JPH08285788A

JPH08285788A - 連続する構造物を含む物体の欠陥を検出する方法および装置

Info

Publication number: JPH08285788A
Application number: JP8793395A
Authority: JP
Inventors: Shinji Maezono; 伸二前薗
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】線入りガラス板の欠陥検出において、線の構
造的欠陥も検出できるようにする。【構成】連続する構造物を含む透光板状体を照明し、
１次元ラインセンサで撮像して得られた１次元画素の輝
度データから欠陥を検出する方法において、輝度データ
を２値化するためのしきい値を、検出が必要な全欠陥を
２値化する第１のレベル１３と、連続する構造物の太さ
を前記１次元ラインセンサの分解能の範囲内で検出でき
るように２値化する第２のレベル１４とに設定し、これ
ら第１および第２のレベルで前記輝度データを２値化し
て、第１および第２の２値データ２０，２１を形成し、
形成された第２の２値データから、前記連続する構造物
の２値データを分離し、分離された構造物の２値データ
と、前記第１の２値データとを比較して、第１の２値デ
ータか欠陥の２値データを分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の検査対象物体に
対応して順次得られる複数個の１次元画素データから、
この検査対象物体の連続する構造物に関する欠陥を検出
する方法および装置に関し、特に、線入り板ガラスにつ
いての欠陥検出に適用するのに最適なものである。

【０００２】

【従来の技術】通常の板ガラスなどの透明な物体に存在
する欠陥を検出するためには、透過照明で得られた輝度
データを或るレベルで２値化することによって得られた
２値データを、ラベリング処理し連続したものを１つの
ものとして、長さや面積などの特徴量を求めて、それら
の特徴量を基準値と比較して、欠陥の合格不合格を判定
する方法が用いられる。

【０００３】また、欠陥を異物や泡などの種類に分類し
たい場合には、異物と泡の輝度レベルが明らかに違え
ば、２値化レベルを複数設定して複数の２値データを比
較する方法、あるいは３値化や４値化などの多値化処理
のデータを用いる方法がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、透明の板ガ
ラスではなく線入り板ガラスのように、針金のような欠
陥ではない連続した構造物を含んだ検査対象物体の場合
には、この針金も異物や泡などの欠陥と同じような輝度
レベルの低下として現れる。

【０００５】この輝度レベルを２値化した２値データを
ラベリング処理すると、針金に接触や交差しない欠陥は
容易に検出できるが、針金に接触または交差する欠陥
は、欠陥が終了するまでは針金か欠陥かの区別はできな
いので、連続して針金自体の構造的欠陥などの検出がで
きにくいという問題がある。また、針金に接触または交
差する欠陥は分離しにくいという問題がある。

【０００６】針金に接触または交差する欠陥が小さな泡
であり、泡と針金の輝度レベルにはっきりした差がある
場合は、泡が検出されないレベルで２値化すれば針金の
みが検出される。泡と針金の両方が検出されるレベルで
２値化したデータと比較すれば、針金と泡を分離でき
る。しかしながら、大きな泡や異物などの輝度レベル
は、針金の輝度レベルと区別できない。たとえ、従来の
方法で、複数の２値化レベルで２値化したデータを比較
してレベル別に欠点が分離できても、針金と同じ輝度レ
ベルの欠点は分離できないという問題がある。

【０００７】また、遮光性欠陥だけでなくて、針金の線
切れ部分などの遮光機能のない欠陥を従来のラベル付け
方法により検出することも非常に困難である。

【０００８】このような問題を解決するために、本出願
人は「物体の構造および／または模様に関する欠陥を検
出する方法および装置」（特願平５−３４８７４８号明
細書）を提案している。この既提案の技術によれば、板
ガラスの欠陥と針金とを分離して検出することができ
る。

【０００９】このような既提案の欠陥検出方法および装
置において、２値化回路での２値化レベルによって検出
される針金や欠陥の太さが変わってしまう、つまり、小
さな泡欠陥などの遮光機能の小さい欠陥を検出するため
には２値化のためのレベル値を高く設定する必要がある
が、その場合には針金が実際の線幅よりも太く検出され
てしまうので、線切れ以外の針金の構造的欠陥、例えば
針金が延びて線切れには至らないが線幅が細くなってい
るような欠陥、あるいは針金の一部の線幅が普通の線幅
よりも太くなっているような欠陥を正確に検出できない
という問題がある。

【００１０】また、既提案の欠陥検出方法および装置に
おいて、欠陥と針金との分離するためのラベル付けが複
雑であって、そのための処理が複雑になるという問題も
ある。

【００１１】本発明の目的は、検査対象物体に含まれる
遮光性欠陥や線切れ欠陥を、この検査対象物体が本来有
する正常な連続する構造物と確実かつ迅速に区別するこ
とができる欠陥検出方法および装置において、構造物自
体の構造的欠陥をも検出できるようにすることにある。

【００１２】本発明の他の目的は、連続する構造物の周
期性を利用して、連続する構造物の検出を容易とした欠
陥の検出方法および装置を提供することにある。

【００１３】本発明のさらに他の目的は、連続する構造
物の連続性を利用して、構造物と欠陥を分離する欠陥の
検出方法および装置を提供することにある。

【００１４】

【発明の概要】本発明は、連続する構造物を含む透光板
状体を照明し、１次元ラインセンサで撮像して得られた
１次元画素の輝度データから欠陥を検出する方法におい
て、前記輝度データを２値化するためのしきい値を、検
出が必要な全欠陥を２値化する第１のレベルと、前記連
続する構造物の太さを前記１次元ラインセンサの分解能
の範囲内で検出できるように２値化する第２のレベルと
に設定し、これら第１および第２のレベルで前記輝度デ
ータを２値化して、第１および第２の２値データを形成
し、形成された第２の２値データから、前記連続する構
造物の２値データを分離し、分離された構造物の２値デ
ータと、前記第１の２値データとを比較して、第１の２
値データから欠陥の２値データを分離する、ことを特徴
としている。

【００１５】前記連続する構造物が、板ガラス中に周期
的に配列された針金である場合に、前記第２の２値デー
タから、前記針金の配列の周期性を利用して、針金を分
離するのが好適である。

【００１６】また、本発明では、照明むらやラインセン
サの画素による不均一性により１次元画素のゆがみに対
応して、前記第１および第２の２値化レベルを設定して
いる。

【００１７】

【実施例】本発明を線入り板ガラスの欠陥を検出する欠
陥検出装置に適用した一実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１８】図１に線入り板ガラス１の例を示す。図
中、２は埋設されている針金（以下、線という）であ
り、３は線２に接触している接触欠点、４は線２と交差
している交差欠点、５は線２と接触も交差もしていない
孤立欠点である。６は線２が一旦切れて分離している線
切れ部分である。

【００１９】ＬＳは板ガラス１を撮像するラインセンサ
であり、ＬはラインセンサＬＳの走査ラインである。こ
の走査ラインＬを照らすための照明装置が、板ガラス１
のラインセンサＬＳと反対の側にある（図示しない）。
ＸはラインセンサＬＳの走査方向を示し、Ｙは線入り板
ガラス１の搬送方向である。ＸとＹはほぼ直交してい
る。

【００２０】図２に、欠陥検出装置の構成を示す。この
欠陥検出装置は、入力回路７と、２値化装置９と、欠点
分離装置１０と、特徴量抽出装置１１と、欠陥判定装置
１２とを備えている。

【００２１】２値化装置９は、２値化回路９ａおよびラ
ンレングス符号化回路９ｂにより構成されている。

【００２２】欠点分離装置１０は、欠点分離回路１０ａ
および欠点分離回路１０ｂにより構成されている。

【００２３】特徴量抽出回路１１は、ラベリング回路１
１ａ、欠点抽出回路１１ｂ、線の特徴量抽出回路１１ｃ
により構成されている。

【００２４】欠陥判定装置１２は、欠点判定回路１２
ａ、線欠陥判定回路１２ｂ、総合判定回路１２ｃにより
構成されている。

【００２５】次に、本実施例の欠陥検出装置の動作を説
明する。図１において、連続生産される線入り板ガラス
１を矢印Ｙ方向に搬送しながら、板ガラスの下側から照
明し、１次元ラインセンサＬＳによりこのセンサ入り板
ガラス１を上側から撮像すると、その１走査毎に輝度レ
ベルを表す１次元の画素信号が得られる。ラインセンサ
ＬＳから出力される画素信号は、図２の入力回路７に送
られてＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換された画素信号８
は、２値化装置９に送られ、２値化回路９ａで２値化さ
れる。

【００２６】２値化回路９ａにおける２値化レベルを図
３を参照して説明する。図３には、２値化回路９ａへの
入力信号の例である１次元の画素信号８と、この画素信
号８を２値化するための２値化レベル１３および１４
と、２値化レベル１３および１４による２値データ２
０，２１の例を示す。画素信号８のレベル１５は線の輝
度レベルを、レベル１６は大きな泡または小さな異物な
どの欠点の輝度レベルを、レベル１７は異物などの欠点
の輝度レベルを、レベル１８は小さな泡などの欠点の輝
度レベルをそれぞれ示している。またレベル１９は線と
欠点の重なり部分の輝度レベルの例である。この場合、
異物のレベルは、線のレベルとほぼ同じ大きさとなって
いる。２値化レベル１３は、検出が必要なすべての欠陥
を確実に２値化できるレベルであり、高く設定されてい
る。一方、２値化レベル１４は、線のレベル１５を２値
化したときに、ラインセンサの分解能の範囲内で２値デ
ータ“１”の幅が実際の線の幅とほぼ等しくなるような
レベルである。

【００２７】図からわかるように、２値化レベル１３，
１４は、直線ではなく、両端でレベルが低下するように
ゆるく湾曲している。これは、照明むらやラインセンサ
の画素による不均一性により１次元画素信号がゆがむの
で、このゆがみに対応して２値化レベルを設定している
ためである。このような２値化レベルの設定は、画素毎
にレベルを変えて設定することとなる。

【００２８】このような２値化レベル１３，１４により
２値化された２値データを、図３に２０，２１で示す。
２値化レベル１３による２値データ２０は、レベル１
５，１６，１７，１８，１９を含んでおり、２値化レベ
ル１４による２値データ２１は、レベル１５，１７を含
んでいる。もし、レベル１６とレベル１８とを分ける必
要があれば、レベル１６を含みレベル１８を含まない２
値化レベルを設定する。更に、細かく分類するときは、
必要な２値化レベルを設定する。

【００２９】上記のようにして得られた全ての２値デー
タには線が含まれているので、線と欠点を分離する必要
がある。全ての２値データに対して線と欠点の分離処理
を行ってもよいが、線は全ての２値データに共通に含ま
れるので、１つの２値データのみに対して線と欠点の分
離処理を行って得られた線の２値データと、他の欠点を
含んだ２値データとを比較して、欠点を分離してもよ
い。線と欠点の分離処理に用いる２値データは、線の太
さがほぼ正確な２値化レベル１４による２値データ２１
を用いるのが好ましい。

【００３０】２値化回路９ａにおいて、図３に示す２値
化データ２０，２１が形成されたものとする。これら２
値化データは、必要ならばランレングス符号化回路９ｂ
で扱い易いランレングスデータに変換される。なお、以
下の説明では、理解を容易にするため、２値画素データ
で説明するものとする。この２値画素データにおいて
は、“１”は線２、欠点３，４，５などの遮光物に対応
する画素を、また、“０”は遮光物に対応しない画素を
示している。

【００３１】以下の説明においては、図３に示した、２
値化レベル１３，１４による２値化で得られた２値画素
データを用いるものとする。

【００３２】２値データ２０，２１は、欠点分離回路１
０ａに送られ、線と欠点に分離される。線と欠点の分離
は、２値データ２１を用いて線の２値画素データの分離
を行い、線の２値画素データと２値データ２０の２値画
素データと比較して欠点の２値画素データの分離を行う
ものとする。

【００３３】まず、線の２値画素データ分離について説
明する。図３の２値データ２１のＡの部分に対応する最
初の１走査分の２値画素データを図４（Ａ）に示す。線
のレベル１５と異物のレベル１７に対応する画素データ
が“１”で表されている。前述したように２値化レベル
１４は２値化されたデータ“１”の幅が線幅にほぼ等し
くなるように設定されているので、線１５に対応する
“１”の連続幅は、実際の線幅にほぼ等しくなってい
る。なお図４（ａ）において、“１”，“０”の連続個
数は、説明の便宜上定めたものであり、実際とは異なる
ことに留意されたい。この２値画素データには、図４
（Ｂ）に示すように、“１”の画素の全てには無条件で
“線”のラベルを付ける。

【００３４】図４（ｃ）に次の走査分の２値画素データ
を示す。この２値画素データに対してラベル付けを行う
が、ラベル付けの基準は、以下の表１に示すルールに従
う。

【００３５】

【表１】

【００３６】（Ａ）は、処理走査ラインの２値画素デー
タにおける画素が“１”の場合のルールである。（Ａ）
の左欄には、直前の既走査ラインのラベルデータにおい
て各画素に付けられたラベルの種類が示され、右欄に
は、処理走査ラインにおいて、付けるべきラインの種類
が示されている。（Ｂ）は、処理走査ラインの２値画素
データにおける画素が“０”の場合のルールである。

【００３７】このようなラベル付けルールに従えば、図
４（Ｃ）の処理走査ラインの２値画素データ１２は、図
４（Ｄ）に示すようなラベルデータが付される。このよ
うなラベルデータが各走査ラベル毎に連続して続くこと
になるが、このラベルデータでは、異物１７は線とみな
されている。したがって、２値画素データには、線１５
の画素データと異物１７の画素データとが混在している
ことになる。

【００３８】線入り板ガラス１においては、図１に示す
ように、多数本の線２は互いにほぼ一定の間隔をおいて
周期的に配置されているので、その周期性から判断し
て、異物１７に対応するラベルデータ“線”は、針金に
よる線でないと判断して除去する。したがって、針金１
５に対応するラベルデータ“線”のみが残る結果、線の
２値画素データを分離することができる。

【００３９】欠点分離回路１０ａでは、さらに、線の２
値画素データと２値データ２１に対応する２値画素デー
タとを比較することによって、欠点を検出する。分離さ
れた線の２値画素データの“１”の連続する幅は、実線
の線幅に等しいから、特に、接触欠点や交差欠点を容易
に検出することができる。図３を参照すればわかるよう
に、大きな泡または小さな異物１６，異物１７，小さな
泡１８，重なり欠点１９が検出される。これら検出され
た画素データ“１”には“欠点”のラベルを付ける。図
５（Ａ）に、図４（Ａ）の画素データに対しラベル付け
された状態を示す。以下連続する処理走査ライン毎に、
前述した表１のルールに従ってラベル付けを行う。

【００４０】図５（Ｂ）に、或る処理走査ラインの２値
画素データを示し、図５（Ａ）を既走査ラインとした場
合のラベル付けの結果を図５（Ｃ）に示す。既走査ライ
ンのラベル“線”に対して、処理走査ラインの画素デー
タが“０”の場合には、“線切れ”とラベル付けされ
る。このようにして、線切れが検出される。

【００４１】欠点分離回路１０ａにおける以上の処理に
より、線と線切れと欠点とが検出され、線と線切れのラ
ベルデータは、線の特徴量抽出回路１１ｃに入力され、
一方、欠点のラベルデータは、欠点分類回路１０ｂに入
力される。

【００４２】欠点分類回路１０ｂでは、欠点の種類を分
類するが、図３に示した例では、２値化レベル１３によ
りすべての欠点が検出されており、種類の分類はできな
いが、２値化レベルを複数設定することにより、欠点の
種類を分類できることは容易に理解できるであろう。例
えば、図３において、２値化レベル１３と１４との間に
２値化レベルを設けることによって、例えば大きな泡と
小さな泡を分類することができる。このようにして分類
された欠点の画素データは、特徴量抽出装置１１のラベ
リング回路１１ａに送られ、従来のラベル付け法による
ラベリング処理をデータに施すことによって、個々の欠
点をグループ化して、欠点抽出回路１１ｂにおいて各欠
点についてＸ方向の長さ、Ｙ方向の長さ、面積などの特
徴量を算出する。算出された特徴量は、欠点判定回路１
２ａに送られる。

【００４３】線の特徴量抽出回路１１ｃでは、線および
線切れのデータに基づいて、線２の線幅および相互の間
隔の変動、線２の蛇行、線２の線切れ部分６などの線２
に関する特徴量が抽出される。この場合、抽出された線
幅は実際の針金の線幅にほぼ等しい。抽出された特徴量
は線欠陥判定回路１２ｂに送られる。

【００４４】線欠陥判定回路１２ｂおよび欠点判定回路
１２ａでは、線の特徴量および欠点の特徴量を、所定の
基準値と比較することによって、判定を行う。本発明の
場合、線幅は正確に検出されているので、線切れのみな
らず、例えば線が実際の線幅より細くあるいは太くなっ
ているような構造的欠陥も検出することができる。

【００４５】総合判定回路では、判定回路１２ａ，１２
ｂの判定結果から、線入り板ガラス１０などの製品の総
合的な合否を判定する。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、１次元の輝度データか
ら、検出しなければならない各欠陥のレベル毎に複数の
２値データが得られ、その２値データの中の１つは連続
する構造物の太さがほぼ正確に検出されるデータであ
り、これら２値データから検査対象物体の連続する構造
物と欠陥を分離することができる。そして、分離された
連続する構造と欠陥のそれぞれについて様々な特徴量を
抽出して基準値と比較することによって、合否の判定を
行うことができ、欠陥の属性や輝度レベルによる分類を
行うことができる。

【００４７】さらに本発明の場合、連続する構造物の線
幅を正確に検出することができるので、構造物自体の欠
陥をも容易に判別することが可能になる。

【００４８】さらには、連続する構造物をその周期性を
利用して検出し、欠陥の２値データと比較することによ
り欠陥を、複雑なラベリング処理をしなくても、簡単に
検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を線入り板ガラスの欠陥を検出する欠陥
検出装置に適用した一実施例の配置図である。

【図２】本発明の欠陥検出装置の一実施例のブロック図
である。

【図３】本発明の一実施例の輝度レベルの例と２値化レ
ベルの例と２値データの例を示す図である。

【図４】２値画素データのラベル付けを説明する図であ
る。

【図５】２値画素データのラベル付けを説明する図であ
る。

【符号の説明】

１線入り板ガラス２線３接触欠点４交差欠点５孤立欠点６線切れ部分８１次元の輝度レベルの例９２値化装置１０欠点分離装置１１特徴量抽出装置１２欠陥判定装置１３検出しなければならない全ての欠点を２値化する
２値化レベル１４線が実際の太さとして検出されるための２値化レ
ベル１５線の輝度レベル１６大きな泡または小さな異物などの輝度レベル１７異物などの輝度レベル１８小さな泡などの輝度レベル１９線と欠点の重なり部分の輝度レベル２０２値化レベル１３による２値データ２１２値化レベル１４による２値データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続する構造物を含む透光板状体を照明
し、１次元ラインセンサで撮像して得られた１次元画素
の輝度データから欠陥を検出する方法において、前記輝度データを２値化するためのしきい値を、検出が
必要な全欠陥を２値化する第１のレベルと、前記連続す
る構造物の太さを前記１次元ラインセンサの分解能の範
囲内で検出できるように２値化する第２のレベルとに設
定し、これら第１および第２のレベルで前記輝度データを２値
化して、第１および第２の２値データを形成し、形成された第２の２値データから、前記連続する構造物
の２値データを分離し、分離された構造物の２値データと、前記第１の２値デー
タとを比較して、第１の２値データから欠陥の２値デー
タを分離する、ことを特徴とする欠陥検出方法。
【請求項２】前記連続する構造物が、板ガラス中に周期
的に配列された針金である場合に、前記第２の２値デー
タから、前記針金の配列の周期性を利用して、針金の２
値データを分離する、ことを特徴とする請求項１記載の
欠陥検出方法。
【請求項３】照明むらやラインセンサの画素による不均
一性により１次元画素のゆがみに対応して、前記第１お
よび第２の２値化レベルを設定することを特徴とする請
求項１または２記載の欠陥検出方法。
【請求項４】連続する構造物を含む透光板状体を照明
し、１次元ラインセンサで撮像して得られた１次元画素
の輝度データから欠陥を検出する方法において、前記輝度データを２値化するためのしきい値を、検出が
必要な全欠陥を２値化する第１のレベルと、欠陥の種類
を分類するための少なくとも１つの第２のレベルと、前
記連続する構造物の太さを前記１次元ラインセンサの分
解能の範囲内で検出できるように２値化する第３のレベ
ルとに設定し、これら第１，第２および第３のレベルで前記輝度データ
を２値化して、第１，第２および第３の２値データを形
成し、形成された第３の２値データから、前記連続する構造物
の２値データを分離し、分離された構造物の２値データと、前記第１の２値デー
タとを比較して、第１の２値データから欠陥の２値デー
タを分離し、分離された欠陥の２値データと、前記第２の２値データ
とを比較して欠陥の種類を分類する、ことを特徴とする
欠陥検出方法。
【請求項５】前記連続する構造物が、板ガラス中に周期
的に配列された針金である場合に、前記第３の２値デー
タから、前記針金の配列の周期性を利用して針金の２値
データを分離する、ことを特徴とする請求項４記載の欠
陥検出方法。
【請求項６】照明むらやラインセンサの画素による不均
一性により１次元画素のゆがみに対応して、前記第１，
第２および第３の２値化レベルを設定することを特徴と
する請求項４または５記載の欠陥検出方法。
【請求項７】連続する構造物を含む透光板状体を照明
し、１次元ラインセンサで撮像して得られた１次元画素
の輝度データから欠陥を検出する装置において、前記輝度データを２値化する２値化回路を備え、この２
値化回路において、２値化するためのしきい値を、検出
が必要な全欠陥を２値化する第１のレベルと、前記連続
する構造物の太さを前記１次元ラインセンサの分解能の
範囲内で検出できるように２値化する第２のレベルとに
設定し、これら第１および第２のレベルで前記輝度デー
タを２値化して、第１および第２の２値データを形成
し、形成された第２の２値データから、前記連続する構造物
の２値データを分離し、分離された構造物の２値データ
と、前記第１の２値データとを比較して、第１の２値デ
ータから欠陥の２値データを分離する欠点分離回路と、
を備えることを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項８】連続する構造物を含む透光板状体を照明
し、１次元ラインセンサで撮像して得られた１次元画素
の輝度データから欠陥を検出する装置において、前記輝度データを２値化する２値化回路を備え、この２
値化回路において、前記輝度データを２値化するための
しきい値を、検出が必要な全欠陥を２値化する第１のレ
ベルと、欠陥の種類を分類するための少なくとも１つの
第２のレベルと、前記連続する構造物の太さを前記１次
元ラインセンサの分解能の範囲内で検出できるように２
値化する第３のレベルとに設定し、これら第１，第２お
よび第３のレベルで前記輝度データを２値化して、第
１，第２および第３の２値データを形成し、形成された第３の２値データから、前記連続する構造物
の２値データを分離し、分離された構造物の２値データ
と、前記第１の２値データとを比較して、第１の２値デ
ータから欠陥の２値データを分離する欠点分離回路と、分離された欠陥の２値データと、前記第２の２値データ
とを比較して、欠陥の種類を分類する欠点分類回路と、
を備えることを特徴とする欠陥検出装置。