KR20150106878A - 화상 생성 장치, 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법 - Google Patents

화상 생성 장치, 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법 Download PDF

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Abstract

결함 검사 장치(100)에, 시트형 성형체를 반송하는 반송부(11)와, 시트형 성형체에 광을 조사하는 광조사부(12)와, 촬상 동작에 의해 2차원 화상 데이터를 생성하는 촬상부(13)와, 각 2차원 화상 데이터에 의해 나타내지는 각 2차원 화상 내의 명부와 암부의 경계선부를 추출하는 경계 추출부(1411)와, 경계 추출부(1411)에 의해 추출된 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선을 평활화하고, 평활화하여 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소를 2차원 화상 데이터로부터 추출하는 재추출부(1412)와, 재추출부(1412)에 의해 추출된 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터를 생성하고, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여 검사용 화상 데이터를 생성하는 합성부(1413)를 형성한다.

Description

화상 생성 장치, 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법{IMAGE GENERATION DEVICE, DEFECT INSPECTION DEVICE, AND DEFECT INSPECTION METHOD}
본 발명은, 시트형 성형체의 결함을 검사하기 위한 화상 데이터를 생성하는 화상 생성 장치, 상기 화상 생성 장치를 구비하는 결함 검사 장치, 및 결함 검사 방법에 관한 것이다.
종래부터, 편광 필름이나 위상차 필름 등의 시트형 성형체의 결함을 검사하기 위한 방법으로서, 카메라를 이용한 검사가 알려져 있다. 예컨대, 일본 특허 공개 제2007-333563호 공보(특허문헌 1)에는, 광원에 의해 시트형 성형체에 광을 조사하고, 상기 시트형 성형체를 투과 및 굴절한 투과광상을 라인 센서 카메라에 의해 촬상함으로써, 상기 시트형 성형체의 결함을 검사하고 있다. 또한, 투과광상을 촬상하는 대신에, 반사광상을 촬상함으로써 시트형 성형체의 결함을 검사하는 방법도, 종래부터 알려져 있다.
도 10을 이용하여, 시트형 성형체에 발생한 점형의 오목 결함의 유무를 라인 센서 카메라에 의해 검사하는 방법의 일례에 관해 설명한다. 도 10에 도시한 시트형 성형체(L)는, 그 폭 방향(X) 중앙에 점형의 오목 결함(L1)이 발생되어 있는 것으로 한다. 시트형 성형체(L)는, 그 길이 방향(Y)의 한쪽으로 반송되고 있고, 그 결과, 도 10의 (a)∼도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 오목 결함(L1)은 길이 방향(Y)의 한쪽으로 순차 이동한다.
도 10의 (a)∼도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 폭 방향(X)으로 연장되는 도시하지 않은 광원에 의해, 시트형 성형체(L)에 명부(L2)와 암부(L3)가 발생되어 있다. 광원은 위치가 고정되어 있고, 시트형 성형체(L)가 반송됨으로써, 명부(L2)의 위치는, 시트형 성형체(L) 상에서 길이 방향(Y)의 다른쪽으로 순차 이동하게 된다. 이 명부(L2)와 암부(L3)의 경계선 부근이 촬상 범위(B)가 되도록, 도시하지 않은 라인 센서 카메라가 설치된다. 라인 센서 카메라는, 광원에 대하여 위치가 고정되어 있고, 시트형 성형체(L)가 안정적으로 반송되며, 또한 오목 결함(L1)이 촬상 영역 부근에 없는 한, 도 10의 (a) 및 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 명부(L2)와 암부(L3)의 경계선 부근의 상은 동일한 것이 되고, 라인 센서 카메라에 의해 취득되는 화상(G1, G3)도 동일한 것이 된다. 다만, 도 10의 (b)에 도시한 바와 같이, 오목 결함(L1)이 촬상 영역 부근에 있는 경우, 명부(L2)와 암부(L3)의 경계선 부근의 상은 상기 오목 결함(L1)에 의해 변화되고, 그 결과, 라인 센서 카메라에 의해 취득되는 화상(G2)에는, 화상(G1, G3)과는 달리, 암부(L3)가 크게 찍혀 있다. 따라서, 도 10의 (d)와 같이, 라인 센서 카메라에 의해 취득되는 화상을 순차 합성해 나감으로써, 암부에 의해 오목 결함(L1)의 위치가 표시되는 검사용 화상(G4)을 합성할 수 있다.
도 10을 이용하여 설명한 바와 같은 결함 검사의 방법은, 전술한 바와 같이, 시트형 성형체(L)가 안정적으로 반송되는 것을 전제로 한다. 그러나, 시트형 성형체(L)는 반송중에 요동하는 경우가 있어, 반드시 안정적으로 반송되는 것은 아니다. 시트형 성형체(L)가 반송중에 요동하면, 상기 시트형 성형체(L)와 라인 센서 카메라 및 광원의 위치 관계가 변화되고, 상기 결함 검사의 방법으로는 결함을 잘 발견할 수 없는 경우가 있다.
또, 본 발명에 있어서, 시트형 성형체가 요동하는 상태란, 예컨대 수평 방향으로 시트형 성형체를 반송하고 있는 경우에는, 시트형 성형체의 일부 또는 전부가 상하로 심하게 흔들리고 있는 상태를 말하며, 예컨대 수직 방향으로 시트형 성형체를 반송하고 있는 경우에는, 시트형 성형체의 일부 또는 전부가 좌우로 심하게 흔들리고 있는 상태를 말한다.
도 11을 이용하여, 시트형 성형체(L)가 요동한 경우에 관해 설명한다. 도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에서는, 요동은 발생하지 않아, 도 10의 (a) 및 도 10의 (b)와 동일한 상태이고, 도 11의 (c)에서는, 요동이 발생한 것으로 한다. 도 11의 (c)에 도시한 바와 같이, 시트형 성형체(L)가 요동하면, 오목 결함(L1)이 촬상 영역 부근에 없더라도, 명부(L2)와 암부(L3)의 경계선 부근의 상은 요동에 의해 변화되고, 그 결과, 라인 센서 카메라에 의해 취득되는 화상(G5)에는, 화상(G1, G2)과는 달리, 암부(L3)가 크게 찍혀 있는 경우가 있다. 이러한 경우, 암부에 의해 오목 결함(L1)의 위치를 나타낼 검사용 화상(G6)에, 도 11의 (d)에 도시한 바와 같이, 오목 결함(L1)과는 관계가 없는 암부가 발생하여, 오목 결함(L1)과는 관계가 없는 위치에도 결함이 있는 것처럼 잘못 판단될 우려가 있다. 또한, 도 11과는 상이한 요동 상태에서는, 오목 결함(L1)이 촬상 영역 부근에 있을 때에, 라인 센서 카메라에 의해 취득되는 화상에 암부(L3)가 찍혀 있지 않은 경우도 있어, 시트형 성형체(L)에 결함이 없는 것처럼 잘못 판단될 우려가 있다.
본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로, 시트형 성형체의 결함을 검사하기 위한 화상 데이터를 생성하는 화상 생성 장치에 있어서, 시트형 성형체의 요동 등에서 기인하여 결함의 유무에 관해 잘못된 판단이 생기는 것을 막을 수 있는 화상 생성 장치, 상기 화상 생성 장치를 구비하는 결함 검사 장치, 및 결함 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
시트형 성형체의 결함을 검사하기 위한 화상 데이터를 생성하는 화상 생성 장치로서,
시트형 성형체를 상기 시트형 성형체의 길이 방향으로 반송하는 반송부와,
시트형 성형체의 폭 방향으로 직선형으로 연장되는 광원을 구비하고, 상기 광원에 의해 시트형 성형체에 광을 조사하는 광조사부와,
반송중인 상기 시트형 성형체에 대하여 촬상 동작을 행하여 2차원 화상을 나타내는 2차원 화상 데이터를 생성하는 촬상부로서, 상기 2차원 화상 내에 상기 광원에 대응하는 명부와 상기 명부보다 휘도가 낮은 암부가 포함되는 위치에서 시트형 성형체에 대하여 복수회의 촬상 동작을 행하는 촬상부와,
상기 촬상부에 의해 생성된 복수의 2차원 화상 데이터로부터 검사용 화상 데이터를 생성하는 검사용 화상 데이터 생성부로서,
각 2차원 화상 데이터에 의해 나타내지는 각 2차원 화상 내의 상기 명부와 상기 암부의 경계선부를 추출하는 경계 추출부와,
상기 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선을 평활화하고, 평활화하여 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소를 2차원 화상 데이터로부터 추출하는 재추출부와,
상기 재추출부에 의해 추출된 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터를 생성하고, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여 검사용 화상 데이터를 생성하는 합성부
를 포함하는 검사용 화상 데이터 생성부
를 구비하는 화상 생성 장치를 제공한다.
또한 본 발명은,
상기 화상 생성 장치와,
상기 화상 생성 장치의 검사용 화상 데이터 생성부에 의해 생성된 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 화상을 표시하는 표시부
를 구비하는 결함 검사 장치를 제공한다.
또한 본 발명은,
시트형 성형체의 결함을 검사하기 위한 결함 검사 방법으로서,
시트형 성형체의 폭 방향으로 직선형으로 연장되는 광원에 의해 상기 시트형 성형체에 광을 조사하면서 상기 시트형 성형체를 상기 시트형 성형체의 길이 방향으로 반송하고 있는 상태에서, 상기 시트형 성형체에 대하여 촬상 동작을 행하여 2차원 화상을 나타내는 2차원 화상 데이터를 생성하는 촬상 공정으로서, 상기 2차원 화상 내에 상기 광원에 대응하는 명부와 상기 명부보다 휘도가 낮은 암부가 포함되도록 시트형 성형체에 대하여 복수회의 촬상 동작을 행하는 촬상 공정과,
상기 촬상 공정에서 생성된 각 2차원 화상 데이터에 의해 나타내지는 각 2차원 화상 내의 상기 명부와 상기 암부의 경계선부를 추출하는 경계 추출 공정과,
상기 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선을 평활화하고, 평활화하여 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소를 2차원 화상 데이터로부터 추출하는 재추출 공정과,
상기 재추출 공정에서 추출된 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터를 생성하고, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여 검사용 화상 데이터를 생성하는 합성 공정과,
상기 합성 공정에서 생성된 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 화상을 표시하는 표시 공정
을 포함하는 결함 검사 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 화상 생성 장치에서는, 반송중인 시트형 성형체에 광이 조사된 상태에서, 상기 시트형 성형체에 대하여 복수회의 촬상 동작이 행해져 복수의 2차원 화상 데이터가 생성된다. 그리고, 각 2차원 화상 데이터에 의해 나타내지는 각 2차원 화상 내의 명부와 암부의 경계선부가 추출된다. 계속해서, 상기 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선이 평활화된다. 그렇게 하여 평활화되어 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소가 2차원 화상 데이터로부터 재추출되고, 본래의 경계선을 구성하는 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터가 생성된다. 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터가 합성되어 검사용 화상 데이터가 생성된다.
시트형 성형체에 결함이 발생되어 있는 경우에 있어서, 상기 시트형 성형체가 안정적으로 반송되고 있으며, 또한, 경계선부 부근에 결함이 위치하고 있을 때, 상기 결함에 의해, 외관상의 경계선은 뾰족한 피크가 나타난 왜곡된 곡선이 된다. 따라서, 이 외관상의 경계선을 평활화하여 얻어진 본래의 경계선은, 외관상의 경계선과는 상이하다. 또한, 시트형 성형체에 결함이 발생되어 있는 경우에 있어서, 상기 시트형 성형체가 반송중에 요동하고 있으며, 또한, 경계선부 부근에 결함이 위치하고 있지 않을 때, 상기 시트형 성형체의 요동에 의해, 외관상의 경계선은 완만한 곡선이 된다. 따라서, 이 외관상의 경계선을 평활화하여 얻어진 본래의 경계선은, 외관상의 경계선과 거의 동일한 곡선이거나, 또는, 외관상의 경계선과 동일한 곡선이다.
따라서, 각 2차원 화상 데이터로부터, 본래의 경계선을 구성하는 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터를 생성하고, 그렇게 하여 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여 검사용 화상 데이터로 함으로써, 명부 및 암부의 위치 관계에 의해 결함의 위치를 나타내는 검사용 화상 데이터를 생성할 수 있다. 그 결과, 이 검사용 화상 데이터에 기초하여 시트형 성형체의 결함의 유무를 판단할 수 있어, 시트형 성형체의 요동 등에서 기인하여 결함의 유무에 관해 잘못된 판단이 생기는 것을 막을 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 결함 검사 장치는, 상기한 본 발명에 관련된 화상 생성 장치와, 표시부를 구비한다. 표시부는, 화상 생성 장치의 검사용 화상 데이터 생성부에 의해 생성된 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 화상을 표시한다. 표시부에 의해 검사용 화상 데이터에 기초하여 표시되는 화상을 봄으로써, 결함의 유무를 판단할 수 있어, 시트형 성형체의 요동 등에서 기인하여 결함의 유무에 관해 잘못된 판단이 생기는 것을 막을 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 결함 검사 방법에서는, 촬상 공정에서 반송중인 시트형 성형체에 광이 조사된 상태에서, 상기 시트형 성형체에 대하여 복수회의 촬상 동작이 행해져 복수의 2차원 화상 데이터가 생성된다. 그리고, 경계 추출 공정에서 각 2차원 화상 데이터에 의해 나타내지는 각 2차원 화상 내의 명부와 암부의 경계선부가 추출된다. 계속해서, 재추출 공정에서, 상기 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선이 평활화된다. 그렇게 하여 평활화되어 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소가, 2차원 화상 데이터로부터 재추출된다. 또한, 합성 공정에서, 본래의 경계선을 구성하는 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터가 생성되고, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터가 합성되어, 명부 및 암부의 위치 관계에 의해 결함의 위치를 나타내는 검사용 화상 데이터가 생성되고, 표시 공정에서 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 화상이 표시된다. 표시 공정에서 표시된, 검사용 화상 데이터에 기초하여 나타내지는 화상을 봄으로써, 결함의 유무를 판단할 수 있어, 시트형 성형체의 요동 등에서 기인하여 결함의 유무에 관해 잘못된 판단이 생기는 것을 막을 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관련된 결함 검사 장치(100)를 도시한 사시도이다.
도 2는, 본 발명에 관련된 결함 검사 장치(100)를 도시한 블록도이다.
도 3은, 본 발명에 관련된 결함 검사 방법을 도시한 공정도이다.
도 4는, 시트형 성형체(K)의 모습을 도시한 도면이다.
도 5는, 시트형 성형체(K)에 대한 촬상에 의해 얻어지는 화상을 도시한 도면이다.
도 6은, 시트형 성형체(K)에 대한 촬상에 의해 얻어지는 화상을 도시한 도면이다.
도 7은, 시트형 성형체(K)에 대한 촬상에 의해 얻어지는 화상을 도시한 도면이다.
도 8은, 시트형 성형체(K)에 대한 촬상에 의해 얻어지는 화상을 도시한 도면이다.
도 9는, 재추출부(1412)에 의한 처리의 구체예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 시트형 성형체(L)에 발생한 점형의 오목 결함의 유무를 라인 센서 카메라에 의해 검사하는 방법의 일례에 관해 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 시트형 성형체(L)가 요동한 경우에 관해 설명하기 위한 도면이다.
이하에, 본 발명에 관련된 화상 생성 장치, 결함 검사 장치 및 결함 검사 방법에 관해 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관련된 결함 검사 장치(100)를 도시한 사시도이다. 도 2는, 본 발명에 관련된 결함 검사 장치(100)를 도시한 블록도이다. 도 3은, 본 발명에 관련된 결함 검사 방법을 도시한 공정도이다. 결함 검사 장치(100)는, 시트형 성형체의 결함을 검사하기 위한 장치로서, 상기 결함을 검사하기 위한 방법인, 본 발명에 관련된 결함 검사 방법을 실시 가능한 장치이다. 결함 검사 장치(100)는, 시트형 성형체로서, 예컨대, 편광 필름이나 위상차 필름 등의 광학 필름을 검사 가능하고, 특히 웹형으로 감아 보관 및 수송되는 장척의 광학 필름의 검사에 적합하다.
시트형 성형체는, 예컨대, 열가소성 수지 등의 수지로 이루어진다. 수지로 이루어지는 시트형 성형체로는, 예컨대, 압출기로부터 압출된 열가소성 수지를 롤의 간극에 통과시켜 표면에 평활함이나 광택을 부여하는 처리가 실시되고, 인수롤에 의해 반송롤 상에서 냉각되면서 인수됨으로써 성형된 것을 들 수 있다. 시트형 성형체의 재료가 되는 열가소성 수지는, 예컨대, 메타크릴 수지, 메타크릴산메틸-스티렌 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리비닐알콜, 트리아세틸셀룰로오스 수지 등이다. 시트형 성형체는, 이들 열가소성 수지 중의 하나만으로 이루어져 있어도 좋고, 이들 열가소성 수지의 복수 종류를 적층한 것이어도 좋다.
시트형 성형체는, 어떠한 두께를 갖는 것이어도 좋다. 예컨대, 시트형 성형체는, 편광 필름이나 위상차 필름 등의, 일반적으로 「필름」이라고 불리는 비교적 얇은 두께를 갖는 것이어도 좋고, 일반적으로 「판」이라고 불리는 비교적 두꺼운 두께를 갖는 것이어도 좋다.
이러한 시트형 성형체의 결함의 예로는, 성형시에 발생하는 기포, 피시 아이, 이물, 타이어 자국, 타흔(打痕), 흠집 등의 점형의 결함(점결함), 접힌 자국 등에 의해 발생하는 소위 크닉(knick), 두께 차이에 의해 발생하는 소위 원단 줄 등의 선형의 결함(선결함)을 들 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 결함 검사 장치(100)는, 본 발명에 관련된 화상 생성 장치(1)와, 표시부(21)를 구비한다. 결함 검사 장치(100)의 화상 생성 장치(1)는, 시트형 성형체(K)를 그 길이 방향(이하, 「Y 방향」이라고 함)의 한쪽으로 반송하는 반송부(11)와, 시트형 성형체(K)의 폭 방향(이하, 「X 방향」이라고 함)으로 직선형으로 연장되는 광원을 갖는 광조사부(12)와, 시트형 성형체(K)에 대하여 촬상 동작을 행하여 2차원 화상을 나타내는 2차원 화상 데이터를 생성하는 촬상부(13)와, 정보 처리 장치(14)를 구비한다. 정보 처리 장치(14)는, 검사용 화상 데이터 생성부(141)를 갖고, 상기 검사용 화상 데이터 생성부(141)는, 경계 추출부(1411)와 재추출부(1412)와 합성부(1413)를 포함한다. 정보 처리 장치(14)는, 반송부(11)의 동작을 제어하는 도시하지 않은 반송 제어부도 갖는다. 정보 처리 장치(14)는, PC(Personal Computer) 등에 의해 실현된다. 또, 정보 처리 장치(14)에서의 검사용 화상 데이터 생성부(141)는, FPGA(Field-programmable gate array)나 GPGPU(General-purpose computing on graphics processing units) 등, 화상 처리 보드나 촬상부(13) 내부의 하드웨어에 의해 실현할 수도 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 관련된 결함 검사 방법은, 촬상 공정(S1)과, 경계 추출 공정(S2)과, 재추출 공정(S3)과, 합성 공정(S4)과, 표시 공정(S5)을 포함한다.
촬상 공정(S1)에서는, 광조사부(12)의 광원에 의해 시트형 성형체(K)에 광을 조사하면서, 반송부(11)에 의해 시트형 성형체를 Y 방향의 한쪽으로 반송하고 있는 상태에서, 광조사부(12)의 광원에 대응하는 명부와 상기 명부보다 휘도가 낮은 암부가 2차원 화상 내에 포함되도록, 촬상부(13)에 의해 시트형 성형체(K)에 대하여 복수회의 촬상 동작을 행한다.
경계 추출 공정(S2)은, 촬상 공정(S1)에서 촬상부(13)에 의해 생성된 각 2차원 화상 데이터에 의해 나타내지는 각 2차원 화상 내의 명부에서 암부로 변하는 경계선부, 또는, 암부에서 명부로 변하는 경계선부를, 경계 추출부(1411)에 의해 추출하는 공정이다.
재추출 공정(S3)은, 재추출부(1412)에 의해, 경계 추출 공정(S2)에서 얻어진 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선을 평활화하고, 평활화하여 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소를 2차원 화상 데이터로부터 추출하는 공정이다.
합성 공정(S4)은, 재추출 공정(S3)에서 재추출부(1412)에 의해 추출된 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터를, 합성부(1413)에 의해 생성하고, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여, 휘도의 변화에 의해 오목 결함 또는 볼록 결함의 위치를 나타내는 검사용 화상 데이터를 생성하는 공정이다. 예컨대 명부에서 암부로 변할 때의 경계선부에서는, 휘도가 어두운 개소로서 오목 결함의 위치가 표시된다.
표시 공정(S5)은, 합성 공정(S4)에서 합성부(1413)에 의해 생성된 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사용 화상을 표시부(21)에 표시하는 공정이다.
도 4∼도 8을 이용하여 각 공정(S1∼S5)에 관해 설명한다. 도 4는, 시트형 성형체(K)의 모습을 도시한 도면이고, 도 5∼도 8은, 시트형 성형체(K)에 대한 촬상에 의해 얻어지는 화상을 도시한 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 시트형 성형체(K)에는 점형의 오목 결함(K1)이 발생되어 있는 것으로 한다. 또한, 시트형 성형체(K)는, 도 4의 (a), 도 4의 (b), 도 4의 (c)에 도시한 순으로, Y 방향의 한쪽으로 반송되고 있는 것으로 한다.
도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, X 방향으로 직선형으로 연장되는 광조사부(12)의 광원은, 시트형 성형체(K) 상에, X 방향으로 직선형으로 연장되는 명부(K2)와, 상기 명부(K2)보다 휘도가 낮은 암부(K3)를 발생시킨다. 명부(K2)가 직선형으로 연장되는 것은, 시트형 성형체(K)가 안정적으로 반송되어 시트형 성형체(K)의 요동이 없으며, 또한, 오목 결함(K1)이 명부(K2)의 근방에 없을 때이다. 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 오목 결함(K1)이 명부(K2)의 근방에 있으면, 명부(K2)는 직선형이 아니게 된다. 도 4의 (c)는, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)와는 달리, 반송중에 시트형 성형체(K)가 요동한 경우를 나타내고 있으며, 이 경우, 오목 결함(K1)은 명부(K2) 근방에는 없지만, 시트형 성형체(K)의 요동에서 기인하여, 명부(K2)는 직선형이 아니게 되어 있다.
도 4에 도시한 2점 쇄선(A)은, 촬상부(13)에 의한 촬상 범위를 나타내고 있다. 촬상 공정(S1)에서는, 촬상부(13)는, 이 촬상 범위 내에, 명부(K2) 및 상기 명부(K2)에 인접하는 암부(K3)가 들어가도록, 촬상 동작을 행한다. 도 4의 (a)에서의 촬상 결과인 2차원 화상이, 도 5의 (a)에 도시한 2차원 화상이고, 도 4의 (b)에서의 촬상 결과인 2차원 화상이, 도 6의 (a)에 도시한 2차원 화상이고, 도 4의 (c)에서의 촬상 결과인 2차원 화상이, 도 7의 (a)에 도시한 2차원 화상이다. 각 2차원 화상을 구성하는 각 화소는, 도 5, 도 6, 및 도 7에 있어서 X 방향 우측이 될수록 연속적으로 커지는 정수의 X 좌표치와, Y 방향 하측이 될수록 연속적으로 커지는 정수의 Y 좌표치가 할당된다. 또, 도 5의 (a), 도 6의 (a), 및 도 7의 (a)에서는, 명부를 백색부로 하고, 암부를 사선부로 하고 있다.
경계 추출 공정(S2)에서는, 도 5의 (a), 도 6의 (a), 및 도 7의 (a)에 도시한 각 2차원 화상으로부터, 경계 추출부(1411)에 의해 경계선부를 추출한다. 경계선부는, 예컨대, 2차원 화상 내의 명부의 일부분 중, 상기 명부에 인접하고, 상기 명부보다 Y 좌표치가 큰 암부로 변화되는 부분이다. 경계선부는, 종래 공지된 에지 추출 방법에 의해 추출 가능하다. 예컨대, 2차원 화상에서의 Y 방향을 따른 1열의 화소열의 데이터에 관해, Y 좌표치가 가장 작은 화소로부터 순서대로 주목 화소로 하고, 상기 주목 화소보다 Y 좌표치가 하나 큰 화소의 휘도치가 상기 주목 화소의 휘도치보다 소정의 임계치 이상 클 때에, 상기 주목 화소보다 Y 좌표치가 하나 큰 화소를, 경계선부를 구성하는 화소로서 추출하면 된다. 이후에는, 이와 같이 하여 추출된 화소를 추출 화소라고 한다. 도 5의 (a), 도 6의 (a), 및 도 7의 (a)에 도시한 각 2차원 화상으로부터 추출된 화소에 의해 구성되는 경계선부를, 도 5의 (b), 도 6의 (b), 및 도 7의 (b)에 각각 도시한다. 인접한 화소열의 경계선부를 연결함으로써, 외관상의 경계선이 얻어진다.
명부와 암부의 경계선 부근에 결함이 존재하고 있는 경우, 이와 같이 하여 얻어진 외관상의 경계선은, 상기 결함의 영향을 받아, 뾰족한 피크가 출현되어 있다. 재추출 공정(S3)은, 상기 결함의 영향을 제외한 본래의 경계선을 이루는 경계선부를 얻는 공정이다. 그 때문에, 재추출 공정(S3)에서는, 우선, 외관상의 경계선에 뾰족한 피크가 없어지도록, 외관상의 경계선을 평활화한다. 예컨대, 피크의 높이가, 피크 폭의 소정배(예컨대 1/2배∼2배) 이상인 피크를, 뾰족한 피크로 간주하고, 이러한 뾰족한 피크가 없어지도록, 이 피크의 저변의 직선을 본래의 경계선으로 한다. 재추출 공정(S3)에서는, 그렇게 하여 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소를, 본래의 2차원 화상 데이터로부터 추출한다. 이후에는, 이와 같이 하여 추출된 화소를 재추출 화소라고 한다.
명부와 암부의 경계선 부근에 결함이 존재하고 있지 않은 경우, 경계 추출 공정(S2)에서 얻어진 외관상의 경계선에는 뾰족한 피크가 출현되어 있지 않아, 재추출 공정(S3)에서 얻어지는 본래의 경계선은, 경계 추출 공정(S2)에서 얻어진 외관상의 경계선과 동일해진다. 그 때문에, 명부와 암부의 경계선 부근에 결함이 존재하지 않고, 경계 추출 공정(S2)에서 얻어진 외관상의 경계선에 뾰족한 피크가 존재하지 않는 경우에는, 재추출 공정(S3)을 실질적으로 스킵해도 좋다.
도 5의 (b), 도 6의 (b), 및 도 7의 (b)에, 외관상의 경계선(j1, j2, j3)을, 각각 2점 쇄선으로 나타낸다. 도 5의 (b)에 도시한 경계선(j1)은 직선이고, 도 7의 (b)에 도시한 경계선(j3)은, 뾰족한 피크가 없는, 완만한 곡선이다. 따라서, 도 5의 (a)에 도시한 2차원 화상 및 도 7의 (a)에 도시한 2차원 화상에 관해서는, 재추출 공정(S3)에서 화소의 재추출을 행할 필요가 없고, 외관상의 경계선을 구성하는 화소가, 본래의 경계선을 구성하는 화소가 된다. 이에 대하여, 도 6의 (b)에 도시한 경계선(j2)은, 뾰족한 피크를 갖는 왜곡된 곡선이다. 이 왜곡인 경계선(j2)을 평활화한 곡선은, 도 6의 (b)에 파선으로 나타낸 직선(j4)이다. 따라서, 본래의 경계선은, X 좌표치 1∼4 및 8∼10에 관해서는 외관상의 경계선이었던 j2와 동일해지고, X 좌표치 5∼7에 관해서는 직선 j4가 된다. 재추출 공정(S3)에 있어서는, 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소의 데이터를, 본래의 2차원 화상 데이터로부터 추출한다. 도 6의 (a)에 도시한 2차원 화상 내에서 추출된 재추출 화소를, 도 6의 (c)에 도시한다. 재추출 화소 중, X 좌표치 5∼7의 화소는, 본래의 2차원 화상 데이터에 포함되는 결함부에 의해 왜곡된 경계선부에 대응하고, 다른 화소보다 밝거나 어두운 휘도치를 갖는다.
합성 공정(S4)에서는, 재추출 공정(S3)에서 재추출부(1412)에 의해 각 2차원 화상 내에서 추출된 재추출 화소로부터, 합성부(1413)에 의해, 1차원 화상을 나타내는 1차원 화상 데이터를 생성한다. 1차원 화상 데이터는, 재추출 화소의 X 좌표치와 휘도치가 대응지어진 화상 데이터이다. 도 5의 (c), 도 6의 (d), 및 도 7의 (c)에, 도 5의 (a), 도 6의 (a), 및 도 7의 (a)에 도시한 각 2차원 화상에 대응하는 1차원 화상을 도시한다.
또한, 합성 공정(S4)에서는, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여 검사용 화상 데이터를 생성한다. 합성은, 촬상부(13)에 의해 먼저 생성된 2차원 화상 데이터에 대응하는 1차원 화상 데이터 쪽이 작은 Y 좌표치를 갖고, 촬상부(13)에 의해 나중에 생성된 2차원 화상 데이터에 대응하는 1차원 화상 데이터 쪽이 큰 Y 좌표치를 갖도록, 또한, 각 1차원 화상 데이터의 X 좌표치는 그대로로 하여, 복수의 1차원 화상 데이터를 Y 방향으로 연속적으로 배치하여 조합함으로써 행해진다. 도 8에, 도 5의 (c), 도 6의 (d), 및 도 7의 (c)에 도시한 1차원 화상을 나타내는 1차원 화상 데이터로부터 합성된 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사용 화상을 도시한다.
합성 공정(S4)에서는, 각 1차원 화상 데이터에 대하여 2치화를 행해도 좋다. 2치화의 임계치가 되는 휘도치는, 1차원 화상 데이터가 나타내는 1차원 화상 내의 명부의 화소와 암부의 화소가 2치화 후에 서로 상이한 값이 되도록 설정된다. 예컨대, 2치화의 임계치는, 상기 1차원 화상 데이터에서의 최대 휘도치와 최소 휘도치의 상가 평균치이다. 2치화가 행해지는 경우, 각 1차원 화상 데이터에 대한 2치화 후에, 검사용 화상 데이터의 합성이 행해진다. 또, 2치화의 순서는, 상기한 순서에 한정되지 않고, 1차원 화상 데이터를 합성한 후, 그 합성 후의 2차원 화상 데이터에 대하여 2치화를 행함으로써, 검사용 화상 데이터를 생성하도록 해도 좋다.
표시 공정(S5)에서는, 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사용 화상을, 표시부(21)에 표시시킨다. 검사용 화상은, 예컨대, 각 화소의 휘도치에 기초하여, 암부가 흑색이 되고, 명부가 백색이 되도록, 표시부(21)에 표시된다.
이러한, 결함 검사 장치(100)에 의해 실시되는, 각 공정(S1∼S5)을 포함하는 결함 검사 방법에 의하면, 시트형 성형체(K)에 오목 결함(K1)이 발생되어 있는 경우에 있어서, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 시트형 성형체(K)가 안정적으로 반송되고 있으며, 또한, 경계선부 근방에 오목 결함이 위치하고 있을 때, 상기 오목 결함(K1)에 의해, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 외관상의 경계선은 왜곡된 곡선(j2)이 된다. 따라서, 이 경계선(j2)을 평활화한 직선(j4)을 구성하는 2차원 화상 내의 화소는, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 암부를 포함하게 된다. 또한, 시트형 성형체(K)에 오목 결함(K1)이 발생되어 있는 경우에 있어서, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 시트형 성형체(K)가 반송중에 요동하고 있으며, 또한, 경계선부 근방에 오목 결함(K1)이 위치하고 있지 않을 때, 상기 시트형 성형체(K)의 요동에 의해, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 외관상의 경계선(j3)은 완만한 곡선이 된다. 따라서, 이 경계선(j3)을 평활화한 곡선은, 경계선(j3)과 거의 동일한 곡선이거나, 또는, 경계선(j3)과 동일한 곡선이고, 상기 곡선에 대응하는 2차원 화상 내의 화소는, 명부의 일부인 경계선부로부터 크게 멀어지는 경우는 없고, 도 7의 (b)에 도시한 것과 동일하다. 따라서, 이들 각 부분으로부터, 도 6의 (d) 및 도 7의 (c)에 도시한 각 1차원 화상 데이터를 생성하고, 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여 검사용 화상 데이터로 함으로써, 암부에 의해 결함의 위치를 나타내는 검사용 화상 데이터를 생성할 수 있다. 그 결과, 이 검사용 화상 데이터에 기초하여 표시되는, 도 8에 도시한 검사용 화상을 봄으로써, 결함의 유무를 판단할 수 있어, 시트형 성형체(K)의 요동 등에서 기인하여 결함의 유무에 관해 잘못된 판단이 생기는 것을 막을 수 있다.
결함 검사 장치(100)에 관해, 이하에 보다 상세히 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시한 반송부(11)는, 일정폭으로 Y 방향으로 연속되는 시트형 성형체(K)를 Y 방향으로 반송하는 장치이다. 반송부(11)는, 예컨대, 시트형 성형체(K)를 Y 방향으로 반송하는 송출 롤러와 수취 롤러를 구비하고, 로터리 인코더 등에 의해 반송 거리가 계측 가능하게 되어 있다. 반송부(11)가 시트형 성형체(K)를 Y 방향으로 반송하는 반송 속도는, 예컨대, 2 m/분∼30 m/분으로 설정된다.
광조사부(12)는, Y 방향에 직교하는 방향인 X 방향으로 연장되는 직선형의 광원과, 상기 광원의 위치가 반송부(11)의 송출 롤러 및 수취 롤러에 대한 고정 위치가 되도록 고정시키는 도시하지 않은 고정 부재를 구비한다. 광원은, 시트형 성형체(K)를 기준으로 하여, 촬상부(13)와 동일한 측, 또는 촬상부(13)와 반대측에서, 상기 시트형 성형체(K)의 표면에 광을 조사할 수 있도록 배치된다. 광원은, 시트형 성형체(K)의 표면에서의 명부까지의 거리가, 예컨대 200 mm가 되도록 배치되어 있다. 광원으로는, 메탈 할라이드 램프, 할로겐 전송 라이트, 형광등 등, 시트형 성형체(K)의 조성 및 성질에 영향을 미치지 않는 광을 발광하는 것이면, 특별히 한정되지 않는다.
광조사부(12)는, 광원과 시트형 성형체(K) 사이에 배치되는 슬릿 부재를 구비하고 있어도 좋다. 슬릿 부재는, 예컨대, 수지로 이루어지는 투광성을 갖는 판형의 기재에, 차광성을 갖고, X 방향으로 연장되는 띠형의 차광 영역부가, Y 방향으로 소정의 간격을 두고 형성된 부재이다. 광조사부(12)가 이러한 슬릿 부재를 구비하는 경우, 시트형 성형체(K)의 표면에, X 방향으로 연장되는 명부와 암부가 교대로 반복되는 명암 패턴을 형성할 수 있고, 이 명암 패턴을 이용하여 검사용 화상 데이터를 생성하는 것이 가능해진다.
촬상부(13)는, CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)의 영역 센서로 이루어진다. 촬상부(13)는, 시트형 성형체(K)를 기준으로 하여, 광원과 동일한 측, 또는 광원과 반대측에서, 상기 시트형 성형체(K)의 표면을 촬상할 수 있도록 배치되고, 상기 시트형 성형체(K)로부터의 투과광 또는 반사광을 수광하여 2차원 화상 데이터를 생성한다. 촬상부(13)는, 하나의 영역 센서에 의해 2차원 화상 데이터를 생성해도 좋고, X 방향으로 배열된 복수의 영역 센서에 의해 취득되는 데이터로부터 2차원 화상 데이터를 생성해도 좋다. 촬상부(13)는, 촬상 범위가 시트형 성형체(K)의 X 방향의 전영역이 되도록 배치된다.
도 1에 도시한 촬상 범위의 Y 방향에서의 길이(W)는, 촬상부(13)의 셔터 시간에 반송되는 시트형 성형체(K)의 반송 거리의 적어도 2배 이상인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 촬상 범위의 Y 방향에서의 길이(W)는, 시트형 성형체(K)의 동일 부분에 대하여, 2회 이상 촬상 동작이 행해지도록 설정되는 것이 바람직하다. 예컨대, 촬상부(13)의 셔터 시간이 1/30초∼1초일 때, 촬상 범위의 Y 방향에서의 길이(W)는, 5 mm∼50 mm 정도로 설정된다. 이와 같이, 시트형 성형체(K)의 동일 부분의 촬상수를 증가시킴으로써, 고정밀도로 결함을 검사할 수 있다.
표시부(21)는, 예컨대, 액정 디스플레이, EL(Electroluminescence) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등이다. 표시부(21)는, 표시 화면에, 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 검사용 화상을 표시한다.
검사용 화상 데이터 생성부(141)는, CPU(Central Processing Unit) 등의 제어 연산 회로, DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리, 및, 플래시 ROM(Read Only Memory), EEPROM(등록 상표), HDD(Hard Disk Drive) 등의 불휘발성 메모리로 구성된다. 검사용 화상 데이터 생성부(141)의 불휘발성 메모리에는, 경계 추출부(1411), 재추출부(1412), 및 합성부(1413)로서 기능하기 위한 프로그램 데이터가 기억되어 있고, 상기 프로그램 데이터에 따라, 검사용 화상 데이터 생성부(141)는, 경계 추출부(1411), 재추출부(1412), 및 합성부(1413)의 기능을 발휘한다. 또, 검사용 화상 데이터 생성부(141)는, FPGA나 GPGPU 등, 화상 처리 보드나 촬상부(13) 내부의 하드웨어에 의해 실현할 수도 있다.
경계 추출부(1411)는, 종래 공지된 에지 추출 방법에 의해, 촬상부(13)에 의해 생성된 2차원 화상 데이터가 나타내는 2차원 화상 내에서 경계선부를 추출한다. 재추출부(1412)는, 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선을 평활화하고, 평활화하여 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소를 2차원 화상 데이터로부터 재추출한다. 합성부(1413)는, 재추출된 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터를 생성하고, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여, 검사용 화상 데이터를 생성한다.
재추출부(1412)에 의한 재추출에 관해, 이하에 상세히 설명한다. 재추출부(1412)는, 이하의 (1)∼(8)의 처리에 의해, 2차원 화상 내에서의 화소의 재추출을 행한다.
(1) 경계 추출부(1411)에 의해 추출된 추출 화소 중, X 좌표치가 가장 작은 화소를, 최초의 주목 화소로 한다. (1)의 처리 후에는, (2)의 처리로 진행한다.
(2) 경계선부를 구성하는 추출 화소로서, 주목 화소로부터 +X 방향으로 소정수(예컨대, 추출 대상이 되는 2차원 화상의 X 방향에서의 전 화소수의 1/40∼1/20의 수)까지의 범위 내의 추출 화소 및 -X 방향으로 상기 소정수까지의 범위 내의 추출 화소를 상정하고, <1> 이들 범위 내의 모든 추출 화소의 Y 좌표치가, 상기 주목 화소의 Y 좌표치 이상이며, 또한, <2> +X 방향의 상기 범위 내의 추출 화소 중 적어도 하나 및 -X 방향의 상기 범위 내의 추출 화소 중 적어도 하나가, 어느것이나, 상기 주목 화소의 Y 좌표치보다 큰 Y 좌표치를 갖는다는 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다.
이들 <1> 및 <2>의 양쪽의 조건을 만족하는 경우, 현(現) 주목 화소를 피크 정점 화소로 설정하고, (3)의 처리로 진행한다.
이들 <1> 및 <2>의 양쪽 또는 어느 한쪽의 조건을 만족하지 않는 경우에 있어서, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소가 있을 때에는, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소를 다음 주목 화소로 변경하고, (2)의 처리를 재차 행한다.
이들 <1> 및 <2>의 양쪽 또는 어느 한쪽의 조건을 만족하지 않는 경우에 있어서, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소가 없을 때에는, (5)의 처리로 진행한다.
도 9를 이용하여, 재추출부(1412)에 의한 처리의 구체예를 설명한다. 도 9의 (a)는, 2차원 화상의 일부를 도시하고, 도 9의 (b)는, 경계 추출부(1411)에 의해 상기 2차원 화상으로부터 추출된 추출 화소의 일부를 도시하고 있다. 상기 소정수를 3으로 설정하고, 도 9의 (b)의 화소 P1을 주목 화소로 할 때의, 상기 주목 화소를 포함하는 상기 범위 내의 추출 화소를, 도 9의 (c)에 도시한다. 또한, 상기 소정수를 3으로 설정하고, 도 9의 (b)의 화소 P2를 주목 화소로 할 때의, 상기 주목 화소를 포함하는 상기 범위 내의 추출 화소를, 도 9의 (d)에 도시한다. 도 9의 (c)에 도시한 추출 화소에는, 그 Y 좌표치가, 주목 화소인 화소 P1의 Y 좌표치보다 작은 추출 화소가 포함되어 있다. 따라서, 화소 P1은 피크 정점 화소로 설정되지 않고, 화소 P1보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소가 다음 주목 화소로 변경된다. 도 9의 (d)에 도시한 각 추출 화소의 모든 Y 좌표치는, 주목 화소인 화소 P2의 Y 좌표치보다 크다. 따라서, 화소 P2는 피크 정점 화소로 설정되고, (3)의 처리로 진행한다.
(3) 피크 정점 화소보다 X 좌표치가 작은 추출 화소 중, Y 좌표치가 피크 정점 화소보다 크며, 또한, X 좌표치가 가장 큰 추출 화소를, 피크 좌단 후보 화소로 한다. 또한, 피크 정점 화소보다 X 좌표치가 큰 추출 화소 중, Y 좌표치가 피크 정점 화소보다 크며, 또한, X 좌표치가 가장 작은 추출 화소를, 피크 우단 후보 화소로 한다. 도 9의 (b)에 도시한 화소 P2가 피크 정점 화소로 설정되었을 때에는, 화소 P3이 피크 좌단 후보 화소가 되고, 화소 P4가 피크 우단 후보 화소가 된다. (3)의 처리 후에는, (4)의 처리로 진행한다.
(4) 이하의 (4-1)의 처리와, (4-2)의 처리를, 순차 또는 병렬로 행한다.
(4-1) 현 피크 좌단 후보 화소보다 X 좌표치가 하나 작은 추출 화소의 Y 좌표치가, 현 피크 좌단 후보 화소의 Y 좌표치보다 크다는 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다.
이 조건을 만족하는 경우, 현 피크 좌단 후보 화소보다 X 좌표치가 하나 작은 추출 화소를 다음 피크 좌단 후보 화소로 변경하고, (4-1)의 처리를 재차 행한다. 이 조건을 만족하지 않는 경우, 현 피크 좌단 후보 화소를, 현 피크 정점 화소(가장 가까이에서 설정된 피크 정점 화소)에 대응하는 피크 좌단 화소로 설정한다.
(4-2) 현 피크 우단 후보 화소보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소의 Y 좌표치가, 현 피크 우단 후보 화소의 Y 좌표치보다 크다는 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다.
이 조건을 만족하는 경우, 현 피크 우단 후보 화소보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소를 다음 피크 우단 후보 화소로 변경하고, (4-2)의 처리를 재차 행한다. 이 조건을 만족하지 않는 경우, 현 피크 우단 후보 화소를, 현 피크 정점 화소(가장 가까이에서 설정된 피크 정점 화소)에 대응하는 피크 우단 화소로 설정한다.
(4-1)의 처리 및 (4-2)의 처리에 의해, 현 피크 정점 화소에 대응하는 피크 좌단 화소 및 피크 우단 화소가 설정된 후, 현 피크 좌단 화소 또는 현 피크 우단 화소가, 이미 다른 피크 정점 화소에 대응하는 피크 좌단 화소 또는 피크 우단 화소로서 설정되어 있는지의 여부를 판정한다.
현 피크 좌단 화소 또는 현 피크 우단 화소가 이미 다른 피크 정점 화소에 대응하는 피크 좌단 화소 또는 피크 우단 화소로 설정되어 있을 때에는, 현 피크 정점 화소 및 그것에 대응하는 현 피크 좌단 화소 및 현 피크 우단 화소의 설정을 해제한다. 현 피크 좌단 화소 또는 현 피크 우단 화소가 다른 피크 정점 화소에 대응하는 피크 좌단 화소 또는 피크 우단 화소로 설정되어 있지 않을 때에는, 현 피크 정점 화소 및 그것에 대응하는 현 피크 좌단 화소 및 현 피크 우단 화소의 설정은, 해제하지 않고 그대로로 한다.
현 피크 정점 화소, 현 피크 좌단 화소, 및 현 피크 우단 화소의 설정을 해제 또는 그대로로 한 후에는, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소가 있으면, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소를 다음 주목 화소로 변경하고, (2)의 처리를 재차 행하고, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 하나 큰 추출 화소가 없으면, (5)의 처리로 진행한다.
도 9의 (b)에 도시한 예의 경우, 상기 (1)∼(4)의 처리에 의해, 화소 P2가 피크 정점 화소로 설정되고, 그것에 대응하는 피크 좌단 화소 및 피크 우단 화소로서 화소 P5 및 화소 P6이 각각 설정된다. 또한, 화소 P7이 또 하나의 피크 정점 화소로 설정되고, 그것에 대응하는 피크 좌단 화소 및 피크 우단 화소로서 화소 P8 및 화소 P9가 각각 설정된다.
(5) 피크 정점 화소 중, X 좌표치가 가장 작은 화소를, 최초의 주목 화소로 한다.
(5)의 처리 후에는, (6)의 처리로 진행한다.
(6) 주목 화소에 대응하는 피크 좌단 화소와 피크 우단 화소의 X 방향에서의 거리(피크 우단 화소의 X 좌표치-피크 좌단 화소의 X 좌표치)가, 소정 화소수(예컨대, 추출 대상이 되는 2차원 화상의 X 방향에서의 전 화소수의 (1/20∼1/5)의 수) 이하라는 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다.
이 조건을 만족하는 경우, (7)의 처리로 진행한다.
이 조건을 만족하지 않는 경우에 있어서, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 큰 피크 정점 화소가 있을 때에는, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 크고, X 좌표치가 가장 가까운 피크 정점 화소를 다음 주목 화소로 변경하고, (6)의 처리를 재차 행한다.
이 조건을 만족하지 않는 경우에 있어서, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 큰 피크 정점 화소가 없을 때에는, 일련의 처리를 종료한다.
(7) 현 주목 화소와 현 주목 화소에 대응하는 피크 좌단 화소의 Y 방향에서의 거리(피크 좌단 화소의 Y 좌표치-피크 정점 화소의 Y 좌표치), 또는, 현 주목 화소와 현 주목 화소에 대응하는 피크 우단 화소의 Y 방향에서의 거리(피크 우단 화소의 Y 좌표치-피크 정점 화소의 Y 좌표치) 중, 짧은 쪽의 거리가, 피크 좌단 화소와 피크 우단 화소의 X 방향에서의 거리(피크 우단 화소의 X 좌표치-피크 좌단 화소의 X 좌표치)의 소정배(예컨대, 1/2배∼2배) 이상이라는 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다.
이 조건을 만족하는 경우, (8)의 처리로 진행한다.
이 조건을 만족하지 않는 경우에 있어서, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 큰 피크 정점 화소가 있을 때에는, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 크고, X 좌표치가 가장 가까운 피크 정점 화소를 다음 주목 화소로 변경하고, (6)의 처리를 재차 행한다.
이 조건을 만족하지 않는 경우에 있어서, 현 주목 화소보다 X 좌표치가 큰 피크 정점 화소가 없을 때에는, 일련의 처리를 종료한다.
도 9의 (b)에 도시한 예의 경우, 피크 정점 화소(P2), 및 그것에 대응하는 피크 좌단 화소(P5) 및 피크 우단 화소(P6)는, (6)의 조건 및 (7)의 조건을 만족한다. 피크 정점 화소(P7), 및 그것에 대응하는 피크 좌단 화소(P8) 및 피크 우단 화소(P9)는, 피크 정점 화소(P7)와 피크 좌단 화소(P8)의 Y 방향에서의 거리, 및 피크 정점 화소(P7)와 피크 우단 화소(P9)의 Y 방향에서의 거리가, 피크 좌단 화소(P8)와 피크 우단 화소(P9)의 X 방향에서의 거리의 1/5로, 소정배(예컨대, 1/2∼2배) 이상이 아니기 때문에, (7)의 조건을 만족하지 않는다.
이와 같이, (6)의 조건 및 (7)의 조건에 의해, 결함에서 기인하는 것으로 생각되는 뾰족한 피크만이 선택되고, 결함에서 기인하지 않는 것으로 생각되는 완만한 피크는 선택되지 않게 된다.
(8) 현 주목 화소에 대응하는 피크 좌단 화소와 피크 우단 화소를 연결하는 선분을 나타내는 식을 산출하고, 상기 선분 상의 화소를 추출하여, 재추출 화소로 한다. 다만, X 방향에서 피크 좌단 화소와 피크 우단 화소 사이에 위치하고, Y 방향에서 인접하는 2개의 화소 M(xp, yq), N(xp, yq+1) 사이를 상기 선분이 통과할 때에는, 화소 N(xp, yq+1)을 재추출 화소로 한다. 경계 추출부(1411)에 의해 추출된 추출 화소 중, 재추출 화소와 동일한 X 좌표치를 가지며, 또한 재추출 화소와 상이한 Y 좌표치를 갖는 추출 화소에 관해서는, 경계선부를 구성하는 화소로서, 추출 화소를 재추출 화소로 치환한다. 이와 같이 하여, 추출 화소의 일부를 재추출 화소로 치환하여 얻어진 경계선부는, 결함에 의한 영향을 제외한 본래의 경계선을 이룬다. 도 9의 (e)에 도시한 바와 같이, 치환 후의 추출 화소는, 본래의 2차원 화상 데이터에 포함되는 오목 결함에 의해 왜곡된 경계선부에 대응하여 암부를 포함하는 것으로 되어 있고, 상기 암부에 의해 오목 결함의 위치를 나타내는 것이 가능해진다.
재추출부(1412)는, 이상의 (1)∼(8)의 처리에 의해, 재추출을 행하고 있지만, 재추출의 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 다른 재추출의 방법으로서, 경계 추출부(1411)에 의해 추출된 경계선부에, 함수로 표현되는 곡선을 피팅시켜, 피팅 커브(함수 곡선)를 구하고, 다음으로, 상기 피팅 커브를 평활화한 평활화 곡선을 구하고, 마지막으로, 상기 평활화 곡선에 피팅하는 2차원 화상 내의 화소를, 추출 화소로 해도 좋다. 피팅에 이용하는 함수로는, n차 함수, 가우스 함수, 로렌츠 함수, 포크트 함수, 이들 함수의 조합 등을 들 수 있다. 피팅을 행할 때에 이용하는 피팅의 평가 방법으로는, 예컨대 최소 제곱법을 이용할 수 있다.
1 : 화상 생성 장치, 11 : 반송부, 12 : 광조사부, 13 : 촬상부, 14 : 정보 처리 장치, 21 : 표시부, 100 : 결함 검사 장치, 141 : 검사용 화상 데이터 생성부, 1411 : 경계 추출부, 1412 : 재추출부, 1413 : 합성부

Claims (3)

  1. 시트형 성형체의 결함을 검사하기 위한 화상 데이터를 생성하는 화상 생성 장치에 있어서,
    시트형 성형체를 상기 시트형 성형체의 길이 방향으로 반송하는 반송부와,
    시트형 성형체의 폭 방향으로 직선형으로 연장되는 광원을 구비하며, 상기 광원에 의해 시트형 성형체에 광을 조사하는 광조사부와,
    반송중인 상기 시트형 성형체에 대하여 촬상 동작을 행하여 2차원 화상을 나타내는 2차원 화상 데이터를 생성하는 촬상부로서, 상기 2차원 화상 내에 상기 광원에 대응하는 명부와 상기 명부보다 휘도가 낮은 암부가 포함되는 위치에서 시트형 성형체에 대하여 복수회의 촬상 동작을 행하는 상기 촬상부와,
    상기 촬상부에 의해 생성된 복수의 2차원 화상 데이터로부터 검사용 화상 데이터를 생성하는 검사용 화상 데이터 생성부로서,
    각 2차원 화상 데이터에 의해 나타내지는 각 2차원 화상 내의 상기 명부와 상기 암부의 경계선부를 추출하는 경계 추출부와,
    상기 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선을 평활화하고, 평활화하여 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소를 2차원 화상 데이터로부터 추출하는 재추출부와,
    상기 재추출부에 의해 추출된 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터를 생성하고, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여 검사용 화상 데이터를 생성하는 합성부
    를 포함하는 상기 검사용 화상 데이터 생성부
    를 구비하는 화상 생성 장치.
  2. 결함 검사 장치에 있어서,
    제1항에 기재된 화상 생성 장치와,
    상기 화상 생성 장치의 검사용 화상 데이터 생성부에 의해 생성된 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 화상을 표시하는 표시부
    를 구비하는 결함 검사 장치.
  3. 시트형 성형체의 결함을 검사하기 위한 결함 검사 방법에 있어서,
    시트형 성형체의 폭 방향으로 직선형으로 연장되는 광원에 의해 상기 시트형 성형체에 광을 조사하면서 상기 시트형 성형체를 상기 시트형 성형체의 길이 방향으로 반송하고 있는 상태에서, 상기 시트형 성형체에 대하여 촬상 동작을 행하여 2차원 화상을 나타내는 2차원 화상 데이터를 생성하는 촬상 공정으로서, 상기 2차원 화상 내에 상기 광원에 대응하는 명부와 상기 명부보다 휘도가 낮은 암부가 포함되도록 시트형 성형체에 대하여 복수회의 촬상 동작을 행하는 상기 촬상 공정과,
    상기 촬상 공정에서 생성된 각 2차원 화상 데이터에 의해 나타내지는 각 2차원 화상 내의 상기 명부와 상기 암부의 경계선부를 추출하는 경계 추출 공정과,
    상기 경계선부를 연결하여 외관상의 경계선으로 하고, 상기 외관상의 경계선에 나타난 뾰족한 피크가 없어지도록, 상기 외관상의 경계선을 평활화하고, 평활화하여 얻어진 본래의 경계선을 구성하는 화소를 2차원 화상 데이터로부터 추출하는 재추출 공정과,
    상기 재추출 공정에서 추출된 화소로 이루어지는 1차원 화상 데이터를 생성하고, 동일하게 하여 복수의 2차원 화상 데이터로부터 얻어진 복수의 1차원 화상 데이터를 합성하여 검사용 화상 데이터를 생성하는 합성 공정과,
    상기 합성 공정에서 생성된 검사용 화상 데이터에 의해 나타내지는 화상을 표시하는 표시 공정
    을 포함하는 결함 검사 방법.
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