JP2016151534A - Inspection device, inspection method, and program for inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート状の検査対象を検査する検査装置、検査方法、および、検査装置用のプログラムに関する。 The present invention relates to an inspection apparatus, an inspection method, and a program for an inspection apparatus that inspect a sheet-like inspection object.
印刷物等の検査対象の表面の状態を検査するために、検査対象を撮像した画像に基づき、欠陥等の有無の検査が行われている。例えば、特許文献１には、印刷物表面を撮像し、画像データ全体を細分化し、細分化した画像（セル）毎に独立して位置補正処理して、位置補正処理された各セルの情報をもとに、基準画像と検査画像の位置ずれを補正する印刷物の検査方法が開示されている。
In order to inspect the state of the surface of an inspection target such as a printed matter, an inspection for the presence or absence of a defect or the like is performed based on an image obtained by imaging the inspection target. For example, in
しかしながら、従来の技術では、搬送時の伸縮および蛇行によるずれを補正しているのみなので、搬送されてくるシート状の検査対象が変形して、搬送面からの変位を生じた場合、この変形を検出し補正することが難しかった。特に、検査対象が枚葉の場合、検査対象において搬送方向の端が、跳ね上がり、カメラに近づくため、変形が大きくなるという問題があった。 However, since the conventional technology only corrects the displacement due to expansion and contraction and meandering at the time of conveyance, when the sheet-like inspection object being conveyed is deformed to cause displacement from the conveyance surface, this deformation is reduced. It was difficult to detect and correct. In particular, when the inspection object is a single wafer, the end of the conveyance direction in the inspection object jumps up and approaches the camera, which causes a problem of large deformation.
そこで、本発明は上記の問題点等に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、検査対象の画像の変形を補正して、検査対象を高精度に検査する検査装置等を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and one example of the problem is to provide an inspection apparatus that inspects the inspection object with high accuracy by correcting the deformation of the image to be inspected. For the purpose.
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、印刷情報が印刷された検査対象と同じ印刷情報の基準画像を取得する基準画像取得手段と、前記基準画像から複数の基準特徴点を抽出する基準特徴点抽出手段と、前記検査対象の検査画像を撮像手段から取得する検査画像取得手段と、前記検査画像から複数の検査特徴点を抽出する検査特徴点抽出手段と、前記基準特徴点と当該基準特徴点に対応する検査画像の検査特徴点とから、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出手段と、前記３次元形状に応じて、前記検査画像を補正する補正手段と、前記補正された検査画像に基づき、前記検査対象を検査する検査手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検査装置において、前記複数の基準特徴点から、基準仮想点を算出する基準仮想点算出手段と、前記複数の検査特徴点から、検査仮想点を算出する検査仮想点算出手段と、を更に備え、前記３次元形状算出手段が、前記基準仮想点も前記基準特徴点として、かつ、前記検査仮想点も前記検査特徴点として、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出することを特徴とする。
Further, the invention according to
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の検査装置において、前記検査対象が、枚葉の検査対象であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the inspection apparatus according to the first or second aspect, the inspection object is a single wafer inspection object.
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の検査装置において、前記検査対象が、ロールから巻き出されたシート状の検査対象であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the inspection apparatus according to the first or second aspect, the inspection target is a sheet-shaped inspection target unwound from a roll.
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の検査装置において、前記３次元形状算出手段が、前記検査特徴点を通る仮想線を算出し、当該仮想線上における前記検査特徴点に関連する複数の点において、前記撮像方向の変位を算出し、当該仮想線に対応した前記撮像方向の変位の近似曲線を算出し、当該近似曲線に基づき、当該仮想線における前記撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the inspection apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the three-dimensional shape calculation means calculates a virtual line passing through the inspection feature point, and the virtual A displacement in the imaging direction is calculated at a plurality of points related to the inspection feature point on the line, an approximate curve of the displacement in the imaging direction corresponding to the virtual line is calculated, and the virtual line is calculated based on the approximate curve. A displacement in the imaging direction is obtained, and a three-dimensional shape of the inspection object is calculated.
また、請求項６に記載の発明は、基準画像取得手段が、印刷情報が印刷された検査対象と同じ印刷情報の基準画像を取得する基準画像取得ステップと、基準特徴点抽出手段が、前記基準画像から複数の基準特徴点を抽出する基準特徴点抽出ステップと、検査画像取得手段が、前記検査対象の検査画像を撮像手段から取得する検査画像取得ステップと、検査特徴点抽出手段が、前記検査画像から複数の検査特徴点を抽出する検査特徴点抽出ステップと、３次元形状算出手段が、前記基準特徴点と当該基準特徴点に対応する検査画像の検査特徴点とから、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出ステップと、補正手段が、前記３次元形状に応じて、前記検査画像を補正する補正ステップと、検査手段が、前記補正された検査画像に基づき、前記検査対象を検査する検査ステップと、を有することを特徴とする。
In the invention according to
また、請求項７に記載の発明は、コンピュータを、印刷情報が印刷された検査対象と同じ印刷情報の基準画像を取得する基準画像取得手段、前記基準画像から複数の基準特徴点を抽出する基準特徴点抽出手段、前記検査対象の検査画像を撮像手段から取得する検査画像取得手段、前記検査画像から複数の検査特徴点を抽出する検査特徴点抽出手段、前記基準特徴点と当該基準特徴点に対応する検査画像の検査特徴点とから、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出手段、前記３次元形状に応じて、前記検査画像を補正する補正手段、および、前記補正された検査画像に基づき、前記検査対象を検査する検査手段として機能させることを特徴とする。 According to the seventh aspect of the present invention, there is provided a reference image acquisition means for acquiring a reference image of the same print information as the inspection object on which the print information is printed, a reference for extracting a plurality of reference feature points from the reference image. Feature point extraction means, inspection image acquisition means for acquiring the inspection image to be inspected from the imaging means, inspection feature point extraction means for extracting a plurality of inspection feature points from the inspection image, the reference feature points and the reference feature points A displacement in the imaging direction of the imaging means is obtained from the inspection feature point of the corresponding inspection image, and a three-dimensional shape calculating means for calculating the three-dimensional shape of the inspection object. Based on the correcting means for correcting, and the inspection means for inspecting the inspection object based on the corrected inspection image.
本発明によれば、印刷情報が印刷された検査対象と同じ印刷情報を有する基準画像の基準特徴点と、当該基準特徴点に対応する検査対象の検査画像の検査特徴点と、から求められる撮像方向の変位から算出される検査対象の３次元形状に基づき、検査対象の画像の変形を補正して、検査対象を高精度に検査することができる。 According to the present invention, the imaging obtained from the reference feature point of the reference image having the same print information as the inspection object on which the print information is printed, and the inspection feature point of the inspection image of the inspection object corresponding to the reference feature point Based on the three-dimensional shape of the inspection object calculated from the directional displacement, the inspection object can be inspected with high accuracy by correcting the deformation of the inspection object image.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、検査システムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, embodiment described below is embodiment at the time of applying this invention with respect to a test | inspection system.
［１．検査システムの構成および機能概要］
（１．１ 検査システムの構成および機能）
まず、本発明の一実施形態に係る検査システムの構成および概要機能について、図１および図２を用いて説明する。
[1. Overview of inspection system configuration and functions]
(1.1 Inspection system configuration and functions)
First, the configuration and outline function of an inspection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図１は、本実施形態に係る検査システム１の概要構成例を示す模式図である。図２は、オフセット印刷における検査対象の検査の一例を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration example of an
図１に示すように、検査システム１は、検査システム１を制御し、紙等のシート状の検査対象Ｐを検査する検査装置１０と、検査対象Ｐを撮像する撮像装置２０と、検査対象Ｐを照明する照明装置３０と、検査対象Ｐを搬送する搬送装置４０と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
検査装置１０と、撮像装置２０とは、データを送受信したり、指令を送信したりするためのケーブルにより接続されていて、撮像装置２０等は、検査装置１０により制御される。
The
検査装置１０は、コントローラ（例えば、プログラマブルロジックコントローラ）として、撮像装置２０による撮像や、搬送装置４０による検査対象Ｐの搬送を制御する。また、検査装置１０は、撮像装置２０からの画像データを画像処理する。なお、シート状の検査対象Ｐは、紙やプラスチック製のシートや、金属製のシートや、紙が綴じられた書籍が、ページめくりされている検査対象でもよい。
The
撮像手段の一例の撮像装置２０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を有するデジタルカメラである。また、撮像装置２０は、１ライン分のイメージセンサが並んだラインスキャンカメラ、または、２次元にイメージセンサが並んだエリアカメラである。
An
ラインスキャンカメラの場合、撮像装置２０は、搬送装置４０により搬送されている検査対象Ｐを、１ライン毎に順次撮像する。エリアカメラの場合、撮像装置２０は、検査対象Ｐが所定距離搬送されたとき、撮像する。
In the case of a line scan camera, the
また、図１に示すように、撮像装置２０は、搬送されてくる検査対象Ｐを上方から撮像する。撮像装置２０の撮像方向は、搬送されてくる検査対象Ｐの搬送面（ｘ-ｙ面）に対して垂直（ｚ方向）である。この搬送面が変位を求める基準面となる。なお、撮像装置２０の撮像方向は、搬送面の垂直方向（ｚ方向）に対して斜めでもよい。この場合、検査対象Ｐを検査する際、撮像方向を補正する画像補正をしてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 1, the
照明装置３０は、蛍光灯、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子等の発光体である。照明装置３０は、搬送面（基準面の一例）に対する斜め方向から検査対象Ｐを照らす。
The
搬送装置４０は、検査対象Ｐを搬送するローラを有する。また、搬送装置４０は、検査対象Ｐの搬送位置を検出するエンコーダ（図示せず）を有する。
The
図２に示すように、搬送装置４０の機能を有するオフセット枚葉印刷機は、刷版が装着された版胴４１と、インキが転写されるブランケット胴４２と、枚葉紙の検査対象Ｐをブランケット胴４２に押しつける圧胴４３と、印刷された検査対象Ｐを排出ユニットに送る中間胴４４、４５と、を備える。圧胴４３が、搬送装置４０の機能の一部を担っている。
As shown in FIG. 2, the offset sheet-fed printing press having the function of the
撮像装置２０は、圧胴４３上に現れる検査対象Ｐの印刷面を撮像する。
The
搬送方向ｙは、圧胴４３上の撮像ラインの位置における接線方向である。搬送に対応する基準面は、圧胴４３の面である。特に、基準面は、圧胴４３上の撮像ラインの位置で、圧胴４３に接する平面である。撮像方向は、ｚ方向（−ｚ方向）で、圧胴４３の回転軸に向かう。圧胴４３の回転軸方向がｘ方向である。 The conveyance direction y is a tangential direction at the position of the imaging line on the impression cylinder 43. The reference surface corresponding to the conveyance is the surface of the impression cylinder 43. In particular, the reference plane is a plane in contact with the impression cylinder 43 at the position of the imaging line on the impression cylinder 43. The imaging direction is the z direction (−z direction) and is directed to the rotation axis of the impression cylinder 43. The rotation axis direction of the impression cylinder 43 is the x direction.
印刷された検査対象Ｐは、ブランケット胴４２と圧胴４３との間から送り出される。検査対象Ｐの終端にくると、圧胴４３から検査対象Ｐが跳ね上がったり、ばたついたりする。そのため、検査対象Ｐの終端部分が撮像装置２０に近づき、画像が撮像される。
The printed inspection object P is sent out between the blanket cylinder 42 and the impression cylinder 43. When coming to the end of the inspection object P, the inspection object P jumps up from the impression cylinder 43 or flutters. Therefore, the terminal portion of the inspection target P approaches the
（１．２ 検査装置１０の構成および機能）
次に、検査装置１０の構成および機能について、図３を用いて説明する。
図３は、検査装置１０の概要構成の一例を示すブロック図である。
(1.2 Configuration and function of the inspection apparatus 10)
Next, the configuration and function of the
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of the
図３に示すように、検査装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータやプログラマブルロジックコントローラ等であり、記憶部１１と、表示部１２と、操作部１３と、入出力インターフェース部１４と、システム制御部１５とを備えている。そして、システム制御部１５と入出力インターフェース部１４とは、システムバス１６を介して接続されている。また、入出力インターフェース部１４は、撮像装置２０と、照明装置３０と、搬送装置４０とに接続されている。
As illustrated in FIG. 3, the
記憶部１１は、例えば、ハードディスクドライブ等からなり、オペレーティングシステム、制御用のプログラム、検査用のプログラム等を記憶する。また、記憶部１１には、検査に必要な基準画像が記憶されている。
The
表示部１２は、例えば、液晶表示素子または有機ＥＬ素子等によって構成されている。表示部１２には、検査システム１を制御するための入力情報や検査結果等が表示される。
The display unit 12 is configured by, for example, a liquid crystal display element or an organic EL element. The display unit 12 displays input information for controlling the
操作部１３は、例えば、キーボードおよびマウス等によって構成されている。ユーザは、操作部１３を使用して、検査システム１の制御するための入力情報を入力する。
The operation unit 13 is composed of, for example, a keyboard and a mouse. The user inputs input information for controlling the
入出力インターフェース部１４は、記憶部１１等とシステム制御部１５とのインターフェースである。
The input /
システム制御部１５は、例えば、ＣＰＵ１５ａと、ＲＯＭ１５ｂと、ＲＡＭ１５ｃとを有する。システム制御部１５は、ＣＰＵ１５ａが、ＲＯＭ１５ｂや、ＲＡＭ１５ｃや、記憶部１１に記憶された各種プログラムを読み出して実行する。例えば、システム制御部１５は、プログラムを実行し、画像の補正を行う。なお、これらのプログラムを記憶した記録媒体等をシステム制御部１５が読み出し実行してもよい。
The system control unit 15 includes, for example, a
［２．検査システムの動作］
次に、本発明の１実施形態に係る検査システムの動作について図４から図１０を用いて説明する。
[2. Operation of inspection system]
Next, the operation of the inspection system according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図４は、検査システム１の動作例を示すフローチャートである。図５は、検査対象の一例を示す模式図である。図６は、検査対象の基準仮想点の一例を示す模式図である。図７は、検査対象の変形がある場合の一例を示す模式図である。図８は、撮像された検査対象の一例を示す模式図である。図９は、撮像された検査対象の検査仮想点の一例を示す模式図である。図１０は、撮像方向の変位の情報と補正後の画像とを示す模式図である。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the
図４に示すように、検査システム１は、基準画像の状態の検査対象Ｐを撮像する（ステップＳ１）。例えば、印刷情報が印刷された検査対象Ｐが、跳ね上がらないように、圧胴４３上にテープ等で固定して、仮止めされる。検査装置１０の指令により、搬送装置４０の機能として、圧胴４３上が回転して、検査対象Ｐが搬送され、撮像装置２０が、圧胴４３上に固定された検査対象Ｐを撮像する。
As shown in FIG. 4, the
なお、基準画像の状態の検査対象Ｐとして、印刷情報が印刷された、平面状の検査対象でもよい。 The inspection target P in the state of the reference image may be a flat inspection target on which print information is printed.
検査装置１０のシステム制御部１５が、入出力インターフェース部１４を介して、圧胴４３上に固定された検査対象Ｐの画像の画像データを、撮像装置２０から基準画像として取得する。
The system control unit 15 of the
このように、検査装置１０が、印刷情報が印刷された検査対象と同じ印刷情報の基準画像を取得する基準画像取得手段の一例として機能する。
In this way, the
次に、検査システム１は、基準画像として、適格か否かを判定する（ステップＳ２）。具体的には、検査装置１０のシステム制御部１５が、画像処理して、基準画像の形状が、適格か否かを判定する。例えば、システム制御部１５が、基準画像として撮像した検査対象Ｐの四隅の点を抽出し、形状が長方形であるか否かを判定する。なお、システム制御部１５が、基準画像として撮像した検査対象Ｐの縁を抽出し、縁の形状が、長方形か否かを判定してもよい。
Next, the
基準画像として適格でないと判定された場合（ステップＳ２；ＮＯ）、検査装置１０は、ステップＳ１の処理に戻る。
If it is determined that the reference image is not qualified (step S2; NO), the
基準画像として適格と判定された場合（ステップＳ２；ＹＥＳ）、検査システム１は、基準画像として画像を登録する（ステップＳ３）。具体的には、検査装置１０のシステム制御部１５が、撮像した画像を基準画像として記憶部１１に記憶する。
When it is determined that the reference image is qualified (step S2; YES), the
次に、検査システム１は、基準画像の基準特徴点を抽出する（ステップＳ４）。具体的には、検査装置１０のシステム制御部１５が、画像処理をして、図５に示すように、基準画像の図形や絵柄である「○」「□」「×」「△」等の特徴点を抽出する。例えば、システム制御部１５が、基準画像を微分処理して、エッジを抽出し、特徴部分を抽出する。図形「○」「□」「×」「△」における、縁の部分や、交点等の特徴点を抽出する。
Next, the
また、システム制御部１５が、基準画像の縁を求め、基準画像の四隅を求め、特徴点とする。 Further, the system control unit 15 obtains the edge of the reference image, obtains the four corners of the reference image, and sets them as feature points.
なお、図形および絵柄には大きさがあるので、図形や絵柄の特徴点の中から１つの特徴点や重心を、その図形や絵柄の特徴点としてもよい。また、検査装置１０は、部分的な図柄「○」等の面積を求めてもよいし、部分的な図柄の特徴点間の距離を求めてもよい。また、検査装置１０は、図柄「Ａ」の場合、文字「Ａ」の先端部、線分の先、線分の交点等の特徴点を求めてもよい。
Since figures and designs have sizes, one feature point or centroid from among the feature points of the figure or design may be used as the feature point of the figure or design. Further, the
基準画像から基準特徴点を求めたら、検査装置１０のシステム制御部１５が、基準特徴点から基準仮想点を算出する。例えば、図６に示すように、検査対象Ｐの搬送方向ｙで、検査対象Ｐの中心を通る中心線（ｘ＝ｘ０）と、各特徴点を通る仮想線（ｘ＝ｘ１、ｘ＝ｘ２、ｘ＝ｘ３、ｘ＝ｘ４）が設定される。検査対象Ｐの搬送方向と直角方向ｘで、各特徴点を通る仮想線が設定される。
After obtaining the reference feature point from the reference image, the system control unit 15 of the
また、中心線を含むこれらの仮想線の交点上、および、基準画像の縁と仮想線との交点上に、基準仮想点が設定され、座標が算出される。 Further, reference virtual points are set on the intersections of these virtual lines including the center line, and on the intersections of the edges of the reference image and the virtual lines, and coordinates are calculated.
検査装置１０のシステム制御部１５が、各基準特徴点および基準仮想点の座標（ｘ、ｙ）を、記憶部１１に記憶する。
The system control unit 15 of the
このように、検査装置１０が、前記基準画像から複数の基準特徴点を抽出する基準特徴点抽出手段の一例として機能する。検査装置１０が、前記複数の基準特徴点から、基準仮想点を算出する基準仮想点算出手段の一例として機能する。
In this way, the
基準画像の登録が終わったら、検査システム１は、検査対象Ｐに対して、印刷を開始し、ブランケット胴４２により基準画像と同じ印刷情報が印刷された検査対象Ｐが、圧胴４３により搬送される。すなわち、検査システム１において、検査装置１０の指令に従って搬送装置４０により、検査対象Ｐは、撮像装置２０の撮像領域に向けて搬送されてくる。
When the registration of the reference image is completed, the
検査システム１は、検査対象の検査画像を撮像する（ステップＳ５）。具体的には、撮像装置２０が、圧胴４３により搬送される検査対象Ｐを撮像する。検査対象Ｐがｙ方向に搬送され、図７に示すように、検査対象Ｐが跳ね上がり、検査対象Ｐの後半部分が、撮像装置２０に近づく。そのため、例えば、図８に示すように、検査対象Ｐの後半部分が膨張したような、画像が撮像される。
The
検査装置１０のシステム制御部１５が、撮像装置２０から画像データを取得して、記憶部１１に記憶する。
The system control unit 15 of the
このように、検査装置１０が、前記検査対象の検査画像を撮像手段から取得する検査画像取得手段の一例として機能する。
In this manner, the
次に、検査システム１は、検査画像の検査特徴点を抽出する（ステップＳ６）。具体的には、検査装置１０のシステム制御部１５が、ステップＳ４のように、検査対象Ｐの検査画像の検査特徴点を抽出する。
Next, the
次に、検査装置１０のシステム制御部１５が、ステップＳ４のように、複数の検査特徴点から、検査仮想点を算出する。例えば、ｙ方向の中心線と、検査特徴点を通るｘ方向の仮想線が設定される。検査対象Ｐの検査画像の搬送方向ｙに沿った縁の形状が、微分処理等により算出される。例えば、検査特徴点と、中心線および縁の形状の線との距離に応じて、検査特徴点を通るｙ方向の仮想線（ｘ＝ｆ（ｙ））が決定される。
Next, the system control unit 15 of the
次に、検査装置１０のシステム制御部１５が、ステップＳ４のように、中心線を含むこれらの仮想線の交点上に、および、検査画像の縁と仮想線との交点上に、検査仮想点を設定し、座標を算出する。
Next, the system control unit 15 of the
このように、検査装置１０が、前記検査画像から複数の検査特徴点を抽出する検査特徴点抽出手段の一例として機能する。検査装置１０が、前記複数の検査特徴点から、検査仮想点を算出する検査仮想点算出手段の一例として機能する。
Thus, the
次に、検査システム１は、基準特徴点と検査特徴点とから、検査対象の３次元形状を算出する（ステップＳ７）。具体的には、検査装置１０のシステム制御部１５が、基準特徴点の座標と、基準特徴点に対応する検査特徴点の座標とから、ｘ−ｙ面における変位を算出する。検査装置１０のシステム制御部１５が、基準仮想点の座標と、基準仮想点に対応する検査仮想点の座標とから、ｘ−ｙ面における変位を算出する。
Next, the
さらに、検査装置１０のシステム制御部１５が、検査画像における所定部分の図形や図柄の大きさ（面積）や特徴点間の距離を算出する。
Furthermore, the system control unit 15 of the
システム制御部１５が、ｘ−ｙ面における変位と、撮像装置２０の設定位置との関係から、各検査特徴点および各検査仮想点における撮像方向ｚの変位を算出する。さらに、基準画像および検査画像における、互いに対応する所定部分の図形や図柄の大きさ（面積）や特徴点間の距離の変化より、各検査特徴点および各検査仮想点における撮像方向ｚの変位を算出する。撮像装置２０に近づくほど、図形や図柄の大きさ（面積）が大きくなり、図形や図柄における特徴点間の距離が大きくなる。
The system control unit 15 calculates the displacement in the imaging direction z at each inspection feature point and each inspection virtual point from the relationship between the displacement in the xy plane and the set position of the
図９に示すように、仮想点の場合、ｙ座標が同じ検査特徴点の撮像方向ｚの変位を、仮想点の変位としてもよい。すなわち、ｘ方向に並んだ仮想点と、検査特徴点の撮像方向ｚの変位を同じにしてもよい。 As shown in FIG. 9, in the case of a virtual point, the displacement in the imaging direction z of the inspection feature point having the same y coordinate may be used as the displacement of the virtual point. That is, the virtual points arranged in the x direction and the displacement of the inspection feature points in the imaging direction z may be the same.
図１０に示すように、システム制御部１５が、まず、中心線上の各検査特徴点または各検査仮想点におけるｚ方向における変位を算出する。システム制御部１５が、ｙ方向に沿った、他の仮想線におけるｚ方向における変位を算出する。 As shown in FIG. 10, the system control unit 15 first calculates the displacement in the z direction at each inspection feature point or each inspection virtual point on the center line. The system control unit 15 calculates the displacement in the z direction along other imaginary lines along the y direction.
図１０に示すように、システム制御部１５が、ｙ方向に沿った各仮想線に対して、ｙ−ｚにおいて、各検査特徴点または各検査仮想点を補間する補間曲線（例えば、スプライン関数）を算出する。なお、補間曲線（ｚ＝ｇ（ｙ））の長さが、検査対象Ｐのｙ方向の長さＬという拘束条件を加える。 As shown in FIG. 10, the system control unit 15 interpolates each inspection feature point or each inspection virtual point in yz with respect to each virtual line along the y direction (for example, a spline function). Is calculated. Note that the length of the interpolation curve (z = g (y)) imposes a constraint that the inspection object P has a length L in the y direction.
図１０に示すように、検査装置１０のシステム制御部１５が、検査対象Ｐのｙ方向の長さＬを所定数（例えば、ｍ）で等分した長さｌ（＝Ｌ／ｍ）で、各補間曲線（ｚ＝ｇ（ｙ））を、曲線上に沿って分割し、曲線上の点の位置（ｙ，ｚ）を算出する。なお、中心線以外は、仮想線（ｘ＝ｆ（ｙ））に沿ったｒ座標により、補間曲線（ｚ＝ｇ’（ｒ））および曲線上の点の位置（ｒ、ｚ）が算出される。
As shown in FIG. 10, the system control unit 15 of the
曲線上の点の位置（ｙ，ｇ（ｙ））または（ｒ，ｇ’（ｒ））が求まると、仮想線（ｘ＝ｆ（ｙ））より、対応する検査画像の座標が求まり、３次元の座標のデータが得られる。 When the position (y, g (y)) or (r, g ′ (r)) of the point on the curve is obtained, the coordinates of the corresponding inspection image are obtained from the virtual line (x = f (y)). Dimensional coordinate data is obtained.
ｙ方向に沿った各仮想線（ｘ＝ｆ（ｙ））と各補間曲線（ｚ＝ｆ（ｙ））とから、各補間曲線上に沿って長さｌで分割した各点に対して、３次元の座標が計算され、検査対象Ｐの３次元形状が表現される。このように、ｙ方向に沿った各仮想線に対する各補間曲線が算出され、検査対象Ｐの３次元形状が算出される。なお、これらの３次元の点を通る３次元関数ｚ＝ｓ（ｘ，ｙ）が算出されてもよい。 From each virtual line (x = f (y)) and each interpolation curve (z = f (y)) along the y direction, for each point divided by the length l along each interpolation curve, Three-dimensional coordinates are calculated, and the three-dimensional shape of the inspection object P is expressed. Thus, each interpolation curve for each virtual line along the y direction is calculated, and the three-dimensional shape of the inspection object P is calculated. Note that a three-dimensional function z = s (x, y) passing through these three-dimensional points may be calculated.
このように、検査装置１０が、前記基準特徴点と当該基準特徴点に対応する検査画像の検査特徴点とから、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出手段の一例として機能する。検査装置１０が、前記基準仮想点も前記基準特徴点として、かつ、前記検査仮想点も前記検査特徴点として、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出手段の一例として機能する。検査装置１０が、前記検査特徴点を通る仮想線を算出し、当該仮想線上における前記検査特徴点に関連する複数の点において、前記撮像方向の変位を算出し、当該仮想線に対応した前記撮像方向の変位の近似曲線を算出し、当該近似曲線に基づき、当該仮想線における前記撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出手段の一例として機能する。
As described above, the
次に、検査システム１は、３次元形状により検査対象を補正する（ステップＳ８）。上記算出された３次元の座標のｘ座標の値およびｙ座標の値は、検査画像の各仮想線（ｘ＝ｆ（ｙ））の上の点であり、図１０に示すように、基準画像の（ｘ０，ｎ×ｌ）、（ｘ１，ｎ×ｌ）、（ｘ２，ｎ×ｌ）、（ｘ３，ｎ×ｌ）、（ｘ４，ｎ×ｌ）のいずれか１つに対応する（ｎは自然数；ｌ＝Ｌ／ｍ）。この対応関係により、検査対象Ｐの変形の方向や大きさが算出できる。
Next, the
この対応関係により、検査装置１０のシステム制御部１５が、検査画像の各画素に対して、近傍の上記算出された３次元の座標のｘ座標の値およびｙ座標の値から、この画素における画像の変形の方向や大きさを算出する。
With this correspondence, the system control unit 15 of the
検査装置１０のシステム制御部１５が、画素における画像の変形の方向や大きさに基づき、図１０に示すように、検査画像を補正する。
The system control unit 15 of the
なお、３次元関数ｚ＝ｓ（ｘ，ｙ）と、基準画像との関係により、補正が行われてもよい。 Note that correction may be performed according to the relationship between the three-dimensional function z = s (x, y) and the reference image.
このように、検査装置１０が、前記３次元形状に応じて、前記検査画像を補正する補正手段の一例として機能する。
Thus, the
次に、検査システム１は、検査対象を検査する（ステップＳ９）。具体的には、検査装置１０のシステム制御部１５が、補正された検査画像と、基準画像とを比較して、印刷の抜け、色の違い等を判定することにより、検査対象Ｐを検査する。なお、補正後の検査画像と基準画像とを重ね合わせ表示させ、人間が検査しやすい状態に表示してもよい。この場合、検査装置１０のシステム制御部１５が、操作部１３から検査結果の入力を受け付ける。
Next, the
このように、検査装置１０が、前記補正された検査画像に基づき、前記検査対象を検査する検査手段の一例として機能する。
As described above, the
次に、検査システム１は、終わりか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、検査装置１０のシステム制御部１５が、次の検査対象Ｐが搬送されてきたかを判定する。次の検査対象Ｐが搬送された場合（ステップＳ１０；ＮＯ）、終わりでないので、検査装置１０は、ステップＳ５の処理に戻る。次の検査対象Ｐが搬送されて来ない場合（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、検査装置１０は、一連の処理を終了する。
Next, the
以上、本実施形態によれば、印刷情報が印刷された検査対象Ｐと同じ印刷情報を有する基準画像の基準特徴点と、当該基準特徴点に対応する検査対象Ｐの検査画像の検査特徴点と、から求められる撮像装置２０の撮像方向の変位ｚから算出される検査対象の３次元形状に基づき、検査対象の画像の変形を補正して、検査対象を高精度に検査することができる。
As described above, according to the present embodiment, the reference feature point of the reference image having the same print information as the inspection target P on which the print information is printed, and the inspection feature point of the inspection image of the inspection target P corresponding to the reference feature point Based on the three-dimensional shape of the inspection target calculated from the displacement z in the imaging direction of the
また、複数の基準特徴点から、基準仮想点を算出し、複数の検査特徴点から、検査仮想点を算出し、基準仮想点も基準特徴点として、かつ、検査仮想点も検査特徴点として、撮像装置２０の撮像方向ｚの変位を求め、検査対象Ｐの３次元形状を算出する場合、仮想点として、検査対象Ｐの上の特徴点が増加したことにより、補正の精度が向上し、検査対象Ｐを高精度に検査することができる。
Further, a reference virtual point is calculated from a plurality of reference feature points, an inspection virtual point is calculated from a plurality of inspection feature points, the reference virtual point is also used as a reference feature point, and the inspection virtual point is also used as an inspection feature point. When obtaining the displacement in the imaging direction z of the
また、検査対象が、枚葉の検査対象である場合、枚葉の検査対象に対して、１枚１枚、３次元形状を算出して、補正することで、検査対象Ｐを高精度に検査することができる。 Further, when the inspection object is a single wafer inspection object, the inspection object P is inspected with high accuracy by calculating and correcting one sheet, a three-dimensional shape for each single wafer inspection object. can do.
検査対象が、ロールから巻き出されたシート状の検査対象である場合、ロールから巻き出されたシート状の検査対象であっても、検査対象の搬送方向に沿った縦皺、撓みに対しても、補正が可能である。 When the inspection object is a sheet-like inspection object unwound from a roll, even if it is a sheet-like inspection object unwound from a roll, against vertical warp and deflection along the conveyance direction of the inspection object Can also be corrected.
また、検査特徴点を通る仮想線を算出し、当該仮想線上における検査特徴点に関連する複数の点において、撮像方向ｚの変位を算出し、当該仮想線に対応した撮像方向ｚの変位の近似曲線を算出し、当該近似曲線に基づき、当該仮想線における撮像方向の変位ｚを求め、検査対象の３次元形状を算出する場合、近似曲線により、簡易に、３次元形状を算出することができる。また、近似曲線により、特徴点または仮想点以外の画素に対して、撮像方向の変位ｚが算出でき、補正の精度が向上し、検査対象Ｐを高精度に検査することができる。 In addition, a virtual line passing through the inspection feature point is calculated, a displacement in the imaging direction z is calculated at a plurality of points related to the inspection feature point on the virtual line, and an approximation of the displacement in the imaging direction z corresponding to the virtual line is calculated. When calculating a curve, obtaining a displacement z in the imaging direction in the virtual line based on the approximate curve, and calculating a three-dimensional shape to be inspected, the three-dimensional shape can be easily calculated by the approximate curve. . Further, the approximate curve can calculate the displacement z in the imaging direction for pixels other than the feature points or the virtual points, so that the correction accuracy can be improved and the inspection target P can be inspected with high accuracy.
次に、本実施形態の変形例について、図１１を用いて説明する。
図１１は、検査対象の変形例を示す模式図である。
Next, a modification of this embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a modified example of the inspection target.
図１１に示すように、検査対象Ｐは、ロールから連続して巻き出されるシート状の印刷物でもよい。検査対象Ｐには、例えば、帳票用の印刷情報が、次々に印刷される。撮像装置２０は、印刷後の検査対象Ｐを撮像する。
As shown in FIG. 11, the inspection target P may be a sheet-like printed matter that is continuously unwound from a roll. On the inspection object P, for example, print information for forms is printed one after another. The
ロールから巻き出されるシート状の印刷物は、図１１に示すように、印刷用のインク等により、搬送方向ｙにへこみや撓みが発生することがある。すなわち、ｘ方向に応じて、検査対象Ｐが近づいたり離れたりする。上述の枚葉の検査対象Ｐのように、ｙ方向に沿った仮想線でなく、ｘ方向に沿った仮想線を中心に、検査装置１０は、３次元形状を求めてもよい。
As shown in FIG. 11, the sheet-like printed matter unwound from the roll may be dented or bent in the transport direction y due to printing ink or the like. That is, the inspection target P approaches or leaves depending on the x direction. The
このように、ロールから巻き出されたシート状の検査対象にも適用できる。 In this way, the present invention can also be applied to a sheet-like inspection object unwound from a roll.
なお、基準画像は、撮像装置２０が撮像した画像でなく、印刷情報自体でもよい。この場合、ステップＳ１およびＳ２が省略され、ステップＳ３において、検査装置１０のシステム制御部１５が、基準画像として、印刷情報を取得して、記憶する。
Note that the reference image may be print information itself, not an image captured by the
印刷情報自体を基準画像とする場合、プリンタに対して本発明を適用できる。例えば、プリンタにより印刷された印刷物である検査対象Ｐに対して、検査が実行できる。プリンタの印刷情報が基準画像となる。 When the print information itself is used as a reference image, the present invention can be applied to a printer. For example, the inspection can be performed on the inspection object P that is a printed matter printed by a printer. The printing information of the printer becomes the reference image.
プリンタにより印刷された印刷物が、プリンタのインク、プリンタの熱、フィードアウトの経路等により印刷物が変形した場合、経年変化により紙が変形した場合、印刷物が一度丸められて展開された場合等、印刷物が変形しても、真贋判定等の印刷の検査を行うことができる。 Printed material printed by the printer, such as when the printed material is deformed due to printer ink, printer heat, feedout route, etc., when the paper is deformed due to secular change, when the printed material is rolled up once and developed, etc. Even if the deformation occurs, it is possible to perform printing inspection such as authentication.
また、検査システム１は、検査対象Ｐにレーザ光を照射するレーザ照射装置を更に備えてもよい。所定の形状のレーザ光を照射して、撮像装置２０が画像を撮像して、所定の形状の変形の仕方より、ｚ方向の変位を測定する。
The
１：検査システム
１０：検査装置
２０：撮像装置（撮像手段）
Ｐ：検査対象
1: Inspection system 10: Inspection device 20: Imaging device (imaging means)
P: Inspection target
Claims (7)
前記基準画像から複数の基準特徴点を抽出する基準特徴点抽出手段と、
前記検査対象の検査画像を撮像手段から取得する検査画像取得手段と、
前記検査画像から複数の検査特徴点を抽出する検査特徴点抽出手段と、
前記基準特徴点と当該基準特徴点に対応する検査画像の検査特徴点とから、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出手段と、
前記３次元形状に応じて、前記検査画像を補正する補正手段と、
前記補正された検査画像に基づき、前記検査対象を検査する検査手段と、
を備えたことを特徴とする検査装置。 Reference image acquisition means for acquiring a reference image of the same print information as the inspection object on which the print information is printed;
Reference feature point extracting means for extracting a plurality of reference feature points from the reference image;
Inspection image acquisition means for acquiring the inspection image of the inspection object from the imaging means;
Inspection feature point extracting means for extracting a plurality of inspection feature points from the inspection image;
A three-dimensional shape calculating means for calculating a displacement in the imaging direction of the imaging means and calculating a three-dimensional shape of the inspection object from the reference feature points and the inspection feature points of the inspection image corresponding to the reference feature points;
Correction means for correcting the inspection image according to the three-dimensional shape;
Inspection means for inspecting the inspection object based on the corrected inspection image;
An inspection apparatus comprising:
前記複数の基準特徴点から、基準仮想点を算出する基準仮想点算出手段と、
前記複数の検査特徴点から、検査仮想点を算出する検査仮想点算出手段と、
を更に備え、
前記３次元形状算出手段が、前記基準仮想点も前記基準特徴点として、かつ、前記検査仮想点も前記検査特徴点として、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1,
Reference virtual point calculation means for calculating a reference virtual point from the plurality of reference feature points;
Inspection virtual point calculation means for calculating an inspection virtual point from the plurality of inspection feature points;
Further comprising
The three-dimensional shape calculation means obtains a displacement in the imaging direction of the imaging means by using the reference virtual point as the reference feature point and the inspection virtual point as the inspection feature point, and the three-dimensional shape of the inspection target An inspection apparatus characterized by calculating
前記検査対象が、枚葉の検査対象であることを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1 or 2,
An inspection apparatus, wherein the inspection object is a single-wafer inspection object.
前記検査対象が、ロールから巻き出されたシート状の検査対象であることを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1 or 2,
The inspection apparatus is a sheet-like inspection object unwound from a roll.
前記３次元形状算出手段が、前記検査特徴点を通る仮想線を算出し、当該仮想線上における前記検査特徴点に関連する複数の点において、前記撮像方向の変位を算出し、当該仮想線に対応した前記撮像方向の変位の近似曲線を算出し、当該近似曲線に基づき、当該仮想線における前記撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The three-dimensional shape calculating means calculates a virtual line passing through the inspection feature point, calculates a displacement in the imaging direction at a plurality of points related to the inspection feature point on the virtual line, and corresponds to the virtual line An inspection apparatus that calculates an approximate curve of displacement in the imaging direction, obtains a displacement in the imaging direction of the virtual line based on the approximate curve, and calculates a three-dimensional shape of the inspection target.
基準特徴点抽出手段が、前記基準画像から複数の基準特徴点を抽出する基準特徴点抽出ステップと、
検査画像取得手段が、前記検査対象の検査画像を撮像手段から取得する検査画像取得ステップと、
検査特徴点抽出手段が、前記検査画像から複数の検査特徴点を抽出する検査特徴点抽出ステップと、
３次元形状算出手段が、前記基準特徴点と当該基準特徴点に対応する検査画像の検査特徴点とから、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出ステップと、
補正手段が、前記３次元形状に応じて、前記検査画像を補正する補正ステップと、
検査手段が、前記補正された検査画像に基づき、前記検査対象を検査する検査ステップと、
を有することを特徴とする検査方法。 A reference image acquisition step in which the reference image acquisition means acquires a reference image of the same print information as the inspection object on which the print information is printed;
A reference feature point extracting means for extracting a plurality of reference feature points from the reference image;
An inspection image acquisition unit acquires an inspection image of the inspection object from an imaging unit, and
An inspection feature point extracting unit extracts a plurality of inspection feature points from the inspection image; and
A three-dimensional shape calculation unit calculates a displacement in the imaging direction of the imaging unit from the reference feature point and an inspection feature point of an inspection image corresponding to the reference feature point, and calculates a three-dimensional shape of the inspection target A dimensional shape calculating step;
A correcting step for correcting the inspection image according to the three-dimensional shape;
An inspection step for inspecting the inspection object based on the corrected inspection image;
An inspection method characterized by comprising:
印刷情報が印刷された検査対象と同じ印刷情報の基準画像を取得する基準画像取得手段、
前記基準画像から複数の基準特徴点を抽出する基準特徴点抽出手段、
前記検査対象の検査画像を撮像手段から取得する検査画像取得手段、
前記検査画像から複数の検査特徴点を抽出する検査特徴点抽出手段、
前記基準特徴点と当該基準特徴点に対応する検査画像の検査特徴点とから、前記撮像手段の撮像方向の変位を求め、前記検査対象の３次元形状を算出する３次元形状算出手段、
前記３次元形状に応じて、前記検査画像を補正する補正手段、および、
前記補正された検査画像に基づき、前記検査対象を検査する検査手段として機能させることを特徴とする検査装置用のプログラム。 Computer
Reference image acquisition means for acquiring a reference image of the same print information as the inspection object on which the print information is printed;
Reference feature point extraction means for extracting a plurality of reference feature points from the reference image;
Inspection image acquisition means for acquiring the inspection image of the inspection object from the imaging means,
Inspection feature point extracting means for extracting a plurality of inspection feature points from the inspection image;
A three-dimensional shape calculation means for obtaining a displacement in the imaging direction of the imaging means from the reference feature point and an inspection feature point of an inspection image corresponding to the reference feature point, and calculating a three-dimensional shape of the inspection object;
Correction means for correcting the inspection image according to the three-dimensional shape; and
A program for an inspection apparatus that functions as inspection means for inspecting the inspection object based on the corrected inspection image.
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