JPH01307876A - 長尺シートの欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

（発明の概要） この発明は、繰り返しイメージパターンが形成されてい
る長尺シート状被検査体を一次元イメージセンサで撮像
して得られる２値化画像データにより欠陥部を光学的に
連続検出する欠陥検査装置において、処理データを圧縮
するための２値データ圧縮回路と、その圧縮データをメ
モリに書き込む書込み回路と、メモリに書込まれている
基準データと被検査データとを比較してマスク処理する
データ演算回路とをそれぞれ専用のハード回路として備
えたことにより、長尺シートの欠陥検査処理を高速にし
たものである。

（従来技術とその問題点） 繰り返しパターンが印刷されて送り出される長尺シート
の検査ラインでは、印刷パターンの不良や、シート材そ
のものの欠陥をＣＣＤカメラ等で盪影し、得られた画像
データと、予め学習しておいた繰り返しパターンとを重
ね合わせて、描影により得られた画像データ中から繰り
返しパターンを取り除く、いわゆるマスク処理をして残
った画像データに基づいて欠陥部を検出する方法が取ら
れていた。

しかしながらこれらの欠陥を検出する装置の制御部は一
般にマイクロコンピュータにより構成されており、検査
精度を増すため検査画素を細かくしたり、能率を上げる
ため被検査体の通過速度を増そうとしてもマイクロコン
ピュータの処理速度に限界があり、高速化にはおのずと
限界があった。

（発明の目的） この発明は上記の点に鑑み！２案されたものでその目的
とするところは、検査精度および処理速度の向上を可能
にした長尺シートの欠陥検査装置を提供することにある
。

（発明の構成と効果） この発明は、上記目的を達成するために、長手方向に連
続して移動するとともに表面に繰り返しイメージパター
ンが形成されている長尺シート状被検査体を移動方向と
直交する方向に走査・揚像する一次元イメージセンサを
備え、このセンサから得られた画像データの明暗レベル
を２値化して一定長ごとにメモリに一時書込んだ後、こ
のデータと予め学習してメモリに書込まれている基準パ
ターンデータとを重ね合わせるマスク処理により被検査
体の欠陥部を連続的に検出するマイクロコンピュータか
らなる長尺シートの欠陥検査装置において、 走査ごとに画像の明暗をあらわしたシリアル表示の２値
化データを、そのデータ中におけるｌおよびＯの連続ビ
ット数をそれぞれ順次計数して、その計数値を順列表示
することによりデータ長を圧縮する２（！！データ圧縮
回路と、 その圧縮データをメモリに書込む書込み回路と、それぞ
れメモリに書込まれている基準データと圧縮データとを
比較してマスク処理するデータ演算回路と、 をそれぞれ専用のハード回路として備えたことを特徴と
する。

このようにこの発明は、高速処理能力を持つ専用のハー
ド回路を備えたために装置の検査能力が増し、検査精度
および検査処理量を向上させる効果が得られる。

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

図において、−次元ＣＣＤカメラ３は、印刷マーク等の
操り返しパターンＰが形成され矢示方向に連続して移動
する長尺状のシート１９の上方に配置されている。シー
ト１９の表面画像はレンズ４を介して一次元イメージセ
ンサ２に結像されて画素ごとの明暗レベルに応じたＣＣ
Ｄ出力信号すを検出部５に出力する。なお駆動回路１は
ＣＣＤ出力信号すとして送られる検出画素を一定間隔で
移動させるためのＣＣＤＣＤ駆動パルスミ次元イメージ
センサ２に送出している。

検出部５内のコンパレータ６は、入力されたＣＣＤ出力
信号すの電圧レベルと、予め設定されている基準電圧の
コンパレータレベル■ｃとを画素単位で比較し、レベル
を越えた画素区間については“黒”を示すｌ、そうでな
い画素区間については“白”を示す０として２値化した
後、コンパレータ出力信号Ｃとして、２値化圧縮データ
作成回路７へ送出する。

２値化圧縮データ作成回路７は、入力されたコンパレー
タ出力信号Ｃを後述する圧縮処理をし、圧縮デー、？Ｆ
　ｄとして書込み回路８へ送出する。

書込み回路８は入力された圧縮データｄをアービター９
へ送出する。

アービーター９は、書込み回路８、画像メモリ１０、画
像データ演算回路１２およびＣＰＵ１４側からの送られ
てくる各種信号の仲介をし、同時にこれらの信号が人力
されると書込み回路８から画像メモリ１０へのデータ送
信を最優先し、次にＣＰＵ１４によるデータ移動を優先
する調停をおこなう。

画像メモリＩＯは、アービータ−９を介して書込み回路
８および画像データ演算回路１２から送られる被検査物
画像データ、基準画像データ、処理結果画像データがそ
れぞれ繰り返しパターン単位で書き込まれている。この
基￥−画像データは検査開始時の学習により取り込まれ
た正常の画像データである。

画像データ演算回路１２は、アービータ−９を介して画
像メモリ１０から読出される被検査物画像データと基準
画像データとを重ね合わせるマスク処理をおこない、ど
ちらの画像にも含まれる繰り返しパターンの一致部分が
取り除かれ、残った欠陥部をあられす不−敗部を処理結
果画像データとして再度アービータ−９を介して画像メ
モリＩＯへ送る。

ＣＰＵ１４は、プログラム用ＲＯＭ１３に害へ込まれて
いるプログラムに基づいて、マスク処ＦＩする際の画像
の位置合わせや、画像メモリｌＯににき込まれた処理結
果画像の不一致部再像の大きさにより欠陥か否かを判定
してその結果を欠陥情報として欠点データ用共有メモリ
１６に送る等の処理をおこなう。

ワーク用ＲＡＭ１５はＣＰＵＩ　４の動作の際に用いら
れるメモリである。

欠点データ用共有メモリ１６にはＣＰＵ１４のアクセス
により欠陥情報や設定パラメータ等が貯えられるほか、
制御部１８のアクセスによりコモンバス１７を介し“ζ
欠陥情報が続出される。

制御部１８はコモンバス１７を介して人力された欠陥情
報をパソコンやシーケンサへ各種のシステムコントロー
ル用として送出する。

検出部５内に設けられている２値化圧縮データ作成回路
７、書込み回路８、画像データ演算回路１２は、いずれ
も専用のハードウェア回路により構成されており、−次
元ＣＣＤカメラ３およびコンパレータ６から送られてく
る画像データをリアルタイムで処理するとともに、アー
ビーター９の調停により他の処理に優先してメモリｌＯ
への書込みがおこなわれる。

なおシート１９上のＤは欠陥画像として検出される欠点
をあられしている。

第２図は一次元ＣＣＤカメラ３から得られたＣＣＤ出力
信号すをコンパレータ６で処理したのち２値化圧縮デー
タ作成回路７でデータ圧縮する工程を示した信号波形図
である。

図ａに示されるＣＣＤ出力信号すは、第１図において長
手方向に移動するシート１９を、その移動方向と直交す
る方向に一次元イメージセンサ２により走査・層像され
、さらに駆動回路１からのｃｃｎＶＡ動パルスａに同期
してコンパレータ６に送出されたものである。

同信号中の走査パルスにより区切られる区間は、シート
１９が幅方向に１走査される期間をあられし、走査期間
が変わるごとに移動したシート１９の次の位置が順次走
査される。図示例ではｌ走査期間を２５９２ビツトに分
割し、それらの画１か８Ｍ１ｌＺのＣＣＤ　駆動パルス
ａにより順次送信されている。

信号中の電圧レベルはシート表面の明暗の度合いに応じ
てあられされており、シート表面の暗い部分をあられす
画素については電圧レベルが高く、明るい画素について
は低レベルによりあられされている。

ＣＣＤ出力信号すはコンパレータ６で予め設定されてい
るコンパレータレベル■、と比較すれる。

このレベルより高い電圧の画素については“黒”として
判定され１の値になる。それより低いレベルの画素につ
いては“白”として０の値に変換される。その結果２値
信号であるコンパレータ出力信号Ｃとして出力される。

図すはコンパレータ出力１３号Ｃの１走査区間を拡大し
て示したものである。

図に示されるように通常信号中の“白”または“黒”と
してあられされる画素は複数個連続して出現するもので
あり、同一レベルで連続する画素数はそれぞれ白の”ｌ
＋黒の０２．〜白のｎ、としてあられされている、これ
らの画素数ｎ、、ｎ１．〜ｎ、は２値化圧縮データ作成
回路７でカウントされて圧縮データｄとなる。

第３図は画像メモリ１０に書き込まれた圧縮データｄの
フォーマットを示す図である。

図に示されるように圧縮データｄは、！走査期間ごとに
同一レベルの連続した画素数ｎＩ＝　ｎ１＋〜ｎ１等の
数字順列としてメモリに書き込まれる。

同時に走査期間ごとにその先頭アドレスがデータポイン
タに書き込まれる。なお走査期間ごとに書き込まれた画
素数の末尾にはそれぞれターミネータが付加されている
。

第４図はシート１９上の形成されているイメージが２値
化データに変換される過程を模式的にあられした図であ
る０図ａに示される走査線Ｓ上にある２個の黒いパター
ンＰＩ、Ｐ２が、図すにおけるＣＣＤ出力信号す上では
レベルの高い２山としてあられされている。この信号と
コンパレータレベルＶＣとが比較されることにより、２
値化されたコンパレータ出力信号Ｃとして出力される。

このときの変換はＣＣＤＣＤ駆動パルスミイミングで画
素ｍ位でおこなわれる。

第５図は検査装置が実際に作動している間に取り込まれ
る画像データの１例を示す説明図である。

図ａに示されるように繰り返しパターンが認識されてそ
の区間が取り込まれると、そのフレーム中で本来のパタ
ーンＰの外部に存在する欠点りは走査により画像信号と
して取り込まれる。これら複数の走査５ｌ−３２により
得られた２値化データにより図すに示すようなイメージ
が再現される。

この２値化データはさらに走査線に相当する行単位で圧
縮されて圧縮データｄとなり、第１図における画像メモ
リ１０の該当エリアに被検査物画像データとして書き込
まれる。この再現イメージ中には本来のパターンＰと欠
点りがともに１の値として示されている。

第６図は検査装置が稼働開始に先立ち、検査に用いるた
めに基準画像データとして取り込まれた画像データの１
例を示す説明図である。

図ａに示されるように繰り返しパターンＰが２値化デー
タとして堰り込まれると図示しないアルゴリズム処理に
よりパターンＰ内の塗りつぶしがおこなわれハツチング
で示される矩形状のエリアＭがマスク画像として取り込
まれる。このマスクＭがパターンＰよりもいくぶん大き
くされているのはシート１９の蛇行や、シート１９の伸
縮等を考慮したためである。

図すはそのマスク画像をあられす２値化データであり、
この２値化データはさらに走査線に相当する行単位で圧
縮されて圧縮データｄとなり、第１図における画像メモ
リｌＯの該当エリアに基準画像データとして書き込まれ
る。

第７図は画像データ演算回路１２でおこなわれる処理の
説明図である。第１図の画像メモリ１０から続出された
第５図すの被検査物画像データに、同じく第６図すの基
準画像データを復元してマスク処理することにより、第
５図ａにおけるパターンＰが削除されて欠点りのみが残
る。その結果が同図ａ、ｂにそれぞれ示される。この欠
点りをあられす２値化データはさらに走査線に相当する
行早位で圧縮されて圧縮データｄとなり、第１図におけ
る画像メモリ１０の該当エリアに処理結果画像データと
して書き込まれる。

なお第５〜７図の説明ではシート１９におけるパターン
Ｐ、１個のみについて説明したが、実際にはパターンＰ
が複数で繰り返される１つの周期で基準画像が学習され
、それに基づいて検査がおこなわれる。

この実施例では検出部５内に設けられている２偵化圧縮
デ一タ作成回路７、書込み回路８、画像データ演算回路
１２は、いずれも専用のハードウェア回路により構成さ
れたことにより、従来のＣＰＵのみの構成による装置に
比べ、−次元ＣＣＤカメラ３およびコンパレータ６から
送られてくる画像データをリアルタイムで処理できるよ
うにしている。その結果、装置の検査能力が増し、より
精度の良い検査ができるとともに、検査のスピードアッ
プもはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる実施例の電気的構成を示すブ
ロック図、第２図はデータ圧縮工程を示す信号波形図、
第３図は圧縮データｄのフォーマット図、第４図はイメ
ージデータを２値化データに変換する過程を模式的に示
した説明図１．第５図は被検査物画像データの取り込み
を示す説明図、第６図は基準画像データの取り込みを示
す説明図、第７図はマスク処理の説明図である。 ３・・・・・・ＣＣＤカメラ ５・・・・・・検出部 ６・・・・・・コンパレータ ７・・・・・・２値化圧縮データ作成回路８・・・・・
・書込み回路 ９・・・・・・アービター １０・・・・・・画像メモリ １２・・・・・・画像データ演算回路 １３・・・・・・プログラム用ＲＯＭ １４・・・・・・ＣＰＵ １５・・・・・・ワーク用ＲＡＭ １６・・・・・・欠点データ用共有メモリ第２図 （ｎ） （ｂノ コンパレータ出力信号Ｃ−２４１０”ブ１１３６”ｆ“
””７”２＝≧１−２５９２ｂｉｔ （ａ）　　　　　　　　　　　Ｄ （ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　メモ１ノ（ｂツ メモリ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長手方向に連続して移動するとともに表面に繰り返
   しイメージパターンが形成されている長尺シート状被検
   査体を移動方向と直交する方向に走査・撮像する一次元
   イメージセンサを備え、このセンサから得られた画像デ
   ータの明暗レベルを２値化して一定長ごとにメモリに一
   時書込んだ後、このデータと予め学習してメモリに書込
   まれている基準パターンデータとを重ね合わせるマスク
   処理により被検査体の欠陥部を連続的に検出するマイク
   ロコンピュータからなる長尺シートの欠陥検査装置にお
   いて、 走査ごとに画像の明暗をあらわしたシリアル表示の２値
   化データを、そのデータ中における１および０の連続ビ
   ット数をそれぞれ順次計数して、その計数値を順列表示
   することによりデータ長を圧縮する２値データ圧縮回路
   と、 その圧縮データをメモリに書込む書込み回路と、それぞ
   れメモリに書込まれている基準データと圧縮データとを
   比較してマスク処理するデータ演算回路と、 をそれぞれ専用のハード回路として備えたことを特徴と
   する長尺シートの欠陥検査装置。