JP4355064B2 - Periodic pattern inspection method and apparatus - Google Patents

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【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、周期的に形成された開口のような周期性パターンが形成された、カラーテレビのブラウン管に用いられるシャドウマスク、アパーチャグリル等の製品の検査に適用して好適な、周期性パターンの検査方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
周期的に形成された開口のような周期性パターンが形成された、カラーテレビのブラウン管に用いられるシャドウマスク、アパーチャグリル等の製品(周期性パターン製品)についてパターンムラ等の欠陥を検査する技術としては、例えば特開平6−229736号公報に開示されているような、CCDカメラ等のエリアセンサカメラで製品を画像入力し、その入力画像に基づいて周期性パターンを検査するものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにエリアセンサを用いて検査する場合には、周期性パターン製品を静止させた状態で画像入力しなければならないため、該製品を連続的に移動させながら検査することができず、それ故に検査能率が低いという問題があった。
【0004】
そこで、本出願人は、特願平10-280709号により、ラインセンサカメ ラと光源の間に、周期性パターン製品を移動させると共に、ラインセンサカメラを所定のスキャンレートで走査して該製品の透過光像を製品画像として入力し、該製品画像に基づいて周期性パターンを検査することにより、周期性パターン製品を連続的に移動させながら、その周期性パターンを検査することができるようにした技術を既に提案している。
【0005】
ここで、図13に要部構成を示した提案済みの周期性パターンの検査装置について詳述する。
【0006】
この検査装置は、ラインセンサカメラ10と、該カメラ10に対向配置された蛍光灯(線状光源)12と、同カメラ10と蛍光灯12の間にシャドウマスク等の周期性パターン製品である検査対象物Wを移動させる搬送手段である上流側と下流側の各ベルトコンベア14A、14Bと、前記ラインセンサカメラ10を所定のスキャンレートで走査して、移動する検査対象物Wの透過光をワーク(製品)画像として入力し、該ワーク画像に基づいて周期性パターンを検査するために画像処理する画像処理装置16とを備えており、又、上記ラインセンサカメラ10と蛍光灯12との間には該蛍光灯12からの照射光を均一にするための拡散板18が配設されている。
【0007】
前記上流側ベルトコンベア14Aと下流側ベルトコンベア14Bは、検査対象物Wを矢印方向に搬送すると共に、両者間には矢印で示した搬送方向に直行する間隙が形成され、該間隙を通して前記蛍光灯12からの照明光が前記ラインセンサカメラ10に照射可能になっている。
【0008】
ここでは、図示は省略するが、前記ラインセンサカメラ10が、搬送方向に直交する方向に素子が一列に配設され、同方向に所定のスキャンレートで1回走査(スキャン)することにより、1ライン分の画像を取り込むことができるCCD(Charge Coupled Device)ラインセンサで構成されている。そして、前記蛍光灯12は、上記ラインセンサカメラ10の走査方向に平行に配設されている。
【0009】
上記ラインセンサカメラ10について詳述すると、このカメラ10はスタートパルスに同期して走査が開始され、1ライン分の画像の取り込みが開始されるが、この画像取り込みを入力する画像に必要とされるライン数分繰り返すことにより、1画面分の画像が構成される。ラインセンサカメラ10のスキャンレートは、このスタートパルスが繰り返される間隔を意味し、最初のスタートパルスで開始される走査により、それまで蓄積された電荷がCCDに転送されると、次のスタートパルスまで露光が継続されるようになっており、従って、スタートパルス間隔、即ちスキャンレートを変更することにより、蓄積される光の量を調整することができるようになっている。なお、ラインセンサカメラ10の最大スキャンレートは、1スキャン(走査)当りの最小必要時間で最高ビデオ周波数と画素数により決定される。高速スキャンを必要とする場合は、最高ビデオ周波数が高く、画素数の少ない機種ほど速くスキャンすることができる。
【0010】
又、前記画像処理装置16が、検査対象物Wが存在しない状態で、前記ラインセンサカメラ10を、飽和受光量以下のスキャンレートで走査して光源画像を入力し、該光源画像に対する前記ワーク画像の透過率画像を作成し、該透過率画像を用いて前記周期性パターンを検査する機能を有している。この機能については後に詳述する。
【0011】
前記提案済み検査装置により、検査を開始するにあたり、予め以下の準備を行う。
【0012】
まず、検査対象物Wが、図13に示したようにラインセンサカメラ10と蛍光灯12の間に位置する状態で、該カメラ10を走査した場合にワーク画像を最適に撮像できるようにそのスキャンレートを設定する。
【0013】
具体的には、入力画像データをAD変換した後、0〜255の256階調で表示する場合であれば、受光量が飽和して階調値255以上にならない範囲で、しかもできるだけ大きな階調値になるようにスキャンレートを設定する。最適なスキヤンレート、即ち走査間隔が決まったならば、作成されるワーク画像が目標のアスペクト比(縦横比)になるように、検査対象物Wの移動速度、即ち同期して回転する上流側と下流側のベルトコンベア14A、14Bによる搬送速度を調整し、その値に設定する。
【0014】
ところで、上記条件で撮像されるワーク画像には、蛍光灯12自体に場所による光強度のムラがあると、それに起因するシェーディングが含まれることになり、しかもこのムラは経時的に変化する。そこで、ここでは、光源に起因する誤検査を防止するために、予め光源自体を撮像して光源画像を作成し、該光源画像に対する上記ワーク画像の比を基に透過率画像を作成し、該画像を用いてシャドウマスクの周期性パターンを検査する。この透過率画像について簡単に説明すると、試料(シャドーマスク)の無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ラインセンサの暗電流を表す画像データをIoとすると、試料上の点の透過率TはT=(I−Io)/(I1−Io)として計算できる。ここで、I,Io,I1は対応する位置の画素データであり、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。
【0015】
但し、光源画像を作成する場合は、シャドウマスクを撮像してワーク画像を入力する場合と同一の撮像条件では、画像入力することはできない。その理由は、図14(A)、(B)にそれぞれ検査対象物Wが無い場合と有る場合の同一光源からの照射光量の大きさを矢印の太さで概念的に示したように、検査対象物Wに形成されている周期性開口(周期性パターン)の開口率が、シャドウマスクであれば、例えば15〜30%と低いため、これが無い場合のラインセンサカメラ10の受光量は、有る場合の約5倍になる。そのため、同一条件で画像入力すると、CCDラインセンサの電荷が飽和して、真白な画像になり、光源のムラを撮像できないことになる。
【0016】
そこで、ここでは、透過率画像の作成に使用する光源画像を入力する際、前記図13に相当する図15の斜視図に示したように、検査対象物Wが存在しない状態で、前記ラインセンサカメラ10を、その各素子に光電変換により蓄積される電荷が飽和する飽和受光量以下のスキャンレートで、即ちワーク画像を入力する場合の、例えば5倍高速のスキャンレートで走査して入力し、それを光源画像とする。この光源画像を撮像するためのスキャンレートが決定されたなら、該光源画像は、例えばワーク画像を撮像する直前に1スキャン分だけ入力し、それをメモリに保存するだけでよい。ワーク画像の大きさに相当する光源画像が必要であれば、保存されている画像データを該ワーク画像の走査数分繰り返す(コピーする)ことにより作成することができる。
【0017】
次に、前述した方法で、ワーク画像及び光源画像をそれぞれ適切に入力可能な遅いスキャンレート(A)及び速いスキャンレート(B)が決定されたならば、この両スキャンレートを用いて行う、本実施形態による検査動作を、図16のフローチャートを参照して説明する。
【0018】
まず、検査対象物Wが搬送されてくる前に、ラインセンサカメラ10のスキャンレートを速くし、スキャンレート(B)に設定して光源画像を入力し、その1走査分の画像データをメモリに保存する(ステップ31)。
【0019】
次いで、スキャンレートを遅くし、スキャンレート(A)に設定し直し、上流側ベルトコンベア14Aにより一定速度で検査対象物Wが搬送されてきたら、その先頭位置から尾端位置まで該スキャンレート(A)の一定の間隔で撮像し、全体をワーク画像として画像入力する(ステップ32)。
【0020】
そして、各走査毎のワーク画像の画像データを上記光源画像の画像データ(対応する画素毎の画素値)で除算して透過率画像を作成し、これを基に周期性パターンの検査を行う(ステップ33)。その後、次の検査を行う場合は上記ステップに戻り、以上の動作を繰り返す(ステップ34)。このようにすることにより、検査対象物Wを移動させながら、正確に検査することができる。
【0021】
以上詳述した如く、提案済の検査装置によれば、検査対象物Wを画像入力するために、静止させる必要がないので、検査装置のタクトタイムを短くすることができ、又、検査対象を移動させながら画像入力することができるため、大きな製品をも確実に検査することができる等の優れた利点がある。
【0022】
しかしながら、以上詳述した提案済み検査装置を用いる周期性パターンの検査技術では、精度の高い検査をするためには、正確な透過率画像を作成する必要があり、そのためには経時的に変化する光源光を撮像して最新の光源画像を入力することが重要となることから、以下のような新たな問題があることが明らかになった。
【0023】
例えば、前記図13に相当する図17に示すように、二点鎖線で示す矩形範囲に周期性パターンPが形成された複数の検査対象物Wを、搬送効率を上げるために前後に隙間が生じないように連結して搬送する場合には、ラインセンサカメラ10により光源12を直接撮像することができないことになり、光源画像を入力することができない。この問題は、図示は省略するが、枠体からなる搬送用ホルダカセット(搬送用部材)に、所定の大きさの検査対象物Wを載置し、該カセットを連結して搬送する場合にも同様に生じる。因みに、この場合は、カセットが図16の検査対象物Wであるとすると、検査対象物は二点鎖線で示したパターンPに相当することになる。
【0024】
又、図18に示すように、検査対象物Wが二点鎖線の矩形範囲に当る周期性パターンPが所定の間隔(周期)で形成された連続形状で、矢印で示した長さ方向に搬送される場合も同様に、光源12を直接撮像することができない。このように、光源画像を入力することができない場合には、前記提案済み技術による透過率画像に基づく検査そのものができないことになるという新たな問題が生じる。
【0025】
本発明は、上記のような新たな問題点を解決するべくなされたもので、所定形状の検査対象物若しくはそれを載置した搬送用部材を連結した状態で、又は連続形状の検査対象物を、光源とラインセンサカメラの間に移動させながら検査する場合でも、光源画像を確実に入力することができることから、透過率画像に基づいて高精度の検査を行うことができる周期性パターンの検査方法及び装置を提供することを課題とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周期性パターンの検査方法において、ラインセンサカメラと光源の間に、周期性パターン製品を移動させながら、該ラインセンサカメラを走査して該製品の透過光像を製品画像として入力すると共に、前記周期性パターン製品が存在しない状態で、前記ラインセンサカメラを走査して光源画像を入力し、該光源画像に対する前記製品画像の透過率画像を作成し、該透過率画像を用いて前記周期性パターンを検査する周期性パターンの検査方法であって、前記周期性パターン製品のパターン非形成部分に、その移動方向に直交する幅方向にスリットを形成し、該スリットを通して前記ラインセンサカメラによりスリット光源画像を入力し、該スリット光源画像を複数ライン分配列して前記光源画像を作成することにより、前記課題を解決したものである。
【0027】
本発明は、又、周期性パターンの検査方法において、ラインセンサカメラと光源の間に、周期性パターン製品を移動させながら、該ラインセンサカメラを走査して該製品の透過光像を製品画像として入力すると共に、前記周期性パターン製品が存在しない状態で、前記ラインセンサカメラを走査して光源画像を入力し、該光源画像に対する前記製品画像の透過率画像を作成し、該透過率画像を用いて前記周期性パターンを検査する周期性パターンの検査方法であって、前記周期性パターン製品が移動方向に所定長さで形成され、該製品を搬送用部材で保持して移動させると共に、該搬送用部材の製品非保持部分に、その移動方向に直交する幅方向にスリットを形成し、該スリットを通して前記ライセンサカメラによりスリット光源画像を入力し、該スリット光源画像を複数ライン分配列して前記光源画像を作成することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【0028】
本発明は、又、周期性パターンの検査装置において、ラインセンサカメラと、該カメラに対向配置された光源と、同カメラと光源の間に周期性パターン製品を移動させる搬送手段と、前記ラインセンサカメラを走査して、移動する周期性パターン製品の透過光像を製品画像として入力するとともに、前記周期性パターン製品が存在しない状態で、前記ラインセンサカメラを走査して光源画像を入力し、該光源画像に対する前記製品画像の透過率画像を作成し、該透過率画像を用いて前記周期性パターンを検査する画像処理手段とを備えている周期性パターンの検査装置であって、前記ラインセンサカメラによる画像入力タイミングを決定するために、移動する前記周期性パターン製品を検知するタイミングセンサが設置され、前記画像処理手段が、前記タイミングセンサから入力される検知信号に基づいて、前記周期性パターン製品のパターン非形成部分に、その移動方向に直交する幅方向に形成されているスリットを通して、前記ラインセンサカメラによりスリット光源画像を入力すると共に、該スリット光源画像を複数ライン分配列して前記光源画像を作成する機能を有するようにしたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【0029】
即ち、本発明においては、周期性パターン製品のパターン非形成部分にスリットを形成し、該スリットからラインセンサカメラにより光源画像を入力できるようにしたので、所定長さの周期性パターン製品を隙間なく連結して移動させながら検査する場合でも、又は連続形状の周期性パターン製品を連続的に移動させながら検査する場合でも、確実に光源画像を入力することができるため、透過率画像に基づいて周期性パターンを高精度に検査することができる。
【0030】
又、本発明においては、所定の長さの周期性パターン製品を搬送用部材で保持して移動させながら検査する場合でも、該搬送用部材の製品非保持部分に形成したスリットを通して光源画像を入力することができるようにしたので、同様に、周期性パターンを高精度に検査することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0032】
図1は、本発明に係る一実施形態の周期性パターンの検査装置の要部構成を示す概略斜視図である。
【0033】
本実施形態の検査装置は、移動されてくる検査対象物(周期性パターン製品)Wを所定位置で検知するタイミングセンサ20が設置され、該センサ20からの検知信号と、予め入力されている後述する画像入力条件等の情報に基づいて、ワーク(製品)画像や光源画像を入力するタイミングを決定する演算を画像処理装置16で実行すると共に、該処理装置16により設定されたタイミングでそれぞれの画像を入力し、作成される透過率画像を元に周期性パターンを検査する制御を行うようにしている。
【0034】
このタイミングセンサ20としては、図2(A)に示したような、LEDや半導体レーザ等の光源からなる投光器20Aと、これに対向して配置された受光器20Bとを有する光電センサを用いることができる。この場合、検査対象物Wには、予めタイミング検知用の貫通孔Hを所定位置に形成しておく。こうすることにより、上記対象物Wが搬送されてきて、上記受光器20Bが、投光器20Aからの光束が遮断されているOFF状態から、図のように貫通孔Hを通して入射されるON状態になった時に出力される信号を基準に、タイミングを決定することができる。
【0035】
又、タイミングセンサ20としては、同図(B)に示すように、CCDエリアセンサカメラ20Cと、そのコントローラ20Dとを備えた構成とし、検査対象物Wの所定位置にコントラストの高い色で予め付けておいた特定形状のタイミングマークMが、該カメラ20Cの視野に入った特に出力がONとなるようにし、その時点を基準に決定するようにしてもよい。
【0036】
本実施形態の検査装置は、以上のような要部構成とした以外は、前記図13に示した提案済の検査装置と実質的に同一である。従って、ここでは共通する機能についての説明は省略する。
【0037】
本実施形態における、検査対象物Wは、図3(A)にその一部を示すように、前記図18に示したものと同様に二点鎖線の矩形で範囲を示した周期性パターンPが、一点鎖線で示した周期で形成されている連続した帯状体として形成されている。このような連続形状の検査対象画像Wを前記検査装置で検査する場合は、パターンPについての透過光画像(ワーク画像)は入力できるが、光源12そのものを画像入力することができない。
【0038】
そこで、本実施形態では、図中斜線を付して示した検査対象物Wのパターン非形成部分を光源画像撮像エリアArとし、該エリアに同図(B)に拡大して示したようにスリット(貫通孔)SLを形成し、該スリットSLを通してラインセンサカメラ10により光源12を画像入力できるようにしている。
【0039】
以下、このスリットSLについて詳述する。このスリットSLの幅方向長さは、パターンPの全体にわたって正確な透過率画像を作成するために、該パターンPの幅に相当する破線で示した幅を越えるようにすることが重要であり、同図(C)に拡大して示したように、スリット幅LHはラインセンサカメラ10の副走査方向の分解能以上、即ち1画素分以上あれば任意である。又、その長さ方向端部はコーナー部分にRをつけた半円状にしても、二点鎖線で示した矩形としてもよい。
【0040】
又、図4に示すように、上記スリットSLは検査対象物Wの長さ方向に対して一点鎖線で示すパターン形成周期毎に1本ずつ設ける全幅連続形成としている。このようにスリットSLを連続形成することにより、周期性パターンを画像入力する毎に光源画像を入力することができるため、常に正確な透過率画像を作成することができる。但し、スリットSLは、パターンPの周期毎に設ける連続形成に限らず、図示は省略するが2以上の周期毎に設ける全幅不連続形成としてもよいことは言うまでもない。
【0041】
又、上記検査対象物Wに形成するスリットとしては、図5に示すように部分幅連続形状としてもよい。これは、前記図4に示した全幅のスリットSLに対し、それを実質上1/3の長さの部分幅で形成すると共に、各部分幅のスリットSL1〜SL3を、一点鎖線で示したパターン形成周期毎に、同幅分ずつずらして形成しており、このようにすることにより、3周期毎に全幅分の光源画像を入力することができる。なお、ここでは3周期で完全に全幅分の光源画像が入力できるようにするために、部分幅のスリットSL1〜SL3は、破線で示したように、それぞれ端部で一部がオーバーラップするように形成されている。
【0042】
このような部分幅連続形状とすることにより、一定の周期間隔で光源画像を入力できるため、同様に正確な透過率画像を作成することができ、しかも、幅方向の一部にしか貫通孔が形成されていないので、薄い板状の検査対象物Wであっても、その強度が低下することを防止できる利点もある。但し、部分幅スリットは、上記のような周期毎の連続形状に限らず、前記全幅の場合と同様に、1周期以上の間隔を隔てて形成する不連続形状であってもよい。
【0043】
次に、本実施形態の作用を、図6に示したフローチャートに従って説明する。
【0044】
まず、ステップ1でパラメータを設定する。ここでは、パラメータとして、(1)製品の大きさ(幅や長さ)、(2)スリットのタイプ(全幅/部分幅、連続/不連続)、(3)部分幅の場合のスリットの分割数、(4)不連続の場合のスリットの形成周期等の画像入力条件を決定する。
【0045】
次いで、前記提案済みの検査の場合と同様に、製品(ワーク)画像用のスキャンレートを設定し(ステップ2)、画像入力用の前記タイミングセンサ20からの信号が入力されると、製品画像の撮像を行う(ステップ3、4)。
【0046】
前記ステップでパラメータとしてスリットが1周期毎に形成されていることを意味する連続が設定されている(ステップ5でYES)の場合には、前記提案済み検査の場合と同様に光源画像用のスキャンレートに設定(変更)し(ステップ6)、前記タイミングセンサ20からの信号入力をまって光源画像を撮像し、それが終了したら前記ステップ2に戻る(ステップ7、8)。
【0047】
一方、上記ステップ5で連続が設定されていない、即ちスリットが各周期毎に形成されていない不連続と判定された場合には、ステップ9で光源画像を撮像するタイミングか否か、即ちこの段階で所定位置にスリットが有るか無いかを判定し、無し(NO)の場合は、ステップ3に戻って次の製品画像を撮像し、有り(YES)の場合は、連続の場合と同様にステップ6〜8に従って光源画像を撮像する。なお、ステップ9の判定では、撮像のタイミングであることを、パラメータ設定してあるスリットの周期をカウントして決めたり、前記ステップ3のタイミングセンサ20からの信号入力と同時に毎回スリットの有無を伝送して決めたりするようになっている。
【0048】
前記ステップ6〜8で光源画像を撮像する場合は、確実に光源を撮像するためにスリット位置の近傍で数スキャンライン分ずつ画像入力する。そして、図7に手順を示したように、1スキャン分のライン画像を単位に、各ライン画像について幅方向への輝度の投影処理を行い(ステップ11)、その複数のライン画像をそれぞれ投影した中で、投影結果(全画素分の輝度の和)が最大値である座標を検出し(ステップ12)、その座標の1スキャン分のライン画像を光源画像作成用のスリット光源画像とする。
【0049】
図8(A)には、上記のようにスリットを中心にスキャニングして入力した複数ライン分の画像のイメージを、又、その右側(B)が各ラインの画像について輝度値を合計した投影結果を示した。この例の場合は、輝度の最大値が上から5番目のラインであることから、このラインの画像を同図(C)に示したようにスリット光源画像とする。即ち、最も明るいラインをスリットの中央で撮影したラインと判断して取出し、それをスリット光源画像としている。
【0050】
次に、以上のようにして入力されたスリット光源画像を用いて透過率画像を計算するための光源画像の作成方法を説明する。その第1は、一括全幅上書方式である。これは、上記のように作成したスリット光源画像を製品(ワーク)画像の大きさと実質上同一になるように繰り返して計算用の光源画像を作成するが、その光源画像を製品画像を入力する毎に全て新しいスリット光源画像により置き換えていくものである。
【0051】
いま、t番目の周期に形成されている周期性パターン部分を、便宜上製品tの如く表記するとともに、そのスリット光源画像をtを付記した細い長方形(バー)で表すとすると、図9にこの作成方法のイメージを示したように、製品t−1のスリット光源画像で全体が作成されている同図(A)に示した光源画像を、同図(B)に示すように1つ後の製品tのスリット光源画像により一括で置き換える方法である。因みに、ここでは、tは今回を、t−1は前回を意味する。
【0052】
第2は、一括全幅平均方式であり、これは、図示は省略するが、前記図9に示したように、製品t−1のスリット光源画像を製品tの新たなものに置き換えるのではなく、同図(B)の製品tのスリット光源画像を、全て製品t−1と製品tの両画像の平均:{(t−1)+t}/2の画像データで置き換え、前回の情報を残すようにする方法である。
【0053】
第3は、逐次全幅上書き方式であり、これは図10(A)に示すように、光源画像全体を、1ラインずつ異なる製品で撮像したスリット光源画像を順次配列して作成するようにし、更新する際には同図(B)に示すように1番古い製品t−nのスリット光源画像を最新の製品tのスリット光源画像に置き換えることにより順次更新して作成する方法である。但し、この逐次方式の場合、検査開始直後では、1画面分の光源画像を入力できないので、(1)最初は一時的に一括方式を採用するか、(2)それ以前の最新の光源画像を保存しておき、その画像を逐次更新するようにするか、場合によっては(3)1画面が構成されるのを待って検査を行うという対応が必要になる。
【0054】
第4は、一括の場合と同様に、対象のスリット光源画像を、図10(B)のように製品tのスリット光源画像ようにするのではなく、それまでの製品t−nのスリット光源画像と新しい製品tのスリット光源画像の平均:{(t−n)+t}/2の画像データで置き換える方法である。
【0055】
第5は、一括部分上書き方式である。全体の光源画像は、図11(A)に示すように、縦方向に3分割されたスリット光源画像で構成されている。これは、製品t−1の光源画像を示しており、製品t−3、t−2のスリット光源画像と組合せて作成されている。製品tの光源画像は、同図(B)に示すように、一番古い製品t−3のスリット光源画像を最新のtのデータで一括変更して作成する。
【0056】
第6は一括部分平均方式であり、これは前記図8で説明した全幅の場合と同様に、図11(B)における製品tのスリット光源画像を{(t−3)+t}/2の画像データで置き換える方法である。
【0057】
第7は、逐次部分上書き方式であり、3分割の例を図12に示す。便宜上、この図(A)、(B)には更新した製品t−1と製品t−nを更新した製品tのスリット光源画像のみを明示し、他は省略してある。
【0058】
第8は、逐次部分平均方式であり、これも前述した全幅の場合と同様で、新しいスリット光源画像が得られたら、それまであった古いものと新しいものの平均データで置き換える方法である。
【0059】
以上詳述した本実施形態によれば、連続形状の検査対象物Wについても、光源画像を入力することができるので、透過率画像を用いた周期性パターンの検査が可能になる。又、スリット(光源画像の撮像エリア)という最小限の空間で光源画像を入力できるので、検査ラインのタクト時間への影響を少なくすることができる。
【0060】
又、スリットの構成を不連続にすることによって、例えば、検査ラインにおいて一定期間中の検査対象物を同一の条件で検査したい場合、その期間の最初もしくは最後にスリットを設けておくことにより、その期間内の検査対象物は全て同一の光源画像(同じ条件)にすることができる。
【0061】
更に、前述した如く、スリットの構成を部分幅にすることにより、スリットが前幅に設けられたことによる強度低下(前後の検査対象物が両端でのみつながっている)を防ぐことができる。
【0062】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0063】
例えば、検査対象は、前記図3を用いて説明したように、所定長さからなるものであってもよい。又、スリットを形成する対象は、検査対象に限らず、所定長さの検査対象を保持する搬送用ホルダカセット等の搬送用部材であってもよい。
【0064】
又、前記実施形態では、スリットが検査対象物の流れ方向に対して後ろ側にあるものを示したが、先頭側にあってもよく、更に部分幅は3分割の場合に限定されない。
【0065】
又、検査対象物としては、前記シャドウマスクに限定されず、同じくカラーテレビ用ブラウン管に用いられるアパーチャグリル、カラー撮像装置用色分解フィルタ、液晶表示パネル用カラーフィルタ、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、レンチキラーレンズ、コーティングシート、カラーシート、偏光シート等の一定の光学的性質、形状を有する単位パターンが1次元方向、あるいは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、あるいは単体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、あるいは無地か無地に近い濃淡の差が小さい均等な光学的性質を有する工業製品を挙げることができる。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、検査対象物又はそれを載置して搬送するための搬送部材を連結した状態で、又は、連続形状の検査対象物を光源とラインセンサカメラの間を通過させて検査する場合でも、光源画像を確実に撮像することができる。従って、光源画像から作成される透過率画像を元に周期性パターンの検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態の周期性パターンの検査装置の要部構成を示す斜視図
【図2】タイミングセンサと、タイミングの決定方法の例を示す説明図
【図3】本発明の特徴を示す説明図
【図4】実施形態に用いられる検査対象物の特徴を示す説明図
【図5】実施形態に用いられる検査対象物の他の特徴を示す説明図
【図6】実施形態の作用を示すフローチャート
【図7】光源画像の作成手順を示すフローチャート
【図8】前記フローチャートに対応する説明図
【図9】一括全幅上書き方式による光源画像の特徴を示す説明図
【図10】逐次全幅上書き方式による光源画像の特徴を示す説明図
【図11】一括部分幅上書き方式による光源画像の特徴を示す説明図
【図12】逐次部分幅上書き方式による光源画像の特徴を示す説明図
【図13】提案済み検査装置の要部構成を示す斜視図
【図14】光源画像とワーク画像を撮像する時の受光量の違いを概念的に示す説明図
【図15】提案済み検査装置の光源画像の撮像状態を示す斜視図
【図16】提案済み検査装置の作用を示すフローチャート
【図17】提案済み検査技術の問題点を示す説明図
【図18】提案済み検査技術の問題点を示す他の説明図
【符号の説明】
10…ラインセンサカメラ
12…蛍光灯
14…ベルトコンベア
14A…上流側ベルトコンベア
14B…下流側ベルトコンベア
20…タイミングセンサ
W…検査対象物
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a periodic pattern suitable for application to inspection of products such as shadow masks and aperture grills used in color television cathode-ray tubes in which periodic patterns such as periodically formed openings are formed. The present invention relates to an inspection method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
As a technique for inspecting defects such as pattern unevenness in products (periodic pattern products) such as shadow masks and aperture grills used in color television cathode-ray tubes, in which periodic patterns such as periodically formed openings are formed. For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-229736, an image of a product is input by an area sensor camera such as a CCD camera and a periodic pattern is inspected based on the input image. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the inspection is performed using the area sensor as described above, since the periodic pattern product must be imaged in a stationary state, the product cannot be inspected while continuously moving the product. Therefore, there was a problem that the inspection efficiency was low.
[0004]
Therefore, according to Japanese Patent Application No. 10-280709, the present applicant moves the periodic pattern product between the line sensor camera and the light source and scans the line sensor camera at a predetermined scan rate. By inputting the transmitted light image as a product image and inspecting the periodic pattern based on the product image, the periodic pattern product can be inspected while continuously moving the periodic pattern product. The technology has already been proposed.
[0005]
Here, the proposed periodic pattern inspection apparatus whose principal part configuration is shown in FIG. 13 will be described in detail.
[0006]
This inspection apparatus is an inspection that is a periodic pattern product such as a shadow mask between the line sensor camera 10, a fluorescent lamp (linear light source) 12 disposed opposite to the camera 10, and the camera 10 and the fluorescent lamp 12. The upstream and downstream belt conveyors 14A and 14B, which are transport means for moving the object W, and the line sensor camera 10 are scanned at a predetermined scan rate, and the transmitted light of the moving inspection object W is transferred to the workpiece. (Product) An image processing device 16 is provided which inputs as an image and performs image processing to inspect a periodic pattern based on the workpiece image. Further, between the line sensor camera 10 and the fluorescent lamp 12 Is provided with a diffusion plate 18 for making the irradiation light from the fluorescent lamp 12 uniform.
[0007]
The upstream belt conveyor 14A and the downstream belt conveyor 14B convey the inspection object W in the direction of the arrow, and a gap perpendicular to the conveyance direction indicated by the arrow is formed between the two, and the fluorescent lamp passes through the gap. Illumination light from 12 can be applied to the line sensor camera 10.
[0008]
Here, although not shown, the line sensor camera 10 is arranged in a row in a direction orthogonal to the transport direction, and scans (scans) once in the same direction at a predetermined scan rate. It is composed of a CCD (Charge Coupled Device) line sensor capable of capturing an image for a line. The fluorescent lamp 12 is arranged in parallel with the scanning direction of the line sensor camera 10.
[0009]
The line sensor camera 10 will be described in detail. The camera 10 starts scanning in synchronization with the start pulse and starts capturing an image for one line. This image capturing is required for an image to be input. By repeating the number of lines, an image for one screen is formed. The scan rate of the line sensor camera 10 means an interval at which the start pulse is repeated. When the charge accumulated so far is transferred to the CCD by the scan started by the first start pulse, until the next start pulse. The exposure is continued, and therefore the amount of accumulated light can be adjusted by changing the start pulse interval, that is, the scan rate. The maximum scan rate of the line sensor camera 10 is determined by the maximum video frequency and the number of pixels in the minimum necessary time per scan. When high-speed scanning is required, a model with a higher maximum video frequency and a smaller number of pixels can be scanned faster.
[0010]
The image processing device 16 inputs the light source image by scanning the line sensor camera 10 at a scan rate equal to or lower than the saturation light receiving amount in the state where the inspection object W is not present, and the work image corresponding to the light source image. A transmittance image is created, and the periodic pattern is inspected using the transmittance image. This function will be described in detail later.
[0011]
When the inspection is started by the proposed inspection apparatus, the following preparations are made in advance.
[0012]
First, when the inspection object W is located between the line sensor camera 10 and the fluorescent lamp 12 as shown in FIG. 13 and the camera 10 is scanned, the scan is performed so that the workpiece image can be optimally captured. Set the rate.
[0013]
Specifically, if the input image data is displayed with 256 gradations of 0 to 255 after AD conversion, the gradation is as large as possible within a range where the received light amount is saturated and the gradation value does not exceed 255. Set the scan rate to a value. When the optimum scan rate, that is, the scanning interval is determined, the moving speed of the inspection object W, that is, the upstream side that rotates in synchronization with the target aspect ratio (aspect ratio) is set so that the created work image has a target aspect ratio (aspect ratio) The conveyance speed by the belt conveyors 14A and 14B on the downstream side is adjusted and set to the value.
[0014]
By the way, if the work image captured under the above conditions has unevenness in the light intensity depending on the location of the fluorescent lamp 12 itself, shading resulting from this will be included, and this unevenness will change over time. Therefore, here, in order to prevent erroneous inspection caused by the light source, a light source image is created in advance by imaging the light source itself, a transmittance image is created based on the ratio of the work image to the light source image, The shadow mask periodic pattern is inspected using the image. Briefly describing this transmittance image, I1 is the image data captured without the sample (shadow mask), I is the image data captured with the sample, and Io is the image data representing the dark current of the CCD line sensor. Then, the transmittance T of the point on the sample can be calculated as T = (I-Io) / (I1-Io). Here, I, Io, and I1 are pixel data at corresponding positions. By performing this for each pixel, transmittance image data that is not affected by shading of the light source and long-term fluctuations can be obtained.
[0015]
However, when creating a light source image, it is not possible to input an image under the same imaging conditions as when a shadow mask is captured and a work image is input. The reason for this is that, as shown in FIGS. 14A and 14B, the magnitude of the amount of light emitted from the same light source when there is no inspection object W and when there is no inspection object is conceptually indicated by the thickness of the arrow. If the aperture ratio of the periodic opening (periodic pattern) formed in the object W is a shadow mask, it is as low as 15 to 30%, for example. About 5 times the case. For this reason, if an image is input under the same conditions, the charge of the CCD line sensor is saturated and a white image is formed, and unevenness of the light source cannot be imaged.
[0016]
Therefore, here, when inputting a light source image to be used for creating a transmittance image, as shown in the perspective view of FIG. 15 corresponding to FIG. The camera 10 is scanned and input at a scan rate equal to or lower than a saturated received light amount at which charges accumulated by photoelectric conversion in each element are saturated, that is, at a scan rate that is, for example, 5 times faster when inputting a work image, Let it be a light source image. If the scan rate for capturing the light source image is determined, the light source image may be input for one scan immediately before capturing the work image, for example, and stored in the memory. If a light source image corresponding to the size of the work image is necessary, the stored image data can be created by repeating (copying) the number of scans of the work image.
[0017]
Next, when the slow scan rate (A) and the fast scan rate (B) at which the work image and the light source image can be appropriately input are determined by the above-described method, the book scan is performed using both scan rates. The inspection operation according to the embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0018]
First, before the inspection object W is conveyed, the scan rate of the line sensor camera 10 is increased, the scan rate (B) is set, a light source image is input, and the image data for one scan is stored in the memory. Save (step 31).
[0019]
Next, the scan rate is decreased, the scan rate (A) is set again, and when the inspection object W is conveyed at a constant speed by the upstream belt conveyor 14A, the scan rate (A ) At regular intervals, and the entire image is input as a work image (step 32).
[0020]
Then, the image data of the work image for each scan is divided by the image data of the light source image (pixel value for each corresponding pixel) to create a transmittance image, and the periodic pattern is inspected based on the transmittance image ( Step 33). Thereafter, when the next inspection is performed, the process returns to the above step and the above operation is repeated (step 34). By doing in this way, it can test | inspect correctly, moving the test object W. FIG.
[0021]
As described in detail above, according to the proposed inspection apparatus, it is not necessary to make the inspection object W stand still in order to input an image, so that the tact time of the inspection apparatus can be shortened, and the inspection object can be reduced. Since the image can be input while being moved, there is an excellent advantage that a large product can be inspected reliably.
[0022]
However, in the periodic pattern inspection technique using the proposed inspection apparatus described in detail above, it is necessary to create an accurate transmittance image in order to perform high-accuracy inspection. Since it is important to capture the light source light and input the latest light source image, it has become clear that there are the following new problems.
[0023]
For example, as shown in FIG. 17 corresponding to FIG. 13, a plurality of inspection objects W in which the periodic pattern P is formed in a rectangular range indicated by a two-dot chain line have gaps in the front and rear in order to increase the conveyance efficiency. When connected and transported in such a manner, the light source 12 cannot be directly imaged by the line sensor camera 10, and a light source image cannot be input. Although this problem is not shown in the drawings, this problem also occurs when an inspection object W having a predetermined size is placed on a transport holder cassette (transport member) made of a frame, and the cassette is connected and transported. It happens in the same way. Incidentally, in this case, if the cassette is the inspection object W in FIG. 16, the inspection object corresponds to the pattern P indicated by the two-dot chain line.
[0024]
In addition, as shown in FIG. 18, the inspection object W is conveyed in the length direction indicated by the arrow in a continuous shape in which the periodic pattern P in which the object W falls within the rectangular range of the two-dot chain line is formed at a predetermined interval (period). Similarly, the light source 12 cannot be directly imaged. As described above, when the light source image cannot be input, a new problem arises that the inspection itself based on the transmittance image by the proposed technique cannot be performed.
[0025]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned new problems. An inspection object having a predetermined shape or a conveyance member on which the inspection object is connected is connected, or an inspection object having a continuous shape is connected. Even when inspecting while moving between the light source and the line sensor camera, since the light source image can be input reliably, the periodic pattern inspection method capable of performing high-precision inspection based on the transmittance image And providing an apparatus.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a periodic pattern inspection method, in which a periodic pattern product is moved between a line sensor camera and a light source, the line sensor camera is scanned, and a transmitted light image of the product is input as a product image. In addition, in a state where the periodic pattern product does not exist, the line sensor camera is scanned to input a light source image, a transmittance image of the product image with respect to the light source image is created, and the transmittance image is used to A periodic pattern inspection method for inspecting a periodic pattern, wherein a slit is formed in a pattern non-formation portion of the periodic pattern product in a width direction perpendicular to the moving direction, and the line sensor camera passes through the slit. By inputting a slit light source image and arranging the slit light source image for a plurality of lines to create the light source image, the problem is solved. It is that persists.
[0027]
In the periodic pattern inspection method, the present invention also scans the line sensor camera while moving the periodic pattern product between the line sensor camera and the light source, and uses the transmitted light image of the product as a product image. In the state where the periodic pattern product does not exist, the line sensor camera is scanned to input a light source image, a transmittance image of the product image with respect to the light source image is created, and the transmittance image is used. A periodic pattern inspection method for inspecting the periodic pattern, wherein the periodic pattern product is formed with a predetermined length in a moving direction, and the product is held and moved by a conveyance member, and the conveyance A slit is formed in the product non-holding part of the product member in the width direction perpendicular to the moving direction, and the slit light source image is input by the licensor camera through the slit. , By creating the light image of the slit light source image a plurality of lines arranged is obtained by solving the above problems as well.
[0028]
The present invention is also directed to a periodic pattern inspection apparatus, a line sensor camera, a light source disposed opposite to the camera, a conveying unit that moves a periodic pattern product between the camera and the light source, and the line sensor. Scanning the camera, inputting a transmitted light image of the moving periodic pattern product as a product image, scanning the line sensor camera in the absence of the periodic pattern product, inputting a light source image, A periodic pattern inspection apparatus comprising: an image processing unit that creates a transmittance image of the product image with respect to a light source image and inspects the periodic pattern using the transmittance image, the line sensor camera A timing sensor for detecting the moving periodic pattern product is installed, and the image processing procedure is determined. Based on a detection signal input from the timing sensor, a slit light source is formed by the line sensor camera through a slit formed in a width direction orthogonal to the moving direction in a pattern non-formation portion of the periodic pattern product. The problem is similarly solved by inputting an image and arranging the slit light source images for a plurality of lines to create the light source image.
[0029]
That is, in the present invention, a slit is formed in the non-patterned portion of the periodic pattern product, and a light source image can be input from the slit by a line sensor camera. Even when inspecting while connecting and moving, or when inspecting while continuously moving periodic pattern products of continuous shape, the light source image can be input reliably, so the period based on the transmittance image Sex patterns can be inspected with high accuracy.
[0030]
Further, in the present invention, even when a periodic pattern product having a predetermined length is held and moved by a conveying member, a light source image is input through a slit formed in a product non-holding portion of the conveying member. Similarly, the periodic pattern can be inspected with high accuracy.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a main configuration of a periodic pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0033]
In the inspection apparatus of the present embodiment, a timing sensor 20 that detects a moving inspection object (periodic pattern product) W at a predetermined position is installed, and a detection signal from the sensor 20 and a pre-input that will be described later. On the basis of information such as image input conditions to be performed, the image processing device 16 performs an operation for determining the timing for inputting a workpiece (product) image and a light source image, and each image is set at the timing set by the processing device 16. , And a control for inspecting the periodic pattern based on the created transmittance image is performed.
[0034]
As the timing sensor 20, as shown in FIG. 2A, a photoelectric sensor having a projector 20A composed of a light source such as an LED or a semiconductor laser, and a light receiver 20B disposed opposite thereto is used. Can do. In this case, a through hole H for timing detection is previously formed in the inspection object W at a predetermined position. By doing so, the object W is transported, and the light receiver 20B changes from the OFF state where the light beam from the projector 20A is blocked to the ON state where the light enters from the through hole H as shown in the figure. The timing can be determined on the basis of the signal output at the time.
[0035]
As shown in FIG. 5B, the timing sensor 20 includes a CCD area sensor camera 20C and a controller 20D, and is attached in advance to a predetermined position of the inspection object W with a high contrast color. The timing mark M having a specific shape may be determined with reference to the time when the output of the camera 20C entering the field of view is turned on.
[0036]
The inspection apparatus according to the present embodiment is substantially the same as the proposed inspection apparatus shown in FIG. Therefore, description of common functions is omitted here.
[0037]
In the present embodiment, the inspection object W has a periodic pattern P whose range is indicated by a two-dot chain line rectangle as shown in FIG. , Formed as a continuous band-like body formed with a period indicated by a one-dot chain line. When such a continuous inspection target image W is inspected by the inspection apparatus, a transmitted light image (work image) for the pattern P can be input, but the light source 12 itself cannot be input.
[0038]
Therefore, in the present embodiment, the pattern non-formation portion of the inspection object W indicated by hatching in the drawing is a light source image capturing area Ar, and a slit is formed in the area as shown in FIG. (Through hole) SL is formed, and the light source 12 can be input by the line sensor camera 10 through the slit SL.
[0039]
Hereinafter, the slit SL will be described in detail. In order to create an accurate transmittance image over the entire pattern P, it is important that the length in the width direction of the slit SL exceeds the width indicated by the broken line corresponding to the width of the pattern P. As shown in the enlarged view (C) of the figure, the slit width LH is arbitrary as long as it is greater than or equal to the resolution of the line sensor camera 10 in the sub-scanning direction, that is, greater than or equal to one pixel. Further, the end in the length direction may be a semicircular shape with R added to the corner portion, or may be a rectangle indicated by a two-dot chain line.
[0040]
Further, as shown in FIG. 4, the slit SL is continuously formed in a full width provided one for each pattern formation period indicated by a one-dot chain line in the length direction of the inspection object W. By continuously forming the slit SL in this way, a light source image can be input every time a periodic pattern is input, so that an accurate transmittance image can always be created. However, the slit SL is not limited to the continuous formation provided for each period of the pattern P, but it is needless to say that the slit SL may be a full width discontinuous formation provided for every two or more periods.
[0041]
The slit formed in the inspection object W may have a continuous partial width as shown in FIG. This is a pattern in which the slit SL having the full width shown in FIG. 4 is formed with a partial width of substantially 1/3, and the slits SL1 to SL3 having the partial widths are indicated by alternate long and short dashed lines. Each formation cycle is shifted by the same width, and in this way, a light source image for the entire width can be input every three cycles. Here, in order to allow the light source image for the entire width to be input completely in three cycles, the partial width slits SL1 to SL3 are partially overlapped at the ends as indicated by broken lines. Is formed.
[0042]
By adopting such a partial width continuous shape, it is possible to input a light source image at a constant periodic interval, so that it is possible to create an accurate transmittance image in the same manner, and there are through holes only in a part of the width direction. Since it is not formed, there is an advantage that even a thin plate-like inspection object W can be prevented from decreasing in strength. However, the partial width slit is not limited to the continuous shape for each period as described above, but may be a discontinuous shape formed with an interval of one period or more as in the case of the full width.
[0043]
Next, the operation of this embodiment will be described according to the flowchart shown in FIG.
[0044]
First, in step 1, parameters are set. Here, as parameters, (1) product size (width and length), (2) slit type (full width / partial width, continuous / discontinuous), and (3) number of slit divisions in the case of partial width (4) Image input conditions such as a slit formation period in the case of discontinuity are determined.
[0045]
Next, as in the case of the proposed inspection, the scan rate for the product (work) image is set (step 2), and when the signal from the timing sensor 20 for image input is input, Imaging is performed (steps 3 and 4).
[0046]
When continuity is set, which means that slits are formed every one cycle as a parameter in the step (YES in step 5), the scan for the light source image is performed as in the case of the proposed inspection. The rate is set (changed) (step 6), the signal input from the timing sensor 20 is input and a light source image is taken, and when this is completed, the process returns to step 2 (steps 7 and 8).
[0047]
On the other hand, if it is determined in step 5 that continuity is not set, i.e., it is determined that the slit is not formed every period, it is determined in step 9 whether or not it is the timing for capturing a light source image, i.e., this stage. To determine whether or not there is a slit at a predetermined position. If NO (NO), the process returns to step 3 to capture the next product image. If YES (YES), the same step as in the continuous case is performed. A light source image is taken according to 6-8. In the determination of step 9, it is determined by counting the slit period set as a parameter to determine that it is the timing of imaging, or the presence / absence of a slit is transmitted each time the signal is input from the timing sensor 20 in step 3 above. To make decisions.
[0048]
When a light source image is captured in steps 6 to 8, images are input for several scan lines in the vicinity of the slit position in order to reliably capture the light source. Then, as shown in the procedure of FIG. 7, the projection processing of the luminance in the width direction is performed for each line image in units of one line of line images (step 11), and each of the plurality of line images is projected. Among them, a coordinate having the maximum projection result (sum of luminance for all pixels) is detected (step 12), and a line image for one scan of the coordinate is set as a slit light source image for light source image creation.
[0049]
FIG. 8A shows a projection result in which the image of a plurality of lines inputted by scanning with the slit as the center as described above, and the right side (B) of the luminance values of the images of each line are summed. showed that. In the case of this example, since the maximum luminance value is the fifth line from the top, the image of this line is a slit light source image as shown in FIG. That is, the brightest line is taken out as a line photographed at the center of the slit, and is taken as a slit light source image.
[0050]
Next, a method of creating a light source image for calculating a transmittance image using the slit light source image input as described above will be described. The first is a batch full width overwriting method. This is because the slit light source image created as described above is repeated so as to be substantially the same as the size of the product (work) image, and a light source image for calculation is created. All are replaced by new slit light source images.
[0051]
Now, if the periodic pattern portion formed in the t-th cycle is represented as a product t for convenience, and the slit light source image is represented by a thin rectangle (bar) with t added thereto, FIG. As shown in the image of the method, the light source image shown in FIG. 5A, which is created entirely by the slit light source image of the product t-1, is the next product as shown in FIG. This is a method of replacing all at once by the slit light source image of t. Incidentally, here, t means this time and t-1 means the previous time.
[0052]
The second is a batch full width average method, which is not shown in the figure, but does not replace the slit light source image of the product t-1 with a new one of the product t, as shown in FIG. The slit light source image of the product t in FIG. 5B is replaced with the average image data of both the product t-1 and the product t: {(t-1) + t} / 2, and the previous information is left. It is a method to make.
[0053]
The third is a sequential full width overwriting method, which updates the entire light source image by sequentially arranging slit light source images captured by different products line by line, as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 4B, the slit light source image of the oldest product t-n is replaced with the slit light source image of the latest product t so as to be sequentially updated and created. However, in the case of this sequential method, the light source image for one screen cannot be input immediately after the start of the inspection. Therefore, (1) First, the batch method is adopted temporarily, or (2) the latest light source image before that is used. It is necessary to store the image and update the image sequentially, or (3) in some cases, wait for the completion of one screen to perform the inspection.
[0054]
Fourth, as in the case of collective processing, the target slit light source image is not made to be the slit light source image of the product t as shown in FIG. And the average of the slit light source images of the new product t: the image data of {(t−n) + t} / 2.
[0055]
The fifth is a batch partial overwrite method. As shown in FIG. 11A, the entire light source image is composed of slit light source images divided into three in the vertical direction. This shows the light source image of the product t-1, and is created in combination with the slit light source images of the products t-3 and t-2. The light source image of the product t is created by collectively changing the slit light source image of the oldest product t-3 with the latest t data, as shown in FIG.
[0056]
The sixth is a batch partial average method, which is similar to the case of the full width described with reference to FIG. 8, and that the slit light source image of the product t in FIG. 11B is an image of {(t−3) + t} / 2. It is a method of replacing with data.
[0057]
The seventh is a sequential partial overwrite method, and an example of three divisions is shown in FIG. For convenience, only the slit light source images of the updated product t-1 and the updated product t-n are clearly shown in FIGS.
[0058]
The eighth is a sequential partial averaging method, which is also the same as in the case of the full width described above. When a new slit light source image is obtained, it is replaced with the average data of the old and new ones.
[0059]
According to the present embodiment described in detail above, a light source image can be input also for a continuous inspection object W, so that it is possible to inspect a periodic pattern using a transmittance image. In addition, since the light source image can be input in a minimum space called a slit (light source image capturing area), the influence on the tact time of the inspection line can be reduced.
[0060]
In addition, by making the slit configuration discontinuous, for example, when it is desired to inspect an inspection object under a certain period in the inspection line under the same conditions, by providing a slit at the beginning or end of the period, All inspection objects within the period can have the same light source image (same conditions).
[0061]
Furthermore, as described above, by making the configuration of the slit a partial width, it is possible to prevent a decrease in strength due to the slit being provided in the front width (the front and rear inspection objects are connected only at both ends).
[0062]
Although the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to that shown in the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0063]
For example, the inspection object may have a predetermined length as described with reference to FIG. The object for forming the slit is not limited to the inspection object, and may be a conveyance member such as a conveyance holder cassette that holds the inspection object of a predetermined length.
[0064]
In the above-described embodiment, the slit is provided on the rear side with respect to the flow direction of the inspection object. However, the slit may be provided on the front side, and the partial width is not limited to the case of three divisions.
[0065]
Further, the inspection object is not limited to the shadow mask, but is also an aperture grill used for a color television cathode ray tube, a color separation filter for a color imaging device, a color filter for a liquid crystal display panel, a mesh electrode used for an electron tube, Unit patterns with certain optical properties and shapes, such as VDT filters, photomasks, Fresnel lenses, lenticular killer lenses, coating sheets, color sheets, and polarizing sheets, are regularly and repeatedly arranged in one or two-dimensional directions. There is a difference in the density of the industrial product, or the industrial pattern in which the single pattern is repeatedly arranged with its optical properties, shape, one-dimensional direction and two-dimensional arrangement pitch gradually changing, or plain or plain. Mention industrial products with small and uniform optical properties .
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the inspection object or a conveying member for mounting and conveying the inspection object is connected, or the inspection object having a continuous shape is placed between the light source and the line sensor camera. Even when passing through and inspecting, a light source image can be reliably captured. Therefore, the periodic pattern can be inspected based on the transmittance image created from the light source image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration of a periodic pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a timing sensor and a timing determination method.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing features of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing characteristics of an inspection object used in the embodiment.
FIG. 5 is an explanatory view showing another feature of the inspection object used in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for creating a light source image.
FIG. 8 is an explanatory diagram corresponding to the flowchart.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing characteristics of a light source image by a batch full width overwriting method.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing characteristics of a light source image by a sequential full width overwriting method.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing characteristics of a light source image by a batch partial width overwriting method.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing characteristics of a light source image by a sequential partial width overwriting method.
FIG. 13 is a perspective view showing the main configuration of the proposed inspection apparatus.
FIG. 14 is an explanatory diagram conceptually showing a difference in received light amount when capturing a light source image and a work image.
FIG. 15 is a perspective view showing the imaging state of the light source image of the proposed inspection apparatus.
FIG. 16 is a flowchart showing the operation of the proposed inspection apparatus.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing problems of the proposed inspection technique.
FIG. 18 is another explanatory diagram showing problems of the proposed inspection technique.
[Explanation of symbols]
10. Line sensor camera
12 ... Fluorescent light
14 ... belt conveyor
14A: Upstream belt conveyor
14B ... Downstream belt conveyor
20 ... Timing sensor
W ... Inspection object

Claims (12)

ラインセンサカメラと光源の間に、周期性パターン製品を移動させながら、該ラインセンサカメラを走査して該製品の透過光像を製品画像として入力すると共に、
前記周期性パターン製品が存在しない状態で、前記ラインセンサカメラを走査して光源画像を入力し、該光源画像に対する前記製品画像の透過率画像を作成し、該透過率画像を用いて前記周期性パターンを検査する周期性パターンの検査方法であって、
前記周期性パターン製品のパターン非形成部分に、その移動方向に直交する幅方向にスリットを形成し、該スリットを通して前記ラインセンサカメラによりスリット光源画像を入力し、
該スリット光源画像を複数ライン分配列して前記光源画像を作成することを特徴とする周期性パターンの検査方法。
While moving the periodic pattern product between the line sensor camera and the light source, the line sensor camera is scanned to input a transmitted light image of the product as a product image,
In the absence of the periodic pattern product, the line sensor camera is scanned to input a light source image, a transmittance image of the product image with respect to the light source image is created, and the periodicity is used using the transmittance image. A method for inspecting a periodic pattern for inspecting a pattern,
In the pattern non-formation part of the periodic pattern product, a slit is formed in the width direction orthogonal to the moving direction, and a slit light source image is input by the line sensor camera through the slit,
A periodic pattern inspection method, wherein the slit light source image is arranged for a plurality of lines to create the light source image.
請求項1において、
前記スリットが、周期性パターンの幅方向の形成範囲を越える全幅に形成されていることを特徴とする周期性パターンの検査方法。
In claim 1,
The method for inspecting a periodic pattern, wherein the slit is formed to have a full width exceeding a formation range in a width direction of the periodic pattern.
請求項1において、
前記周期性パターン製品が移動方向に連続形状で形成されていることを特徴とする周期性パターンの検査方法。
In claim 1,
A periodic pattern inspection method, wherein the periodic pattern product is formed in a continuous shape in the moving direction.
請求項3において、
前記スリットが、周期性パターンの幅方向の形成範囲を越える全幅に形成されているとともに、製品の長さ方向には1又は2以上の周期性パターンの形成周期毎に形成されていることを特徴とする周期性パターンの検査方法。
In claim 3,
The slit is formed to have a full width that exceeds the formation range of the periodic pattern in the width direction, and is formed in the length direction of the product for each period of forming one or more periodic patterns. A periodic pattern inspection method.
請求項3において、
前記スリットが、周期性パターンの幅方向の形成範囲を越える全幅を複数分割した長さに相当する部分幅に形成されているとともに、製品の長さ方向には1又は2以上の周期性パターンの形成周期毎に、各スリットを通して前記ラインセンサカメラによりスリット光源画像を入力すると全体として全幅分のスリット光源画像が入力されるように、幅方向に位置をずらして形成されていることを特徴とする周期性パターンの検査方法。
In claim 3,
The slit is formed with a partial width corresponding to a length obtained by dividing the entire width exceeding the formation range in the width direction of the periodic pattern, and one or more periodic patterns are formed in the product length direction. It is formed by shifting the position in the width direction so that when the slit light source image is input by the line sensor camera through each slit at every formation period, the slit light source image for the entire width is input as a whole. Inspection method for periodic patterns.
ラインセンサカメラと光源の間に、周期性パターン製品を移動させながら、該ラインセンサカメラを走査して該製品の透過光像を製品画像として入力すると共に、
前記周期性パターン製品が存在しない状態で、前記ラインセンサカメラを走査して光源画像を入力し、該光源画像に対する前記製品画像の透過率画像を作成し、該透過率画像を用いて前記周期性パターンを検査する周期性パターンの検査方法であって、
前記周期性パターン製品が移動方向に所定長さで形成され、該製品を搬送用部材で保持して移動させると共に、
該搬送用部材の製品非保持部分に、その移動方向に直交する幅方向にスリットを形成し、該スリットを通して前記ライセンサカメラによりスリット光源画像を入力し、
該スリット光源画像を複数ライン分配列して前記光源画像を作成することを特徴とする周期性パターンの検査方法。
While moving the periodic pattern product between the line sensor camera and the light source, the line sensor camera is scanned to input a transmitted light image of the product as a product image,
In the absence of the periodic pattern product, the line sensor camera is scanned to input a light source image, a transmittance image of the product image with respect to the light source image is created, and the periodicity is used using the transmittance image. A method for inspecting a periodic pattern for inspecting a pattern,
The periodic pattern product is formed with a predetermined length in the moving direction, and the product is held and moved by a conveying member, and
In the product non-holding portion of the conveying member, a slit is formed in the width direction orthogonal to the moving direction, and a slit light source image is input by the licensor camera through the slit,
A periodic pattern inspection method, wherein the slit light source image is arranged for a plurality of lines to create the light source image.
請求項1又は6において、
前記ラインセンサカメラを、前記スリットの近傍で複数回走査して複数のライン画像を入力し、各ライン画像について全画素の輝度値を加算し、その加算値が最大のライン画像を前記スリット光源画像とすることを特徴とする周期性パターンの検査方法。
In claim 1 or 6,
The line sensor camera is scanned a plurality of times in the vicinity of the slit to input a plurality of line images, the luminance values of all the pixels are added for each line image, and the line image having the maximum addition value is added to the slit light source image. The periodic pattern inspection method characterized by the above-mentioned.
請求項1又は6において、
前記光源画像を作成する際、前回の光源画像を構成するスリット光源画像の全てを、入力された今回のスリット光源画像に基づいて一括変更することを特徴とする周期性パターンの検査方法。
In claim 1 or 6,
A periodic pattern inspection method, wherein when creating the light source image, all of the slit light source images constituting the previous light source image are collectively changed based on the inputted current slit light source image.
請求項1又は6において、
前記光源画像を作成する際、前回の光源画像を構成するスリット光源画像の最古のものから、入力された今回のスリット光源画像に基づいて逐次変更することを特徴とする周期性パターンの検査方法。
In claim 1 or 6,
A method for inspecting a periodic pattern, characterized in that, when creating the light source image, the oldest slit light source image constituting the previous light source image is sequentially changed based on the input current slit light source image. .
ラインセンサカメラと、該カメラに対向配置された光源と、同カメラと光源の間に周期性パターン製品を移動させる搬送手段と、前記ラインセンサカメラを走査して、移動する周期性パターン製品の透過光像を製品画像として入力するとともに、前記周期性パターン製品が存在しない状態で、前記ラインセンサカメラを走査して光源画像を入力し、該光源画像に対する前記製品画像の透過率画像を作成し、該透過率画像を用いて前記周期性パターンを検査する画像処理手段とを備えている周期性パターンの検査装置であって、
前記ラインセンサカメラによる画像入力タイミングを決定するために、移動する前記周期性パターン製品を検知するタイミングセンサが設置され、
前記画像処理手段が、前記タイミングセンサから入力される検知信号に基づいて、前記周期性パターン製品のパターン非形成部分に、その移動方向に直交する幅方向に形成されているスリットを通して、前記ラインセンサカメラによりスリット光源画像を入力すると共に、
該スリット光源画像を複数ライン分配列して前記光源画像を作成する機能を有していることを特徴とする周期性パターンの検査装置。
A line sensor camera, a light source disposed opposite to the camera, a conveying means for moving the periodic pattern product between the camera and the light source, and transmission of the periodic pattern product moving by scanning the line sensor camera While inputting a light image as a product image, in a state where the periodic pattern product does not exist, scan the line sensor camera to input a light source image, create a transmittance image of the product image with respect to the light source image, An inspection apparatus for a periodic pattern comprising image processing means for inspecting the periodic pattern using the transmittance image,
In order to determine the image input timing by the line sensor camera, a timing sensor for detecting the moving periodic pattern product is installed,
Based on the detection signal input from the timing sensor, the line sensor passes through the slit formed in the width direction orthogonal to the moving direction in the pattern non-formation portion of the periodic pattern product. While inputting the slit light source image with the camera,
A periodic pattern inspection apparatus having a function of creating a light source image by arranging the slit light source images for a plurality of lines.
請求項10において、
前記光源が、ラインセンサカメラの走査方向に平行に配設された線状光源であることを特徴とする周期性パターンの検査装置。
In claim 10,
The periodic light pattern inspection apparatus, wherein the light source is a linear light source disposed in parallel with a scanning direction of a line sensor camera.
請求項10において、
前記搬送手段が、上流側コンベアと下流側コンベアを有し、これら両コンベア間に形成された間隙に沿って前記ラインセンサカメラと光源が配設されていることを特徴とする周期性パターンの検査装置。
In claim 10,
Inspection of periodic pattern characterized in that the conveying means has an upstream conveyor and a downstream conveyor, and the line sensor camera and the light source are arranged along a gap formed between the two conveyors. apparatus.
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