JPH04286944A - 欠陥検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は欠陥検出装置、特に連
続して発生するスジ状の欠陥を検出する欠陥検出装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面に存在する欠陥を検出する装
置としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を表面に照射し、こ
れが表面の凹凸によって任意方向に散乱されることを利
用したものがあった。

【０００３】図１３は従来例の欠陥検出装置（以下装置
という）の原理を示す図である。図１３において、被検
査物の表面上にキズやゴミ（汚れ）が存在すると光は任
意物に散乱するので反射光とは異なる位置に受光部（図
中明視野受光、又は暗視野受光）を設け、散乱光を読み
取り、不良を検出する。この場合、キズは一種のグルー
プ欠陥と考えて一次回析光の乱れを読み取ることで検出
することができる（明視野受光）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来例
によれば、図１３からもわかるように装置、特に光学系
が複雑であり、装置が大型になるという問題点があり、
また、前記のようにキズの検出はできるが、色スジのよ
うに表面が凹凸にならない欠陥は検出することができな
いという欠陥があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、表面の欠陥を高精度で確実に検
出でき、かつ表面の凹凸を伴わないスジ状の欠陥がコン
パクトな装置で検出できることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、この発明の請
求項１においては、連続して発生するスジ状の欠陥を検
出する欠陥検出装置であって、前記欠陥が発生する方向
の垂直方向に微分処理を行う微分手段と、その垂直方向
の各信号を前記欠陥発生方向に積分する積分手段と、前
記積分手段で得られた１次元の信号の平均値を求める平
均値算出手段と、その平均値を中心として任意の領域を
設定する領域設定手段と、前記領域内に含まれる前記１
次元信号の割合を求める１次元信号算出手段と、前記１
次元信号の割合と所定のしきい値とを比較して欠陥を検
出する欠陥検出手段と、を具備して成る欠陥検出装置に
より、前記目的を達成しようとするものである。

【０００７】また、この発明の請求項２においては、連
続して発生するスジ状の欠陥を検出する欠陥検出装置で
あって、前記欠陥が発生する方向の垂直方向に微分処理
を行う微分手段と、その垂直方向の各信号を前記欠陥発
生方向に積分する積分手段と、前記積分手段で得られた
１次元の信号を任意の大きさに持つ領域に分割する分割
手段と、前記各分割領内でのその信号の平均値もしくは
標準偏差、又は平均値および標準偏差を計算する第１の
計算手段と、隣接する前記領域間で平均値の差、もしく
は標準偏差の差、又は平均値の差および標準偏差の差を
求める第２の計算手段と、前記第２の計算手段により差
分した信号を所定のしきい値と比較して欠陥を検出する
欠陥検出手段と、を具備して成る欠陥検出装置により、
前記目的を達成しようとするものである。

【０００８】

【作用】この発明の請求項１における欠陥検出装置は、
微分手段で欠陥が発生する方向の垂直方向に微分処理を
行い、積分手段でその垂直方向の各信号を欠陥発生方向
に積分し、平均値算出手段により積分手段で得られた１
次元の信号の平均値を求め、領域設定手段で、前記平均
値を中心として任意の領域を設定し、１次元信号算出手
段で、前記領域内に含まれる１次元信号の割合を求め、
欠陥検出手段で前記１次元信号の割合と所定のしきい値
とを比較して、欠陥を検出する。

【０００９】またこの発明の請求項２における欠陥検出
装置は、微分手段で欠陥が発生する方向の垂直方向に微
分処理を行い、積分手段でその垂直方向の各信号を欠陥
発生方向に積分し、分割手段で前記積分手段により得ら
れた１次元の信号を任意の大きさに持つ領域に分割し、
第１の計算手段で、前記各分割領域でのその信号の平均
値もしくは標準偏差、または平均値及び標準偏差を計算
し、第２の計算手段で隣接する前記領域間で平均値の差
、もしくは標準偏差の差、または平均値の差および標準
偏差の差を求め、欠陥検出手段で前記第２の計算手段に
より差分した信号を所定のしきい値と比較して欠陥を検
出する。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の２実施例を図面に基づいて
説明する。この発明の第１実施例は合わせガラス用シェ
イデットフィルムを検査する装置に関するものであり、
このフィルムは表面にきわめて微小な凹凸を有している
ため半透明であり、また一部は着色されており、その色
が徐々に薄くなって無色になるという外観を呈している
。

【００１１】第１実施例はこの色推移部に発生する色ス
ジを検出する欠陥検出装置に関するものである。図１は
この発明の第１実施例である欠陥検出装置の構成図、図
２は第１実施例の動作を制御するフローチャート、図３
は第１実施例の微分時の注目画素を説明する図、図４は
微分オペレータを例示した図、図５は領域を決定する幅
Ｗと領域内に含まれる割合の関係を示す図である。

【００１２】図１において、Ａ１は微分手段であり、Ｃ
ＰＵ２３で構成され、欠陥が発生する方向の垂直方向に
微分処理を行う手段である。Ｂ１は積分手段であり、同
じくＣＰＵ２３で構成され、垂直方向の各信号を欠陥発
生方向に積分する手段である。Ｃ１は平均値算出手段で
あり、積分手段Ｂ１で得られた１次元の信号の平均値を
求める手段である。Ｄ１は領域設定手段であり、同じく
ＣＰＵ２３で構成され、前記平均値を中心として任意の
領域を設定する手段である。

【００１３】Ｅ１は１次元信号算出手段であり、同じく
ＣＰＵ２３で構成され、前記領域内に含まれる前記１次
元信号の割合を求める手段である。Ｆ１は欠陥検出手段
であり、同じくＣＰＵ２３で構成され、前記１次元信号
の割合と所定のしきい値とを比較して欠陥を検出する手
段である。なお、上記Ａ１ないしＦ１の各手段について
の詳細は後述する。

【００１４】また、Ｙは欠陥検出装置、１０は被検査体
であるフィルム、１１は照明、１２は照明１１の透過光
を撮像するテレビカメラ、２１は映像信号をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器、２２は画像を記憶する画像メモリ、
３０は出力部である。

【００１５】次に第１実施例の動作を図１ないし図４を
用いて説明する。図１において、被検査体であるフィル
ム１０に対し、下方向から照明１１を当て、その透過光
をテレビカメラ１２により撮像する。そして、Ａ／Ｄ変
換器２１において、例えば８ビット（２５６階調）で量
子化し、Ｍ＊Ｎ画素のデジタル画像を作り、画像メモリ
２２に入力する。この入力された画像をもとにＣＰＵ２
３により表面の欠陥の有無を判定し（詳細後述）、出力
部３０から外部に表示や警報等として伝送する。

【００１６】次に第１実施例の動作を図２のフローチャ
ートを中心に説明する。まず図３において、欠陥はＭ方
向に発生するものとしたとき、Ｍ＊Ｎ画素の画像データ
に対して、色推移方向に相当するＮ方向の空間的微分値
（実際には信号をデジタル化してあるので差分値となる
）を求める。ここでは図３に示すような座標（ｉ，ｊ）
における濃度ｆ（ｉ，ｊ）の微分値ｇ（ｉ，ｊ）を座標
（ｉ，ｊ）を中心とするｎ＊３の範囲のデータから計算
する。

【００１７】すなわち例えばｎ＝５とし、図４に示すオ
ペレータを用い、 　　ｇ（ｉ，ｊ）＝−ｆ（ｉ−２，ｊ−１）−ｆ（ｉ−
１，ｊ−１）−ｆ（ｉ，ｊ−１）−ｆ（ｉ＋１，ｊ−１
）−ｆ（ｉ＋２，ｊ−１）　　　　　　　　　＋ｆ（ｉ
−２，ｊ＋１）＋ｆ（ｉ−１，ｊ＋１）＋ｆ（ｉ，ｊ＋
１）＋ｆ（ｉ＋１，ｊ＋１）＋ｆ（ｉ＋２，ｊ＋１）と
する（図２ステップ２ａ）。

【００１８】次にＮ方向の各信号をＭ方向に積分する。 ここではｎ＝５としたので、

【００１９】

【数１】

【００２０】によって、Ｍ方向の平均濃度を求め、１次
元の信号とする（図２ステップ２ｂ）。この信号の平均
値ｈａｖｅ　を計算し（図２ステップ２ｃ）、平均値を
中心とした幅２ｗの領域を設定し、この領域内に含まれ
る■の１次元信号の割合Ｒを求め（図２ステップ２ｄ）
、この割合とあらかじめ定めておいたしきい値Ｔとを比
較し（図２ステップ２ｅ）、 Ｒ＜Ｔ：欠陥あり Ｒ≧Ｔ：欠陥なし と判定し、結果を出力する（図２ステップ２ｆ，２ｇ）
。

【００２１】図５にこの結果を例示している。図５中、
○は目視により欠陥なし、●は欠陥ありと判定されたも
のであり、表面の凹凸をともなわないスジ状の欠陥がコ
ンパクトな装置構成により、検査できることがわかる。

【００２２】なお、表面の撮像にはラインセンサを用い
ても同様な作用効果が得られることは明かである。また
微分オペレータのｎは任意である。

【００２３】次にこの発明の第２実施例について図６な
いし図１２を用いて説明する。この第２実施例は前記第
１実施例に用いたのと同様の合わせガラス用シェイデッ
トフィルムを検査する装置に関するものである。

【００２４】図６はこの発明の第２実施例である欠陥検
出装置の構成図、図７は第２実施例の動作を制御するフ
ローチャート、図８は第２実施例の微分時の注目画素を
説明する図、図９は微分オペレータを例示する図、図１
０は領域の分割方法を示す図、図１１は平均値の差によ
り検査した結果を示す図、図１２は標準偏差の差により
検査した結果を示す図である。図中、前記第１実施例に
おけると同一符号は同一部分又は相当構成要素を示し、
その重複説明は省略する。

【００２５】図１および図２において、微分手段Ａ２お
よび積分手段Ｂ２は前記第１実施例と同様であるのでそ
の説明は省略する。Ｃ２は分割手段であり、ＣＰＵ２３
で構成され、積分手段Ｂ２で得られた１次元の信号を任
意の大きさに持つ領域に分割する手段である。Ｄ２は第
１の計算手段であり、同じくＣＰＵ２３で構成され、各
分割領域内でのその信号の平均値もしくは標準偏差又は
平均値および標準偏差を求める手段である。Ｅ２は第２
の計算手段であり、同じくＣＰＵ２３で構成され、隣接
する前記領域間での平均値の差もしくは標準偏差の差、
又は平均値の差および標準偏差の差を求める手段である
。Ｆ２は欠陥検出手段であり、同じくＣＰＵ２３で構成
され、第２の計算手段Ｅ２により差分した信号を所定の
しきい値と比較して欠陥を検出する手段である。なお、
上記Ｃ２ないしＦ２の各手段についての詳細は後述する
。

【００２６】次に第２実施例の動作を図６ないし図１２
を用いて説明する。図６において、被検査体であるフィ
ルム１０に対し、下方向から照明１１を当て、その透過
光をテレビカメラ１２により撮像する。そして、Ａ／Ｄ
変換器２１において例えば８ビット（２５６階調）で量
子化し、Ｍ＊Ｎ画素のデジタル画像を作り、画像メモリ
２２に入力する。この入力された画像をもとにＣＰＵ２
３により表面の欠陥の有無を判定し、出力部３０から外
部に表示や警報等として伝送する。

【００２７】次に第２実施例の動作を図７のフローチャ
ートを中心に詳説する。先ず図７において、欠陥はＭ方
向に発生するものとしたとき、Ｍ＊Ｎ画素の画像データ
に対して、Ｎ方向の空間的微分値（実際には信号をデジ
タル化してあるので差分値となる）を求める。ここでは
図３に示すような座標（ｉ，ｊ）における濃度ｆ（ｉ，
ｊ）の微分値ｇ（ｉ，ｊ）を座標（ｉ，ｊ）を中心とす
るｎ＊３の範囲のデータから計算する。すなわち例えば
ｎ＝５とし、図４に示すオペレータを用い、　　ｇ（ｉ
，ｊ）＝−ｆ（ｉ−２，ｊ−１）−ｆ（ｉ−１，ｊ−１
）−ｆ（ｉ，ｊ−１）−ｆ（ｉ＋１，ｊ−１）−ｆ（ｉ
＋２，ｊ−１）　　　　　　　　　＋ｆ（ｉ−２，ｊ＋
１）＋ｆ（ｉ−１，ｊ＋１）＋ｆ（ｉ，ｊ＋１）＋ｆ（
ｉ＋１，ｊ＋１）＋ｆ（ｉ＋２，ｊ＋１）とする（図７
ステップ７ａ）。

【００２８】次にＮ方向の各信号をＭ方向に積分する。 ここではｎ＝５としたので、

【００２９】

【数２】

【００３０】によって、Ｍ方向の平均濃度を求め、１次
元の信号とする（図７ステップ７ｂ）。

【００３１】そして、図１０の領域分割方法の例示に従
って、前記１次元の信号を任意の大きさを有する小領域
に分割し、各領域内における濃度の平均値μｋ　、もし
くは標準偏差σｋ　、もしくは平均値μｋ　、および標
準偏差σｋ　を計算（ｋは任意の領域を示す番号）する
（図７ステップ７ｅ）。次に隣接する領域間で、平均値
の差、もしくは標準偏差の差、もしくは平均値の差およ
び標準偏差の差を求める。すなわち、 μ１２＝μ２　−μ１　、σ１２＝σ２　−σ１μ２３
＝μ３　−μ２　、σ２３＝σ３　−σ２に従い、差分
を行う（図７ステップ７ｄ）。

【００３２】この差分信号とあらかじめ定めておいたし
きい値Ｔとを順に比較し（図７ステップ７ｅ）、｜μ（
ｋ）（ｋ＋１）｜＞Ｔμ：欠陥あり｜μ（ｋ）（ｋ＋１
）｜≦Ｔμ：欠陥なしもしくは ｜σ（ｋ）（ｋ＋１）｜＞Ｔσ：欠陥あり｜σ（ｋ）（
ｋ＋１）｜≦Ｔσ：欠陥なしもしくは ｜μ（ｋ）（ｋ＋１）｜＞Ｔμ　　かつ　　｜σ（ｋ）
（ｋ＋１）｜＞Ｔσ：欠陥あり その他：欠陥なし と判定し、結果を出力する（図７ステップ７ｆ，７ｇ）
。

【００３３】図１１は前記平均値の差による検査例、図
１２は前記標準偏差の差による検査例を示している。図
１１中、○印は目視により欠陥なし、●印は欠陥ありと
判定されたものである。以上のことより、表面の凹凸を
ともなわないスジ状の欠陥がコンパクトな装置構成によ
り、検査できることがわかる。

【００３４】なお、表面の撮像にはラインセンサを用い
ても同様な作用効果が得られることは明かである。また
微分オペレータのｎは任意であり、その後の積分も必ず
しも微分を行った全範囲を用いる必要はない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１および請求項２によれば、表面の欠陥を高精度で確実
に検出でき、かつ表面の凹凸をともなわないスジ状の欠
陥がコンパクトな装置で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の第１実施例である欠陥検査装置
の構成図

【図２】　　第１実施例の動作を制御するフローチャー
ト

【図３】　　第１実施例の微分時の注目画素を説明す
る図

【図４】　　微分オペレータを例示した図

【図５】
　　領域を決定する幅Ｗと領域内に含まれる割合の関係
を示した図

【図６】　　この発明の第２実施例である欠陥検査装置
の構成図

【図７】　　第２実施例の動作を制御するフローチャー
ト

【図８】　　第２実施例の微分時の注目画素を説明す
る図

【図９】　　微分オペレータを例示する図

【図１０
】　　領域の分割方法を示す図

【図１１】　　平均値の
差により検査した結果を示す図

【図１２】　　標準偏差
の差により検査した結果を示す図

【図１３】　　従来例
の欠陥検査装置の原理を示す図

【符号の説明】 Ａ１，Ａ２　　微分手段 Ｂ１，Ｂ２　　積分手段 Ｃ１　　平均値算出手段 Ｃ２　　分割手段 Ｄ１　　領域設定手段 Ｄ２　　第１の計算手段 Ｅ１　　１次元信号算出手段 Ｅ２　　第２の計算手段 Ｆ１，Ｆ２　　欠陥検出手段 Ｙ　　欠陥検出装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　連続して発生するスジ状の欠陥を検出
   する欠陥検出装置であって、前記欠陥が発生する方向の
   垂直方向に微分処理を行う微分手段と、その垂直方向の
   各信号を前記欠陥発生方向に積分する積分手段と、前記
   積分手段で得られた１次元の信号の平均値を求める平均
   値算出手段と、その平均値を中心として任意の領域を設
   定する領域設定手段と、前記領域内に含まれる前記１次
   元信号の割合を求める１次元信号算出手段と、前記１次
   元信号の割合と所定のしきい値とを比較して欠陥を検出
   する欠陥検出手段と、を具備して成ることを特徴とする
   欠陥検出装置。
2. 【請求項２】　　連結して発生するスジ状の欠陥を検出
   する欠陥検出装置であって、前記欠陥が発生する方向の
   垂直方向に微分処理を行う微分手段と、その垂直方向の
   各信号を前記欠陥発生方向に積分する積分手段と、前記
   積分手段で得られた１次元の信号を任意の大きさに持つ
   領域に分割する分割手段と、前記各分割領内でのその信
   号の平均値もしくは標準偏差、又は平均値および標準偏
   差を計算する第１の計算手段と、隣接する前記領域間で
   平均値の差、もしくは標準偏差の差、又は平均値の差お
   よび標準偏差の差を求める第２の計算手段と、前記第２
   の計算手段により差分した信号を所定のしきい値と比較
   して欠陥を検出する欠陥検出手段と、を具備して成るこ
   とを特徴とする欠陥検出装置。