JP2001108626A - 色ムラ欠陥検査方法及び装置 - Google Patents

色ムラ欠陥検査方法及び装置

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JP2001108626A
JP2001108626A JP28945199A JP28945199A JP2001108626A JP 2001108626 A JP2001108626 A JP 2001108626A JP 28945199 A JP28945199 A JP 28945199A JP 28945199 A JP28945199 A JP 28945199A JP 2001108626 A JP2001108626 A JP 2001108626A
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添田  正彦
Masashi Nishida
真史 西田
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敦司 岡沢
Takutetsu Chinju
卓哲 鎮守
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大日本印刷株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周期性開口パターンの開口面積の不均一性に
起因する色ムラを短時間に、且つパターン形成領域の全
体にわたって正確に検査できるようにする。 【解決手段】 対象物を撮像して得られた透過率画像に
基づいて、該周期性パターンの色ムラを検査する際、透
過率画像の輝度を反転した輝度反転画像を作成し、該輝
度反転画像と透過率画像の少なくも一方について、上か
ら下方向に、下から上方向に、左から右方向に、及び右
から左方向に、それぞれ凹部2値化処理を行って、上、
下、左及び右の各凹部2値化画像を作成し、前記上側及
び下側の両凹部2値化画像を合成し、且つ、前記左側及
び右側の両凹部2値化画像を合成して上下及び左右の両
凹部2値化画像を作成し、上下凹部及び左右の両凹部2
値化画像から上下及び左右の両判定画像を作成し、これ
ら両判定画像に基づいて色ムラ欠陥の最終判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、色ムラ欠陥検査方
法及び装置、特にカラーテレビのブラウン管に用いられ
るシャドウマスクや液晶ディスプレイに用いられるカラ
ーフィルタ等の、基板に光透過性を有する周期性パター
ンが形成されている製品における、該パターンの均一性
の乱れに起因する色ムラ欠陥を検出する際に適用して好
適な、色ムラ欠陥検査方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】単位となる微小な開口が繰り返し配列さ
れた周期性パターンが形成されている工業製品として
は、カラーテレビのブラウン管に用いられるシャドウマ
スクや液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタ等
がある。このような工業製品では、形成されている周期
開口が均一であることが重要であることから、その周期
性パターンの均一性を、その乱れに起因する色や明るさ
の局所的な不均一性、即ち色(輝度)ムラが生じている
か否かにより検査することが行われている。
【0003】このようなシャドウマスクやカラーフィル
タ等に形成されている周期性開口パターンを検査する技
術としては、対象物をCCDカメラや撮像管等の画像入
力装置(撮像手段)により撮像し、得られた検査対象画
像を画像処理することにより、その色ムラ欠陥を検出す
るものが、例えば特開平6−229736に提案されて
いる。
【0004】図18は、このような色ムラ欠陥検査に適
用される検査装置の要部を示した概略正面図である。こ
の検査装置は、ステージ10上に載置された試料(対象
物)Wの裏側に、光源12から拡散板14とこれに積層
された拡散シート14Aを介して照明光を照射すると共
に、該試料Wの表面側で透過光を撮像するCCDカメラ
16を含む画像入力部18と、該カメラ16により入力
される画像データを処理する画像処理部20とを備えて
いる。
【0005】図19は、前記検査装置全体の構成を示
し、該検査装置は大別して検査処理部22、マン・マシ
ンインターフェイス部24及びマシン・マシンインター
フェイス部26を備え、且つ、これら各部22〜26に
含まれる各機能部の動作全体を管理する装置制御部28
とを備えている。そして、上記検査処理部22は、機能
部として前記画像入力部18と、該画像入力部18によ
り入力された画像データを処理する前記画像処理部20
を含み、同様にマン・マシンインターフェイス部24は
上記画像処理部20により処理された結果等を表示する
情報表示部30と、オペレータとの間で情報のやり取り
を行なう対人操作部32を、マシン・マシンインターフ
ェイス部26は対象物を搬送するベルトコンベア(図示
せず)等の外部機械との間で情報のやり取りを行なう機
械連動部34をそれぞれ含んでおり、これら各機能部2
2〜26等は、上記のように装置制御部28により動作
全体が管理されるようになっている。
【0006】これら各機能部について詳述すると、画像
入力部18が有するCCDカメラ16としては、エリア
センサカメラやラインセンサカメラを利用することがで
き、又、撮像手段としては、これ以外に撮像管等を利用
することもできる。
【0007】又、画像処理部20としては、専用画像処
理装置やパーソナルコンピュータ等が利用できる。又、
情報表示部30は、オペレータに対して検査進行状況、
検査結果、集計結果、過去の検査結果の履歴等を提示し
たり、撮像した画像や処理途中の画像あるいは処理後の
画像を表示する機能を有し、これにはCRTモニタ、液
晶モニタ、LEDアレイ等が利用できる。
【0008】又、対人操作部32は、(1)オペレータ
からの検査に必要な入力操作を受け付ける、(2)被検
査物の特徴(サイズ等)を設定する、(3)画像処理部
20の調整値(フィルタサイズ等)を設定する、(4)
画像入力部18の調整値(シャッタースピード等)を設
定する等の機能を有し、これには機械式ボタン、タッチ
パネル、キーボード、マウス等が利用できる。
【0009】又、機械連動部34は、自動検査時の外部
機器との同期、例えば画像入力部18への検査対象の供
給終了タイミング等をとったり、検査結果によって検査
対象の物流装置へ命令(検査対象の選別振分け指示、検
査部への供給停止)等を発行する機能を有し、これには
RS−232C、RS−422、GPIB(GeneralPur
pose Interface Bus)、LAN(イーサーネット)、
パラレルI/O、リレー等が利用できる。そして、以上
の各機能部22〜26の動作を管理する装置制御部28
としては、専用装置、汎用シーケンサ、パーソナルコン
ピュータ等が利用できる。
【0010】前記検査装置において、CCDカメラ16
を用いて試料(被検査物)Wを撮像し、得られた画像デ
ータを画像処理することによって、該試料Wに形成され
ている周期性パターンの色ムラの有無を検査することが
行われる。
【0011】一般に、検査対象となる色ムラは、画像デ
ータにおいて微妙な階調の変化として表われる。そのた
め、検査対象画像の画像データをそのまま単純な2値化
処理しただけでは、色ムラの有無が判定できない。そこ
で、従来は、検査対象画像の色ムラを強調するために画
像データの強調処理を行い、その後該処理により色ムラ
が強調された画像に対して、単純な2値化処理を行って
色ムラの有無を判定し、色ムラ欠陥の検出を行ってい
る。
【0012】ここで実行される上記強調処理は、微分フ
ィルタ等の空間フィルタを用いて画像データをフィルタ
リング処理することにより実現できる。その際、検出し
ようとする色のムラの形状を想定し、予めそれぞれの形
状毎にフィルタの形状を設定しておくことにより、検出
性能を高めることができる。図20には、この強調処理
の特徴を概念的に示した。
【0013】図20(A)は、画像入力された縦Im画
素、横In画素の大きさからなる検査対象画像を表し、
便宜上白い色で示した領域は有効部(検査対象が存在す
る領域)Iaと、その外側周囲に斜線を付した領域で示
した無効部(検査対象が存在しない領域)Ibとで構成
されている。
【0014】上記有効部Iaに存在する色ムラを強調す
る際、例えば同図(B)にイメージを示したような強調
処理用の空間フィルタを該有効部Iaに適用する。この
フィルタは、縦2Km+1、横2Kn+1の各要素(画
素)の大きさからなる2次微分フィルタであり、図21
にはKm=3、Kn=2の場合の具体例を示した。
【0015】このフィルタを使用する強調処理(フィル
タリング処理)は、有効部Ia全体の各画素に対して該
フィルタの各要素の数値を対応する画素の階調値に乗算
し、その合計を中心画素の階調値に置き換える演算を実
行することに当たる。
【0016】ところが、検査対象画像においては、対象
が存在する領域である有効部Iaが有限であるため、有
効部Iaの外側の無効部Ibに対してフィルタリング処
理に必要な縦Km画素、横Kn画素数分の領域を想定
し、該領域の画素値を零値(階調値0)に仮定して、係
数に負の値を持つ前記微分フィルタによる強調距離を行
っている。そのため、このフィルタリング処理による強
調処理は、微妙な色ムラを検査するためには効果が高い
ものの、有効部Iaの境界で画像データが不連続となっ
ているため、図20(C)に二点鎖線で示すように、該
有効部Iaの周縁領域に縦Km画素、横Kn画素の幅に
リンギングと呼ばれる歪みRが発生し、この歪みRが発
生した領域では正しい検査結果が得られないということ
になる。
【0017】その対策として、従来は、上記のような歪
みRが発生している範囲を検査対象から除外する処理を
行っていた。以下、この除外処理を検査対象がシャドウ
マスクである場合について詳述する。図22は、この場
合の判定画像作成までの処理手順の概略を示し、図23
はそれに対応する主な画像処理の段階における画像のイ
メージを示している。
【0018】前記図18に示した検査装置において、ま
ずステップ21で、前記CCDカメラ16により試料
(シャドウマスク)Wを撮像することにより、試料画像
(透過光画像)データを得ると共に、ステップ22で、
試料のない状態で光源のみを撮像することにより光源画
像データを得る。
【0019】次いで、ステップ23で、試料画像データ
を光源画像データで割ることにより、光源13自体に存
在するシェーディングに影響されない透過率画像(検査
対象画像)を作成する。図23(A)は、この透過率画
像のイメージを示したもので、前記図20(A)に相当
し、同様にIaは有効部、Ibは無効部である。この透
過率画像について説明すると、試料のない状態で撮像し
た光源画像データをI1、試料を入れて撮像した試料画
像データをI、CCDカメラ16の暗電流を表す画像デ
ータをI0とすると、試料W上の点の透過率Tは次の
(1)式で計算できる。
【0020】 T=(I−I0)/(I1−I0) …(1)
【0021】ここで、I、I0、I1はそれぞれ対応する
位置の画素データであり、この計算を各画素について行
うことにより、光源のシェーディングやその変動に影響
を受けない透過率画像データを得ることができる。
【0022】なお、通常のCCDカメラで透過率画像デ
ータを作成する場合は、電子シャッター内蔵のCCDカ
メラを用い、電子シャッターにより撮像条件設定方法と
してシャッター開放の状態で試料を入れて撮像し、CC
Dカメラの飽和露光量に近くなるように光源輝度を調節
し、次に試料を取り除き、光量がオーバーせず、しかも
飽和露光量に近くなるまでシャッター時間を短くし、そ
のときのシャッター時間をtc、開放時のシャッター時
間をtoとすると、次の(2)式で透過率画像を得るこ
とができる。これらの演算は、画像処理部20により各
画像データをフレームメモリに記録した後に画像間の演
算で行われる。
【0023】 T={(I−I0)/(I1−I0)}×(tc/to) …(2)
【0024】次いで、ステップ24では、上記ステップ
23で作成した検査対象画像である透過率画像(デー
タ)を所定の閾値で2値化し、有効部Iaが255、無
効部Ibが0の階調値が設定された、それぞれ画素値が
1、0の2値化画像からなる図23(B)に示すような
マスク画像を作成する。その一方で、前記ステップ23
で作成した透過率画像に対して、微小変動(ノイズ)を
除去するために平滑化処理(図示せず)を施し、その
後、平滑化した該画像の色ムラを強調するために、ステ
ップ25で前記空間フィルタによる2次微分処理を施
し、前記図20(C)に相当する図23(C)に示すよ
うな強調画像を作成する。
【0025】次いで、ステップ26では、前記ステップ
4で作成した図23(B)のマスク画像の有効部側(画
素値1)を、前記ステップ5で作成された強調画像に生
じている歪み(リンギィング)領域Rを覆うことができ
るように収縮する。即ち、無効部Ibに相当するマスク
領域Mを、同図(D)に示すように広げる。その後、ス
テップ27で、前記図23(C)の強調画像を、同図
(D)の収縮されたマスク画像でマスク処理し、同図
(E)に示す強調画像のマスキング画像を作成し、該マ
スキング画像について、次のステップ28で前述したと
同様に単純な2値化処理を行って判定画像を作成し、色
ムラ欠陥の検査を行う。
【0026】以上詳述したように、検査対象画像をフィ
ルタ係数に負の値を持つ空間フィルタを用いてフィルタ
リング処理する場合、色ムラを強調するためには有効で
あるものの、画像データの不連続な領域で歪み(リンギ
ィング)Rが発生する。そして、この歪みRの範囲はフ
ィルタの次数(大きさ:Km、Kn)によって変化し、
次数が大きいほどその範囲が広くなる特徴がある。
【0027】そこで、前述した如く、このような歪み領
域では、強調画像としての正しい画像データが得られな
いことから、前記図23(E)に示したように歪みRが
発生している範囲をマスク処理して検査対象から除外す
ることが従来行われている。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の色ムラ検査では、検査対象画像を強調するために、
画像処理の中でも特に時間がかかるフィルタリング処理
を行っているため、検査処理に長時間を要してしまう上
に、前述したように周期性パターン領域の周辺領域に歪
みが発生するために、この領域では正しい検査結果が得
られないという問題がある。
【0029】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、周期性開口パターンの開口面積の不
均一性に起因する色ムラを短時間に、しかもパターン形
成領域の全体にわたって正確な検査を行うことができる
色ムラ欠陥検査方法及び装置を提供することを課題とす
る。
【0030】
【課題を解決するための手段】本発明は、周期性パター
ンを有する対象物を撮像して得られた検査対象画像に基
づいて、該周期性パターンに存在する色ムラを検査する
色ムラ欠陥検査方法において、前記検査対象画像の輝度
を反転した輝度反転画像を作成し、該輝度反転画像及び
反転前の前記検査対象画像自体である輝度非反転画像の
少なくとも一方について、上から下方向に凹部2値化処
理を行って上側凹部2値化画像を作成し、下から上方向
に凹部2値化処理を行って下側凹部2値化画像を作成
し、左から右方向に凹部2値化処理を行って左側凹部2
値化画像を作成し、右から左方向に凹部2値化処理を行
って右側凹部2値化画像を作成し、前記上側凹部2値化
画像及び下側凹部2値化画像を合成して上下凹部2値化
画像を作成し、前記左側凹部2値化画像及び右側凹部2
値化画像を合成して左右凹部2値化画像を作成し、前記
上下凹部2値化画像を判定・ラベリング処理して上下判
定画像を作成し、前記左右凹部2値化画像を判定・ラベ
リング処理して左右判定画像を作成し、前記上下判定画
像及び左右判定画像に基づいて色ムラ欠陥の最終判定を
行うようにしたことにより、前記課題を解決したもので
ある。
【0031】本発明は、又、周期性パターンを有する対
象物を撮像して得られた検査対象画像に基づいて、該周
期性パターンに存在する色ムラを検査する色ムラ欠陥検
査装置において、前記検査対象画像の輝度を反転した輝
度反転画像を作成する手段と、該輝度反転画像及び反転
前の前記検査対象画像自体である輝度非反転画像の少な
くとも一方について、上から下方向に凹部2値化処理を
行って上側凹部2値化画像を作成する手段と、下から上
方向に凹部2値化処理を行って下側凹部2値化画像を作
成する手段と、左から右方向に凹部2値化処理を行って
左側凹部2値化画像を作成する手段と、右から左方向に
凹部2値化処理を行って右側凹部2値化画像を作成する
手段と、前記上側凹部2値化画像及び下側凹部2値化画
像を合成して上下凹部2値化画像を作成する手段と、前
記左側凹部2値化画像及び右側凹部2値化画像を合成し
て左右凹部2値化画像を作成する手段と、前記上下凹部
2値化画像を判定・ラベリング処理して上下判定画像を
作成する手段と、前記左右凹部2値化画像を判定・ラベ
リング処理して左右判定画像を作成する手段と、前記上
下判定画像及び左右判定画像に基づいて色ムラ欠陥の最
終判定を行う手段を備えたことにより、同様に前記課題
を解決したものである。
【0032】即ち、本発明においては、検査対象画像の
輝度反転画像及び検査画像自体の輝度非反転画像の少な
くとも一方について、前記凹部2値化処理して得られる
上、下の各凹部2値化画像を合成した上下凹部2値化画
像と、左、右の各凹部2値化画像を合成した左右凹部2
値化画像に基づいて色ムラ欠陥を検査するようにしたの
で、前記従来のように時間のかかるフィルタリング処理
が不要となり、又、それ故に検査対象画像の周辺領域に
歪みが発生することを防止できるため、周期性開口パタ
ーンの開口面積の不均一性に起因する色ムラを短時間
に、しかもパターン形成領域の全体にわたって正確に検
査を行うことが可能となる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
【0034】本実施形態の色ムラ欠陥検査装置は、前記
図19に概略構成を示したブロック図で、画像処理部2
0に以下の機能を付与するようにした以外は、前記図1
8、19を用いて説明した従来のものと実質的に同一で
ある。従って、そのハード構成の図示は省略する。
【0035】即ち、本実施形態では、前記画像処理部2
0に、検査対象画像の輝度を反転した輝度反転画像を作
成する機能(手段)と、該輝度反転画像及び反転前の前
記検査対象画像自体である輝度非反転画像の少なくとも
一方について、上から下方向に凹部2値化処理を行って
上側凹部2値化画像を作成する機能と、下から上方向に
凹部2値化処理を行って下側凹部2値化画像を作成する
機能と、左から右方向に凹部2値化処理を行って左側凹
部2値化画像を作成する機能と、右から左方向に凹部2
値化処理を行って右側凹部2値化画像を作成する機能
と、前記上側及び下側の両凹部2値化画像を合成して上
下凹部2値化画像を作成する機能と、前記左側及び右側
の両凹部2値化画像を合成して左右凹部2値化画像を作
成する機能と、前記上下凹部2値化画像を判定・ラベリ
ング処理して上下判定画像を作成する機能と、前記左右
凹部2値化画像を判定・ラベリング処理して左右判定画
像を作成する機能と、前記上下及び左右の両判定画像に
基づいて色ムラ欠陥の最終判定を行う機能とが、ソフト
ウェアにより構築されている。これら各機能の詳細につ
いては後述する。
【0036】本実施形態においては、上記各機能を有す
る検査装置を用いて、図1に大まかな処理手順を示した
フローチャートに従って、色ムラについて全体的な検査
が行われる。
【0037】即ち、前記図19に示したと同様に、試料
Wの透過光画像を撮影すると共に、該試料Wがない状態
で光源画像を撮影し(ステップ1、2)、両画像から従
来と同様に透過率画像を作成し(ステップ3)、且つこ
の透過率画像の輝度を反転した輝度反転画像を作成する
(ステップ3′)。この輝度反転画像は、具体的には各
画素の輝度値を、輝度反転画像の輝度値=255−透過
率画像の輝度値の式により変換して設定することにより
作成する。
【0038】次いで、反転前の前記検査対象画像自体で
ある輝度非反転画像について、上、下、左、右の各凹部
2値化画像を作成し(ステップ4)、上及び下の両凹部
2値化画像から上下凹部2値化画像を、左及び右の両凹
部2値化画像から左右凹部2値化画像をそれぞれ合成し
て作成し(ステップ5)、合成後の各凹部2値化画像を
判定・ラベリングしてそれぞれ対応する上下判定画像及
び左右判定画像を作成する。
【0039】その一方で、前記ステップ3′で作成した
前記輝度反転画像について、ステップ4′〜6′で示
す、上記ステップ4〜6と実質的に同一の処理を行う。
【0040】その後、ステップ6で作成された2つの判
定画像とステップ6′で作成された2つの判定画像とを
合成して、計4つの画像を合成した最終判定画像を作成
し(ステップ7)、この画像に基づいて製品の良否の判
定を行う。
【0041】本実施形態の特徴である前記ステップ4
(ステップ4′)で輝度非反転画像(輝度反転画像)に
ついて上、下、左、右の各凹部2値化画像を作成する際
に行う凹部2値化処理について詳述する。
【0042】この凹部2値化処理は、画素列を単位とし
て上流側より任意の画素の輝度値の点を通る所定の傾き
の直線により規定される閾値より低い輝度値の画素を凹
部領域とする処理である。図2は、同図(A)に実線で
示す輝度のプロファイルを有する画素列に対する凹部2
値化処理のイメージを示し、破線で示した傾きa(ここ
ではa=−1)の直線を、図中左(上流側)から右方向
へ順次平行移動させていき、任意の画素についてその輝
度値の点を通るようにした際、該直線より低い(小さ
い)輝度値の画素が存在する場合に、同画素の輝度値を
1(256階調表示であれば255)に設定し、それ以
外の画素は輝度値0に設定する処理であり、同図(B)
はその処理結果に対応する凹部2値化画像のイメージを
示したものである。
【0043】上述した傾きaの直線を、画素列の上流側
からスキャン方向に平行移動させながら、該直線上の値
として設定される閾値により2値化する凹部2値化処理
のスキャン方向を、便宜上N×N画素の画像について図
3に示した。この図にイメージを示したように、それぞ
れ(A)上→下、(B)下→上、(C)左→右、(D)
右→左の各スキャン方向について(1)〜(N)の各画
素列の行又は列毎に上記2値化を実行し、それぞれ上
側、下側、左側、右側の各凹部2値化画像を作成する。
【0044】図4には、この凹部2値化処理の手順を、
1つのスキャン方向の任意の画素列について示した。こ
こで、Gnはあるスキャン方向の上流側からn番目の画
素についての透過率画像の輝度値、Bnは同画素の凹部
2値化後の輝度値、aは上記のように凹部2値化処理の
閾値を規定する直線の傾きである。図5は、このフロー
チャートに対応するスキャン方向の画素列と、透過率画
像の輝度の関係のイメージを示したものである。又、図
6は、この凹部2値化処理のイメージを更に具体的に示
したものである。
【0045】上記フローチャートのステップ11で、n
とBnをいずれも0にする初期化を行い、その後、ステ
ップ12でnが最終画素N−1より小さい限り、nに隣
接するn+k(k=1)番目の画素について輝度値を評
価するため、n番目の画素の輝度値の点を通る傾きaの
直線の式から、n+kにおける閾値Sを、 S=ak+Gn により算出する(ステップ13〜15)。
【0046】次いで、ステップ16で隣接画素の輝度値
Gn+kがこの閾値Sを超えるNOのときは、2値化後の
輝度値Bn+kを0にし、nを1増やして注目点を次の画
素に移し(ステップ17、18)、ステップ16で隣接
画素の輝度値が閾値S以下(YES)になるまでステッ
プ12〜18の処理を繰り返す。これは、隣接画素の輝
度値が閾値以下の画素になるまで、傾きaの直線を平行
移動する処理を行っていることに当る。
【0047】上記ステップ16でYESの場合は、2値
化後の輝度Bn+kを255階調値に設定し(ステップ1
9)、注目点nを固定したまま、kを1つ増やして更に
隣りの画素に移り、ステップ16で閾値Sより大きくな
る(NO)まで同様にステップ14〜16、19、20
の処理を繰り返す。
【0048】以上の処理を透過率画像の各画素列を単位
に実行し、nが最終のN−1に達したら次の画素列に移
り、同様の2値化処理をN×Nの画素からなる画像全体
について行う。
【0049】図6(A)には、その右上にイメージを示
した四角形の画像に矢印で示した範囲で上記処理を行っ
た場合の様子を拡大して示したが、凹部領域が抽出され
る段階における閾値Sを規定する傾きa=−1の直線を
破線で示したように、この直線が通る輝度値の点を基準
に隣接する各画素の輝度値が直線より小さい画素の範囲
を凹部領域とし、その領域の画素には同図(B)に対応
させて示したように、輝度値を255(2値であれば
1)に設定し、他の画素の輝度値は全て0に設定する処
理を行う。
【0050】以上の凹部2値化処理を、前述した図3に
示した(A)〜(D)の4つの方向について実行し、図
7に作成される画像のイメージを順番に示したように、
上側、下側、左側、右側の各凹部2値化画像を作成す
る。
【0051】その後、上側と下側の両凹部2値化画像を
合成(OR処理)して上下凹部2値化画像を、又、左側
と右側の両凹部2値化画像を合成して左右凹部2値化画
像をそれぞれ作成し、これら両合成画像について判定基
準を用いて良否判定を行うとともに、否と判定された領
域に対してラベリングを行い、上下及び左右の両判定画
像を作成する。
【0052】以上の上下、左右の両判定画像作成までの
作業を、透過率画像(輝度非反転画像)に対して行うと
共に、図7にも併記したように輝度反転画像に対しても
実行し、同様に上下、左右の両判定画像を作成する。こ
のように作成された都合4枚の判定画像を合成(OR処
理)して最終判定画像を作成し、この画像に基づいて最
終的に良否判定を行う。
【0053】図8〜図17には、以上の最終判定処理ま
での画像処理の特徴を理解し易くするために、各処理結
果の特徴を表わす画像のイメージを、処理の流れに沿っ
て示した。なお、括弧書きの一連の数字は、この実施形
態での処理の順番を表わしている。
【0054】図8(1)は、透過率画像のイメージを示
し、OK領域と、明と暗の2つのNG領域がそれぞれ明
暗の濃度(黒点の密度)を変えて表わしてある。同図
(2)は、輝度反転画像であり、ここでは前述したよう
に(255−透過率画像の輝度値)で、対応する画素に
輝度値を設定して作成している。同図(3)は、輝度非
反転画像で、実際には何も処理せず、透過率画像そのも
のを使用する。
【0055】図9(4)及び(5)は、輝度非反転画像
を上側及び下側からそれぞれスキャニングして作成した
上側、下側の各凹部2値化画像のイメージを示してい
る。背景の輝度値は0、2値化して抽出された対象(高
輝度部)の輝度値は255に設定された白黒の画像であ
る。このように抽出される対象は、原理的には暗いNG
領域の場合は、破線で示す実際の領域の内側に、明るい
NG領域の場合は、その外側にそれぞれ抽出されること
になる。同図(6)は、これら(4)、(5)の両画像
を合成(OR処理)して作成した上下合成画像(上下凹
部2値化画像)であり、同図(7)は第1収縮画像であ
り、この合成画像からノイズや問題にならない程度の大
きさの高輝度部を除去するために、該画像を収縮処理し
たものであり、この例では右側の明るいNG領域部分が
この収縮処理で消えている。ここで行う収縮の回数(画
素数)は、実験的に予め決定しておく。
【0056】図10(8)は、第1膨張画像であり、図
9(7)で収縮した回数分だけ膨張処理し、除去されな
かった対象を元の状態に戻したことに相当する。同図
(9)は、第2膨張画像で、前記(8)の画像の対象を
更に膨張させた状態にしたもので、ある程度大きな高輝
度部は、予め欠陥として明確にするために連結させるた
めの処理である。ここで行う膨張の回数も予め実験的に
決定しておく。図10(10)は、第2収縮画像であ
り、前記(9)の画像を収縮させ、連結されなかった対
象を元の状態に戻したものに相当する。同図(11)
は、膨張、収縮した上下合成画像に対する判定画像であ
り、上記(10)の画像に残っている高輝度部につい
て、予め設定してある面積等の判定基準に基づいて、不
良にすべきか否かを判定した画像である。この(10)
は、上下合成画像に対しては結果的に不良でないと判定
した画像に当る。
【0057】図11(12)〜図12(19)に示した
各画像は、スキャン方向を左から右、及び右から左にそ
れぞれ変更して左側及び右側の凹部2値化画像をそれぞ
れ作成し、両者の合成画像に対する判定画像(19)を
作成するようにした以外は、上から下、及び下から上に
スキャニングした前記図9(4)〜図10(11)に各
処理結果の特徴を示した上下判定画像の場合と、処理内
容は実質的に同一であるので、詳細に説明を省略する。
【0058】以上の図9(4)〜図12(19)までに
特徴を示した各処理により、図10(11)に示した上
下判定画像と、図12(19)に示した左右判定画像が
得られる。
【0059】次いで、前記図8(2)に示した輝度反転
画像についても、前記輝度非反転画像の場合と同様の処
理を行う。ここで行う処理手順とその内容は、前記図9
〜図12に(2)〜(19)の番号を付して特徴を示し
たものと実質的に同一なので、図13〜図16に、ダッ
シュを付した同一の通し番号を用いて順に示し、詳細な
説明を省略する。
【0060】前記輝度反転画像に対して、以上の図13
(4′)〜図16(19′)までの各処理を実行するこ
とにより、図14(11′)に示した上下判定画像と、
図16(19′)に示した左右判定画像とが作成され
る。
【0061】その後、前記図10(11)、図12(1
9)、図14(11′)、図16(19′)の4つの判
定画像を合成(OR処理)して、図17に示す最終判定
画像(図中欠陥画像)を作成し、この画像を元に試料の
良否判定を行う。この図17の画像には、結果的に明と
暗の両NG部分がいずれも欠陥と判定された場合が示し
てある。
【0062】以上詳述した本実施形態によれば、画像処
理の中でも特に時間がかかるフィルタリング処理を行わ
ずに周期性パターンの色ムラを検査できるようにしたこ
とから、検査処理を短時間で実行することが可能とな
る。又、このようにフィルタリング処理を行わないよう
にしたことから、これに起因して画像周辺に歪み領域が
発生することを防止できるため、検査精度を向上するこ
とができる。
【0063】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。
【0064】例えば、前記実施形態では、輝度非反転画
像と輝度反転画像の両者についてそれぞれ一連の画像処
理による判定を行う場合を示したが、場合によってはい
ずれか一方の画像だけに行うようにしてもよい。
【0065】即ち、本発明では、周囲より暗い欠陥は主
に輝度非反転画像を処理することにより検出することが
でき、逆に周囲より明るい欠陥は主に輝度反転画像を処
理することによって検出することができる。前記実施形
態で示したように、凹部2値化画像は、周囲より暗い部
分に対しては対象(輝度値255の画素)がその内側に
形成され、周囲より明るい部分に対しては逆にその外側
に形成される傾向がある。ノイズ除去等を行い、欠陥の
検出精度を高めるために、その後に行われる膨張収縮処
理の過程では、内側(凹部)の対象が連結して大きな面
積を占めることを期待しており、副作用として外側の対
象は除去され易い傾向にある。従って、周囲より明るい
欠陥を検出するためには、輝度反転画像に対する処理が
特に有効となる。周囲より暗い欠陥しか存在しないこと
が事前に分かっている場合には、輝度非反転画像に対す
る処理のみを実施し、周囲より明るい欠陥しか存在しな
いことが分かっている場合には、輝度反転画像に対する
処理のみを実行するようにしてもよい。
【0066】又、前記実施形態では閾値を規定する直線
の傾きaが−1の場合を示したが、これに限定されるも
のではなく、検査の対象物に応じて適切な値に変更でき
ることはいうまでもない。
【0067】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
周期性開口パターンの開口面積の不均一性に起因する色
ムラを短時間に、しかもパターン形成領域の全体にわた
って正確に検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態による処理手順の概略
を示すフローチャート
【図2】本発明による凹部2値化処理のイメージを示す
線図
【図3】凹部2値化処理のスキャン方向のイメージを示
す説明図
【図4】凹部2値化処理の手順を示すフローチャート
【図5】上記フローチャートで使用する画素列と輝度値
の関係のイメージを示す線図
【図6】凹部2値化処理のイメージを具体的に示す線図
【図7】前記実施形態による処理の流れと画像の関係を
示す説明図
【図8】透過率画像、輝度反転画像、輝度非反転画像の
関係を示す説明図
【図9】輝度非反転画像に対する前記実施形態による処
理の特徴を示す説明図
【図10】輝度非反転画像に対する前記実施形態による
次の処理の特徴を示す説明図
【図11】輝度非反転画像に対する前記実施形態による
更に次の処理の特徴を示す説明図
【図12】輝度非反転画像に対する前記実施形態による
更に次の処理の特徴を示す説明図
【図13】輝度反転画像に対する前記実施形態による処
理の特徴を示す説明図
【図14】輝度反転画像に対する前記実施形態による次
の処理の特徴を示す説明図
【図15】輝度反転画像に対する前記実施形態による更
に次の処理の特徴を示す説明図
【図16】輝度反転画像に対する前記実施形態による更
に次の処理の特徴を示す説明図
【図17】最終判定画像を示す説明図
【図18】検査装置の要部構成を示す説明図
【図19】検査装置の全体構成の概略を示すブロック図
【図20】従来の検査対象画像の強調処理を示す説明図
【図21】空間フィルタの一例を示す説明図
【図22】従来の検査装置による処理手順を示すフロー
チャート
【図23】従来の検査装置による処理途中の画像の特徴
を示すイメージ図
【符号の説明】
10…ステージ 12…光源 14…拡散板 14A…拡散シート 16…CCDカメラ 18…画像入力部 20…画像処理部 W…試料(検査対象)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡沢 敦司 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 鎮守 卓哲 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA49 AA56 BB02 BB18 CC25 DD06 FF02 GG18 HH02 HH13 HH15 JJ03 JJ09 JJ19 JJ26 LL49 PP11 QQ00 QQ03 QQ04 QQ08 QQ13 QQ23 QQ26 QQ32 QQ33 QQ47 SS02 SS13 2G051 AA90 AB20 CA03 CA04 CB02 EA11 EA12 EA16 EA25 EB01 EB05 ED15 5B057 AA01 BA29 CE08 CE11 DA03 DB02 DB06 DB08 DC14 DC25

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周期性パターンを有する対象物を撮像して
    得られた検査対象画像に基づいて、該周期性パターンに
    存在する色ムラを検査する色ムラ欠陥検査方法におい
    て、 前記検査対象画像の輝度を反転した輝度反転画像を作成
    し、 該輝度反転画像及び反転前の前記検査対象画像自体であ
    る輝度非反転画像の少なくとも一方について、 上から下方向に凹部2値化処理を行って上側凹部2値化
    画像を作成し、 下から上方向に凹部2値化処理を行って下側凹部2値化
    画像を作成し、 左から右方向に凹部2値化処理を行って左側凹部2値化
    画像を作成し、 右から左方向に凹部2値化処理を行って右側凹部2値化
    画像を作成し、 前記上側凹部2値化画像及び下側凹部2値化画像を合成
    して上下凹部2値化画像を作成し、 前記左側凹部2値化画像及び右側凹部2値化画像を合成
    して左右凹部2値化画像を作成し、 前記上下凹部2値化画像を判定・ラベリング処理して上
    下判定画像を作成し、 前記左右凹部2値化画像を判定・ラベリング処理して左
    右判定画像を作成し、 前記上下判定画像及び左右判定画像に基づいて色ムラ欠
    陥の最終判定を行うことを特徴とする色ムラ欠陥検査方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記輝度反転画像及び輝度非反転画像のそれぞれについ
    て、前記上下判定画像及び左右判定画像を作成する場
    合、少なくとも一方の判定画像に色ムラ欠陥があると判
    定された場合に不良とすることを特徴とする色ムラ欠陥
    検査方法。
  3. 【請求項3】請求項1において、 前記凹部2値化処理が、画素列を単位として上流側より
    任意の画素の輝度値の点を通る所定の傾きの直線により
    規定される閾値より低い輝度値の画素を凹部領域とする
    処理であることを特徴とする色ムラ欠陥検査方法。
  4. 【請求項4】請求項1において、 前記検査対象画像が、対象物を裏側から光源により照明
    された透過光像を撮像した対象画像を、光源のみを撮像
    した光源画像で除算した透過率画像であることを特徴と
    する色ムラ欠陥検査方法。
  5. 【請求項5】周期性パターンを有する対象物を撮像して
    得られた検査対象画像に基づいて、該周期性パターンに
    存在する色ムラを検査する色ムラ欠陥検査装置におい
    て、 前記検査対象画像の輝度を反転した輝度反転画像を作成
    する手段と、 該輝度反転画像及び反転前の前記検査対象画像自体であ
    る輝度非反転画像の少なくとも一方について、 上から下方向に凹部2値化処理を行って上側凹部2値化
    画像を作成する手段と、 下から上方向に凹部2値化処理を行って下側凹部2値化
    画像を作成する手段と、 左から右方向に凹部2値化処理を行って左側凹部2値化
    画像を作成する手段と、 右から左方向に凹部2値化処理を行って右側凹部2値化
    画像を作成する手段と、 前記上側凹部2値化画像及び下側凹部2値化画像を合成
    して上下凹部2値化画像を作成する手段と、 前記左側凹部2値化画像及び右側凹部2値化画像を合成
    して左右凹部2値化画像を作成する手段と、 前記上下凹部2値化画像を判定・ラベリング処理して上
    下判定画像を作成する手段と、 前記左右凹部2値化画像を判定・ラベリング処理して左
    右判定画像を作成する手段と、 前記上下判定画像及び左右判定画像に基づいて色ムラ欠
    陥の最終判定を行う手段を備えたことを特徴とする色ム
    ラ欠陥検査装置。
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