JPH02156144A - シート状物の欠陥検査装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばセラミック基板等のシート状物の表面
に存在するくぼみ等の凹部、突起。

付着したほこり等の凸部、欠陥部をマークしたもの等の
汚れ部の３種類の欠陥を識別して検出することを目的と
したシート状物の欠陥検査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、シート状物の表面に存在する凹部、凸部、汚れ部
の表面欠陥は、シート状物に光を鋼め方向より照明し目
視観察によって検知していたが、目視観察では欠陥を見
逃しやすい難点を有していた。その目視観察の難点を除
く方法として、画像処理による検出方法があり、例えば
特開昭６５−９５５４４号［表面欠陥の検出方法］や特
開昭６１−６５１４７号「板状体表面の凹状欠点検出装
置」等が提案されている。

まず、特開昭６３−９５５４４号「表面欠陥の検出方法
」は、あらかじめ光源とシート状物の間に縞パターンを
配置しておき、光源から出射し縞パターンを通過した光
が、シート状物面上に縞模様を１慰させる方法をとって
ｂる。そして、撮像装置がシート状物表面よ抄の反射光
を受光して撮像信号を得て、との撮像信号が中央制御装
置釦より２値化画素データに変換され、画像メモリ内に
記憶される。画像メモリ内の２値化画素データは、前記
縞パターンと直交する方向に走査処理を行ない、縞の幅
、数、また縞の連続性の状態を求め、その結果からシー
ト状物の欠陥を判定するのである。

次く、特開昭６１−６５１４７号「板状体表面の四次欠
陥検出装置」は、シート状物表面に先端が摺接する遮へ
い体を設け、この遮へい体の一方の側に光源、他方の側
にライン状に並べた多数個の受光素子を配設している。

シート状物が遮へい体く対し相対移動させた時、シート
状物の欠陥が遮へｂ体先端の真下くくると、受光素子の
出力が変化してｙ、　　）状物の欠陥を検知するのであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、特開昭６３−９５３４４号の発明は、シ
ート状物面上く形成される縞パターンの変化をチエツク
する方法をとっているため、シート状物面上の凹部、凸
部、汚れ部はいずれも検出可能であるが、凹部、凸部、
汚れ部を分類して判別することは困難であった。

また、特開昭６３−６５１４７号の発明では、凹部によ
る漏れ光を検出するため、汚れ部の検出は不可能である
。また、遮へい体がシート状物表面に摺接させて配置す
るため、凸部の検査には難点を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、シート状物に存在する凹部、凸部。

汚れ部の３種類の欠陥を検知するだけでなく、それら３
種類の欠陥を正確に分類して検知するシート状物の検査
装置を提供することを目的としておプ、第１図に概要構
成図を示す様に、移動中のシート状物ＩＫ対して斜め方
向より光を照射する照明装置２と、シート状物１表面で
の反射光を受光するラインセンサ３を有し、該ラインセ
ンサ３で受光して得られた信号Ｓに対し異なる閾値ｃｌ
、ｃ鵞（ＯＢ　＜　Ｏｘ　）を設定して、８く０１とな
る出力レベルを満足する区域を影領域、又８　）　Ｏ，
を満足すふ区域を輝点領域に判別し、その判別結果によ
り輝点領域と影領域の間で変化するパターン別忙凹部、
凸部、汚れ部の三種の欠陥に分類処理を行う画像処理装
置１４とから構成したことに特徴を有している。

なお、同図において５は、信号処理装置４により凹部、
凸部、汚れ部の各欠陥を検知した信号を入力して、欠陥
のデータ処理などを行なうマイクロコンピュータで、ま
た６はマイクロコンピュータ５の結果を出力表示するた
めのデイスプレィである。また、シート状物の移動方向
は同図面の向こうからこちらにむかう方向である。

次に、本発明のシート状物の検査装置における欠陥検出
の機構の一例を、第２図に基づｂて説明する。

第２図はシート状物面に存在する傾斜角βｌ。

β２を有する凹部について、入射角α１．α２（α］キ
α宜、α鵞〉βｌ）なる光を照射した状態断面図である
。同図において凹部はシート状物表面のくぼみである。

照明装置ｉｔ２は、シート状物に存在する凹部に対して
所定入射角で斜め照明するのであるが、照明装置２より
出射させる光は完全な平行光ではなく拡散光であるため
、入射角α１゜α、（但し、α１中α、が望ましい。）
の照明光Ｌｌ。

Ｌ、の光がシート状物の凹部に対して照射される。

凹部付近のシート状物表面には、照明光り、　、　Ｌ。

くより、前記照明光Ｌｌ、Ｌ、の入射角αｈα２と凹部
の傾斜角β１の関係から、以下■〜■に示す影。

輝点が発生する ■α１≦β１　　　影は発生しない。

■α２≦β１くα１　半影ができる。

■　　β１くα鵞　長さ１．の木彫、長さβ３　■半影
ができる。さらに長さβ４の輝点 ができ、輝点の光強度はシート 状物が先生拡散光の場合は、平 坦部のＣｏ日ｅｃβ２倍となる。

従って、照明装置の入射角の範囲は、前記■。

■の状態のいずれでも凹部の検出は可能であるが、前記
■の状態が最も感度よく検出できる。

次に、第３図は、前述した第２図に示した照明装置で、
各欠陥、凹部、凸部、汚れ部に対して斜め照明し、各欠
陥凹部、凸部、汚れ部の出カバターンの変化から各欠陥
を判別する処理方法を説明する図である。

同図（ａ）は、各欠陥をラインセンサで画像入力した画
像データのパターンであシ、３１は凹部、３２は凸部、
３３け汚れ部であり、照明方向はラインＨ＆Ｃ示す様に
図の左側から斜め照明している。また、同図（１））は
、同図（ａ）中のラインＮ上の固体撮像装置の出力を８
ビツトでＡ／Ｄ交換した場合の多値データである。凹部
、凸部、汚れ部の各欠陥の出カバターンは、多値データ
より異なる変化を示し、凹部が照明方向より低レベルか
ら高レベルへと、凸部は高レベルから低レベルへと変化
し、汚れは低レベルのままでおる。従って、凹部、凸部
、汚れ部の各欠陥の多値データは、同図（ｂ）の如く影
領域を検知する閾ｆＩＩＣＩ及び輝点領域を検知する閾
値Ｃ２を設定して２値化すると、同図（（り、　（ｉｌ
ｌ）の２値化データが結果として得られ、同図（ｃ）で
は出力「０」が影領域と判定し、同図（ａ）では出力「
１」が輝点領域と判定している。これより凹部は同図（
ｃ）の出力「０」から同図（ｄ）の出力「１」へと急激
に変化し、凸部は凹部と逆に同図（ｃ）の出力「１」か
ら同図（ｄ）の出力「０」に急激に変化し、また汚れ部
は同図（Ｃ）で「０」とな石のみである。従って、本発
明の処理方法は、凹部、凸部、汚れ部の各欠陥を正確に
判別することができる。

以下、本発明のシート状物の検査装置の実施例を図面に
よって詳細に説明する。

〔実施例〕

第４図は、本発明の詳細な説明するための図である。

検査対象物１は、側面方向から光源７に取付けた光フア
イバ照明２で斜め照明されながら、一定速度で走行して
いる。ここで、検査対象物１を照明する装置としては、
出射光が平行光となるレーザ光が最も好ましいが、前述
した光フアイバ照明や点光源でも可能である。渣た、光
フアイバ照明の配役位置け、検査対象物１の移動方向に
対して側面方向としたが、正面方向あるいは背面方向で
もよい。

検査対象物１の贋射光は、ラインＣＯＤカメラ３で読み
取り、その信号を画像処理装置４で処理することにより
、検査対象物に含まれる凹部、凸部、汚れ部の３種類の
欠陥を判別してカウントしている。欠陥のデータ処理、
警報出力などはマイクロコンピュータ５で行っており、
その結果をデイスプレィ６に出力表示する。

第５図は、第４図の装置で得られた凹部、凸部、汚れ部
の３種類の画像データ及び画像データ中に点線表示した
中心部の縦１行分のヒストグラムである。

同図で（ａｌ）〜（Ｃ４）は凹部の多値画像、２値画像
（閾値０里）、２値画像（閾値Ｃ２）、ヒストグラムを
示し、以下（ｂｌ）〜（ｂ４）は凸部、（Ｃ１）〜（Ｃ
４）は汚れに関するものを示している。凹部。

凸部、汚れ部の各画像データ（，１）　〜（Ｃ３）、（
ｂｌ）〜（ｂ３）、（Ｃ１）〜（Ｃ３）では照明方向が
上から下へ向ってｂ６、またヒストグラム（Ｃ４）　、
　（ｂ４）。

（Ｃ４）での照明方向は、左から右へ座標方向に数値が
大きくなる向きとなっている。

凹部は、多値画像（ａｌ）釦点線表示した１行分の出カ
バターンが、ヒストグラム（Ｃ４）となりこのヒストグ
ラム（Ｃ４）に対し閾値ｃ１＝１８０、閾値ｃｌ＝＋２
４０を設定して二値化すると、２値画像（Ｃ２）　、　
（Ｃ３）が得られて影領域、輝点領域を検出できる。な
お、凸部、汚れ部についても凹部と同様であるので説明
を略する。

第６図は、画像処理装置４で凹部、凸部、汚れ部の３種
類の欠陥を判別する回路の１実施例である。

ラインＣＯＤカメラ３より得られる信号イは、形検出回
路６により閾値Ｃ１で２値化された信号口を、輝点検出
回路７によシ閾値Ｃ！で２値化された信号二を得る。ゲ
ート信号発生回路８では信号口の立ち上がりエツジから
ＣＯＤクロック信号の数クロック間のゲート信号ハを発
生する。

ゲート回路９では、ゲート信号ハが発生している間、信
号二をイネーブル状態とすふゲート回路を持つ。この間
に、信号二が発生した場合、この信号は影から輝点に急
激に変化する信号と判別され、これを凹部検出信号ヌと
して出力する。

！た、ゲート回路９では、ゲート信号ハが発生していな
い間、信号二をイネーブル状態とするゲート回路も持つ
。この間に、信号二が発生した場合、これは、影から輝
点に急激に変化する信号以外の信号、即ち、輝点から影
に変化する信号の輝点部分の信号とみなせるから、これ
を、凸部検出信号りとして出力する。

また、信号りは、ゲート信号発生回路１０Ｖｃ入力され
る。ゲート信号発生回路１ｏでは、信号りの立ち下がり
エツジからＣＯＤクロック信号の数クロック間のゲート
信号ホを発生する。

この信号ホが発生している間、形検出回路６をディスエ
ーブル状態とし、信号イが入力されても、信号口を出力
しないようにする。これにょ抄、凸部欠陥による形検出
部分をカットする。

また、汚れ信号検出回路１１では、ゲート信号ハが発生
している間に信号二が変化しない時、ゲート信号ハの立
ち下がりエツジから１クロック間、信号を出力す２回路
である。この出力信号チは、形検出後、急激な輝点への
変化が々込場合忙のみ発生することになり、これは、汚
れを検出した場合に限られ、汚れ部検出信号チが得られ
る。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明のシート状物の欠陥検査装置
は、移動中のシート状物に対し斜め方向から照明装置に
よυ照明し、そのシート状物面でのｙ射光のうち正反射
成分を除く散乱光を固体撮像装置で受光して、その受光
した信号に対してレベルの異なる閾値を設定し影領域、
輝点領域とを判定し、更にその判定結果から輝点領域と
影領域との間で変化するパターンに基づき凹部、凸部、
汚れ部の三種の欠陥に分類するので正確に欠陥を判別す
ることが可能であり、シート状物の欠陥検査装置として
、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のｙ　　）状物の欠陥検査装置の概要
図である。 第２図は、欠陥の１つである凹部の欠陥検出方法と、そ
の効果を説明するための図である。 第３図は、凹部、凸部、汚れ部の３種類の画像データの
パターンの差を説明するための図である。 第４図は、本発明の詳細な説明するための図である。 第５図は、本発明の第３図の装置で得られた凹部、凸部
、汚れ部の３種類の画像データの１例とその画像データ
の中心部の縦１行分のヒストグラムである。 第６図は、画像処理装置４の凹部、凸部、汚れ部の３種
類の欠陥を判別する回路の１実施例である。 １は検査対象物、２は光フアイバ照明、３は４は画像処
理装置、５け ６はデイスプレィ、７ ７は輝点検出回路、 ９けゲート回路、１０ １１は汚れ信号検出口 ラインｃａｎカメラ、 マイクロコンピュータ、 は光源、６は形検出回路、 ８はゲート潜号発生回路、 はゲート信号発生回路、 路である。 特許出願人　　三菱レイヨン株式会社 代理人　弁理士　吉　澤　敏　夫 んりマ 弔 図 第２図 第４ 図 第５ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動中のシート状物に対し斜め方向より光を照射
   する照明装置と、該シート状物面での反射光のうち正反
   射成分を除く散乱光を受光する固体撮像装置と、該ライ
   ンセンサで受光して得た信号Ｓにレベルの異なる閾値Ｃ
   ＿１、Ｃ＿２（Ｃ＿１＜Ｃ＿２）を設定して、信号Ｓの
   レベルが閾値Ｃ＿１より小さくなる区域を影領域また信
   号Ｓのレベルが閾値Ｃ＿２より大きな区域を輝点領域と
   して判定して、その判定結果により輝点領域と影領域の
   間で変化するパターンに基づき凹部、凸部、汚れ部の三
   種の欠陥に分類処理を行う画像処理装置とから成ること
   を特徴とするシート状物の欠陥検査装置。