JP2002230522A

JP2002230522A - 被検査対象物の欠陥検出装置及び欠陥検査方法

Info

Publication number: JP2002230522A
Application number: JP2001029797A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kadosawa; 文夫門澤
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】検査対象物の、面積が大きく、濃度変化が比
較的小さい欠陥のみを検出することができる欠陥検出装
置及び欠陥検出方法を提供する。【解決手段】本発明の欠陥検出装置は、被検査対象物
（Ｓ）を撮像する撮像手段（４）と、この撮像手段によ
り撮像された被検査対象物における各画素の濃度値の情
報を含む画像データを処理して被検査対象物の周囲との
濃度差が小さい欠陥を検出する画像処理手段（６）とを
備えた被検査対象物の欠陥検出装置において、画像処理
手段が、画像データに含まれる各画素の濃度値を所定の
条件により制限する濃度情報制限手段（１６）と、この
濃度情報制限手段により制限された画像データを所定の
ブロック単位で積算フィルタ演算処理するフィルタ演算
処理手段（２０）と、このフィルタ演算処理手段により
処理された画像データを被検査対象物の正常部の画像デ
ータと比較することにより被検査対象物の欠陥を判定す
る欠陥判定手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検査対象物の欠
陥検出装置及び欠陥検出方法に係り、特に、検査対象物
の、面積が大きく、周囲との濃度差が比較的小さい欠陥
（薄汚れ、斑、浅いキズ等）を検出する欠陥検出装置及
び欠陥検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検査対象の物体表面の欠陥を光学的に
検出する従来の欠陥検出装置は、被検査対象物に光を照
射し、被検査対象物からの透過光又は反射光を撮像手段
によって検出し、この検出された光の濃淡変化によって
被検査対象物表面の凹凸、表面に付着した異物、光学的
歪み等の欠陥を検出していた。これらの欠陥の中で、比
較的面積が大きく、検出される光の濃淡変化が少ない薄
汚れ、斑、浅いキズ等の欠陥は検出が困難である。

【０００３】このような光の濃淡変化が少ない、即ち低
コントラストの欠陥を検出する場合には、被検査対象物
を撮像して得られた画像データを、画素ごとに判定して
欠陥を検出するのではなく、適当な大きさの画素ブロッ
クごとに演算処理を行って欠陥を検出する必要がある。
適当な画素ブロックごとに演算処理を行う空間フィルタ
演算を用いることによって、被検査対象物が本来もって
いる地合変化等の影響を抑制し、正常部と欠陥部のコン
トラストを強調する処理手法が、一般的に用いられてい
る。

【０００４】図６乃至図８を参照して、従来の欠陥検出
のための演算処理手法及びその問題点を具体的に説明す
る。図６は、撮像手段によって検出された各画素の濃度
を表す画像データの一例を示し、各データの横方向及び
縦方向の並びは夫々、被検査対象物の横方向及び縦方向
に対応する。各データは、値が大きいほどその点の輝度
が高いことを示している。図６（ａ）は被検査対象物の
正常部を、（ｂ）は薄汚れ欠陥部を示す。図６（ｂ）の
二重線で囲われた部分が、薄汚れ欠陥として認識される
べき部分である。図６（ａ）は、被検査対象物の正常部
を示すデータであるが、被検査対象物表面の地合の変化
等によって値にばらつきが見られる。図６（ｃ）は、図
６（ｂ）の値から（ａ）の値を対応する画素ごとに差し
引いたものである。薄汚れ欠陥部と正常部の輝度には大
きな差がないため、図６（ｃ）のデータから欠陥部を確
実に特定することは困難である。

【０００５】そこで、図７に示すように、画素を３画素
×３画素の画素ブロックとして演算処理する。図７
（ａ）は正常部の画像データを示す。図７（ａ）の太線
で囲われた部分を３画素×３画素の画素ブロックとし
て、各画素の濃度値を積算すると、積算合計値は９００
になる。同様に、薄汚れ欠陥部を示す図７（ｂ）につい
て、画素ブロックの積算合計値を求めると８８０とな
る。従って、正常部と薄汚れ欠陥部の積算合計値の差は
−２０となり、正常部の積算合計値９００と欠陥部の積
算合計値８８０との間の適当な値に閾値を予め設定して
おくことによって、薄汚れ欠陥部を確実に識別し、検出
することができる。このように、適当な画素ブロックご
とに積算合計値を求めることによって、正常部と欠陥部
との濃度差を加算強調し、欠陥の検出を容易にすること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の欠陥検出方法では、以下に述べる理由により薄
汚れ欠陥部と黒点欠陥部とを区別して識別することがで
きない。図８に黒点欠陥部の画像データの一例を示す。
黒点欠陥は、比較的面積が小さく、周囲の画素との濃度
差が大きい画像データとして検出される。図８の二重線
で囲われた部分が黒点欠陥として認識されるべき部分で
ある。この黒点欠陥の画素データを含む画素ブロック
（図８の太線で囲われた部分）の積算合計値を求めると
８８０となり、先に求めた薄汚れ欠陥部（図７（ｂ））
の積算合計値と等しくなる。従って、従来の欠陥検出方
法には、薄汚れ欠陥と黒点欠陥とを区別することが困難
であるという問題がある。

【０００７】一方、黒点欠陥は、周囲の画素との濃度差
が大きいので、濃度値を単一の画素ごとに処理すること
によって、比較的容易に検出することができる。そこ
で、単一の画素ごとに欠陥を判定する検出装置によって
黒点欠陥を検出し、画素ブロックごとに欠陥を検出する
検出装置によって黒点欠陥及び薄汚れ欠陥を検出し、両
方の検出装置によって検出された欠陥を黒点欠陥、後者
の検出装置のみで検出された欠陥を薄汚れ欠陥と判定す
ることも可能である。しかしながら、この検出方法で
は、２つの検出装置で検出された全ての欠陥を比較判定
する必要があり、比較判定処理に必要な演算の負担が大
きく、高い処理速度を得ることができないという問題が
ある。

【０００８】加えて、画素ブロックごとに欠陥を検出す
る検出装置では、画素ブロックの大きさを大きくするほ
ど欠陥の位置の検出精度が悪くなる。従って、上述した
２つの検出装置で検出された欠陥の位置を比較し、各検
出装置で夫々検出された欠陥が同一の欠陥であるか否か
を判定することが難しいという問題もある。そこで、本
発明は、被検査対象物の、面積が大きく、濃度変化が比
較的小さい欠陥を濃度変化が大きい黒点欠陥から区別し
て検出することができる被検査対象物の欠陥検出装置及
び欠陥検出方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明の欠陥検出装置は、被検査対象物を撮像
する撮像手段と、この撮像手段により撮像された被検査
対象物における各画素の濃度値の情報を含む画像データ
を処理して被検査対象物の周囲との濃度差が小さい欠陥
を検出する画像処理手段とを備えた被検査対象物の欠陥
検出装置において、上記画像処理手段が、上記画像デー
タに含まれる各画素の濃度値を所定の条件により制限す
る濃度情報制限手段と、この濃度情報制限手段により制
限された上記画像データを所定のブロック単位で積算フ
ィルタ演算処理するフィルタ演算処理手段と、このフィ
ルタ演算処理手段により処理された画像データを被検査
対象物の正常部の画像データに基づいた基準データと比
較することにより被検査対象物の上記欠陥を判定する欠
陥判定手段と、を有することを特徴としている。

【００１０】このように構成された本発明においては、
先ず、被検査対象物を撮像手段によって撮像する。この
撮像手段によって撮像された画像データは、撮像された
画素の濃度値の情報を含む。この画像データは、画像処
理装置に備えられた濃度情報制限手段に送られ、そこで
所定の条件により濃度値が制限される。濃度情報制限手
段で処理された画像データは、フィルタ演算処理手段に
送られ、所定のブロック単位で積算フィルタ演算処理さ
れて、被検査対象物の周囲との濃度差が小さい欠陥が検
出される。

【００１１】上記の濃度情報制限手段は、上記画像デー
タに含まれる各画素の濃度値を所定の値の範囲内に制限
するように構成しても良い。また、上記の濃度情報制限
手段を、上記画像データに含まれる各画素における隣接
する画素との濃度値の差を所定の値の範囲内に制限する
ように構成しても良い。さらに、濃度情報制限手段は、
画像データに含まれる各画素における隣接する画素との
濃度差が大きい欠陥に対応する画素の濃度値を所定の条
件で制限するように構成しても良い。さらに、濃度情報
制限手段は、非線形フィルタ演算が、メジアンフィルタ
演算、最大値フィルタ演算、最小値フィルタ演算、又は
モードフィルタ演算のうちの少なくとも何れか１つの非
線形フィルタ演算であるのが良い。また、本発明の被検
査対象物の欠陥検出装置は、被検査対象物を撮像する撮
像手段と、この撮像手段により撮像された被検査対象物
における各画素の濃度値の情報を含む画像データを処理
して被検査対象物の周囲との濃度差が小さい欠陥を検出
する画像処理手段と、を有し、この画像処理手段が、被
検査対象物の周囲との濃度差が大きい欠陥に対応する画
素の濃度値を所定の条件で制限するようにしたことを特
徴としている。

【００１２】さらに本発明の被検査対象物の欠陥検出方
法は、被検査対象物を撮像するステップと、この撮像さ
れた被検査対象物の画像データに含まれる各画素の濃度
値を所定の値の範囲内に制限するステップと、この制限
された画像データを所定のブロック単位でフィルタ演算
処理するステップと、このフィルタ演算処理された画像
データを被検査対象物の正常部の画像データと比較して
被検査対象物の周囲との濃度差が小さい欠陥を判定する
ステップと、を有することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。先ず、図１乃至図３を参照し
て、本発明の第１実施形態を説明する。図１に示すよう
に、本発明の第１実施形態による欠陥検出装置１は、走
行する被検査対象物Ｓに光を照射するための照射手段２
と、照射手段２から照射され、被検査対象物Ｓによって
反射された光を撮像するための撮像手段４と、撮像手段
４によって撮像された画像データを処理し、被検査対象
物Ｓの欠陥を検出するための画像処理装置６と、を有す
る。

【００１４】本実施形態では、被検査対象物Ｓは生産ラ
インを走行するシート状物であるが、被検査対象物Ｓは
シート状物以外の物でも良く、また、被検査対象物Ｓを
固定し、撮像手段４を移動させるように構成することも
できる。シート状物としては、連続又は枚葉状の金属
板、フィルム、紙、不織布、樹脂板、ガラス板等が挙げ
られる。照射手段２は、被検査対象物Ｓの移動方向と直
交する方向の線状の光を照射するように構成される。照
射手段２として、高周波点灯の蛍光灯、ロッド照明、光
ファイバを一列に配列させたファイバ照明、ＬＥＤ（発
光ダイオード）照明等を使用することができる。撮像手
段４には、入射した光を電気信号に変換して撮像するＣ
ＣＤカメラ等、固体撮像素子を用いた装置を使用するこ
とができる。被検査対象物Ｓを走行させる場合には、撮
像手段４の撮像素子として、受光部が１列に配置された
ラインセンサを使用することができる。走行中の被検査
対象物Ｓの移動方向と直交する方向の１次元画像を、ラ
インセンサで順次撮像することによって２次元画像を得
ることができる。

【００１５】次に、図２を参照して、画像処理装置６の
内部構成を説明する。画像処理装置６は、撮像手段４に
よって得られたアナログ画像信号をデジタル値に変換す
るための画像入力部８と、画像入力部８によって得られ
たデジタル信号に対して光の照射ムラの補正等を行うた
めの画像前処理部１０と、補正されたデジタル信号から
黒点欠陥等のコントラストが高い欠陥を検出するための
高コントラスト欠陥検出部１２と、薄汚れ欠陥等のコン
トラストが低い欠陥を検出するための低コントラスト欠
陥検出部１４と、高コントラスト欠陥検出部１２及び低
コントラスト欠陥検出部１４によって検出された欠陥を
表示するためのデータ出力部２４と、を有する。

【００１６】本実施形態では、画像入力部８は、アナロ
グ画像信号を、８ビット、即ち２５６濃度階調のデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備える。画像入力部８
は又、後続の画像前処理部１０とタイミングを合わせる
ためのバッファメモリを内蔵する。また、画像入力部８
を撮像手段４と一体に構成しても良い。画像前処理部１
０は、照射手段２が照射する光の光量斑の補正、撮像手
段４の撮像レンズ周辺部の光量低下を補正するシェーデ
ィング補正、撮像手段４に含まれる各撮像素子のオフセ
ット電圧や感度のバラツキの補正、固定したパターンで
生じるノイズの補正、正常部においても地合変動が大き
い被検査対象物の地合の影響を減じるための平滑化フィ
ルタ等、後段の検査処理を容易にするための処理機能を
備える。高コントラスト欠陥検出部１２は、従来技術の
検出方法によって、黒点欠陥等のコントラストが高い欠
陥のみを検出する。高コントラスト欠陥の検出を必要と
しない場合は、高コントラスト欠陥検出部１２を省略す
ることができる。

【００１７】低コントラスト欠陥検出部１４は、高コン
トラスト欠陥検出部１２と並列に配置される。低コント
ラスト欠陥検出部１４は、画像前処理部１０で処理され
たデジタル信号である濃度値に所定の制限を加えるため
の濃度情報制限手段１６と、濃度情報制限手段１６から
送られた画像データを保持するためのラインメモリ１８
と、ラインメモリ１８から送られた画像データに対し
て、画素ブロックごとに欠陥の検出演算を行うフィルタ
演算処理手段である検出演算手段２０と、検出演算手段
２０によって計算された演算結果に基づいて、欠陥が存
在するか否かを判定するブロック判定処理部２２と、を
有する。本実施形態では、２０４８画素のラインセンサ
を含む撮像手段４を使用しているので、被検査対象物Ｓ
の移動方向にｍ画素の大きさを有する画素ブロックごと
に検出演算を行う場合には、ラインメモリ１８は、最低
２０４８画素×ｍライン分のメモリ容量を必要とする。
データ出力部２４は、高コントラスト欠陥検出部１２に
よって検出されたコントラストが高い欠陥と、低コント
ラスト欠陥検出部１４によって検出されたコントラスト
が低い欠陥の検出結果を表示するための表示装置を備え
る。

【００１８】次に、本発明の第１実施形態の作用につい
て説明する。先ず、照射手段２を作動させ、被検査対象
物Ｓに線状の光を照射する。次に、被検査対象物Ｓを所
定の速度で走行させる。照射手段２から照射され、被検
査対象物Ｓによって反射された光は、撮像手段４で撮像
される。撮像手段４に内蔵されたラインセンサは、２０
４８画素の１次元アナログデータを取得する。撮像手段
４によって取得されたデータは画像処理装置６に内蔵さ
れた画像入力部８に送られる。画像入力部８では、撮像
手段４から送られた１次元アナログデータが、各画素の
濃度値を示す８ｂｉｔのデジタルデータに変換される。
このデジタルデータは、画像前処理部１０において光量
斑補正、シェーディング補正等、種々の補正を施され
る。画像前処理部１０で補正されたデジタルデータは、
高コントラスト欠陥検出部１２に送られ、コントラスト
が高い欠陥がそこで検出される。高コントラスト欠陥検
出部１２では、測定された各画素の濃度値を、予め設定
した閾値と単一の画素ごとに比較することによって欠陥
を検出する。閾値は、適用に応じて、被検査対象物Ｓの
無欠陥部分の地合による変動幅から十分に離れた値に設
定しておく。本実施形態では、濃度値が９０以下の画素
を高コントラスト欠陥と判定している。

【００１９】図３を参照して、低コントラスト欠陥検出
部１４の作用を説明する。高コントラスト欠陥検出部１
２に送られたものと同じデジタルデータが低コントラス
ト欠陥検出部１４にも送られ、コントラストが低い欠陥
がそこで検出される。図３（ａ）乃至（ｃ）は、低コン
トラスト欠陥検出部１４の濃度情報制限手段１６に送ら
れる濃度値の一部を示す。濃度値の横方向の並びは、撮
像手段４のラインセンサによって一時に取得される濃度
値データであり、各行のデータは、被検査対象物Ｓの移
動に伴い順次取得される。図３（ａ）は正常部の濃度
値、（ｂ）は薄汚れ欠陥部の濃度値、（ｃ）は黒点欠陥
部の濃度値の一例である。

【００２０】本実施形態では、濃度情報制限手段１６
は、濃度値を９５から１０５の間の値に制限する。従っ
て、濃度値が９５よりも小さい場合は、濃度値は９５に
変換され、濃度値が１０５よりも大きい場合は、濃度値
は１０５に変換される。この濃度値の制限範囲は、被検
査対象物、検出する欠陥、被検査対象物の地合の変動等
に合わせて任意に変更することができる。濃度情報制限
手段１６によって、図３（ｂ）のデータは同図（ｄ）
に、同図（ｃ）のデータは同図（ｅ）に夫々変換され
る。薄汚れ欠陥部を示す図３（ｂ）のデータには、濃度
値９５よりも小さい値も、濃度値１０５よりも大きい値
も存在しないため、データは濃度情報制限手段１６によ
って変換されない（図３（ｄ）参照）。一方、黒点欠陥
部を示す図３（ｃ）の中央の濃度値「８０」は、濃度情
報制限手段１６によって「９５」に変換される。従っ
て、図３（ｃ）のデータは図３（ｅ）に変換される。

【００２１】撮像手段４から濃度情報制限手段１６に送
られ、変換された濃度値は、ラインメモリ１８に一時的
に格納される。ラインメモリ１８が最低限必要とするメ
モリ容量は、後続の検出演算手段２０で演算を行う画素
ブロックの大きさに依存する。後述するように、本実施
形態では、検出演算手段２０においてラインセンサの方
向に３画素、被検査対象物Ｓの移動方向に３画素の画素
ブロックについて演算を行うため、ラインメモリ１８
は、３行分、即ち２０４８×３＝６１４４個の濃度値を
格納するだけの容量が必要である。

【００２２】検出演算手段２０では、濃度情報制限手段
１６で変換され、ラインメモリ１８に格納された濃度値
について所定の画素ブロックごとに積算演算を行い、欠
陥を検出する。本実施形態では、３画素×３画素の画素
ブロックについて積算演算を行う。図３（ａ）に一例を
示す正常部の濃度値データにおいて、太線で囲われた画
素ブロック内の濃度値の合計を計算すると９００とな
る。一方、濃度情報制限部１６を経てラインメモリ１８
に格納された薄汚れ欠陥部の濃度値データを示す図３
（ｄ）について積算を行うと８８０となる。これに対し
て、濃度情報制限部１６で変換された黒点欠陥部の濃度
値データを示す図３（ｅ）について積算演算を行うと８
９５となり、この値は正常部の積算合計値に近い値であ
る。即ち、濃度情報制限手段１６でデータを変換するこ
とにより、黒点欠陥部の濃度値の積算合計値が、正常部
の積算合計値に近くなる。従って、本実施形態では、８
９５と８８０との間の適当な値に閾値を設定しておくこ
とにより、薄汚れ欠陥のみを検出することができる。

【００２３】ブロック判定処理部２２では、検出演算手
段２０で計算された積算合計値と予め設定された閾値と
を比較することにより、薄汚れ欠陥等の低コントラスト
欠陥の存在の有無を判定する。本実施形態では、積算合
計値が８８８よりも大きい場合を「欠陥なし」、８８８
以下の場合を「欠陥あり」と判定している。以上の演算
をラインメモリ１８に格納された濃度値データ全体に亘
って繰り返す。即ち、積算演算を行う画素ブロックの位
置を順次横方向にずらしながら積算演算と積算合計値の
判定を繰り返す。ラインメモリ１８内の全てのデータに
ついて処理が終了した後に、濃度情報制限手段１６から
濃度値データを読み込んでデータを更新する。かくし
て、低コントラスト欠陥が検出される。

【００２４】高コントラスト欠陥検出部１２によって検
出された高コントラスト欠陥の位置、個数等のデータ、
及び、低コントラスト欠陥検出部１４によって検出され
た低コントラスト欠陥の位置、個数等のデータがデータ
出力部２４に送られ、表示される。

【００２５】第１実施形態では、全ての画素ブロックに
対して同一の濃度値制限を行ったが、濃度値制限の前段
階でシェーディング補正を行わない場合や、被検査対象
物Ｓの周縁部で光量が低下する場合には、例えば、被検
査対象物Ｓの中央付近と周縁部付近で、画素ごとに、又
は画素ブロックごとに濃度値の制限範囲を変化させても
良い。これにより、被検査対象物Ｓの全域で濃度値制限
の効果を等しくすることができる。また、欠陥検出装置
１の運転中に比較的ゆるやかに光量や被検査対象物Ｓの
地合が変化する場合には、濃度制限値を、欠陥検出装置
１の運転中に逐次更新できるように構成しても良い。

【００２６】濃度情報制限手段１６を設けることによ
り、低コントラスト欠陥検出部１４は低コントラスト欠
陥のみを選択的に検出することができる。従って、高コ
ントラスト欠陥検出部１２ではコントラストが高い欠陥
のみを、低コントラスト欠陥検出部１４ではコントラス
トが低い欠陥のみを検出するため、各検出部による検出
結果の比較等の後処理を必要としない。後処理を必要と
しないことに加え、高コントラスト欠陥と低コントラス
ト欠陥とを並列処理によって検出するので、欠陥の検出
処理速度を非常に速くすることができる。

【００２７】次に、図４を参照して、本発明の第２実施
形態について説明する。第２実施形態は、濃度情報制限
手段１６において行われる処理のみが第１実施形態とは
異なり、他の部分の構成及び作用は第１実施形態と同じ
であるので、それらの部分についての説明は省略する。
第２実施形態の濃度情報制限部１６は、互いに隣接する
画素の濃度値の差が１０以内になるように濃度値データ
を変換する。この濃度差の制限は被検査対象物、検出す
る欠陥、被検査対象物の地合の変動等に合わせて任意に
変更することができる。また、図３（ａ）（ｂ）に例示
した正常部及び薄汚れ欠陥部の濃度値データには、隣り
合う濃度値の差が１０よりも大きくなる部分がないの
で、濃度情報制限手段１６がデータを変化させることは
ない。

【００２８】これに対して、図４（ａ）に示す黒点欠陥
部には、隣接する濃度値の差が１０よりも大きくなる箇
所が、第３行に存在する。図４（ａ）の第３行を例に、
濃度情報制限手段１６の作用について説明する。先ず、
図４（ａ）第３行、左から２列目の濃度値「９９」が、
左隣の「１００」と比較される。両者の差は１０以内で
あるので、濃度値「９９」には変更が加えられない。次
に、第３行、第３列の濃度値「８０」が左隣の「９９」
と比較される。両者の差は１０よりも大きいので、それ
らの差が１０以内になるように、濃度値「８０」が「８
９」に変換される（図４（ｂ）参照）。次に、第３行、
第４列の濃度値「９７」が、先に変換された左隣の濃度
値「８９」と比較される。両者の差は１０以内であるの
で、濃度値「９７」には変更が加えられない。同様に、
第３行、第５列の濃度値「１０２」には変更が加えられ
ない。かくして、図４（ａ）の濃度値データは、濃度情
報制限手段１６によって図４（ｂ）の濃度値データに変
換される。

【００２９】次に、図４（ｂ）の太線で囲われた範囲内
の濃度値データが、検出演算手段２０によって積算され
る。積算値は８８９となり、正常部のデータである図３
（ａ）の太線内の積算値「９００」に近くなる。これに
より、積算値「８８９」を、後続のブロック判定処理部
２２で第１実施形態と同じ閾値「８８８」と比較するこ
とにより、「欠陥なし」と判定される。一方、図３
（ｂ）に例示した薄汚れ欠陥部の濃度値データに対して
は、第２実施形態による濃度情報制限手段１６は濃度値
データに変更を加えないので、薄汚れ欠陥部の濃度値デ
ータは第１実施形態の場合と同様に「欠陥あり」と判定
される。かくして、第２実施形態によっても、薄汚れ欠
陥等の低コントラスト欠陥のみを分離して検出すること
ができる。

【００３０】第２実施形態による濃度値制限では、例え
ば、被検査対象物Ｓの中央付近と周縁付近で光量が変化
する場合にも、濃度制限の効果がほぼ一様に発揮される
という利点がある。また、欠陥検出装置１の運転中にお
ける光量や地合の変化に対しても比較的一様の濃度制限
効果が得られる。

【００３１】次に、図５を参照して、本発明の第３実施
形態について説明する。第３実施形態についても、濃度
情報制限手段１６において行われる処理のみが第１実施
形態と異なる。従って、第１実施形態と同様の部分につ
いての説明は省略する。第３実施形態では、濃度情報制
限手段１６において、濃度値データに非線形フィルタで
あるメジアン（中央値）フィルタを適用する。

【００３２】図５（ａ）乃至（ｃ）は、夫々、正常部、
薄汚れ欠陥部、黒点欠陥部の濃度値データの一例であ
る。図５（ｄ）乃至（ｆ）は、図５（ａ）乃至（ｃ）に
夫々メジアンフィルタを施した結果を示す。本実施形態
のメジアンフィルタは、３画素×３画素の画素ブロック
内の９つの濃度値データを小さい順に並べ、その中間、
即ち５番目の濃度値を出力値とするものである。例え
ば、図５（ａ）の第２行、第４列の濃度値「９９」は、
同図の破線で囲われた濃度値によって変換される。即
ち、破線で囲われた濃度値を小さい順に並べると、９
７、９９、９９、１００、１００、１００、１０１、１
０１、１０２となり、５番目に小さい値は１００である
から、第２行、第４列の濃度値「９９」は「１００」に
変換される（図５（ｄ）参照）。同様に、図５（ａ）の
第４行、第２列の濃度値「１０２」は、一点鎖線で囲わ
れた濃度値によって「１００」に変換される（図５
（ｄ）参照）。図５（ａ）の各濃度値データに対してメ
ジアンフィルタの演算を施すことにより図５（ｄ）の結
果が得られる。なお、図５（ｄ）の「・・・」と表示し
た箇所の濃度値は、図示の範囲外に存在する濃度値をも
参照することによって計算することができるが、ここで
は図示を省略している。図５（ｅ）（ｆ）の結果も、同
様にして得られる。

【００３３】次に、検出演算手段２０によって、図５
（ｄ）乃至（ｆ）の太線で囲われた範囲内の濃度値を積
算すると、積算合計値は、正常部では９０１、薄汚れ欠
陥部では８８７、黒点欠陥部では８９８となる。従っ
て、各積算合計値について第１実施形態と同じ閾値「８
８８」で判定を行うと、正常部及び黒点欠陥部は「欠陥
なし」と判定され、薄汚れ欠陥部は「欠陥あり」と判定
される。かくして、第３実施形態によっても、薄汚れ欠
陥等の低コントラスト欠陥のみを分離して検出すること
ができる。

【００３４】他の非線形フィルタによっても同様の結果
を得ることができる。非線形フィルタには、所定の画素
ブロック内の最大値を出力値とする最大値フィルタ、最
小値を出力値とする最小値フィルタ、画素ブロック内で
最も数多く現れる値を出力値とする最頻値（モード）フ
ィルタ等がある。また、検出演算手段２０における判定
に使用する閾値は、被検査対象物Ｓやフィルタの特性に
合わせて適当な値を設定する必要がある。

【００３５】以上、本発明の好ましい実施形態を説明し
たが、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、特
許請求の範囲に記載された事項の範囲内において、開示
した実施形態に種々の変更を加えることができる。特
に、上述した実施形態では、欠陥部は正常部よりも濃度
値が低い黒点欠陥であったが、欠陥が正常部分よりも濃
度値が高い輝点欠陥である場合にも本発明を全く同様に
適用することができる。また、上述した実施形態では、
被検査対象物Ｓで反射された光を撮像したが、被検査対
象物によってはそれを透過した光を撮像しても良い。ま
た、演算に用いる画素ブロックの大きさ、形状も任意に
変更することができ、例えば、細長形状のキズ欠陥等に
対しては、画素ブロックを正方形ではなく、適当な長さ
の長方形にすることが有効である。さらに、上述した実
施形態では、画素ブロック内の濃度値を単純に積算して
いるが、各画素ごとに濃度値に重み付けをして積算を行
っても良い。

【００３６】

【発明の効果】本発明により、被検査対象物の、面積が
大きく、濃度変化が比較的小さい欠陥のみを検出するこ
とができる欠陥検出装置及び欠陥検出方法が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の全体構成を示す概略図
である。

【図２】本発明の第１実施形態に含まれる画像処理装置
の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第１実施形態に含まれる濃度情報制限
手段の作用を示す図である。

【図４】本発明の第２実施形態に含まれる濃度情報制限
手段の作用を示す図である。

【図５】本発明の第３実施形態に含まれる濃度情報制限
手段の作用を示す図である。

【図６】従来の欠陥検出装置の作動を示す図である。

【図７】低コントラスト欠陥を検出するための従来の欠
陥検出装置の作用を示す図である。

【図８】高コントラスト欠陥を従来の欠陥検出装置で検
出する場合の作用を示す図である。

【符号の説明】

Ｓ被検査対象物１欠陥検出装置２照射手段４撮像手段６画像処理装置８画像入力部１０画像前処理部１２高コントラスト欠陥検出部１４低コントラスト欠陥検出部１６濃度情報制限手段１８ラインメモリ２０検出演算手段２２ブロック判定処理部２４データ出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 21/892 Ｇ０１Ｎ 21/892 ＢＦターム(参考） 2G051 AA31 AC21 BB17 CA03 CA04 CC17 DA06 EA08 EA09 EA11 EA19 EB01 EC05 ED01 5B057 AA01 BA02 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CC02 CE06 CE11 CH09 DA03 DB02 DB09 DC33 5L096 AA06 BA03 CA02 EA07 FA17 GA12 GA19 GA55 HA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査対象物を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段により撮像された被検査対象物における各画
素の濃度値の情報を含む画像データを処理して被検査対
象物の周囲との濃度差が小さい欠陥を検出する画像処理
手段とを備えた被検査対象物の欠陥検出装置において、
上記画像処理手段が、上記画像データに含まれる各画素の濃度値を所定の条件
により制限する濃度情報制限手段と、この濃度情報制限手段により制限された上記画像データ
を所定のブロック単位で積算フィルタ演算処理するフィ
ルタ演算処理手段と、このフィルタ演算処理手段により処理された画像データ
を被検査対象物の正常部の画像データに基づいた基準デ
ータと比較することにより被検査対象物の上記欠陥を判
定する欠陥判定手段と、を有することを特徴とする被検査対象物の欠陥検出装
置。
【請求項２】上記濃度情報制限手段は、上記画像デー
タに含まれる各画素の濃度値を所定の値の範囲内に制限
する請求項１記載の被検査対象物の欠陥検査装置。
【請求項３】上記濃度情報制限手段は、上記画像デー
タに含まれる各画素における隣接する画素との濃度値の
差を所定の値の範囲内に制限する請求項１記載の被検査
対象物の欠陥検出装置。
【請求項４】上記濃度情報制限手段は、上記画像デー
タに含まれる各画素における隣接する画素との濃度差が
大きい欠陥に対応する画素の濃度値を所定の条件で制限
する請求項３記載の被検査対象物の欠陥検出装置。
【請求項５】上記濃度情報制限手段は、非線形フィル
タ演算を行うことににより上記画像データに含まれる各
画素の濃度値を制限する請求項１記載の欠陥検出装置。
【請求項６】上記濃度情報制限手段は、非線形フィル
タ演算が、メジアンフィルタ演算、最大値フィルタ演
算、最小値フィルタ演算、又はモードフィルタ演算のう
ちの少なくとも何れか１つの非線形フィルタ演算を行な
う請求項５記載の被検査対象物の欠陥検出装置。
【請求項７】被検査対象物を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段により撮像された被検査対象物における各画
素の濃度値の情報を含む画像データを処理して被検査対
象物の周囲との濃度差が小さい欠陥を検出する画像処理
手段と、を有し、この画像処理手段が、被検査対象物の周囲との濃度差が
大きい欠陥に対応する画素の濃度値を所定の条件で制限
するようにしたことを特徴とする被検査対象物の欠陥検
出装置。
【請求項８】被検査対象物を撮像するステップと、この撮像された被検査対象物の画像データに含まれる各
画素の濃度値を所定の値の範囲内に制限するステップ
と、この制限された画像データを所定のブロック単位でフィ
ルタ演算処理するステップと、このフィルタ演算処理された画像データを被検査対象物
の正常部の画像データと比較して被検査対象物の周囲と
の濃度差が小さい欠陥を判定するステップと、を有することを特徴とする被検査対象物の欠陥検出方
法。