JP2002005846A

JP2002005846A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JP2002005846A
Application number: JP2000185187A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Horinouchi; 真一堀ノ内; Masashi Omuro; 雅志大室; Mikiya Tanaka; 幹也田中; Michihisa Dou; 通久堂
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】同色系の欠陥や淡い色の欠陥など、従来検出
が困難であった欠陥を検出することができる欠陥検査装
置とする。【解決手段】パターンマッチング方式を用いた欠陥検
出において、Ｒ、Ｂ、Ｇ成分についてＲ比較部、Ｂ比較
部及びＧ比較部においてそれぞれ行われると同時に、グ
レー比較部において、Ｒ、Ｂ、Ｇ成分を合成したグレー
階調について、面検査が行われる。面検査は、検査画像
及び基準画像それぞれについて、着目する画素を中心と
する３×３の画素で平均化したもの同士を比較し、濃度
差が設定閾値よりも大きい場合に、検査画素と対応基準
画素とがマッチングしていないと判定し、検査画素が欠
陥画素であると判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷絵柄等の被検
査物の欠陥を検査する欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷絵柄等の被検査物の欠陥検査装置と
しては、色々なものが知られているが、主に、微分・差
分輪郭抽出方式を用いた装置と、パターンマッチング方
式を用いた装置とに大別することができる。微分・差分
輪郭抽出方式では、基準画像を空間微分または差分する
ことにより、その濃度が空間的に大きく変化する輪郭部
を抽出し、輪郭部のマスクデータを生成し、検査画像に
おいて同様に微分または差分して、輪郭部を抽出する。
この検査画像に欠陥があったとすると、この欠陥に対し
てマスクが生成されていないため、異常を判断すること
ができる、というものである。一方のパターンマッチン
グ方式では、基準画像を作成・記憶し、記憶された基準
画像の各基準画素と、検査画像の各検査画素とを１画素
毎に比較し、マッチングを判定するものである。

【０００３】従来は微分・差分輪郭抽出方式による欠陥
検出が一般的であったが、この方式では薄い汚れ、また
は数パターンに渡って色が徐々に変化する欠陥に対して
は検出し難いという最大の欠点がある。薄い汚れは微分
波形がシャープに変化しないので、検出レベルまで到達
せず、また、色が徐々に変化する検査対象についても、
基本的にこの方式が同じ画像パターンの中での変化しか
見ないので、濃度の差が出にくく、欠陥が検出しにく
い。これに対してパターンマッチング方式では、基準画
像と検査画像との画素毎の濃度差を判断するため、薄汚
れや色がなだらかに変化する欠陥に対して高い検出能力
を備えるという利点がある。

【０００４】ところで、この従来のパターンマッチング
方式では、モノクロカメラを用いてモノクロで撮像する
か若しくはカラーカメラを用いて色成分毎に撮像してそ
れを合成し、グレー階調で比較するグレー階調差比較方
式か、または、カラーカメラを用いてＲＧＢ色成分毎に
撮像して色成分毎に独立に処理するＲＧＢ独立色階調差
比較方式が使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グレー
階調差比較方式では、色成分毎の情報が欠落するため同
色系の欠陥検出精度が低下し、また欠陥色の判定もでき
ないという問題がある。

【０００６】その一方で、ＲＧＢ独立色階調差比較方式
では、ＲＧＢの各色成分が少しずつ含まれる淡い黄色の
ような欠陥の検出精度が低くなるという問題がある。

【０００７】本発明はかかる課題に鑑みなされたもの
で、同色系の欠陥や淡い色の欠陥など、従来検出が困難
であった欠陥を検出することができる欠陥検査装置を提
供することをその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、被検査物をカラー撮像する撮像装置と、該
撮像装置の出力から色成分毎に検査画像を生成する画像
生成回路と、色成分毎に生成された検査画像と色成分毎
に記憶された基準画像との比較を行って欠陥画素を検出
する色成分毎比較部を備えた欠陥検出回路と、を備え、
被検査物のパターンの欠陥を検出する欠陥検査装置にお
いて、該欠陥検出回路は、さらに、色成分毎の検査画像
の対応する画素同士の色成分階調を合成してグレー階調
の検査画素を生成すると共に、色成分毎の基準画像の対
応する画素同士の色成分階調を合成してグレー階調の基
準画素を生成し、グレー階調の着目する検査画素に対し
て周囲の検査画素で平均化したものと、基準画像の対応
基準画素に対して周囲の基準画素で平均化したものとの
比較を行い欠陥画素を検出するグレー比較部を備え、前
記色成分毎比較部及びグレー比較部で検出された欠陥画
素に基づいて被検査物内の欠陥の有無を判定することを
特徴とする。色成分毎比較部において、色成分毎で且つ
着目する検査画素と対応基準画素とのマッチングを行
い、同色系の欠陥検出精度を維持する一方で、グレー成
分で着目する検査画素を所謂、面平均したものと、対応
基準画素を面平均したものとのマッチングを行うこと
で、色成分毎の比較では検出が困難な、広範囲に広がる
淡い色の欠陥を検出することができる。

【０００９】また任意には、前記欠陥検出回路は、検査
画像に対して一方向に沿って濃度勾配が大きく変化する
検査画素または濃度勾配が大きく変化した後逆向きに大
きく変化する検査画素を検出し、そのような検査画素が
前記一方向に直交する方向に連続または高密度で存在す
る一方で、基準画像の対応基準画素が前記一方向に関し
て濃度勾配が大きく変化する画素ではない場合に、検査
画像にスジが存在すると判定するスジ判定部をさらに備
えることができる。従来のパターンマッチングでは検出
しにくいスジを、このスジ判定部で判定することができ
る。

【００１０】また任意には、前記欠陥検査装置は、ある
方向に走行する被検査物を検査するものであり、前記欠
陥検出回路は、検査画像内の走行方向に沿って連続しな
い欠陥画素が存在した場合に、その画素を欠陥ではない
ものとする孤立線除去部をさらに備えることができる。
走行する被検査物を検査する場合には、走行方向に対し
て不安定になる傾向があり、欠陥がないにも拘わらず、
走行方向と直交する方向（以下、「走行直交方向」とい
う）に伸びるスジとして検出されるおそれがあるが、こ
の孤立線除去部によってそのような誤検出を防止するこ
とができる。

【００１１】また任意には、前記欠陥検出回路は、前記
検査画像を複数のブロックに分けて、各ブロック毎で欠
陥の有無を判断するブロック判定部を備えることができ
る。ブロック毎で判定することで、判定処理が単純にな
り、ブロック内での合計欠陥数から局所的な欠陥の集
中、即ち、ある大きさを持つ欠陥の存在を簡単に判定す
ることができる。

【００１２】また任意には、前記ブロック判定部は、ブ
ロック毎に欠陥の原因と、その欠陥画素数とを求めるこ
とができる。ブロック毎で処理することで、処理の簡易
化を図ることができる。さらに、任意には、表示手段を
さらに備え、該表示手段に、欠陥が有ると判断されたブ
ロックと全体検査画像とを並べて表示することができ
る。欠陥をブロックで管理することにより、メモリ容量
も小さくてすみ、また、並べて表示することで、両者の
比較ができるようになる。

【００１３】また任意には、前記欠陥検出回路は、前記
色成分毎比較部または前記グレー比較部において検出さ
れた欠陥画素の固まりの縦横比が１を中心とする所定範
囲内にあり、且つその固まりの大きさが所定以下である
場合に、特定の欠陥であると判定することができる。特
定の欠陥とは、例えばフィッシュアイとすることができ
る。

【００１４】また任意には、前記欠陥検査装置は、ある
方向に走行する被検査物を検査するものであり、被検査
物の走行位置を検出する位置検出センサを有しており、
画像生成回路は、さらに、位置検出センサからの信号に
基づいて被検査物の開始点マークを検出し、該開始点マ
ークの検出タイミングによって検査画像の生成タイミン
グを決定する走行方向切り出し部を備えることができ
る。被検査物の伸びや、位置検出センサからの信号の誤
差の影響を受けずに、被検査物の持つ開始点マークの検
出タイミングを基に、正確な生成タイミングを決定する
ことができる。特に被検査物が一定周期パターンを持
ち、検査画像を一周期パターンとした場合、位置検出セ
ンサから出力される一定周期に対応した信号に基づいて
サーチ範囲を決めて、サーチ範囲内で開始点マークを検
出することにより、確実に開始点マークを検出すること
ができる。

【００１５】また任意には、被検査物の走行直交方向の
数画素の濃度の加算値を求め、該加算値が所定以上変化
したタイミングを開始点マークの検出タイミングである
と判断することができる。

【００１６】また任意には、前記開始点マークと開始点
マークの周囲との濃度差が最も大きい色成分または色成
分の組み合わせを用いて、開始点マークを検出するとよ
い。さらには、開始点マークの検出タイミングから、開
始点マークから検査を行うべき被検査物の対象部分まで
のオフセットに相当する分だけ遅延させたタイミングを
前記生成タイミングとすることができる。

【００１７】また任意には、撮像装置を被検査物の走行
直交方向に並設した複数の撮像装置とし、開始点マーク
が最も視野の中心近くにくる撮像装置からの信号によ
り、開始点マークを検出するとよい。さらに任意には、
被検査物が無地で開始点マークが無いときには、前記走
行方向切り出し部は、開始点マークを検出する代わり
に、位置検出センサからの信号によってのみ、検査画像
の生成タイミングを決定するとよい。

【００１８】また任意には、画像生成回路は、被検査物
に走行方向に連続して設けられた基準ラインの走行直交
方向の位置を検出し、該検出された基準ラインの位置か
ら蛇行を判定し、生成する画像の前記走行直交方向の位
置を必要に応じて補正する蛇行補正部を備えるとよい。

【００１９】また任意には、前記蛇行補正部は、前記基
準ラインと基準ラインの周囲との濃度差が最も大きい色
成分または色成分の組み合わせを用いて、基準ラインを
検出するとよい。

【００２０】また任意には、前記蛇行補正部は、基準ラ
インが検出できないときに、最後に検出されたときの基
準ラインの位置に基づいて補正を行うとよい。

【００２１】また任意には、撮像装置が被検査物の走行
直交方向に並設した複数の撮像装置であり、基準ライン
が最も視野の中心近くにくる撮像装置からの信号によ
り、基準ラインを検出するとよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明の欠陥検出装置の斜視
図、図２はその欠陥検査装置のブロック図である。この
欠陥検出装置１０では、ロールＲ、Ｒ…によって走行す
る印刷物シートＳ（被検査物）の検査を行うもので、大
まかに撮像装置１２と、画像生成回路１４と、欠陥検出
回路１６とを備えている。

【００２３】印刷物シートＳは、ロールＲ、Ｒ…によっ
てほぼ一定速度で走行される。この印刷物シートＳの走
行路の上方に、撮像装置である３ラインカラーＣＣＤカ
メラ１２が固定される。カメラ１２は、適宜印刷物シー
トＳの幅に合わせて走行直交方向（以下、Ｘ方向とも言
う）に複数台並設することが可能であり、この実施形態
では、３台のカメラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃで構成され
ている。カメラ１２のための照明装置として、印刷物シ
ートＳに対してカメラ１２側に反射照明ユニット１８が
設けられ、カメラ１２と反対側に透過照明ユニット２０
が設けられる。カメラ１２からの出力は画像生成回路１
４に送られて、そこで検査画像が生成され、この検査画
像は、欠陥検出回路１６へと送られる。

【００２４】また、欠陥検出回路１６からの出力は、イ
ンターフェース２２を介してコンピュータ２４へと送ら
れて、ソフトウエア処理が行われ、適宜、記憶手段であ
る欠陥画像記憶部２６に欠陥画像が格納され、または印
刷手段であるカラープリンター２８で印刷され、さら
に、表示手段であるＣＲＴモニター３０で表示される。

【００２５】また、印刷物シートＳの走行路には、印刷
物シートＳの走行方向（以下、Ｙ方向とも言う）の位置
を検出するエンコーダユニット（位置検出センサ）３２
が設けられ、このエンコーダユニット３２の出力は、前
記画像生成回路１４へと送られる。

【００２６】図３は、画像生成回路１４の詳細ブロック
図である。カメラ１２からの出力は、Ｒ、Ｂ、Ｇについ
てそれぞれ個別に取り込まれ、Ｒモジュール、Ｂモジュ
ール、Ｇモジュールでそれそれ独立処理されるが、各モ
ジュールは同じであるため、１つのモジュールで表す。
即ち、画像生成回路１４は、カメラ１２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃの出力をＡ／Ｄ変換し、デジタル濃度階調を出力す
るＡ／Ｄ変換器４２と、色によってカメラ１２の撮像ラ
イン位置が異なるため、これを補正するライン補正回路
４４と、印刷物シートＳの蛇行の補正を行う蛇行補正回
路４６と、エンコーダユニット３２からの出力に基づく
トリガ信号に基づき走行方向の切り出しを行うＹ方向切
り出し回路（走行方向切り出し部）４８と、入力フレー
ムメモリ５０と、を備えている。入力フレームメモリ５
０はＦＩＦＯ構造をなしており、Ｙ方向切り出し回路か
らの切り出しタイミングによって、順次、そのデータが
欠陥検出回路１６へと送られる。

【００２７】図４は、欠陥検出回路１６の詳細構造の一
部分を示すブロック図である。欠陥検出回路１６は、主
に、基準画像メモリ６０（色成分Ｒ（赤）、Ｂ（青）、
Ｇ（緑）毎に基準画像メモリ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを
有する）、６１（色成分Ｒ（赤）、Ｂ（青）、Ｇ（緑）
毎に基準画像メモリ６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃを有する）
と、閾値設定部６４と、検査画像と基準画像とを比較し
て一致していないと判断される画素を欠陥画素とする比
較回路６６と、孤立線除去部６７と、縦スジ判定部７０
と、比較回路６６からの欠陥画素に基づき欠陥画素数を
計数すると共にその座標を検出するブロック判定部６８
を備えている。ブロック判定部６８からの画素数とその
座標は、インターフェース２２を介してコンピュータ２
４へと送られるようになっている。尚、図中、Ｄは１ラ
イン遅延回路である（他図も同様）。

【００２８】次に、以上によって構成される各構成部分
の詳細作用を説明する。図６は、印刷物シートＳの一例
である。印刷物シートＳは、例えば、一定周期で同一絵
柄（パターン）Ｐが繰り返された印刷物とすることがで
き、一定周期の絵柄に対応して１つの検査画像を生成す
る。印刷物シートＳの幅方向の端部には幅方向（Ｘ方向
という）の基準とすることができるスリットライン（基
準ライン）ＳＬが設けられ、また、スリットラインＳＬ
の近傍には、色マークＭが設けられる。この色マークＭ
は、絵柄Ｐと同一周期またはその１／ｎ（ｎは整数）倍
の周期で繰り返される。

【００２９】（蛇行補正）画像生成回路１４の蛇行補正
回路４６は、上記スリットラインＳＬを用いてシートの
蛇行を検出して、蛇行が生じている場合に補正を行うも
のである。即ち、このスリットラインＳＬのＸ方向の位
置が変動した場合、蛇行が生じていると考えられるた
め、Ｘ方向の位置情報を補正する。スリットラインＳＬ
は、複数のカメラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのうちで、ス
リットラインＳＬが最も視野の中心近くにくるカメラ１
２Ａによって各ライン毎に撮像する。蛇行が発生してい
るかどうかの判定は、例えば、検出されたスリットライ
ンＳＬがＹ方向に数画素（例えば２画素）連続してＸ方
向にずれた場合に、蛇行が生じているとし、Ｘ方向に１
画素または数画素分、補正を行う。

【００３０】具体的に蛇行補正回路４６は、Ｘ方向濃度
差検出部４６Ａと、スリットライン検出部４６Ｂと、メ
モリ４６Ｃとを備えている。Ｒ、Ｂ、Ｇ色成分及びこれ
らの任意の組み合わせの（全部で７通りある）うちで最
もスリットラインＳＬとその周囲の地色との濃度差が大
きい色成分または組み合わせを予め選択しその閾値を予
め決めておく。Ｘ方向濃度差検出部４６Ａでは、選択さ
れた色成分または組み合わせのＸ方向の濃度差を順次求
める。スリットライン検出部４６Ｂでは、Ｘ方向濃度差
検出部４６Ａで検出された濃度差が設定閾値を超えたと
ころで、スリットラインＳＬがあると判断し、前回のス
リットラインＳＬのＸ方向位置とを比較する。Ｙ方向に
数画素（例えば２画素）連続してＸ方向にずれた場合
に、蛇行が生じているとし、Ｘ方向に１画素または数画
素分の補正を行ったタイミング信号を出力する。メモリ
４６Ｃは、カメラ１２で撮像される１ラインに相当する
画像信号を格納することができるＦＩＦＯメモリであ
り、Ｘ方向濃度差検出部４６Ａからのタイミング信号を
受けて、そのメモリ４６Ｃに格納される情報を次のＹ方
向切り出し回路４８へと送る。スリットライン検出部４
６Ｂから出力されるタイミング信号のタイミングを変化
させることで、Ｘ方向の補正を行うことができる。

【００３１】また、スリットラインＳＬが途切れるなど
して検出されないときには、前回と同じタイミングで補
正を行うとよい。

【００３２】蛇行補正としては、例えば、検査画像と基
準画像の全体、または対応する一部を切り出して相関を
とる方式（例えば、特許第２８２２８３０号公報、また
は特開平９−１５１６８号公報）が知られているが、こ
の方式では、多大な処理時間が必要で、切り出し部分の
設定による誤差が大きく不安定となる問題があるのに対
して、この実施形態の方式では、ライン毎にスリットラ
インの変動を検出することで、リアルタイムに安定して
補正を行うことができる。

【００３３】（Ｙ方向切り出し）次に、１ライン毎に蛇
行補正された画像信号は、Ｙ方向切り出し回路４８へと
送られる。Ｙ方向切り出し回路４８では、エンコーダユ
ニット３２からの走行位置信号を基にして、色マークＭ
の検出を行い、この色マークＭを開始点マークとして１
画像を取り込むタイミングを決定する。開始点マークに
する色マークＭは検出が簡単なものを、検査前に予め決
定しておく。スリットラインＳＬと同様に、複数のカメ
ラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのうちで、色マークＭが最も
視野の中心近くとなるカメラ１２Ａによって撮像し、こ
のカメラ１２Ａからの信号に基づいて行う。

【００３４】具体的には、Ｙ方向切り出し回路４８は、
Ｙ方向濃度差検出部４８Ａと、Ｘ方向濃度加算値検出部
４８Ｂと、開始点マーク検出部４８Ｃと、遅延回路４８
Ｄを備えている。エンコーダユニット３２からの走行位
置信号を適宜、分周し、前記絵柄の一定周期分に相当す
る信号を生成し、その信号を受けてから予め決められた
Ｙ方向の例えば１０ラインから２０ラインの範囲をサー
チ範囲とする。そして、このサーチ範囲の中で色マーク
Ｍを検出する。スリットラインＳＬと同様に、その色マ
ークＭについて、Ｒ、Ｇ、Ｂ色成分及びこれらの任意の
組み合わせの（全部で７通りある）うちで周囲の地色と
の濃度差が最も大きい色成分または組み合わせを予め選
択しその閾値を予め決めておく。Ｙ方向濃度差検出部４
８Ａでは、順次、Ｙ方向の濃度差を求め、また、Ｘ方向
濃度加算値検出部４８Ｂでは、順次、Ｘ方向に隣接する
複数画素に亘る濃度の加算値を求め、その変化値を求め
る。この複数画素は、色マークＭの幅に合わせて予め定
めておく。開始点マーク検出部４８Ｃでは、Ｙ方向の濃
度差が設定閾値を超え、且つ、Ｘ方向の濃度の加算値が
設定閾値以上に変化したときに色マークＭを検出したも
のとする。これにより、色マークＭの輪郭だけでなく、
Ｘ方向濃度加算値検出部４８Ｂで複数画素に亘る濃度の
加算を行って輪郭を強調させることにより、Ｘ方向にあ
る程度の幅を持つ色マークＭを安定して検出することが
できる。

【００３５】色マークＭと検査するべき絵柄（パター
ン）Ｐとの間は間隔があいているので、色マークＭを検
出した後、遅延回路４８Ｄで、その分に応じたＹ方向の
オフセットＯＹ（図６参照）の画素分に相当する分遅延
させて、入力フレームメモリ５０へと切り出しタイミン
グ信号を送る。このオフセットＯＹを考慮することによ
り、検査エリアを最小限にして処理する画素数を限定
し、処理速度も短縮化することができる。切り出しタイ
ミング信号を受けて、入力フレームメモリ５０に格納さ
れたデータは、欠陥検出回路１６へと出力される。

【００３６】このＹ方向切り出しについては、エンコー
ダからの走行位置情報のみを用いて画像取り込みのタイ
ミングを決める方式（例えば、特開平７−１５９３３３
９号公報）や、基準画像と検査画像の幅方向任意位置に
おける輪郭情報のマッチングから検査画像の周期調ずれ
量を検出する方式（例えば、特開平１−１０１４０６号
公報）が知られているが、前者の方式では、シートの伸
びやエンコーダの誤差によるＹ方向の取り込みタイミン
グのずれが発生したときに、対応することができないと
いう問題があり、また、後者の方式では、多大な処理時
間がかかり、幅方向の任意位置の選択により検出精度に
差が出て、また、輪郭部の濃度変化が小さい図柄は位置
ずれ検出精度が低下するという問題があるのに対して、
この実施形態の方式では、シートの伸びやエンコーダの
誤差による周期長のずれを補正し、リアルタイムで補正
を行うことができる。

【００３７】なお、色マークＭが選択できないような無
地のシートＳを検査するときには、色マークＭ検出は行
わず、エンコーダユニット３２からの走行位置信号をの
み基準として、切り出しタイミング信号を生成すると良
い。

【００３８】（パターンマッチング）上記入力フレーム
メモリ５０からの検査画像は、次の欠陥検出回路１６へ
と送られて、基準画像との比較が行われる。基準画像
は、絶対画像として予め基準画像のデータを作成し、常
にその絶対画像を基準画像として、絶対画像と検査画像
を比較する方式を採ることも出来るが、この実施形態で
は、画像生成回路１４で取り込まれた前の検査画像を基
準画像メモリ６０、６１に格納し、検査の対象となる検
査画像の直前の検査画像を基準画像として採用して基準
画像を毎回更新することとしている。但し、その検査画
像が欠陥を含むものである場合には、その検査画像を基
準画像として採用することのないよう、２つの検査画像
を保存するための基準画像メモリ６０，６１を備え、一
方基準画像メモリ６０、６１のいずれかに格納された基
準画像データを使うようになっている。

【００３９】比較回路６６では、画像生成回路１４から
の検査画素と、基準画像メモリ６０または６１に格納さ
れた基準画素との比較を行い、検査画素と対応基準画素
との濃度差が閾値設定部６４で設定される設定閾値より
も小さい場合に、検査画素と対応基準画素とがマッチン
グしていると判定し、逆に、濃度差が設定閾値よりも大
きい場合に、検査画素と対応基準画素とがマッチングし
ていないと判定し、検査画素が欠陥画素であると判断す
る。

【００４０】比較回路６６は、Ｒ成分、Ｂ成分及びＧ成
分のそれぞれの色成分毎に比較を行うＲ比較部６６Ａ、
Ｂ比較部６６Ｂ及びＧ比較部６６Ｃを有すると共に、Ｒ
成分、Ｂ成分及びＧ成分を合成したグレー階調での比較
を行うグレー比較部６６Ｄを有している。上記検査画素
と対応基準画素との比較は、Ｒ、Ｂ、Ｇ成分についてＲ
比較部６６Ａ、Ｂ比較部６６Ｂ及びＧ比較部６６Ｃにお
いてそれぞれ行われると同時に、グレー比較部６６Ｄに
おいて、検査画像及び基準画像それぞれのＲ、Ｂ、Ｇ成
分を合成したグレー階調について、面検査が行われる。
面検査は、図７に示すように、検査画像及び基準画像そ
れぞれについて、着目する画素を中心とする３×３の画
素で平均化したもの同士を比較し、濃度差が閾値設定部
６４で設定されるグレー用の設定閾値よりも大きい場合
に、検査画素と対応基準画素とがマッチングしていない
と判定し、検査画素が欠陥画素であると判断する。淡い
黄色のような欠陥がある場合に、各色成分において現れ
る濃度差は小さいが、これらを合成することにより、濃
度差を拡大することができる。且つ、広い範囲に及ぶ欠
陥に対して、着目する画素を中心とする周囲の画素で平
均化することにより、基準との濃度差を拡大することが
できる。

【００４１】また、色成分毎の比較により、同色系の欠
陥検出を行うことができ、また、欠陥色の判定を行うこ
ともできる。

【００４２】そして、Ｒ、Ｂ、Ｇ、グレー成分のいずれ
かで欠陥画素であると判断されると、孤立線除去部６７
を経て、ブロック判定部６８へとその信号が出力され
る。

【００４３】（孤立線除去）印刷物シートＳは高速で走
行しているため、撮像された検査画像はその走行方向で
あるＹ方向に不安定であり、結果としてＸ方向に延びる
横スジノイズが発生しやすい傾向がある。従って、比較
回路６６で検出された欠陥画素に対して、孤立線除去部
６７では、Ｙ方向に連続して２画素以上が欠陥となって
いるかどうかを判定し、２画素連続して欠陥となってい
る場合には、その画素は欠陥画素のままとし、そうでな
い場合は欠陥画素でないようにする。これにより、誤検
出を防ぐことができる。

【００４４】（縦スジ判定）前記パターンマッチングと
平行して縦スジ判定が行われ、上記画像生成回路１４か
らの検査画像が、縦スジ判定部７０にて判定される。所
謂ドクタースジと呼ばれる淡い縦スジは、周囲との濃度
差が小さくその画素数も少ないため、上記色成分毎検査
及び面検査による検査では検出しにくく、別途行う必要
がある。尚、印刷の工程上発生するドクタースジは、印
刷物シートＳの走行方向、即ちＹ方向にしか発生しない
ので、この実施形態では、Ｙ方向に沿って連続してまた
は所定密度以上、欠陥画素があった場合にのみスジであ
ると判定している。

【００４５】図５は、縦スジ判定部７０の詳細ブロック
図であり、Ｒ成分、Ｂ成分及びＧ成分のそれぞれの色成
分毎に縦スジの判定を行うＲスジ判定部７０Ａ、Ｂスジ
判定部７０Ｂ及びＧスジ判定部７０Ｃと、基準画像に基
づきスジ用マスクを生成するスジ用マスク生成部７０Ｄ
とを有する。

【００４６】さらに、各スジ判定部７０Ａ、７０Ｂ、７
０Ｃは、エッジ候補検出部７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ及び
ライン候補検出部７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｃを有してい
る。エッジ候補検出部７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃは、検査
画像に対してＸ方向の濃度勾配値または微分値を求めエ
ッジ候補を検出するものである。この実施形態では、あ
る画素の濃度勾配値を求める際に、その画素を中心にＹ
方向に５画素のＸ方向の濃度勾配値を加算した値を求め
ることにより、Ｙ方向で同じように変化するその変化を
強調している。また、ライン候補検出部７２Ａ、７２
Ｂ、７２Ｃは、そのＸ方向の濃度勾配値が上がって下が
る、または下がって上がるという変化をなす画素を検出
して、ライン候補を検出するものである。即ち、薄く細
いスジの場合、周囲との明確な濃度差がないのでエッジ
候補検出部７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃでは検出されないお
それがあるが、スジを横切るようにしてＸ方向の濃度勾
配値または微分値を取っていくと、必ずその値が上下動
するはずであり、ライン候補検出部７２Ａ、７２Ｂ、７
２Ｃでその値が上下動する範囲の画素を検出する（図８
参照）。このエッジ候補検出部７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｃ
からの候補画素と、ライン候補検出部７２Ａ、７２Ｂ、
７２Ｃからの候補画素は、ＯＲゲート７３Ａ、７３Ｂ、
７３Ｃによって論理和がとられる。

【００４７】一方、スジ用マスク生成部７０Ｄは、Ｒ輪
郭部７５Ａ、Ｂ輪郭部７５Ｂ、Ｇ輪郭部７５Ｃを有して
いる。これらの輪郭部７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃは、Ｓｏ
ｂｅｌオペレータ等で構成することができ、基準画像に
基づいて、Ｘ方向の輪郭部を検出するものである。これ
らで輪郭部に属すると判定された画素は、ＯＲゲート７
６によって論理和がとられる。また、拡張部７７によっ
て輪郭部の拡張処理が行われ、輪郭決定部７８からマス
ク信号が出力される。このマスク信号は、各スジ判定部
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃへと送られて、ＯＲゲート７３
Ａ、７３Ｂ、７３Ｃから遅延器８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ
を経た出力と共にゲート回路８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃに
入力され、マスクされていない部分において、ある画素
がエッジ候補またはライン候補となっている場合に、ス
ジ検出部８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃへと信号が出力され
る。スジ検出部８４Ａ、８４Ｂ、８４ＣでＹ方向に連続
した所定の画素数中で所定数以上の画素（例えば８画素
中、４画素以上）がエッジ候補またはライン候補である
と出力されると、縦スジであると判定して、これらの出
力は、ＯＲゲート８５で論理和がとられてブロック判定
部６８へと送られる。

【００４８】以上の縦スジ判定部７０で濃度勾配値また
は微分値による濃度変化を検出することにより、比較回
路６６では検出しにくい縦スジを検出することができる
ようになる。また、特に、濃度勾配値を走行方向である
Ｙ方向で加算することにより、薄いスジを強調すること
ができ、さらには、走行方向の所定の画素数中で所定数
の画素がエッジ候補またはライン候補であると判断され
た場合に、縦スジであると判定するようにしたので、部
分的に途切れたスジも検出することができる。

【００４９】（ブロック判定）前記孤立線除去部６７か
ら送られる欠陥画素と、縦スジ判定部７０から送られる
縦スジ出力は、ブロック判定部６８へと送られる。１つ
の検査画像に対して、まとめてこれらの欠陥画素と縦ス
ジを評価することも可能であるが、この実施形態では、
１つの検査画像を複数のブロックに分け、ブロック毎に
欠陥の評価を行う。即ち、ブロック判定部６８は、ブロ
ック数に応じてブロックメモリ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ
…を備え、孤立線除去部６７から送られる欠陥画素のブ
ロック毎の合計数を各ブロックメモリ６８Ａ、６８Ｂ、
６８Ｃ…に格納し、この合計数が設定値を超えると、欠
陥と判定する。また、縦スジ判定部７０からブロック内
でのスジの有無を判断する。

【００５０】同時に、欠陥画素の座標が各ブロックメモ
リ６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ…に格納され、インターフェ
ース２１を介してコンピュータ２４へと送られて、ＣＲ
Ｔモニター３０にて表示される。その表示例を図９に示
す。一つの検査画像の全体検査画像９０と、その中で欠
陥が有ると判断されたブロック９１、９２が並べて表示
されている。このように並べて表示することで、両者の
比較を簡単に行うことができる。さらに、画像を表示す
る他、ブロック９１、９２の欠陥Ｆの座標、その原因な
どが並列表示されると良い。

【００５１】ブロック毎で欠陥の判定を行うことで、全
体で処理するよりも、処理の単純化を図ることができ、
処理時間が短縮化される。また、ブロック内での合計欠
陥数を計数することにより、欠陥画素の連続性をラベリ
ング等により判断しなくても、ある程度の欠陥画素の集
中、即ち、ある大きさを持つ欠陥の存在の有無を簡易に
判定することができる。

【００５２】（フィッシュアイ）上記ブロック判定部６
８には、さらにフィッシュアイ判定部７４を含めること
ができる。フィッシュアイとは、被検査物シートのフィ
ルムに混入した異物により発生する欠陥であり、非常に
小さな明欠陥である。ブロック判定部６８では、検出さ
れた欠陥座標から、フィッシュアイの特徴である明欠陥
で、縦横比が１に近く、且つその大きさが所定寸法より
も小さいという条件を満足する場合には、フィッシュア
イであるとして、他の原因の欠陥と識別する。

【００５３】フィッシュアイは、印刷上の欠陥ではない
ので、そのような通常の欠陥と識別して検出できること
が望ましい。従来のフィッシュアイを検出するものとし
ては、例えば、特開平１１−１４３２６号公報に記載さ
れたものがあり、検査シートの進行方向に複数のスリッ
トを配設し、電荷蓄積移動加算型ＣＣＤエリアアレーイ
メージセンサで撮像することにより、フィッシュアイ等
の微少欠陥を強調して検出する方式が開示されている
が、このような方式では、通常の検査とは別の撮像系が
必要となり、装置が大がかりとなり、コストが高くなる
という問題があるのに対して、本実施形態では、通常の
欠陥検出で検出した欠陥を用いてフィッシュアイを検出
するため、装置の大型化等を防ぐことができる。

【００５４】尚、フィッシュアイに限らず、暗欠陥で、
縦横比が１に近く、且つその大きさが所定寸法よりも小
さいという条件を満足する場合には、インクが飛んだも
のであるとして、欠陥の原因を識別することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
色成分毎比較部において、色成分毎の且つ着目する検査
画素と対応基準画素とのマッチングを行い、同色系の欠
陥検出精度を備える一方で、グレー成分で着目する検査
画素を所謂面平均したものと、対応基準画素を面平均し
たものとのマッチングを行うことで、色成分毎の比較で
は検出が困難な、広範囲に広がる淡い色の欠陥を検出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による欠陥検出装置の一例を表す斜視図
である。

【図２】本発明による欠陥検出装置の実施の形態を表す
ブロック図である。

【図３】図２の画像生成回路の詳細ブロック図である。

【図４】図２の欠陥検出回路の詳細ブロック図である。

【図５】図４の縦スジ判定部の詳細ブロック図である。

【図６】被検査物である印刷物シートの一例である。

【図７】面検査の説明図である。

【図８】縦スジ判定部の説明図である。

【図９】全体検査画像と欠陥ブロック画像の表示例であ
る。

【符号の説明】

１２カメラ（撮像装置）１４画像生成回路１６欠陥検出回路６６比較回路６６ＡＲ比較部（色成分毎比較部）６６ＢＢ比較部（色成分毎比較部）６６ＣＧ比較部（色成分毎比較部）６６Ｄグレー比較部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中幹也東京都大田区南蒲田２丁目16番46号株式会社トキメック内 (72)発明者堂通久東京都大田区南蒲田２丁目16番46号株式会社トキメック内Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB02 DD03 DD04 FF04 FF67 GG01 GG14 GG16 HH02 JJ03 JJ05 JJ26 MM03 QQ08 QQ13 QQ24 QQ26 QQ27 QQ37 QQ39 SS13 UU05 2G051 AA32 AA41 AB07 AB11 AC01 BA01 CA03 CA07 CB01 CB02 DA06 EA04 EA11 EA12 EA14 EA19 EB01 EB02 EC03 EC06 ED08 ED13 FA03 FA04 5B057 AA12 DC22 DC33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物をカラー撮像する撮像装置と、
該撮像装置の出力から色成分毎に検査画像を生成する画
像生成回路と、色成分毎に生成された検査画像と色成分
毎に記憶された基準画像との比較を行って欠陥画素を検
出する色成分毎比較部を備えた欠陥検出回路と、を備
え、被検査物のパターンの欠陥を検出する欠陥検査装置
において、該欠陥検出回路は、さらに、色成分毎の検査画像の対応
する画素同士の色成分階調を合成してグレー階調の検査
画素を生成すると共に、色成分毎の基準画像の対応する
画素同士の色成分階調を合成してグレー階調の基準画素
を生成し、グレー階調の着目する検査画素に対して周囲
の検査画素で平均化したものと、グレー階調の基準画像
の対応基準画素に対して周囲の基準画素で平均化したも
のとの比較を行い欠陥画素を検出するグレー比較部を備
え、前記色成分毎比較部及びグレー比較部で検出された
欠陥画素に基づいて被検査物内の欠陥の有無を判定する
ことを特徴とする欠陥検査装置。