JP2005331312A - Optical pinhole inspection device and its method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミックのグリーンシートやプリント配線板などの強い光を透過する厚みの薄いシートに生じる微小なピンホールの有無と個数を検出する光学式ピンホール検査装置およびその方法に関するものである。 The present invention relates to an optical pinhole inspection apparatus and method for detecting the presence and number of minute pinholes generated in a thin sheet that transmits strong light, such as a ceramic green sheet or a printed wiring board.
従来、光学式ピンホール検査装置で画像処理によりピンホールを検出する場合には、図6に示すようにCCD10にピンホールの像9aが結像する時に、ピンホールの像9aの面積サイズをCCD1セル10aの面積サイズより大きくしていた。一般的には、検出する最小ピンホールの像9aの面積が、CCDの4セル以上の大きさになるようにレンズを決定して画像を撮像し、画像処理を行ってピンホールを検出していた。
Conventionally, when a pinhole is detected by image processing using an optical pinhole inspection apparatus, when the pinhole image 9a is formed on the
その他に光学式ピンホール検査装置としては、図7に示すように二方向からそれぞれ光を照射する二つの光源装置3と、この光源装置3の光が照射される面にガラス窓6が設けられた暗箱5と、上記ガラス窓6の外側に密着した被検査シート9の光源装置3側に設けられた拡散板4と、暗箱5内に収容されたCCDカメラ1と、CCDカメラ1の先端に取り付けたレンズ2と、CCDカメラ1とガラス窓6との間に設置された四角柱ミラー7と、CCDカメラ1に連結された画像処理装置8とから構成されていた。光源装置3から照射された光は、拡散板4により拡散され、被検査シート9のピンホールを通過し、あるものは直接、あるものは四角柱ミラー7の四つのミラーに反射してCCDカメラ1に入射する。そして、このCCDカメラ1からの映像信号が画像処理装置8に入力され、シート厚みよりピンホール径が小さく方向性を持ったピンホールを自動検出していた。
In addition, as an optical pinhole inspection device, as shown in FIG. 7, two
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら、前記従来の構成では、画像スケールで一画素サイズより小さい大きさのピンホールを検出できないという課題を有していた。微小なピンホールを検出するためには、レンズの倍率を上げて一画素サイズをピンホールより小さくした拡大画像を撮像して検出していたが、一回の検査領域が小さくなるため、シート全面の広範囲を検出するためには検査領域をスキャンすることが必要となり、高額な装置費用が発生し、かつ、検査時間も長くかかっていた。また、特に、全体的に光を透過するほどに厚みの薄いシートのピンホールを検査する場合、ピンホールを通ってくる光とシートを通ってくる光の強さの差が少ないため、画像全体が明るくなり、ピンホールを検査できないという課題を有していた。 However, the conventional configuration has a problem that a pinhole having a size smaller than one pixel size cannot be detected on an image scale. In order to detect a minute pinhole, the magnification of the lens was increased and an enlarged image with one pixel size smaller than the pinhole was captured and detected. In order to detect a wide area, it is necessary to scan the inspection area, which causes an expensive apparatus cost and a long inspection time. In particular, when inspecting pinholes on sheets that are thin enough to transmit light as a whole, the difference in the intensity of light passing through the pinholes and light passing through the sheets is small, so the entire image Became brighter and had the problem that pinholes could not be inspected.
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、一画素サイズ以下のピンホールが検出できる。その結果、シート全面に対して安価にかつ高速に微細なピンホールを検出する光学式ピンホール検査装置を提供することを目的とするものである。 The present invention is intended to solve the above-described problem, and can detect a pinhole of one pixel size or less. As a result, an object of the present invention is to provide an optical pinhole inspection apparatus that detects fine pinholes on the entire surface of a sheet at low cost and at high speed.
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、特に、画像スケールで一画素の面積サイズを検出対象のピンホールの面積サイズより大きくしたCCDカメラと、CCDカメラに取り付けるレンズと、被検査シートに対しCCDカメラと反対側に配置した所定光量を発光する透過照明とを備えた構成により、被検査シートが遮光体の場合は、透過照明の光量を強力にすればするほどピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることができ、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光で一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
The invention according to
本発明の請求項2に記載の発明は、特に、被検査シートの撮像面側に外乱光を当てないための暗箱を設けた構成により、外乱光による被検査シートの撮像面側表面の反射光がなくなり、反射率の高い鏡面状態の被検査シートや明るい色を有した被検査シートに対しても安定してピンホール部の輝度だけを上げることができるため、画像処理により安定して一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。 According to the second aspect of the present invention, the reflected light on the imaging surface side surface of the sheet to be inspected due to disturbance light is provided by a configuration in which a dark box for preventing disturbance light from being applied to the imaging surface side of the inspection sheet is provided. Since only the brightness of the pinhole portion can be stably increased even for a mirror-inspected sheet with high reflectivity or a sheet to be inspected with a bright color, a single pixel can be stably processed by image processing. The effect that a pinhole smaller than the area size can be detected is obtained.
本発明の請求項3に記載の発明は、特に、レンズに絞り調整機能を設けた構成により、レンズの絞りを開放してCCDに入射する光を強化できるため、透過照明の光量を必要最低限に抑えた状態でピンホール部の輝度を上げることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
In the invention according to
本発明の請求項4に記載の発明は、特に、透過照明に均一な平行光を用いた構成により、強い拡散光を透過するほど厚みの薄い被検査シートまたは淡い色の被検査シートにおいて、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることができ、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光で、一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により、一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
In the invention according to
本発明の請求項5に記載の発明は、特に、透過照明の均一な平行光を、拡散光の面照明を被検査シートから一定距離以上離れた位置に設置することで形成した構成により、安価に均一な擬似平行光を実現して、強い拡散光を透過する厚みの薄い被検査シートまたは淡い色の被検査シートにおいて、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることができ、画像処理により、一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。
The invention according to
本発明の請求項6に記載の発明は、特に、透過照明の均一な平行光を、ブラインドの原理を活用した視野角調整フィルムを、ブラインドのルーバの向きが直行する形で2枚重ね合せた状態で被検査シートと拡散光の透過照明の間に挿入することで形成した構成により、安価にかつ小型で、また、均一な擬似平行光を実現して、強い拡散光を透過する厚みの薄い被検査シートまたは淡い色の被検査シートにおいて、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることができ、画像処理により、一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できるという作用効果が得られる。 In the invention according to claim 6 of the present invention, in particular, two pieces of uniform parallel light of transmitted illumination are overlapped with a viewing angle adjusting film utilizing the principle of the blind so that the direction of the blind louver is perpendicular. The structure formed by inserting between the sheet to be inspected and the diffused light transmission illumination in a state is inexpensive and small, and realizes uniform quasi-parallel light and is thin enough to transmit strong diffused light In the inspected sheet or inferior color inspected sheet, the brightness of the pinhole part can be significantly increased compared to the brightness around the pinhole part, and a pinhole smaller than the area size of one pixel can be detected by image processing. The effect is obtained.
本発明の請求項7に記載の発明は、特に、被検査シートに対しCCDカメラと反対側に配置した透過照明から所定光量を発光し、画像スケールで検出対象のピンホールの面積サイズより大きい一画素でピンホールからの通過光を受光してピンホールを検出するという構成により、被検査シートにおいて、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げ、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光で一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールが検出できるという作用効果が得られる。 According to the seventh aspect of the present invention, in particular, a predetermined amount of light is emitted from the transmitted illumination disposed on the opposite side of the CCD camera with respect to the inspection sheet, and is larger than the area size of the pinhole to be detected on the image scale. By detecting the pinhole by receiving the light passing through the pinhole at the pixel, the brightness of the pinhole part is significantly increased compared to the brightness around the pinhole part in the sheet to be inspected. It is possible to obtain an image in which one or more pixels are brightly reflected by light entering the lens through the pinhole, and an effect that a pinhole smaller than the area size of one pixel can be detected by image processing can be obtained.
本発明による光学式ピンホール検査装置および方法は、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることにより、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光でも一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールが検出できる。その結果、大判シートに対しても安価にかつ高速に微細なピンホールを検出できるという効果を有する。 The optical pinhole inspection apparatus and method according to the present invention can increase the brightness of a pinhole part as compared with the brightness around the pinhole part, so that even light entering a lens through a pinhole of one pixel size or less can be used. It is possible to obtain an image in which pixels or more are captured brightly, and it is possible to detect a pinhole smaller than the area size of one pixel by image processing. As a result, there is an effect that a fine pinhole can be detected at a low speed and at a high speed even for a large sheet.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1〜4および7に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first to fourth aspects of the present invention will be described with reference to the first embodiment.
図1は、本発明の実施の形態1における光学式ピンホール検査装置の一実施例を示す概略構成図、図2は同、光学式ピンホール検査装置の原理図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical pinhole inspection apparatus according to
なお、従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。 In addition, about the structural member demonstrated by the prior art, the same code | symbol is provided and detailed description is abbreviate | omitted.
図1、および図2において、この実施の形態1の光学式ピンホール検査装置は、CCD10を内蔵したCCDカメラ1と、CCDカメラ1に取り付ける絞り調整機能2bを内蔵したレンズ2と、被検査シート9に対しCCDカメラ1と反対側に配置した所定光量を発光する透過照明3と、被検査シート9の撮像面側に配した暗箱5とから構成されている。
透過照明3から照射された光3aは、被検査シート9のピンホール9bを通過し、ピンホール9bを通過した光3bがレンズ2を介してCCDカメラ1に入射し、CCD10に結像される。
1 and 2, the optical pinhole inspection apparatus according to the first embodiment includes a
The light 3a emitted from the transmitted
一般にCCDの動作は各セルが受け取った光を随時電荷に変換して蓄積し、一定時間毎に映像信号として各セルの蓄積電荷量を順次転送している。この時、CCD1セル10aが蓄積する電荷量Qは、CCD1セル10aが受け取った蓄積光量Lに比例し、前記蓄積光量Lは、CCD1セルの受光面積Sと単位面積当たりの光量Lsと蓄積時間Tに比例するため、下記の式1で表せる。
In general, in the operation of the CCD, light received by each cell is converted into electric charge and stored as needed, and the amount of electric charge stored in each cell is sequentially transferred as a video signal at regular intervals. At this time, the charge amount Q accumulated in the
Q=α×L
=α×β×S×Ls×T (式1)
このため、図2(a)に示すように、CCD10にピンホールの像9aが結像する際、所定光量を発光する透過照明3があれば、図2(b)に示すCCD1セル10aより大きいピンホール9bを通過したある強度の光3bにより、CCD1セル10aが一定時間Tに蓄積した電荷量(図2(d))と、図2(c)に示すCCD1セル10aより小さいピンホール9bを通過した強力な光3bによりCCD1セル10aが一定時間Tに蓄積した電荷量(図2(e))とを同等にできる。よって、一画素の面積サイズより小さいピンホール9bを通ってレンズに入る光で、一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホール9bを検出できる。
Q = α × L
= Α × β × S × Ls × T (Formula 1)
For this reason, as shown in FIG. 2A, when a pinhole image 9a is formed on the
また、図1に示すように、暗箱5を設置することで、被検査シート9の撮像面側表面に当たる外乱光による反射光3eをカットできるため、被検査シート9の撮像面側表面のピンホール9bだけの光をCCD10が蓄積でき、一画素の面積サイズより小さいピンホール9bを安定して検出できる。
Further, as shown in FIG. 1, by installing the
また、図1に示すように、レンズ2に内蔵した絞り調整機能2bを開放することで、ピンホール9bを通過した光3bの強さが同じでも、レンズの絞り調整機能2bを通過しCCDに当たる光3cを強くできるため、必要最低限の透過照明3の光3aでピンホール9bからの光をCCD10が蓄積でき、一画素の面積サイズより小さいピンホール9bを検出できる。
Further, as shown in FIG. 1, by opening the aperture adjustment function 2b built in the
また、図1において、透過照明3に均一な平行光を発光する照明を用いて、均一な平行光3aを、強い拡散光を透過するほど厚みと色が薄い被検査シート9に照射すると、被検査シート9内部での光の拡散が抑えられるために、ピンホール9bを通過する光3bを、ピンホール部周囲の被検査シート9内部で拡散して透過した光3dと比べて格段に強くすることができ、一画素サイズ以下のピンホール9bを通ってレンズ2に入る光で、CCD10の一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できる。
Further, in FIG. 1, when the inspected
(実施の形態2)
次に、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項5に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
Next, the second aspect of the present invention, particularly the invention described in
図3は、本発明の実施の形態2における光学式ピンホール検査装置の一実施例を示す概略構成図である。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of the optical pinhole inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
なお、図1で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。 In addition, the same code | symbol is provided about the structural member demonstrated in FIG. 1, and detailed description is abbreviate | omitted.
図3において、この実施の形態2の光学式ピンホール検査装置は、被検査シート9に対し、CCDカメラ1と反対側に配置した所定光量を発光する透過照明3を被検査シート9から一定距離以上離れた位置に設置することで、透過照明3の各発光点から被検査シート9の各点に照射する光の光軸角θが小さくなり、安価にかつ簡易に擬似的な平行光3aを作ることができる。この擬似平行光3aを用いて、強い拡散光を透過するほど厚みと色が薄い被検査シート9に対しても、一画素サイズ以下のピンホール9bを明るく写した画像を得ることができ、画像処理により、一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できる。
In FIG. 3, the optical pinhole inspection apparatus according to the second embodiment is configured such that the transmitted
(実施の形態3)
次に、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項6に記載の発明について説明する。
(Embodiment 3)
Next, the third aspect of the present invention will be described with reference to the sixth aspect of the present invention.
図4は、本発明の実施の形態3における光学式ピンホール検査装置の一実施例を示す概略構成図、図5は視野角調整フィルムの原理図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical pinhole inspection apparatus according to
なお、従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。 In addition, about the structural member demonstrated by the prior art, the same code | symbol is provided and detailed description is abbreviate | omitted.
図5(a)において、視野角調整フィルム11は、多数のルーバ12を同一方向に並べたブラインド構造となっており、図5(b)に示すように光の透過率が垂直方向で約75%、垂直方向から±30°以上でほぼ0%となり、可視角度が±30°以内に制限される。この視野角調整フィルム11を、ブラインドのルーバの向きが直行する形で2枚重ね合わせると縦方向にも横方向にも視野角が制限されることになる。
5A, the viewing
図4において、この実施の形態3の光学式ピンホール検査装置は、ブラインドの原理を活用した2枚の視野角調整フィルム11を、ブラインドのルーバの向きが直行する形で重ね合せた状態で、被検査シート9と拡散光の透過照明3の間に挿入することで、透過照明3の各発光点から被検査シート9の各点に照射する光の光軸角θが小さくなる。従って、被検査シート9と透過照明3を一定距離以上離す必要が無く、透過照明3を小型化できると共に、擬似的に均一な平行光3aを作ることができる。この擬似平行光3aを用いて、強い拡散光を透過するほど厚みと色が薄い被検査シート9に対しても、一画素サイズ以下のピンホール9bを明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できる。
In FIG. 4, the optical pinhole inspection apparatus according to the third embodiment has two viewing
本発明の光学式ピンホール検査装置は、ピンホール部の輝度をピンホール部周囲の輝度と比べて格段に上げることにより、一画素サイズ以下のピンホールを通ってレンズに入る光でも一画素以上を明るく写した画像を得ることができ、画像処理により一画素の面積サイズより小さいピンホールを検出できる。その結果、大判シートに対しても安価にかつ高速に微細なピンホールが検出できるという効果を有し、強い光を透過する厚みの薄いシートに生じる微小なピンホールの有無や個数を検出するピンホール検査などの用途に有用である。 The optical pinhole inspection apparatus according to the present invention increases the brightness of the pinhole part as compared with the brightness around the pinhole part, so that even if the light enters the lens through a pinhole of one pixel size or less, it is one pixel or more. Can be obtained, and a pinhole smaller than the area size of one pixel can be detected by image processing. As a result, it has the effect of being able to detect fine pinholes inexpensively and at high speed even for large sheets, and the pin that detects the presence or number of minute pinholes that occur in thin sheets that transmit strong light Useful for applications such as hall inspection.
1 CCDカメラ
2 レンズ
2b 絞り調整機能
3 光源装置または透過照明
3a 透過照明の光
3b ピンホールを通過する光
3c CCDに当たる光
3d シート内部で拡散してシートを透過する光
3e 被検査シート表面の反射光
4 拡散板
5 暗箱
6 ガラス窓
7 四角柱ミラー
8 画像処理装置
9 被検査シート
9a ピンホールの像
9b ピンホール
10 CCD
10a CCD1セル
11 視野角調整フィルム
12 視野角調整フィルムの中のルーバ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004148668A JP2005331312A (en) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | Optical pinhole inspection device and its method |
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Cited By (1)
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CN112433398A (en) * | 2020-11-12 | 2021-03-02 | 深圳创维-Rgb电子有限公司 | Liquid crystal panel laminating process method and display device |
-
2004
- 2004-05-19 JP JP2004148668A patent/JP2005331312A/en active Pending
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