JP2005083906A - Defect detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、板状またはシート状で鏡面性或いは透光性を有するアクリル板、ポリカーボネイト板、液晶ガラス板等の被検査物体に存在する表面凹凸やバンク(被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥)、付着異物、傷等の欠陥を検出する装置に関するものである。 The present invention provides a plate-like or sheet-like specular or translucent acrylic plate, polycarbonate plate, liquid crystal glass plate or other surface irregularities or banks (excessive material supply of the subject to be examined). The present invention relates to an apparatus for detecting defects such as irregularities appearing in the rules), adhered foreign matter, and scratches.
押出成形機により製造されるアクリル板、ポリカーボネイト板、或いはフロート法等により製造される液晶ガラス板等の被検査物体は、照明手段により照射され、該被検査物体に反射した反射光や該被検査物体を透過した透過光を受光して撮像手段により撮像した撮像画像を画像処理することで表面凹凸やバンク、付着異物、傷等の欠陥が検査されている。 An object to be inspected, such as an acrylic plate manufactured by an extrusion molding machine, a polycarbonate plate, or a liquid crystal glass plate manufactured by a float method, is irradiated by illumination means, and reflected light reflected by the object to be inspected or the object to be inspected Defects such as surface irregularities, banks, attached foreign matter, and scratches are inspected by receiving the transmitted light that has passed through the object and performing image processing on the captured image captured by the imaging unit.
例えば、特開2002−116015号公報(特許文献1)の図1には、移動する被検査物体の上方から照明装置により明暗を有するストライプパターンを照射し、被検査物体の表面を反射した反射光を撮像装置により受光して撮像し、その撮像画像を解析して被検査物体の欠陥を検出するものが記載されている。 For example, FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-1116015 (Patent Document 1) shows reflected light that is reflected from the surface of an object to be inspected by irradiating a stripe pattern having light and darkness from above the moving object to be inspected by an illumination device. Is detected by an imaging device and the captured image is analyzed to detect a defect of the object to be inspected.
例えば、図7(a)に示すように、被検査物体1の搬送方向aに対して直交して配置した長尺状の投光器5により明暗を有するストライプパターンを被検査物体1に照射し、図示しない撮像手段により被検査物体1上の横波欠陥2、縦波欠陥3及び凹状欠陥4を撮像すると、図7(b)に示すような撮像画像が得られる。図7(b)において、2aは横波欠陥2の撮像画像、3aは縦波欠陥3の撮像画像、4aは凹状欠陥4の撮像画像である。
For example, as shown in FIG. 7A, a striped pattern having light and darkness is irradiated on the inspected object 1 by a long projector 5 arranged orthogonal to the conveyance direction a of the inspected object 1, When the
図7(b)に示す撮像画像において、Y軸輝度値投影処理を行うと図7(c)に示す欠陥ピーク波形を得ることが出来る。ここで、Y軸輝度値投影処理とは、図7(b)に示す撮像画像における輝度値をY軸上に足し算したヒストグラムのピーク値をグラフ化したものである。 When the Y-axis luminance value projection process is performed on the captured image shown in FIG. 7B, the defect peak waveform shown in FIG. 7C can be obtained. Here, the Y-axis luminance value projection processing is a graph of the peak value of the histogram obtained by adding the luminance values in the captured image shown in FIG. 7B on the Y-axis.
そして、図7(c)のX軸上に、例えば横波欠陥2を検出するための所定の閾値sを設定することで該閾値sを超えた横波欠陥ピーク波形2cを横波欠陥2として検出することが出来る。凹状欠陥ピーク波形4cは閾値sを超えないため横波欠陥としては検出されず、別途、凹状欠陥4を検出するための図示しない所定の閾値を設定することで該閾値を超えた凹状欠陥ピーク波形4cを凹状欠陥4として検出することが出来る。
Then, for example, by setting a predetermined threshold s for detecting the
しかしながら、前述の特許文献1の技術において、被検査物体1、投光器5、撮像装置等が何らかの原因で振動すると、例えば図7(a)に示すように振動が発生した振動点Aにおいて図7(b)に示すように、その振動周波数に応じた明暗が交互に現れる擬似欠陥画像6aが同時に撮像される。 However, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, when the object to be inspected 1, the projector 5, the imaging device, etc. vibrate for some reason, for example, as shown in FIG. As shown in b), a pseudo defect image 6a in which light and dark according to the vibration frequency appear alternately is captured simultaneously.
即ち、図7(a)の振動点Aで被検査物体1に振動が発生したとすると、該被検査物体1の撮像ライン7上で同時に振動するため、投光器5により被検査物体1に照射される明暗を有するストライプパターンの明暗が交互に横切り、図7(b)に示すように撮像画像に撮像ライン7に沿った明暗が発生する擬似欠陥画像6aが撮像される。このような擬似欠陥画像6aが同時にY軸輝度値投影処理されると、図7(c)に示すように横波欠陥2を検出するための閾値sを超えた擬似欠陥ピーク波形6cにより擬似欠陥として誤検出されてしまうという問題があった。
That is, if vibration occurs in the inspection object 1 at the vibration point A in FIG. 7A, the object 1 is irradiated by the projector 5 because it vibrates simultaneously on the
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、振動等により生じた擬似欠陥画像を容易に除去することが出来、擬似欠陥の誤検出を防止出来る欠陥検出装置を提供せんとするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and its object is to provide a defect detection device that can easily remove a false defect image caused by vibrations and prevent false detection of a false defect. It is what.
前記目的を達成するための本発明に係る欠陥検出装置は、板状またはシート状の被検査物体を照明する照明手段と、前記照明手段により照明され前記被検査物体に反射した反射光または前記被検査物体を透過した透過光を受光して撮像する撮像手段とを有する撮像ユニットと、前記撮像手段により撮像された画像を解析して前記被検査物体の欠陥を検出する欠陥検出手段とを有し、前記撮像ユニットにより形成される前記被検査物体の撮像ラインが、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a defect detection apparatus according to the present invention includes an illuminating unit that illuminates a plate-shaped or sheet-shaped object to be inspected, and reflected light that is illuminated by the illuminating unit and reflected by the object to be inspected. An imaging unit having an imaging unit that receives and captures transmitted light that has passed through the inspection object; and a defect detection unit that analyzes an image captured by the imaging unit and detects a defect of the inspection object. The imaging line of the inspected object formed by the imaging unit is arranged to be inclined with respect to the relative movement direction of the inspected object and the imaging unit.
本発明は、上述の如く構成したので、撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインが、該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことで、被検査物体に存在する該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に平行な縦波欠陥以外の横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク(被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥)、付着異物、傷等の各種欠陥を撮像手段により撮像すると、その撮像画像が該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する撮像ラインの傾斜角度に対応した傾斜角度を有して撮像される。 Since the present invention is configured as described above, the imaging line of the inspection object formed by the imaging unit is arranged to be inclined with respect to the relative movement direction of the inspection object and the imaging unit. , Transverse wave defects other than longitudinal wave defects parallel to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit, surface irregularities and banks having a two-dimensional area (material supply of the object to be inspected) When various defects such as irregular defects appearing irregularly due to excess, etc.), adhering foreign matter, scratches, etc. are imaged by the imaging means, the captured image is inclined with respect to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit An image is taken with an inclination angle corresponding to the angle.
一方、振動等により生じた擬似欠陥画像は、撮像ラインの傾斜角度に関係なく、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に沿った明暗が発生する擬似欠陥画像が撮像される。 On the other hand, a pseudo defect image generated by vibration or the like is a pseudo defect image in which brightness and darkness occurs in a direction orthogonal to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit regardless of the inclination angle of the imaging line. Is imaged.
これにより、被検査物体に存在する横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク(被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥)、付着異物、傷等の実際の欠陥画像と、振動等により生じた擬似欠陥画像との方向性を変えることで、容易に区別して画像処理を行うことが出来、擬似欠陥画像を容易に且つ正確に除去することが出来る。 As a result, the surface wave defects present on the object to be inspected, surface irregularities or banks having a two-dimensional area, irregularities appearing irregularly due to excessive material supply of the object to be inspected, actual foreign objects such as adhered foreign matter, scratches, etc. By changing the direction of the defect image and the pseudo defect image generated by vibration or the like, the image processing can be easily distinguished and the pseudo defect image can be easily and accurately removed.
撮像ユニットは照明手段と撮像手段とが一体で構成されても良いし、別体で構成されても良いが、被検査物体が静止状態で固定された場合、撮像ユニットを構成する一対の照明手段と撮像手段が静止状態で固定された被検査物体に対して一体的に移動する構成とすることが出来る。 In the imaging unit, the illumination unit and the imaging unit may be configured integrally or may be configured separately. However, when the object to be inspected is fixed in a stationary state, a pair of illumination units constituting the imaging unit The imaging means can move integrally with the object to be inspected fixed in a stationary state.
また、撮像ユニットを構成する一対の照明手段と撮像手段とが静止状態で固定された場合、板状またはシート状の被検査物体を搬送する被検査物体搬送手段を設け、該被検査物体搬送手段により搬送される被検査物体の搬送方向に対して、撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインを傾斜して配置することが出来る。 In addition, when the pair of illumination means and the imaging means constituting the imaging unit are fixed in a stationary state, an inspected object conveying means for conveying the plate-like or sheet-like inspected object is provided, and the inspected object conveying means The imaging line of the object to be inspected formed by the imaging unit can be inclined with respect to the conveyance direction of the object to be inspected conveyed by the above.
また、前記照明手段の長手方向または配列方向を、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置することで、撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインを傾斜して配置することが出来る。 In addition, the longitudinal direction or the arrangement direction of the illumination means is arranged to be inclined with respect to the relative movement direction between the object to be inspected and the imaging unit, thereby imaging the object to be inspected formed by the imaging unit. The line can be inclined.
また、前記撮像手段がラインセンサであり、該ラインセンサの長手方向または配列方向を、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置することで、撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインを傾斜して配置することが出来る。 In addition, the imaging unit is a line sensor, and the longitudinal direction or the arrangement direction of the line sensor is arranged so as to be inclined with respect to the relative moving direction of the object to be inspected and the imaging unit, whereby the imaging unit The imaging line of the object to be inspected formed by the above can be inclined and arranged.
また、前記照明手段は、交互に明暗を有するストライプパターンを前記被検査物体に照射することが出来る。被検査物体に欠陥がなく表面が平坦であれば、撮像手段により撮像されたストライプパターンの明暗周期は変化することがなく、被検査物体に欠陥が存在して表面に凹凸が生じていれば、その凹凸部位において撮像手段により撮像されたストライプパターンの明暗周期が変化する。この明暗周期のずれ量を測定することにより被検査物体の欠陥を検出することが出来る。 Further, the illumination means can irradiate the object to be inspected with a stripe pattern having alternating brightness. If the object to be inspected has no defect and the surface is flat, the light / dark cycle of the stripe pattern imaged by the imaging means will not change, and if the object to be inspected has a defect and the surface is uneven, The light-dark cycle of the stripe pattern imaged by the imaging means changes in the uneven part. By measuring the shift amount of the light / dark cycle, it is possible to detect the defect of the inspection object.
尚、前記照明手段は、ストライプパターンの代わりに交互に明暗を有する格子状パターン(チェッカーフラッグ模様状パターン)を被検査物体に照射することでも良く、被検査物体に欠陥がなく表面が平坦であれば、撮像手段により撮像された格子状パターンの明暗周期は変化することがなく、被検査物体に欠陥が存在して表面に凹凸が生じていれば、その凹凸部位において撮像手段により撮像された格子状パターンの明暗周期が変化する。この明暗周期のずれ量を測定することにより被検査物体の欠陥を検出することが出来る。 The illuminating means may irradiate the object to be inspected with a lattice pattern (checkered flag pattern pattern) alternately having light and dark instead of the stripe pattern, and if the object to be inspected has no defect and is flat. For example, if the light-dark cycle of the grid pattern imaged by the imaging means does not change and there is a defect on the object to be inspected and the surface is uneven, the grid imaged by the imaging means at the uneven portion The light / dark cycle of the pattern changes. By measuring the shift amount of the light / dark cycle, it is possible to detect the defect of the inspection object.
また、前記欠陥検出手段は、前記撮像手段により撮像した撮像画像を、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する前記撮像ユニットにより形成される前記被検査物体の撮像ラインの傾斜角度に対応した座標変換を行って振動等により生じた擬似欠陥画像を除去することを特徴とする。 In addition, the defect detection unit is configured to incline an imaging line of the inspection object formed by the imaging unit with respect to a moving direction of the inspection object and the imaging unit relative to a captured image captured by the imaging unit. It is characterized in that a pseudo defect image generated by vibration or the like is removed by performing coordinate conversion corresponding to an angle.
上記撮像手段により撮像した撮像画像においては、被検査物体に存在する該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に平行な縦波欠陥以外の横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク(被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥)、付着異物、傷等の各種欠陥の撮像画像は、該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する撮像ラインの傾斜角度に対応した傾斜角度を有して撮像される。 In the picked-up image picked up by the image pickup means, a surface having a two-dimensional area or a transverse wave defect other than a longitudinal wave defect parallel to the relative movement direction of the object to be inspected and the image pickup unit. The captured images of various defects such as irregularities and banks (irregular defects appearing irregularly due to excessive material supply of the object to be inspected), adhering foreign matter, scratches, etc., are relative to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit. Images are taken with an inclination angle corresponding to the inclination angle of the imaging line.
一方、振動等により生じた擬似欠陥画像は、撮像ラインの傾斜角度に関係なく、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に沿って撮像される。 On the other hand, a pseudo defect image generated by vibration or the like is captured along a direction orthogonal to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit regardless of the inclination angle of the imaging line.
そして、その撮像画像に対して被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する該撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインの傾斜角度に対応した座標変換を行うことで、被検査物体に存在する該被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に平行な縦波欠陥以外の横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク(被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥)、付着異物、傷等の各種欠陥の撮像画像は、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に座標変換される。 Then, by performing coordinate conversion corresponding to the inclination angle of the imaging line of the object to be inspected formed by the imaging unit with respect to the relative moving direction of the object to be inspected and the imaging unit, A transverse wave defect other than a longitudinal wave defect parallel to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit existing on the object, a surface unevenness or bank having a two-dimensional area (due to excessive material supply of the object to be inspected, etc.) The captured images of various defects such as irregular irregularities appearing irregularly, attached foreign matter, and scratches are coordinate-transformed in a direction orthogonal to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit.
一方、振動等により生じた擬似欠陥画像は、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対する該撮像ユニットにより形成される被検査物体の撮像ラインの傾斜角度に対応した傾斜角度を有して座標変換される。 On the other hand, the pseudo defect image generated by vibration or the like has an inclination angle corresponding to the inclination angle of the imaging line of the inspection object formed by the imaging unit with respect to the relative movement direction of the inspection object and the imaging unit. Coordinate conversion.
そして、その座標変換された画像における輝度を、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に足し算したヒストグラムのピーク値をグラフ化し、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に平行な縦波欠陥以外の横波欠陥や二次元的な面積を有する表面凹凸やバンク(被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥)、付着異物、傷等の各種欠陥を検出するための所定の閾値を設定することで該閾値を超えた欠陥ピーク波形を欠陥として検出することが出来る。 Then, the histogram peak value obtained by adding the luminance in the coordinate-converted image to the direction orthogonal to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit is graphed. Transverse wave defects other than longitudinal wave defects parallel to the relative movement direction, surface irregularities and banks having a two-dimensional area (irregular defects appearing irregularly due to excessive material supply of the object to be inspected), adhered foreign matter, scratches By setting a predetermined threshold value for detecting various defects such as the above, a defect peak waveform exceeding the threshold value can be detected as a defect.
一方、振動等により生じた擬似欠陥画像は、被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向と直交する方向に対して傾斜して座標変換されるため被検査物体と撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して直交する方向に足し算したヒストグラムのピーク値は小さくなり、閾値を超えないため欠陥として検出されず、これにより擬似欠陥画像を容易に且つ正確に除去することが出来る。 On the other hand, since the pseudo defect image generated by vibration or the like is coordinate-transformed by being inclined with respect to a direction orthogonal to the relative movement direction of the object to be inspected and the imaging unit, the relative relationship between the object to be inspected and the imaging unit is relatively small. The peak value of the histogram added in the direction perpendicular to the moving direction becomes small and does not exceed the threshold value, so that it is not detected as a defect, and thereby the pseudo defect image can be easily and accurately removed.
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、振動等により生じた擬似欠陥画像を容易に除去することが出来、擬似欠陥の誤検出を防止出来る。 Since the present invention has the above-described configuration and operation, it is possible to easily remove a pseudo defect image generated by vibration or the like and prevent false detection of a pseudo defect.
図により本発明に係る欠陥検出装置の一実施形態を具体的に説明する。図1は本発明に係る欠陥検出装置の全体構成を示す模式図、図2は本発明に係る欠陥検出装置の制御系の構成を示すブロック図、図3は欠陥検出手段により振動等により生じた擬似欠陥画像を除去する様子を示す図、図4〜図6は各種欠陥の検出を行う様子を示す図である。 An embodiment of the defect detection apparatus according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the defect detection apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system of the defect detection apparatus according to the present invention, and FIG. FIG. 4 to FIG. 6 are diagrams illustrating a state in which a pseudo defect image is removed, and FIGS. 4 to 6 are diagrams illustrating a state in which various defects are detected.
図1において、押出成形機8により板状またはシート状に連続的に押し出し成形される鏡面性或いは透光性を有する透明、半透明、不透明等のアクリル板、ポリカーボネイト板、或いはフロート法等により製造される液晶ガラス板等の被検査物体1は、該被検査物体1を挟持して搬送する駆動ローラ対9,10及び下面を支持しつつ搬送する従動ローラ11等の被検査物体搬送手段により図1の矢印a方向に搬送される。
In FIG. 1, it is manufactured by a transparent or translucent transparent, translucent or opaque acrylic plate, polycarbonate plate, float method or the like that is continuously extruded and formed into a plate or sheet by an extruder 8. The object 1 to be inspected, such as a liquid crystal glass plate, is shown by a to-be-inspected object conveying means such as a pair of
押出成形機8の被検査物体1の搬送方向下流側(以下、単に「下流側」という)には、縦スリットが設けられ交互に明暗を有する縦方向(被検査物体1の搬送方向)のストライプパターンを被検査物体1の下面側から鉛直上方に照射する照明手段となる長尺状の蛍光灯からなる投光器12と、被検査物体1を介して該投光器12と反対側に設けられた撮像手段となるCCD(電荷結合デバイス)カメラ13aを有する受光器13とを有する縦スリット透過系撮像ユニット14が設けられている。縦スリット透過系撮像ユニット14は、被検査物体1の表面に対して鉛直方向に透過する透過光を受光器13により受光して撮像し、詳しくは後述する被検査物体1の欠陥を検出する。
On the downstream side (hereinafter simply referred to as “downstream side”) of the object 1 to be inspected 1 of the extrusion molding machine 8, vertical slits are provided, and stripes in the vertical direction (in the direction of conveyance of the object 1 to be inspected) alternately. A
尚、縦スリット透過系撮像ユニット14において、投光器12を被検査物体1の上面側に配置して被検査物体1の上面側から斜め下方に照射し、被検査物体1の上面に反射した反射光を受光器13により受光して撮像し、被検査物体1の欠陥を検出するように構成することも出来る。
In the vertical slit transmission
縦スリット透過系撮像ユニット14の下流側には、スリット無しで被検査物体1の下面側から斜め上方に照射する照明手段となる長尺状の蛍光灯からなる投光器15と、被検査物体1の下面側に設けられた撮像手段となるCCDカメラ16aを有する受光器16とを有する下面反射系撮像ユニット17が設けられている。下面反射系撮像ユニット17は、被検査物体1の下面で鉛直下方に反射した反射光を受光器16により受光して撮像し、詳しくは後述する被検査物体1の欠陥を検出する。
On the downstream side of the longitudinal slit transmission
下面反射系撮像ユニット17の下流側には、横スリットが設けられ交互に明暗を有する横方向(被検査物体1の搬送方向と直交する方向)のストライプパターンを被検査物体1の上面側から斜め方向に照射する照明手段となる長尺状の蛍光灯からなる投光器5と、被検査物体1の上面側に設けられた撮像手段となるCCDカメラ18aを有する受光器18とを有する横スリット反射系撮像ユニット19が設けられている。横スリット反射系撮像ユニット19は、被検査物体1の上面に反射した反射光を受光器18により受光して撮像し、詳しくは後述する被検査物体1の欠陥を検出する。
On the downstream side of the lower surface reflection
横スリット反射系撮像ユニット19の投光器5は被検査物体1に対してねじれの位置に配置されている。即ち、投光器5及び受光器18からなる横スリット反射系撮像ユニット19により被検査物体1上に形成される該被検査物体1の撮像ライン7が、被検査物体1と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向となる被検査物体1の搬送方向aに対して傾斜して配置されている。
The projector 5 of the horizontal slit
本実施形態では、照明手段となる長尺状の蛍光灯からなる投光器5の長手方向が被検査物体1と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向となる被検査物体1の搬送方向aに対して傾斜して配置されている。尚、投光器5が複数の点光源からなる場合にはその点光源の配列方向を被検査物体1と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向となる被検査物体1の搬送方向aに対して傾斜して配置する。
In the present embodiment, the object to be inspected 1 is transported such that the longitudinal direction of the projector 5 made of a long fluorescent lamp serving as an illuminating means is the relative movement direction of the object to be inspected 1 and the horizontal slit
尚、図1では、投光器12及び受光器13からなる縦スリット透過系撮像ユニット14により被検査物体1上に形成される該被検査物体1の撮像ライン20と、投光器15及び受光器16からなる下面反射系撮像ユニット17により被検査物体1上に形成される該被検査物体1の撮像ライン21とは被検査物体1の搬送方向aと直交する方向に配置されている。
In FIG. 1, the
本実施形態では、横スリット反射系撮像ユニット19により被検査物体1上に形成される該被検査物体1の撮像ライン7を被検査物体1の搬送方向aと直交する方向に対して傾斜角度を設けて配置し、投光器5の照明の光軸及び受光器18の受光軸は被検査物体1の表面に対して所定の角度に設定され、下面反射系撮像ユニット17の投光器15の照明の光軸と受光器16の受光軸との間の角度は所定の角度に設定されている。
In this embodiment, the inclination angle of the
尚、撮像手段をラインセンサで構成した場合には、そのラインセンサの長手方向または配列方向を被検査物体1と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向となる被検査物体1の搬送方向aに対して傾斜して配置することで該横スリット反射系撮像ユニット19により被検査物体1上に形成される該被検査物体1の撮像ライン7を被検査物体1の搬送方向aに対して傾斜して配置することが出来る。
In the case where the imaging means is constituted by a line sensor, the longitudinal direction or the arrangement direction of the line sensor is the relative moving direction of the inspection object 1 and the lateral slit reflection
図2は本発明に係る欠陥検出装置の制御系の構成を示すブロック図であり、各受光器13,16,18のCCDカメラ13a,16a,18aにより撮像されたアナログ値からなる撮像画像は、A/D(アナログ/デジタル)変換装置22によりデジタル値に変換され、記憶手段である画像メモリ23に記憶される。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system of the defect detection apparatus according to the present invention. The captured image composed of analog values captured by the CCD cameras 13a, 16a, 18a of the respective
欠陥検出手段となる画像演算制御部24は、撮像手段となる各受光器13,16,18のCCDカメラ13a,16a,18aにより被検査物体1を撮像し、その撮像したアナログ画像をA/D変換部22によりデジタル変換し、画像メモリ23に記憶されたデジタル画像に対して所定の画像処理プログラムを実行して、そのデジタル画像を解析することにより被検査物体1の欠陥を検出する。
The image calculation control unit 24 serving as the defect detection means images the object 1 to be inspected by the CCD cameras 13a, 16a, and 18a of the
画像演算制御部24により検出された欠陥情報は、操作/表示パネル27により表示されると共に、結果信号出力部25により欠陥情報が結果信号として出力される。また、上位通信部26により外部に通信出力される。 The defect information detected by the image calculation control unit 24 is displayed on the operation / display panel 27, and the defect information is output as a result signal by the result signal output unit 25. Further, the communication is output to the outside by the upper communication unit 26.
また、操作/表示パネル27を操作することで、画像演算制御部24を介して外部機器制御部28により各撮像ユニットを構成する照明手段となる投光器5,12,15及び撮像手段となる受光器13,16,18が制御出来るようになっている。
Further, by operating the operation / display panel 27, the
欠陥検出手段となる画像演算制御部24は、被検査物体1の搬送方向aに対して撮像ライン7が傾斜して配置される横スリット反射系撮像ユニット19の撮像手段となる受光器18により撮像したアナログ撮像画像をA/D変換部22によりデジタル変換したデジタル画像を撮像ライン7の傾斜角度に対応した座標変換を行って振動等により生じた擬似欠陥画像6a(図3(b)参照)を除去する。
The image calculation control unit 24 serving as the defect detection means captures an image with the
例えば、図3(a)に示すように、被検査物体1の搬送方向aに対して直交する方向(被検査物体1の幅方向)に対して傾斜角度Θを有して配置した照明手段となる蛍光灯等の長尺状の投光器5により横スリットが設けられ交互に明暗を有する横方向(被検査物体1の搬送方向と直交する方向)のストライプパターンを被検査物体1に照射し、撮像手段となる受光器18により被検査物体1上の横波欠陥2、縦波欠陥3及び凹状欠陥4を撮像すると、図3(b)に示すような撮像画像が得られる。
For example, as shown in FIG. 3A, an illuminating unit arranged with an inclination angle Θ with respect to a direction (width direction of the inspection object 1) orthogonal to the conveyance direction a of the inspection object 1 An inspected object 1 is irradiated with a stripe pattern in a horizontal direction (direction perpendicular to the conveying direction of the object 1 to be inspected) alternately provided with a horizontal slit by a long projector 5 such as a fluorescent lamp. When the
図3(b)において、2aは横波欠陥2の撮像画像、3aは縦波欠陥3の撮像画像、4aは凹状欠陥4の撮像画像である。これ等の撮像画像は撮像ライン7が傾斜して配置されたことにより被検査物体搬送手段となる駆動ローラ対9,10により搬送される被検査物体1の搬送速度に応じて図3(b)のX方向(被検査物体1の幅方向)に時間的遅れが発生し、撮像ライン7の傾斜角度Θに応じて傾斜した画像として撮像される。
In FIG. 3B, 2a is a captured image of the
ここで、被検査物体1、投光器5、受光器18等が何らかの原因で振動すると、例えば図3(a)に示すように振動が発生した振動点Aにおいて図3(b)に示すように、その振動周波数に応じた明暗が交互に現れる擬似欠陥画像6aが同時に撮像される。
Here, when the inspected object 1, the projector 5, the
即ち、図3(a)の振動点Aで被検査物体1に振動が発生したとすると、該被検査物体1の撮像ライン7上が同時に振動するため、斜めに配置された撮像ライン7上においても投光器5により被検査物体1に照射される明暗を有するストライプパターンの明暗が交互に横切り、図7(b)に示すように撮像画像に図7(b)のX方向(被検査物体1の幅方向)に沿った明暗が発生する擬似欠陥画像6aが撮像される。
That is, if vibration occurs in the inspection object 1 at the vibration point A in FIG. 3A, the
このように、横スリット反射系撮像ユニット19の撮像ライン7を、被検査物体1と該横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向である被検査物体1の搬送方向aに対して傾斜して配置したことで、横波欠陥2の撮像画像2a、凹状欠陥4の撮像画像4aは撮像ライン7の傾斜角度Θに応じて傾斜した画像として撮像されるが、振動等により生じた擬似欠陥画像6aは図7(b)のX方向(被検査物体1の幅方向)に沿った画像として撮像されるため、被検査物体1上の実際の欠陥画像2a,4aと振動等により生じた擬似欠陥画像6aとを容易に分離することが出来、所定の画像解析を実施することにより振動等により生じた擬似欠陥画像6aを容易に除去することが出来る。
In this way, the
例えば、横スリット反射系撮像ユニット19の撮像ライン7の傾斜角度をΘ、変換前の座標をX,Y、座標変換後の座標をX′,Y′とすると、以下の演算式により図3(b)に示す各撮像画像2a,3a,4a,6aを、図3(c)に示す座標変換後画像2b,3b,4b,6bにそれぞれ座標変換することが出来る。
For example, assuming that the inclination angle of the
図3(c)に示す座標変換後画像において、Y軸輝度値投影処理を行うと図3(d)に示す欠陥ピーク波形を得ることが出来る。ここで、Y軸輝度値投影処理とは、図3(c)に示す座標変換後画像における輝度値をY軸上に足し算したヒストグラムのピーク値をグラフ化したものである。 When the Y-axis luminance value projection process is performed on the image after coordinate conversion shown in FIG. 3C, the defect peak waveform shown in FIG. 3D can be obtained. Here, the Y-axis luminance value projection processing is a graph of the peak value of the histogram obtained by adding the luminance value in the image after coordinate conversion shown in FIG. 3C on the Y-axis.
そして、図3(d)のX軸上に、例えば横波欠陥2を検出するための所定の閾値sを設定することで該閾値sを超えた横波欠陥ピーク波形2cを横波欠陥2として検出することが出来る。凹状欠陥ピーク波形4cは閾値sを超えないため横波欠陥としては検出されず、別途、凹状欠陥4を検出するための図示しない所定の閾値を設定することで該閾値を超えた凹状欠陥ピーク波形4cを凹状欠陥4として検出することが出来る。
Then, for example, by setting a predetermined threshold value s for detecting the
図3(c)に示す座標変換後画像における擬似欠陥の座標変換後画像6bが同時にY軸輝度値投影処理されると、該擬似欠陥の座標変換後画像6bは斜めのラインとして座標変換されており、図3(d)の擬似欠陥ピーク波形6cに示すように輝度値をY軸上に足し算したヒストグラムのピーク値も小さくなる。 When the coordinate-transformed image 6b of the pseudo defect in the image after coordinate transformation shown in FIG. 3C is simultaneously subjected to the Y-axis luminance value projection processing, the coordinate-transformed image 6b of the pseudo defect is coordinate-transformed as an oblique line. As shown in the pseudo defect peak waveform 6c in FIG. 3D, the peak value of the histogram obtained by adding the luminance value on the Y axis is also small.
従って、擬似欠陥ピーク波形6cは、図7に示して前述した従来例のように横波欠陥2を検出するための閾値sを超えないため擬似欠陥画像6aを欠陥として誤検出することがない。
Therefore, since the pseudo defect peak waveform 6c does not exceed the threshold value s for detecting the
上記の如く、振動等により生じた擬似欠陥画像6aを除去した後、図4に示す撮像画像Bを特定の周波数帯域のみを通すバンドパスフィルターによりフィルターをかけて明暗が均一化されたフィルター画像Cを得る。 As described above, after removing the pseudo defect image 6a caused by vibration or the like, a filtered image C in which brightness and darkness are uniformed by filtering the captured image B shown in FIG. 4 with a bandpass filter that passes only a specific frequency band. Get.
次に横波欠陥2を検出するために、フィルター画像Cに関して図4のY方向の微分を行って縦波欠陥画像3aを除去したY方向微分画像Dを得る。そして、Y方向微分画像DからY軸輝度値投影処理を行ってY軸輝度値投影ヒストグラムEを得る。このY軸輝度値投影ヒストグラムEを評価して横波欠陥2を検出する。
Next, in order to detect the
同様に縦波欠陥3を検出するために、フィルター画像Cに関して図4のX方向の微分を行って横波欠陥画像2aを除去したX方向微分画像Fを得る。そして、X方向微分画像FからX軸輝度値投影処理を行ってX軸輝度値投影ヒストグラムGを得る。このX軸輝度値投影ヒストグラムGを評価して縦波欠陥3を検出する。
Similarly, in order to detect the
次に凹状欠陥4を検出するために、X方向微分画像Fを2値化処理して2値化画像Iを得る。一方、X軸輝度値投影ヒストグラムGにおいて、縦波欠陥画像3aのみを抽出するためのマスク用閾値mを設定し、X軸輝度値投影のX軸輝度値投影ヒストグラムGから該マスク用閾値mを超えるヒストグラムの位置に応じて縦波欠陥マスク29を生成したマスク画像Hを得る。そして、2値化画像Iをマスク画像Hによりマスク処理して凹状欠陥抽出画像Jを得る。この凹状欠陥抽出画像Jから抽出画像の面積を求め、その面積が所定の面積以上である場合に凹状欠陥4と認識する。
Next, in order to detect the
図5は縦スリット透過系撮像ユニット14によりバンク(被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥)欠陥を検出する様子を示す図である。先ず図5に示すバンク欠陥画像を含む撮像画像Kを特定の周波数帯域のみを通すバンドパスフィルターによりフィルターをかけて明暗が均一化されたフィルター画像Lを得る。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which a bank (irregular defect appearing irregularly due to excessive material supply of the object to be inspected) defect is detected by the vertical slit transmission
次にバンク欠陥を検出するために、フィルター画像Lに関して図5のY方向の微分を行ってY方向微分画像Mを得る。そしてY方向微分画像Mを2値化処理して2値化画像Nを得る。この2値化画像Nから面積を求め、その面積が所定の面積以上である場合にバンク欠陥と認識する。 Next, in order to detect a bank defect, the filter image L is differentiated in the Y direction of FIG. Then, the Y-direction differential image M is binarized to obtain a binarized image N. An area is obtained from the binarized image N, and when the area is equal to or larger than a predetermined area, it is recognized as a bank defect.
図6は下面反射系撮像ユニット17により付着異物や傷欠陥を検出する様子を示す図である。先ず図6に示す付着異物や傷欠陥画像を含む撮像画像Oを特定の周波数帯域のみを通すバンドパスフィルターによりフィルターをかけて明暗が均一化されたフィルター画像Pを得る。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which an attached foreign matter and a flaw defect are detected by the lower surface reflection
次に付着異物や傷欠陥を検出するために、フィルター画像Pに関して図6のX,Y両方向の微分を行ってXY方向微分画像Qを得る。そしてXY方向微分画像Qを2値化処理して2値化画像Rを得る。この2値化画像Rを一旦、画像収縮処理を行って該2値化画像Rにおけるノイズ画像30を除去した後、画像膨張処理を行って付着異物や傷欠陥画像を元の大きさに復元してから面積を求め、その面積が所定の面積以上である場合に付着異物や傷欠陥と認識する。
Next, in order to detect adhered foreign matter and scratch defects, the filter image P is differentiated in both the X and Y directions in FIG. Then, the binarized image R is obtained by binarizing the XY direction differential image Q. The binarized image R is temporarily subjected to image contraction processing to remove the
尚、前記実施形態では、被検査物体1が駆動ローラ対9,10等の被検査物体搬送手段により搬送され、横スリット反射系撮像ユニット19が静止状態で固定された場合について説明したが、被検査物体1が静止状態で固定され、横スリット反射系撮像ユニット19が静止状態で固定された被検査物体1に対して移動してスキャンするように構成しても良い。
In the above-described embodiment, the case where the object to be inspected 1 is transported by the object to be inspected such as the
また、前記実施形態では、横スリット反射系撮像ユニット19の撮像ライン7を、被検査物体1と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向に対して傾斜して配置した場合の一例について説明したが、縦スリット透過系撮像ユニット14や下面反射系撮像ユニット17の各撮像ライン20,21を被検査物体1と横スリット反射系撮像ユニット19との相対的な移動方向に対して傾斜して配置することも出来る。
Moreover, in the said embodiment, an example at the time of arrange | positioning the
本発明の活用例として、押出成形機により連続的に製造される板状またはシート状で鏡面性或いは透光性を有する透明、半透明、不透明のアクリル板、ポリカーボネイト板、或いはフロート法等により製造される液晶ガラス板等の被検査物体に存在する表面凹凸やバンク(被検査物体の材料供給過剰等により不規則に現れる凹凸状欠陥)、付着異物、傷等の欠陥を検出する装置に適用出来る。また静止状態で固定された被検査物体に対して照明手段と撮像手段からなる撮像ユニットを移動してスキャンすることで被検査物体に存在する欠陥を検出する装置にも適用出来る。 As an application example of the present invention, it is produced by a transparent or translucent, opaque acrylic plate, polycarbonate plate or float method having a specular or translucent plate shape or sheet shape continuously produced by an extrusion molding machine. Applicable to devices that detect defects such as surface irregularities, banks (irregular defects appearing irregularly due to excessive material supply of the object to be inspected), adhered foreign matter, scratches, etc. present on the inspected object such as liquid crystal glass plates . Further, the present invention can also be applied to an apparatus that detects a defect existing in an object to be inspected by moving and scanning an imaging unit including an illumination unit and an imaging unit with respect to the object to be inspected fixed in a stationary state.
1…被検査物体
2…横波欠陥
2a…横波欠陥画像
2b…横波欠陥の座標変換後画像
2c…横波欠陥ピーク波形
3…縦波欠陥
3a…縦波欠陥画像
3b…縦波欠陥の座標変換後画像
4…凹状欠陥
4a…凹状欠陥画像
4b…凹状欠陥の座標変換後画像
4c…凹状欠陥ピーク波形
5…投光器
6a…擬似欠陥画像
6b…擬似欠陥の座標変換後画像
6c…擬似欠陥ピーク波形
7…撮像ライン
8…押出成形機
9,10…駆動ローラ対
11…従動ローラ
12…投光器
13…受光器
13a…CCDカメラ
14…縦スリット透過系撮像ユニット
15…投光器
16…受光器
16a…CCDカメラ
17…下面反射系撮像ユニット
18…受光器
18a…CCDカメラ
19…横スリット反射系撮像ユニット
20,21…撮像ライン
22…A/D変換装置
23…画像メモリ
24…画像演算制御部
25…結果信号出力部
26…上位通信部
27…操作/表示パネル
28…外部機器制御部
29…縦波欠陥マスク
30…ノイズ画像
B…撮像画像
C…フィルター画像
D…Y方向微分画像
E…Y軸輝度値投影ヒストグラム
F…X方向微分画像
G…X軸輝度値投影ヒストグラム
H…マスク画像
I…2値化画像
J…凹状欠陥抽出画像
K…撮像画像
L…フィルター画像
M…Y方向微分画像
N…2値化画像
O…撮像画像
P…フィルター画像
Q…XY方向微分画像
R…2値化画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Object to be inspected 2 ... Transverse wave defect 2a ... Transverse
11 ... driven roller
12 ... Floodlight
13 ... Receiver
13a ... CCD camera
14… Vertical slit transmission system imaging unit
15 ... Floodlight
16 ... receiver
16a ... CCD camera
17… Lower reflection imaging unit
18 ... Receiver
18a ... CCD camera
19… Horizontal slit reflection imaging unit
20, 21 ... Imaging line
22 ... A / D converter
23 ... Image memory
24 ... Image calculation control unit
25. Result signal output section
26… High-level communication department
27 ... Operation / display panel
28… External device control unit
29 Longitudinal wave defect mask
30 ... Noise image B ... Captured image C ... Filter image D ... Y-direction differential image E ... Y-axis brightness value projection histogram F ... X-axis brightness value projection histogram G ... X-axis brightness value projection histogram H ... Mask image I ... Binary image J ... Concave defect extraction image K ... Captured image L ... Filter image M ... Y-direction differential image N ... Binary image O ... Captured image P ... Filter image Q ... XY-direction differential image R ... Binary image
Claims (5)
前記撮像手段により撮像された画像を解析して前記被検査物体の欠陥を検出する欠陥検出手段と、
を有し、
前記撮像ユニットにより形成される前記被検査物体の撮像ラインが、前記被検査物体と前記撮像ユニットとの相対的な移動方向に対して傾斜して配置されたことを特徴とする欠陥検出装置。 Illuminating means for illuminating a plate-like or sheet-like object to be inspected, and imaging means for receiving and imaging reflected light that is illuminated by the illuminating means and reflected by the inspected object or transmitted through the inspected object; An imaging unit having
A defect detection unit that analyzes an image captured by the imaging unit and detects a defect of the inspection object;
Have
A defect detection apparatus, wherein an imaging line of the inspection object formed by the imaging unit is arranged to be inclined with respect to a relative movement direction of the inspection object and the imaging unit.
The defect detection means converts the picked-up image picked up by the pick-up means to an inclination angle of an image pickup line of the inspection object formed by the imaging unit with respect to a relative movement direction of the inspection object and the imaging unit. 5. The defect detection apparatus according to claim 1, wherein a pseudo defect image generated by vibration or the like is removed by performing corresponding coordinate transformation.
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