JP2011085468A - Defect inspection method for sheet-like material - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct accurate in-line shading, even if an inspection object is defective, immediately after the impregnation of resin and the surface condition changes over time, by eliminating the influence. <P>SOLUTION: The inspection method for moving sheet-like continuous body includes a first step of obtaining a plurality of lines of pixel data which are arranged in the width direction with fixed gaps in the longitudinal direction; a second step of extracting a minimum value from each of the pixel data lines in the longitudinal direction, by comparing the luminance value of the pixels in the data line for the plurality of data lines arranged in the width direction; a third step of performing smoothing treatment on each of the data lines in the width direction; a fourth step of preparing an image for shading correction, by arranging the smoothed data line in the longitudinal direction; and a fifth step of preparing the shading corrected image, by subtracting the image for shading correction from an inspection image cut out after an image P is cut out in the first step. The shading corrected images are sequentially obtained from the images cut out by the first to the fifth steps. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、地合ムラを有する移動しているシート状物の連続体のシェーディング補正技術と欠陥検査方法に関する。   The present invention relates to a shading correction technique and a defect inspection method for a continuous body of moving sheet-like material having unevenness of formation.

鋼板、フィルム、CFRP等のシート状物体の製造工程において発生する疵、異物、毛羽、樹脂の転写不良、等の製品の品質を損なうような欠点については、精度よく検出し、流出を防止する必要がある。また製造段階でこれらの欠点を早期に発見し、原因を究明し、製造条件等を変更することで、後続の製品についての歩留まりの向上が図られる。すなわち、インラインで精度良く、シート状物の欠点を検出することは非常に重要となる。   It is necessary to accurately detect defects that impair the quality of products such as wrinkles, foreign matter, fluff, and resin transfer defects that occur in the manufacturing process of sheet-like objects such as steel sheets, films, and CFRP, and prevent outflow. There is. Further, by finding these defects early in the manufacturing stage, investigating the cause, and changing the manufacturing conditions and the like, the yield of subsequent products can be improved. That is, it is very important to detect the defects of the sheet-like material in-line with high accuracy.

撮像素子を用いた画像検査装置では、照明光の照度ムラや撮像系のバラツキ等により、検査画像に輝度ムラが生じる。この輝度ムラのことをシェーディングと言い、画像全体が一様な明るさとなるようにシェーディングを補正することをシェーディング補正と言う。しかし、検査対象物表面が地合ムラを有する場合、この地合ムラにより欠点のない正常部の輝度値も経時的に変化するため、シェーディング補正が困難になると同時に、微小な欠点、コントラスト差の小さな欠点の検出も困難になる。なお、不連続かつ不定期に発生する表面の輝度のムラのことを意味する。   In an image inspection apparatus using an image sensor, luminance unevenness occurs in an inspection image due to unevenness in illumination light illumination, variation in image pickup system, and the like. This uneven brightness is called shading, and correcting shading so that the entire image has uniform brightness is called shading correction. However, if the surface of the object to be inspected has unevenness of formation, the brightness value of the normal part having no defect also changes over time due to the unevenness of formation, so that shading correction becomes difficult, and at the same time, minute defects and contrast differences It is also difficult to detect small defects. In addition, it means the uneven brightness of the surface that occurs discontinuously and irregularly.

特許文献1には、プリプレグの毛羽、割れ、異物欠点を正確に検出する方法が記載されている。しかしながら、特許文献1に記載の検査方法では、プリプレグに光を照射し、その散乱反射光と予め設定したスレッシュレベルとの比較を行うのみであるため、照明の照度ムラや地合ムラによるシェーディングの影響を受けるため、精度の良い検出はできない。   Patent Document 1 describes a method for accurately detecting fuzz, cracks, and foreign matter defects in a prepreg. However, in the inspection method described in Patent Document 1, since the prepreg is irradiated with light and only the scattered reflected light is compared with a preset threshold level, shading caused by uneven illumination or uneven formation of illumination is performed. Because it is affected, accurate detection is not possible.

特許文献2には、検査前に基準サンプルの輝度分布を予め取得し、シェーディング補正データを生成するときに、基準サンプルの汚れや基準サンプルへのゴミの付着が輝度分布に影響を与えないために、取得位置を移動して複数の輝度分布を取得し、比較演算することで精度の良いシェーディング補正を行う方法が記載されている。しかしながら、特許文献2に記載の方法では、基準サンプルを用いることが前提であるため、インラインの状態と製造後時間が経過したサンプルとで表面状態が異なる場合には適用することができない。加えて、地合ムラを有し、インラインにおける被検体の輝度分布が経時的に変動する場合には適用することができない。   In Patent Document 2, when the luminance distribution of a reference sample is acquired in advance before inspection and shading correction data is generated, dirt on the reference sample and adhesion of dust to the reference sample do not affect the luminance distribution. Describes a method of performing shading correction with high accuracy by moving an acquisition position to acquire a plurality of luminance distributions and performing a comparison operation. However, since the method described in Patent Document 2 is based on the premise that a reference sample is used, it cannot be applied when the surface state is different between an in-line state and a sample whose time has elapsed after manufacture. In addition, this method cannot be applied when there is uneven formation and the luminance distribution of the subject in-line varies with time.

特許文献3には、鋼板やスラブ等の材料の表面画像が汚れ等で乱れていた場合に、画像の汚れ等による乱れ部分を材料の地合に相当する輝度に置きかえるために、汚れ等を覆うに足る長方形領域を決定し、材料表面の地合が明るい場合は当該長方形領域から最大輝度値を抽出し、また材料表面の地合が暗い場合は当該長方形領域から最小輝度値を抽出し、これを当該長方形領域の代表画素とすることで、画像の汚れ等による輝度を補正する方法が記載されている。しかしながら、特許文献3の方法は、画像の汚れ等の輝度値を材料の地合の輝度値に置換する方法であるため、地合ムラの影響を除去することはできない。   In Patent Document 3, when a surface image of a material such as a steel plate or a slab is disturbed by dirt or the like, the dirt or the like is covered in order to replace the disturbed portion due to the dirt or the like of the image with a luminance corresponding to the texture of the material. If the surface of the material surface is bright, the maximum luminance value is extracted from the rectangular region.If the surface of the material surface is dark, the minimum luminance value is extracted from the rectangular region. Describes a method of correcting the luminance due to the contamination of the image or the like by using as a representative pixel of the rectangular area. However, since the method of Patent Document 3 is a method of replacing brightness values such as image stains with the brightness values of the formation of the material, the influence of formation unevenness cannot be removed.

特開平9−225939号公報JP-A-9-225939 特開2006−270334号公報JP 2006-270334 A 特開2002−214148号公報JP 2002-214148 A

本発明は、検査対象となるシート状物が地合ムラを有する場合でも、その影響を低減し、インラインで精度良くシェーディング補正することができる欠陥検査方法を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a defect inspection method capable of reducing the influence and accurately correcting shading in-line even when a sheet-like object to be inspected has uneven formation.

本発明の地合ムラを有するシート状物の連続体の欠陥検査方法は、移動しているシート状の連続体の表面にライン状照明によって光を照射し、該シート状の連続体の表面の幅手方向に設置したラインセンサにより、該連続体の幅手方向の画素データで構成される連続した画像を経時的に取得して記憶手段に記憶し、該記憶手段に記憶した連続した画像を加工して欠陥を検出及び識別する検査方法であって、
記憶手段に記憶した連続した画像を読み出し、該連続した画像を長手方向に特定長で切り出し、切り出した画像P(n−1)から、長手方向に一定の間隔をあけて、又は連続して、幅手方向に並んだ画素データの列を複数取得する第1のステップと、
第1のステップで取得した複数の幅手方向に並んだデータ列について、同幅手方向で構成される長手方向の画素データ列での画素の輝度値を比較し、各長手方向の画素データ列の最小値を抽出する第2のステップと、
第2のステップで抽出した、各列の最小値で構成された幅手方向のデータ列に平滑化処理を行う第3のステップと、
第3のステップで平滑化されたデータ列を、長手方向に並べることで、シェーディング補正用画像Q(n−1)を作成する第4のステップと、
第1のステップで切り出した画像P(n−1)の次に切り出した検査画像P(n)を第4のステップで作成したシェーディング補正用画像Q(n−1)で差分することにより、検査画像P(n)のシェーディング補正画像Z(n)を作成する第5のステップとを有することを特徴とする、
移動しているシート状の連続体の検査方法である。
In the defect inspection method for a continuous body of sheet-like material having unevenness of formation of the present invention, the surface of the moving sheet-like continuous body is irradiated with light by line illumination, and the surface of the sheet-like continuous body is With a line sensor installed in the width direction, a continuous image composed of pixel data in the width direction of the continuum is acquired over time and stored in the storage means, and the continuous image stored in the storage means is stored. An inspection method for processing and detecting and identifying defects,
Read out the continuous images stored in the storage means, cut out the continuous images at a specific length in the longitudinal direction, from the cut out image P (n-1) at a certain interval in the longitudinal direction, or continuously, A first step of acquiring a plurality of columns of pixel data arranged in the width direction;
For the data rows arranged in the width direction obtained in the first step, the luminance values of the pixels in the longitudinal pixel data row configured in the width direction are compared, and the pixel data rows in each longitudinal direction are compared. A second step of extracting a minimum value of
A third step of performing a smoothing process on the data string in the width direction configured by the minimum value of each column extracted in the second step;
A fourth step of creating a shading correction image Q (n−1) by arranging the data sequence smoothed in the third step in the longitudinal direction;
The inspection image P (n) cut out after the image P (n−1) cut out in the first step is subtracted by the shading correction image Q (n−1) created in the fourth step, thereby A fifth step of creating a shading corrected image Z (n) of the image P (n),
This is an inspection method for a moving sheet-like continuum.

本発明の地合ムラを有するシート状物のシェーディング補正技術と欠陥検査方法における請求項1において、第5のステップで作成したシェーディング補正画像Z(n)に、欠陥を検出するために閾値処理を行い、欠陥候補の特徴量と、予め設定した良否判定の基準値とを比較することで欠陥を特定し、また、予め設定した良否判定の基準値とは、欠陥のサイズや形状であることを特徴とする。   In the shading correction technique and defect inspection method for a sheet-like material having unevenness of the present invention, threshold processing is performed to detect a defect in the shading correction image Z (n) created in the fifth step. The defect is identified by comparing the feature amount of the defect candidate with a preset reference value for pass / fail judgment, and the preset reference value for pass / fail judgment is the size and shape of the defect. Features.

本発明の地合ムラを有するシート状物の欠陥検査方法において切り出したn番目の画像P(n)に対して順次、第1のステップから第5のステップを繰り返すことで、シェーディング補正用画像Q(n−1)を更新し、検査画像P(n)毎にシェーディング補正画像Z(n)を作成し、こうして得たシェーディング補正画像Z(n)に対して、各欠陥の特徴量との比較処理を検査画像毎に行うことを特徴とする。   The shading correction image Q is obtained by sequentially repeating the first step to the fifth step on the nth image P (n) cut out in the defect inspection method for a sheet-like object having formation unevenness according to the present invention. (N-1) is updated, a shading correction image Z (n) is created for each inspection image P (n), and the obtained shading correction image Z (n) is compared with the feature amount of each defect. The processing is performed for each inspection image.

本発明の地合ムラを有するシート状物のシェーディング補正技術と欠陥検査方法における請求項1において、シート状の連続体とは、強化繊維に樹脂を含浸させた樹脂含浸シートであり、表面の凹凸や樹脂を含浸した直後の含浸度合いの不安定さ、使用する樹脂の成分、等により、地合ムラが存在することを特徴とする。   In the shading correction technique and defect inspection method for a sheet-like material having uneven formation according to the present invention, the sheet-like continuum is a resin-impregnated sheet obtained by impregnating a reinforced fiber with a resin, and has uneven surfaces. Or unevenness of the impregnation degree immediately after impregnation with the resin, components of the resin used, etc., and uneven formation exists.

本発明の地合ムラを有するシート状物のシェーディング補正技術と欠陥検査方法における請求項1において、ライン状照明は、シート状の連続体の表面に対する入射角度がシート状の連続体の表面の法線方向を基準とした場合、法線方向から5〜15度となるように設けられ、ラインセンサは法線方向に設置されており、また、請求項8及び9に記載の光学系で請求項1及び2のシート状の連続体の表面を撮像した画像は、地合ムラの影響の少ない下地の輝度と比較して、地合ムラは明側に、欠陥は暗側または地合ムラよりも明側であることを特徴とする。   In the shading correction technique and defect inspection method for a sheet-like material having unevenness of formation according to the present invention, the line-shaped illumination is a method of the surface of the sheet-like continuum having an incident angle with respect to the surface of the sheet-like continuum. When it is based on the line direction, it is provided so as to be 5 to 15 degrees from the normal direction, the line sensor is installed in the normal direction, and the optical system according to claim 8 or 9 is used. The image of the surface of the sheet-like continuum of 1 and 2 shows that the unevenness of the ground is on the bright side and the defect is darker than the darkness or the unevenness of the ground, compared to the brightness of the ground, which is less affected by the unevenness of the ground. It is the bright side.

検査対象物が樹脂の含浸直後による含浸度合いの不安定さや、表面状態の凹凸、使用する樹脂の特徴等に起因する地合ムラを有し、その大きさや形状等の表面状態が経時的に変化する場合においても、その影響を低減あるいは除去し、インラインで精度良くシェーディング補正し、欠陥を検出することが可能になる。   The object to be inspected has instability in the degree of impregnation immediately after impregnation of the resin, unevenness in the surface condition, unevenness of the surface due to the characteristics of the resin used, etc., and the surface condition such as size and shape changes over time Even in this case, it is possible to reduce or eliminate the influence, to accurately perform shading correction in-line, and to detect defects.

(a)本発明の欠陥検出方法の第1のステップにおいて、ラインセンサで取得し、記憶手段に記憶された幅手方向に並んだ画素列の概念図である。(b)本発明の第1のステップにおいて、図1(a)の画素列が記憶手段に順次記憶され、長手方向の長さが特定長に達した画像の概念図である。(c−1)本発明の第1のステップにおいて、図1(b)の画像から長手方向に一定の間隔をあけて幅手方向に並んだ画素列を取得することを示した概念図である。(c−2) 本発明の第1のステップにおいて、図1(b)の画像から長手方向に連続して幅手方向に並んだ画素列を取得することを示した概念図である。(A) In the 1st step of the defect detection method of this invention, it is a conceptual diagram of the pixel row | line | column arranged in the width direction acquired with the line sensor and memorize | stored in the memory | storage means. (B) In the first step of the present invention, FIG. 1 (a) is a conceptual diagram of an image in which the pixel columns of FIG. 1 (a) are sequentially stored in the storage means and the length in the longitudinal direction has reached a specific length. (C-1) It is the conceptual diagram which showed acquiring the pixel row | line | column arranged in the width direction at fixed intervals in the longitudinal direction from the image of FIG.1 (b) in the 1st step of this invention. . (C-2) It is the conceptual diagram which showed acquiring the pixel row | line | column arranged in the width direction continuously from the image of FIG.1 (b) in the 1st step of this invention. 本発明の第2のステップにおいて、図1(c−1)または図1(c−2)で得た画像から、長手方向に連続して、幅手方向に並んだ画素列を取得することを示した概念図である。In the second step of the present invention, acquiring pixel rows arranged in the width direction continuously in the longitudinal direction from the image obtained in FIG. 1 (c-1) or FIG. 1 (c-2). It is the conceptual diagram shown. 本発明の第3のステップにおいて、図2で得た画像から、最小値を抽出し平滑化した画素列を作成することを示した概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram showing that a pixel row in which a minimum value is extracted and smoothed from the image obtained in FIG. 2 is created in the third step of the present invention. 本発明の第4のステップにおいて、図3で得た画像を長手方向に並べることを示した概念図である。It is the conceptual diagram which showed arranging the image obtained in FIG. 3 in the longitudinal direction in the 4th step of this invention.

本発明の移動しているシート状連続体の欠陥の検査方法は、ある幅を有する連続体を長手方向に移動させる工程を含むプロセス中において前記連続体の欠陥を移動中に検査するために用いられるものである。ここでいうシート状とは、ある幅を有してさえいれば、幅方向に連続していることは要さず、たとえば、線状の連続体であっても長手方向に併行して引き揃えられ全体として面を形成していれば足りる。なお、面を形成するとは、線状(またはテープ状)のものが長手方向に併行して引き揃えられている場合に代表される幅方向に隙間を有するような場合、形成すべき面の領域に対して隙間が、20%以下である場合をいう。
本発明の検査方法が適応できる連続体の幅は、データの処理という観点からは特に限定されるものではない。すなわち、検査対象である連続体の幅が広いものである場合、幅に合わせてラインセンサを追加すれば対応できるからである。なお、本発明の本質とは外れるが、シートの扱いの観点から、0.3m〜3m以下の幅であることが、シートが安定して走行するため、データ取得時の外乱が減るため好ましい。
The method for inspecting a defect of a moving sheet-like continuum according to the present invention is used for inspecting a defect of the continuum during movement in a process including a step of moving a continuum having a certain width in a longitudinal direction. It is what The sheet shape here does not need to be continuous in the width direction as long as it has a certain width. For example, even in the case of a linear continuous body, it is aligned and aligned in the longitudinal direction. It is sufficient if the surface is formed as a whole. Forming a surface means a region of a surface to be formed when a linear (or tape-shaped) object has a gap in the width direction represented by being aligned in the longitudinal direction. The gap is 20% or less.
The width of the continuum to which the inspection method of the present invention can be applied is not particularly limited from the viewpoint of data processing. That is, when the width of the continuous body to be inspected is wide, it can be dealt with by adding a line sensor according to the width. Although not the essence of the present invention, from the viewpoint of handling the sheet, a width of 0.3 m to 3 m or less is preferable because the sheet travels stably and the disturbance during data acquisition is reduced.

本発明の検査方法を好ましく適応することができるシート状連続体としては、たとえば、鋼板、フィルム、プリプレグのような樹脂含浸シート、等を上げることができるが、地合ムラが顕著に生じるという理由により、以下に示すプリプレグに適用した場合に効果的である。
プリプレグとは炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の補強用繊維の編物、織物、または一方向に並べた繊維群を予めマトリックス樹脂を塗布した離型フィルムにより挟み込んで加圧し、マトリックス樹脂を繊維群上に転写、含浸させたシート状の中間基材である。プリプレグの特徴として、繊維の粗密に基づく厚みムラがある。これは、プリプレグ作製時に引き揃え得られた繊維の拡がりのムラに起因して樹脂含浸時の圧力が幅方向に不均一となり、これが圧力が開放されて緩和するに伴い凸凹が生じるものである。また、樹脂含浸工程の直後では、このような緩和が起こることから、樹脂の地合ムラが経時的に変化するものと思われる。このようにしてプリプレグの表面には、地合ムラが生じ、また地合ムラの大きさや形状は含浸時の圧力が開放されて以降経時的に変化するものである。このような理由により樹脂含浸直後のシート表面の状態は不安定であり、たとえ正常部であってもその輝度値は、経時的に変化するものである。このような理由により、従来の方法ではシェーディング補正して欠陥検出を行うことが非常に困難であり、かかる、困難を克服することを鋭意検討して、本発明に至ったものである。
As a sheet-like continuous body to which the inspection method of the present invention can be preferably applied, for example, a resin-impregnated sheet such as a steel plate, a film, and a prepreg can be raised. Therefore, it is effective when applied to the prepreg shown below.
A prepreg is a knitted fabric of reinforcing fibers such as carbon fiber, glass fiber, or aramid fiber, woven fabric, or a group of fibers arranged in one direction, which is sandwiched by a release film previously coated with a matrix resin, and pressed to form a matrix resin. It is a sheet-like intermediate substrate that is transferred and impregnated thereon. As a feature of the prepreg, there is thickness unevenness based on the density of the fibers. This is because the pressure during resin impregnation becomes non-uniform in the width direction due to unevenness of fiber spreading obtained during prepreg preparation, and unevenness is generated as the pressure is released and relaxed. Moreover, since such relaxation occurs immediately after the resin impregnation step, it is considered that the uneven formation of the resin changes with time. Thus, formation unevenness occurs on the surface of the prepreg, and the size and shape of the formation unevenness changes with time after the pressure during impregnation is released. For this reason, the state of the sheet surface immediately after the resin impregnation is unstable, and the luminance value changes with time even in the normal part. For these reasons, it is very difficult to detect defects by correcting shading with the conventional method, and the present invention has been accomplished by earnestly studying to overcome such difficulties.

かかる本発明の検査方法において使用するライン状照明とは、発光部が一次元方向に直線的に延びた形状を有するものをいう。かかるライン状照明は、具体的には直管型蛍光灯や、複数の光ファイバを線状に配置してハロゲンやLEDなどの光源からの光をライトガイドで導くもの、ライン状照明の全面にシリンドリカルレンズを設けることにより照明を行うもの等が挙げられるが、光量の可変が容易でかつ、コストや保守性の観点からLEDライン照明が好ましい。かかるライン状照明装置の発光部の長さは、移動しているシート状の連続体の全幅を照明できれば特に限定されるものではないが、連続体幅に対して、片側50〜150mm外側までカバーすることが好ましい。例えば連続体幅が1000mmであれば、ライン状照明の発光部の長さは1200mmとし、100mmずつ外側まで照明するようにすればよい。   The line illumination used in the inspection method of the present invention means that the light emitting part has a shape extending linearly in a one-dimensional direction. Specifically, such line-shaped illumination is a straight-tube fluorescent lamp, or a plurality of optical fibers arranged in a line to guide light from a light source such as a halogen or LED with a light guide, or on the entire surface of the line-shaped illumination. Examples of the illumination include providing a cylindrical lens. The light amount can be easily changed, and LED line illumination is preferable from the viewpoint of cost and maintainability. The length of the light emitting part of the line-shaped illumination device is not particularly limited as long as it can illuminate the entire width of the moving sheet-like continuum, but covers the outer side of the continuum from 50 to 150 mm on one side. It is preferable to do. For example, if the width of the continuum is 1000 mm, the length of the light-emitting portion of the line illumination may be 1200 mm, and illumination may be performed to the outside by 100 mm.

かかる本発明の検査方法においては、前記シート状連続体の幅手方向に設置したラインセンサにより、データを取得する。ここでいう幅手方向とは、連続体の長手方向と交差する方向であればよく、必ずしも直行する必要はないが、位置情報を特定する観点からは、連続体の長手方向に対し、80〜100°の角度で交差することが好ましい。   In such an inspection method of the present invention, data is acquired by a line sensor installed in the width direction of the sheet-like continuous body. The width direction here may be a direction that intersects with the longitudinal direction of the continuum, and does not necessarily need to be orthogonal, but from the viewpoint of specifying position information, It is preferable to intersect at an angle of 100 °.

本発明に適用するラインセンサとは、1ラインの明暗または輝度に関するデータを得るものであり、光を受光するフォトダイオード等の受光素子(画素)がライン状に、直線的に配置され、受光した光を電気信号に変換しデータを出力するものをいい、具体的にはCCDラインセンサ、CMOSラインセンサ、X線ラインセンサ等があるが、本発明では可視光域に受光感度をもち、微小な欠点を検出するためにもノイズが少ないことが好ましく、かかる観点からCCDラインセンサが好ましい。   The line sensor applied to the present invention obtains data related to the brightness or brightness of one line, or light receiving elements (pixels) such as photodiodes that receive light are linearly arranged in a line and received light. This refers to a device that converts light into an electrical signal and outputs data. Specifically, there are a CCD line sensor, a CMOS line sensor, an X-ray line sensor, and the like. In order to detect a defect, it is preferable that there is little noise, and a CCD line sensor is preferable from this viewpoint.

ラインセンサにより取得するデータの解像度は、検出すべき欠陥の大きさに対し、1/3〜1/5となる範囲の解像度であることが好ましい。幅手方向については、画素サイズが前記解像度となる範囲、縦方向については、検査対象の移動速度とデータ取得速度の関係で、検出すべき欠陥の大きさに対し、1/3〜1/5/画素の解像度となるようにデータ取得速度を決定することが好ましい。たとえば0.3mm以上の欠陥を検出する場合、60μm〜100μm/画素のラインセンサを選択する。   The resolution of the data acquired by the line sensor is preferably in the range of 1/3 to 1/5 with respect to the size of the defect to be detected. In the width direction, the range in which the pixel size is the resolution, and in the vertical direction, 1/3 to 1/5 of the size of the defect to be detected due to the relationship between the movement speed of the inspection object and the data acquisition speed. It is preferable to determine the data acquisition speed so as to achieve a pixel resolution. For example, when detecting a defect of 0.3 mm or more, a line sensor of 60 μm to 100 μm / pixel is selected.

本発明において、前記幅手方向と平行に並んだ受光素子により取得した画素データを、(幅手方向の)画素データと定義し、かかる画素データを経時的に取得し2次元のデータとしたものを画像と定義する。   In the present invention, pixel data acquired by the light receiving elements arranged in parallel with the width direction is defined as pixel data (in the width direction), and the pixel data is acquired over time to be two-dimensional data. Is defined as an image.

本発明において、欠陥とは、製造過程においてシート状の連続体表面のキズや付着した異物をいう。前述のプリプレグ材料については、樹脂の転写不良や強化繊維の毛羽・毛玉、樹脂の転写不良部分が長手方向にスジ状に繋がって発生するスジ、プリプレグ表面に発生するシワ等が欠陥としてあげられる。かかるプリプレグに本発明の方法を適用する場合には、光学系としては、シート表面に対して法線方向にセンサを、法線方向から5度〜15度傾けた位置にライン状照明を配置することがこのましい。かかる配置とすることで、樹脂の地合ムラのない正常な下地部分と比較して、地合ムラを明側に、欠点を暗側または地合ムラよりも明側にした画像を得られるためである。   In the present invention, the defect refers to a flaw on the surface of the sheet-like continuous body or a foreign matter attached thereto during the manufacturing process. As for the prepreg material, defects such as resin transfer failure, fuzz and pills of reinforcing fibers, resin transfer failure portions connected in a streak shape in the longitudinal direction, wrinkles generated on the prepreg surface, and the like are listed as defects. . When the method of the present invention is applied to such a prepreg, as an optical system, a sensor is arranged in the normal direction with respect to the sheet surface, and line-shaped illumination is arranged at a position inclined by 5 to 15 degrees from the normal direction. This is true. By adopting such an arrangement, it is possible to obtain an image in which the formation unevenness is on the bright side and the defects are on the dark side or on the brighter side than the formation unevenness, compared with a normal base portion without uneven formation of the resin. It is.

本発明の検査方法における第1のステップは、ラインセンサで取得した連続した画像を特定長で切り出し、切り出した画像P(n−1)から、長手方向に一定の間隔をあけて、又は連続して、幅手方向の各位置における画素データの長手方向のデータの列を複数取得するステップである。このとき、特定長としては、適宜設定することができ、通常500〜2000画素の範囲とすることが好ましい。ここで、切り出した画像P(n)とは、n番目に切り出した画像を表すものとし、P(n−1)とはn番目に切り出した画像の1枚前の画像を表すものとする。そうすると、nやn−1は、自然数で定義されるべきものであるが、プリプレグ等実際の製造現場においては、ラインが安定したところから製品としての生産がスタートするので、製品としてのスタートする直前のデータが存在する、従って、nが1となる1つ前(すなわちラインが安定した後製品としてスタートする1回手前)のデータを、P(0)として扱うものとする。   In the first step of the inspection method of the present invention, a continuous image acquired by the line sensor is cut out at a specific length, and the cut-out image P (n−1) is continuously spaced at a certain interval in the longitudinal direction or continuously. This is a step of acquiring a plurality of longitudinal data rows of pixel data at each position in the width direction. At this time, the specific length can be set as appropriate, and is usually preferably in the range of 500 to 2000 pixels. Here, the cut-out image P (n) represents the n-th cut-out image, and P (n−1) represents the image immediately before the n-th cut-out image. Then, n and n-1 should be defined as natural numbers, but in actual manufacturing sites such as prepregs, production as a product starts from a stable line, so just before starting as a product. Therefore, the data immediately before n becomes 1 (that is, immediately before the product starts after the line is stabilized) is treated as P (0).

ここで連続した画像を特定長で切り出すとは、記憶手段に幅手方向の画素データを長手方向に経時的に順次蓄積して2次元のデータとし、該2次元のデータが長手方向に特定長蓄積した時点で、蓄積した2次元の画素データ郡、つまり画像として読み出すことであり、その切り出す画像の長手方向の長さは、検査中を通じて常に一定であれば特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。検査精度をより向上させる観点からは、1枚の画像に地合ムラの激しい部分と激しくない部分が両方撮像されていることが好ましく、かかる観点からは、前記の切り出す時の長手方向に一定の間隔をあける場合は、間隔が長くかつより多くのデータ列を取得する、また、長手方向に連続して取得する場合は、より多くのデータ列を連続して取得することが好ましいといえるが、より多くのデータ列を取得すると処理量が多くなるため、これらのバランスを考慮すると、取得するデータ列は10〜20列であることが好ましい。   Here, cutting out continuous images with a specific length means that pixel data in the width direction is sequentially accumulated in the longitudinal direction in the storage means to form two-dimensional data, and the two-dimensional data has a specific length in the longitudinal direction. At the time of accumulation, the accumulated two-dimensional pixel data group is read out as an image, and the length in the longitudinal direction of the image to be cut out is not particularly limited as long as it is always constant throughout the examination. Can be set. From the viewpoint of further improving the inspection accuracy, it is preferable that both a portion where the unevenness of formation is intense and a portion where it is not intense are imaged in one image. From this viewpoint, it is constant in the longitudinal direction at the time of cutting. If the interval is increased, the interval is longer and more data strings are acquired.If the interval is continuously acquired, it is preferable to acquire more data sequences continuously. If more data strings are acquired, the processing amount increases. Therefore, considering these balances, it is preferable that the acquired data strings are 10 to 20 columns.

ここで、長手方向に一定の間隔を空けるとは、切り出した画像が長手方向に300ラインの画素列で構成されていた場合、たとえば50ライン目、150ライン目、250ライン目、というように一定の間隔(ここでは100ライン)を空けて取り出すというものであり、また長手方向に連続して取得するとは、たとえば100ライン目〜110目までを取得する、というものである。   Here, a certain interval in the longitudinal direction means that if the cut-out image is composed of 300 pixel lines in the longitudinal direction, for example, the 50th, 150th, and 250th lines are constant. The intervals (here, 100 lines) are taken out, and acquiring continuously in the longitudinal direction means acquiring, for example, the 100th to 110th lines.

本発明検査方法における第2のステップでは、第1のステップで取得した幅手方向に並んだ長手方向のデータの列について、列内での画素データ(本明細書において画素のデータを輝度値と記載することもある)を比較し、各画素データの列の最小値を抽出する。地合ムラが顕著に生じている部分の輝度値は地合ムラの影響がほとんどない部分の輝度値と比較して高くなるため、各列の最小値を抽出することで、列毎の地合ムラが最も少ない部分の輝度値についての情報が得られる。   In the second step in the inspection method of the present invention, the pixel data in the column (in this specification, the pixel data is used as the luminance value) for the column of longitudinal data arranged in the width direction obtained in the first step. The minimum value of each column of pixel data is extracted. Since the brightness value of the part where the unevenness of the formation is noticeable is higher than the brightness value of the part where the influence of the unevenness of formation is hardly affected, by extracting the minimum value of each column, the Information about the luminance value of the portion with the least unevenness is obtained.

続く第3のステップではかかる各列の最小値で構成された幅手方向のデータ列に平滑化処理を行う。平滑化処理とは、移動平均フィルタやガウシアンフィルタ等により、注目画素とその周辺の輝度値を用いて、画像を滑らかにする処理である。第2のステップで列内の輝度値が全て地合ムラが顕著な部分の輝度値であった場合、抽出した最小値も地合ムラの激しい部分の輝度値となるため、かかる処理を施すことにより、より地合ムラの影響を少なくする輝度分布を得ることができる。   In the subsequent third step, smoothing processing is performed on the data string in the lateral direction formed by the minimum value of each column. The smoothing process is a process of smoothing an image by using a moving average filter, a Gaussian filter, or the like, using a pixel of interest and its surrounding luminance values. If the brightness values in the column in the second step are all brightness values where the unevenness of formation is significant, the extracted minimum value is also the brightness value of the portion where the unevenness of formation is intense, so this processing is performed. Thus, it is possible to obtain a luminance distribution that reduces the influence of uneven formation.

これに続いて第4のステップにおいてこれを長手方向に前記した特定長分並べることによりシェーディング補正用画像Q(n−1)を作成する。ここでいうシェーディング補正用画像とは、次に切り出された画像をシェーディング補正するため画像であり、シェーディング補正用画像Q(n−1)とは、切り出した画像P(n−1)にから得られるシェーディング補正用画像を表すものとする。従って、Q(0)は、先述のP(0)と同様、製品としてのスタートする直前のデータ(すなわちラインが安定した後製品としてスタートする1回手前)のデータを、Q(0)として扱うものとする。   Subsequently to this, in a fourth step, a shading correction image Q (n-1) is created by arranging this in the longitudinal direction for the specific length described above. The shading correction image here is an image for shading correction of the next cut out image, and the shading correction image Q (n−1) is obtained from the cut out image P (n−1). It is assumed that the shading correction image is displayed. Therefore, Q (0) treats data immediately before starting as a product (that is, immediately before starting as a product after the line has been stabilized) as Q (0), similarly to P (0) described above. Shall.

続く第5のステップでは第1のステップで切り出した画像P(n−1)の次に切り出した検査画像P(n)を第4のステップで作成したシェーディング補正用画像Q(n−1)で差分することにより、検査画像のシェーディング補正画像Z(n)を作成する処理を行う。ここで差分するとは、検査画像とシェーディング補正用画像の同じ画素位置同士の輝度値を比較し、検査画像の輝度値からシェーディング補正用画像の輝度値を減算する処理である。すなわち、Z(n)= P(n)− Q(n−1)となる。また、差分をとった後に、画像の輝度範囲が256階調であれば128を加える、1024階調であれば512を加える、という処理をすることが、好ましい。なぜならば、P(n)に欠点がある場合、欠点の輝度値は欠点のない部分の輝度と比較して低く、Z(n)がマイナスの値となるため、マイナスの値が出ないようにZ(n)の全体の輝度値を上げる方が、データ処理上好ましいからである。   In the subsequent fifth step, the inspection image P (n) cut out after the image P (n−1) cut out in the first step is used as the shading correction image Q (n−1) created in the fourth step. By performing the difference, processing for creating a shading correction image Z (n) of the inspection image is performed. The difference is a process of comparing the luminance values of the same pixel positions of the inspection image and the shading correction image and subtracting the luminance value of the shading correction image from the luminance value of the inspection image. That is, Z (n) = P (n) −Q (n−1). Further, after taking the difference, it is preferable to perform a process of adding 128 if the luminance range of the image is 256 gradations and adding 512 if it is 1024 gradations. This is because when P (n) has a defect, the luminance value of the defect is lower than the luminance of the non-defect portion and Z (n) is a negative value, so that a negative value is not output. This is because increasing the overall luminance value of Z (n) is preferable for data processing.

このようにして、n番目、n+1番目と順次切り出した画像からシェーディング補正画像を得ることができる。   In this way, a shading correction image can be obtained from images sequentially cut out in the nth and n + 1th order.

かかる本発明の検査方法においては、請求項1の第5のステップで作成したシェーディング補正画像に、欠陥を検出するために閾値処理を行い、欠陥候補の特徴量と、予め設定した良否判定の基準値とを比較することで欠陥を特定し、識別する処理を行う。ここでいう良否判定の基準値とは、欠陥のサイズや形状に対応する値であることが好ましく、かかる値として具体的には、「欠陥候補に外接する最小の円の直径」、「欠陥候補に外接する最小の矩形の大きさ」、「欠陥候補の画素数」等が挙げられる。例えば、毛羽や毛玉といった円形度の高い欠陥候補に対しては、外接する最小の円の直径を、スジ等の直線性の高い欠点は欠陥候補に外接する矩形の幅を基準とすることが挙げられる。また、本発明において用いる閾値は、常に一定の値である必要はなく、シート表面状態が不安定で、輝度が経時的に変化する場合には、画像Z(n)の全体の輝度レベルが変動するため、これに応じて閾値を調整することが好ましい。かかる場合の方法として、例えば、シェーディング補正用画像Q(n)の平均値M(n)の変化を基準に閾値を調整することができる。すなわちZ(n+1)の判定に用いる閾値に適用する場合を例に挙げると、シェーディング補正用画像Q(n)とQ(n−1)の全画素の輝度の平均値M(n)とM(n−1)を求め、Z(n)の判定に用いた閾値にM(n)―M(n−1)を加える。このようにして、検査画像毎に順次閾値を調整して検査を続けることができる。なお、ここで、n≧1である。なぜなら、n=0の点において閾値の補正をする必要はなく、検査開始後の2点目以降について適用するものだからである。   In such an inspection method of the present invention, the shading correction image created in the fifth step of claim 1 is subjected to threshold processing to detect defects, and the feature amount of the defect candidate and the criterion for pass / fail judgment set in advance. A process of identifying and identifying the defect by comparing the value is performed. The reference value for pass / fail judgment here is preferably a value corresponding to the size or shape of the defect, and specifically, such values include “the diameter of the smallest circle circumscribing the defect candidate”, “defect candidate”. The minimum rectangle size circumscribing ”,“ the number of defective candidate pixels ”, and the like. For example, for a defect candidate with a high degree of circularity such as fluff or fluff, the diameter of the smallest circle that circumscribes it may be based on the width of a rectangle that circumscribes the defect candidate with a high degree of linearity such as streaks. Can be mentioned. Further, the threshold value used in the present invention does not always have to be a constant value. When the sheet surface state is unstable and the luminance changes with time, the overall luminance level of the image Z (n) varies. Therefore, it is preferable to adjust the threshold value accordingly. As a method in such a case, for example, the threshold value can be adjusted based on a change in the average value M (n) of the shading correction image Q (n). That is, taking as an example the case of applying to the threshold value used for the determination of Z (n + 1), the average values M (n) and M (n n-1) is obtained, and M (n) -M (n-1) is added to the threshold used for the determination of Z (n). In this way, the inspection can be continued by sequentially adjusting the threshold value for each inspection image. Here, n ≧ 1. This is because it is not necessary to correct the threshold at the point of n = 0, and it is applied to the second and subsequent points after the start of inspection.

本発明の検査方法においては、n番目、n+1番目と順次切り出した画像に対して、第1のステップから第5のステップを繰り返すことで、シェーディング補正用画像を検査毎に更新し、検査毎に検査画像P(n)に対してシェーディング補正画像を作成する処理を行う。これは、検査画像の1枚前に切り出した画像P(n−1)と検査画像P(n)とでシェーディング補正し、次に切り出した画像に対して第1のステップから第5のステップを繰り返して次のシェーディング補正画像を作成するということを繰り返すことで、常に適切にシェーディング補正されたシェーディング補正画像を得ることができるのである。また、かかるシェーディング補正画像について順次欠陥を検出・識別することができる。   In the inspection method of the present invention, the shading correction image is updated for each inspection by repeating the first step to the fifth step for the nth and n + 1th sequentially cut images, and for each inspection. A process of creating a shading correction image for the inspection image P (n) is performed. This is because shading correction is performed on the image P (n−1) and the inspection image P (n) cut out one sheet before the inspection image, and the first to fifth steps are performed on the next cut out image. By repeatedly generating the next shading correction image repeatedly, it is possible to obtain a shading correction image that is always appropriately subjected to shading correction. Further, it is possible to sequentially detect and identify defects in such a shading correction image.

ここで、検査画像P(n)に欠点が検出された場合は、次に切り出した検査画像P(n+1)の検査において、P(n)からシェーディング補正用画像Z(n)を作成するのではなく、1枚前の検査で作成したシェーディング補正用画像Q(n−1)を用いてシェーディング補正画像を作成する、つまり検査用画像に欠点が検出された場合は、次の検査において、シェーディング補正用画像を更新しないことが、好ましい。   If a defect is detected in the inspection image P (n), the shading correction image Z (n) is not created from P (n) in the inspection of the inspection image P (n + 1) cut out next. Instead, a shading correction image is created using the shading correction image Q (n-1) created in the previous inspection, that is, if a defect is detected in the inspection image, the shading correction is performed in the next inspection. It is preferable not to update the image.

またプリプレグのように正常部の輝度値が経時的に変化する場合においてシェーディング補正を行う場合、経時変化に可能な限り追従するためには、シェーディング補正用画像を検査毎に更新することが好ましいが、経時変化が緩やかな場合等においては、数〜数百枚ごとに更新する、などとしてもよい。   In addition, when shading correction is performed when the luminance value of the normal portion changes with time like a prepreg, it is preferable to update the shading correction image for each inspection in order to follow the change with time as much as possible. If the change over time is slow, etc., it may be updated every few to several hundreds.

かかる本発明の検査方法においては、シート状の連続体であれば検査対象は特に限定されるものではないが、連続体の表面に地合ムラを有しているものに対して、より効果的であり、特にプリプレグのように強化繊維に樹脂を含浸させた樹脂含浸シートであることが更に好ましい。理由については、前述したとおり、樹脂を含浸した直後のプリプレグの表面は、欠陥のない部分においても使用する樹脂の成分や強化繊維間の凹凸により、樹脂の含浸ムラに起因する地合ムラが存在し、その大きさや形状、輝度値は経時的に変化するという特徴をもつためである。   In the inspection method of the present invention, the inspection object is not particularly limited as long as it is a sheet-like continuous body, but it is more effective for those having uneven formation on the surface of the continuous body. In particular, a resin-impregnated sheet in which a reinforcing fiber is impregnated with a resin like a prepreg is more preferable. Regarding the reason, as described above, the surface of the prepreg immediately after impregnating the resin has uneven formation due to unevenness of the resin impregnation due to the resin components used and the unevenness between the reinforcing fibers even in the part without defects. However, the size, shape, and luminance value are characterized by changing with time.

かかる本発明の検査方法においては、シート状の連続体の表面の法線方向に対してライン状照射を法線方向から5〜15度となるように設け、ラインセンサを法線方向に設けて処理を行うことが好ましい。ここでいうシート状の連続体がプリプレグである場合、かかる照明およびラインセンサの角度とすることにより、下地の輝度(シート状の連続体を照明したとき地合ムラの影響を排した本来の輝度値)と比較して、地合ムラは明側に、欠陥は暗側または地合ムラよりも明側にして撮像できることから好ましい。   In such an inspection method of the present invention, the line irradiation is provided so as to be 5 to 15 degrees from the normal direction with respect to the normal direction of the surface of the sheet-like continuous body, and the line sensor is provided in the normal direction. It is preferable to carry out the treatment. When the sheet-like continuum here is a prepreg, the brightness of the ground (the original brightness excluding the influence of formation unevenness when the sheet-like continuum is illuminated) is determined by setting the angle of such illumination and line sensor. Value), the formation unevenness can be imaged on the bright side, and the defect can be imaged on the dark side or on the bright side of the formation unevenness, which is preferable.

以下、本発明の欠点検査方法の好ましい実施形態例を、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the defect inspection method of the present invention will be described with reference to the drawings.


図1を用いて、第1のステップについて説明する。

The first step will be described with reference to FIG.

図1(a) は、ラインセンサで取得し、記憶手段に記憶された幅手方向に並んだ画素列である。図1(a)では30画素となっているが、画素数は、検出したい欠点に応じて設定した1画素の画素サイズと検査対象となるシート状連続体の幅に応じ、任意に設定できる。この画素列を順次記憶手段に記憶していき、図1(b)に示すように、長手方向の長さがある特定長になったところで、これを切り出し、1枚の画像とする。図1(b)では、長手方向の長さが、10画素分となっているが、データ処理量とのバランスで可能な範囲で長く設定することが好ましい。   FIG. 1A shows a pixel row arranged in the width direction, which is obtained by the line sensor and stored in the storage unit. Although FIG. 1A shows 30 pixels, the number of pixels can be arbitrarily set according to the pixel size of one pixel set according to the defect to be detected and the width of the sheet-like continuous body to be inspected. The pixel rows are sequentially stored in the storage means. As shown in FIG. 1B, when the length in the longitudinal direction reaches a certain length, this is cut out to form one image. In FIG. 1B, the length in the longitudinal direction is 10 pixels, but it is preferable to set the length as long as possible in balance with the data processing amount.

図1(b)で示した長手方向にある特定長の長さをもった画像に対して、図1(c−1)に示すように、長手方向に一定の間隔を空けて幅手方向に並んだ画素データの列1を複数取得する。図1(c−1)の例では2列間隔で5列取得しているが、取得する列間の間隔、および、列数は取得すべき範囲および処理可能なデータ量を考慮して適宜設定することができる。また、図1(c−1)に示す方法に代えて、図1(c−2)に示すように、長手方向に連続して幅手方向に並んだ画素データの列2を抽出しても良い。図1(c−2)の例では画像上部の5列を取得しているが、取得する画像内での位置、および、列数は取得すべき範囲および処理可能なデータ量を考慮して適宜設定することができる。   With respect to the image having a specific length in the longitudinal direction shown in FIG. 1 (b), as shown in FIG. 1 (c-1), in the width direction with a certain interval in the longitudinal direction. A plurality of columns 1 of aligned pixel data are acquired. In the example of FIG. 1 (c-1), five columns are acquired at intervals of two columns, but the interval between columns to be acquired and the number of columns are appropriately set in consideration of the range to be acquired and the amount of data that can be processed. can do. Further, instead of the method shown in FIG. 1C-1, the column 2 of pixel data arranged in the width direction continuously in the longitudinal direction may be extracted as shown in FIG. 1C-2. good. In the example of FIG. 1 (c-2), five columns at the top of the image are acquired. The position in the image to be acquired and the number of columns are appropriately determined in consideration of the range to be acquired and the amount of data that can be processed. Can be set.

次に、図2を用いて、第2のステップについて説明する。   Next, the second step will be described with reference to FIG.

上記のようにして、取得した複数の画素データの列1または2(これを図2では、符号Aで示す)から、図2に示すように、幅手方向の同じ位置(同幅手方向の位置と記すこともある)の画素データで構成される長手方向の画素データ列を取り出し、各画素データ列中の輝度値を比較し、各画素データ列毎に最小値を抽出する。たとえば、図2であれば、幅手方向の最も左側の長手方向の画素列の輝度値が、「92」「80」「86」「91」「86」「89」であり、この中の最小値である「80」を最小値として抽出する。これを全幅手方向について行い、長手方向の画素列の最小値で構成された幅手方向に並んだ画素列3を新たに作成する。   As described above, from the column 1 or 2 of the acquired plurality of pixel data (this is indicated by the symbol A in FIG. 2), as shown in FIG. 2, the same position in the width direction (in the width direction) A pixel data string in the longitudinal direction composed of pixel data (which may be referred to as a position) is taken out, luminance values in the pixel data strings are compared, and a minimum value is extracted for each pixel data string. For example, in FIG. 2, the luminance value of the leftmost longitudinal pixel column in the width direction is “92”, “80”, “86”, “91”, “86”, and “89”. The value “80” is extracted as the minimum value. This is performed in the full width direction, and a new pixel row 3 arranged in the width direction constituted by the minimum value of the pixel rows in the longitudinal direction is newly created.

次に、図3、図4を用いて、第3および第4のステップについて説明する。   Next, the third and fourth steps will be described with reference to FIGS.

上記のようにして得られた画素列3に対して、移動平均フィルタやガスシアンフィルタ等により平滑化処理を行い(第3のステップ)、平滑化された画素列4を長手方向の長さが前記特定長の長さになるように、長手方向に重ね、シェーディング補正用画像4を作成する(第4のステップ)。図3の例では、長手方向1画素×幅手方向3画素の移動平均フィルタを用いているが、データのばらつきに応じて、適宜設定可能である。図4は平滑化された画素列4を長手方向に10列重ねたものである。このシェーディング補正用画像5と、次に切り出された検査画像との差分をとることにより、検査画像のシェーディング補正を行う(第5のステップ)というものである。   The pixel row 3 obtained as described above is smoothed by a moving average filter, a gas cyan filter or the like (third step), and the smoothed pixel row 4 has a length in the longitudinal direction. A shading correction image 4 is created by overlapping in the longitudinal direction so as to be the specific length (fourth step). In the example of FIG. 3, a moving average filter of 1 pixel in the longitudinal direction × 3 pixels in the lateral direction is used. However, the moving average filter can be set as appropriate according to data variation. FIG. 4 is a diagram in which 10 smoothed pixel rows 4 are stacked in the longitudinal direction. The shading correction of the inspection image is performed by taking the difference between the shading correction image 5 and the inspection image cut out next (fifth step).

(実施例1)
本発明の一実施形態について説明する。幅1000m、5m/minで走行するプリプレグの生産ラインを検査対象とした。ライン状照明は高輝度LEDライン照明(CCS社製HLND型)を1台使用し、前記プリプレグの表面に光が入射するように配置した。撮像手段として、素子数7450、駆動周波数40MHz、最高検査周期192μmの性能を有するラインセンサ(NED社製 e7450)を1台使用し、前記照明の中心位置とラインセンサの中心位置が重なるように設置した。このとき、撮像される画像のプリプレグの幅手方向の分解能が80μm/画素、長手方向の分解能が80μmとなるように位置を調整した。照明の入射角度はプリプレグ表面の法線方向から10度傾けた角度で設置し、プリプレグ表面の照度が8000lxとなるよう照明の光量を調整した。ラインセンサはその光軸がプリプレグ表面の法線方向となるように設置し、また、センサ撮像範囲のプリプレグ面に直接外光が当たらないよう、上面及び側面に遮光板を取り付けた。
Example 1
An embodiment of the present invention will be described. A prepreg production line running at a width of 1000 m and 5 m / min was used as an inspection target. As the line illumination, one high-intensity LED line illumination (HLND type manufactured by CCS) was used, and it was arranged so that light was incident on the surface of the prepreg. As an imaging means, one line sensor (NED e7450) having the number of elements of 7450, a drive frequency of 40 MHz, and a maximum inspection cycle of 192 μm is used, and the center position of the illumination and the center position of the line sensor are installed so as to overlap each other. did. At this time, the position was adjusted so that the resolution in the width direction of the prepreg of the captured image was 80 μm / pixel and the resolution in the longitudinal direction was 80 μm. The illumination incident angle was set at an angle of 10 degrees from the normal direction of the prepreg surface, and the amount of illumination light was adjusted so that the illuminance on the prepreg surface was 8000 lx. The line sensor was installed so that its optical axis was in the normal direction of the prepreg surface, and a light shielding plate was attached to the top and side surfaces so that external light did not directly hit the prepreg surface of the sensor imaging range.

プリプレグの生産ラインの運転開始後、安定した時点で、測定を開始した。   The measurement was started when the prepreg production line was started and stabilized.

ラインセンサで撮像した画像データは一旦パソコン上に取り付けた画像処理ボード上に記憶させ、長手方向に1000ライン記憶した時点で7450×1000画素の画像とし、その後、パソコン上のメモリに読み込んだ。   The image data picked up by the line sensor was temporarily stored on an image processing board attached on a personal computer, and when it was stored 1000 lines in the longitudinal direction, it was converted to an image of 7450 × 1000 pixels, and then read into a memory on the personal computer.

スタート時に取り込んだ画像をP(0)とし、P(10)までの形11枚の画像を連続して撮像し取り込んだ。画像取り込み時に目視で確認していたところ、P(3)に対応する位置にスジ欠点が入っていた。また取得画像の輝度の深さは255階調とした。まず、連続画像の1枚目をP(0)として第1のステップでは、100間隔で10の画素データの列を取得し、第2のステップから第4のステップを行い、シェーディング補正用画像Q(0)を作成した。次に2枚目の画像P(1)から前記シェーディング補正用画像Q(0)を差分し、輝度値128を加算する第5のステップを行うことで、シェーディング補正画像Z(1)を作成した。次いでP(2)に対しては、同様にP(1)にステップ1〜4を行ってQ(1)を作成し、Q(1)をシェーディング補正用画像として用い、このようにして、順次シェーディング補正画像Z(n)を得て検査を進めた。このとき、樹脂の転写不良部分が連続的に繋がって発生する欠点であるスジ、炭素繊維が切れてできる毛羽、樹脂の転写不良の各欠点は、その周囲よりも輝度が低いため、シェーディング補正用画像を差分したシェーディング補正後の画像は、欠点が暗側に出た。各シェーディング補正画像Z(n)に対し、欠陥検出処理を、スジ検出、毛羽検出、転写不良検出の順に、3段階で行った。スジ検出は、前記シェーディング補正画像を閾値135で2値化し、欠陥候補の中から幅手方向の長さが3.5mm以上かつ長手方向の長さが60mm以上のものをスジと判定した。また3.5mm未満の欠点に至らないスジも多く存在し、これを他の欠点と誤検知しないためにも、スジを判定した後、長手方向の長さが60mm以上のスジ部分の輝度値を0に置き換え、マスク処理を行った。次に毛羽検出処理は、閾値138で2値化し、最小外接円経が15mm以上のものを毛羽と判定し、判定した毛羽部分の輝度値を0に置き換え、マスク処理を行った。最後に転写不良検出処理は、閾値145で2値化し、最小外接円経が3.5mm以上のものを転写不良と判定した。   The image captured at the start was defined as P (0), and 11 images up to P (10) were captured and captured continuously. As a result of visual confirmation at the time of image capture, a streak defect was found at a position corresponding to P (3). Further, the luminance depth of the acquired image is 255 gradations. First, P (0) is set as the first continuous image, and in the first step, 10 pixel data columns are acquired at 100 intervals, the second to fourth steps are performed, and the shading correction image Q is acquired. (0) was created. Next, the shading correction image Z (1) is created by performing the fifth step of subtracting the shading correction image Q (0) from the second image P (1) and adding the luminance value 128. . Next, for P (2), steps 1 to 4 are similarly performed on P (1) to create Q (1), and Q (1) is used as a shading correction image. The inspection was advanced after obtaining a shading corrected image Z (n). At this time, streaks, which are defects that occur due to continuous transfer of defective resin transfer parts, fuzz formed by cutting carbon fibers, and defects of resin transfer defects are lower in brightness than the surrounding areas. In the image after shading correction obtained by subtracting the images, the defect appears on the dark side. For each shading corrected image Z (n), defect detection processing was performed in three stages in the order of streak detection, fluff detection, and transfer defect detection. In the streak detection, the shading correction image is binarized with a threshold value 135, and a defect candidate having a width in the width direction of 3.5 mm or more and a length in the length direction of 60 mm or more is determined as a streak. In addition, there are many streaks that do not lead to defects of less than 3.5 mm, and in order not to falsely detect them as other defects, after determining the streaks, the luminance value of the streaks whose longitudinal length is 60 mm or more is determined. The mask was replaced with 0. Next, the fluff detection processing was binarized with a threshold value 138, and those having a minimum circumscribed circle of 15 mm or more were determined as fluff, and the luminance value of the determined fluff portion was replaced with 0, and mask processing was performed. Finally, the transfer failure detection process was binarized with a threshold value 145, and a transfer with a minimum circumscribed circle of 3.5 mm or more was determined as a transfer failure.

これらの処理をP(10)まで繰り返し行った。その結果、この例における欠点は幅4.0mmのスジで、正常部は地合ムラが大きく出現している画像であったが、正常部を誤過検知することなく、P(6)に存在することを目視で確認していたスジ欠点を判定し、検出することができた。
(実施例2)
実施例1の検査対象についてP(100)からP(110)の画像に対し同様の処理を行なった(左記の例のP(0)に当たる画像としてP(99)を用いた)。検査対象の画像以外は、実施例1と同じ条件で欠陥検査を行った。この例ではP(107)に目視で毛羽があることが確認されていたが、実施例1と同様のステップで検査を行うことにより、P(107)の画像に最小外接円径が16mmの毛羽があることを、検出することができた。なお、実施例1同様、正常部を誤検知することもなかった。
(実施例3)
実施例1の検査対象についてP(200)からP(210)の画像に対し同様の処理を行なった(左記の例のP(0)に当たる画像としてP(199)を用いた)。検査対象の画像以外は、実施例1と同じ条件で欠陥検査を行った。この例ではP(205)に目視で転写不良があることが確認されていたが、実施例1と同様のステップで検査を行うことにより、P(205)の画像に最小外接円径が3.7mmの転写不良があることを、検出することができた。なお、実施例1同様、正常部を誤検知することもなかった。
These processes were repeated up to P (10). As a result, the defect in this example was a streak having a width of 4.0 mm, and the normal part was an image in which the formation unevenness appeared greatly, but it was present in P (6) without erroneously detecting the normal part. It was possible to determine and detect streak defects that had been confirmed visually.
(Example 2)
The same processing was performed on images P (100) to P (110) for the inspection object of Example 1 (P (99) was used as an image corresponding to P (0) in the example on the left). Except for the image to be inspected, defect inspection was performed under the same conditions as in Example 1. In this example, it was confirmed that P (107) had fluff by visual inspection, but by performing the inspection in the same steps as in Example 1, fluff having a minimum circumscribed circle diameter of 16 mm in the image of P (107). We were able to detect that there was. As in Example 1, the normal part was not erroneously detected.
(Example 3)
The same processing was performed on images P (200) to P (210) for the inspection target of Example 1 (P (199) was used as an image corresponding to P (0) in the example on the left). Except for the image to be inspected, defect inspection was performed under the same conditions as in Example 1. In this example, it was confirmed that there was a transfer failure visually at P (205). However, by performing inspection in the same steps as in Example 1, the minimum circumscribed circle diameter of the image of P (205) is 3. It was possible to detect that there was a transfer failure of 7 mm. As in Example 1, the normal part was not erroneously detected.

本発明の方法によれば、検査対象物が地合ムラを有し、その大きさや形状等の表面状態が経時的に変化する場合においても、その影響を除去し、インラインで精度良くシェーディング補正し、欠陥を検出することが可能となる。   According to the method of the present invention, even when the object to be inspected has uneven formation, and the surface condition such as the size and shape changes with time, the influence is removed and shading correction is accurately performed in-line. , Defects can be detected.

1a〜1e 切り出した画像から長手方向に一定の間隔を空けて抽出する幅手方向の画素列
2a〜2e 切り出した画像から長手方向に連続して抽出する幅手方向の画素列
A 1a〜1eの集合画像、又は、2a〜2eの集合画像
3 各長手方向列の最小値で構成された幅手方向画素列
4 最小値で構成した画素列を、切り出した画像と同サイズに構成し直した画像の輝度値
1a to 1e The widthwise pixel columns 2a to 2e that are extracted from the clipped image at a certain interval in the longitudinal direction. The widthwise pixel columns A1a to 1e that are continuously extracted from the clipped image in the longitudinal direction. Collective image, or collective images 2a to 2e 3 Width-direction pixel row 4 composed of the minimum values of the respective longitudinal columns 4 An image in which the pixel row composed of the minimum values is reconfigured to the same size as the cut-out image Brightness value

Claims (5)

移動しているシート状の連続体の表面にライン状照明によって光を照射し、該シート状の連続体の表面の幅手方向に設置したラインセンサにより、該連続体の幅手方向の画素データで構成される連続した画像を経時的に取得して記憶手段に記憶し、該記憶手段に記憶した連続した画像を加工して欠陥を検出及び識別する検査方法であって、
記憶手段に記憶した連続した画像を読み出し、該連続した画像を長手方向に特定長で切り出し、切り出した画像P(n−1)から、長手方向に一定の間隔をあけて、又は連続して、幅手方向に並んだ画素データの列を複数取得する第1のステップと、
第1のステップで取得した複数の幅手方向に並んだデータ列について、同幅手方向で構成される長手方向の画素データ列での画素の輝度値を比較し、各長手方向の画素データ列の最小値を抽出する第2のステップと、
第2のステップで抽出した、各列の最小値で構成された幅手方向のデータ列に平滑化処理を行う第3のステップと、
第3のステップで平滑化されたデータ列を、長手方向に並べることで、シェーディング補正用画像Q(n−1)を作成する第4のステップと、
第1のステップで切り出した画像P(n−1)の次に切り出した検査画像P(n)を第4のステップで作成したシェーディング補正用画像Q(n−1)で差分することにより、検査画像P(n)のシェーディング補正画像Z(n)を作成する第5のステップとにより切り出した画像からシェーディング補正画像を順次得ることを特徴とする、
移動しているシート状の連続体の検査方法。
The surface of the moving sheet-like continuum is irradiated with light by line-like illumination, and pixel data in the width direction of the continuum is obtained by a line sensor installed in the width direction of the surface of the sheet-like continuum. A continuous image composed of the following is acquired over time and stored in a storage means, and the continuous image stored in the storage means is processed to detect and identify defects,
Read out the continuous images stored in the storage means, cut out the continuous images at a specific length in the longitudinal direction, from the cut out image P (n-1), with a certain interval in the longitudinal direction, or continuously, A first step of acquiring a plurality of columns of pixel data arranged in the width direction;
For the data rows arranged in the width direction obtained in the first step, the luminance values of the pixels in the longitudinal pixel data row configured in the width direction are compared, and the pixel data rows in the respective longitudinal directions are compared. A second step of extracting a minimum value of
A third step of performing a smoothing process on the data string in the width direction configured by the minimum value of each column extracted in the second step;
A fourth step of creating a shading correction image Q (n−1) by arranging the data sequence smoothed in the third step in the longitudinal direction;
The inspection image P (n) cut out after the image P (n−1) cut out in the first step is subtracted by the shading correction image Q (n−1) created in the fourth step, thereby A shading correction image is sequentially obtained from images cut out by the fifth step of creating a shading correction image Z (n) of the image P (n),
Inspection method for moving sheet-like continuum.
請求項1において、第5のステップで作成したシェーディング補正画像Z(n)に、欠陥を検出するために閾値処理を行い、欠陥候補の特徴量と、予め設定した良否判定の基準値とを比較することで欠陥を特定し、識別する、請求項1に記載の移動しているシート状の連続体の検査方法。 The threshold value process is performed on the shading correction image Z (n) created in the fifth step in order to detect a defect, and the feature amount of the defect candidate is compared with a preset reference value for quality determination. The method for inspecting a moving sheet-like continuum according to claim 1, wherein defects are identified and identified. 予め設定した良否判定の基準値として、欠陥のサイズや形状に対応する値を使用する、請求項2に記載の移動しているシート状の連続体の検査方法。 The method for inspecting a moving sheet-like continuum according to claim 2, wherein a value corresponding to a defect size or shape is used as a preset reference value for quality determination. シート状の連続体が、強化繊維に樹脂を含浸させた樹脂含浸シートであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の移動しているシート状の連続体の検査方法。 The method for inspecting a moving sheet-like continuum according to any one of claims 1 to 3, wherein the sheet-like continuum is a resin-impregnated sheet obtained by impregnating a reinforcing fiber with a resin. ラインセンサが、シート状の連続体の表面の法線方向に設置されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の移動しているシート状の連続体の検査方法。 The method for inspecting a moving sheet-like continuum according to any one of claims 1 to 5, wherein the line sensor is installed in a direction normal to the surface of the sheet-like continuum.
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