JPH08145907A

JPH08145907A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH08145907A
Application number: JP6280970A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Komori; 三雄小森; Tomohiro Ogawa; 智広小川; Noriyoshi Sugiyama; 則順杉山; Akihiro Tsubakihara; 章弘椿原; Noriyuki Arai; 規之新井; Masaharu Ishida; 雅春石田; Masayuki Takahashi; 雅之高橋; Hiroshi Iwasaki; 洋岩崎
Original assignee: Toshiba Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】一台の検査装置で様々な種類の欠陥を検出し
てその欠陥の種別を報知しその欠陥を総合的に判定す
る。【構成】画像データ入力部３と、各画素間の濃度情報
の変化量を水平及び垂直方向ついて求め、水平及び垂直
方向の変化量を前記画素毎に加算し、加算された変化量
を前記画素毎に平均化し、平均化された変化量が基準量
より多い場合に微細な欠陥有りと判定する微細欠陥検査
部５と、入力画像データを所定のしきい値により二値化
して画像データの良否を判定する二値化検査部７と、入
力画像データを縦横それぞれ所定数の画素行列からなる
格子に切り分け、各格子内の各画素の濃度情報を加算し
て各格子毎の濃度加算値を求め、各格子間での濃度加算
値の変化量を水平及び垂直方向について求め、各変化量
が所定量より多い場合に、ムラ有りと判定するムラ検査
部９と、微細欠陥検査部５、二値化検査部７及びムラ検
査部９によりそれぞれ検査された被検査物の欠陥を総合
判定する欠陥総合判定部１３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラインセンサカメラで
撮像されたフィルム、不織布、鋼、アルミ、銅のコイル
等の製造ラインにおける表面外観を自動検査する欠陥検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フィルム、不織布、鋼、アルミ、銅のコ
イル等の主としてシート状物体の製造ラインにおいて
は、これらの製品に欠陥があるか否かを検査する必要が
ある。従来より、これらの検査は、カメラにより検査対
象を撮像し、その画像データに対して画像処理を施し、
その処理欠陥に基づいて欠陥を判定する手法が採用され
ている。この場合の画像処理では、カメラからの画像デ
ータ（濃度データ）を所定のしきい値で二値化して良否
の判定をする二値化処理が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
欠陥検査装置では、二値化処理に代表される単一の画像
処理によって検査が実行されているのが一般的であるか
ら、様々に発生する欠陥の全てに対応することは不可能
であった。例えば、液晶ディスプレイ用のカラーフィル
タでは染色ムラ等に起因してカラーフィルタの一部分が
ぼんやりと明るくなったり、暗くなったりするムラ欠陥
が発生する場合があるが、このムラは、単純な二値化処
理では検出できない。また、ノイズの多い画像データを
処理する場合には二値化では精度の良い検査はできな
い。さらに、ピンホール欠陥等のように１画素以下の欠
陥を検出するためには二値化処理では不可能である。

【０００４】このように、従来の画像処理を主体にした
欠陥検査装置では、様々な欠陥を検出することはでき
ず、欠陥の種別毎に専用の画像処理装置を使用して個別
に対応するしか方法がなかった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、一台の検査装置で同一画像データか
ら複数種類の異なった欠陥を高速に検出でき、しかも検
出された欠陥の種別を報知して欠陥を総合的に判定する
ことのできる欠陥検査装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１に記載された発明は、被検査物を撮像して
得られた画素毎の濃度情報をデジタル画像データに変換
して取り込む画像データ入力部と、入力された画像デー
タにおける各画素間の濃度情報の変化量を水平方向及び
垂直方向ついて求める変化量演算手段と、求められた水
平方向及び垂直方向の各変化量を前記画素毎に加算する
変化量加算手段と、加算された変化量を前記画素毎に平
均化する平均化手段と、平均化された変化量が基準量よ
り多い場合に微細な欠陥有りと判定する検出手段と、を
有する微細欠陥検査部と、入力された画像データを所定
のしきい値により二値化して画像データの良否を判定す
る二値化検査部と、入力された画像データを縦横それぞ
れ所定数の画素行列からなる格子に切り分け、各格子内
の各画素の濃度情報を加算して各格子毎の濃度加算値を
求める濃度加算手段と、各格子間での濃度加算値の変化
量を水平方向及び垂直方向のそれぞれについて求める変
化量演算手段と、求められた水平方向の変化量と垂直方
向の変化量が所定量より多い場合に、ムラ有りと判定す
る検出手段と、を有するムラ検査部と、前記微細欠陥検
査部、二値化検査部及びムラ検査部によりそれぞれ検査
された被検査物の欠陥を総合判定する欠陥総合判定部と
を具備することを特徴としている。

【０００７】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の欠陥検査装置において、前記画像データ入力部から
供給される画像データに対して被検査物の搬送方向に沿
って縦線強調する強調手段と、強調画像データを所定ラ
イン数毎に加算してその濃度加算値を求めるとともに、
今回加算値として記憶する濃度加算手段と、今回加算値
と前回加算値との差分を演算する差分演算手段と、演算
された差分データに基づいて、または濃度加算手段から
の濃度加算データに基づいて被検査物の搬送方向におけ
るスジ状欠陥の有無を判定するスジ状欠陥検出手段と、
を有するスジ状欠陥検査部を具備し、前記欠陥判定部
は、微細欠陥検査部、二値化検査部、ムラ検査部及びス
ジ状欠陥検査部によりそれぞれ検査された被検査物の欠
陥を総合判定することを特徴としている。

【０００８】請求項３に記載された発明は、請求項１ま
たは２に記載の欠陥検査装置において、前記画像データ
入力部は、入力されたアナログ画像データを１０ビット
のデジタル画像データに変換するＡ／Ｄコンバータと、
この１０ビットのコンバータ出力を８ビットデータに変
換するＡ／Ｄ変換回路とを具備することを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】請求項１の構成によれば、微細欠陥検査部で
は、複数の画素毎の濃度情報間での各変化量を水平方向
及び垂直方向ついて求め、水平方向及び垂直方向の変化
量を前記画素毎に加算し、加算された変化量を前記画素
毎に平均化し、平均化された変化量が所定より多い場
合、欠陥として検出する。

【００１０】また、二値化検査部では、入力される画像
データを所定のしきい値により二値化し、その二値化デ
ータにより欠陥を検出する。

【００１１】さらに、ムラ検査部では、画素毎の濃度情
報を縦横それぞれ所定数の画素行列からなる格子に切り
分け、その各格子内の各画素の濃度情報を加算し、各格
子間での濃度加算値の変化量を水平方向及び垂直方向の
それぞれについて求め、求められた水平方向の変化量と
垂直方向の変化量が所定量より多い場合、ムラと検出す
る。

【００１２】そして、欠陥判定部は、微細欠陥検査部、
二値化検査部及びムラ検査部によりそれぞれ検査された
被検査物の欠陥を総合判定する。

【００１３】請求項２の構成によれば、入力画像データ
に対して被検査物の搬送方向に沿って縦線強調し、強調
画像データを所定ライン数毎に加算してその濃度加算値
を求めるとともに今回加算値として記憶し、今回加算値
と前回加算値との差分を演算し、演算された差分データ
に基づいてまたは濃度加算手段からの濃度加算データに
基づいて被検査物のスジ状欠陥の有無を判定する。そし
て、欠陥判定部は、微細欠陥検査部、二値化検査部、ム
ラ検査部及びスジ状欠陥検査部によりそれぞれ検査され
た被検査物の欠陥を総合判定する。

【００１４】請求項３の構成によれば、アナログ画像デ
ータは、１０ビットのデジタル画像データに変換され
る。このため、８ビット変換時に比較して画像解像度は
向上する。ただし、このまま１０ビットデータを画像処
理するには、１０ビット対応の装置構成としなければな
らない。したがって、この１０ビットデータを８ビット
データに変換して画像処理をするようにしている。これ
により、当初より８ビットデータを取り扱う場合に比較
して回路構成を複雑・高価にすることなく画像解像度を
向上させることが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る欠陥検査装置の一実施例
を図面を参照しつつ系統的に説明する。

【００１６】＜装置の全体構成＞図１は、本発明に係る
欠陥検査装置の一実施例の全体構成を示すブロック図、
図２は、欠陥検査装置の全体システムの構成を示すブロ
ック図である。

【００１７】図１に示すように本実施例の欠陥検査装置
は、ＣＣＤラインセンサカメラ１と、画像データ入力部
３と、キズ（微細欠陥）検査部５と、二値化検査部７
と、ムラ検査部９と、画像表示部１１と、欠陥総合判定
部１３と、から概略構成されている。図３乃至図６に
は、図１に示す欠陥検査装置の各構成部分毎の詳細な構
成が示されている。

【００１８】また、システム構成としては、図２に示す
ように、メインＣＰＵ１５と、このメインＣＰＵ１５を
中心とした複数のローカルＣＰＵ１７を備えており、各
ローカルＣＰＵ１７はローカルバス１９を介して、ＲＯ
Ｍ２１、ＲＡＭ２３、画像メモリ２５、ＶＭＥインタフ
ェース２７と接続されており、メインＣＰＵ１５は、各
ＶＭＥインタフェース２７を介して各ローカルＣＰＵ１
７と接続される構成となっている。図３乃至図６には、
欠陥検査装置の各構成部材とローカルＣＰＵ１７との接
続関係は省略して記載されている。

【００１９】＜画像データ入力部３＞画像データ入力部
３は、ＣＣＤラインセンサカメラ（以下、ラインセンサ
という）１で撮像された撮像データを入力してデジタル
画像データに変換する機能を有し、図３に示すように、
Ａ／Ｄ変換部３１と、シェーディング補正部３３と、射
影演算部３５と、輝度補正部３７とを備えている。

【００２０】＜＜Ａ／Ｄ変換部３１＞＞本実施例では、
ＣＣＤラインセンサ１を使用し、Ａ／Ｄ変換を１０ビッ
トとし、デジタル信号処理部を８ビットとして処理して
いる。

【００２１】一般に、デジタルデータは、８ビット単位
で取り扱われるが、Ａ／Ｄ変換の精度を向上させるため
に、例えばＡ／Ｄコンバータの精度を８ビットから１０
ビットにする場合には、全てのデジタル回路も１０ビッ
ト処理が可能なものに変更する必要がある。しかし、全
てのデジタル回路を１０ビット処理のものに変更するの
はコスト高となり、実用的でない。

【００２２】そこで、本実施例のＡ／Ｄ変換部３１で
は、Ａ／Ｄコンバータ３９の次段に１０ビットデータを
８ビットデータに変換するビット変換回路４１を設けた
ものである。このビット変換回路４１は、具体的には図
７に示すようなＬＵＴ（ルックアップテーブル）で構成
されている。

【００２３】図７（Ａ）は、４：１で変換する例であ
り、図４（Ｂ）は、１：１で変換する例である。（Ｂ）
の場合のように、入力するアナログ信号の一部しか利用
しない場合には、その範囲のみを変換することにより、
既存の８ビットのデジタル処理回路で処理可能であり、
かつ精度も向上する。

【００２４】したがって、既存のデジタル処理部を使用
する場合にあっても、Ａ／Ｄコンバータ３９とビット変
換回路４１を付けることによって、より精度の高いデー
タ処理が可能となる。また、ビット変換回路４１にＬＵ
Ｔ方式を使用することにより、低いコストで変換精度を
自由に変更することが可能となる。このため、例えば、
反転出力や一部データのみの変換等の処理が可能とな
る。

【００２５】＜キズ（微細欠陥）検査部５＞キズ検査部
５は、空間フィルタ（例えば、３×３のソーベルフィル
タ）、除算テーブルから成る変化量演算部５１と、変化
量加算部（画素間演算部）５３と、平均算出部（空間フ
ィルタ及び除算テーブル）５５と、セクタ加算部（検出
手段）５７とを備え、このセクタ加算部５７は、濃度変
換回路と、セクタ加算回路と、ＬＵＴとから構成されて
いる。

【００２６】＜二値化検査部７＞二値化検査部７は、周
知の構成のものが採用されており、ノイズ除去用の平均
値フィルタ７１と、明欠陥検出側、暗欠陥検出側にそれ
ぞれ設けられたセクタ加算部７３を備え、各セクタ加算
部７３Ａ，７３Ｂは、二値化回路、セクタ加算回路、Ｌ
ＵＴとから構成されている。

【００２７】＜ムラ検査部９＞ムラ検査部９は、２チャ
ンネルのムラ検査部９Ａ，９Ｂから成っている。第１チ
ャンネルのムラ検査部９Ａで検出されるムラをムラ１、
第２チャンネルのムラ検査部９Ｂで検出されるムラをム
ラ２と称する。ムラ１とムラ２では、検出したいムラの
大きさ（ムラの周波数）が異なっている。すなわち、ム
ラ１は大きさが小さい（周波数が高い）ムラを指し、ム
ラ２は大きさが大きい（周波数が低い）ムラを指す。こ
のため、第１チャンネルでは、設定されるメッシュ幅が
小さく、第２チャンネルでは、設定されるメッシュ幅は
大きい。各チャンネルは次の構成である。

【００２８】ムラセクタ加算部９１は、ラインセンサ１
によって得られた画素毎の濃度情報を縦横複数の画素行
列からなる図８に示すような格子に切り分け、その各格
子内の各画素の濃度情報を加算して格子毎の濃度加算値
を求める。

【００２９】減算器９３は、加算により得られた２０ビ
ットの濃度加算データを１６ビットの濃度加算データに
減らす処理を実行する。

【００３０】変化量算出部（空間フィルタＡ、空間フィ
ルタＢ及び各絶対値回路）９５は、それぞれ各格子間で
の濃度加算値の水平方向の変化量及び垂直方向の変化量
を３行３列の行列内で求める。

【００３１】判定回路９７Ａ，９７Ｂは、空間変化量算
出部７によって求められた垂直方向の変化量と、水平方
向の変化量を基に被検査物のムラを検出する。

【００３２】＜画像表示部１１＞画像表示部１１は、図
中に示した出力〜出力（出力は、明側二値化の出
力と、暗側二値化の出力との合成出力）を画像表示
バスを介して入力し、画像表示選択機能１１１により所
望の画像を選択し、ＶＲＡＭ回路１１３、ＤＡＣ回路１
１５を経て、ＮＴＳＣ信号としてモニタ装置（図示せ
ず）に供給される。

【００３３】＜キズ検査部５における処理（ミクロ欠陥
検出処理）＞まず、検査対象をラインセンサ１により撮
像された画像データは０〜２５５の２５６階調で表した
画素毎の濃度情報を有している。

【００３４】画素毎の濃度情報に対して変化量演算部５
１は、各濃度情報間での水平方向の変化量Ｈ_ij及び垂直
方向の変化量Ｖ_ijを３行３列の行列内で求める。

【００３５】例えば、任意の画素Ｌ_ijの水平方向の変化
量Ｈ_ijと垂直方向の変化量Ｖ_ijは、図９に示すように画
素Ｌ_ijを中心とした３行３列の９つの格子の濃度情報を
基に、図１０に示す水平方向のソーベルフィルタ（第１
の係数テーブル）と図１１に示す垂直方向のソーベルフ
ィルタ（第２の係数テーブル）を用いて以下に示す式
（１）と式（２）によって求める。

【００３６】

【数１】Ｈ_ij＝｜−Ｌ_i-1,j-1−２Ｌ_i,j-1−Ｌ_i+1,j-1 ＋Ｌ_i-1,j+1＋２Ｌ_i,j+1＋Ｌ_i+1,j+1｜…式（１）Ｖ_ij＝｜−Ｌ_i-1,j-1＋Ｌ_i+1,j-1 −２Ｌ_i-1,j＋２Ｌ_i+1,j −Ｌ_i-1,j+1＋Ｌ_i+1,j+1｜…式（２）水平方向の変化量Ｈ_ijと垂直方向の変化量Ｖ_ijが求めら
れると、変化量加算部５３では、その水平方向の変化量
Ｈ_ijと垂直方向の変化量Ｖ_ijを加算してその画素の変化
量Ｔ_ijを求める。

【００３７】画素毎の変化量が求められると、平均算出
部５５では、求められた各変化量を、３行３列の９つの
変化量の平均値を中心画素の変化量の平均とする図１２
に示すフィルタを用いて平均化し、それを平均変化量と
して画素毎に求める。

【００３８】例えば、画素Ｌ_i-1,j-1の変化量をＴ
_i-1,j-1，画素Ｌ_i,j-1の変化量をＴ_i, _j-1，画素Ｌ
_i+1,j-1の変化量をＴ_i+1,j-1，画素Ｌ_i-1,jの変化量
をＴ_i-1,j，画素Ｌ_ijの変化量をＴ_ij，画素Ｌ_i+1,jの
変化量をＴ_i+1,j，画素Ｌ_i-1,j+1の変化量をＴ
_i-1,j+1，画素Ｌ_i,j+1の変化量をＴ_i,j+1，画素Ｌ
_i+1,j+1の変化量をＴ_i+1,j+1とすると、画素Ｌ_ijの平
均変化量Ａ_ijは、以下に示す式（３）によって求められ
る。

【００３９】

【数２】Ａ_ij＝（Ｔ_i-1,j-1＋Ｔ_i,j-1＋Ｔ_i+1,j-1＋Ｔ_i-1,j＋Ｔ_ij＋Ｔ_i+1,j＋Ｔ_i-1,j+1 ＋Ｔ_i,j+1＋_i+1,j+1）×1/9 …式（３）そしてセクタ加算部５７では、求められた各平均変化量
と予め設定されている欠陥判定しきい値とを比較し、求
められた平均変化量が予め設定されている欠陥判定しき
い値より大きい場合、欠陥と判定する。

【００４０】このように、ラインセンサ１によって得ら
れた濃度情報の水平方向の変化量及び垂直方向の変化量
を縦横複数の行列、例えば水平方向のソーベルフィルタ
と、垂直方向の輪郭を強調する垂直方向のソーベルフィ
ルタによって求め、求められた水平方向と垂直方向の変
化量を画素毎に加算し、さらに、加算された変化量を例
えば３行３列の９つの変化量の平均値を中心画素の変化
量の平均とするフィルタを用いて平均化し、その平均変
化量により欠陥を検出しているので、ラインセンサ１の
画素に対して微小（画素面積前後）である欠陥でも正確
に検出することが可能となる。また、被検査物を撮像し
て得られた濃度情報にシェーディングや高周波ノイズが
多く含まれる場合であっても、本実施例のキズ検査部５
を用いれば、前記平均変化量を求めることにより前記シ
ェーディングと高周波ノイズはともに減少される。

【００４１】＜二値化検査部７の処理＞この二値化検査
部７では、画像データ入力部３から供給される０〜２５
５の２５６階調で表した画素毎の濃度情報に対して平均
値フィルタ７１によりノイズ成分を除去した後、それぞ
れ所定のしきい値により、空洞キズのような明るい欠
陥、引っ掻きキズのような暗い欠陥をそれぞれ検出す
る。

【００４２】＜ムラ検出部９の処理＞前述したように、
このムラ検出部９は、ムラの周波数の高いムラをチャン
ネル１で、ムラの周波数の低いムラをチャンネル２で検
出できるように設定されてある。個々の処理は２チャン
ネルとも全く同一である。

【００４３】画像データ入力部３から画素毎の濃度情報
が供給されると濃度情報を加算するセクタ加算部９１で
は、図８に示すように濃度情報を縦横複数の画素行列か
らなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の濃度情
報を加算して格子毎の濃度加算値を求める。なお図８で
は、縦横とも１０画素ずつの１０行１０列の格子に区切
っているがこれに限らずこの数は任意に変更可能であ
る。

【００４４】変化量算出部９５では、各格子間での水平
方向の濃度加算値の変化量Ｈ_ij及び垂直方向の濃度加算
値の変化量Ｖ_ijを３行３列の行列内で求める。

【００４５】例えば、任意の格子の濃度加算値Σ_ijの水
平方向の変化量Ｈ_ijと垂直方向の変化量Ｖ_ijは、図１３
に示すようにΣ_ijを中心とした３行３列の９つの格子の
濃度加算値を基に、図１０に示した水平方向のソーベル
フィルタ（空間フィルタＡ）と図１１に示した垂直方向
のソーベルフィルタ（空間フィルタＢ）を用いて以下に
示す式（４）と式（５）によって求める。

【００４６】

【数３】Ｈ_ij＝｜−Σ_i-1,j-1−２Σ_i,j-1−Σ_i+1,j-1 ＋Σ_i-1,j+1＋２Σ_i,j+1＋Σ_i+1,j+1｜…式（４）Ｖ_ij＝｜−Σ_i-1,j-1＋Σ_i+1,j-1 −２Σ_i-1,j＋２Σ_i+1,j −Σ_i-1,j+1＋Σ_i+1,j+1｜…式（５）そして判定回路９７Ａ，９７Ｂでは、求められた水平方
向の変化量Ｈ_ij及び垂直方向の変化量Ｖ_ijと予め設定さ
れているムラ判定しきい値とを比較し、求められた変化
量Ｈ_ij，Ｖ_ijが予め設定されているムラ判定しきい値よ
り大きい場合、ムラと判定する。

【００４７】このように、ラインセンサ１によって得ら
れた画素毎の被検査物の濃度情報を縦横複数の画素行列
からなる格子に切り分け、その各格子内の各画素の濃度
情報を加算して格子毎の濃度加算値を求めることにより
ムラを強調し、各格子間での水平方向の濃度加算値の変
化量Ｈ_ij及び垂直方向の濃度加算値の変化量Ｖ_ijを３行
３列の行列内で求めることによってさらにムラを強調し
ている。そして求められた各格子の変化量Ｈ_ij，Ｖ_ijと
予め設定してあるムラ判定しきい値とを比較し、求めら
れた各格子の変化量Ｈ_ij，Ｖ_ij予め設定されているムラ
判定しきい値より大きい場合、ムラと判定する。

【００４８】したがって、水平方向と垂直方向の両方で
変化量Ｈ_ij，Ｖ_ijを求めてムラをより強調しているた
め、被検査物の検出方向に関係なくムラが検出でき、ま
た、被検査物がＬＣＤ用のカラーフィルタのように表面
が細かく格子状に分けられ境界線がある場合でもムラの
検出精度は被検査物の傾きに依存しなくなる。さらに、
ラインセンサを用いた場合に検出しにくい所定周期で発
生しているムラも周期に関係なく検出することができ
る。

【００４９】なお、求められた水平方向の変化量Ｈ_ijと
垂直方向の変化量Ｖ_ijを加算したものをその格子の変化
量Ｃ_ijとしてこの変化量Ｃ_ijを各格子について求め、判
定回路９７Ａ，９７Ｂでは、求められた変化量Ｃ_ijと予
め設定されているムラ判定しきい値を比較し、求められ
た変化量Ｃ_ijが予め設定されているムラ判定しきい値よ
り大きい場合、ムラと判定するようにしても良い。

【００５０】＜欠陥総合判定処理＞各検査部５，７，９
からの検査データは、欠陥総合判定部１３に供給され
る。欠陥総合判定部１３は、、例えば、欠陥種別判定テ
ーブル１３１が形成されており、このテーブルデータに
基づいて供給された検査データに基づいて被検査物の欠
陥種別が判定される。なお、図１４に示すように各検査
部５，７，９の出力に対しては、コントラスト方向の強
さ、すなわち変化量がしきい値を越えたか否かによって
強弱に分けられる。微細欠陥の場合は、ミクロ大、ミク
ロ小の２通り、二値化の場合には、二値化大、二値化小
の２通り、ムラの場合は、ムラ１強、ムラ１弱、ムラ２
強、ムラ２弱の４通り、合計８通りの検査が可能であ
る。この時のしきい値は、欠陥総合判定部１３に予め設
定されている。したがって、この時には、８ビットのデ
ータをインデックスとして欠陥種別判定テーブルをアク
セスすれば良い。

【００５１】図１５、図１６には、各種の欠陥名と、そ
の原画像、濃度断面、判定結果、処理画面の一例が示さ
れている。この例では、(1) 極小穴（ピンホール）、
(2) 穴、(3) 大穴、(4) 薄い汚れ、(5) 汚れ、(6) 濃い
汚れ、に対する本実施例装置による判定結果を模式的に
示したものである。

【００５２】（１）極小穴（ピンホール欠陥）の場合図１５（１）に示すように、極小穴（ピンホール欠陥）
は、微細欠陥であるから、キズ検査部で欠陥が検出さ
れ、“ミクロ小”と判定される。

【００５３】（２）穴の場合図１５（２）に示すように、穴は、“ミクロ大”あるい
は“二値化小”と判定される。

【００５４】（３）大穴の場合図１５（２）に示すように、大穴は、“二値化大”ある
いは“二値化大とその他の判定全て”において欠陥が検
出される。

【００５５】（４）うすい汚れの場合図１６（１）に示すように、“うすい汚れ”は、“ムラ
１弱”と判定される。

【００５６】（５）汚れの場合には、図１６（２）に示すように、汚れは、“ムラ１強”ある
いは“ムラ１強”と“ミクロ大”に該当する。

【００５７】（６）濃い汚れの場合図１６（２）に示すように、濃い汚れは、“ムラ１強”
と“ムラ２”に該当する。

【００５８】このように、本実施例装置によれば、一つ
の画像データから複数の欠陥を総合判定することがで
き、欠陥種別判定テーブルに予め欠陥情報を設定してお
くことにより、欠陥種別毎に判定できるのである。

【００５９】＜スジ状欠陥検出処理＞図１７は、スジ状
欠陥検査部の一構成例を示しており、このスジ状欠陥検
査部１５１は、前記画像データ入力部３の後段に、キズ
検査部５等と並列に設けられる。

【００６０】初めに原理的な説明をする。鋼板、帯鋼、
樹脂シート、紙等の連続したシート物製品や１枚１枚切
り離された枚葉製品には、欠陥検出の困難な製品の搬送
方向（流れ方向）に沿った図１８（１）に示すような低
コントラストのスジ状欠陥や図１８（２）に示すような
微細幅のスジ傷が発生する場合がある。

【００６１】図１８（１）に示すような低コントラスト
のスジ状欠陥の一ラインにおける濃度断面は、図１８
（３）に示すようにスジ部分の幅が広く、かつノイズが
比較的少ないものとなっている。一方、図１８（２）に
示すような微細幅のスジ傷の濃度断面では、図１８
（４）に示すようにスジ幅は狭く、かつランダムに発生
するノイズ分が多い。これらの各画像データを流れ方向
（搬送方向）に積分すると、図１８（１）の低コントラ
ストのスジでは、図１９（１）に示すように、その濃度
加算値は、スジ部分で鮮明となり、あるしきい値で切る
ことによりスジ部分の検出が可能となる。ところが、図
１８（２）の微細幅のスジ傷のある画像データの濃度加
算値は、図１９（２）に示すように、ノイズが多いため
に、スジ部分とノイズ部分との区別がつかず判定が困難
となる。したがって、単純に画像データ（濃度値）を積
分する手法では、微細幅のスジ傷は検出できない。

【００６２】そこで、図１７に示すように、画像データ
入力部３から出力された画像データに対する前処理とし
て、空間フィルタ部１５３を設けこのフィルタ出力を積
分処理部１５５により加算するようにしている。また、
積分処理部１５５の出力の後処理としてブロック毎の差
分をとる差分処理部５７を設けている。さらに、判定部
として、積分処理部１５５の出力データに基づいて判定
する第１の判定部１５９と差分処理部１５７の出力デー
タに基づいて判定する第２の判定部１６１とを備えてい
る。

【００６３】空間フィルタ部１５３は、例えば、上述し
た垂直方向のソーベルフィルタが採用でき、このソーベ
ルフィルタにより画像データ中のスジ部分が強調されて
いる。この濃度断面を図２０に示す。

【００６４】この空間フィルタ部１５３でスジ部分が強
調されたデータに対して積分処理を施すと、図２１に示
すように、ノイズ部分とスジ部分の差が一層明確にな
る。第１の判定部１５９では、ノイズレベルが低い場合
にこの積分データに対するしきい値処理によりスジ欠陥
の判定を実行する。

【００６５】一方、前記積分データのみからでは、ノイ
ズとスジ部分との差が明確にならない場合に、差分処理
部１５７により、図２２に示すように、前回の積分値と
の差分を取り、第２の判定部１６１では、その差分デー
タに基づいて判定を行う。

【００６６】これらの判定結果は、前記欠陥総合判定部
１３に供給され、これに基づいて被検査物の欠陥検査が
総合的に実行され、欠陥があれば、どのような欠陥かが
表示されるのである。

【００６７】このようにこのスジ状欠陥検査部１５１に
よれば、低コントラストな、または微細幅のスジ状欠陥
の検出を安定して行うことができ、検出精度が向上す
る。また、スポット状の低コントラストの欠陥の検出も
行うことができる。

【００６８】また、前回積分値と今回積分値の差分を取
り、この差分値に基づいてスジ欠陥を検査するようにし
ているので、スジ傷の発生起点とスジ傷の終点とを検出
することができ、より一層明確な欠陥検出が可能とな
る。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、一台の検査装置で同一画像データから複数
種類の異なった欠陥を高速に検出でき、しかも検出され
た欠陥の種別を報知して欠陥を総合的に判定することが
可能となる。

【００７０】請求項２に記載の発明によれば、低コント
ラストな、または微細幅のスジ状欠陥の検出を安定して
行うことが可能となる。

【００７１】請求項３記載の発明によれば、既存のデジ
タル処理部を使用する場合にあっても、Ａ／Ｄコンバー
タと変換回路を付けることによって、より精度の高いデ
ータ処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る欠陥検査装置の一実施例構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明に係る欠陥検査装置におけるシステム構
成を示すブロック図である。

【図３】本発明に係る欠陥検査装置における画像データ
入力部の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明に係る欠陥検査装置における各検査部の
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明に係る欠陥検査装置におけるムラ検査部
の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明に係る欠陥検査装置における画像表示部
の構成を示すブロック図である。

【図７】Ａ／Ｄ変換回路におけるテーブル構成を示す説
明図である。

【図８】画素毎の濃度情報を縦横複数の画素行列からな
る格子に切り分けた例を示す説明図である。

【図９】任意の画素の輝度情報の水平方向の変化量と垂
直方向の変化量を求める場合の説明図である。

【図１０】水平方向ソーベルフィルタを示す説明図であ
る。

【図１１】垂直方向のソーベルフィルタを示す説明図で
ある。

【図１２】平均変化量を求める３行３列のフィルターを
示す説明図である。

【図１３】任意の格子の輝度加算値の水平方向の変化量
と垂直方向の変化量を求める場合の説明図である。

【図１４】欠陥総合判定処理を示す説明図である。

【図１５】欠陥総合判定処理の結果を示す説明図であ
る。

【図１６】欠陥総合判定処理の結果を示す説明図であ
る。

【図１７】スジ状欠陥検査部の一構成例を示すブロック
図である。

【図１８】スジ状欠陥の説明図である。

【図１９】スジ状欠陥の濃度加算値を示す説明図であ
る。

【図２０】スジ状欠陥のフィルタ処理後の濃度断面を示
す説明図である。

【図２１】スジ状欠陥のフィルタ処理＋積分処理後の濃
度断面を示す説明図である。

【図２２】スジ状欠陥の差分処理後の濃度断面を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ＣＣＤラインセンサカメラ３画像データ入力部５キズ（微細欠陥）検査部５１変化量演算部５３変化量加算部５５平均算出部５７セクタ加算部７二値化検査部９ムラ検査部９１ムラセクタ加算部９５変化量算出部１１画像表示部１３欠陥総合判定部３９Ａ／Ｄコンバータ４１ビット変換回路１５１スジ状欠陥検査部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者椿原章弘神奈川県川崎市幸区堀川町66番２東芝エンジニアリング株式会社内 (72)発明者新井規之神奈川県川崎市幸区堀川町66番２東芝エンジニアリング株式会社内 (72)発明者石田雅春神奈川県川崎市幸区堀川町66番２東芝エンジニアリング株式会社内 (72)発明者高橋雅之神奈川県川崎市幸区堀川町66番２東芝エンジニアリング株式会社内 (72)発明者岩崎洋神奈川県川崎市幸区堀川町66番２東芝エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物を撮像して得られた画素毎の濃
度情報をデジタル画像データに変換して取り込む画像デ
ータ入力部と、入力された画像データにおける各画素間の濃度情報の変
化量を水平方向及び垂直方向ついて求める変化量演算手
段と、求められた水平方向及び垂直方向の各変化量を前
記画素毎に加算する変化量加算手段と、加算された変化
量を前記画素毎に平均化する平均化手段と、平均化され
た変化量が基準量より多い場合に微細な欠陥有りと判定
する検出手段と、を有する微細欠陥検査部と、入力された画像データを所定のしきい値により二値化し
て画像データの良否を判定する二値化検査部と、入力された画像データを縦横それぞれ所定数の画素行列
からなる格子に切り分け、各格子内の各画素の濃度情報
を加算して各格子毎の濃度加算値を求める濃度加算手段
と、各格子間での濃度加算値の変化量を水平方向及び垂
直方向のそれぞれについて求める変化量演算手段と、求
められた水平方向の変化量と垂直方向の変化量が所定量
より多い場合に、ムラ有りと判定するムラ検出手段と、
を有するムラ検査部と、前記微細欠陥検査部、二値化検査部及びムラ検査部によ
りそれぞれ検査された被検査物の欠陥を総合判定する欠
陥総合判定部と、を具備することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】請求項１記載の欠陥検査装置において、前記画像データ入力部から供給される画像データに対し
て被検査物の搬送方向に沿って縦線強調する強調手段
と、強調画像データを所定ライン数毎に加算してその濃
度加算値を求めるとともに、今回加算値として記憶する
濃度加算手段と、今回加算値と前回加算値との差分を演
算する差分演算手段と、演算された差分データに基づい
て、または濃度加算手段からの濃度加算データに基づい
て被検査物の搬送方向におけるスジ状欠陥の有無を判定
するスジ状欠陥検出手段と、を有するスジ状欠陥検査部
を具備し、前記欠陥判定部は、微細欠陥検査部、二値化検査部、ム
ラ検査部及びスジ状欠陥検査部によりそれぞれ検査され
た被検査物の欠陥を総合判定することを特徴とする欠陥
検査装置。
【請求項３】請求項１または２記載の欠陥検査装置に
おいて、前記画像データ入力部は、入力されたアナログ画像デー
タを１０ビットのデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ
コンバータと、この１０ビットのコンバータ出力を８ビ
ットデータに変換するＡ／Ｄ変換回路とを具備すること
を特徴とする欠陥検査装置。を具備することを特徴とす
る欠陥検査装置。