JP2733958B2 - 長尺シートの欠陥検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《発明の分野》 この発明は、繰り返しパターンが印刷され連続して送
り出されるシート状の被検査体を検査する長尺シートの
欠陥検査装置に関する。

《発明の概要》 この発明は、繰り返しイメージパターンが形成されて
いる長尺シート状被検査体を、イメージセンサカメラで
撮像して得られる画像データにより、欠陥部を光学的に
連続検出する欠陥検査装置において、撮像して得られた
画像データから被検査体上の繰り返しイメージパターン
の重心位置を求め、その位置と予め記憶しておいた基準
位置と比較して被検査体の蛇行量を求め、その蛇行量に
応じて画像データを走査区間ごとにシフト補正してから
欠陥検査部に送るようにして、検査精度を向上させたも
のである。

《従来技術とその問題点》 繰り返しパターンが印刷されて送り出される長尺シー
トの検査ラインでは、印刷パターンの不良や、汚れゴミ
付着、シート材そのものの欠陥等をCCDカメラで撮影
し、得られた画像データと、予め学習しておいた繰り返
しパターンとを重ね合わせて、被検査体から得られた画
像データ中の繰り返しパターンを取り除く、いわゆるマ
スク処理をして残った画像データに基づいて欠陥部を検
出する方法が取られていた。

しかしながらこれらの検査装置では、シート材のライ
ン上の移動には蛇行の発生がつきものであり、機械的な
蛇行補正装置を備えても、画像データの画素レベルで蛇
行を解消することは到底不可能であった。

そのため、得られた画像データにマスク処理する場合
は、蛇行量を予め見越してマスク画像の横幅をふくらま
せておくという方法が取られていた。

その結果、マスク処理される印刷パターン周辺の未検
査領域が横方向に拡大されてしまい、この領域に発生し
た欠陥は見逃されてしまう。これはマスク処理方法を採
用している欠陥検査装置の大きな欠点であった。

《発明の目的》 この発明は上記の点に鑑み提案されたものでその目的
とするところは、未検査領域を最小限にすることによ
り、欠陥の見逃し減らして検査精度を増した長尺シート
の欠陥検査装置を提供することにある。

《発明の構成と効果》 この発明は、上記目的を達成するために、長手方向に
連続して移動するとともに表面に繰り返しイメージパタ
ーンが形成されている長尺シート状被検査体を、移動方
向と直交する方向に走査・撮像するイメージセンサカメ
ラから得られた画像データに基づいて、被検査体の欠陥
を光学的に検出する長尺シートの欠陥検査装置におい
て、 被検出体上の繰り返しイメージパターンにおける所定
パターンの走査方向の重心位置を上記画像データより算
出する算出手段と、 この算出手段から得られた所定パターンの重心位置
と、予め学習されていてこのパターンに対応する基準パ
ターンの重心位置とを比較対照して被検査体の蛇行量を
算出する算出手段と、 この算出手段から得られた蛇行量に基づき上記画像デ
ータを走査区間ごとにシフトして蛇行の補正をした後、
欠陥判別部に送出する蛇行補正手段とを備えたことを特
徴とする。

この発明は、自動的に蛇行量を算出してデータレベル
で蛇行の補正がされることにより、マスク画像の横幅を
必要最小限に設定可能となり、その分未検査領域が減少
して、欠陥の見逃しが少なくなり検査精度を増す効果が
得られる。

《実施例の説明》 第１図はこの発明にかかる実施例の電気的構成を示す
ブロック図である。

図において、イメージセンサカメラ１はCCDカメラ等
からなり、連続して移動する長尺状のシートの上方に配
置されている。このカメラ１はシートを移動方向と直交
する方向に連続して走査・撮像し、シート上に形成され
ている印刷マーク等の繰り返しパターン画像の明暗の度
合いに応じた電圧をあらわすビデオ信号がAmp2に送出さ
れる。

Amp2は入力されたビデオ信号を増幅して第２図に示さ
れるビデオ信号ａとして２値化回路３へ送出される。

２値化回路３は入力されたビデオ信号ａを予め設定さ
れているスレッシュホールドレベルV_THと比較し、V_THよ
り高いビデオ信号ａについては１とし、それより低いも
のは０として第２図に示される２値化信号ｂを蛇行補正
回路４へ送出する。

蛇行補正回路４は入力された２値化信号ｂを、後述す
る重心検出回路５からフィードバックされる蛇行量に基
づいて補正し、補正後信号ｃとしてメモリ６および欠陥
判別回路７へ送出する。

メモリ６は入力された補正後信号ｃを順次貯えると同
時に、その値を一定周期で重心検出回路５へ送出する。

重心検出回路５は入力された補正後信号ｃに基づい
て、繰り返しパターン内の特定のパターンについての重
心を算出し、予め学習により書き込まれている基準重心
位置とのズレを蛇行量として算出して蛇行補正回路４へ
送出する。

この蛇行量は同時に図示しない外部の蛇行補正装置等
にも送出される。

欠陥判別回路７は入力された補正後信号ｃに対して、
予め学習しておいた基準となるマスクパターンを用い
て、パターンの繰り返し周期ごとにマスク処理を施し、
残った画像について欠陥か否かを判別し、その結果を出
力する。

これら各部の動作はシートの移動とリアルタイムでお
こなわれる。

第３図は蛇行補正回路４の内部構成を示すブロック図
である。

蛇行ポート設定回路41は入力された蛇行量と、予め設
定されている有効視野幅に基づいて、データ有効範囲を
設定し蛇行ポートメモリ42へ送出する。

有効視野幅とは、イメージセンサカメラ１で得られる
１走査分の画像データのなかで、実際に欠陥検査に用い
られるデータ長のことである。通常、イメージセンサカ
メラ１で得られる全体視野のうち、外端はレンズ収差等
のため不鮮明であるので、実際に用いられるのはその部
分を除いた中側の範囲である。その範囲が有効視野幅で
あって、この有効視野幅を余裕を持って設定しておくこ
とにより、その両側に充分利用可能な視野が備えられ
る。

蛇行ポートメモリ42へ送出されるデータ有効範囲と
は、カメラ１で得られる全体視野のうち欠陥判別等の画
像処理用として選択される画像データの所定長の範囲を
いうものである。

これらの全体視野とデータ有効範囲との関係は、第４
図に示す蛇行ポートメモリ42の説明図に示されている。

蛇行ポートメモリ42は第４図に示されるように４ビッ
トRAMからなり、入力されたデータ有効範囲に基づい
て、最下段の有効ビット列の対応する位置に１がセット
される。同時に上段のエンドビット列にはデータ有効範
囲の最後尾ビットのみに１がセットされる。

補正処理回路43は蛇行ポートメモリ42を参照して、走
査区間ごとに入力された２値化信号ｂのデータ有効範囲
に該当するデータのみを取り出し、補正後信号ｃとして
出力する。

イメージセンサスキャン同期回路44は、イメージセン
サカメラ１の走査と同期したパルスをアドレスカウンタ
45に送出する。

アドレスカウンタ45は入力されたパルスをカウントし
て順次得られるアトレスデータを蛇行ポートメモリ42に
送出する。

第５図は重心検出回路５の動作を説明する図である。

図ａにおいて、イメージセンサカメラ１により撮影さ
れるシートＳには、移動方向に一定のピッチＰで繰り返
しパターンが印刷されている。実施例の繰り返しパター
ンはリング状のマークＭが５個配列されているものであ
り、このうちの１個が蛇行量検出用に用いられている。

図ｂはシートＳの移動方向の区間ABの右下部のマーク
Ｍを包含する矩形部Ｑを拡大したものである。

図ｃでは、このマークの上半分について中空部を塗り
つぶす処理がおこなわれて半円状の図形が得られる。次
いで黒く塗りつぶされた図形に含まれる画素数を計数す
る。同様に塗りつぶされない白い部分についても画素数
を求める。これらの白および黒の画素数に基づいて横方
向の重心が算出される。この重心は図ｄに示されるよう
に、シートＳの基準となる中心から矩形部Ｑの左端まで
の距離“下限”に、求められた“面積重心”を加算して
得られる。これらの画素データに関する処理は公知のア
ルゴリズム処理によりおこなわれる。

こうして得られた重心位置を順次、繰り返しパターン
ごとにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・の位置で比較することによ
り蛇行量が求められる。

第６図は補正処理回路43における２値化信号ｂの補正
を示す説明図である。

同図ａは蛇行の発生していない状態で入力された２値
化信号ｂを、正規のデータ有効範囲で取り込むことによ
り全長がデータ有効範囲のＨレベル区間に等しい補正値
信号ｃが得られる。

図ｂでは２値化信号ｂの中に右方向への蛇行が発生し
たため、その蛇行と同方向にデータ有効範囲のＨレベル
がシフトされる。その結果、取り込まれる補正値信号ｃ
は蛇行量が補正されて図ａに示されるものと等しくな
る。

図ｃはさらに図ｂの状態から新たな左方向の蛇行が発
生した場合を示し、新たな蛇行量に等しい補正がデータ
有効範囲に加えられることにより、図ｂと同じく補正値
信号ｃが正規の状態にシフトされる。

これらの補正は蛇行発生に対し、その蛇行量の相対値
に基づいて、順次データ有効範囲をシフトしているが、
蛇行量の絶対値を測定しその値に基づいてデータ有効範
囲に対応するＨレベルの設定をおこなうこともできる。

この実施例は以上のように構成されたことにより、イ
メージセンサカメラ１から得られた画像データを示す２
値化信号から、所定パターンの重心位置を検出してシー
トの蛇行量を順次検出し、その蛇行量に応じて各走査区
間ごとに２値化信号をシフトして蛇行の補正がおこなわ
れる。

その結果、欠陥検査装置に設置されるイメージセンサ
カメラ１を複数台並列に配置して、より幅の広いシート
を検査しようとする場合にも、各イメージセンサカメラ
１からのデータを合成する処理が比較的容易に実施でき
る。

また従来は、移動しているシート横方向基準位置を特
定するため、被検査シートのエッジにより蛇行を検出し
たり、特別に蛇行検出用の位置検出用マークをシート上
に設けたり、あるいはその他の外部トリガを設けたりし
ていたが、この実施例ではそれらの必要がなくなり検査
可能なシート材の種類が多くなる。

同様に画像データとして取り込まれた２値化信号ｂ
が、決陥判別回路７に入力される以前で補正されるた
め、欠陥判別回路７内において特別の補正処理をする必
要がなくなり欠陥判別回路７の構造も簡単になり、また
その分、検査処理速度が早くなる。

また蛇行の補正がほぼ完全にできることにより、欠陥
判別のために用いられマスクパターンの横方向の膨らま
しが不要となり、その分未検出領域が小さくなって欠陥
検査の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる実施例の電気的構成を示すブ
ロック図、第２図は第１図各部における動作を示す信号
波形図、第３図は蛇行補正回路４の内部構成を示すブロ
ック図、第４図は蛇行ポートメモリ42の内部構成を示す
図、第５図は繰り返しパターンからの重心を求める過程
を示す図、第６図は蛇行の補正の具体例を示す図であ
る。 １……イメージセンサカメラ ２……Amp ３……２値化回路 ４……蛇行補正回路 ５……重心検出回路 ６……メモリ ７……欠陥判別回路 41……蛇行ポート設定回路 42……蛇行ポートメモリ 43……補正処理回路 44……イメージセンサスキャン同期回路 45……アドレスカウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−111057（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−72730（ＪＰ，Ａ) 特許2516606（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向に連続して移動するとともに表面
   に繰り返しイメージパターンが形成されている長尺シー
   ト状被検査体を、移動方向と直交する方向に走査・撮像
   するイメージセンサカメラから得られた画像データに基
   づいて、被検査体の欠陥を光学的に検出する長尺シート
   の欠陥検査装置において、 被検出体上の繰り返しイメージパターンにおける所定パ
   ターンの走査方向の重心位置を上記画像データより算出
   する算出手段と、 この算出手段から得られた所定パターンの重心位置と、
   予め学習されていてこのパターンに対応する基準パター
   ンの重心位置とを比較対照して被検査体の蛇行量を算出
   する算出手段と、 この算出手段から得られた蛇行量に基づき上記画像デー
   タを走査区間ごとにシフトして蛇行の補正をした後、欠
   陥判別部に送出する蛇行補正手段と、 を備えたことを特徴とする長尺シートの欠陥検査装置。