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技術 検査装置、方法及びプログラム

出願人 リコーエレメックス株式会社
発明者 山内雅人
出願日 2015年7月31日 (4年0ヶ月経過) 出願番号 2015-152761
公開日 2017年2月9日 (2年6ヶ月経過) 公開番号 2017-032410
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による材料の調査の特殊な応用 光学的手段による測長装置 画像処理 イメージ分析
主要キーワード 異物検出領域 凹状形状 平均差分 凸状形状 緑色ダイオード 赤色ダイオード 検出候補 製造工程管理
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図面 (20)

課題

微少高さの凹凸形状不良をより確実に検出する。

解決手段

検査装置は、カラー画像を形成可能なn種(nは、3以上の整数)の原色にそれぞれ対応するn種の原色検査光を第1方向に延在する線分状の検査光としてそれぞれ出射するn種の光源が、第1方向と交差する第2方向に沿って順番に繰り返し配置され、検査対象物検査面のいずれにおいても少なくとも2種の原色検査光を照射可能な照明装置と、検査面により反射された検査光を受光して撮像し、カラー画像として取得する撮像装置と、撮像に同期して検査対象物を第1方向に沿って移動させる駆動部と、カラー画像をn個の色画像色分解し、n個の色画像の画素毎に周囲画素輝度に対する平均的な輝度変化量を検出し、いずれか2種の光源に対応する画素の輝度変化量の積が所定の閾値以上である形状異常検出候補領域をカラー画像の画像領域から抽出する検出部と、を備える。

概要

背景

従来、検査面検査光照射し、検査面からの反射光受光し、受光した反射光に基づいて周辺比較処理を行い、当該検査面の形状異常を検出する検査装置が知られている。

概要

微少高さの凹凸形状不良をより確実に検出する。検査装置は、カラー画像を形成可能なn種(nは、3以上の整数)の原色にそれぞれ対応するn種の原色検査光を第1方向に延在する線分状の検査光としてそれぞれ出射するn種の光源が、第1方向と交差する第2方向に沿って順番に繰り返し配置され、検査対象物の検査面のいずれにおいても少なくとも2種の原色検査光を照射可能な照明装置と、検査面により反射された検査光を受光して撮像し、カラー画像として取得する撮像装置と、撮像に同期して検査対象物を第1方向に沿って移動させる駆動部と、カラー画像をn個の色画像色分解し、n個の色画像の画素毎に周囲画素輝度に対する平均的な輝度変化量を検出し、いずれか2種の光源に対応する画素の輝度変化量の積が所定の閾値以上である形状異常検出候補領域をカラー画像の画像領域から抽出する検出部と、を備える。

目的

効果

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請求項1

カラー画像を形成可能なn種(nは、3以上の整数)の原色にそれぞれ対応するn種の原色検査光を第1方向に延在する線分状の検査光としてそれぞれ出射するn種の光源が、前記第1方向と交差する第2方向に沿って順番に繰り返し配置され、検査対象物検査面のいずれにおいても少なくとも2種の原色検査光を照射可能な照明装置と、前記照明装置から出射され、前記検査面により反射された前記検査光を受光して撮像し、カラー画像として取得する撮像装置と、前記撮像に同期して前記検査対象物を前記第1方向に沿って移動させる駆動部と、前記カラー画像を前記n種の原色に対応するn個の色画像色分解し、前記n個の色画像の画素毎に周囲画素輝度に対する平均的な輝度変化量を検出し、前記n種の光源に対応する画像のうちいずれか2種の光源に対応する画素の前記輝度変化量の積が所定の閾値以上である形状異常検出候補領域を前記カラー画像の画像領域から抽出する検出部と、を備えた検査装置

請求項2

前記検出部は、前記形状異常検出候補領域のうち、所定の面積以上、かつ、所定の縦横比を有する領域を形状異常検出領域として検出する、請求項1記載の検査装置。

請求項3

前記n種の光源にそれぞれ対応するn個の画像の二値化を行い、前記n個の画像において共通して前記検査光の受光レベルが低い画素の領域を抽出して前記検査面へ付着したゴミが存在するゴミ検出領域を検出するゴミ検出部を備え、前記検出部は、検出した前記形状異常検出候補領域のうち、前記ゴミ検出領域と共通する領域を除外して形状異常検出領域とする、請求項1記載の検査装置。

請求項4

前記ゴミ検出部は、前記n種の光源にそれぞれ対応するn個の画像の二値化画像のうち、全ての前記二値化画像で共通する輝度が低い領域であって、所定の面積以上、かつ、所定の縦横比を有する領域を前記ゴミ検出領域として検出する、請求項3記載の検査装置。

請求項5

前記検出部は、前記輝度変化量を検出するために、前記n個の色画像のそれぞれに対して平均差分処理を施して、平均差分画像を生成する平均差分処理部を備える、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の検査装置。

請求項6

カラー画像を形成可能なn種(nは、3以上の整数)の原色にそれぞれ対応するn種の原色検査光を第1方向に延在する線分状の検査光としてそれぞれ出射するn種の光源が、前記第1方向と交差する第2方向に沿って順番に繰り返し配置され、検査対象物の検査面のいずれにおいても少なくとも2種の原色検査光を照射可能な照明装置と、前記照明装置から出射され、前記検査面により反射された前記検査光を受光して撮像し、カラー画像として取得する撮像装置と、前記撮像に同期して前記検査対象物を前記第1方向に沿って移動させる駆動部と、を備えた検査装置で実行される方法であって、前記カラー画像を前記n種の原色に対応するn個の色画像に色分解する過程と、前記n個の色画像の画素毎に周囲画素の輝度に対する平均的な輝度変化量を検出する過程と、前記n種の光源に対応する画像のうちいずれか2種の光源に対応する画素の前記輝度変化量の積が所定の閾値以上である形状異常検出候補領域を前記カラー画像の画像領域から抽出する過程と、前記形状異常検出候補領域のうち、所定の面積以上、かつ、所定の縦横比を有する領域を形状異常検出領域として検出する過程と、を備えた方法。

請求項7

カラー画像を形成可能なn種(nは、3以上の整数)の原色にそれぞれ対応するn種の原色検査光を第1方向に延在する線分状の検査光としてそれぞれ出射するn種の光源が、前記第1方向と交差する第2方向に沿って順番に繰り返し配置され、検査対象物の検査面のいずれにおいても少なくとも2種の原色検査光を照射可能な照明装置と、前記照明装置から出射され、前記検査面により反射された前記検査光を受光して撮像し、カラー画像として取得する撮像装置と、前記撮像に同期して前記検査対象物を前記第1方向に沿って移動させる駆動部と、を備えた検査装置で実行される方法であって、前記カラー画像を前記n種の原色に対応するn個の色画像に色分解する過程と、前記n個の色画像の画素毎に周囲画素の輝度に対する平均的な輝度変化量を検出する過程と、前記n種の光源に対応する画像のうちいずれか2種の光源に対応する画素の前記輝度変化量の積が所定の閾値以上である形状異常検出候補領域を前記カラー画像の画像領域から抽出する過程と、前記n種の光源にそれぞれ対応するn個の画像の二値化を行い、前記n個の画像において共通して前記検査光の受光レベルが低い画素の領域を抽出して前記検査面へ付着したゴミが存在するゴミ検出領域を検出する過程と、検出した前記形状異常検出候補領域のうち、前記ゴミ検出領域と共通する領域を除外して形状異常検出領域とする過程と、前記形状異常検出候補領域のうち、所定の面積以上、かつ、所定の縦横比を有する領域を形状異常検出領域として検出する過程と、を備えた方法。

請求項8

カラー画像を形成可能なn種(nは、3以上の整数)の原色にそれぞれ対応するn種の原色検査光を第1方向に延在する線分状の検査光としてそれぞれ出射するn種の光源が、前記第1方向と交差する第2方向に沿って順番に繰り返し配置され、検査対象物の検査面のいずれにおいても少なくとも2種の原色検査光を照射可能な照明装置と、前記照明装置から出射され、前記検査面により反射された前記検査光を受光して撮像し、カラー画像として取得する撮像装置と、検査時に前記撮像に同期して前記検査対象物を前記第1方向に沿って移動させる駆動部と、を備えた検査装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、前記コンピュータを、前記カラー画像を前記n種の原色に対応するn個の色画像に色分解する手段と、前記n個の色画像の画素毎に周囲画素の輝度に対する平均的な輝度変化量を検出する手段と、前記n種の光源に対応する画像のうちいずれか2種の光源に対応する画素の前記輝度変化量の積が所定の閾値以上である形状異常検出候補領域を前記カラー画像の画像領域から抽出する手段と、前記形状異常検出候補領域のうち、所定の面積以上、かつ、所定の縦横比を有する領域を形状異常検出領域として検出する手段と、して機能させるプログラム。

請求項9

カラー画像を形成可能なn種(nは、3以上の整数)の原色にそれぞれ対応するn種の原色検査光を第1方向に延在する線分状の検査光としてそれぞれ出射するn種の光源が、前記第1方向と交差する第2方向に沿って順番に繰り返し配置され、検査対象物の検査面のいずれにおいても少なくとも2種の原色検査光を照射可能な照明装置と、前記照明装置から出射され、前記検査面により反射された前記検査光を受光して撮像し、カラー画像として取得する撮像装置と、検査時に前記撮像に同期して前記検査対象物を前記第1方向に沿って移動させる駆動部と、を備えた検査装置をコンピュータにより制御するためのプログラムであって、前記カラー画像を前記n種の原色に対応するn個の色画像に色分解する手段と、前記n個の色画像の画素毎に周囲画素の輝度に対する平均的な輝度変化量を検出する手段と、前記n種の光源に対応する画像のうちいずれか2種の光源に対応する画素の前記輝度変化量の積が所定の閾値以上である形状異常検出候補領域を前記カラー画像の画像領域から抽出する手段と、前記n種の光源にそれぞれ対応するn個の画像の二値化を行い、前記n個の画像において共通して前記検査光の受光レベルが低い画素の領域を抽出して前記検査面へ付着したゴミが存在するゴミ検出領域を検出する手段と、検出した前記形状異常検出候補領域のうち、前記ゴミ検出領域と共通する領域を除外して形状異常検出領域とする手段と、前記形状異常検出候補領域のうち、所定の面積以上、かつ、所定の縦横比を有する領域を形状異常検出領域として検出する手段と、して機能させるプログラム。

技術分野

0001

本発明は、検査装置、方法及びプログラムに関する。

背景技術

0002

従来、検査面検査光照射し、検査面からの反射光受光し、受光した反射光に基づいて周辺比較処理を行い、当該検査面の形状異常を検出する検査装置が知られている。

先行技術

0003

特許第4544272号公報
特開平5−322543号公報

発明が解決しようとする課題

0004

この種の検査装置では、不良としての凹凸に起因する検査光の輝度変化と、検査面の肌の凹凸による輝度変化と、は明確な差が少なく、微少高さの凹凸形状不良、例えば、いわゆるブツ不良等が見逃されてしまう虞があった。

0005

そこで、本発明は、微少高さの凹凸形状不良をより確実に検出可能な検査装置、方法及びプログラムを得ることを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

本発明の実施形態にかかる検査装置は、カラー画像を形成可能なn種(nは、3以上の整数)の原色にそれぞれ対応するn種の原色検査光を第1方向に延在する線分状の検査光としてそれぞれ出射するn種の光源が、第1方向と交差する第2方向に沿って順番に繰り返し配置され、検査対象物の検査面のいずれにおいても少なくとも2種の原色検査光を照射可能な照明装置と、照明装置から出射され、検査面により反射された検査光を受光して撮像し、カラー画像として取得する撮像装置と、撮像に同期して検査対象物を第1方向に沿って移動させる駆動部と、カラー画像をn種の原色に対応するn個の色画像色分解し、n個の色画像の画素毎に周囲画素輝度に対する平均的な輝度変化量を検出し、n種の光源に対応する画像のうちいずれか2種の光源に対応する画素の輝度変化量の積が所定の閾値以上である形状異常検出候補領域をカラー画像の画像領域から抽出する検出部と、を備える。

発明の効果

0007

本発明によれば、比較的簡素な処理で検査面の全域にわたって微少高さの凹凸形状異常を検出することができる。

図面の簡単な説明

0008

図1は、実施形態の検査装置の概要構成説明図である。
図2は、検査面における検査光の照射状態説明図(部分)である。
図3は、検査装置における検査光Lの照射状態の説明図(全体)である。
図4は、第1実施形態の検査装置の処理フローチャートである。
図5は、撮像処理により得られた検査物の検査面の撮像画像及び色分解処理により得られた色画像の一部拡大図である。
図6は、平均差分処理の説明図である。
図7は、平均差分処理後のR画像の説明図である。
図8は、平均差分処理後のG画像の説明図である。
図9は、平均差分処理後のB画像の説明図である。
図10は、膨張処理の説明図である。
図11は、膨張処理後のR画像の説明図である。
図12は、膨張処理後のG画像の説明図である。
図13は、膨張処理後のB画像の説明図である。
図14は、乗算結果画像の説明図である。
図15は、二値化処理後の画像の説明図である。
図16は、形状異常検出結果の説明図である。
図17は、第2実施形態の検査装置の処理フローチャートである。
図18は、撮像処理により得られた検査物の検査面の撮像画像及び色分解処理により得られた色画像の一部拡大図である。
図19は、二値化処理後のR画像の説明図である。
図20は、二値化処理後のG画像の説明図である。
図21は、二値化処理後のB画像の説明図である。
図22は、膨張処理後のR画像の説明図である。
図23は、膨張処理後のG画像の説明図である。
図24は、膨張処理後のB画像の説明図である。
図25は、交差領域の抽出状態の説明図である。
図26は、ゴミ抽出領域の説明図である。
図27は、過検出領域除外処理の説明図である。

実施例

0009

次に実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、実施形態の検査装置の概要構成説明図である。
本実施形態の検査装置10は、図1に示すように、検査物11に対し、検査光Lを照射し、検査物11の検査面11Aにより反射された検査光Lを受光して撮像を行う検査ユニット12と、検査ユニット12に対し検査物11を相対的に矢印A方向(第2方向;図1中、左右方向)に移動させる検査物駆動部13と、検査装置10全体の制御を行うともに、検査ユニット12から出力された撮像画像データGに基づいて、検査物11の検査面11Aにおける凹状形状異常(例えば、傷など)及び凸状形状異常(例えば、突起あるいは付着物)を検出する制御演算部14と、を備えている。

0010

検査ユニット12は、検査光Lを出射する照明装置12Aと、検査物11の検査面11Aにより反射された検査光Lを受光して撮像を行う撮像装置12Bと、を備えている。
また、制御演算部14は、MPU、ROM、RAM、ハードディスク等の外部記憶装置、各種入出力インタフェースを備えたコンピュータとして構成されており、RAM上に展開された制御プログラムに基づいて検査装置10全体の制御を行っている。

0011

ここで、本実施形態においては、検査光Lは、赤色(R)の検査光LRと、緑色(G)の検査光LGと、青色(B)の検査光LBと、を含んでいる。
そして、照明装置12Aは、検査物11の検査面11A側から見ると、矢印B方向(第1方向)に沿って延在する線分状の3種類の検査光(原色検査光)LR、LG、LBをそれぞれ出射する、光源(赤色ダイオードLT−R、光源(緑色ダイオード)LT−G及び光源(青色ダイオード)LT−Bが、矢印B方向(第1方向)と交差する矢印A方向(第2方向)に沿って順番に繰り返し配置されている(図3参照)。

0012

なお、以下の説明においては、検査光Lとして、R、G、Bの三色(n=3)の原色偏差光を用いる場合について説明するが、検査光Lとして四色(n=4)以上の原色検査光を用いても同様に適用が可能である。

0013

撮像装置12Bは、例えば、ラインCCDカメラとして構成されており、矢印A方向に検査物駆動部13により移動されている検査物11の検査面11Aを、検査物11の移動に同期して、検査面11Aの全域にわたって満遍なく撮像できるように、1ライン(あるいはマルチラインCCDカメラの場合は、複数ライン)ずつ撮像して撮像画像データGを出力する。

0014

図2は、検査面における検査光の照射状態説明図(部分)である。
図2(a)は、検査物11の検査面11Aにおける検査光の照射状態であり、矢印B方向(第1方向)に延在する線分状であって、検査光LR、LG、LBがそれぞれ照射され、当該領域における検査光LR、LG、LBのそれぞれの光量が所定のしきい値TH1以上となる照射領域AR、AG、ABが存在する。
さらに、中間領域AIにおいても、図2(a)に示すように、光量は少ないものの検査光LR、LG、LBのうち、2種類の検査光が照射されように設定されている。
ここで、照射領域AR、AG、ABの幅W1は、光源LT−R、LT−G、LT−Bの光量によって適宜設定されるとともに、中間領域AIの幅W2は、2種類の検査光が照射され、他の1種類の検査光の光量が無視できるように適宜設定されている。

0015

図3は、検査装置における検査光Lの照射状態の説明図(全体)である。
図3に示すように、照明装置12Aから出射される検査光Lは、検査物11の幅方向図3では、矢印B方向)の全域にわたって照射されており、撮像装置12Bにより、検査物11の幅方向が一度に撮像されることとなる。

0016

[1]第1実施形態
本第1実施形態は、検査装置10において、形状異常による凹凸形状不良の過検出を抑制する実施形態である。
第1実施形態の検査装置の動作について説明する。
図4は、第1実施形態の検査装置の処理フローチャートである。
まず、検査装置10は、検査物11が所定の位置にセットされ、検査の開始が指示されると、撮像処理を行う(ステップS11)。

0017

具体的には、制御演算部14は、検査物駆動部13を制御して、検査物11を所定方向である矢印A方向に駆動する。この検査物11の矢印A方向への駆動と並行して、制御演算部14は、照明装置12Aを制御して、検査光Lを出射させて、照射する。続いて、制御演算部14は、撮像装置12Bを制御して、検査物駆動部13の検査物11の駆動に同期して、撮像を行い、撮像画像データGを出力させる。

0018

そして、制御演算部14は、所定量だけ検査物11を移動させるとともに、検査物11の検査面11Aの全域にわたって撮像が完了したか否かを判別し、未だ検査物11の検査面11Aの全域にわたって撮像が完了していない場合には、以下同様の手順で撮像処理を行う。

0019

図5は、撮像処理により得られた検査物の検査面の撮像画像及び色分解処理により得られた色画像の一部拡大図である。
図5の例においては、理解の容易のため、輝度を4段階に分けて検出した場合を図示しているが、実際の装置では、輝度を256段階などより多段階分類している。
また、図5の例は、主として検査光LRが照射され、検査光LBが含まれる領域、すなわち、図2における領域ARと、この領域ARの領域AB側に隣接する中間領域AIとに対応するものである。したがって、この領域は、実効的には、検査光LGが照射されてはいない領域となっている。

0020

そして、検査物11の検査面11Aの全域の撮像処理が完了した場合には、次に制御演算部14は、撮像した画像のRGB分解処理(色分解処理)を行い、図5(b)に示すR画像、図5(c)に示すG画像及び図5(d)に示すB画像を生成する(ステップS12)。

0021

図5(a)に示す例の場合には、検査光LR及び検査光LBについては、輝度が高い部分が存在するが、検査光LGについては、輝度が高い部分は存在しない画像となっていた、したがって、図5(b)に示すように、R画像には、検査物11の検査面11Aの肌(検査面表面)の凹凸に対応する輝度差明暗)が生じているのがわかる。

0022

また、図5(c)に示すように、G画像は、検査光LGが実効的に照射されていない領域であるため、輝度が高い部分は存在しない、輝度が低い真っ暗な画像となっていることがわかる。

0023

さらに、図5(d)に示すように、B画像には、検査物11の検査面11Aに存在する凹凸形状異常に起因して輝度が高い領域が存在していることがわかる。すなわち、形状異常がなければ、検査光LBの反射光が受光されないはずの領域で、形状異常による反射で検査光LBの反射光量が増加している領域が存在している。

0024

次に制御演算部14は、得られたR画像、G画像及びB画像のそれぞれの輝度範囲が、白飛びや黒つぶれを抑制できる輝度範囲となるように輝度補正を行う(ステップS13)。

0025

続いて制御演算部14は、輝度補正がなされたR画像、G画像及びB画像を構成する画素のそれぞれについて、周囲画素との輝度差の平均値を求める平均差分処理を所定回数(本実施形態では、2回)繰り返す(ステップS14)。

0026

図6は、平均差分処理の説明図である。
輝度L0の注目画素PXTGについて、第1回目の平均差分処理により得られる周囲画素との輝度差の平均値LVは、平均差分処理前の周囲画素の輝度L1〜L8に基づいて次式により算出される。

0027

LV=[(L0−L1)+(L0−L2)+(L0−L3)
+(L0−L4)+(L0−L5)+(L0−L6)
+(L0−L7)+(L0−L8)]/8

0028

図7は、平均差分処理後のR画像の説明図である。
図8は、平均差分処理後のG画像の説明図である。
図9は、平均差分処理後のB画像の説明図である。
図7図9に示すように、平均差分処理後には、輝度差がより大きな部分、すなわち、凹凸形状異常が検出される可能性の高い領域が強調された画像状態となる。特に所定回数の平均差分処理後には、より強調された画像状態が得られる。

0029

次に制御演算部14は、所定回数の平均差分処理がなされたR画像、G画像及びB画像のそれぞれについて、注目画素の矢印B方向(第2方向)に隣接している二つ画素のうちの最大輝度値を、注目画素の輝度値として置き換える膨張処理を行う(ステップS15)。

0030

図10は、膨張処理の説明図である。
図10に示すように、注目画素PXTGについて、矢印B方向に隣接している画素の輝度をそれぞれL11、L12とし、輝度L12が輝度L11よりも高い場合、すなわち、輝度L12が最大輝度値の場合には、注目画素PXTGの輝度は、輝度L12とされる。

0031

図11は、膨張処理後のR画像の説明図である。
図12は、膨張処理後のG画像の説明図である。
図13は、膨張処理後のB画像の説明図である。
膨張処理がなされることにより、図11図13に示すように、図7図9に示した場合と比較して、より輝度の高い領域が矢印B方向に沿って拡大することとなっている。

0032

続いて、制御演算部14は、膨張処理の終わったR画像、G画像及びB画像のうち、二つの画像(R画像とG画像、G画像とB画像、R画像とB画像の三組)について、対応する画素の画素値乗算処理を行い、得られた乗算値のうち、最も大きな値を当該画素の画素値とする乗算結果画像を生成する(ステップS16)。

0033

図14は、乗算結果画像の説明図である。
ところで、乗算結果画像においては、検査物11の検査面11Aの肌(検査面表面)の凹凸に対応する明暗部分は、輝度変化が1色だけであるので、他の色の輝度値(=輝度変化量に相当)を乗じた場合には、乗算結果の画素の輝度の値は小さくなるだけである。

0034

この結果、図14に示すようにR、G、Bのうちいずれか二色の輝度が変化した領域のみが抽出され、いずれか一色の輝度のみが変化した領域(検査面の肌の凹凸)は、マスクされて凹凸形状異常の検出に与える影響を抑制することができるのである。

0035

次に制御演算部14は、得られた乗算結果画像の二値化処理を行う(ステップS17)。
図15は、二値化処理後の画像の説明図である。
二値化処理の結果、図15に示すように、輝度変化が1色だけとなる検査面11Aの肌部分は、二値化の際の閾値以下の値となるので、マスクされ、凹凸形状異常の不良候補部分のみが強調された二値化画像が得られることとなる。

0036

続いて、制御演算部14は、凹凸形状異常の不良候補検出部分面積縦横比を算出する(ステップS18)。
図16は、凹凸形状異常の検出結果の説明図である。
そして、制御演算部14は、所定の面積以上を有し、所定の縦横比範囲に含まれる凹凸形状異常の不良候補検出部分を含む箇所を形状異常検出部分として、図16に示すような形状異常検出結果を検査担当者が認識できるように、表示態様を変更して(例えば、色を変えたり、点滅させたりするなど)表示あるいはプリントアウトすることとなる(ステップS19)。

0037

以上の説明のように、本第1実施形態によれば、後処理によってS/Nが向上しているため、二値化を行う際の閾値を余裕を持って設定できるようになり、凹凸形状異常の不良検出性能を向上しつつ、過検出を抑制することが可能となる。

0038

[2]第2実施形態
本第2実施形態が上記第1実施形態と異なる点は、ゴミの検出を形状不良と過検出するのを防止する点である。
図17は、第2実施形態の検査装置の処理フローチャートである。図17において、図4の第1実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
まず、検査装置10は、第1実施形態と同様に、検査物11が所定の位置にセットされ、検査の開始が指示されると、撮像処理を行う(ステップS11)。

0039

そして、制御演算部14は、検査物11を所定量移動させることにより、検査物11の検査面11Aの全域にわたって撮像を行い、検査物11の検査面11Aの全域の撮像処理が完了した場合には、次に制御演算部は、撮像した画像のRGB分解を行い、R画像、G画像及びB画像を生成する(ステップS12)。

0040

次に制御演算部14は、第1実施形態と同様の手順で、輝度補正処理(ステップS13)、平均差分処理(ステップS14)、第2方向に沿った膨張処理(横方向膨張処理:ステップS15)、乗算結果画像生成処理(ステップS16)、二値化処理(ステップS17)、面積・縦横比算出処理(ステップS18)及び不良検出処理(ステップS19)を行い、形状不良検出画像を取得する。

0041

上記ステップS13〜ステップS19の処理と並行して、制御演算部14は、ゴミ検出処理(ステップS21〜ステップS25)を行う。
以下、ゴミ検出処理の詳細を説明する。

0042

図18は、撮像処理により得られた検査物の検査面の撮像画像及び色分解処理により得られた色画像の一部拡大図である。
図18の例においても、図5の場合と同様に、理解の容易のため、輝度を4段階に分けて検出した場合を図示しているが、実際の装置では、輝度を256段階などより多段階に分類している。
また、図18の例においても、主として検査光LRが照射され、検査光LBが含まれる領域、すなわち、図2における領域ARと、この領域ARの領域AB側に隣接する中間領域AIとに対応するものである。したがって、この領域は、実効的には、検査光LGが照射されてはいない領域となっている。
まず、制御演算部14は、ステップS12の処理により撮像した画像のRGB分解を行い、得られたR画像、G画像及びB画像のそれぞれについて二値化を行う(ステップS21)。

0043

この場合における二値化は、検査光Lが反射されにくいゴミ検出領域を特定するための二値化であるため、ステップS17の二値化処理で用いる閾値よりも、低い輝度に相当する輝度値を閾値輝度値として設定している。したがって、画像中、より高輝度と判定される領域が多くなるようになっている。

0044

図19は、二値化処理後のR画像の説明図である。
図20は、二値化処理後のG画像の説明図である。
図21は、二値化処理後のB画像の説明図である。
図19及び図21に示すように、ゴミが検出された可能性のある領域が輝度が低い領域として検出される。

0045

次に制御演算部14は、二値化処理がなされたR画像、G画像及びB画像のそれぞれについて、注目画素に隣接している8個の画素の輝度値のうちの最大輝度値を、注目画素の輝度値として置き換える膨張処理を行う(ステップS22)。

0046

図22は、膨張処理後のR画像の説明図である。
図23は、膨張処理後のG画像の説明図である。
図24は、膨張処理後のB画像の説明図である。
図22及び図24に示すように、輝度の高い領域が膨張させられて、ゴミ検出の可能性の高い領域である輝度が低い領域が縮小され、よりゴミ検出候補領域の位置が特定されているのがわかる。

0047

ここで、実際に検査面11A上にゴミが存在する場合には、ゴミは正反射を行わないため、輝度が低い領域となるとともに、R、G、Bのそれぞれの画像において共通の画素(場所)に検出されるはずであるので、制御演算部14は、二値化処理されたR画像、G画像及びB画像の輝度が低い領域であって共通する領域である交差領域を取得する(ステップS23)。

0048

図25は、交差領域の抽出状態の説明図である。
図26は、ゴミ抽出領域の説明図である。
次に制御演算部14は、図25に示すように、ゴミ領域である可能性が高い交差領域を抽出する(ステップS24)。

0049

そして、制御演算部14は、図26に示すように、抽出した交差領域の面積及び縦横比を算出し、所定の面積以上を有し、所定の縦横比を有する抽出した交差領域をゴミ領域として、ゴミ領域抽出画像GR2を生成する(ステップS25)。

0050

続いて、制御演算部14は、ステップS19で取得した凹凸形状異常の不良検出候補画像GR1と、ステップS25で検出したゴミ領域抽出画像GR2とを重ね合わせ、凹凸形状異常の不良検出候補領域と、ゴミ領域とが共通の画素位置に存在する場合、当該画素位置を過検出領域として、形状不良検出領域から除外する過検出領域除外処理を行う(ステップS30)。

0051

図27は、過検出領域除外処理の説明図である。
ステップS19で取得した凹凸形状異常の不良検出候補画像GR1に含まれる凹凸形状異常の不良検出候補領域DA1から、ステップS25で検出したゴミ領域抽出画像GR2のうちゴミ領域DA2との交差領域(共通領域)である過検出量域DA3を除いた領域を凹凸形状異常の不良検出領域DA4とする。

0052

そして、制御演算部14は、不良検出領域DA4のうち、所定の面積以上を有し、所定の縦横比を有する箇所を不良検出部分として検査担当者が認識できるように、表示態様を変更して表示あるいはプリントアウトすることとなる。

0053

以上の説明のように、本第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、ゴミが存在するゴミ検出領域(異物検出領域)を形状不良検出領域から除外することができ、より一層、過検出を抑制しつつ、不良検出性能をより一層向上できる。

0054

[3]実施形態の効果
以上の説明のように、各実施形態によれば、比較的簡素な処理で検査面の全域にわたって形状異常(凹状形状異常及び凸状形状異常)の過検出を抑制しつつ検出できる。
したがって、検査物の検査面における凹状形状異常及び凸状形状異常をより確実に把握することができ、製品管理製造工程管理等に有効に利用できる。

0055

以上の説明においては、凹状形状異常及び凸状形状異常を並行して検出するために、光源として、光源LT−R、LT−G、LT−Bの3種類の光源を用いていたが、複数種類の光源を用いるのであれば、同様に適用が可能である。

0056

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例である。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に他の構成や形状と入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック(構造や、種類、方向、角度、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。

0057

例えば、以上の説明においては、矢印B方向(第1方向)に沿って延在する線分状の3種類の検査光(原色検査光)LR、LG、LBをそれぞれ出射する、光源(赤色ダイオード)LT−R、光源(緑色ダイオード)LT−G及び光源(青色ダイオード)LT−Bを、矢印B方向(第1方向)と交差する矢印A方向(第2方向)に沿って順番に繰り返し配置していたが、矢印A方向を第1方向とし、矢印B方向を第2方向とし、矢印A方向に沿って延在する線分状の3種類の検査光(原色検査光)LR、LG、LBをそれぞれ出射する、光源(赤色ダイオード)LT−R、光源(緑色ダイオード)LT−G及び光源(青色ダイオード)LT−Bを、矢印A方向と交差する矢印B方向に沿って順番に繰り返し配置するように構成することも可能である。
また、以上の説明においては、矢印A方向と矢印B方向の交差角度を90°としていたが、これに限られるものではない。

0058

10検査装置
11検査物
11A検査面
12検査ユニット
12A照明装置
12B撮像装置
13 検査物駆動部
14制御演算部
DA1 不良検出候補領域
DA2ゴミ領域
DA3 過検出量域
DA4 不良検出領域
G撮像画像データ
GR1 不良検出候補画像
GR2 ゴミ領域抽出画像
L検査光
LB 検査光
LG 検査光
LR 検査光
LT−R、LT−G、LT−B 光源

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