JP4932819B2 - 表面検査装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、イメージセンサを有するカメラを用いて成形物、その他の種々の検査対象物の傷や汚れといった欠陥などの表面検査を行う表面検査装置及び方法に関する。

従来では、例えば、押し出し成形物、引き抜き成形物やロール成形物などの検査対象物の表面欠陥などの検査には、光電変換素子を一次元に配列して構成されるラインイメージセンサ（ラインイメージセンサ）を用いたＣＣＤカメラなどのカメラが使用されている。カメラが検査対象物上を一次元走査し、これにより得られた画像データに演算処理を施して検査される。

ビデオカメラなどに使用される二次元イメージセンサでは通常、撮像画素が視野幅方向に数百画素しかないのに対して、ラインイメージセンサは視野幅方向に数千画素もの撮像画素を集積化することが可能であるため、ラインイメージセンサを用いることにより、二次元イメージセンサでは不可能な幅の広い鉄鋼、紙、フィルムなどの検査対象物の表面検査を行うことが可能である。

このようなカメラにおいては、イメージセンサによる明度の読み取り精度に光電変換素子によってばらつきがある。このばらつきはイメージセンサを構成する個々の光電変換素子の感度の差などの原因によるものであり、素子ばらつきと呼ばれ、通常３％程度の値をとる。上述した従来の表面検査装置では、この素子ばらつきの範囲を越えた明度変化がないと、微細な欠陥などの検出を行うことができない。目視による明暗検出精度は１／１５００〜１／２０００と言われているので、ラインイメージセンサを用いた表面検査装置は目視の１／６０の精度しかないことになり、目視検査の代替は不可能とされてきた。

そのため、イメージセンサの素子ばらつきを補償する方法が種々考えられている。一例として、ラインイメージセンサによって得られる画像データ列のうち主走査方向に連続する複数の画素からなるブロックの画像データを加算し、かつ隣接するブロックの加算データの相関演算を行う技術が知られている。

しかし、この方法は一つの主走査ライン上で隣接する画素にまたがっている欠陥に対しては検出が可能であるが、隣接する主走査ラインにまたがっている欠陥や、主走査ライン上で隣接する画素にまたがり、かつ隣接する主走査ラインにまたがっている欠陥に対しては検出を行うことができない。このため、検査精度の向上に限界があった。

本発明の目的は、検査対象物上の欠陥を隣接する主走査ラインにまたがっている欠陥や主走査ライン上で隣接する画素にまたがり、かつ隣接する主走査ラインにまたがっている欠陥を検出可能であり、表面状態の検査を精度よく行うことができる表面検査装置及び方法を提供することである。

本発明の一態様による表面検査装置は、
検査対象物を主走査方向に走査するラインセンサを有し、画像データを得るカメラと、
前記主走査方向と直交する副走査方向に前記カメラと検査対象物とを相対的に移動させる副走査手段と、
前記カメラから出力される画像データに対し演算処理を施して前記検査対象物の表面状態を検査する演算処理手段とを備える表面検査装置であって、
前記演算処理手段は、各主走査ラインの各画素の画像データに対して隣接する１つの主走査ラインの同一位置の画素の画像データを加算して該各主走査ラインの各画素の画像データ列を生成する画像データ列生成手段と、該画像データ列を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する判定手段とを具備し、
前記判定手段は、前記各主走査ラインの画像データ列のうち前記主走査方向において連続する複数の画素からなるブロック内の画素の画像データを加算してブロック内加算データを算出する累積手段と、前記主走査方向において隣接する２ブロックのブロック内加算データの相関値を算出する相関手段と、前記相関値を閾値判定する手段とを具備するものである。

本発明の他の態様による表面検査装置は、
検査対象物を主走査方向に走査するラインセンサを有し、画像データを得るカメラと、
前記主走査方向と直交する副走査方向に前記カメラと検査対象物とを相対的に移動させる副走査手段と、
前記カメラから出力される画像データに対し演算処理を施して前記検査対象物の表面状態を検査する演算処理手段とを備える表面検査装置であって、
前記演算処理手段は、各主走査ラインの各画素の画像データに対して同一の主走査ラインの隣接する第１の画素の画像データと、隣接する１つの主走査ラインの同一位置の第２の画素の画像データと、該隣接する１つの主走査ラインにおいて前記第１の画素と前記第２の画素に隣接する第３の画素の画像データとを加算して該各主走査ラインの各画素の画像データ列を生成する画像データ列生成手段と、該画像データ列を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する判定手段とを具備し、
前記判定手段は、前記各主走査ラインの画像データ列のうち前記主走査方向において連続する複数の画素からなるブロック内の画素の画像データを加算してブロック内加算データを算出する累積手段と、前記主走査方向において隣接する２ブロックのブロック内加算データの相関値を算出する相関手段と、前記相関値を閾値判定する手段とを具備するものである。

本発明の他の態様による表面検査方法は、
検査対象物を主走査方向に走査するラインセンサを有し、画像データを得るカメラを用いる表面検査方法において、
前記主走査方向と直交する副走査方向に前記カメラと検査対象物とを相対的に移動させるステップと、
前記カメラから出力される画像データに対し演算処理を施して前記検査対象物の表面状態を検査する演算処理ステップとを備え、
前記演算処理ステップは、各主走査ラインの各画素の画像データに対して隣接する１つの主走査ラインの同一位置の画素の画像データを加算して該各主走査ラインの各画素の画像データ列を生成する画像データ列生成ステップと、該画像データ列を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する判定ステップとを具備し、
前記判定ステップは、前記各主走査ラインの画像データ列のうち前記主走査方向において連続する複数の画素からなるブロック内の画素の画像データを加算してブロック内加算データを算出するステップと、前記主走査方向において隣接する２ブロックのブロック内加算データの相関値を算出するステップと、前記相関値を閾値判定するステップとを具備するものである。

本発明の他の態様による表面検査方法は、
検査対象物を主走査方向に走査するラインセンサを有し、画像データを得るカメラを陥る表面検査方法において、
前記主走査方向と直交する副走査方向に前記カメラと検査対象物とを相対的に移動させるステップと、
前記カメラから出力される画像データに対し演算処理を施して前記検査対象物の表面状態を検査する演算処理ステップとを備え、
前記演算処理ステップは、各主走査ラインの各画素の画像データに対して同一の主走査ラインの隣接する第１の画素の画像データと、隣接する１つの主走査ラインの同一位置の第２の画素の画像データと、該隣接する１つの主走査ラインにおいて前記第１の画素と前記第２の画素に隣接する第３の画素の画像データを加算して該各主走査ラインの各画素の画像データ列を生成する画像データ列生成ステップと、該画像データ列を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する判定ステップとを具備し、
前記判定ステップは、前記各主走査ラインの画像データ列のうち前記主走査方向において連続する複数の画素からなるブロック内の画素の画像データを加算してブロック内加算データを算出するステップと、前記主走査方向において隣接する２ブロックのブロック内加算データの相関値を算出するステップと、前記相関値を閾値判定するステップとを具備するものである。

本発明によれば検査対象物上の主走査ラインにまたがっている欠陥や、主走査ライン上で隣接する画素にまたがり、かつ隣接する主走査ラインにまたがっている欠陥を含めて検出可能として、表面状態の検査を精度よく行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表面検査装置の構成を示す図である。検査対象物１０は例えば押し出し成形物、引き抜き成形物やロール成形物などであり、表面検査時には図示しない主走査装置によって矢印Ｙで示す方向（副走査方向）に移動する。なお、成形物を成形時に検査する場合は、成形機の搬送機構が副走査装置となるので、格別な副走査装置を設ける必要はない。この検査対象物１０に対向して、ディジタルカメラ１１が設置されている。

ディジタルカメラ１１は、結像レンズ１２、ＣＣＤラインイメージセンサのようなラインイメージセンサ１３、増幅器１４及びＡ／Ｄコンバータ１５により構成され、検査対象物１０の表面の画像が結像レンズ１２を介してラインイメージセンサ１３上に結像される。ラインイメージセンサ１３による検査対象物１０上の読み取り幅をＷとすると、結像レンズ１２が標準レンズの場合、カメラ１１から検査対象物１０までの距離（対物距離）は約１．５Ｗに設定される。

ラインイメージセンサ１３は、複数個（例えば、５１２０個）の光電変換素子を矢印Ｘで示す方向（主走査方向）に配列して構成されており、図示しない副走査装置によって主走査方向と直交する方向（副走査方向）Ｙに相対的に移動する検査対象物１０上を主走査方向に走査して検査対象物１０の表面状態を読み取り、画像信号を出力する。

副走査装置は、イメージセンサ１３とイメージセンサ１３上に結像される検査対象物１０の像とを主走査方向と直交する副走査方向に相対的に移動させる装置であり、上記のように（ａ）検査対象物１０をラインイメージセンサ１３に対して副走査方向に相対的に移動させる構成の他、（ｂ）ラインイメージセンサ１３を検査対象物１０に対して副走査方向に相対的に移動させる、（ｃ）結像レンズ１２をラインイメージセンサ１３に対して副走査方向に相対的に移動させる、（ｄ）ラインイメージセンサ１３及び結像レンズ１２を検査対象物１０に対して副走査方向に相対的に移動させる、という構成であってもよい。

ここで、特に（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の場合、ラインイメージセンサ１３や結像レンズ１２を例えば積層型の圧電アクチュエータや、静電アクチュエータのような微小駆動が可能なマイクロアクチュエータを用いて移動（振動）させればよい。

ラインイメージセンサ１３から出力される画像信号は、増幅器１４によって増幅された後、さらにＡ／Ｄコンバータ１５により例えば８ビットパラレルのディジタルデータに変換され、ディジタルカメラ１１から画像データとして出力される。

ディジタルカメラ１１から出力される画像データは、画像処理装置１６に入力される。画像処理装置１６は、入力される画像データに対し所定の画像処理を施すことによって検査対象物１０の表面状態の検査結果を出力するものであり、この例ではラインメモリ１７、加算器１８、演算処理器１９及び判定器２０によって構成される。

ラインメモリ１７は、ディジタルカメラ１１から入力される少なくとも１主走査ライン分の画像データを記憶するメモリであり、ラインイメージセンサ１３における光電変換素子の素子数（例えば、５１２０素子）と同じ段数のシフトレジスタまたはＦＩＦＯ（先入れ・先出し）メモリにより構成される。

ディジタルカメラ１１から出力される画像データは、加算器１８の第１入力端に供給されるとともに、ラインメモリ１７に供給される。ラインメモリ１７の出力は加算器１８の第２入力端に供給される。加算器１７はラインメモリ１７の入出力の画像データＡ、Ｂを加算する。

ここで、加算器１８の第１、第2入力Ａ、Ｂにそれぞれ入力される画像データは、ラインイメージセンサ１３の同一素子から得られる画像信号に対応している。すなわち、加算器１８の入力Ａに対して入力Ｂはラインメモリ１７により１主走査ライン分の時間遅れている。例えば、入力Ａにラインイメージセンサ１３のｉ番目（ｉ＝１，２，…）の素子に対応する画像データが入力されるとき、入力Ｂには同じｉ番目の素子に対応する１主走査ライン前の画像データがラインメモリ１７から入力される。従って、加算器１８では図２に示すように入力Ａ、Ｂにそれぞれ入力される副走査方向に隣接する２つの主走査ライン（Ｎライン目とＮ＋１ライン目、Ｎ＋１ライン目とＮ＋２ライン目、…）の画像データ２１が加算され、画像データ列２２が生成される。

こうしてラインメモリ１７と加算器１８により構成される画像データ列生成器によって生成された画像データ列２２は、演算処理器１９に入力される。演算処理器１９は、加算器１８からの画像データ列に主走査方向Ｘに連続する複数の画素からなるブロックの画像データを加算（積算）してブロック内加算データを生成し、それをブロック内の最初の画素の画素データとし、かつ主走査方向で互いに隣接するブロック内加算データの相関値を算出する処理を、ブロックの位置を主走査方向にシフトさせて繰り返し行う。

具体的には、演算処理器１９は図３に示すように、加算器１８からの画像データ列２２（図２参照）が初段に入力されるように接続されたＭ段のシフトレジスタ３１及び２Ｍ段のシフトレジスタ３２と、シフトレジスタ３１の各段の出力を加算する加算器３３と、シフトレジスタ３２の後段のＭ段の出力を加算する加算器３４と、加算器３３、３４の出力が供給される相関器３５によって構成される。ここで、１主走査ラインの画像データの画素を主走査方向に連続する複数の画素からなるブロックに分割したとき、Ｍは１ブロックを構成する画素数である。このＭの値は、任意に変更可能であることが望ましく、例えば１〜１１１というような値をとる。

図４は、演算処理器１９の動作を説明する図である。加算器３３では、加算器１８から出力される画像データ列２２のうち主走査方向に連続するＭ画素からなる一つのブロックの画像データが加算される。加算器３４では、画像データ列２２のうち加算器３３で画像データが加算されるブロックに対して主走査方向に隣接した次のブロックの画像データが加算される。ここで、加算器３３，３４から出力されるブロック内加算データをｂ１，ｂ２とすると、相関器３５においては、例えば両者の差ｂ１−ｂ２が相関値３６として求められる。

画像データ列２２の新たな画素のデータがシフトレジスタ３１，３２に入力される毎に、図４に示すように加算器３３，３４で画像データが加算されるブロックの位置が順次主走査方向にシフトされ、同様の動作が行われる。このような動作により、加算器３３，３４からブロック内加算データｃ１，ｃ２；ｄ１，ｄ２；ｅ１，ｅ２；…が順次出力され、相関器３５からはｃ１−ｃ２、ｄ１−ｄ２、ｅ１−ｅ２が相関値３６として順次求められることになる。

ここでは、相関器２５は隣接するブロック内加算データの差を相関値３６として求めたが、隣接するブロック内加算データの比（ｂ１／ｂ２、…）を相関値３６として求めてもよい。相関器２５から出力される相関値３６は、図１中の判定器２０に入力される。判定器２０は、例えばコンパレータによって構成され、相関器２６から出力される相関値３６を適当なしきい値と比較することによって、検査対象物１０の表面欠陥の有無を判定し、その判定結果を表面状態の検査結果として出力する。

すなわち、検査対象物１０上に欠陥があると、その欠陥の近傍ではラインイメージセンサ１３の同一の素子に対応する画像データの大きさが副走査に伴って、つまり検査対象物１０の相対的移動に伴って時間的に変化することにより、相関器３５で得られる相関値３６が大きくなって、判定器２０においてしきい値を越えるため、判定器２０でこの欠陥を認識することができる。判定器２０の判定結果は、例えばパーソナルコンピュータにより処理されて図示しない表示装置により表示される。

上記のように構成された本実施形態の表面検査装置によると、まず演算処理器１９においてブロック内加算を行うことによる累積機能と、主走査方向で隣接するブロック内加算データの相関をとることによる自己相関機能によって、ラインイメージセンサ１３の素子ばらつきの影響を除去すると共に、相関器３５で得られる相関値３６が大きくなり、欠陥の検出感度を高めることができる。

さらに、本実施形態によると、特にラインメモリ１７と加算器１８を用いて副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算し、これにより得られた画像データ列を演算処理器１９に入力することによって、図５Ａに示すように検査対象物１０上の欠陥５１が一つの主走査ライン（図ではＮ番目のライン）内にのみ存在する場合は勿論、図５Ｂのように隣接する２つの主走査ライン（図ではＮ番目のラインとＮ＋１番目のライン）にまたがっている欠陥５２や、図５Ｃのように主走査ライン上で隣接する画素にまたがり、かつ隣接する２つの主走査ラインにまたがっている欠陥５３を含めて検出可能として、さらなる高精度の検査が可能となる。

以下、この原理を詳細に説明する。

まず、図５Ａに示すように検査対象物１０上の欠陥５１が一つの主走査ライン内にのみ存在する場合、図６Ａに示すように一つの画素内に存在する欠陥５０に対応する画像データ（カメラ１１出力）に比較して、２つの画素にまたがって存在する欠陥５１に対応する画像データの出力が小さくなる。１画素のデータが２画素に分配されるので、出力レベルは半分になる。次のラインでは欠陥が無いので、出力は０であり、副走査方向に隣接する２ラインの画像データを加算する加算器１８の出力（画像データ列２２）はＮラインの画像信号と同じである。この画像データ列２２が演算処理器１９の累積機能によって主走査方向のブロック内の画素データが累積されて、当該ブロック内の所定の、例えば最初の１画素の画素データとされる。ここで、説明の便宜上、ブロックは２画素からなるとすると、加算器３３は図６Ｂに示すように、１画素ずれた２つの画像データ列を加算する。このため、各画素データに次の画素データが加算されることになり、欠陥５１に対応する画素ｃ６´の画像データのレベルは欠陥５０に対応する画素ｃ２´の画像データと同じとなる（レベルが大きくなる）ため、欠陥５０は勿論、欠陥５１についても容易に検出することができる。

次に、図５Ｂに示すように隣接する２つの主走査ラインにまたがった欠陥５２が存在する場合、図７Ａに示すように一つの主走査ライン内の一つの画素内に存在する欠陥５０に対応する画像データに比較して、欠陥５２に対応する画像データの出力が小さくなる。これは、Ｎラインでも（Ｎ＋１）ラインでも同じである。しかし、副走査方向に隣接する２ラインの画像データを加算する加算器１８により、欠陥５２に対応する画像データ列２２の出力は欠陥５１に対応する画像データ列２２の出力と同じになる。 このため、２つの主走査ラインにまたがって存在する欠陥５２も、容易に検出することができる。

なお、図７Ｂはブロック内加算データを示すが、この例の場合は、主走査方向の２つの画素にまたがっている欠陥が存在しないので、ブロック内加算は不要である。

さらに、図５Ｃのように主走査ライン上で隣接する画素にまたがり、かつ隣接する２つの主走査ラインにまたがった欠陥５３が存在する場合、図８Ａに示すように一つの主走査ライン内の一つの画素内に存在する欠陥５０に対応する画像データに比較して、欠陥５３に対応する画像データの出力が小さくなる。１画素のデータが４画素に分配されるので、Ｎライン、（Ｎ＋１）ラインとも欠陥５３に対応する画像データの出力レベルは１／４になる。しかし、副走査方向に隣接する２ラインの画像データを加算する加算器１８により、欠陥５３に対応する画像データ列２２の出力レベルは１／２まで増幅される。この画像データ列２２が演算処理器１９の主走査方向での累積機能による効果によって、当該ブロック内の所定の、例えば最初の１画素の画素データとされる。ここで、説明の便宜上、ブロックは２画素からなるとすると、加算器３３は図８Ｂに示すように、１画素ずれた２つの画像データ列を加算する。このため、各画素データに次の画素データが加算されることになり、欠陥５３に対応する画素ｃ６´の画像データのレベルは欠陥５０に対応する画素ｃ２´の画像データと同じとなる（レベルが大きくなる）ため、欠陥５０は勿論、欠陥５３についても容易に検出することができる。

第２の実施形態
次に、図９を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。第２実施形態に係る表面検査装置の構成は図１に示した第１実施形態のものと同一である。

第１実施形態では、ディジタルカメラ１１から出力される画像データ２１について、ラインメモリ１７及び加算器１８を用いて副走査方向Ｙに隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算して画像データ列２２を生成する際、これら２つの主走査ラインの副走査方向Ｙに隣接する２つの画素（主走査方向の位置が同じ画素）の画像データを加算している。

しかし、副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算して画像データ列を生成する方法は、これに限られるものではなく、例えば図９に示すような方法で画像データ列を生成してもよい。この方法では、副走査方向Ｙに隣接する２つの主走査ラインの画像データ２１について、副走査方向に隣接しかつ主走査方向に隣接する４つの画素の画像データを加算する処理を該４つの画素の位置を一画素単位で主走査方向にシフトして行うことにより、画像データ列２２Ａを生成する。

この方法によると、画像データ列の各データの大きさが大きくなるため、検査精度をさらに高めることができ、また例えば図５Ｃ及び図８で説明したような主走査ライン上で隣接する画素にまたがり、かつ隣接する主走査ラインにまたがって存在する欠陥５３を検出する上で特に有効である。

第３の実施形態
第２実施形態に係る表面検査装置の全体構成も図１に示した第１実施形態のものと同一である。第２実施形態と同様、第３実施形態も画像データ列の生成方法の変形に関する。

第３実施形態では、副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算して画像データ列を生成する際、第１実施形態と同様に図１０Ａに示すように２つの主走査ラインの副走査方向に隣接する２つの画素（主走査方向の位置が同じ画素）の画像データを加算して画像データ列を生成する処理に加えて、図１０Ｂ、図１０Ｃの処理を併用する。図１０Ｂは、副走査方向に対して斜め右上がりの方向（第１の方向）で隣接する画素の画像データを加算して画像データ列を生成する処理である。図１０Ｃは、副走査方向に対して斜め左上がりの方向（第２の方向）で隣接する画素の画像データを加算して画像データ列を生成する処理である。

図１１は、第３実施形態における画像処理装置１６Ａの構成を示す図であり、ラインメモリ１７Ａは１主走査ライン分の画素数（この例では、５１２０画素）＋１＝５１２１段のシフトレジスタにより構成される。このシフトレジスタの入力と、５１２０段目の出力、５１２１段目の出力、５１１９段目の出力が加算器１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃによりそれぞれ加算される。これにより、加算器１８Ａからは図１０Ａに示す２つの主走査ラインの副走査方向に隣接する２つの画素の画像データを加算した画像データ列、加算器１８Ｂからは図１０Ｂに示す副走査方向に対して斜め右上がりの方向で隣接する画素の画像データを加算した画像データ列、加算器１８Ｃからは図１０Ｃに示すように副走査方向に対して斜め左上がりの方向で隣接する画素の画像データを加算した画像データ列が出力される。

これらの画像データ列は、それぞれ第１実施形態で説明したと同様の演算処理器１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃを経て判定器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに入力され、閾値判定される。これら判定器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの判定結果は、例えばパーソナルコンピュータにより処理されて図示しない表示装置により表示される。この場合、判定器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの判定結果を互いに区別が付くように色を変えて表示してもよい。

本実施形態によると、例えば検査対象物１０上に存在する線状のような非常に細い欠陥であって、ラインイメージセンサ１３上を斜めに横切るような欠陥に対しても、容易に検出が可能となる。すなわち、このような欠陥は２つの主走査ライン上で図１０Ｂまたは図１０Ｃに示すように副走査方向に対して斜めの方向で隣接する画素にまたがって現れるため、これらの画素の画像データを加算した後に演算処理器で処理することにより、容易に検出されることになる。

本発明は、その他種々変形して実施が可能である。例えば、上記実施形態ではラインイメージセンサを用いた場合について述べたが、光電変換素子をマトリクス状に配列した２次元イメージセンサ（エリアセンサともいう）を用いた場合にも有効である。

ラインイメージセンサでは、画素（光電変換素子）が隙間なく配列されるのに対して、２次元イメージセンサでは画素と画素の間に縦横に配線のための不感領域が存在する。しかし、本発明によると、副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データの加算機能と、主走査方向における累積機能により、このような不感領域による検出感度の低下を補うことができる。

また、実施形態ではラインメモリと加算器を用いて副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算した画像データ列を演算処理器を介してブロック内加算を行った後、判定器に入力したが、演算処理器を介さずに判定器に入力しても構わない。そのような構成においても、本発明の所期の目的を達成することができる。

人間の眼球は、固視微動と呼ばれる微小な震動を行っている。すなわち、眼球は上下左右を見るときの運動とは別に、固視微動を行うことによって、網膜が刺激に慣れないようにすることで、精度を上げていると考えられている。固視微動の主たる運動成分は、上下方向である。

本発明において隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算する処理は、このような人間の眼球の固視微動に相当している。すなわち、本発明では電子的な処理ないしは機械的な処理によって副走査方向の移動（微動）を行いつつ、隣接した２つの主走査ラインの画像データを加算した画像データ列を処理して表面検査を行うことにより、検査精度を上げているのである。

図１は本発明の第１の実施形態に係る表面検査装置の構成を示すブロック図。 図２は第１の実施形態における副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算して画像データ列を生成する動作を説明する図。 図３は第１の実施形態における演算処理器の構成を示すブロック図。 図４は図３に示す演算処理器の動作を説明する図。 図５Ａは検査対象物上の種々の欠陥について説明する図。 図５Ｂは検査対象物上の種々の欠陥について説明する図。 図５Ｃは検査対象物上の種々の欠陥について説明する図。 図６Ａは一つの主走査ライン内にのみ存在する欠陥とそれに対応する画像データ及びブロック内加算データの関係を示す図。 図６Ｂは一つの主走査ライン内にのみ存在する欠陥とそれに対応する画像データ及びブロック内加算データの関係を示す図。 図７Ａは隣接する２つの主走査ラインにまたがって存在する欠陥とそれに対応するブロック内加算データの関係を示す図。 図７Ｂは隣接する２つの主走査ラインにまたがって存在する欠陥とそれに対応するブロック内加算データの関係を示す図。 図８Ａは主走査ライン上で隣接する画素にまたがり、かつ隣接する２つの主走査ラインにまたがった欠陥とそれに対応する画像データ及びブロック内加算データの関係を示す図。 図８Ｂは主走査ライン上で隣接する画素にまたがり、かつ隣接する２つの主走査ラインにまたがった欠陥とそれに対応する画像データ及びブロック内加算データの関係を示す図。 図９は本発明の第２の実施形態における副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算して画像データ列を生成する動作を説明する図。 図１０Ａは第３実施形態における副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算して画像データ列を生成する変形例を説明する図。 図１０Ｂは第３実施形態における副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算して画像データ列を生成する変形例を説明する図。 図１０Ｃは第３実施形態における副走査方向に隣接する２つの主走査ラインの画像データを加算して画像データ列を生成する変形例を説明する図。 図１１は第３実施形態における画像処理装置の構成を示すブロック図。

符号の説明

１０…検査対象物、１１…ディジタルカメラ、１３…ラインイメージセンサ、１６…画像処理装置、１８…加算器、１９…演算処理器、２０…判定器。

Claims (4)

1. 検査対象物を主走査方向に走査するラインセンサを有し、画像データを得るカメラと、
   前記主走査方向と直交する副走査方向に前記カメラと検査対象物とを相対的に移動させる副走査手段と、
   前記カメラから出力される画像データに対し演算処理を施して前記検査対象物の表面状態を検査する演算処理手段とを備える表面検査装置であって、
   前記演算処理手段は、各主走査ラインの各画素の画像データに対して隣接する１つの主走査ラインの同一位置の画素の画像データを加算して該各主走査ラインの各画素の画像データ列を生成する画像データ列生成手段と、該画像データ列を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する判定手段とを具備し、
   前記判定手段は、前記各主走査ラインの画像データ列のうち前記主走査方向において連続する複数の画素からなるブロック内の画素の画像データを加算してブロック内加算データを算出する累積手段と、前記主走査方向において隣接する２ブロックのブロック内加算データの相関値を算出する相関手段と、前記相関値を閾値判定する手段とを具備する表面検査装置。
2. 検査対象物を主走査方向に走査するラインセンサを有し、画像データを得るカメラと、
   前記主走査方向と直交する副走査方向に前記カメラと検査対象物とを相対的に移動させる副走査手段と、
   前記カメラから出力される画像データに対し演算処理を施して前記検査対象物の表面状態を検査する演算処理手段とを備える表面検査装置であって、
   前記演算処理手段は、各主走査ラインの各画素の画像データに対して同一の主走査ラインの隣接する第１の画素の画像データと、隣接する１つの主走査ラインの同一位置の第２の画素の画像データと、該隣接する１つの主走査ラインにおいて前記第１の画素と前記第２の画素に隣接する第３の画素の画像データとを加算して該各主走査ラインの各画素の画像データ列を生成する画像データ列生成手段と、該画像データ列を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する判定手段とを具備し、
   前記判定手段は、前記各主走査ラインの画像データ列のうち前記主走査方向において連続する複数の画素からなるブロック内の画素の画像データを加算してブロック内加算データを算出する累積手段と、前記主走査方向において隣接する２ブロックのブロック内加算データの相関値を算出する相関手段と、前記相関値を閾値判定する手段とを具備する表面検査装置。
3. 検査対象物を主走査方向に走査するラインセンサを有し、画像データを得るカメラを用いる表面検査方法において、
   前記主走査方向と直交する副走査方向に前記カメラと検査対象物とを相対的に移動させるステップと、
   前記カメラから出力される画像データに対し演算処理を施して前記検査対象物の表面状態を検査する演算処理ステップとを備え、
   前記演算処理ステップは、各主走査ラインの各画素の画像データに対して隣接する１つの主走査ラインの同一位置の画素の画像データを加算して該各主走査ラインの各画素の画像データ列を生成する画像データ列生成ステップと、該画像データ列を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する判定ステップとを具備し、
   前記判定ステップは、前記各主走査ラインの画像データ列のうち前記主走査方向において連続する複数の画素からなるブロック内の画素の画像データを加算してブロック内加算データを算出するステップと、前記主走査方向において隣接する２ブロックのブロック内加算データの相関値を算出するステップと、前記相関値を閾値判定するステップとを具備する表面検査方法。
4. 検査対象物を主走査方向に走査するラインセンサを有し、画像データを得るカメラを陥る表面検査方法において、
   前記主走査方向と直交する副走査方向に前記カメラと検査対象物とを相対的に移動させるステップと、
   前記カメラから出力される画像データに対し演算処理を施して前記検査対象物の表面状態を検査する演算処理ステップとを備え、
   前記演算処理ステップは、各主走査ラインの各画素の画像データに対して同一の主走査ラインの隣接する第１の画素の画像データと、隣接する１つの主走査ラインの同一位置の第２の画素の画像データと、該隣接する１つの主走査ラインにおいて前記第１の画素と前記第２の画素に隣接する第３の画素の画像データを加算して該各主走査ラインの各画素の画像データ列を生成する画像データ列生成ステップと、該画像データ列を用いて前記検査対象物の表面状態を検査する判定ステップとを具備し、
   前記判定ステップは、前記各主走査ラインの画像データ列のうち前記主走査方向において連続する複数の画素からなるブロック内の画素の画像データを加算してブロック内加算データを算出するステップと、前記主走査方向において隣接する２ブロックのブロック内加算データの相関値を算出するステップと、前記相関値を閾値判定するステップとを具備する表面検査方法。

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