JPH09105618A - 物体の平滑な面の欠陥検査方法及び装置並びに物体表面の粗さ測定方法及び装置 - Google Patents
物体の平滑な面の欠陥検査方法及び装置並びに物体表面の粗さ測定方法及び装置Info
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Abstract
て、作業員の負担を軽減すると共に、インライン化して
欠陥CDが印刷された場合はすぐに対処することで不良
CDの生産枚数の低減を可能とすることを主目的とす
る。 【解決手段】 検査面に平行光を照射し、その反射光を
CCDカメラで受光し、正常画面と比較して暗い部分を
検出することで、欠陥部分を検出する欠陥検査方法、及
び、検査対象物を保持する保持部と、平行光源と、反射
光を受け集光する集光レンズと、集光レンズで集められ
た光を受けるCCDカメラと、CCDカメラの画像と正
常画面とを比較しCCDカメラの画像の暗い部分を検出
する検出処理部とからなることを特徴とする物体の平滑
な面の欠陥検査装置である。画像処理のアルゴリズムの
みを変更すると、物体表面の粗さ測定方法及び装置とす
ることができる。
Description
コンパクトディスク(以下「CD」という)、CD−R
OM、ビデオCD、フォトCD等のディスクのラベル印
刷面の欠陥の検査に好適な物体の平滑な面の欠陥検査方
法及び装置、並びに、研削物体等の表面の粗さ測定方法
及び装置に関する。
い面に紫外線硬化樹脂のインクによるスクリーン印刷で
印刷される。その際に微小な高さの凹凸がついて微細な
欠陥ができ、一度できると連続してできる場合がある。
原因はホコリ、インクの塗りムラ等である。このよう
な、微小な凹凸による欠陥は自動検査する技術がなく、
現在はオフラインで人間の目による目視検査により行っ
ている。また、ディスクのラベル印刷面の欠陥にはパタ
ーンの印刷不良によるものがあり、これについては既に
インライン(印刷してすぐ自動検査)の画像処理にて自
動検査を行っている。
平4−2906号、特開平5−256630号、特開平
7−27709号等が公知となっているが、これらの装
置はCD印刷面の微小な凹凸による欠陥の検査には不向
きで、構成も本願発明とは全く異なっている。すなわ
ち、特開平4−2906号はCDを回転させ、光源も移
動させてCD全面を走査する保護コートの欠陥検査装置
であり、特開平5−256630号は映像をスクリーン
に投影して凹凸縞模様を検出する鋼板の表面凹凸縞検査
装置であり、特開平7−27709号は側面シート光を
用い、複雑なアルゴリズムで解析する表面欠陥検査装置
である。
陥を目視により検査する作業は神経を使う過酷な作業
で、作業員に大きな負担を与えていた。また、オフライ
ンによる検査なので、欠陥を持つCDが連続して印刷さ
れても直ちに印刷工程にフィードバックすることができ
ず、いたずらに欠陥CDを多数生産し、廃棄する枚数も
多い。本願発明は、CD印刷面の微小な欠陥の検査を自
動化して、作業員の負担を軽減すると共に、インライン
化して欠陥CDが印刷された場合はすぐに対処すること
で不良CDの生産枚数の低減を可能とすることを主な目
的としている。
いずれも複雑な構造を有する高価なものであるが、シン
プルな構造で安価に製造できる検査装置を提供すること
も目的としている。
査の対象となる物体の平滑な面に平行光を照射し、その
反射光をCCDカメラで受光し、正常画面と比較して暗
い部分を検出することで、欠陥部分を検出することを特
徴とする物体の平滑な面の欠陥検査方法であり、第2
に、検査対象物を保持する保持部と、平行光を照射する
平行光源と、検査対象物からの反射光を受け集光する集
光レンズと、該集光レンズで集められた光を受けるCC
Dカメラと、該CCDカメラの画像と正常画面とを比較
しCCDカメラの画像の暗い部分を検出する検出処理部
とからなることを特徴とする物体の平滑な面の欠陥検査
装置である。
の画像処理のアルゴリズムを変えることで、物体表面の
粗さを測定することができる。すなわち、本願発明の第
3は、測定の対象となる物体の測定面に平行光を照射
し、その反射光をCCDカメラで受光し、他の部分より
も明るい部分を検出することで局部山頂を認識すること
を特徴とする物体の表面の粗さ測定方法であり、第4
に、測定対象物を保持する保持部と、平行光を照射する
平行光源と、検査対象物からの反射光を受け集光する集
光レンズと、該集光レンズで集められた光を受けるCC
Dカメラと、該CCDカメラの画像の明るい部分を検出
する検出処理部とからなることを特徴とする物体の表面
粗さ測定装置である。
の実施の形態を詳細に説明する。図1は本願発明の欠陥
検査方法を実施する本願発明の欠陥検査装置1の説明略
図、図2は本願発明の欠陥検査方法の原理の説明、図3
は欠陥検査装置1の検出処理部7における画像処理のア
ルゴリズムの1例のフローチャート図である。欠陥検査
装置1は、CDラベル印刷面の欠陥を検査するもので、
平行光源2、集光レンズ5、CCDカメラ6、検出処理
部7、保持部8からなる。平行光源2は点光源3とレン
ズ4とからなり、点光源3はレンズ4の焦点に位置し、
点光源から発せられた光はレンズ4を通過することで平
行光線となる。平行光線はCD9(被検査対象物体)の
ラベル印刷面に照射される。その面では平行光からの光
が正反射光と散乱光になるが、ラベル印刷面は通常光沢
が生じるほど平坦であるので、散乱光はあまり生じず、
ほとんどの光は正反射して集光レンズ5にて捕らえら
れ、CCDカメラ6に入力される。集光レンズ5が必要
なのは、CDからの正反射光をすべてCCDカメラ6に
入力するためである。これがないと、一部分の正反射光
しかCCDカメラに入力されない。平行光源のレンズ4
及び集光レンズ5は、検査対象物の検査領域全体をカバ
ーするのに充分な大きさが必要である。この場合レンズ
4及び集光レンズ5はCDの大きさよりも若干大きくな
っている。
な凹凸による欠陥10があった場合、そこに到達した光
は正反射光とならず欠陥で蹴られて散乱光の一部とな
る。その結果、反射光がカメラに到達したときには、欠
陥部分が暗くなるのである。図2は欠陥が凹の場合のみ
を示しているが、凸の場合も同様に到達した光は正反射
光とならず欠陥で蹴られて散乱光の一部となり、反射光
がカメラに到達したときには、欠陥部分(凸部の傾斜部
分)が暗くなり、山頂部分は逆に明るくなる。CCDカ
メラの画像は検出処理部7であるコンピュータに送ら
れ、あらかじめ入力されている正常画面と比較し、暗い
欠陥部分があると判断したときはそのCDが欠陥である
という信号を出力する。検査時間はラインのタクトタイ
ムにあわせて、1秒以内で終了することができる。
ムの例を図3に基づいて説明する。検出処理部には、あ
らかじめ正常画像(欠陥のない画像)が入力記憶されて
いる。検査画像が検出処理部に送られると、先ず、正常
画像と検査画像の差の絶対値の画像が算出され、その画
像を2値化して所定の領域(正常画像との明るさの差が
所定の値以上の領域)を確定し、ラベリング(番号付)
する。次に、ラベリングした各々の領域について面積を
算出し、所定の値よりも大きな面積がある場合は欠陥の
ある不良品と判断し、面積が小さい場合は欠陥のない良
品と判断する。ノイズや許容できるきわめて小さな欠陥
を不良品に含めないためである。
れない右側(上流側)でCDの信号面の作成、ラベル印
刷、印刷パターン検査が行われ、矢印方向にテーブルは
移動し、CDが運ばれてくる。所定の位置でテーブルは
停止し、上記の本願発明の欠陥検査が行われる。前記の
検出処理部7から欠陥信号が出力された場合、例えば、
図1の下流に選別部門を設け、欠陥信号は選別部門に送
られて、その欠陥CDを自動的に排除し、連続して欠陥
信号が出たときには印刷部門に信号を送って、点検を促
する。
ル印刷の欠陥検査の方法及び装置について説明したが、
上記の技術思想における画像処理のアルゴリズムを多少
変更することで研削物体等の表面の粗さ測定を行うこと
ができる。その粗さ測定方法においては、CCDカメラ
に画像を入力するまでの方法は全く共通であり、粗さ測
定装置においては、図1の平行光源2、集光レンズ5、
CCDカメラ6及び検出処理部7(内部画像処理を除
く)の構成を同じくし、保持部は検査対象物を載せる台
等、検査対象物を保持できるものであればよい。図4に
粗さ測定装置の検出処理部における画像処理のアルゴリ
ズムの例を示す。検出処理部に粗さ測定画像が入力され
ると、その画像を2値化し、所定の明るさ以上の領域
(局部山頂)を確定する(測定画像において、凸部の傾
斜部分は暗くなるが山頂部分は明るくなるから)。次
に、この領域間の距離を測定し、すべての領域間の距離
の和とその領域の数を求め、局部山頂の平均間隔Sを求
める。これにより、JIS0601の粗さの定義におけ
る局部山頂の平均間隔を自動的に測定することができ
る。
欠陥の検査を自動化してインライン化することができる
ので、作業員の負担を軽減すると共に、欠陥CDが連続
して印刷された場合はすぐに対処することで不良CDの
生産枚数を低減することが可能となり、コストダウンに
も貢献する。
CDを回転させ、光源も移動させてCD全面を走査する
が、本願発明はCDを回転させたり光源を移動させる必
要がないので、構造が簡単で検査に要する時間も短くて
済む。特開平5−256630号の装置はスクリーンを
用いているので、それを光らせる強い光を用いる必要が
あり、大まかなうねり等を検出するには向いているが、
弱い光で検出可能な微細欠陥検出には不向きである。ま
た、検出できる欠陥の大きさはスクリーン表面の粗さに
左右されるので、このことによっても小さな欠陥を検出
しにくい。本願発明はスクリーンを用いず弱い光で検査
できるので微細な欠陥を検出するのに向いている。特開
平7−27709号の装置は、装置の構造及び画像処理
のアルゴリズムが複雑であるばかりか、側面シート光を
用いるので、凸の欠陥は検知できるが凹の欠陥について
は疑問である。本願発明は凹凸いずれも検知でき、構造
もきわめて簡単である。
装置は、簡単な構成で低コストの自動測定を可能とし、
更に、非接触により測定できるので、温度変化による部
材の変化、物理的な変化を減少でき、正確な測定を行う
ことができる。
処理のアルゴリズムの例を示す説明図である。
処理のアルゴリズムの例を示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 検査の対象となる物体の平滑な面に平行
光を照射し、その反射光をCCDカメラで受光し、正常
画面と比較して暗い部分を検出することで、欠陥部分を
検出することを特徴とする物体の平滑な面の欠陥検査方
法 - 【請求項2】 検査対象物を保持する保持部と、平行光
を照射する平行光源と、検査対象物からの反射光を受け
集光する集光レンズと、該集光レンズで集められた光を
受けるCCDカメラと、該CCDカメラの画像と正常画
面とを比較しCCDカメラの画像の暗い部分を検出する
検出処理部とからなることを特徴とする物体の平滑な面
の欠陥検査装置 - 【請求項3】 測定の対象となる物体の測定面に平行光
を照射し、その反射光をCCDカメラで受光し、他の部
分よりも明るい部分を検出することで局部山頂を認識す
ることを特徴とする物体の表面の粗さ測定方法 - 【請求項4】 測定対象物を保持する保持部と、平行光
を照射する平行光源と、検査対象物からの反射光を受け
集光する集光レンズと、該集光レンズで集められた光を
受けるCCDカメラと、該CCDカメラの画像の明るい
部分を検出する検出処理部とからなることを特徴とする
物体の表面粗さ測定装置
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JP7288130A JP3025946B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | 物体表面の粗さ測定方法及び装置 |
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-
1995
- 1995-10-11 JP JP7288130A patent/JP3025946B2/ja not_active Expired - Fee Related
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