JP3254288B2 - スジ検査方法 - Google Patents

スジ検査方法

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JP3254288B2
JP3254288B2 JP04341393A JP4341393A JP3254288B2 JP 3254288 B2 JP3254288 B2 JP 3254288B2 JP 04341393 A JP04341393 A JP 04341393A JP 4341393 A JP4341393 A JP 4341393A JP 3254288 B2 JP3254288 B2 JP 3254288B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーテレビ用ブラウ
ン管に用いられるシャドウマスク、カラー撮像管用色分
解フィルタ、液晶表示用カラーフィルタ、電子管に用い
られるメッシュ状電極、VDTフィルタ、フォトマス
ク、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズなど一定の
光学的性質、形状をもつ単位(以下単位パターン)が1
次元方向、或いは2次元方向に規則的に繰り返し配列さ
れている工業製品、或いは単位パターンがその光学的性
質、形状及び1次元方向、2次元方向の配列ピッチが徐
々に変化しながら繰り返し配列されている工業製品、或
いは紙、フィルム、鉄板、塗布面等の均一性の乱れ(以
下スジ)を検査する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のような薄板鋼板やフィルム
等の工業製品などに発生するスジ検査の場合、走査線方
向に直交する方向や平行な方向に発生したスジを検出す
る方法等が提案されているが、これらの方法ではシャド
ウマスク等を対象とした精密な検査が行えないという問
題がある。また、これらの方法では斜め方向に発生する
スジの検出については検査が困難であり、人間が目視で
判断しているのが実状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、目視に
よる判断では多大な人手を必要とし、さらに熟練度、検
査員の主観の違い等により個人差が生じ、また同一検査
員でも体調や心理状態によって判定がばらつくため、絶
対的レベルが存在しないという問題がある。
【0004】本発明は、上記課題を解決するためのもの
で、人間が評価することに起因する不安定さを排除し、
高い信号対雑音比(S/N比)での安定した試料のスジ
検査、品質の管理を行うことができるスジ検査方法を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、撮像装置を用
いて撮像した被検査試料の画像データ上に発生したスジ
発生方向に対して直交方向に前記画像データをシフトし
て得られる画像データ、前記シフト方向と反対方向にシ
フトして得られる画像データ、及び元の画像データをス
ジの変化の2次微分値分布が得られるように画像間演算
して得られた2次微分画像データに、スジの発生方向に
対して一定画素シフトした2次微分画像データを加算
し、この処理を繰り返して得られた画像データによりス
ジの検査を行うことを特徴とする。また、本発明は、処
理した画像データをしきい値を基準にしてスライスして
良否判定を行うこと、しきい値として、スジの発生して
いない試料の画像データを2次微分処理して強調した画
像データの標準偏差に定数(標準偏差係数)を掛けたも
のを用いることを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明のスジ検査方法は、撮像した被検査試料
の画像データの微弱なスジを強調して検査する。スジの
強調方法としては、2次微分値の分布が得られるような
配列の空間フィルタを使用し、あるいは、スジ発生方向
に対して直交方向に画素シフトして画像間演算により得
た2次微分画像データに、さらにスジ発生方向に対して
一定画素シフトした2次微分画像データを加算し、この
処理を繰り返す方法を使用する。こうして、不特定方向
に発生するスジを高S/N比で検査することができる。
また、スジの発生していない試料の画像データを2次微
分処理して強調した画像データの標準偏差に定数(標準
偏差係数)を掛けたものをしきい値として、スジを強調
した画像データをスライスし、良品、不良品の選別を行
うことができる。
【0007】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。図1は本発明の検査方法を実施するための装置構成
を示す図、図2は空間フィルタによるフィルタリング処
理の際に使用する種々のフィルタを説明するための図、
図3は画像データ間演算による画像データの処理を説明
する図である。図中、1はCCDカメラ、2は画像処理
装置、3はモニタ、4は試料、5はステージ、6は拡散
板、7はランプ、8は直流電源である。
【0008】本実施例では、撮像装置としてCCDカメ
ラを用いている。CCDカメラ1としては冷却型CCD
カメラまたは普通のCCDカメラを使用する。冷却型C
CDカメラの場合は、電子冷却方式等により冷却して暗
電流やノイズを無視できる程度にまで大幅に減少させ、
暗い領域での長時間露光が可能であり、積算光量に対す
る映像信号の直線性が良好で、暗い領域を高画質で鮮明
に写し出すことが可能である。また、普通のCCDカメ
ラを使用する場合には、複数フレームの画像データを加
算してノイズを減少させるようにする。シャドウマスク
等の周期性パターンを持つ被検査試料4はステージ5の
上に積載され、下方より拡散板6を通してランプ7で照
明され、その透過光がCCDカメラ1で検出されるよう
になっている。
【0009】このような構成において、直流電源8で駆
動されるランプ7により拡散板6を通して試料4を照射
し、その透過光をCCDカメラ1で撮影する。この場
合、一般的に用いられているレンズによりCCDカメラ
1に透過光像を結像させるようにすれば良い。その際
に、CCDカメラ1の画素と周期性パターンとの間で生
じるモアレを除去するためにレンズのフォーカスをぼか
すようにする。このように取り込んだ画像データを画像
処理装置2に取り込み直接画像処理することも可能であ
るが、以下のように透過率画像を用いれば透過率測定を
同時に行えるメリットがある。すなわち、試料のない状
態で撮像した画像データをI1 、試料を入れて撮像した
画像データをI、CCDカメラの暗電流を表す画像デー
タをI0 とすると、試料上の透過率Tは T=(I−I0 )/(I1 −I0 ) として計算できる。ここで、I、I0 、I1 は対応する
位置の画像データであり、これを各画素について行うこ
とにより光源のシェーディング、長時間の変動の影響を
受けない透過率画像データが得られる。
【0010】なお、通常のCCDカメラで透過率画像デ
ータを作製する場合は、電子シャッタ内蔵のCCDカメ
ラを用い、電子シャッタにより撮像条件設定方法として
シャッタ開放の状態で試料を入れて撮像し、CCDカメ
ラの飽和露光量に近くなるように光源輝度を調節し、次
いで試料を取り除き、光量オーバーせず、しかも飽和露
光量に近くなるまでシャッタ時間を短くし、そのときの
シャッタ時間をTC 、開放時のシャッタ時間をTO とす
ると、前述の透過率の式にTC /TO を乗算して、 T={(I−I0 )/(I1 −I0 )}×(TC
O ) として透過率画像を得ることができる。これらの演算は
画像処理装置2により各画像データをフレームメモリに
記憶した後、画像間演算で行う。
【0011】次に、図2(a)、(b)、図3に示した
空間フィルタのパターンを用いたスジの検査方法につい
て説明する。以上述べた方法により透過率画像データを
作製し、この画像データに空間フィルタを用いた2次微
分処理を施すことで信号レベルの微弱なスジを強調する
ことができる。例えば、図2(a)に示した2、−1の
係数をもつ画素がヨコにならんだ2次微分空間フィルタ
のパターンは、ヨコ方向に方向性を持つスジ、図2
(b)に示した2、−1の係数をもつ画素がタテになら
んだ2次微分空間フィルタのパターンはタテ方向に方向
性を持つスジを強調するものであり、それぞれdは要素
間距離を示している。また、図3に示した2、−1の係
数をもつ画素が斜めにならんだ2次微分空間フィルタの
パターンはタテ、ヨコ以外の任意の方向θ´に方向性を
持つスジを強調すにことができる空間フィルタのパター
ンである。以上に示した各パターンの要素間距離dを変
えることで抽出するスジの周期を任意に選択でき、さら
にX方向、Y方向にフィルタのサイズを拡大することで
スジ検査のS/N比を向上することができる。
【0012】以上に述べた空間フィルタを用いたフィル
タリング処理以外のスジ強調方法としては、図4(a)
に示すように、元の画像データ10に発生したスジ11
の発生方向θ´に対して垂直な方向θにN、−N画素シ
フトした画像12、13と元の画像10を画像間演算に
より2次微分し、次いで、図4(b)に示すように、2
次微分後の画像14をスジ発生方向θ´に一定画素シフ
トしてこれを画像15(一定画素シフトした位置での2
次微分画像)として、2次微分後の画像14に画像15
を加算し、さらに2次微分後の画像14を一定画素シフ
トして同様の加算処理を繰り返すことにより、スジ発生
方向に2次微分画像を積算し、S/N比を高めてスジの
検査を行うことができる。
【0013】なお、スジの検査に当たっては、あらかじ
めしきい値を設定して検査データ判定することにより、
容易に被検査試料の良品、不良品の選別を行うことがで
きる。この選別には、例えば、2次微分空間フィルタを
用いたり、あるいは図4で説明した強調方法により、ス
ジの発生していない均一な周期性を有する試料を強調し
た画像データの透過率分布等をプロットして、その標準
偏差に定数(標準偏差係数)を掛けたものをしきい値、 しきい値=標準偏差×標準偏差係数 として試料を検査し、このしきい値を基準にスジを強調
した被検査試料の画像データをスライスし、しきい値を
越えたもきについては2値化して良品、不良品の選別を
行うことができる。なお、スライスは+スライス、−ス
ライスの両スライスを行い、+スライスでは白スジ(透
過率大)を、−スライスでは黒スジ(透過率小)を検出
することができる。
【0014】
【発明の効果】以上に述べたように本発明によれば、色
々な工業製品の微妙な不均一性を検査することが可能と
なり、品質管理、検査を行う上で信頼性精度の向上等の
効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の検査方法を実施するための装置構成
を示す図である。
【図2】 空間フィルタのパターンを示す図である。
【図3】 空間フィルタのパターンを示す図である。
【図4】 画像間演算による画像データ処理を説明する
ための図である。
【符号の説明】
1…CCDカメラ、2…画像処理装置、3…モニタ、4
…試料、5…ステージ、6…拡散板、7…ランプ、8…
直流電流。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/84 - 21/958 G01B 11/00 - 11/30 G06T 1/00 - 9/40

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像装置を用いて撮像した被検査試料の
    画像データ上に発生したスジ発生方向に対して直交方向
    に前記画像データをシフトして得られる画像データ、前
    記シフト方向と反対方向にシフトして得られる画像デー
    タ、及び元の画像データをスジの変化の2次微分値分布
    が得られるように画像間演算して得られた2次微分画像
    データに、スジの発生方向に対して一定画素シフトした
    2次微分画像データを加算し、この処理を繰り返して得
    られた画像データによりスジの検査を行うことを特徴と
    するスジ検査方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の検査方法において、さら
    に処理した画像データをしきい値を基準にしてスライス
    して良否判定を行うことを特徴とするスジ検査方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の検査方法において、前記
    しきい値は、スジの発生していない試料の画像データを
    2次微分処理して強調した画像データの標準偏差に定数
    (標準偏差係数)を掛けたものを用いることを特徴とす
    るスジ検査方法。
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