを選択する工程と前記シェーディング補正を行う工程との間において、前記所定の輝度補正値を得る工程を更に有し、
前記所定の輝度補正値は、選択された前記複数のピクセルに対して設定される少なくとも一つのピクセル領域内の複数のピクセルにおける輝度値の平均値であり、
前記シェーディング補正を行う工程は、選択された前記複数のピクセルのうち、前記ピクセル領域内の各前記ピクセルに対して対応する前記所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行う、請求項５に記載の欠陥検査方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の欠陥検査方法を有する、フィルム製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムの欠陥を検出するための欠陥検査装置、欠陥検査方法、フィルム製造装置、及び、フィルム製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光フィルム及び位相差フィルム等の光学フィルム、電池のセパレータに用いられるフィルム等の欠陥を検出する欠陥検査装置が知られている。この種の欠陥検査装置は、搬送手段によってフィルムを搬送し、光出射手段によってフィルムの撮像領域に光を出射し、撮像手段によってフィルムの撮像領域を撮像し、撮像した画像に基づいて欠陥検査を行う。例えば、特許文献１にはシート状の被検査物の欠陥を検査する欠陥検査装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９５１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被検査物を撮像して得た画像には、欠陥を示す成分の他に種々のノイズ成分も含まれ得る。これらノイズ成分は、欠陥の検出能力の向上を妨げる虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、欠陥の検出能力を向上可能な欠陥検査装置、欠陥検査方法、フィルム製造装置、及び、フィルム製造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】
【０００６】
本発明の一形態は、フィルムの欠陥検査のための欠陥検査装置であって、フィルム上に設定される撮像領域に向けて光を出射する光出射手段と、撮像領域の二次元画像を得る撮像手段と、二次元画像を利用して欠陥の検査処理を行う画像解析手段と、撮像手段に対してフィルムを搬送方向へ相対的に搬送させる搬送手段と、を備え、画像解析手段は、二次元画像から、フィルムの幅方向に沿って配置された複数のピクセルを選択する手段と、複数のピクセルに対して、所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行う手段と、を有する。
【０００７】
光出射手段は、フィルムの撮像領域に向けて光を出射する。光が照射された撮像領域は、撮像手段により撮像される。この撮像によって得られた二次元画像を利用して、画像解析手段は、欠陥の検査処理を行う。ここで、画像解析手段は、二次元画像から複数のピクセルを選択し、選択されたピクセルに対してシェーディング補正を行う。このシェーディング補正によれば、欠陥の検出能力の向上を妨げる画像のムラが低減される。ノイズ成分の一例である画像のムラが低減された画像によれば、欠陥の検出能力を向上することができる。
【０００８】
画像解析手段は、所定の輝度補正値を得る手段を更に有し、所定の輝度補正値は、選択された複数のピクセルに対して設定される少なくとも一つのピクセル領域内の複数のピクセルにおける輝度値の平均値であり、シェーディング補正を行う手段は、選択された複数のピクセルのうち、ピクセル領域内の各ピクセルに対して対応する所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行ってもよい。この構成によれば、選択された複数のピクセルを利用して輝度補正値が得られる。そうすると、撮像手段によって二次元画像が得られるごとに輝度補正値が得られる。二次元画像ごとに得られた輝度補正値を利用してシェーディング補正を行うと、時間的に変化する画像のムラが低減される。従って、欠陥の検出能力を更に向上することができる。
【０００９】
欠陥検査装置は、光出射手段から出射された光の一部を遮断するように、光出射手段とフィルムとの間に配置された光遮断手段を更に備えていてもよい。光遮断手段によれば、撮像領域において、直接に光が当たる部分と、直接に光が当たらない部分とが生じる。光が当たる部分によれば、直接光に基づく欠陥の像を得ることができる。また、光が当たらない部分によれば、光が当たる部分において散乱された光に基づく欠陥の像を得ることができる。従って、異なる態様の光に基づく欠陥の像を含む二次元画像が得られるので、欠陥の検出能力を更に向上することができる。ここで、光が当たる部分と光が当たらない部分との間には、明るさが急激に変化する境界が存在する。これら光が当たる部分と光が当たらない部分と境界とを含む撮像領域を撮像したとき、フィルムと撮像手段との位置関係によっては、二次元画像における境界の位置が画像ごとにずれる場合がある。欠陥検査装置は、所定の輝度補正値を得る手段を備えているので、二次元画像が得られるごとに輝度補正値を得ることができる。従って、画像ごとに境界がずれた場合であっても、好適に画像のムラを低減することができるので、欠陥の検出能力をより向上することができる。
【００１０】
本発明の別の形態に係るフィルム製造装置は、上記の欠陥検査装置を備える。このフィルム製造装置によれば、上記の欠陥検査装置を備えているので欠陥の検出能力を高めることができる。
【００１１】
本発明の別の形態は、フィルムの欠陥検査のための欠陥検査方法であって、フィルム上に設定される撮像領域の二次元画像を得る撮像手段に対して、フィルムを相対的に搬送させる工程と、撮像領域に向けて光を出射する光出射手段によって、フィルムに対し光を出射する工程と、撮像手段によって、撮像領域を撮像する工程と、撮像領域を撮像する工程で得られた二次元画像を利用して、欠陥の検査処理を行う工程と、を有し、欠陥の検査処理を行う工程は、二次元画像から、フィルムの幅方向に沿って配置された複数のピクセルを選択する工程と、複数のピクセルに対して、所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行う工程と、を有する。
【００１２】
光を出射する工程により光出射手段から光が照射された撮像領域は、撮像領域を撮像する工程において撮像手段により撮像される。欠陥の検査処理を行う工程では、撮像によって得られた二次元画像を利用して、欠陥の検査処理が行われる。ここで、欠陥の検査処理を行う工程では、二次元画像から複数のピクセルを選択し、選択されたピクセルに対してシェーディング補正を行う。このシェーディング補正によれば、欠陥の検出能力の向上を妨げる画像のムラが低減される。ノイズ成分の一例である画像のムラが低減された画像によれば、欠陥の検出能力を向上することができる。
【００１３】
欠陥の検査処理を行う工程は、複数のピクセルを選択する工程とシェーディング補正を行う工程との間において、所定の輝度補正値を得る工程を更に有し、所定の輝度補正値は、選択された複数のピクセルに対して設定される少なくとも一つのピクセル領域内の複数のピクセルにおける輝度値の平均値であり、シェーディング補正を行う工程は、選択された複数のピクセルのうち、ピクセル領域内の各ピクセルに対して対応する所定の輝度補正値を用いてシェーディング補正を行ってもよい。この工程によれば、選択された複数のピクセルを利用して輝度補正値が得られる。そうすると、撮像手段によって二次元画像が得られるごとに輝度補正値が得られる。二次元画像ごとに得られた輝度補正値を利用してシェーディング補正を行うと、時間的に変化する画像のムラが低減される。従って、欠陥の検出能力を更に向上することができる。
【００１４】
本発明の別の形態に係るフィルム製造方法は、上記の欠陥検査方法を有する。このフィルム製造方法によれば、上記の欠陥検査方法を備えているので欠陥の検出能力を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、欠陥の検出能力を向上することができる欠陥検査装置、欠陥検査方法、フィルム製造装置及びフィルム製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一形態に係る欠陥検査装置が適用される偏光フィルムの製造装置を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一形態に係る欠陥検査装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一形態に係る欠陥検査装置を示す側面図である。
【図４】図４は、撮像領域を示す図である。
【図５】図５は、画像解析装置を示すブロック図である。
【図６】図６は、画像処理の工程を説明するための図である。
【図７】図７は、シェーディング処理の一工程を示す図である。
【図８】図８は、シェーディング処理の一工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
本発明の実施形態に係るフィルムの製造装置及び製造方法は、偏光特性を有する偏光フィルム（光学フィルム）、及び、偏光特性を有さない位相差フィルム（光学フィルム）や電池用セパレータフィルム等を製造する。図１に、偏光特性を有する偏光フィルムの製造装置及び製造方法の一例を示すが、偏光特性を有さない位相差フィルムや電池用セパレータフィルム等の製造装置及び製造方法の説明は省略する。
【００１９】
図１に示されるようにフィルム製造装置１００は、２組の欠陥検査装置１０と、貼合ローラ１０４，１０５と、搬送ローラ１０６と、を備える。フィルム製造装置１００は、まず、偏光子の主面両側に保護フィルムを貼り合わせて、偏光フィルム本体部（光学フィルム本体部）１１１を製造する。製造された偏光フィルム本体部１１１は、欠陥検査装置１０によって欠陥の有無が検査される。次に、フィルム製造装置１００は、セパレートフィルム（離型フィルム）が粘着材に貼り合わされたセパレートフィルム付き粘着材１１２を原反ロール１０１から取り出す。そして、貼合ローラ１０４によってセパレートフィルム付き粘着材１１２を偏光フィルム本体部１１１の一方の主面側に貼り合わせる。次に、フィルム製造装置１００は、表面保護フィルム１１３を原反ロール１０２から取り出す。そして、貼合ローラ１０５によって表面保護フィルム１１３を偏光フィルム本体部１１１の他方の主面側に貼り合わせる。以上の工程により、偏光フィルム１１０が製造される。そして、フィルム製造装置１００は、偏光フィルム１１０を搬送ローラ１０６によって搬送する。偏光フィルム１１０は、欠陥検査装置１０によって欠陥の有無が検査される。検査後の偏光フィルム１１０は、原反ロール１０３によって巻き取られる。
【００２０】
偏光フィルム本体部１１１における偏光子の材料には、ＰＶＡ（Polyvinyl Alcohol）等が挙げられる。偏光フィルム本体部１１１における保護フィルムの材料としては、ＴＡＣ（Triacetylcellulose）等が挙げられる。また、セパレートフィルム付き粘着材１１２におけるセパレートフィルム及び表面保護フィルム１１３の材料としては、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等が挙げられる。セパレートフィルムを剥がすことにより、偏光フィルム１１０が、粘着材によって液晶パネルや他の光学フィルム等に貼り合わされる。
【００２１】
以下、本発明の実施形態に係る欠陥検査装置１０について詳細に説明する。偏光フィルム本体部１１１を検査する欠陥検査装置１０と、偏光フィルム１１０を検査する欠陥検査装置１０とは、互いに同一の構成である。従って、偏光フィルム１１０の欠陥検査を行う欠陥検査装置１０について説明し、偏光フィルム本体部１１１の欠陥検査を行う欠陥検査装置１０については説明を省略する。
【００２２】
図２及び図３に示されるように、欠陥検査装置１０及び欠陥検査方法は、上記した偏光特性を有する偏光フィルム１１０の欠陥検査を行う。欠陥検査とは、偏光フィルム１１０の製造工程や搬送工程の際に発生し得る欠陥を検出する処理の他、後述する欠陥マップを作成する処理を含んでもよい。この欠陥には、例えば、貼り合せの際に生じる気泡の噛み込み、貼り合せの際に生じる異物の混入及び付着、搬送中に生じる付着異物による傷転写、糊付着時に生じる輝点の混入及び付着などがある。欠陥検査装置１０は、搬送装置（搬送手段）１１と、欠陥検査用撮像装置１２と、画像解析装置（画像解析手段）１３と、マーキング装置１４と、を備える。図２及び図３には、ＸＹＺ直交座標が示される。Ｘ方向は偏光フィルム１１０の幅方向を示し、Ｙ方向は偏光フィルム１１０の搬送方向を示す。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに直交する方向を示す。
【００２３】
搬送装置１１は、偏光フィルム１１０を欠陥検査用撮像装置１２に対して搬送方向Ｙに相対的に搬送させる。搬送装置１１は、一例として、搬送ローラ１０６と、原反ロール１０３とにより構成される。
【００２４】
欠陥検査用撮像装置１２は、複数のエリアセンサ（撮像手段）１６と、透過光用光源（光出射手段）１７と、を有する。
【００２５】
複数のエリアセンサ１６は、欠陥検査に用いられる画像を得て、画像を画像解析装置１３に出力する。エリアセンサ１６は、いわゆる光学系装置であり、偏光フィルム１１０に含まれ得る欠陥を認知する機能を有する。
【００２６】
複数のエリアセンサ１６は、偏光フィルム１１０の一方の主面１１０ａ側において、幅方向Ｘに互いに離間して配置される。エリアセンサ１６のそれぞれは、二次元状の撮像領域Ｒを有する。撮像領域Ｒは、幅方向Ｘにおいて隣接する撮像領域Ｒの一部と重複する。エリアセンサ１６の撮像領域Ｒは二次元状であるので、ラインセンサと比べると搬送方向Ｙにおける視野が広い。ここで、撮像領域Ｒは、偏光フィルム１１０に設定される領域であるが、偏光フィルム１１０の特定の位置に設定されるものではない。また、撮像領域Ｒは、透過光画像を取得するための透過領域Ｒ１を含む。透過領域Ｒ１は、撮像領域Ｒにおいて透過光用光源１７から出射された光が透過する部分である。
【００２７】
図３に示されるように、透過光用光源１７は、透過光像を得るための透過光Ｌ１を偏光フィルム１１０に対して出射する。透過光用光源１７は、偏光フィルム１１０の組成及び性質に影響を与えない光を発する光源部１７ａを含む。光源部１７ａには、例えば、蛍光灯（特に高周波蛍光灯）、メタルハライドランプ、ハロゲン伝送ライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）などが挙げられる。透過光用光源１７から出射された光を、単に「透過光Ｌ１」と呼ぶ。この「透過光Ｌ１」は、透過光用光源１７から出射されてエリアセンサ１６に入射するまでの光を意味する。従って、「透過光Ｌ１」は、偏光フィルム１１０を透過する前の光と、偏光フィルム１１０を透過した後の光と、の両方を含むものとする。
【００２８】
透過光用光源１７は、偏光フィルム１１０の他方の主面１１０ｂ側に配置される。すなわち、透過光用光源１７は、偏光フィルム１１０に対しエリアセンサ１６と反対側に配置される。透過光用光源１７は、主面１１０ｂから所定距離だけ離間して配置される。透過光用光源１７は、偏光フィルム１１０への透過光Ｌ１の入射角度αが所定の角度になるように配置される。この入射角度αは、一例として３０度以上６０度以下である。このように、偏光フィルム１１０への透過光Ｌ１の入射角度αが９０度でない場合には、入射角度αが９０度である場合と比べると、偏光フィルム１１０内における透過光Ｌ１の光路長が長くなる。そうすると、透過光Ｌ１が欠陥を通過する際に拡散しやすくなる。従って、拡散透過光により検出される欠陥の検出能力が向上する。透過光Ｌ１は、二次元状の広がりを有する光である。幅方向Ｘにおける透過光Ｌ１の長さは、偏光フィルム１１０の幅よりも大きい。なお、透過光Ｌ１の幅方向は、偏光フィルム１１０の幅方向Ｘに厳密に一致する必要はなく、搬送方向Ｙに対して傾いていればよい。
【００２９】
透過光用光源１７と偏光フィルム１１０との間には、拡散透過画像を得るための遮光板（光遮断手段）１８が配置される。遮光板１８は、透過光用光源１７と偏光フィルム１１０との間において、透過光Ｌ１の一部を遮るように配置される。遮光板１８は、エリアセンサ１６からみて、搬送方向Ｙにおける透過領域Ｒ１の半分が隠れるように配置される（ナイフエッジ）。なお、遮光板１８は、偏光フィルタであって、偏光フィルム１１０とクロスニコル状態を形成するように配置されてもよい。
【００３０】
ここで、透過光Ｌ１に基づく透過光像について説明する。図４の（ａ）部に示されるように、エリアセンサ１６で得られた画像５０は、明暗部５１を含む。明暗部５１は、明部５１ａと暗部５１ｂとを含む。明部５１ａには、正透過光像５２ａが現れることがある。暗部５１ｂには、透過散乱光像５２ｂが現れることがある。正透過光像５２ａは、透過光用光源１７から出射され、偏光フィルム１１０を透過した後に、エリアセンサ１６に垂直に入射した光に基づく像である（図４の（ｂ）部参照）。透過散乱光像５２ｂは、透過光用光源１７から出射され、偏光フィルム１１０を透過するときに散乱され、その後、エリアセンサ１６に入射した光に基づく像である（図４の（ｃ）部参照）。
【００３１】
図５に示されるように、画像解析装置１３は、エリアセンサ１６と、マーキング装置１４と、に接続されている。エリアセンサ１６からは、二次元画像に関するデータが入力される。画像解析装置１３は、二次元画像に関するデータを利用して欠陥の検出処理を行う。検出処理の結果は、マーキング装置１４に出力される。
【００３２】
画像解析装置１３は、画像取得部２１と、画像補正部２２と、ライン合成処理部２３と、欠陥検出処理部２４と、を有する。画像解析装置１３は、これら機能構成要素を有するいわゆる処理系装置である。画像解析装置１３は、二次元画像を利用した画像処理が実行できる装置であれば、特に限定されるものではない。例えば、画像解析装置１３として、画像処理用ソフトウエアがインストールされたパーソナルコンピュータ、画像処理回路が記述されたＦＰＧＡを備える画像処理ボード、画像処理プログラムを実行可能なマイクロプロセッサを備えるカメラなどが挙げられる。
【００３３】
画像取得部２１は、エリアセンサ１６から出力された二次元画像を受け入れると共に、当該二次元画像を画像補正部２２に出力する。画像補正部２２は、画像取得部２１から入力された二次元画像に対してシェーディング補正を行うと共に、補正後の二次元画像をライン合成処理部２３に出力する。画像補正部２２は、ピクセル選択部（ピクセルを選択する手段）２２ａと、平均算出部（輝度補正値を得る手段）２２ｂと、シェーディング補正部（シェーディング補正を行う手段）２２ｃと、を有する。ピクセル選択部２２ａは、偏光フィルム１１０の幅方向Ｘに沿って配置された複数のピクセルを選択する。平均算出部２２ｂは、選択された複数のピクセルのそれぞれから輝度値を抽出し、それら輝度値の平均を算出する。シェーディング補正部２２ｃは、輝度値の平均を用いてシェーディング処理を行う。ライン合成処理部２３は、画像補正部２２から入力された補正後の二次元画像を利用してライン合成処理を行う。欠陥検出処理部２４は、ライン合成処理の結果を利用して、欠陥検出処理を行い、欠陥位置情報を生成すると共に、欠陥マップを生成する。そして、欠陥検出処理部２４は、欠陥検出処理の結果、欠陥位置情報及び欠陥マップを出力する。例えば、欠陥検出処理部２４は、欠陥マップをマーキング装置１４に出力する。
【００３４】
マーキング装置１４は、いわゆる制御系装置であり、欠陥マップを利用して、偏光フィルム１１０上に目印Ｍ（図２参照）を付す。マーキング装置１４は、例えば、偏光フィルム１１０の幅方向Ｘに沿って延在するアームと、ペンなどを有するマーカヘッドとを有する。マーカヘッドがアーム上を幅方向Ｘに移動することにより、偏光フィルム１１０上の任意の位置に目印Ｍが付される。
【００３５】
次に、本発明の実施形態に係る欠陥検査方法について説明する。欠陥検査方法は、偏光フィルム１１０を搬送させる工程と、透過光Ｌ１を出射する工程と、偏光フィルム１１０を撮像する工程と、欠陥を検出する工程と、目印Ｍを施す工程と、を有する。偏光フィルム１１０を搬送する工程が連続的に実施される期間において、透過光Ｌ１を出射する工程が連続的に実施される。そして、予め設定されたタイミングに基づいて偏光フィルム１１０を撮像する工程が実施される。偏光フィルム１１０を撮像する工程が実施されるごとに、欠陥を検出する工程と目印Ｍを施す工程とが実施される。
【００３６】
まず、搬送装置１１は、搬送方向Ｙに沿って偏光フィルム１１０を移送する。この工程は、偏光フィルム１１０の製造中において、連続的に実施される。搬送中の偏光フィルム１１０に対して、透過光用光源１７から透過光Ｌ１を出射する。
【００３７】
欠陥検査用撮像装置１２は、搬送中における偏光フィルム１１０の撮像領域Ｒを撮像する。そして、欠陥検査用撮像装置１２は、撮像により得られた二次元画像を画像解析装置１３に送信する。エリアセンサ１６は、所定の時間間隔ごとに撮像領域Ｒを撮像する。この時間間隔は、エリアセンサ１６が撮像した二次元画像の搬送方向Ｙの長さが、エリアセンサ１６が二次元画像を取り込んでから次の二次元画像を取り込むまでの区間に偏光フィルム１１０が搬送される搬送距離の少なくとも２倍以上になる時間である。すなわち、撮像の時間間隔は、偏光フィルム１１０の同一領域を２回以上撮像可能な時間間隔である。この時間間隔によれば、二次元画像の搬送方向Ｙの長さを、画像取込区間における搬送距離よりも大きくし、偏光フィルム１１０の同一部分の撮像数を増加させることにより、高精度に欠陥を検査できる。
【００３８】
エリアセンサ１６は所定のフレームレートで撮像領域Ｒの撮像を行う。その結果、図６の（ａ）部に示されるような画像群（画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４）が画像解析装置１３に出力される。図６の（ａ）部における画像Ｇ１の撮像タイミングは時刻ｔ１（ｔ）であり、画像Ｇ２の撮像タイミングは時刻ｔ２（ｔ＋Δｔ）であり、画像Ｇ３の撮像タイミングは時刻ｔ３（ｔ＋２×Δｔ）であり、画像Ｇ４の撮像タイミングは時刻ｔ４（ｔ＋３×Δｔ）である。それぞれの画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４には、線状の欠陥Ｄが含まれる。偏光フィルム１１０が搬送方向Ｙに移動するので、欠陥Ｄも搬送方向Ｙに移動するように見えている。また、この例では、透過散乱光は生じていないものとして考える。従って、暗部５１ｂには、欠陥Ｄは現れていない。
【００３９】
画像解析装置１３は、二次元画像に対して欠陥の検出処理を実施する。欠陥の検出処理は、シェーディング処理と、ライン合成処理と、ライン合成処理により得られた画像から欠陥を検出する処理とを含む。
【００４０】
画像補正部２２によって、入力された画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に対して、シェーディング処理が行われる。以下、画像Ｇ１に対するシェーディング処理を例に説明する。まず、ピクセル選択部２２ａによって、画像Ｇ１から、偏光フィルム１１０の幅方向Ｘに沿って配置された複数のピクセルを選択する工程が行われる。図７に示されるように、画像Ｇ１は、二次元状に配置された複数のピクセルＰ（ｍ，ｎ）を有する。ここで、Ｐ（ｍ，ｎ）は、ｍ行目（Ｘ軸方向）におけるｎ列目（Ｙ軸方向）のピクセルであることを示す。
【００４１】
ピクセル選択部２２ａは、例えば、幅方向Ｘに延在するピクセルの列の一つ（例えば、Ｐ（ｍ，５））を選択する。以下、複数のピクセルＰ（ｍ，５）に対して行われる処理を例に説明する。このピクセルの列とは、画像Ｇ１において幅方向Ｘに互いに向かい合う一方の辺Ｇ１ｂから他方の辺Ｇ１ｃまで延在する列である。次に、図８の（ａ）部に示されるように、ピクセル選択部２２ａは、選択したピクセルの列を複数のピクセル領域ＰＡ（ｋ）に分割する。この例では、ピクセル選択部２２ａは、複数のピクセルＰ（ｍ，５）を３つのピクセル領域ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、ＰＡ（３）に分割している。３つのピクセル領域ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、ＰＡ（３）のそれぞれでは、各ピクセルにおける輝度値が異なることがある。この輝度値の相違は、画像Ｇ１のムラの原因となり得る。ピクセル選択部２２ａは、それぞれのピクセル領域ＰＡ（１）、ＰＡ（２）、ＰＡ（３）に属するピクセル情報を平均算出部２２ｂに出力する。ピクセル情報によれば、例えば、ピクセル領域ＰＡ（１）には、ピクセルＰ（１，５）、Ｐ（２，５）、Ｐ（３，５）、Ｐ（４，５）、Ｐ（５，５）が属していることが示される。
【００４２】
次に、平均算出部２２ｂは、輝度値の平均値（輝度補正値）を算出する。具体的には、平均算出部２２ｂは、ピクセル情報によって特定される複数のピクセルＰ（１，５）、Ｐ（２，５）、Ｐ（３，５）、Ｐ（４，５）、Ｐ（５，５）のそれぞれから輝度値Ｌ（１，５）、Ｌ（２，５）、Ｌ（３，５）、Ｌ（４，５）、Ｌ（５，５）を注出する。次に、平均算出部２２ｂは、輝度値Ｌ（１，５）、Ｌ（２，５）、Ｌ（３，５）、Ｌ（４，５）、Ｌ（５，５）の平均を算出する。ピクセル領域ＰＡ（１）の輝度値の平均Ｃ（１）は、下記式（１）で示される。ここで、ｍは、ピクセルのＸ軸方向における位置を表す値であり、例えばｍ＝１は、左から１番目のピクセルであることを示す。Ｌ（ｍ，５）は、ｍで示されるピクセルＰ（ｍ，５）の輝度値を示す。同様に、ピクセル領域ＰＡ（２）の輝度値の平均Ｃ（２）は下記式（２）によって示され、ピクセル領域ＰＡ（３）の輝度値の平均Ｃ（３）は下記式（３）によって示される。これら輝度値の平均Ｃ（１）、Ｃ（２）、Ｃ（３）は、輝度補正値である。
【数１】
2017219343.tif 000003
【００４３】
次に、平均算出部２２ｂは、輝度値の平均Ｃ（ｋ）とピクセル領域ＰＡ（ｋ）とを関連付けた輝度補正情報を生成する。平均算出部２２ｂは、この輝度値の注出、平均の算出、輝度補正情報の生成を、ピクセル領域ＰＡ（２）、ＰＡ（３）についても同様に行う。そして、平均算出部２２ｂは、輝度補正情報をシェーディング補正部２２ｃに出力する。
【００４４】
次に、シェーディング補正部２２ｃは、輝度補正情報を利用してシェーディング補正を行う。具体的には、シェーディング補正部２２ｃは、輝度補正情報を利用して画像Ｇ１からピクセル領域ＰＡ（ｋ）を特定する。次に、シェーディング補正部２２ｃは、ピクセル領域ＰＡ（ｋ）に含まれたピクセルＰ（ｍ，５）から輝度値を抽出し、抽出した輝度値から輝度補正情報に含まれた輝度値の平均Ｃ（ｋ）を減算する。この処理は下記式（４）により示される。ＳＬ（ｍ，５）[k]は、ピクセル領域ＰＡ（ｋ）内のピクセルＰ（ｍ，ｎ）における補正後の輝度値である。これらの処理により、それぞれのピクセル領域ＰＡ（ｋ）ごとにムラが低減される（図８の（ｂ）部参照）。
【数２】
2017219343.tif 000004
【００４５】
以上の工程により、ピクセル選択部２２ａによって選択された１つのピクセルの列（すなわち、Ｐ（ｍ，５））に対するシェーディング補正処理が完了する。ここでは、１つのピクセル列としてＰ（ｍ，５）に対するシェーディング補正処理を例示して説明したが、他のピクセル列に対しても同様である。画像補正部２２は、上記工程を、画像Ｇ１の搬送方向Ｙに沿って配置された全てのピクセル列に対して行う。すなわち、画像補正部２２は、幅方向Ｘに延在するピクセル列ごとにシェーディング補正を行う。画像補正部２２は、シェーディング補正が施された画像Ｇ１をライン合成処理部２３に出力する。
【００４６】
このシェーディング処理は、画像Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に対しても同様に行われる。
【００４７】
ライン合成処理部２３は、それぞれの画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を搬送方向Ｙに沿って４個のラインに分割する（図６の（ｂ）部参照）。次に、画像群Ｇにおける同じ位置に対応するライン（例えば、ラインＧ１ａ，Ｇ２ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａ参照）を選択する。この選択は、単位時間ごとに同じ行のラインを抜き出すものともいえる。そして、選択したラインＧ１ａ，Ｇ２ａ，Ｇ３ａ，Ｇ４ａを搬送方向Ｙに沿って繋ぎ合わせる（図６の（ｃ）部参照）。合成画像Ｇ５は、１番目のラインを撮像するラインセンサが撮像した画像と同等の画像であり、合成画像Ｇ６は、２番目のラインを撮像するラインセンサが撮像した画像と同等の画像である。同様に、合成画像Ｇ７は、３番目のラインを撮像するラインセンサが撮像した画像と同等の画像であり、合成画像Ｇ８は、４番目のラインを撮像するラインセンサが撮像した画像と同等の画像である。このように、エリアセンサ１６が撮像した時系列における複数の画像から同じ位置のラインを選択してそれらを結合する処理をライン合成処理と呼ぶ。
【００４８】
次に、図６の（ｄ）部に示されるように、画像解析装置１３は、合成画像に対して欠陥Ｄを強調する処理を行う。この処理により、処理画像Ｇ５Ａ，Ｇ６Ａ，Ｇ７Ａ，Ｇ８Ａを得る。この処理には、垂直微分フィルタ法や、二値化法などが利用される。例えば、二値化法には、ラプラシアンヒストグラム法を用いて固定した閾値が利用される。
【００４９】
次に、図６の（ｅ）部に示されるように、画像解析装置１３は、欠陥Ｄが強調された画像を更に重ね合わせる。処理画像Ｇ５Ａ，Ｇ６Ａ，Ｇ７Ａ，Ｇ８Ａに含まれた偏光フィルム１１０の撮像範囲は、搬送方向Ｙにおいて一部が重複しつつも互いに異なる。画像解析装置１３は、重複した部分を利用して処理画像Ｇ５Ａ，Ｇ６Ａ，Ｇ７Ａ，Ｇ８Ａを積算処理し、１枚の合成画像Ｇ９を生成する。また、この処理によれば、明視野から暗視野に至る様々な光学条件で撮像された画像が積算される。従って、異物の検出能力が更に高まる。更に、上述した処理は、複数台のラインセンサを使用した場合の処理と同等の結果であるともいえる。
【００５０】
次に、欠陥検出処理部２４は、合成画像Ｇ９を利用して欠陥Ｄを検出する処理を行う。この処理には、特徴量に基づく検出法が用いられる。画像解析装置１３は、欠陥Ｄの態様と、その欠陥Ｄが画像として捉えられたときの特徴とを関連付けたデータを有する。このデータは教師データとも呼ばれる。画像解析装置１３は、まず、合成画像Ｇ９の特徴量を算出する。続いて、画像解析装置１３は、算出された特徴量と教師データとを比較することにより、もっとも関連性が高い教師データを選択する。そして、画像解析装置１３は、合成画像に含まれた欠陥Ｄが選択された教師データに関連付けられた態様の欠陥であると判断する。
【００５１】
特徴量には、画像全体から取得可能な種々の値がある。例えば、種々の値には、輝度合計値、輝度平均、輝度中央値、輝度分散、輝度勾配方向、輝度勾配強度がある。また、特徴量として、画像における欠陥から取得可能な種々の値も利用し得る。この欠陥から取得可能な値には、欠陥面積、欠陥周囲長さ、欠陥円形度、欠陥フェレ径、欠陥縦横比などがある。
【００５２】
なお、教師データは、予め記録されたデータに対して新たに取得されたデータを適用することを必要に応じて実施してもよい。このデータ更新によれば、特徴量と欠陥態様との関連度が高まる。また、特徴量と欠陥態様との関連は、ニューラルネットワークや機械学習などの手法を用いて得ることが可能である。
【００５３】
次に、画像解析装置１３は、検出された欠陥に関するデータを利用して欠陥検査情報を作成する。欠陥検査情報は、欠陥の種類と、欠陥の位置に関する情報を含む。また、欠陥検査情報は、１個のロットに対する欠陥の有無を示す情報などを含んでもよい。欠陥検査情報の一例には、偏光フィルム１１０の全領域の欠陥マップが挙げられる。
【００５４】
次に、マーキング装置１４は、欠陥検査情報を利用して、偏光フィルム１１０に欠陥の存在を示す目印Ｍを付す。この目印Ｍは、目視やその他の手段によって確認可能である。この欠陥位置を示す目印Ｍは、例えば、偏光フィルム１１０を所定サイズの枚葉品に裁断した後に、枚葉品を正常品と欠陥品とに分別する処理に利用される。
【００５５】
以下、本実施形態に係る欠陥検査装置１０、フィルム製造装置１００、欠陥検査方法、及びフィルム製造方法の作用効果について説明する。
【００５６】
透過光用光源１７は、偏光フィルム１１０の撮像領域Ｒに向けて透過光Ｌ１を出射する。透過光Ｌ１が照射された撮像領域Ｒは、エリアセンサ１６により撮像される。この撮像によって得られた二次元画像を利用して、画像解析装置１３は、欠陥の検査処理を行う。ここで、画像解析装置１３は、二次元画像から複数のピクセルを選択し、選択されたピクセルに対してシェーディング補正を行う。このシェーディング補正によれば、欠陥の検出能力の向上を妨げる画像のムラが低減される。ノイズ成分の一例である画像のムラが低減された画像によれば、欠陥の検出能力を向上することができる。
【００５７】
平均算出部２２ｂによれば、選択された複数のピクセルを利用して輝度補正値が得られる。そうすると、エリアセンサ１６によって二次元画像が得られるごとに輝度補正値が得られる。二次元画像ごとに得られた輝度補正値を利用してシェーディング補正を行うと、時間的に変化する画像のムラが低減される。従って、欠陥の検出能力を更に向上することができる。
【００５８】
遮光板１８によれば、撮像領域Ｒにおいて、直接に光が当たる明部５１ａと、直接に光が当たらない暗部５１ｂとが生じる。明部５１ａによれば、直接光に基づく欠陥の像を得ることができる。また、暗部５１ｂによれば、光が当たる部分において散乱された光に基づく欠陥の像を得ることができる。従って、異なる態様の光に基づく欠陥の像を含む二次元画像が得られるので、欠陥の検出能力を更に向上することができる。
【００５９】
ここで、明部５１ａと光が暗部５１ｂとの間には、明るさが急激に変化する境界が存在する。これら明部５１ａと暗部５１ｂと境界とを含む撮像領域Ｒを撮像したとき、偏光フィルム１１０とエリアセンサ１６との位置関係によっては、二次元画像における境界の位置が画像ごとにずれる場合がある。欠陥検査装置１０は、平均算出部２２ｂを備えているので、二次元画像が得られるごとに輝度補正値が得ることができる。従って、画像ごとに境界がずれた場合であっても、好適に画像のムラを低減することができるので、欠陥の検出能力をより向上することができる。
【００６０】
本発明に係る欠陥検査装置、欠陥検査方法、フィルム製造装置及びフィルム製造方法は、上記実施形態に限定されることない。
【００６１】
例えば、上記欠陥検査装置１０は、光源として透過光用光源１７を備えていた。欠陥検査装置１０は、光源を反射光用光源としてもよい。反射光用光源は、反射光用光源は、偏光フィルム１１０に対して反射光像を得るための反射光を出射する。反射光用光源は、偏光フィルム１１０の一方の主面側に配置される。すなわち、反射光用光源は、偏光フィルム１１０に対しエリアセンサ１６と同じ側に配置される。
【００６２】
例えば、輝度補正値は、予め取得された値を用いてもよい。画像のムラは、エリアセンサ１６の光学系に基づく場合もありえる。この場合には、画像のムラは、時間的に変化しない。従って、予め取得された輝度補正値を利用することにより、画像のムラを好適に低減できる。
【００６３】
例えば、シェーディング処理は、ライン合成処理中に行ってもよい。具体的には、それぞれの画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を搬送方向Ｙに沿って４個のラインに分割（図６の（ｂ）部参照）した後に、これら分割されたライン画像に対してシェーディング処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０…欠陥検査装置、１１…搬送装置（搬送手段）、１３…画像解析装置（画像解析手段）、１４…マーキング装置、１６…エリアセンサ（撮像手段）、１７…透過光用光源（光出射手段）、１８…遮光板（光遮断手段）、２１…画像取得部、２２…画像補正部、２２ａ…ピクセル選択部（ピクセルを選択する手段）、２２ｂ…平均算出部（輝度補正値を得る手段）、２２ｃ…シェーディング補正部（シェーディング補正を行う手段）、２３…ライン合成処理部、２４…欠陥検出処理部、１００…フィルム製造装置、１０１，１０２，１０３…原反ロール、１０４，１０５…貼合ローラ、１０６…搬送ローラ、１１０…偏光フィルム、１１０ａ…一方の主面、１１０ｂ…他方の主面、Ｘ…幅方向、Ｙ…搬送方向。
【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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