JP4216062B2 - Defect inspection method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品の画像を撮像し、得られた画像データを処理することにより製品を検査する検査技術に関し、例えば複写機やレーザープリンタなどに使用される感光体ドラムの自動外観検査等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ラインセンサを用いて微小な凹凸などの欠陥を検出する方法として「表面層欠陥検出装置」がある（特許文献１参照。）。これは、ラインセンサの視野をライン状光源による輝線の境界部にするものである。
また、他の「表面欠陥検出装置」もある（特許文献２参照。）。これはラインセンサを移動させることにより被検査物とラインセンサの相対位置を一定に維持するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２７１２９４０号公報
【特許文献２】
特開平１０−１２２８４１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者は、実際の検査では回転振れや被検査物の初期位置により視野が変化してしまい検出感度を一定に保つことができないという課題があった。
また、後者は、ラインセンサの移動機構が必要となり機構が複雑になってしまうという課題があった。
【０００５】
そこで前記課題を解決するために、請求項１の発明では、被検査物上におけるラインセンサの撮像位置を測定し、予め実験により求められた撮像位置と欠陥の特徴量の関係を基に欠陥の良否判定のための特徴量を補正することで被検査物の位置ズレの影響を受けずに欠陥の検出感度を一定に維持し、簡単な構成で高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。また、検出する欠陥が濃淡欠陥であることで被検査物の位置ズレに起因する反射光量の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。また、検出する欠陥が凹凸欠陥であることで被検査物の位置ズレに起因するラインセンサが検出する正反射成分と散乱光成分の比率の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【０００６】
請求項２の発明では、撮像位置をポイントで測定する手段を備え、被検査物の移動と同期して１次元の撮像位置データを測定し、２次元画像データを処理することにより算出した被検査物上の欠陥部の特徴量をその欠陥部の副走査方向の位置に対応した撮像位置を基に良否判定の特徴量を補正することで被検査物全体の位置ズレの影響を受けずに欠陥の検出感度を一定に維持し、簡単な構成で高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【０００７】
請求項３の発明では、撮像位置をポイントで測定する手段が変位計により被検査物の表面の変位を計測し、測定された被検査物表面の変位データをもって撮像位置とすることで簡単な構成で高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【０００８】
請求項４の発明では、撮像位置をポイントで測定する手段として画像入力用のラインセンサと直交する位置に撮像位置測定用のラインセンサを備え、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のラインセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置を算出することで被検査物全体の位置ズレに起因する反射光分布の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【０００９】
請求項５の発明では、撮像位置測定用のラインセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の中心をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の中心を求める方法が反射光の輝度分布の最大値あるいは重心を算出する方法であることで被検査物全体の位置ズレに起因する反射光分布、特に正反射光成分の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１０】
請求項６の発明では、撮像位置測定用のラインセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の端部をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の端部を求める方法が反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置とする方法であることで被検査物全体の位置ズレに起因する反射光分布、特に正反射光成分境界部の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１１】
請求項７の発明では、複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物の画像データ上の領域ごとに対応する撮像位置データを基に良否判定のための特徴量を補正することで領域ごとに適切に特徴量を補正する高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１２】
請求項８の発明では、複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物の画像データ上の欠陥部の座標を算出し、複数の撮像位置データより欠陥部の撮像位置を算出し、算出された欠陥部の撮像位置を基に良否判定のための特徴量を補正することで欠陥の位置に対応して適切に特徴量を補正する高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１３】
請求項９の発明では、撮像位置をライン状に測定する手段を備え、被検査物の移動と同期して２次元の撮像位置データを測定し、２次元画像データを処理することにより算出した被検査物上の欠陥部の特徴量をその欠陥部の位置に対応した撮像位置データを基に良否判定の特徴量を補正することで欠陥の位置に対応して適切に特徴量を補正する高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１４】
請求項１０の発明では、撮像位置をライン状に測定する手段が撮像位置測定用のエリアセンサであり、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のエリアセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置をライン状に算出することで被検査物の位置ズレに起因する反射光分布の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１５】
請求項１１の発明では、撮像位置測定用のエリアセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の中心をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の中心を求める方法が反射光の輝度分布の最大値あるいは重心を算出する方法であることで被検査物の位置ズレに起因する反射光分布、特に正反射光成分境界部の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１６】
請求項１２の発明では、撮像位置測定用のエリアセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の端部をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の端部を求める方法が反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置とする方法であることで被検査物の位置ズレに起因する反射光分布、特に正反射光成分境界部の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１７】
請求項１３の発明では、撮像位置をライン状に測定する手段が被検査物の画像データより撮像位置を算出する方法であることで特に撮像位置を測定するための入力装置などを必要としない簡易な方法で高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００１８】
請求項１４の発明では、測定された撮像位置データに低周波通過フィルタ処理し、低周波通過処理後の撮像位置データをもとに良否判定の特徴量を補正することで画像入力時のノイズや被検査物状の欠陥部の影響を受けずに高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００２１】
請求項１５の発明では、欠陥の種類を判定する欠陥識別手段を備え、検出された欠陥部の種類を欠陥識別手段により判定し、欠陥識別手段により出力された欠陥の種類ごとに予め実験により求められた撮像位置と欠陥の特徴量の関係を基に欠陥の良否判定のための特徴量を補正することで欠陥の種類に対応した高精度な欠陥検出を実現することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
そこで上記課題を解決するために、請求項１の発明は、被検査物にライン状の参照光を照射するライン状照明手段と、被検査物表面の反射光を入力するラインセンサとを備え、ライン状照明手段およびラインセンサに対して相対的に移動する被検査物の表面にライン状照明手段によりライン状の光を照射し、その反射光を被検査物の移動に同期してラインセンサにより順次撮像し、被検査物表面の２次元画像データとして入力し、その２次元画像データを処理することにより被検査物上の欠陥部の反射光の光量分布を算出し被検査物の良否を判定する欠陥検査方法において、前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上におけるラインセンサの撮像位置を測定し、予め実験により求められた被検査物上におけるラインセンサの撮像位置と濃淡欠陥または凹凸欠陥の反射光の光量の関係を基に濃淡欠陥または凹凸欠陥の良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、撮像位置をポイントで測定する手段を備え、被検査物の移動と同期して１次元の撮像位置データを測定し、１次元撮像位置データを処理することにより算出した被検査物上の欠陥部の副走査方向の位置に対応した撮像位置を基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、撮像位置をポイントで測定する手段が変位計により被検査物の表面の変位を計測し、測定された被検査物表面の変位データをもって撮像位置とすることを特徴とする。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、撮像位置をポイントで測定する手段として画像入力用のラインセンサと直交する位置に撮像位置測定用のラインセンサを備え、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のラインセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置を算出する方法であることを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、撮像位置測定用のラインセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の中心をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の中心を求める方法が反射光の輝度分布の最大値あるいは重心を算出する方法であることを特徴とする。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、撮像位置測定用のラインセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の端部をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の端部を求める方法が反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置とする方法であることを特徴とする。
【００２８】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの発明において、複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物の画像データ上の領域ごとに対応する撮像位置データを基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする。
【００２９】
請求項８の発明は、請求項１乃至６のいずれかの発明において、複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物の画像データ上の欠陥部の座標を算出し、複数の撮像位置データより欠陥部の撮像位置を算出し、算出された欠陥部の撮像位置を基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする。
【００３０】
請求項９の発明は、請求項１の発明において、撮像位置をライン状に測定する手段を備え、被検査物の移動と同期して２次元の撮像位置データを測定し、２次元撮像位置データを処理することにより算出した被検査物上の欠陥部の位置に対応した撮像位置データを基に良否判定の前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、撮像位置をライン状に測定する手段として撮像位置測定用のエリアセンサを備え、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のエリアセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置をライン状に算出することを特徴とする。
【００３２】
請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、撮像位置測定用のエリアセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の中心をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の中心を求める方法が反射光の輝度分布の最大値あるいは重心を算出する方法であることを特徴とする。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項１０の発明において、撮像位置測定用のエリアセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の端部をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の端部を求める方法が反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置とする方法であることを特徴とする。
【００３４】
請求項１３の発明は、請求項９の発明において、撮像位置をライン状に測定する手段が被検査物の画像データより撮像位置を算出する方法であることを特徴とする。
【００３５】
請求項１４の発明は、請求項９乃至１３のいずれかの発明において、測定された撮像位置データに低周波通過フィルタ処理し、低周波通過処理後の撮像位置データをもとに良否判定の前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする。
【００３８】
請求項１５の発明は、請求項１乃至１４のいずれかの発明において、濃淡欠陥または凹凸欠陥を判定する欠陥識別手段を備え、検出された欠陥部の種類を欠陥識別手段により判定し、欠陥識別手段により出力された濃淡欠陥，凹凸欠陥ごとに予め実験により求められた撮像位置と濃淡欠陥または凹凸欠陥の反射光の光量分布の関係を基に濃淡欠陥または凹凸欠陥の良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施例の構成を図１に示し、その処理の流れを図２に示す。
本実施例は回転駆動系により駆動される円筒状被検査物（１−１）、被検査物（１−１）を照明するライン状光源（１−２）、ライン状光源（１−２）の円筒状被検査物（１−１）表面での反射光を検査画像データとして撮像するラインセンサカメラ（１−３）、被検査物（１−１）の回転ブレを計測する変位計（１−４）および入力され検査画像データを処理し、欠陥の良否を判定する画像処理部により構成される。
【００４０】
本来、回転ブレの無い理想的な状態では被検査物（１−１）、ライン状光源（１−２）およびラインセンサカメラ（１−３）の相対的な位置関係は変化せず欠陥検出の感度を一定に維持することができる。しかし、実際には被検査物（１−１）の精度のばらつきや被検査物（１−１）を保持する保持機構や被検査物（１−１）を回転させる駆動系などの精度上の問題により回転ブレは発生してしまう。また、このような光学系で微小突起など極めて小さい凹凸を検出するためにラインセンサカメラ（１−３）の撮像位置は被検査物（１−１）をライン状光源（１−２）で照明した反射光の正反射成分と散乱光成分の境界部に設定するが、この境界部は反射光量の変化が大きく、回転ブレが発生すると期待する検出感度を得ることができない。つまり、本実施例の場合では変位計（１−４）の示す被検査物（１−１）の変位により検出感度が変化してしまう。
【００４１】
そこで、予め図３に示すような欠陥の特徴量と撮像位置の関係を測定しておくことにより、被検査物（１−１）において回転ブレが発生した場合でも図３に示す関係から欠陥の特徴量を補正し検出感度を一定に保つことができる。具体的な流れとしては円筒状の被検査物（１−１）はライン状光源（１−２）に照明され、被検査物（１−１）を軸を中心に回転させ、その回転と同期して、被検査物（１−１）表面の反射光をラインセンサカメラ（１−３）により逐次入力することにより被検査物の表面の状態を示す検査画像データとして取り込むとともに、被検査物（１−１）の回転ブレを変位計（１−４）により撮像位置データとして取り込む。次に画像処理部により欠陥の位置および特徴量を算出し、欠陥の位置より該当する変位データより欠陥部の撮像位置を求める。次に図３に示す欠陥の特徴量と撮像位置の関係より特徴量を補正後、欠陥の良否を判定する。
【００４２】
また、本実施例は撮像位置をポイントで計測している請求項２に示す実施例であり、ポイントで撮像位置を得る手段として変位計を使用する請求項３に示す実施例である。ここで撮像位置をポイントで得る手段として図４に示すように撮像位置をポイントで測定する手段が画像入力用のラインセンサと直交する位置に撮像位置測定用のラインセンサ（４−３）を備え、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のラインセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置を算出することもできる（請求項４）。
【００４３】
ここで被検査物表面における反射光の分布から撮像位置を算出するには図５に示すように正反射光成分の中心（５−ａ）を求める方法（請求項５）や正反射光成分と散乱光成分の境界部（５−ｂ）を求める方法（請求項６）がある。反射光成分の重心や最大値などにより正反射光成分の中心（５−ａ）を求めることができ、検査の基準位置を正反射光成分とした凹凸検査などに有効である。反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置を求めることにより正反射光成分と散乱光成分の境界部（５−ｂ）を求めることができ、基準位置を正反射光成分と散乱光成分の境界部とした濃淡欠陥と凹凸欠陥を同時に検査する場合に有効である。
【００４４】
また本実施例では撮像位置のポイント計測用に変位計をひとつ使用しているが被検査物（１−１）の軸方向に複数の変位計を設置し、被検査物（１−１）の倒れなどを考慮し撮像位置測定を高精度にすることも可能である。この場合、複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物（１−１）の検査画像データ上の領域ごとに対応する撮像位置データを基に良否判定のための特徴量を補正する方法（請求項７）や被検査物の画像データ上の欠陥部の座標を算出し、複数の撮像位置データより欠陥部の座標における撮像位置を算出し、算出された欠陥部の撮像位置を基に良否判定のための特徴量を補正する方法（請求項８）がある。
【００４５】
本発明の第２の実施例の構成を図６に処理の流れを図７に示す。
本実施例は回転駆動系により駆動される円筒状被検査物（６−１）、被検査物（６−１）を照明するライン状光源（６−２）、ライン状光源（６−２）の円筒状被検査物（６−１）表面での反射光を検査画像データとして撮像するラインセンサカメラ（６−３）、被検査物（６−１）上の反射光の分布を撮像する撮像位置計測用のエリアセンサカメラ（６−４）および入力され検査画像データを処理し、欠陥の良否を判定する画像処理部により構成される。
【００４６】
具体的な流れとしては円筒状の被検査物（６−１）はライン状光源（６−２）に照明され、被検査物（６−１）を軸を中心に回転させ、その回転と同期して、被検査物（６−１）表面の反射光をラインセンサカメラ（６−３）により逐次入力することにより被検査物の表面の状態を示す検査画像データとして取り込むとともに、被被検査物（６−１）上の反射光の分布を撮像する撮像位置計測用のエリアセンサカメラ（６−４）の出力から撮像位置を算出する。次に画像処理部により欠陥の周方向および軸方向の位置および特徴量を算出するとともに、撮像位置計測用のエリアセンサカメラ（６−４）の出力から該当する欠陥座標の撮像位置データを求める。ここで実施例１の場合と同様に次に図３に示す欠陥の特徴量と撮像位置の関係より特徴量を補正後、欠陥の良否を判定する。ここで撮像位置計測用のエリアセンサカメラ（６−４）の出力から撮像位置を求める方法としては実施例１のポイントで測定する手段が画像入力用のラインセンサと直交する位置の撮像位置測定用ラインセンサ（４−３）である場合と同様に、被検査物表面における反射光の分布から撮像位置を算出するには図５に示すように周方向の正反射光成分の中心（５−ａ）を求める方法（請求項１１）や正反射光成分と散乱光成分の境界部（５−ｂ）を求める方法（請求項１２）がある。
【００４７】
また、先の実施例では撮像位置計測のために特別に変位計やエリアセンサカメラなどを設置したが、被検査物の検査画像データより撮像位置を算出する方法（請求項１３）もある。ここで検査画像データより撮像位置を求める方法としては該当する座標あるいはその周辺の画像輝度から撮像位置を求めることが可能である。また、撮像位置を求める手段としてどの方法を採用した場合においても、測定された撮像位置データに低周波通過フィルタ処理し、低周波通過処理後の撮像位置データをもとに良否判定の特徴量を補正することで画像入力時のノイズや被検査物状の欠陥部の影響を受けずに高精度に欠陥を検出することが可能となる（請求項１４）。
【００４８】
また、本発明では検出する欠陥が濃淡欠陥の場合には特に被検査物の位置ズレに起因する平均の輝度の変化の影響を受けずに高精度な欠陥検出が可能となる。一方、凹凸欠陥である場合は、被検査物の位置ズレに起因するラインセンサが検出する正反射成分と散乱光成分の比率の変動の影響を受けずに高精度な欠陥検出が可能となる。また、濃淡欠陥や凹凸欠陥など複数の種類の欠陥を検出する場合には、欠陥の種類を判別する欠陥識別手段を備え、検出された欠陥部の種類を欠陥識別手段により判定し、欠陥識別手段により出力された欠陥の種類ごとに予め実験により求められた撮像位置と欠陥の特徴量の関係を基に欠陥の良否判定のための特徴量を補正することで欠陥の種類に対応した高精度な欠陥検査が可能となる（請求項１５）。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように請求項１の発明によれば、ラインセンサによる撮像時の被検査物上におけるラインセンサの撮像位置を測定し、予め実験により求められた被検査物上におけるラインセンサの撮像位置と濃淡欠陥または凹凸欠陥の反射光の光量の関係を基に濃淡欠陥または凹凸欠陥の良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することで被検査物の位置ズレの影響を受けずに欠陥の検出感度を一定に維持し、簡単な構成で高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５０】
請求項２の発明によれば、撮像位置をポイントで測定する手段を備え、被検査物の移動と同期して１次元の撮像位置データを測定し、１次元撮像位置データを処理することにより算出した被検査物上の欠陥部の副走査方向の位置に対応した撮像位置を基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することで被検査物全体の位置ズレの影響を受けずに欠陥の検出感度を一定に維持し、簡単な構成で高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５１】
請求項３の発明によれば、撮像位置をポイントで測定する手段が変位計により被検査物の表面の変位を計測し、測定された被検査物表面の変位データをもって撮像位置とすることで簡単な構成で高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５２】
請求項４の発明によれば、撮像位置をポイントで測定する手段として画像入力用のラインセンサと直交する位置に撮像位置測定用のラインセンサを備え、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のラインセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置を算出することで被検査物全体の位置ズレに起因する反射光分布の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５３】
請求項５の発明によれば、撮像位置測定用のラインセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の中心をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の中心を求める方法が反射光の輝度分布の最大値あるいは重心を算出する方法であることで被検査物全体の位置ズレに起因する反射光分布、特に正反射光成分の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５４】
請求項６の発明によれば、撮像位置測定用のラインセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の端部をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の端部を求める方法が反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置とする方法であることで被検査物全体の位置ズレに起因する反射光分布、特に正反射光成分境界部の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５５】
請求項７の発明によれば、複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物の画像データ上の領域ごとに対応する撮像位置データを基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することで領域ごとに適切に特徴量を補正する高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５６】
請求項８の発明によれば、複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物の画像データ上の欠陥部の座標を算出し、複数の撮像位置データより欠陥部の撮像位置を算出し、算出された欠陥部の撮像位置を基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することで欠陥の位置に対応して適切に特徴量を補正する高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５７】
請求項９の発明によれば、撮像位置をライン状に測定する手段を備え、被検査物の移動と同期して２次元の撮像位置データを測定し、２次元撮像位置データを処理することにより算出した被検査物上の欠陥部の位置に対応した撮像位置データを基に良否判定の前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することで欠陥の位置に対応して適切に特徴量を補正する高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５８】
請求項１０の発明によれば、撮像位置をライン状に測定する手段が撮像位置測定用のエリアセンサであり、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のエリアセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置をライン状に算出することで被検査物の位置ズレに起因する反射光分布の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００５９】
請求項１１の発明によれば、撮像位置測定用のエリアセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の中心をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の中心を求める方法が反射光の輝度分布の最大値あるいは重心を算出する方法であることで被検査物の位置ズレに起因する反射光分布、特に正反射光成分境界部の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００６０】
請求項１２の発明によれば、撮像位置測定用のエリアセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の端部をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の端部を求める方法が反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置とする方法であることで被検査物の位置ズレに起因する反射光分布、特に正反射光成分境界部の変動の影響を受けない高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００６１】
請求項１３の発明によれば、撮像位置をライン状に測定する手段が被検査物の画像データより撮像位置を算出する方法であることで特に撮像位置を測定するための入力装置などを必要としない簡易な方法で高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００６２】
請求項１４の発明によれば、測定された撮像位置データに低周波通過フィルタ処理し、低周波通過処理後の撮像位置データをもとに良否判定の前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することで画像入力時のノイズや被検査物状の欠陥部の影響を受けずに高精度な欠陥検出を実現することができる。
【００６３】
請求項１５の発明によれば、濃淡欠陥または凹凸欠陥を判定する欠陥識別手段を備え、検出された欠陥部の種類を欠陥識別手段により判定し、欠陥識別手段により出力された濃淡欠陥，凹凸欠陥ごとに予め実験により求められた撮像位置と濃淡欠陥または凹凸欠陥の反射光の光量分布の関係を基に濃淡欠陥または凹凸欠陥の良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することで欠陥の種類に対応した高精度な欠陥検出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】第１の実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】第１の実施例における撮像位置と欠陥の特徴量の関係を示すグラフである。
【図４】第１の実施例における被検査物と光源とラインセンサカメラの配置を示す図である。
【図５】第１の実施例における周方向の座標と画像輝度の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。
【図７】第２の実施例の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
（１−１） 円筒状被検査物
（１−２） ライン状光源
（１−３） ラインセンサカメラ
（１−４） 変位計
（４−３） 撮像位置測定用ラインセンサ
（５−ａ） 正反射光成分の中心
（５−ｂ） 正反射光成分と散乱光成分の境界部
（６−１） 円筒状被検査物
（６−２） ライン状光源
（６−３） ラインセンサカメラ
（６−４） 撮像位置計測用のエリアセンサカメラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection technique for inspecting a product by taking an image of the product and processing the obtained image data. For example, the present invention relates to an automatic visual inspection of a photosensitive drum used in a copying machine, a laser printer, or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a “surface layer defect detection device” as a method for detecting defects such as minute irregularities using a line sensor (see Patent Document 1). This is to make the visual field of the line sensor the boundary part of the bright line by the line light source.
There is another “surface defect detection device” (see Patent Document 2). In this method, the relative position between the inspection object and the line sensor is kept constant by moving the line sensor.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2712940
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-122841
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the former has a problem that the detection sensitivity cannot be kept constant because the field of view changes depending on the rotational shake and the initial position of the inspection object in the actual inspection.
Further, the latter has a problem that a mechanism for moving the line sensor is required and the mechanism becomes complicated.
[0005]
Therefore, in order to solve the above-described problem, in the invention of claim 1, the imaging position of the line sensor on the inspection object is measured, and the defect position is determined based on the relationship between the imaging position and the feature amount of the defect obtained in advance through experiments. The purpose is to realize high-precision defect detection with a simple configuration by correcting the feature quantity for pass / fail judgment to maintain the defect detection sensitivity constant without being affected by the positional deviation of the inspection object. To do.It is another object of the present invention to realize highly accurate defect detection that is not affected by fluctuations in the amount of reflected light caused by positional deviation of the inspection object because the defect to be detected is a grayscale defect. In addition, since the defect to be detected is a concavo-convex defect, high-accuracy defect detection that is not affected by fluctuations in the ratio between the specular reflection component and the scattered light component detected by the line sensor due to the positional deviation of the inspection object is realized. For the purpose.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a means for measuring the imaging position with a point, the one-dimensional imaging position data is measured in synchronization with the movement of the object to be inspected, and the inspected is calculated by processing the two-dimensional image data Defects on the object are not affected by the positional deviation of the entire inspection object by correcting the feature values for pass / fail judgment based on the imaging position corresponding to the position of the defective part in the sub-scanning direction. It is an object of the present invention to maintain a constant detection sensitivity and realize highly accurate defect detection with a simple configuration.
[0007]
In the invention of
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, a line sensor for measuring the imaging position is provided at a position orthogonal to the line sensor for image input as means for measuring the imaging position with a point, and the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected is measured. High accuracy without being affected by fluctuations in the distribution of reflected light caused by positional deviation of the entire inspection object by calculating the imaging position from the input distribution of reflected light on the surface of the inspection object. The purpose is to realize accurate defect detection.
[0009]
In the invention of
[0010]
In the invention of claim 6, the edge of the specular reflection component in the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected input from the line sensor for measuring the imaging position is used as imaging position data, and the specular reflection component in the reflected light distribution The method of obtaining the edge of the reflected light is a position where the reflected light has a predetermined luminance or a position where the reflected light has a predetermined change rate, so that the reflected light caused by the positional deviation of the entire object to be inspected. An object of the present invention is to realize highly accurate defect detection that is not affected by fluctuations in the distribution, particularly the regular reflection light component boundary.
[0011]
In the invention of claim 7, the imaging position is measured at a plurality of locations, and the feature quantity for pass / fail judgment is corrected based on the imaging position data corresponding to each area on the image data of the object to be inspected. An object of the present invention is to realize highly accurate defect detection that appropriately corrects a feature amount.
[0012]
In the invention of claim 8, the imaging position is measured at a plurality of locations, the coordinates of the defective portion on the image data of the inspection object are calculated, and the imaging position of the defective portion is calculated from the plurality of imaging position data. It is an object of the present invention to realize high-accuracy defect detection that corrects a feature value appropriately in accordance with a defect position by correcting a feature value for pass / fail judgment based on the imaging position of the defective portion.
[0013]
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a means for measuring the imaging position in a line shape, measuring the two-dimensional imaging position data in synchronization with the movement of the inspection object, and processing the two-dimensional image data. High accuracy that corrects the feature amount appropriately according to the position of the defect by correcting the feature amount of the pass / fail judgment based on the imaging position data corresponding to the position of the defect portion with the feature amount of the defect portion on the inspection object The purpose is to realize accurate defect detection.
[0014]
In the invention of claim 10, the means for measuring the imaging position in a line is an area sensor for measuring the imaging position, and the distribution of the reflected light on the surface of the inspection object is input by the area sensor for measuring the imaging position. By calculating the imaging position from the reflected light distribution on the surface of the inspected object in a line, it is possible to realize highly accurate defect detection that is not affected by fluctuations in the reflected light distribution caused by the positional deviation of the inspected object Objective.
[0015]
In the invention of claim 11, the center of the specular reflection component in the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected inputted from the area sensor for measuring the imaging position is used as the imaging position data, and the specular reflection component in the reflected light distribution is obtained. The method of obtaining the center is the method of calculating the maximum value or the center of gravity of the reflected light luminance distribution, so that it is not affected by the reflected light distribution caused by the displacement of the object to be inspected, especially the fluctuation of the regular reflected light component boundary. The purpose is to realize highly accurate defect detection.
[0016]
In the invention of claim 12, the edge of the specular reflection component in the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected input from the area sensor for measuring the imaging position is used as the imaging position data, and the specular reflection component in the reflected light distribution The method for obtaining the edge of the reflected light is a position where the reflected light has a predetermined luminance or a position where the reflected light has a predetermined change rate, and the reflected light distribution resulting from the positional deviation of the object to be inspected. In particular, it is an object of the present invention to realize highly accurate defect detection that is not affected by fluctuations in the regular reflection light component boundary.
[0017]
In the invention of claim 13, since the means for measuring the imaging position in a line form is a method for calculating the imaging position from the image data of the object to be inspected, it is not particularly necessary to have an input device for measuring the imaging position. An object of the present invention is to realize highly accurate defect detection by a simple method.
[0018]
According to the fourteenth aspect of the present invention, low frequency pass filter processing is performed on the measured imaging position data, and noises at the time of image input are corrected by correcting the feature values for pass / fail judgment based on the imaging position data after the low frequency pass processing. An object of the present invention is to realize highly accurate defect detection without being affected by an inspection object-like defect portion.
[0021]
Claim15In this invention, the defect identification means for determining the type of defect is provided, the type of the detected defect portion is determined by the defect identification means, and the image obtained in advance by experiment for each type of defect output by the defect identification means An object of the present invention is to realize highly accurate defect detection corresponding to the type of defect by correcting the feature amount for determining the quality of the defect based on the relationship between the position and the feature amount of the defect.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 includes line-shaped illumination means for irradiating the inspection object with line-shaped reference light, and a line sensor for inputting reflected light from the surface of the inspection object, The surface of the inspection object moving relative to the line illumination means and the line sensor is irradiated with line light by the line illumination means, and the reflected light is synchronized with the movement of the inspection object by the line sensor. Images are sequentially captured and input as two-dimensional image data on the surface of the inspection object, and the two-dimensional image data is processed to detect defects on the inspection object.Reflected light intensity distributionIn the defect inspection method for determining the quality of the inspection object by calculatingWhen imaging with the line sensorThe imaging position of the line sensor on the object to be inspected is measured and obtained in advance through experiments.The line sensor on the inspection objectImaging position andShading defect or uneven defectofReflected light intensityBased on the relationshipShading defect or uneven defectFor pass / fail judgmentLight amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorIt is characterized by correcting.
[0023]
The invention of claim 2 comprises, in the invention of claim 1, a means for measuring the imaging position with a point, and measures one-dimensional imaging position data in synchronization with the movement of the inspection object,1D imaging position dataOn the inspected object calculated by processingLack ofPass / fail judgment based on the imaging position corresponding to the position of the recess in the sub-scanning directionThe light quantity distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensor forIt is characterized by correcting.
[0024]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the means for measuring the imaging position with a point measures the displacement of the surface of the inspection object using a displacement meter, and the imaging position is obtained by using the measured displacement data of the surface of the inspection object. It is characterized by.
[0025]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a line sensor for measuring the imaging position is provided at a position orthogonal to the line sensor for image input as means for measuring the imaging position with a point, and the reflection on the surface of the inspection object. The light distribution is input by a line sensor for measuring an imaging position, and the imaging position is calculated from the input distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected.
[0026]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, the center of the specularly reflected light component in the distribution of reflected light on the surface of the inspection object input from the line sensor for measuring the imaging position is used as imaging position data, and the reflected light thereof. The method of obtaining the center of the regular reflection light component in the distribution is a method of calculating the maximum value or the center of gravity of the luminance distribution of the reflected light.
[0027]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the end of the specularly reflected light component in the distribution of the reflected light on the surface of the inspection object input from the line sensor for measuring the imaging position is used as imaging position data, and the reflection thereof. The method for obtaining the end portion of the specularly reflected light component in the light distribution is a method in which the brightness of the reflected light is a predetermined brightness or the brightness of the reflected light is a predetermined change rate.
[0028]
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the imaging position is measured at a plurality of locations, and the pass / fail judgment is made based on the imaging position data corresponding to each area on the image data of the inspection object. ForLight amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorIt is characterized by correcting.
[0029]
The invention of claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the imaging position is measured at a plurality of locations, the coordinates of the defect portion on the image data of the inspection object are calculated, and the plurality of imaging position data Based on the calculated imaging position of the defective part, the imaging position of the defective part is calculated.Light amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorIt is characterized by correcting.
[0030]
The invention of claim 9 comprises the means for measuring the imaging position in a line shape in the invention of claim 1, and measures the two-dimensional imaging position data in synchronization with the movement of the inspection object,Two-dimensional imaging position dataOn the inspected object calculated by processingLack ofPass / fail judgment based on imaging position data corresponding to the position of the recessLight amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorIt is characterized by correcting.
[0031]
According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the invention, an imaging position measuring area sensor is provided as means for measuring the imaging position in a line shape, and the reflected light distribution on the surface of the object to be inspected is measured. The imaging position is calculated in the form of a line from the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected, which is input by a sensor.
[0032]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect of the present invention, the center of the regular reflection light component in the distribution of the reflected light on the surface of the inspection object input from the area sensor for measuring the imaging position is used as the imaging position data, and the reflected light thereof. The method of obtaining the center of the regular reflection light component in the distribution is a method of calculating the maximum value or the center of gravity of the luminance distribution of the reflected light.
[0033]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention of the tenth aspect, an end portion of the specular reflection light component in the distribution of the reflected light on the surface of the inspection object inputted from the area sensor for measuring the imaging position is used as imaging position data, and the reflection thereof. The method for obtaining the end portion of the specularly reflected light component in the light distribution is a method in which the brightness of the reflected light is a predetermined brightness or the brightness of the reflected light is a predetermined change rate.
[0034]
According to a thirteenth aspect of the invention, in the ninth aspect of the invention, the means for measuring the imaging position in a line is a method for calculating the imaging position from the image data of the object to be inspected.
[0035]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the ninth to thirteenth aspects, the measured imaging position data is subjected to low-frequency pass filter processing, and pass / fail judgment is performed based on the imaging position data after the low-frequency pass processing.Light amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorIt is characterized by correcting.
[0038]
Claim15According to the invention of any one of claims 1 to 14,Shading defect or uneven defectA defect identification unit for determining the type of the detected defect portion by the defect identification unit and output by the defect identification unitDensity defect, uneven defectThe imaging position obtained by experiment in advanceShading defect or uneven defectofReflected light intensity distributionBased on the relationshipShading defect or uneven defectFor pass / fail judgmentLight amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorIt is characterized by correcting.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The configuration of the first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, and the processing flow is shown in FIG.
In this embodiment, a cylindrical inspection object (1-1) driven by a rotational drive system, a line light source (1-2) for illuminating the inspection object (1-1), and a line light source (1-2). A line sensor camera (1-3) that captures reflected light on the surface of the cylindrical inspection object (1-1) as inspection image data, and a displacement meter (1) that measures rotational blur of the inspection object (1-1) -4) and an image processing unit that processes the input inspection image data and determines the quality of the defect.
[0040]
Originally, in an ideal state where there is no rotation blur, the relative positional relationship between the inspection object (1-1), the line-shaped light source (1-2), and the line sensor camera (1-3) does not change, and defect detection is possible. Sensitivity can be kept constant. However, in reality, the accuracy of the inspection object (1-1) varies in accuracy, the holding mechanism for holding the inspection object (1-1), the drive system for rotating the inspection object (1-1), etc. Rotation blur occurs due to problems. Further, in order to detect extremely small irregularities such as minute protrusions with such an optical system, the imaging position of the line sensor camera (1-3) illuminates the inspection object (1-1) with a line light source (1-2). The boundary portion between the specular reflection component and the scattered light component of the reflected light is set, but the boundary portion has a large change in the amount of reflected light, and the detection sensitivity expected to cause rotational blur cannot be obtained. That is, in this embodiment, the detection sensitivity changes due to the displacement of the inspection object (1-1) indicated by the displacement meter (1-4).
[0041]
Therefore, by measuring the relationship between the defect feature amount and the imaging position as shown in FIG. 3 in advance, even if rotational blurring occurs in the inspection object (1-1), the defect is determined from the relationship shown in FIG. It is possible to correct the feature amount and keep the detection sensitivity constant. As a specific flow, the cylindrical inspection object (1-1) is illuminated by the line light source (1-2), and the inspection object (1-1) is rotated around the axis and synchronized with the rotation. Then, the reflected light from the surface of the inspection object (1-1) is sequentially input by the line sensor camera (1-3) to capture as inspection image data indicating the state of the surface of the inspection object, and the inspection object ( The rotation blur of 1-1) is captured as imaging position data by the displacement meter (1-4). Next, the position and feature amount of the defect are calculated by the image processing unit, and the imaging position of the defective portion is obtained from the corresponding displacement data from the position of the defect. Next, after correcting the feature amount from the relationship between the feature amount of the defect and the imaging position shown in FIG. 3, the quality of the defect is determined.
[0042]
Further, this embodiment is an embodiment shown in claim 2 in which the imaging position is measured by a point, and is an embodiment shown in
[0043]
Here, in order to calculate the imaging position from the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected, as shown in FIG. 5, a method for obtaining the center (5-a) of the specularly reflected light component (Claim 5) and the specularly reflected light component and There is a method (claim 6) for obtaining the boundary (5-b) of the scattered light component. The center (5-a) of the specularly reflected light component can be obtained from the center of gravity of the reflected light component, the maximum value, and the like, which is effective for inspection of unevenness using the reference position of the inspection as the specularly reflected light component. By obtaining the position where the brightness of the reflected light is a predetermined brightness or the position where the brightness of the reflected light is at a predetermined rate of change, the boundary portion (5-b) between the regular reflected light component and the scattered light component can be obtained, This is effective when simultaneously inspecting a grayscale defect and a concavo-convex defect with the reference position as a boundary between a specularly reflected light component and a scattered light component.
[0044]
In this embodiment, one displacement meter is used for measuring the point of the imaging position. However, a plurality of displacement meters are installed in the axial direction of the inspection object (1-1), and the inspection object (1-1) It is also possible to make the imaging position measurement highly accurate in consideration of tilting and the like. In this case, the imaging position is measured at a plurality of locations, and the feature quantity for pass / fail judgment is corrected based on the imaging position data corresponding to each area on the inspection image data of the inspection object (1-1) ( Claim 7) and the coordinates of the defective portion on the image data of the inspection object are calculated, the imaging position at the coordinates of the defective portion is calculated from a plurality of imaging position data, and the pass / fail is determined based on the calculated imaging position of the defective portion There is a method (Claim 8) for correcting a feature amount for determination.
[0045]
The configuration of the second embodiment of the present invention is shown in FIG. 6, and the flow of processing is shown in FIG.
In this embodiment, a cylindrical inspection object (6-1) driven by a rotational drive system, a line light source (6-2) for illuminating the inspection object (6-1), and a line light source (6-2). Line sensor camera (6-3) for imaging reflected light on the surface of the cylindrical inspection object (6-1) as inspection image data, and imaging for imaging the distribution of reflected light on the inspection object (6-1) An area sensor camera (6-4) for position measurement and an image processing unit that processes input inspection image data and determines the quality of the defect are configured.
[0046]
As a specific flow, the cylindrical inspection object (6-1) is illuminated by the line-shaped light source (6-2), and the inspection object (6-1) is rotated around the axis and synchronized with the rotation. Then, the reflected light from the surface of the inspection object (6-1) is sequentially input by the line sensor camera (6-3), and taken in as inspection image data indicating the state of the surface of the inspection object, and the inspection object (6-1) The imaging position is calculated from the output of the area sensor camera (6-4) for measuring the imaging position that images the reflected light distribution on the image. Next, the image processing unit calculates the circumferential and axial positions and feature amounts of the defect, and obtains imaging position data of the corresponding defect coordinates from the output of the area sensor camera (6-4) for imaging position measurement. Here, as in the case of the first embodiment, after the feature amount is corrected based on the relationship between the feature amount of the defect and the imaging position shown in FIG. Here, as a method for obtaining the imaging position from the output of the area sensor camera (6-4) for imaging position measurement, the means for measuring at the point of the first embodiment is used for measuring the imaging position at a position orthogonal to the line sensor for image input. As in the case of the line sensor (4-3), in order to calculate the imaging position from the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected, as shown in FIG. 5, the center (5-a ) (Claim 11) and a method (claim 12) for obtaining the boundary (5-b) between the specularly reflected light component and the scattered light component.
[0047]
In the previous embodiment, a displacement meter, an area sensor camera, and the like are specially installed for measuring the imaging position. However, there is a method for calculating the imaging position from the inspection image data of the inspection object (claim 13). Here, as a method of obtaining the imaging position from the inspection image data, it is possible to obtain the imaging position from the corresponding coordinates or the image brightness around the coordinates. Regardless of which method is used as a means for obtaining the imaging position, the measured imaging position data is subjected to low-frequency pass filter processing, and the feature quantity for pass / fail judgment is obtained based on the imaging position data after the low-frequency pass processing. By correcting the defect, it becomes possible to detect the defect with high accuracy without being affected by noise at the time of image input or the defect part of the inspection object (claim 14).
[0048]
Further, in the present invention, when the defect to be detected is a gray defect, it is possible to detect the defect with high accuracy without being affected by the change in the average luminance caused by the positional deviation of the inspection object.TheOn the other hand, in the case of uneven defects, it is possible to detect defects with high accuracy without being affected by fluctuations in the ratio between the specular reflection component and the scattered light component detected by the line sensor due to the displacement of the inspection object.TheIn addition, in the case of detecting a plurality of types of defects such as light and dark defects and uneven defects, a defect identification unit for determining the type of the defect is provided, and the type of the detected defect portion is determined by the defect identification unit, and the defect identification unit For each type of defect output by, by correcting the feature quantity for defect quality determination based on the relationship between the imaging position and the feature quantity of the defect obtained in advance by experiments, high accuracy corresponding to the defect type Defect inspection is possible (claims)15).
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention of claim 1,When imaging with a line sensorThe imaging position of the line sensor on the object to be inspected is measured and obtained in advance through experiments.The line sensor on the inspection objectImaging position andShading defect or uneven defectofReflected light intensityBased on the relationshipShading defect or uneven defectFor pass / fail judgmentLight amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorBy correcting the above, it is possible to maintain the defect detection sensitivity constant without being affected by the positional deviation of the inspection object, and to realize highly accurate defect detection with a simple configuration.
[0050]
According to the invention of claim 2, it comprises means for measuring the imaging position with a point, and measures one-dimensional imaging position data in synchronism with the movement of the inspection object,1D imaging position dataOn the inspected object calculated by processingLack ofPass / fail judgment based on the imaging position corresponding to the position of the recess in the sub-scanning directionThe light quantity distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensor forBy correcting, it is possible to maintain the defect detection sensitivity constant without being affected by the positional deviation of the entire inspection object, and to realize highly accurate defect detection with a simple configuration.
[0051]
According to the invention of
[0052]
According to the fourth aspect of the present invention, the imaging position measuring line sensor is provided at a position orthogonal to the image input line sensor as means for measuring the imaging position by the point, and the distribution of reflected light on the surface of the inspection object is imaged. Input by the position measurement line sensor and calculate the imaging position from the input distribution of reflected light on the surface of the inspection object, so that it is not affected by fluctuations in the distribution of reflected light caused by positional deviation of the entire inspection object Highly accurate defect detection can be realized.
[0053]
According to the invention of
[0054]
According to the invention of claim 6, the edge of the specular reflection component in the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected input from the line sensor for measuring the imaging position is used as the imaging position data, and the regular reflection in the reflected light distribution is obtained. The method for obtaining the edge of the light component is a method in which the reflected light has a predetermined luminance or a position where the reflected light has a predetermined change rate, resulting in a positional shift of the entire inspection object. It is possible to realize highly accurate defect detection that is not affected by fluctuations in the reflected light distribution, particularly the regular reflected light component boundary.
[0055]
According to the seventh aspect of the present invention, the imaging positions are measured at a plurality of locations, and pass / fail judgment is performed based on the imaging position data corresponding to each area on the image data of the inspection object.Light amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorBy correcting the above, it is possible to realize highly accurate defect detection that appropriately corrects the feature amount for each region.
[0056]
According to the invention of claim 8, the imaging position is measured at a plurality of locations, the coordinates of the defective portion on the image data of the inspection object are calculated, the imaging position of the defective portion is calculated from the plurality of imaging position data, Based on the calculated imaging position of the defective part,Light amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorBy correcting the above, it is possible to realize highly accurate defect detection that appropriately corrects the feature amount corresponding to the position of the defect.
[0057]
According to the invention of claim 9, comprising means for measuring the imaging position in a line shape, measuring two-dimensional imaging position data in synchronization with the movement of the inspection object,Two-dimensional imaging position dataOn the inspected object calculated by processingLack ofPass / fail judgment based on imaging position data corresponding to the position of the recessLight amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorBy correcting the above, it is possible to realize highly accurate defect detection that appropriately corrects the feature amount corresponding to the position of the defect.
[0058]
According to the invention of claim 10, the means for measuring the imaging position in a line is an area sensor for imaging position measurement, and the distribution of the reflected light on the surface of the inspection object is input by the area sensor for imaging position measurement, Realizes high-accuracy defect detection that is not affected by fluctuations in the distribution of reflected light caused by positional deviation of the inspection object by calculating the imaging position in a line from the distribution of reflected light on the surface of the inspection object that has been input be able to.
[0059]
According to the eleventh aspect of the present invention, the center of the specular reflected light component in the distribution of the reflected light on the surface of the object to be inspected input from the area sensor for measuring the imaging position is used as the imaging position data, and the specular reflected light in the reflected light distribution. The method of calculating the center of the component is the method of calculating the maximum value or the center of gravity of the reflected light luminance distribution, so that the reflected light distribution caused by the displacement of the inspection object, especially the effect of fluctuations in the regular reflected light component boundary High-accuracy defect detection can be realized.
[0060]
According to the twelfth aspect of the present invention, the edge of the specularly reflected light component in the distribution of the reflected light on the surface of the object to be inspected input from the area sensor for measuring the imaging position is used as the imaging position data, and the regular reflection in the reflected light distribution is performed. Reflection due to positional deviation of the object to be inspected because the method of obtaining the edge of the light component is a method in which the reflected light has a predetermined luminance or a position where the reflected light has a predetermined change rate. It is possible to realize highly accurate defect detection that is not affected by fluctuations in the light distribution, particularly the regular reflection light component boundary.
[0061]
According to the invention of claim 13, since the means for measuring the imaging position in a line is a method for calculating the imaging position from the image data of the inspection object, an input device for measuring the imaging position is particularly required. It is possible to realize highly accurate defect detection by a simple method that does not.
[0062]
According to the fourteenth aspect of the present invention, low frequency pass filter processing is performed on the measured imaging position data, and pass / fail judgment is performed based on the imaging position data after the low frequency passing processing.Light amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorBy correcting the above, it is possible to realize highly accurate defect detection without being affected by noise at the time of image input or the defect part of the inspection object.
[0063]
According to the invention of claim 15,Shading defect or uneven defectA defect identification unit for determining the type of the detected defect portion by the defect identification unit and output by the defect identification unitDensity defect, uneven defectThe imaging position obtained by experiment in advanceShading defect or uneven defectofReflected light intensity distributionBased on the relationshipShading defect or uneven defectFor pass / fail judgmentLight amount distribution of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensorBy correcting the above, it is possible to realize highly accurate defect detection corresponding to the type of defect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a process flow of the first embodiment.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an imaging position and a feature amount of a defect in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement of an object to be inspected, a light source, and a line sensor camera in the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between circumferential coordinates and image luminance in the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a process flow of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
(1-1) Cylindrical object to be inspected
(1-2) Line light source
(1-3) Line sensor camera
(1-4) Displacement meter
(4-3) Line sensor for imaging position measurement
(5-a) Center of specular reflection component
(5-b) Boundary portion between specularly reflected light component and scattered light component
(6-1) Cylindrical object to be inspected
(6-2) Line light source
(6-3) Line sensor camera
(6-4) Area sensor camera for imaging position measurement
Claims (15)
前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上におけるラインセンサの撮像位置を測定し、予め実験により求められた被検査物上におけるラインセンサの撮像位置と濃淡欠陥または凹凸欠陥の反射光の光量の関係を基に濃淡欠陥または凹凸欠陥の良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする欠陥検査方法。A line-shaped illumination means for irradiating the inspection object with a line-shaped reference light, and a line sensor for inputting reflected light from the surface of the inspection object, and the object moved relative to the line-shaped illumination means and the line sensor. The surface of the inspection object is irradiated with line-shaped light by a line-shaped illumination means, and the reflected light is sequentially captured by a line sensor in synchronization with the movement of the inspection object, and input as two-dimensional image data of the surface of the inspection object. In the defect inspection method for determining the quality of the inspection object by calculating the light amount distribution of the reflected light of the defect portion on the inspection object by processing the two-dimensional image data,
The imaging position of the line sensor on the inspection object at the time of imaging by the line sensor is measured, and the relationship between the imaging position of the line sensor on the inspection object obtained in advance by experiment and the amount of reflected light of the grayscale defect or uneven defect A defect inspection method, comprising: correcting a light amount distribution of reflected light on an object to be inspected at the time of imaging by the line sensor for determining whether a density defect or a concavo-convex defect is good or bad based on the above .
撮像位置をポイントで測定する手段を備え、被検査物の移動と同期して１次元の撮像位置データを測定し、１次元撮像位置データを処理することにより算出した被検査物上の欠陥部の副走査方向の位置に対応した撮像位置を基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 1,
Comprising means for measuring the imaging position at a point in synchronization with the movement of the object to measure the one-dimensional imaging position data, defect portions of the test Butsujo calculated by treating the 1-dimensional imaging position data A defect inspection method comprising correcting a light amount distribution of reflected light on an inspection object at the time of imaging by the line sensor for quality determination based on an imaging position corresponding to a position in the sub-scanning direction.
撮像位置をポイントで測定する手段が変位計により被検査物の表面の変位を計測し、測定された被検査物表面の変位データをもって撮像位置とすることを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 2,
A defect inspection method, characterized in that means for measuring an imaging position with a point measures a displacement of the surface of the inspection object with a displacement meter, and uses the measured displacement data of the surface of the inspection object as an imaging position.
撮像位置をポイントで測定する手段として画像入力用のラインセンサと直交する位置に撮像位置測定用のラインセンサを備え、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のラインセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置を算出する方法であることを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 2,
As a means to measure the imaging position with points, a line sensor for imaging position measurement is provided at a position orthogonal to the line sensor for image input, and the distribution of reflected light on the surface of the inspection object is input by the line sensor for imaging position measurement. A defect inspection method, which is a method of calculating an imaging position from an input distribution of reflected light on the surface of an inspection object.
撮像位置測定用のラインセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の中心をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の中心を求める方法が反射光の輝度分布の最大値あるいは重心を算出する方法であることを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 4,
A method for obtaining the center of the specular reflection component in the reflected light distribution in the reflected light distribution on the surface of the inspection object input from the imaging position measurement line sensor and obtaining the center of the specular reflected light component in the reflected light distribution is reflected light. A defect inspection method, characterized in that it is a method for calculating the maximum value or the center of gravity of the luminance distribution.
撮像位置測定用のラインセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の端部をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の端部を求める方法が反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置とする方法であることを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 4,
There is a method for obtaining the edge of the specular reflection light component in the reflected light distribution by using the edge of the specular reflection light component in the distribution of the reflected light on the surface of the inspection object input from the line sensor for imaging position measurement as the imaging position data. A defect inspection method, characterized in that the method is a position where the brightness of the reflected light is a predetermined brightness or a position where the brightness of the reflected light is a predetermined change rate.
複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物の画像データ上の領域ごとに対応する撮像位置データを基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to any one of claims 1 to 6,
The imaging position is measured at a plurality of locations, and the amount of reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensor for determining pass / fail based on the imaging position data corresponding to each area on the image data of the inspection object A defect inspection method characterized by correcting the distribution .
複数の箇所で撮像位置を測定し、被検査物の画像データ上の欠陥部の座標を算出し、複数の撮像位置データより欠陥部の撮像位置を算出し、算出された欠陥部の撮像位置を基に良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to any one of claims 1 to 6,
The imaging position is measured at a plurality of locations, the coordinates of the defective part on the image data of the inspection object are calculated, the imaging position of the defective part is calculated from the plurality of imaging position data, and the calculated imaging position of the defective part is calculated. A defect inspection method, comprising correcting a light amount distribution of reflected light on an inspection object at the time of imaging by the line sensor for quality determination.
撮像位置をライン状に測定する手段を備え、被検査物の移動と同期して２次元の撮像位置データを測定し、２次元撮像位置データを処理することにより算出した被検査物上の欠陥部の位置に対応した撮像位置データを基に良否判定の前記ラインセンサによる撮像時の 被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 1,
Comprising means for measuring the imaging position in a line shape, and measure the movement in synchronization with the two-dimensional image pickup position data of the object to be inspected, absence of the test Butsujo calculated by processing the two-dimensional imaging position data Recessed A defect inspection method for correcting a light amount distribution of reflected light on an inspection object at the time of imaging by the line sensor for pass / fail determination based on imaging position data corresponding to a position of a part.
撮像位置をライン状に測定する手段として撮像位置測定用のエリアセンサを備え、被検査物表面における反射光の分布を撮像位置測定用のエリアセンサにより入力し、入力された被検査物表面における反射光の分布から撮像位置をライン状に算出することを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 9,
As a means for measuring the imaging position in a line, an area sensor for measuring the imaging position is provided, and the distribution of reflected light on the surface of the inspection object is input by the area sensor for measuring the imaging position, and the reflection on the surface of the inspection object is input. A defect inspection method, wherein an imaging position is calculated in a line form from a light distribution.
撮像位置測定用のエリアセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の中心をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の中心を求める方法が反射光の輝度分布の最大値あるいは重心を算出する方法であることを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 10,
A method for obtaining the center of the specular reflected light component in the reflected light distribution in the distribution of reflected light on the surface of the inspection object input from the area sensor for measuring the imaging position and obtaining the center of the specular reflected light component in the reflected light distribution is reflected light. A defect inspection method, characterized in that it is a method for calculating the maximum value or the center of gravity of the luminance distribution.
撮像位置測定用のエリアセンサより入力された被検査物表面の反射光の分布における正反射光成分の端部をもって撮像位置データとし、その反射光分布における正反射光成分の端部を求める方法が反射光の輝度が所定の輝度である位置あるいは反射光の輝度が所定の変化率となる位置とする方法であることを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 10,
There is a method in which the edge of the specular reflection component in the distribution of reflected light on the surface of the object to be inspected input from the area sensor for measuring the imaging position is used as imaging position data, and the end of the specular reflection component in the reflected light distribution is obtained. A defect inspection method, characterized in that the method is a position where the brightness of the reflected light is a predetermined brightness or a position where the brightness of the reflected light is a predetermined change rate.
撮像位置をライン状に測定する手段が被検査物の画像データより撮像位置を算出する方法であることを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to claim 9,
A defect inspection method, wherein the means for measuring the imaging position in a line is a method for calculating the imaging position from image data of an object to be inspected.
測定された撮像位置データに低周波通過フィルタ処理し、低周波通過処理後の撮像位置データをもとに良否判定の前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to any one of claims 9 to 13,
Low-pass filter processing is performed on the measured imaging position data, and the light quantity distribution of the reflected light on the inspection object at the time of imaging by the line sensor for pass / fail judgment is corrected based on the imaging position data after the low-frequency pass processing. A defect inspection method characterized by that.
濃淡欠陥または凹凸欠陥を判定する欠陥識別手段を備え、検出された欠陥部の種類を欠陥識別手段により判定し、欠陥識別手段により出力された濃淡欠陥，凹凸欠陥ごとに予め実験により求められた撮像位置と濃淡欠陥または凹凸欠陥の反射光の光量分布の関係を基に濃淡欠陥または凹凸欠陥の良否判定のための前記ラインセンサによる撮像時の被検査物上の反射光の光量分布を補正することを特徴とする欠陥検査方法。The defect inspection method according to any one of claims 1 to 14,
It is equipped with a defect identification means for determining density defects or uneven defects, and the type of detected defect is determined by the defect identification means, and imaging obtained in advance by experiments for each of the density defects and uneven defects output by the defect identification means correcting the light intensity distribution of the reflected light on the object to be inspected at the time of imaging by the line sensor for the quality determination of the gray defects or irregular defect on the basis of the relationship between the light intensity distribution of the reflected light of the position and gray defects or irregular defect Defect inspection method characterized by
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