欠陥検査方法および欠陥検査装置
【課題】
欠陥の種類を正確に判別することができる欠陥検査方法を提供する。
【解決手段】
被検査体を撮像して得られる画像データに基づいて欠陥を検査する方法であって、
被検査体に対して複数の種粳の画像データを取り込み、
これら複数の種類の画像データのそれぞれについて欠陥の検出を行い、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別することを特徴とする、欠陥検査方法。
欠陥の種類を正確に判別することができる欠陥検査方法を提供する。
【解決手段】
被検査体を撮像して得られる画像データに基づいて欠陥を検査する方法であって、
被検査体に対して複数の種粳の画像データを取り込み、
これら複数の種類の画像データのそれぞれについて欠陥の検出を行い、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別することを特徴とする、欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検査方法および欠陥検査装置に関し、詳しくは液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示装置に用いられる各種光学フィルムやディスプレイ用フィルターの欠陥検査方法および欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射防止フィルム、防眩フィルム、近赤外線吸収フィルム、色調整フィルム、偏光板、位相差板等の光学フィルム、ハードコートフィルム、電磁波シールドフィルム、導電性フィルム、タッチパネル、あるいは上記した複数機能を併せ持つディスプレイ用フィルターが各種表示装置に用いられている。
【０００３】
光学フィルムやディスプレイ用フィルターは、その製造過程で不合格となる欠陥が発生することがある。これらの欠陥の検査は、従来から目視検査や光学系検査で行われている。
【０００４】
人の目による目視検査は、生産性が悪く、個人差による合否判定のバラツキ等の問題があり、近年では光学的手段を用いた光学系検査が普及してきている。
【０００５】
光学系検査方法として、複数の光学系で得られた複数の画像データを用いて欠陥を検出する方法が提案されている（例えば特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】２００３−３２９６０１号公報
【特許文献２】２００８−１１６４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、欠陥の発生個数を正確に検査するために複数の撮像手段によって得られた複数の画像データを用いているが、１つの欠陥を重複してカウントすることを避けるために、同一箇所に複数の画像データが存在する場合はどちらかの一方の画像データを優先して１つの欠陥としてカウントするというものである。即ち、特許文献１では、複数の画像データはそれぞれ独立して処理されるものであって、複数の画像データの組み合わせで１つの欠陥の種類を判別するというものではない。
【０００８】
特許文献２には、２つの光学手段で検出される２つの欠陥候補（表面欠点と輝点）が、同一座標で検出されるものは、一方の検出結果のみを適用する方法が提案されている。具体的には「表面欠点と輝点とを同時に検出した場合は、欠陥としない」という方法を提案している。ここで、表面欠点はクニックや内部異物等で。輝点は表面付着異物である。
【０００９】
すなわち、特許文献２は、輝点として検出される表面付着異物は欠陥としないことを前提とした検査方法であって、表面欠点を検出する画像データと輝点（表面付着異物）を検出する画像データが同一座標に存在する場合は、輝点としての画像データを優先して欠陥ではないとして処理するというものである。
【００１０】
上述したように、特許文献１、２に開示されている検査方法は、複数の画像データの内のどちらか一方の画像データを優先して判別するというものであって、複数の画像データを組み合わせて１つの欠陥の種類を判別することは記載されていない。
【００１１】
上述の特許文献１、２に開示されている検査方法では、欠陥が複数の特徴を持つ場合に問題を生じる場合がある。
【００１２】
例えば、光学フィルム等において、その表面に凹凸が存在する場合、凹凸に起因して、その凹凸部分が光学フィルムの色とは異なる色彩を帯びる場合がある。あるいは、凹凸に起因して、その凹凸部分が光学フィルムとは異なるコントラストを帯びる場合がある。このように、１つの欠陥が、凹凸と色彩あるいはコントラストの２以上の特徴を持つ場合がある。
【００１３】
このような複数の特徴を１つの光学系で検出することは通常困難であり、複数の光学系で検出する必要がある。特許文献１、２は、複数の光学系で得られた画像データを用いているが、最終的には予め決められた１つの画像データを優先して採用するというもので、複数の画像データの組み合わせによって欠陥の特徴を判別するというものではない。つまり、特許文献１、２の検査方法では、複数の特徴を持つ欠陥を正確に判別することはできない。
【００１４】
複数の特徴を持つ欠陥の種類を正確に判別できない場合には以下のような不都合が生じる場合がある。
【００１５】
例えば、光学フィルム等における表面凹凸の欠陥候補が異なる色彩あるいは異なるコントラストを帯びている場合、凹凸を検出する１つの光学系から得られる画像データのみで欠陥の合否を判定し、その結果合格と判定したとしても、色彩あるいはコントラストの画像データは不合格レベルであることがある。また、上記とは逆のこともある。さらに、欠陥の種類によっては、凹凸の画像データは不合格レベルであっても、色彩の画像データが合格レベルであれば、その欠陥は合格と判定しなければならないこともある。
【００１６】
つまり、複数の特徴を持つ欠陥の種類を正確に判別できない場合、本来不合格とすべき欠陥を合格と判定して見逃す危険性もあれば、本来合格とすべき欠陥を不合格と判断してしまうことがある。この問題を解決するには、欠陥の種類を判別し、欠陥種類毎に合否判定基準を設ける必要がある。
【００１７】
また一方、これまで自動検査装置は、その検査装置が対象とする欠陥を検出する機能をもつが、最終製品としての合否を判定する機能は与えられていなかった。
【００１８】
従って本発明の目的は、欠陥の種類を正確に判別することができる欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ロール状製品の欠陥の種類を正確に判別し、合否判定を行う自動欠陥検査方法および自動欠陥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】
【００１９】
本発明の上記目的は、以下の発明によって基本的に達成された。
１）被検査体を撮像して得られる画像データに基づいて欠陥を検査する方法であって、
被検査体に対して複数の種粳の画像データを取り込み、
これら複数の種類の画像データのそれぞれについて欠陥の検出を行い、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別することを特徴とする、欠陥検査方法。
２）前記複数の画像データが反射画像データと透過画像データとを含む、前記１）の欠陥検査方法。
３）前記透過画像データが、直接透過画像データ、屈折透過画像データ、および散乱透過画像データからなる群より選ばれる少なくとも２つの画像データを含む、前記２）の欠陥検査方法。
４）さらに欠陥のサイズを測定する、前記１）〜３）のいずれかの欠陥検査方法。
５）前記複数の種類の画像データのそれぞれについて、欠陥を検出するとともに、検出した欠陥の強さおよび／または大きさを測定し、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別するとともに、欠陥を検出した画像データのうちの１つの画像データにおける欠陥の強さおよび／または大きさに基づいてその欠陥の合否判定を行う、請求項１〜４のいずれかの欠陥検査方法。
６）ロール状被検査体を連続搬送させながら撮像する、前記１）〜５）のいずれかの欠陥検査方法。
７）前記被検査体が光透過性機能性フィルムあるいはディスプレイ用フィルターである、前記１）〜６）のいずれかの欠陥検査方法。
８）被検査体を撮像して画像データを生成する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部で生成された複数の画像データのそれぞれについて欠陥の有無を判定し、１つの欠陥に対する複数の画像データの欠陥の有無の判定結果をまとめた集合パターンを作成し、この欠陥の有無の集合パターンに応じて欠陥の種類を判別する画像データ処理部と、を備えることを特徴とする、欠陥検査装置。
９）前記画像データ処理部が、さらに判別された欠陥の種類毎に合否判定して、少なくとも欠陥の座標位置を含む欠陥データを作成する、前記８）の欠陥検査装置。
１０）前記欠陥データに基づいて被検査体に欠陥位置を表示するための表示部を有する、前記８）または９）の欠陥検査装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数の特徴を持つ欠陥の種類を正確に判別することができるので、本来不合格とすべき欠陥を見逃すことがなくなり、最終製品の信頼性が向上する。また、本発明の好ましい態様によれば、ロール状製品の欠陥検査と同時に合否判定を行うので、ロール状製品が納入された客先では欠陥検査結果に基づいて加工（例えばシートへの切断加工）するだけでよく、客先での加工時の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の欠陥検査方法を実施するための欠陥検査装置の一例の模式側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の欠陥検査方法は、被検査体を撮像して得られた複数の画像データの組み合わせによって欠陥の種類を判別するものである。
【００２３】
本発明に用いられる画像データとしては、反射画像データ、透過画像データ等があり、さらに反射画像データとしては正反射画像データ、散乱反射画像データ等が挙げられ、透過画像データとしては直接透過画像データ、屈折透過画像データ、散乱透過画像データ等が挙げられる。本発明はこれらの画像データの中の２以上の画像データを組み合わせて欠陥の種類を判別する。
【００２４】
正反射画像データは、被検査体に対して照明部からの入射光と正反射となる位置に受光部を配置することによって得られる。散乱反射画像データは、被検査体に対して照明部からの入射光が散乱反射する位置に受光部を配置することによって得られる。直接透過画像データは、被検査体を挟んで垂直位置に照明部と受光部を配置することによって得られる。屈折透過画像データは、被検査体を挟んで垂直位置に照明部と受光部をずらして配置することによって得られる。散乱透過画像データは、被検査体を挟んで斜め方向に照明部、垂直方向に受光部を配置することによって得られる。
【００２５】
本発明は少なくとも反射画像データと透過画像データとを組み合わせて用いることが好ましい。この場合、反射画像データとして正反射画像データと散乱反射画像データのどちらか一方あるいは両者を用いることができ、透過画像データとして直接透過画像データ、屈折透過画像データおよび散乱透過画像データからなる群より選ばれる少なくとも１つの画像データを用いることができる。
【００２６】
本発明は、反射画像データとして少なくとも正反射画像データを用いることが好ましい。
【００２７】
本発明は、透過画像データとして、直接透過画像データ、屈折透過画像データ、および散乱透過画像データの中から選ばれる少なくとも２つの画像データを用いることが好ましく、さらに、少なくとも直接透過画像データと屈折透過画像データを用いることが好ましく、特に、直接透過画像データ、屈折透過画像データおよび散乱透過画像データを用いることが好ましい。
【００２８】
上記した画像データの組み合わせによって、特に光透過性機能性フィルムやディスプレイ用フィルターにおける欠陥種類の判別をより正確に行うことができるようになる。
【００２９】
以下に本発明の欠陥検査方法を実施するため欠陥検査装置について、その好ましい形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の欠陥検査方法を実施するための欠陥検査装置の一例の模式側面図である。
【００３０】
図１において、被検査体であるロール状製品１が巻き出し部２から巻き出されて巻きと取り部３で巻き取られるまでの搬送経路に、ロール状製品１を撮像して画像データを生成するための撮像部である第１撮像部１０、第２撮像部２０、第３撮像部３０および第４撮像部４０が配置されている。上記の４つの撮像部は、ロール状製品１に光を照射するための照明部（符号１１、２１、３１、４１）と受光部（符号１２、２２、３２、４２）がそれぞれ配置されている。
【００３１】
第１撮像部１０は正反射画像データ、第２撮像部２０は屈折透過画像、第３撮像部３０は直接透過画像データ、第４撮像部４０は散乱透過画像データを得るための撮像装置である。
【００３２】
第１〜第４の撮像部で撮像された画像データは、画像データ処理部５０に送られて画像処理が施されて欠陥種類が判別され、さらに欠陥種類毎に合否判定がなされる。画像データ処理部５０で作成された欠陥データ（例えば、欠陥の座標位置、欠陥の種類、欠陥レベル等）は保存されるのと併せて表示部６０に送られる。表示部６０では欠陥データに基づいてロール状製品１に欠陥位置を表示する。上記の欠陥データの保存およびロール状製品への表示は、どちらか一方のみの実施であってもよい。
【００３３】
本発明の欠陥検査方法および欠陥検査装置は、ロール状製品を連続搬送させながら連続的にかつ自動的に行うことが好ましく、さらに、上記のように合否判定機能を有していることが好ましい。
【００３４】
以下、本発明の欠陥検査装置を構成する主要部について詳細に説明する。
【００３５】
巻き出し部２は、コアに巻き付けられたロール状製品１を一定速度で巻出す装置である。このため、巻き取り部３と合わせて搬送速度を一定に保ち、かつロール状製品１の搬送方向長さにおける検出欠陥位置の座標を確定させるために、巻き出し長さを測定する機構を備える。
【００３６】
また、巻き出し部２は、搬送されるフィルム（ロール状製品が巻き出されて搬送されている状態のものを便宜上「フィルム」と言う）１ａの幅方向の位置ズレを防ぐために、フィルム１ａのエッジ位置を測定し、変化に応じて巻き出し位置を調整するための機構（エッジポジションセンサー）を備える。また、巻き出し部２には、巻き取り部３と合わせて搬送されるフィルム１ａにたるみが生じないようにテンションをコントロールする機構を備える。
【００３７】
巻き取り部３は、搬送されてきたフィルム１ａを再びコアに巻き取る装置である。巻き取り部３は、巻き出し部２と同様の機能、例えばエッジポジションセンサーやテンションコントロール機構等を備える。
【００３８】
第１〜第４撮像部（符号１０、２０、３０、４０）において、照明部（符号１１、２１、３１、４１）は光源としてメタルハライドランプやＬＥＤランプを用いることができる。また、各撮像部において他の撮像部に意図しなかった照射がおきないよう、レンズなどを用い受光部に指向して照射することや、光源からの光を、スリット（図示せず）を介してフィルム１ａ（被検査体）に照射することは好ましい。受光部（符号１２、２２、３２、４２）は、受光手段としてＣＣＤイメージセンサー等を用いることができる。
【００３９】
第１撮像部１０は正反射画像データを得るための撮像装置であり、フィルム１ａ（被検査体）による正反射光を受光部１２が受光する。照明部１１からの照射角度および受光部１２の受光角度はフィルム１ａ（被検査体）に対して３０〜７０度の範囲が好ましく、４０〜５０度の範囲がより好ましい。
【００４０】
第２撮像部２０は屈折透過画像データを得るための撮像装置であり、フィルム１ａ（被検査体）による屈折光を受光部２２が受光する。照明部２１と受光部２２は、フィルム１ａ（被検査体）に対して垂直方向に正対し、かつ、それぞれの位置からフィルム１ａ（被検査体）に向け降ろした垂線とフィルム１ａの交点がフィルム１ａの搬送方向に沿って直線に並ぶよう配置する。交点は１〜５ｍｍ離れることが好ましく、１〜２ｍｍ離れることはさらに好ましい。また、屈折光のみを受光するために受光部にスリット（図示せず）を設け屈折光以外を遮光することは、より好ましい形態である。
【００４１】
第３撮像部３０は直接透過画像データを得るための撮像装置であり、フィルム１ａ（被検査体）による透過光を受光部３２が受光する。照明部３１と受光部３２はフィルム１ａ（被検査体）に対して垂直方向に正対して配置する。
【００４２】
第４撮像部４０は散乱透過画像データを得るための撮像装置であり、フィルム１ａ（被検査体）による散乱光を受光部４２が受光する。照明部４１からの照射角度は、フィルム１ａ（被検査体）に直交する垂直線に対して１〜１０度の範囲が好ましく、３〜７度の範囲がより好ましい。受光部２２の受光角度は、フィルム１ａに対して垂直方向である。また、散乱光のみを受光するために照明光を指向させることは、より好ましい形態である。
【００４３】
第１〜第４のそれぞれの撮像部は、被検査体であるフィルム１ａの幅方向の全域に対応できるように配置する。撮像部を搬送方向に対して並列に複数個に分割して配置することもできる。例えば、被検査体であるフィルム１ａの幅１０００ｍｍに対して、有効照射幅５００ｍｍ光源からなる照明部、解像度を示す画素数が５，０００画素からなる受光素子を持つ受光部、検査対象である欠陥幅が０．１ｍｍの場合は、照射部・受光部を少なくともそれぞれ２個配置する必要がある。
【００４４】
さらに多くの受光部を搬送方向に対して並列に配置することは、より欠陥を詳細に観察するために好ましい形態であり、より詳細な観察を可能にする。
【００４５】
また、受光手段であるＣＣＤイメージセンサー等は、被検査体であるフィルム１ａの送り速度に基づき動作速度を選定できる。
【００４６】
第１〜第４のそれぞれの撮像部で撮像された画像データは画像データ処理部５０に送られる。画像データ処理部５０では以下の処理が行われる。
【００４７】
（ｉ）それぞれの撮像部から出力された画像データについて、それぞれの撮像部毎に設定された閾値に基づいて欠陥を検出し、欠陥を検出した場合は、「欠陥有り」、その欠陥のサイズパラメータ（面積、長さ、高さ等）およびその欠陥の検出座標の情報を出力する。閾値は、それぞれの画像データを構成する強度パラメータ（反射率、透過光量等）に基づいて設定することができる。なお、この段階で欠陥として検出されたものには、後述する（iv）段階において合格と判定され、製品の中に含まれていても問題のないものも含まれている。
【００４８】
（ii）それぞれの画像データで検出した欠陥の検出座標をもとにして、同一の欠陥に対してそれぞれの画像データで欠陥が検出されたかどうかをまとめる。
【００４９】
図１の欠陥検査装置の場合では、１つの欠陥に対して第１〜第４の撮像部で得られた画像データのそれぞれに欠陥が検出されたかどうかをまとめ、後述の表１に示すような欠陥検出有無の集合パターンとして出力される。なお、表１では散乱透過画像データ（第４の撮像部で得られた画像データ）を除く他の３つの画像データでの欠陥の有無に基づいて集合パターンを作成している。
【００５０】
（iii）上記の欠陥有無の集合パターンに基づいて、予め設定された欠陥種類と集合パターンの関係に従って、欠陥の種類が判別される。
【００５１】
（iv）欠陥の種類別に予め設定された合否判定基準に基づいて、欠陥の合否判定を行う。
ここでの合否判定基準には、欠陥の種類毎に、欠陥が検出された画像データのうちのどの画像データを合否判定に使用するのかと、その画像データにおける欠陥のサイズパラメータ（面積、長さ、高さ等）に基づく合否基準を予め設定しておく。
【００５２】
（v）検出された欠陥の合否判定結果をアウトプットとして出力する。
【００５３】
本発明は、上記の（ii）、（iii）の画像処理をすることが最大の特徴であり、どのような画像データを組み合わせるかは、被検査体の種類や用途に応じて適宜選択することができる。
【００５４】
欠陥の種類（特徴）と画像データの関係について、幾つかの例を下記に挙げる。
【００５５】
１）正反射画像データは、被検査体に対して斜め方向から光を入射させて被検査体表面で正反射した光を利用したものであり、凸状欠陥あるいは正常部分とは異なる反射率を持つ欠陥を検出することができる。しかし、反射光の変化を伴わない欠陥、例えば被検査体表面に露出がなく被検査体中に埋まっている欠陥は検出できないことがある。
【００５６】
２）屈折透過画像データは、被検査体に対する入射光が欠陥によってその進路が変えられることにより、正常部とは異なる方向に光が屈折して透過してくる現象を利用したものであり、凸状欠点や凹み欠点を検出することができる。しかし、入射光の屈折を伴わない、例えば凹凸がない欠陥は検出できないことがある。
【００５７】
３）直接透過画像データは、入射光が被検査体を透過するときの透過光量の変化を利用するものであり、被検査体内部あるいは表面に存在する光吸収性欠陥（例えば着色異物等）や光透過性欠陥（例えば色抜け）、被検査体表面に存在して光を反射あるいは散乱して透過光量を減少させる欠陥（例えば厚みを伴わない着色付着物）を検出することができる。しかし、透過光量の変化を伴わない欠陥（例えば、濃度変化を伴わない凹み）は検出できないことがある。
【００５８】
４）散乱透過画像データは、被検査体に入射した光が透過する過程で欠陥によって散乱することを利用したものであり、凸起状欠点の大きさを正反射画像データや屈折透過画像データに比べてより正確に測定することができる。
【００５９】
上述した各種画像データから強度パラメータ（反射率、透過光量等）によって欠陥を検出するとともに、サイズパラメータ（面積、長さ、高さ等）によって欠陥の大きさを測定することができる。
【００６０】
本発明は、上記のサイズパラメータに基づいて欠陥の合否判定処理をさせることが好ましい。本発明は、複数の画像データの組み合わせによって欠陥の種類を判別するものであるが、種類が判別された欠陥の合否判定は、欠陥の種類毎に予め設定された１つの画像データのサイズパラメータに基づいて欠陥の合否判定処理をさせることが好ましい。
【００６１】
本発明は、複数の画像データの集合パターンから欠陥の種類を判別するが、そのいくつかの例を表１に示す。但し、本発明はこれらの例示に限定されるものではない。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１は、欠陥有無の集合パターンと欠陥種類の関係を示したものであり、画像データとしては正反射画像データ、屈折透過画像データ、直接透過画像データが用いられている。表中、○は欠陥として検出できたことを示し、×は検出できないことを示している。
【００６４】
集合パターン１は、正反射画像データは非検出（×）、屈折透過画像データは検出（○）、直接透過画像データは非検出（×）であり、予め設定入力された集合パターンに基づいて欠陥種類を「単なる凹み欠点」と判別する。以下、集合パターン２〜６も上記と同様である。
【００６５】
欠陥種類が判別されると、次に欠陥種類毎に予め設定入力された基準に従って合否判定がなされる。この合否判定は、１つの画像データを設定しておき、その画像データでの欠陥のサイズパラメータに基づいてなされる。表１において、集合パターン１の合否判定の画像データは、直接透過画像データである。以下、集合パターン２〜６についても、同様に合否判定に用いられる画像データが予め設定入力されている。
【００６６】
欠陥の合否判定に用いられる画像データは、被検査体の用途や種類によって適宜選択することが好ましい。例えば、光学フィルムやディスプレイ用フィルターはディスプレイの前面に装着され、視聴者はこれらのフィルムやフィルターを介してディスプレイ画像を透過画像として観賞するので、透過画像データで検出された欠陥はよりシビヤーに判断されることが好ましく、従って、欠陥の合否判定の基準となる画像データとして直接透過画像データや屈折透過画像データを用いるのが好ましい。
【００６７】
本発明はさらに、欠陥レベル別に単位面積当たりの欠陥個数によって合否判定をすることが好ましい。ここで、欠陥レベルとは欠陥のサイズによって判別されるものである。例えば、特定サイズ以上の欠陥は欠陥レベルＡとし、ある範囲のサイズの欠陥は欠陥レベルＢとするものである。
【００６８】
欠陥レベルを判別する意味は、例えば、欠陥レベルＡは１個の存在で無条件に不可とするが、欠陥レベルＢは単位面積当たり１個までは合格で２個以上の場合に不可とする、という合否判定のやり方に適用するためである。
【００６９】
上記の欠陥レベルの判別基準は、欠陥種類とは関係なく一律に設定してもよいが、欠陥種類毎に欠陥レベルの判別基準を設けることが好ましい。欠陥種類によって欠陥レベルの判別基準が異なる場合があり、欠陥種類毎に欠陥レベルの判別基準を設けることによって、より高い精度で合否判定をすることができる。例えば、表１では、集合パターン１と集合パターン３とが合否判定の画像データとして屈折透過画像データを用いているが、欠陥レベルの判別基準については集合パターン１と集合パターン３とで異なっていてもよい。
【００７０】
欠陥レベルの判別については、具体的には、例えば上記表１の集合パターン１で検出判別された「単なる凹み欠陥」の場合は、面積が３ｍｍ２以上の欠陥は欠陥レベルＡとして判別されて１個でも不可となり、面積が０．２ｍｍ２以上３ｍｍ２未満の欠陥は欠陥レベルＢとして判別されて単位面積（０．５ｍ２）当たり２個以上で不可（１個までは合格）となる。面積が０．２ｍｍ２未満は欠陥として検出されない。
【００７１】
上述したように、画像データ処理部５０で得られた欠陥データは表示部６０に送られて、搬送されるフィルム１ａに欠陥位置を表示（マーキング）する。ここで、表示部６０に送られる欠陥データとしては、少なくとも欠陥の座標位置が含むが、必要に応じて欠陥種類や欠陥レベルを含むことができ、欠陥種類は欠陥レベルを座標位置と同時にフィルム１ａに表示することができる。
【００７２】
表示部６０における表示方法としては、例えば、フィルム１ａの欠陥位置に直接にマーキングする方法、搬送方向に対して欠陥位置と同位置のフィルム１ａの端部（耳部）にマーキングする方法がある。表示手段としては、シールなどラベルを貼付ける装置、インクジェット装置、レーザーやカッターなどによりフィルム１ａの端部（耳部）に傷を付ける装置等が挙げられる。
【００７３】
また、画像データ処理部５０は、作成された欠陥データを保存する機能、保存した欠陥データをディスプレイや紙媒体に表示あるいは印刷させる機能を有していてもよい。
【００７４】
本発明は、光透過性の機能性フィルム（各種光学フィルム）やディスプレイ用フィルター等の欠陥検査に好適である。上記の機能性フィルムやディスプレイ用フィルターには、複数種類の欠陥が存在することが多く、本発明の欠陥検査方法を用いることによって欠陥種類の判別ができるので欠陥の種類に応じて合否判定を行うことが可能となり、精度の高い欠陥検査を実現することができる。
【００７５】
光透過性の機能性フィルムとしては、例えば、反射防止フィルム、防眩フィルム、近赤外線吸収フィルム、色調整フィルム、偏光板、位相差フィルム、視野拡大フィルム、ライトコントロールフィルム等の光学フィルム、ハードコートフィルム、電磁波シールドフィルム、導電性フィルム、タッチパネル等が挙げられる。
【００７６】
ディスプレイ用フィルターは、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等のディスプレイの前面に配置されるフィルターで、上記した機能性フィルムを単独もしくは複数組み合わせたディスプレイ用フィルター、または１枚の基材フィルムに上記した機能性フィルムの機能層のみを複数種積層したディスプレイ用フィルターが挙げられる。
【００７７】
例えば、プラズマディスプレイに用いられるディスプレイ用フィルターは、複数の機能を併せ持つディスプレイ用フィルターが一般的であり、かかるディスプレイ用フィルターとしては、反射防止機能、防眩機能、ハードコート機能、近赤外線吸収機能、色調整機能、および電磁波シールド機能の中から選ばれる少なくとも２つの機能を有するものが挙げられる。
【００７８】
上記プラズマディスプレイ用フィルターとしては、例えば、反射防止・近赤外線吸収フィルム、反射防止・色調整フィルム、反射防止・近赤外線吸収・色調整フィルム、反射防止・近赤外線吸収・電磁波シールドフィルム、反射防止・近赤外線吸収・色調整・電磁波シールドフィルム、防眩・近赤外線吸収フィルム、防眩・色調整フィルム、防眩・近赤外線吸収・色調整フィルム、防眩・近赤外線吸収・電磁波シールドフィルム、防眩・近赤外線吸収・色調整・電磁波シールドフィルム、ハードコート・近赤外線吸収フィルム、ハードコート・色調整フィルム、ハードコート・近赤外線吸収・色調整フィルム、ハードコート・近赤外線吸収・電磁波シールドフィルム、ハードコート・近赤外線吸収・色調整・電磁波シールドフィルム等が挙げられる。
【００７９】
上記の複数機能を併せ持つディスプレイ用フィルターは、複数の機能性フィルムを粘着剤等で貼合されたものであってもよいし、あるいは１枚の基材フィルムに複数の機能層が積層されたものであってもよい。
【００８０】
本発明は、複数機能を併せ持つディスプレイ用フィルターの欠陥検査に好適であり、特に１枚のみの基材フィルムに複数の機能層が積層されたディスプレイ用フィルターに好適である。
【００８１】
上記の１枚のみ基材フィルムに複数の機能層が積層されたディスプレイ用フィルターの構成例の幾つかを以下に例示する。
１）粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／ハードコート層
２）粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／ハードコート層／反射防止層
３）近赤外線吸収機能を有する粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／ハードコート層
４）近赤外線吸収機能を有する粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／ハードコート層／反射防止層
５）粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／電磁波シールド層／ハードコート層
６）粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／電磁波シールド層／ハードコート層／反射防止層
７）近赤外線吸収機能を有する粘着剤層／基材フィルム／電磁波シールド層／ハードコート層
８）近赤外線吸収機能を有する粘着剤層／基材フィルム／電磁波シールド層／ハードコート層／反射防止層。
【００８２】
尚、上記近赤外線吸収層あるいは近赤外線吸収機能を有する粘着剤層には、色調整機能を併せて持たせることができる。また、上記ディスプレイ用フィルターは、その製造過程や物流過程で、離型フィルムあるいは保護フィルムをディスプレイ用フィルターの表面に積層することがあるが、これらの離型フィルムや保護フィルムは最終的には剥離除去されるので、上記構成例から除外している。
【００８３】
基材フィルムとしては、厚みが５０〜３００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく用いられる。
【符号の説明】
【００８４】
１ ロール状製品（被検査体）
１ａ ロール状製品が巻き出されて搬送されるフィルム
２ 巻き出し部
３ 巻き取り部
１０ 第１撮像部
２０ 第２撮像部
３０ 第３撮像部
４０ 第４撮像部
１１、２１、３１、４１ 照明部
１２、２２、３２、４２ 受光部
５０ 画像データ処理部
６０ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検査方法および欠陥検査装置に関し、詳しくは液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示装置に用いられる各種光学フィルムやディスプレイ用フィルターの欠陥検査方法および欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射防止フィルム、防眩フィルム、近赤外線吸収フィルム、色調整フィルム、偏光板、位相差板等の光学フィルム、ハードコートフィルム、電磁波シールドフィルム、導電性フィルム、タッチパネル、あるいは上記した複数機能を併せ持つディスプレイ用フィルターが各種表示装置に用いられている。
【０００３】
光学フィルムやディスプレイ用フィルターは、その製造過程で不合格となる欠陥が発生することがある。これらの欠陥の検査は、従来から目視検査や光学系検査で行われている。
【０００４】
人の目による目視検査は、生産性が悪く、個人差による合否判定のバラツキ等の問題があり、近年では光学的手段を用いた光学系検査が普及してきている。
【０００５】
光学系検査方法として、複数の光学系で得られた複数の画像データを用いて欠陥を検出する方法が提案されている（例えば特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】２００３−３２９６０１号公報
【特許文献２】２００８−１１６４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、欠陥の発生個数を正確に検査するために複数の撮像手段によって得られた複数の画像データを用いているが、１つの欠陥を重複してカウントすることを避けるために、同一箇所に複数の画像データが存在する場合はどちらかの一方の画像データを優先して１つの欠陥としてカウントするというものである。即ち、特許文献１では、複数の画像データはそれぞれ独立して処理されるものであって、複数の画像データの組み合わせで１つの欠陥の種類を判別するというものではない。
【０００８】
特許文献２には、２つの光学手段で検出される２つの欠陥候補（表面欠点と輝点）が、同一座標で検出されるものは、一方の検出結果のみを適用する方法が提案されている。具体的には「表面欠点と輝点とを同時に検出した場合は、欠陥としない」という方法を提案している。ここで、表面欠点はクニックや内部異物等で。輝点は表面付着異物である。
【０００９】
すなわち、特許文献２は、輝点として検出される表面付着異物は欠陥としないことを前提とした検査方法であって、表面欠点を検出する画像データと輝点（表面付着異物）を検出する画像データが同一座標に存在する場合は、輝点としての画像データを優先して欠陥ではないとして処理するというものである。
【００１０】
上述したように、特許文献１、２に開示されている検査方法は、複数の画像データの内のどちらか一方の画像データを優先して判別するというものであって、複数の画像データを組み合わせて１つの欠陥の種類を判別することは記載されていない。
【００１１】
上述の特許文献１、２に開示されている検査方法では、欠陥が複数の特徴を持つ場合に問題を生じる場合がある。
【００１２】
例えば、光学フィルム等において、その表面に凹凸が存在する場合、凹凸に起因して、その凹凸部分が光学フィルムの色とは異なる色彩を帯びる場合がある。あるいは、凹凸に起因して、その凹凸部分が光学フィルムとは異なるコントラストを帯びる場合がある。このように、１つの欠陥が、凹凸と色彩あるいはコントラストの２以上の特徴を持つ場合がある。
【００１３】
このような複数の特徴を１つの光学系で検出することは通常困難であり、複数の光学系で検出する必要がある。特許文献１、２は、複数の光学系で得られた画像データを用いているが、最終的には予め決められた１つの画像データを優先して採用するというもので、複数の画像データの組み合わせによって欠陥の特徴を判別するというものではない。つまり、特許文献１、２の検査方法では、複数の特徴を持つ欠陥を正確に判別することはできない。
【００１４】
複数の特徴を持つ欠陥の種類を正確に判別できない場合には以下のような不都合が生じる場合がある。
【００１５】
例えば、光学フィルム等における表面凹凸の欠陥候補が異なる色彩あるいは異なるコントラストを帯びている場合、凹凸を検出する１つの光学系から得られる画像データのみで欠陥の合否を判定し、その結果合格と判定したとしても、色彩あるいはコントラストの画像データは不合格レベルであることがある。また、上記とは逆のこともある。さらに、欠陥の種類によっては、凹凸の画像データは不合格レベルであっても、色彩の画像データが合格レベルであれば、その欠陥は合格と判定しなければならないこともある。
【００１６】
つまり、複数の特徴を持つ欠陥の種類を正確に判別できない場合、本来不合格とすべき欠陥を合格と判定して見逃す危険性もあれば、本来合格とすべき欠陥を不合格と判断してしまうことがある。この問題を解決するには、欠陥の種類を判別し、欠陥種類毎に合否判定基準を設ける必要がある。
【００１７】
また一方、これまで自動検査装置は、その検査装置が対象とする欠陥を検出する機能をもつが、最終製品としての合否を判定する機能は与えられていなかった。
【００１８】
従って本発明の目的は、欠陥の種類を正確に判別することができる欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ロール状製品の欠陥の種類を正確に判別し、合否判定を行う自動欠陥検査方法および自動欠陥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】
【００１９】
本発明の上記目的は、以下の発明によって基本的に達成された。
１）被検査体を撮像して得られる画像データに基づいて欠陥を検査する方法であって、
被検査体に対して複数の種粳の画像データを取り込み、
これら複数の種類の画像データのそれぞれについて欠陥の検出を行い、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別することを特徴とする、欠陥検査方法。
２）前記複数の画像データが反射画像データと透過画像データとを含む、前記１）の欠陥検査方法。
３）前記透過画像データが、直接透過画像データ、屈折透過画像データ、および散乱透過画像データからなる群より選ばれる少なくとも２つの画像データを含む、前記２）の欠陥検査方法。
４）さらに欠陥のサイズを測定する、前記１）〜３）のいずれかの欠陥検査方法。
５）前記複数の種類の画像データのそれぞれについて、欠陥を検出するとともに、検出した欠陥の強さおよび／または大きさを測定し、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別するとともに、欠陥を検出した画像データのうちの１つの画像データにおける欠陥の強さおよび／または大きさに基づいてその欠陥の合否判定を行う、請求項１〜４のいずれかの欠陥検査方法。
６）ロール状被検査体を連続搬送させながら撮像する、前記１）〜５）のいずれかの欠陥検査方法。
７）前記被検査体が光透過性機能性フィルムあるいはディスプレイ用フィルターである、前記１）〜６）のいずれかの欠陥検査方法。
８）被検査体を撮像して画像データを生成する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部で生成された複数の画像データのそれぞれについて欠陥の有無を判定し、１つの欠陥に対する複数の画像データの欠陥の有無の判定結果をまとめた集合パターンを作成し、この欠陥の有無の集合パターンに応じて欠陥の種類を判別する画像データ処理部と、を備えることを特徴とする、欠陥検査装置。
９）前記画像データ処理部が、さらに判別された欠陥の種類毎に合否判定して、少なくとも欠陥の座標位置を含む欠陥データを作成する、前記８）の欠陥検査装置。
１０）前記欠陥データに基づいて被検査体に欠陥位置を表示するための表示部を有する、前記８）または９）の欠陥検査装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数の特徴を持つ欠陥の種類を正確に判別することができるので、本来不合格とすべき欠陥を見逃すことがなくなり、最終製品の信頼性が向上する。また、本発明の好ましい態様によれば、ロール状製品の欠陥検査と同時に合否判定を行うので、ロール状製品が納入された客先では欠陥検査結果に基づいて加工（例えばシートへの切断加工）するだけでよく、客先での加工時の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の欠陥検査方法を実施するための欠陥検査装置の一例の模式側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の欠陥検査方法は、被検査体を撮像して得られた複数の画像データの組み合わせによって欠陥の種類を判別するものである。
【００２３】
本発明に用いられる画像データとしては、反射画像データ、透過画像データ等があり、さらに反射画像データとしては正反射画像データ、散乱反射画像データ等が挙げられ、透過画像データとしては直接透過画像データ、屈折透過画像データ、散乱透過画像データ等が挙げられる。本発明はこれらの画像データの中の２以上の画像データを組み合わせて欠陥の種類を判別する。
【００２４】
正反射画像データは、被検査体に対して照明部からの入射光と正反射となる位置に受光部を配置することによって得られる。散乱反射画像データは、被検査体に対して照明部からの入射光が散乱反射する位置に受光部を配置することによって得られる。直接透過画像データは、被検査体を挟んで垂直位置に照明部と受光部を配置することによって得られる。屈折透過画像データは、被検査体を挟んで垂直位置に照明部と受光部をずらして配置することによって得られる。散乱透過画像データは、被検査体を挟んで斜め方向に照明部、垂直方向に受光部を配置することによって得られる。
【００２５】
本発明は少なくとも反射画像データと透過画像データとを組み合わせて用いることが好ましい。この場合、反射画像データとして正反射画像データと散乱反射画像データのどちらか一方あるいは両者を用いることができ、透過画像データとして直接透過画像データ、屈折透過画像データおよび散乱透過画像データからなる群より選ばれる少なくとも１つの画像データを用いることができる。
【００２６】
本発明は、反射画像データとして少なくとも正反射画像データを用いることが好ましい。
【００２７】
本発明は、透過画像データとして、直接透過画像データ、屈折透過画像データ、および散乱透過画像データの中から選ばれる少なくとも２つの画像データを用いることが好ましく、さらに、少なくとも直接透過画像データと屈折透過画像データを用いることが好ましく、特に、直接透過画像データ、屈折透過画像データおよび散乱透過画像データを用いることが好ましい。
【００２８】
上記した画像データの組み合わせによって、特に光透過性機能性フィルムやディスプレイ用フィルターにおける欠陥種類の判別をより正確に行うことができるようになる。
【００２９】
以下に本発明の欠陥検査方法を実施するため欠陥検査装置について、その好ましい形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の欠陥検査方法を実施するための欠陥検査装置の一例の模式側面図である。
【００３０】
図１において、被検査体であるロール状製品１が巻き出し部２から巻き出されて巻きと取り部３で巻き取られるまでの搬送経路に、ロール状製品１を撮像して画像データを生成するための撮像部である第１撮像部１０、第２撮像部２０、第３撮像部３０および第４撮像部４０が配置されている。上記の４つの撮像部は、ロール状製品１に光を照射するための照明部（符号１１、２１、３１、４１）と受光部（符号１２、２２、３２、４２）がそれぞれ配置されている。
【００３１】
第１撮像部１０は正反射画像データ、第２撮像部２０は屈折透過画像、第３撮像部３０は直接透過画像データ、第４撮像部４０は散乱透過画像データを得るための撮像装置である。
【００３２】
第１〜第４の撮像部で撮像された画像データは、画像データ処理部５０に送られて画像処理が施されて欠陥種類が判別され、さらに欠陥種類毎に合否判定がなされる。画像データ処理部５０で作成された欠陥データ（例えば、欠陥の座標位置、欠陥の種類、欠陥レベル等）は保存されるのと併せて表示部６０に送られる。表示部６０では欠陥データに基づいてロール状製品１に欠陥位置を表示する。上記の欠陥データの保存およびロール状製品への表示は、どちらか一方のみの実施であってもよい。
【００３３】
本発明の欠陥検査方法および欠陥検査装置は、ロール状製品を連続搬送させながら連続的にかつ自動的に行うことが好ましく、さらに、上記のように合否判定機能を有していることが好ましい。
【００３４】
以下、本発明の欠陥検査装置を構成する主要部について詳細に説明する。
【００３５】
巻き出し部２は、コアに巻き付けられたロール状製品１を一定速度で巻出す装置である。このため、巻き取り部３と合わせて搬送速度を一定に保ち、かつロール状製品１の搬送方向長さにおける検出欠陥位置の座標を確定させるために、巻き出し長さを測定する機構を備える。
【００３６】
また、巻き出し部２は、搬送されるフィルム（ロール状製品が巻き出されて搬送されている状態のものを便宜上「フィルム」と言う）１ａの幅方向の位置ズレを防ぐために、フィルム１ａのエッジ位置を測定し、変化に応じて巻き出し位置を調整するための機構（エッジポジションセンサー）を備える。また、巻き出し部２には、巻き取り部３と合わせて搬送されるフィルム１ａにたるみが生じないようにテンションをコントロールする機構を備える。
【００３７】
巻き取り部３は、搬送されてきたフィルム１ａを再びコアに巻き取る装置である。巻き取り部３は、巻き出し部２と同様の機能、例えばエッジポジションセンサーやテンションコントロール機構等を備える。
【００３８】
第１〜第４撮像部（符号１０、２０、３０、４０）において、照明部（符号１１、２１、３１、４１）は光源としてメタルハライドランプやＬＥＤランプを用いることができる。また、各撮像部において他の撮像部に意図しなかった照射がおきないよう、レンズなどを用い受光部に指向して照射することや、光源からの光を、スリット（図示せず）を介してフィルム１ａ（被検査体）に照射することは好ましい。受光部（符号１２、２２、３２、４２）は、受光手段としてＣＣＤイメージセンサー等を用いることができる。
【００３９】
第１撮像部１０は正反射画像データを得るための撮像装置であり、フィルム１ａ（被検査体）による正反射光を受光部１２が受光する。照明部１１からの照射角度および受光部１２の受光角度はフィルム１ａ（被検査体）に対して３０〜７０度の範囲が好ましく、４０〜５０度の範囲がより好ましい。
【００４０】
第２撮像部２０は屈折透過画像データを得るための撮像装置であり、フィルム１ａ（被検査体）による屈折光を受光部２２が受光する。照明部２１と受光部２２は、フィルム１ａ（被検査体）に対して垂直方向に正対し、かつ、それぞれの位置からフィルム１ａ（被検査体）に向け降ろした垂線とフィルム１ａの交点がフィルム１ａの搬送方向に沿って直線に並ぶよう配置する。交点は１〜５ｍｍ離れることが好ましく、１〜２ｍｍ離れることはさらに好ましい。また、屈折光のみを受光するために受光部にスリット（図示せず）を設け屈折光以外を遮光することは、より好ましい形態である。
【００４１】
第３撮像部３０は直接透過画像データを得るための撮像装置であり、フィルム１ａ（被検査体）による透過光を受光部３２が受光する。照明部３１と受光部３２はフィルム１ａ（被検査体）に対して垂直方向に正対して配置する。
【００４２】
第４撮像部４０は散乱透過画像データを得るための撮像装置であり、フィルム１ａ（被検査体）による散乱光を受光部４２が受光する。照明部４１からの照射角度は、フィルム１ａ（被検査体）に直交する垂直線に対して１〜１０度の範囲が好ましく、３〜７度の範囲がより好ましい。受光部２２の受光角度は、フィルム１ａに対して垂直方向である。また、散乱光のみを受光するために照明光を指向させることは、より好ましい形態である。
【００４３】
第１〜第４のそれぞれの撮像部は、被検査体であるフィルム１ａの幅方向の全域に対応できるように配置する。撮像部を搬送方向に対して並列に複数個に分割して配置することもできる。例えば、被検査体であるフィルム１ａの幅１０００ｍｍに対して、有効照射幅５００ｍｍ光源からなる照明部、解像度を示す画素数が５，０００画素からなる受光素子を持つ受光部、検査対象である欠陥幅が０．１ｍｍの場合は、照射部・受光部を少なくともそれぞれ２個配置する必要がある。
【００４４】
さらに多くの受光部を搬送方向に対して並列に配置することは、より欠陥を詳細に観察するために好ましい形態であり、より詳細な観察を可能にする。
【００４５】
また、受光手段であるＣＣＤイメージセンサー等は、被検査体であるフィルム１ａの送り速度に基づき動作速度を選定できる。
【００４６】
第１〜第４のそれぞれの撮像部で撮像された画像データは画像データ処理部５０に送られる。画像データ処理部５０では以下の処理が行われる。
【００４７】
（ｉ）それぞれの撮像部から出力された画像データについて、それぞれの撮像部毎に設定された閾値に基づいて欠陥を検出し、欠陥を検出した場合は、「欠陥有り」、その欠陥のサイズパラメータ（面積、長さ、高さ等）およびその欠陥の検出座標の情報を出力する。閾値は、それぞれの画像データを構成する強度パラメータ（反射率、透過光量等）に基づいて設定することができる。なお、この段階で欠陥として検出されたものには、後述する（iv）段階において合格と判定され、製品の中に含まれていても問題のないものも含まれている。
【００４８】
（ii）それぞれの画像データで検出した欠陥の検出座標をもとにして、同一の欠陥に対してそれぞれの画像データで欠陥が検出されたかどうかをまとめる。
【００４９】
図１の欠陥検査装置の場合では、１つの欠陥に対して第１〜第４の撮像部で得られた画像データのそれぞれに欠陥が検出されたかどうかをまとめ、後述の表１に示すような欠陥検出有無の集合パターンとして出力される。なお、表１では散乱透過画像データ（第４の撮像部で得られた画像データ）を除く他の３つの画像データでの欠陥の有無に基づいて集合パターンを作成している。
【００５０】
（iii）上記の欠陥有無の集合パターンに基づいて、予め設定された欠陥種類と集合パターンの関係に従って、欠陥の種類が判別される。
【００５１】
（iv）欠陥の種類別に予め設定された合否判定基準に基づいて、欠陥の合否判定を行う。
ここでの合否判定基準には、欠陥の種類毎に、欠陥が検出された画像データのうちのどの画像データを合否判定に使用するのかと、その画像データにおける欠陥のサイズパラメータ（面積、長さ、高さ等）に基づく合否基準を予め設定しておく。
【００５２】
（v）検出された欠陥の合否判定結果をアウトプットとして出力する。
【００５３】
本発明は、上記の（ii）、（iii）の画像処理をすることが最大の特徴であり、どのような画像データを組み合わせるかは、被検査体の種類や用途に応じて適宜選択することができる。
【００５４】
欠陥の種類（特徴）と画像データの関係について、幾つかの例を下記に挙げる。
【００５５】
１）正反射画像データは、被検査体に対して斜め方向から光を入射させて被検査体表面で正反射した光を利用したものであり、凸状欠陥あるいは正常部分とは異なる反射率を持つ欠陥を検出することができる。しかし、反射光の変化を伴わない欠陥、例えば被検査体表面に露出がなく被検査体中に埋まっている欠陥は検出できないことがある。
【００５６】
２）屈折透過画像データは、被検査体に対する入射光が欠陥によってその進路が変えられることにより、正常部とは異なる方向に光が屈折して透過してくる現象を利用したものであり、凸状欠点や凹み欠点を検出することができる。しかし、入射光の屈折を伴わない、例えば凹凸がない欠陥は検出できないことがある。
【００５７】
３）直接透過画像データは、入射光が被検査体を透過するときの透過光量の変化を利用するものであり、被検査体内部あるいは表面に存在する光吸収性欠陥（例えば着色異物等）や光透過性欠陥（例えば色抜け）、被検査体表面に存在して光を反射あるいは散乱して透過光量を減少させる欠陥（例えば厚みを伴わない着色付着物）を検出することができる。しかし、透過光量の変化を伴わない欠陥（例えば、濃度変化を伴わない凹み）は検出できないことがある。
【００５８】
４）散乱透過画像データは、被検査体に入射した光が透過する過程で欠陥によって散乱することを利用したものであり、凸起状欠点の大きさを正反射画像データや屈折透過画像データに比べてより正確に測定することができる。
【００５９】
上述した各種画像データから強度パラメータ（反射率、透過光量等）によって欠陥を検出するとともに、サイズパラメータ（面積、長さ、高さ等）によって欠陥の大きさを測定することができる。
【００６０】
本発明は、上記のサイズパラメータに基づいて欠陥の合否判定処理をさせることが好ましい。本発明は、複数の画像データの組み合わせによって欠陥の種類を判別するものであるが、種類が判別された欠陥の合否判定は、欠陥の種類毎に予め設定された１つの画像データのサイズパラメータに基づいて欠陥の合否判定処理をさせることが好ましい。
【００６１】
本発明は、複数の画像データの集合パターンから欠陥の種類を判別するが、そのいくつかの例を表１に示す。但し、本発明はこれらの例示に限定されるものではない。
【００６２】
【表１】
【００６３】
表１は、欠陥有無の集合パターンと欠陥種類の関係を示したものであり、画像データとしては正反射画像データ、屈折透過画像データ、直接透過画像データが用いられている。表中、○は欠陥として検出できたことを示し、×は検出できないことを示している。
【００６４】
集合パターン１は、正反射画像データは非検出（×）、屈折透過画像データは検出（○）、直接透過画像データは非検出（×）であり、予め設定入力された集合パターンに基づいて欠陥種類を「単なる凹み欠点」と判別する。以下、集合パターン２〜６も上記と同様である。
【００６５】
欠陥種類が判別されると、次に欠陥種類毎に予め設定入力された基準に従って合否判定がなされる。この合否判定は、１つの画像データを設定しておき、その画像データでの欠陥のサイズパラメータに基づいてなされる。表１において、集合パターン１の合否判定の画像データは、直接透過画像データである。以下、集合パターン２〜６についても、同様に合否判定に用いられる画像データが予め設定入力されている。
【００６６】
欠陥の合否判定に用いられる画像データは、被検査体の用途や種類によって適宜選択することが好ましい。例えば、光学フィルムやディスプレイ用フィルターはディスプレイの前面に装着され、視聴者はこれらのフィルムやフィルターを介してディスプレイ画像を透過画像として観賞するので、透過画像データで検出された欠陥はよりシビヤーに判断されることが好ましく、従って、欠陥の合否判定の基準となる画像データとして直接透過画像データや屈折透過画像データを用いるのが好ましい。
【００６７】
本発明はさらに、欠陥レベル別に単位面積当たりの欠陥個数によって合否判定をすることが好ましい。ここで、欠陥レベルとは欠陥のサイズによって判別されるものである。例えば、特定サイズ以上の欠陥は欠陥レベルＡとし、ある範囲のサイズの欠陥は欠陥レベルＢとするものである。
【００６８】
欠陥レベルを判別する意味は、例えば、欠陥レベルＡは１個の存在で無条件に不可とするが、欠陥レベルＢは単位面積当たり１個までは合格で２個以上の場合に不可とする、という合否判定のやり方に適用するためである。
【００６９】
上記の欠陥レベルの判別基準は、欠陥種類とは関係なく一律に設定してもよいが、欠陥種類毎に欠陥レベルの判別基準を設けることが好ましい。欠陥種類によって欠陥レベルの判別基準が異なる場合があり、欠陥種類毎に欠陥レベルの判別基準を設けることによって、より高い精度で合否判定をすることができる。例えば、表１では、集合パターン１と集合パターン３とが合否判定の画像データとして屈折透過画像データを用いているが、欠陥レベルの判別基準については集合パターン１と集合パターン３とで異なっていてもよい。
【００７０】
欠陥レベルの判別については、具体的には、例えば上記表１の集合パターン１で検出判別された「単なる凹み欠陥」の場合は、面積が３ｍｍ２以上の欠陥は欠陥レベルＡとして判別されて１個でも不可となり、面積が０．２ｍｍ２以上３ｍｍ２未満の欠陥は欠陥レベルＢとして判別されて単位面積（０．５ｍ２）当たり２個以上で不可（１個までは合格）となる。面積が０．２ｍｍ２未満は欠陥として検出されない。
【００７１】
上述したように、画像データ処理部５０で得られた欠陥データは表示部６０に送られて、搬送されるフィルム１ａに欠陥位置を表示（マーキング）する。ここで、表示部６０に送られる欠陥データとしては、少なくとも欠陥の座標位置が含むが、必要に応じて欠陥種類や欠陥レベルを含むことができ、欠陥種類は欠陥レベルを座標位置と同時にフィルム１ａに表示することができる。
【００７２】
表示部６０における表示方法としては、例えば、フィルム１ａの欠陥位置に直接にマーキングする方法、搬送方向に対して欠陥位置と同位置のフィルム１ａの端部（耳部）にマーキングする方法がある。表示手段としては、シールなどラベルを貼付ける装置、インクジェット装置、レーザーやカッターなどによりフィルム１ａの端部（耳部）に傷を付ける装置等が挙げられる。
【００７３】
また、画像データ処理部５０は、作成された欠陥データを保存する機能、保存した欠陥データをディスプレイや紙媒体に表示あるいは印刷させる機能を有していてもよい。
【００７４】
本発明は、光透過性の機能性フィルム（各種光学フィルム）やディスプレイ用フィルター等の欠陥検査に好適である。上記の機能性フィルムやディスプレイ用フィルターには、複数種類の欠陥が存在することが多く、本発明の欠陥検査方法を用いることによって欠陥種類の判別ができるので欠陥の種類に応じて合否判定を行うことが可能となり、精度の高い欠陥検査を実現することができる。
【００７５】
光透過性の機能性フィルムとしては、例えば、反射防止フィルム、防眩フィルム、近赤外線吸収フィルム、色調整フィルム、偏光板、位相差フィルム、視野拡大フィルム、ライトコントロールフィルム等の光学フィルム、ハードコートフィルム、電磁波シールドフィルム、導電性フィルム、タッチパネル等が挙げられる。
【００７６】
ディスプレイ用フィルターは、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等のディスプレイの前面に配置されるフィルターで、上記した機能性フィルムを単独もしくは複数組み合わせたディスプレイ用フィルター、または１枚の基材フィルムに上記した機能性フィルムの機能層のみを複数種積層したディスプレイ用フィルターが挙げられる。
【００７７】
例えば、プラズマディスプレイに用いられるディスプレイ用フィルターは、複数の機能を併せ持つディスプレイ用フィルターが一般的であり、かかるディスプレイ用フィルターとしては、反射防止機能、防眩機能、ハードコート機能、近赤外線吸収機能、色調整機能、および電磁波シールド機能の中から選ばれる少なくとも２つの機能を有するものが挙げられる。
【００７８】
上記プラズマディスプレイ用フィルターとしては、例えば、反射防止・近赤外線吸収フィルム、反射防止・色調整フィルム、反射防止・近赤外線吸収・色調整フィルム、反射防止・近赤外線吸収・電磁波シールドフィルム、反射防止・近赤外線吸収・色調整・電磁波シールドフィルム、防眩・近赤外線吸収フィルム、防眩・色調整フィルム、防眩・近赤外線吸収・色調整フィルム、防眩・近赤外線吸収・電磁波シールドフィルム、防眩・近赤外線吸収・色調整・電磁波シールドフィルム、ハードコート・近赤外線吸収フィルム、ハードコート・色調整フィルム、ハードコート・近赤外線吸収・色調整フィルム、ハードコート・近赤外線吸収・電磁波シールドフィルム、ハードコート・近赤外線吸収・色調整・電磁波シールドフィルム等が挙げられる。
【００７９】
上記の複数機能を併せ持つディスプレイ用フィルターは、複数の機能性フィルムを粘着剤等で貼合されたものであってもよいし、あるいは１枚の基材フィルムに複数の機能層が積層されたものであってもよい。
【００８０】
本発明は、複数機能を併せ持つディスプレイ用フィルターの欠陥検査に好適であり、特に１枚のみの基材フィルムに複数の機能層が積層されたディスプレイ用フィルターに好適である。
【００８１】
上記の１枚のみ基材フィルムに複数の機能層が積層されたディスプレイ用フィルターの構成例の幾つかを以下に例示する。
１）粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／ハードコート層
２）粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／ハードコート層／反射防止層
３）近赤外線吸収機能を有する粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／ハードコート層
４）近赤外線吸収機能を有する粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／ハードコート層／反射防止層
５）粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／電磁波シールド層／ハードコート層
６）粘着剤層／近赤外線吸収層／基材フィルム／電磁波シールド層／ハードコート層／反射防止層
７）近赤外線吸収機能を有する粘着剤層／基材フィルム／電磁波シールド層／ハードコート層
８）近赤外線吸収機能を有する粘着剤層／基材フィルム／電磁波シールド層／ハードコート層／反射防止層。
【００８２】
尚、上記近赤外線吸収層あるいは近赤外線吸収機能を有する粘着剤層には、色調整機能を併せて持たせることができる。また、上記ディスプレイ用フィルターは、その製造過程や物流過程で、離型フィルムあるいは保護フィルムをディスプレイ用フィルターの表面に積層することがあるが、これらの離型フィルムや保護フィルムは最終的には剥離除去されるので、上記構成例から除外している。
【００８３】
基材フィルムとしては、厚みが５０〜３００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく用いられる。
【符号の説明】
【００８４】
１ ロール状製品（被検査体）
１ａ ロール状製品が巻き出されて搬送されるフィルム
２ 巻き出し部
３ 巻き取り部
１０ 第１撮像部
２０ 第２撮像部
３０ 第３撮像部
４０ 第４撮像部
１１、２１、３１、４１ 照明部
１２、２２、３２、４２ 受光部
５０ 画像データ処理部
６０ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体を撮像して得られる画像データに基づいて欠陥を検査する方法であって、
被検査体に対して複数の種粳の画像データを取り込み、
これら複数の種類の画像データのそれぞれについて欠陥の検出を行い、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別することを特徴とする、欠陥検査方法。
【請求項２】
前記複数の画像データが反射画像データと透過画像データとを含む、請求項１の欠陥検査方法。
【請求項３】
前記透過画像データが、直接透過画像データ、屈折透過画像データおよび散乱透過画像データからなる群より選ばれる少なくとも２つの画像データを含む、請求項２の欠陥検査方法。
【請求項４】
さらに欠陥のサイズを測定する、請求項１〜３のいずれかの欠陥検査方法。
【請求項５】
前記複数の種類の画像データのそれぞれについて、欠陥を検出するとともに、検出した欠陥の強さおよび／または大きさを測定し、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別するとともに、欠陥を検出した画像データのうちの１つの画像データにおける欠陥の強さおよび／または大きさに基づいてその欠陥の合否判定を行う、請求項１〜４のいずれかの欠陥検査方法。
【請求項６】
ロール状被検査体を連続搬送させながら撮像する、請求項１〜５のいずれかの欠陥検査方法。
【請求項７】
前記被検査体が光透過性機能性フィルムあるいはディスプレイ用フィルターである、請求項１〜６のいずれかの欠陥検査方法。
【請求項８】
被検査体を撮像して画像データを生成する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部で生成された複数の画像データのそれぞれについて欠陥の有無を判定し、１つの欠陥に対する複数の画像データの欠陥の有無の判定結果をまとめた集合パターンを作成し、この欠陥の有無の集合パターンに応じて欠陥の種類を判別する画像データ処理部と、を備えることを特徴とする、欠陥検査装置。
【請求項９】
前記画像データ処理部が、さらに判別された欠陥の種類毎に合否を判定して、少なくとも欠陥の座標位置を含む欠陥データを作成する、請求項８の欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記欠陥データに基づいて被検査体に欠陥位置を表示するための表示部を有する、請求項８または９の欠陥検査装置。
【請求項１】
被検査体を撮像して得られる画像データに基づいて欠陥を検査する方法であって、
被検査体に対して複数の種粳の画像データを取り込み、
これら複数の種類の画像データのそれぞれについて欠陥の検出を行い、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別することを特徴とする、欠陥検査方法。
【請求項２】
前記複数の画像データが反射画像データと透過画像データとを含む、請求項１の欠陥検査方法。
【請求項３】
前記透過画像データが、直接透過画像データ、屈折透過画像データおよび散乱透過画像データからなる群より選ばれる少なくとも２つの画像データを含む、請求項２の欠陥検査方法。
【請求項４】
さらに欠陥のサイズを測定する、請求項１〜３のいずれかの欠陥検査方法。
【請求項５】
前記複数の種類の画像データのそれぞれについて、欠陥を検出するとともに、検出した欠陥の強さおよび／または大きさを測定し、
１つの欠陥に対して欠陥を検出した画像データの組み合わせに応じて、その欠陥の種類を判別するとともに、欠陥を検出した画像データのうちの１つの画像データにおける欠陥の強さおよび／または大きさに基づいてその欠陥の合否判定を行う、請求項１〜４のいずれかの欠陥検査方法。
【請求項６】
ロール状被検査体を連続搬送させながら撮像する、請求項１〜５のいずれかの欠陥検査方法。
【請求項７】
前記被検査体が光透過性機能性フィルムあるいはディスプレイ用フィルターである、請求項１〜６のいずれかの欠陥検査方法。
【請求項８】
被検査体を撮像して画像データを生成する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部で生成された複数の画像データのそれぞれについて欠陥の有無を判定し、１つの欠陥に対する複数の画像データの欠陥の有無の判定結果をまとめた集合パターンを作成し、この欠陥の有無の集合パターンに応じて欠陥の種類を判別する画像データ処理部と、を備えることを特徴とする、欠陥検査装置。
【請求項９】
前記画像データ処理部が、さらに判別された欠陥の種類毎に合否を判定して、少なくとも欠陥の座標位置を含む欠陥データを作成する、請求項８の欠陥検査装置。
【請求項１０】
前記欠陥データに基づいて被検査体に欠陥位置を表示するための表示部を有する、請求項８または９の欠陥検査装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１６７９７５（Ｐ２０１２−１６７９７５Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８１３３（Ｐ２０１１−２８１３３）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００２２２４６２）東レフィルム加工株式会社 (142)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（０００２２２４６２）東レフィルム加工株式会社 (142)
【Ｆターム（参考）】
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