JP2021513057A - マスクのオンライン検査システム及び方法 - Google Patents

Abstract

マスクのオンライン検査システムは、キャビネット（５）と、被検マスクを移動させるための搬送機構（１）と、被検マスクを１８０°反転させるための反転機構（３）と、被検マスクの正面画像と裏面画像を取得ための画像取得機構（２）と、正面画像と裏面画像をプリセットされたマスク基準と比較し、被検マスクを不良品又は良品と判断するための画像処理ソフトウェア（６）と、不良品と良品を分別収集するための選別機構（４）と、それぞれ搬送機構（１）、反転機構（３）、画像取得機構（２）、画像処理ソフトウェア（６）、選別機構（４）と電気的に接続されるＰＬＣ制御システム（７）と、を含む。該オンライン検査方法は、自動化度が高く、検査効率が高く、マスク品質が保障され、コストが低いという利点がある。

Description

本発明はマスクの生産技術分野に属し、具体的には、マスクのオンライン検査システム及び方法に関する。

工業化と都市化が進むに伴い、大気汚染はますます深刻になっており、マスクはもはやなくてはならない生活依存品となっており、マスクは大量生産の過程では、原材料、生産機械や人員の操作などの様々な原因により、マスクのサイズが間違ったり、耳掛けの長さが違ったり、ノーズバーがついていなかったり、マスクに汚れがあったりなどの様々な欠陥のあるマスク製品が生産され、このような欠陥品が市場に出回ると、使用者に不便を強いることになり、さらにマスクメーカーに経済的な損失を与えることになる。一般的に、マスクメーカーは人の目で一つずつ識別し、効率は極めて低く、従来のマスク品質検査の過程に、時間と労力を費やし、検査員に視覚疲労をもたらしやすく、製品に隠れた品質問題が存在し、多くの製品のやり直しと原材料の無駄遣いを招いている。

本発明の実施形態は、第１態様では、マスクのオンライン検査システムを提供し、従来技術においてマスクの手動検査の効率が低く、コストが高く、品質が保障されないという技術的問題を解決することを目的とする。
第２態様では、マスクのオンライン検査方法を提供し、従来技術においてマスクの手動検査の効率が低く、コストが高く、品質が保障されないという技術的問題を解決することを目的とする。

上記の技術的問題を解決するために、本発明の実施形態に採用される技術的解決手段は以下のとおりである。

第１態様は、マスクのオンライン検査システムであって、
キャビネットと、
キャビネットに設けられ、被検マスクを移動させるための搬送機構と、
キャビネットに設けられ、被検マスクを１８０°反転させるための反転機構と、
キャビネットに設けられ、被検マスクの正面画像と裏面画像を取得ための画像取得機構と、
キャビネットに設けられ、画像取得機構で取得された正面画像と裏面画像をプリセットされたマスク基準と比較し、被検マスクを不良品又は良品と判断するための画像処理ソフトウェアと、
搬送機構の排出端部に設けられ、不良品と良品を分別収集するための選別機構と、
キャビネットに設けられ、それぞれ搬送機構、反転機構、画像取得機構、画像処理ソフトウェア、選別機構と電気的に接続されるＰＬＣ制御システムと、
を含むマスクのオンライン検査システムを提供する。

第２態様は、マスクのオンライン検査方法であって、
画像処理ソフトウェアと電気的に接続される画像取得機構によって、１号検査位置の被検マスクなしの１号背景画像と２号検査位置の被検マスクなしの２号背景画像を取得し、そして１号背景画像と２号背景画像をそれぞれ１号背景グレースケール画像と２号背景グレースケール画像に変換するというステップＳ１と、
搬送機構は被検マスクを１号検査位置に搬送し、画像取得機構によって１号検査位置において被検マスクを含む１号検査画像を取得し、画像処理ソフトウェアは１号検査画像を識別し、そしてプリセットされたマスク基準と比較し、不良品と判定される場合、被検マスクを選別機構によって不良品として収集し、良品と判定される場合、次のステップに進むというステップＳ２と、
反転機構によって良品を１８０°反転させ、搬送機構は１８０°反転された良品を２号検査位置に搬送するというステップＳ３と、
画像取得機構は２号検査位置において良品を含む２号検査画像を取得し、画像処理ソフトウェアは２号検査画像を識別し、そしてプリセットされたマスク基準と比較し、不良品と判定される場合、不良品として収集し、良品と判定される場合、良品として収集するというステップＳ４と、
を含むマスクのオンライン検査方法を提供する。

従来技術に比べると、本発明の実施形態に係るマスクのオンライン検査システムは、下記の有益な効果を有する。該マスクのオンライン検査システムは搬送機構によって被検マスクを画像取得機構の下方に自動的に搬送し、画像取得機構は、取得された画像を画像処理ソフトウェアに転送して比較処理を行い、画像処理ソフトウェアは処理結果が良品又は不良品である情報をＰＬＣ制御システムにフィードバックし、ＰＬＣ制御システムは選別機構を制御して良品又は不良品を分別収集し、これにより本発明により提供されるマスクのオンライン検査システムは、自動化度が高く、検査効率が高く、マスク品質が保障され、そしてコストが低いという利点を有する。

従来技術に比べると、本発明の実施形態に係るマスクのオンライン検査方法は、下記の有益な効果を有する。該マスクのオンライン検査方法は上記のマスクのオンライン検査システムに基づいて実現され、これにより本発明により提供されるマスクのオンライン検査方法は、自動化度が高く、検査効率が高く、マスク品質が保障され、人件費が低減されるという利点を有する。

本発明の実施形態に係る技術的解決手段をより明らかにするために、以下、実施形態または従来技術の説明に使用する必要がある図面を簡単に説明するが、明らかなことに、以下の説明における図面は、本発明のいくつかの実施形態に過ぎない。当業者である場合、創造的な工夫をせずに、これらの図面により他の図面を取得することができる。

本発明の実施形態により提供されるオンライン検査システムの概略図である。 本発明の実施形態に係るオンライン検査システムの概略平面図である。 本発明の実施形態に係る１号背景画像の概略図である。 本発明の実施形態に係る１号検査画像の概略断面図である。 本発明の実施形態に係るマスクの正面グレースケール画像の概略図である。 本発明の実施形態に係る１号検査グレースケール平行移動画像の概略図である。 本発明の実施形態に係る１号検査グレースケール回転画像の概略図である。 本発明の実施形態に係る耳掛け検査規定枠、汚れ検査規定枠及びノーズバー検査規定枠の規定配置を示す概略図である。

本発明の目的、技術的解決手段及び利点をより分かりやすくするために、以下に添付図面及び実施例を参照しながら、本発明について詳しく説明する。ここで記載した具体的な実施例は本発明を説明するためのものにすぎず、本発明を限定することに用いるというわけではないことを理解すべきである。

説明されるべきなのは、部品が他の部品に「固定」または「設定」と呼ばれている場合、それが直接または間接的に別の部品に位置してもよい。ある部品が別の部品に「接続されている」と呼ばれる場合、それが別の部品に直接接続されていても、別の部品に間接的に接続されていてもよい。

さらに説明されるべきなのは、本発明の実施形態の図面における同一又は類似の符号は、同一又は類似の構成要素に対応し、本発明の説明において、用語「上」、「下」、「左」、「右」などが示す方位または位置関係が、図面に示された方位または位置関係に基づいている場合、本発明を説明しやすく及び簡単化するためのものに過ぎず、装置又は部品が特定の方位を有しそして特定の方位で構築すると操作する必要があることを指す又は暗示するためのものではなく、したがって、図面中の位置関係を記載する用語は、例示的な説明にすぎず、本特許を限定するものとして理解することはできず、当業者にとっては、状況に応じて、上記用語の具体的な意味を理解することができる。

また、「第１」、「第２」などの用語は説明する目的のみに用いられ、相対重要性を指す又は暗示する又は提出した技術的特徴の数量を暗示するためのものではないことを理解すべきである。「第１」、「第２」など限定された特徴は、１つまたは複数の該特徴を含むことを指す又は暗示する。本発明の説明において、「複数」とは、特に明示的かつ具体的に定義されていない限り、２つ以上を意味する。図１〜２に示すように、本発明の実施形態は、キャビネット５、搬送機構１、反転機構３、画像取得機構２、画像処理ソフトウェア６、選別機構４及びＰＬＣ制御システム７を含むマスクのオンライン検査システムを提供する。

ここで、キャビネット５は、キャリア本体として、搬送機構１、反転機構３、画像取得機構２、画像処理ソフトウェア６、選別機構４及びＰＬＣ制御システム７を搭載するために使用される。

ここで、搬送機構１は被検マスクをキャビネット５上に移動させるために使用され、これにより被検マスクを順次に画像取得機構２、反転機構３及び選別機構４に搬送する。

ここで、反転機構３は、被検マスクを１８０°反転させるために使用され、すなわち、正面が上向きの被検マスクを裏面が上向きに反転させ、これにより画像取得機構２は被検マスクの正面画像と裏面画像をそれぞれ取得する。

ここで、画像処理ソフトウェア６は、画像取得機構２が取得する正面画像と裏面画像をプリセットされたマスク基準と比較するために使用され、正面画像はプリセットされたマスク基準の範囲内である場合、被検マスクは良品であり、正面画像及び／又は裏面画像はプリセットされたマスク基準の範囲内ではない場合、被検マスクは不良品である。本実施形態において、マスク基準は各メーカーの品質要件に応じて設定されており、ここでは限定しない。

ここで、選別機構４は不良品と良品を分別収集するために使用され、これにより良品の品質と不良品のリサイクルが保証される。

ここで、ＰＬＣ制御システム７はそれぞれ搬送機構１、反転機構３、画像取得機構２、画像処理ソフトウェア６、選別機構４と電気的に接続し、ＰＬＣ制御システム７は該マスクのオンライン検査システムの自動化検査を実現するために使用され、これにより、被検マスクの検査効率及び品質が高めされ、人件費が低減される。

具体的には、本実施形態において、搬送機構１は、キャビネット５に設けられる、搬送ベルト１２と、搬送モーター１１と、第１光ファイバセンサ１３と、及び耳掛け吹き機構１４とを含む。本実施形態において、キャビネット５の内部は中空であり、キャビネット５の上面に開口部が開設され、開口部は搬送機構１の取り付けと反転機構３の反転運動を容易にするために使用される。

ここで、搬送ベルト１２は２本設けられ、２本の搬送ベルト１２がキャビネット５に間隔をあけて設けられ、被検マスクの両端はそれぞれ２本の搬送ベルト１２に横置きにされ、駆動モーター４４２は搬送ベルト１２を駆動して作動させるために使用され、耳掛け吹き機構１４は耳掛けを吹いて広げさせるために使用され、検査に便利であり、第１光ファイバセンサ１３は被検マスクを検知するために使用され、被検マスクが耳掛け吹き機構１４に移動すると、第１光ファイバセンサ１３は検知した被検マスクの検知信号をＰＬＣ制御システム７にフィードバックし、ＰＬＣ制御システム７は耳掛け吹き機構１４を制御して耳掛けを吹く動作を行う。他の実施形態において、搬送ベルト１２は３本、４本、または５本を設置してもよい。

さらに具体的には、本実施形態において、耳掛け吹き機構１４は、キャビネット５に回転可能に設けられ、被検マスクを牽引するための上部挟持ベルト１４１と下部挟持ベルト１４２と、耳掛けを吹くための送気管１４４と、及び送気管１４４の遮断開放を制御するための電磁弁１４３と、を含み、電磁弁１４３はＰＬＣ制御システム７と電気的に接続され、本実施形態において、電磁弁１４３は送気管１４４に圧縮空気を輸送して被検マスクの両端の耳掛けを吹いて広げさせるための送気用電磁弁１４３であり、他の実施形態において、送気管１４４は空気ポンプと接続される。

ここで、上部挟持ベルト１４１と下部挟持ベルト１４２は被検マスクを挟むために使用され、被検マスクが送気管１４４に吹き飛ばされて搬送機構１から離脱するのを防ぐとともに、被検マスクを牽引して移動させる。本実施形態において、上部挟持ベルト１４１と下部挟持ベルト１４２は２セットのローラ軸によってキャビネット５に取り付けられ、２セットのローラ軸は回動可能にキャビネット５のシャーシに取り付けられ、シャーシには２セットのローラ軸を駆動して作動させるためのステッピングモーターが取り付けられる。

本実施形態において、反転機構３は、キャビネット５に回動可能に設けられる反転レバー３２、及び、反転レバー３２を回転駆動するための反転モーター３１を含む。ここで、反転レバー３２は、延長方向が被検マスクの搬送方向に垂直する主レバー３２１と、主レバー３２１に垂直に設けられる少なくとも２本の副レバー３２２と、を含み、副レバー３２２は２本の搬送ベルト１２の間に反転し、副レバー３２２は反転過程において被検マスクが１８０°反転させることを実現するために使用される。他の実施形態において、反転レバー３２の代わりに、反転板を使用してもよい。

本実施形態において、画像取得機構２は、キャビネット５に設けられるホルダ２２と、ホルダ２２に設けられるリニアガイドレール２６と、リニアガイドレール２６に可動的に設けられる画像取得モジュール２１と、ホルダ２２に設けられ、画像取得モジュール２１を駆動してリニアガイドレール２６の上に往復運動させるためのリニアモーター２５と、キャビネット５に間隔をあけて設けられる第２光ファイバセンサ２３と第３光ファイバセンサ２４と、を含む。ここで、反転機構３は第２光ファイバセンサ２３と第３光ファイバセンサ２４の間に位置する。

第２光ファイバセンサ２３の検知位置を１号検査位置として、第３光ファイバセンサ２４の検知位置を２号検査位置として、１号検査位置は画像取得モジュール２１が被検マスクの正面画像を取得するために使用され、２号検査位置は画像取得モジュール２１が被検マスクの裏面画像を取得するために使用される。

具体的には、画像取得モジュール２１は、リニアガイドレール２６に設けられ、ＰＬＣ制御システム７及び画像処理ソフトウェア６と電気的に接続されるカメラ２１１と、カメラ２１１に設けられるレンズ２１２と、カメラ２１１に設けられる光源２１３と、を含む。ここで、光源２１３の光を被検マスクに向いて照射する。

本実施形態において、リニアガイドレール２６とリニアモーター２５はボールねじによって、画像取得モジュール２１の１号検査位置と２号検査位置との間の往復運動を実現する。

第２光ファイバセンサ２３は被検マスクを検知した場合、カメラ２１１が撮影して正面画像を取得し、そして画像処理ソフトウェア６に転送し、画像処理ソフトウェア６が不良品と判定する場合、次の被検マスクを待ち、画像処理ソフトウェア６が良品と判定する場合、リニアモーター２５はカメラ２１１を駆動して２号検査位置まで移動させ、この時被検マスクは反転機構３に移動して１８０°反転され、第３光ファイバセンサ２４は反転された後の被検マスクを検知した場合、カメラ２１１が撮影して裏面画像を取得し、そして画像処理ソフトウェア６に転送して判断を行う。

具体的には、本実施形態において、光源２１３は中央開口型面光源２１３であり、レンズ２１２は光源２１３の中心に貫設され、これにより光源２１３が被検マスクを照射する時に陰影が存在しなくて、カメラ２１１が撮影する際の鮮明度を効果的に保証する。

本実施形態において、選別機構４は、搬送機構１の上方に並設される不良品処理機構４１および良品処理機構４３と、搬送機構１の下方に並設される不良品収集箱４２および良品収集機構４４と、を含む。ここで、不良品処理機構４１は不良品を不良品収集箱４２に移動させるために使用され、良品処理機構４３は良品を良品収集機構４４に移動させるために使用される。

本実施形態において、不良品処理機構４１は、ＰＬＣ制御システム７と電気的に接続される第４光ファイバセンサ４１１および第１エアシリンダ４１２を含み、第１エアシリンダ４１２は２本の搬送ベルト１２に位置する不良品を不良品収集箱４２に押し付けるために使用される。

本実施形態において、良品処理機構４３は、第５光ファイバセンサ４３１と第２エアシリンダ４３２とを含み、良品収集機構４４は、搬送ベルト１２の下方に設けられる良品収集ベルト４４１と、良品収集ベルト４４１を駆動して作動させる駆動モーター４４２と、を含み、第２エアシリンダ４３２は良品を良品収集ベルト４４１に押し付けるために使用され、第５光ファイバセンサ４３１、第２エアシリンダ４３２と駆動モーター４４２はＰＬＣ制御システム７と電気的に接続される。良品収集ベルト４４１上の同一位置に収集された良品の数は所定数に達した後、駆動モーター４４２が良品収集ベルト４４１を駆動して被検マスク幅を１〜２回走行させ、そして続いて良品を収集する。

本実施形態において、２本の搬送ベルト１２は支持フレームによってキャビネット５の一端から張り出しており、第１エアシリンダ４１２、第２エアシリンダ４３２、第４光ファイバセンサ４１１及び第５光ファイバセンサ４３１は支持フレームによって搬送ベルト１２の上方、且つ２本の搬送ベルト１２の間に設けられる。第１エアシリンダ４１２と第２エアシリンダ４３２のピストンロッドの突出方向を下向きにして、これにより被検マスクを下方にある不良品収集箱４２又は良品収集機構４４に押し付ける。本実施形態において、搬送モーター１１はステッピングモーター又はサーボモーターであり、反転モーター３１はステッピングモーターであり、駆動モーター４４２はガバナモーターである。

図１〜８に示すように、本発明の実施形態は、マスクのオンライン検査方法であって、
画像処理ソフトウェア６と電気的に接続される画像取得機構２によって、１号検査位置の被検マスクなしの１号背景画像と２号検査位置の被検マスクなしの２号背景画像を取得し、そして１号背景画像と２号背景画像をそれぞれ１号背景グレースケール画像と２号背景グレースケール画像に変換するというステップＳ１と、
搬送機構１は被検マスクを１号検査位置に搬送し、画像取得機構２によって１号検査位置において被検マスクを含む１号検査画像を取得し、画像処理ソフトウェア６は１号検査画像を識別し、そしてプリセットされたマスク基準と比較し、不良品と判定される場合、被検マスクを選別機構４によって不良品として収集し、良品と判定される場合、次のステップに進むというステップＳ２と、
反転機構３によって良品を１８０°反転させ、搬送機構１は１８０°反転された良品を２号検査位置に搬送するというステップＳ３と、
画像取得機構２は２号検査位置において良品を含む２号検査画像を取得し、画像処理ソフトウェア６は２号検査画像を識別し、そしてプリセットされたマスク基準と比較し、不良品と判定される場合、不良品として収集し、良品と判定される場合、良品として収集するというステップＳ４と、を含むマスクのオンライン検査方法を提供する。

本実施形態において、ステップＳ２は、具体的には、以下の処理ステップを含む。
Ｓ２１、１号検査画像の４つの頂点をＰ１（０，０）、Ｐ２（ｗ，０）、Ｐ３（０，ｈ）、Ｐ４（ｗ，ｈ）として、中心点をＰｃ０（ｗ／２，ｈ／２）としてマークし、そして画像処理ソフトウェア６いよって１号検査画像を１号検査グレースケール画像に変換する。

Ｓ２２、１号検査グレースケール画像と１号背景グレースケール画像を画像前景処理してマスクの正面グレースケール画像を得て、そしてマスクの正面グレースケール画像を二値化処理してマスクの正面二値化画像を得て、ここで、マスクの正面グレースケール画像の中心点はＰｃ１（ｃｘ，ｃｙ）である。

Ｓ２３、マスクの正面二値化画像に固定回数の画像膨張処理及び画像収縮処理を行い、そして輪郭抽出アルゴリズムによってマスク正面の輪郭を抽出し、その中で面積が最も大きいマスク正面の輪郭を選択し、最も大きいマスク正面の輪郭に対して最小外接矩形アルゴリズムを用いてマスク正面の第１最小外接矩形を抽出する。

Ｓ２４、第１最小外接矩形の抽出が失敗した場合、マスクがないと判定し、第１最小外接矩形の抽出に成功した場合、第１最小外接矩形の長さ値及び幅値を算出し、長さ値及び幅値をそれぞれプリセットされたマスク基準から減算して長さ差分値及び高さ差分値を算出し、長さ差分値及び／又は高さ差分値がプリセットされたマスク基準の範囲を超えた場合、不良品と判定し、そうでなければ次のステップに進む。

Ｓ２５、第１最小外接矩形の４つの頂点の座標であるＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４及び中心点の座標であるＰｃ１（ｃｘ，ｃｙ）を出力し、直線Ｌ１（Ｐ１３，Ｐ１４）と直線Ｌ２（Ｐ３，Ｐ４）との間の夾角Ａ１を算出し、中心点Ｐｃ１（ｃｘ，ｃｙ）が中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）に対する水平方向のオフセット量Ｈｘ１及び垂直方向のオフセット量Ｖｙ１を算出する。

Ｓ２６、１号検査グレースケール画像を水平方向にＨｘ１平行移動し、垂直方向にＶｙ１平行移動し、中心点Ｐｃ１（ｃｘ，ｃｙ）と中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）を重ねさせて、１号検査グレースケール平行移動画像を得て、ここで、１号検査グレースケール平行移動画像の４つの頂点はＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４であり、中心点はＰｃ２（ｃｘ、ｃｙ）であり、このとき、ｃｘとｗ／２の値が等しく、ｃｙとｈ／２の値が等しくなる。

Ｓ２７、中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）を原点として１号検査グレースケール平行移動画像を回転し、回転角度は夾角Ａ１の度数であり、１号検査グレースケール回転画像を得て、ここで、１号検査グレースケール回転画像の４つの頂点はＰ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ３４であり、中心点はＰｃ２（ｃｘ、ｃｙ）である。

Ｓ２８、１号検査グレースケール回転画像をプリセットされたマスク基準と比較判断し、不良品と判定される場合、被検マスクを選別機構４によって不良品として収集し、良品と判定される場合、良品として収集する。

本実施形態において、ステップＳ２は以下の比較判断ステップを含む。

Ｓ２８１、プリセットされた２つの耳掛け検査規定枠Ｅ１を用いてマスク正面の耳掛け欠陥を検査し、つまり、輪郭抽出アルゴリズムによって耳掛け検査領域内の耳掛け画像輪郭の属性に対して計算及び判断を行い、耳掛け画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、耳掛け不良と判定する。

Ｓ２８２、プリセットされた汚れ検査規定枠Ｄ１を用いてマスク正面の汚れ欠陥を検査し、つまり、固定閾値の二値化処理アルゴリズムによって汚れ検査領域を処理し、二値化処理された画像内のゼロ点の数を集計し、ゼロ点の数はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、汚れ不良と判定する。

Ｓ２８３、プリセットされたノーズバー検査規定枠Ｎ１を用いてマスク正面のノーズバー欠陥を検査し、つまり、輪郭抽出アルゴリズムによってノーズバー検査領域内のノーズバー画像輪郭の属性に対して計算及び判断を行い、ノーズバー画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、ノーズバー不良と判定し、ノーズバー画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲内である場合、最小外接矩形アルゴリズムを用いて最小外接矩形を算出し、そしてノーズバーの最小外接矩形の４つの頂点の座標及び中心点の座標を出力し、ノーズバーの最小外接矩形の４つの頂点の座標及び中心点の座標はプリセットされたマスク基準の範囲内にあるか否かを判断し、プリセットされたマスク基準の範囲外である場合、ノーズバー不良と判定する。１号検査位置の被検マスクに耳掛け不良、汚れ不良及びノーズバー不良のいずれも発見されなければ、被検マスクは良品である。ここで、順番を問わずＳ２８１、Ｓ２８２、Ｓ２８３の検査を行うことができる。

本実施形態において、ステップＳ４とステップＳ２の処理プロセスと方法は同じであり、図面も同じであり、ここで再び提供しない。ここで、ステップＳ４は以下の処理ステップを含む。

Ｓ４１、２号検査画像の４つの頂点を同様にＰ１（０，０）、Ｐ２（ｗ，０）、Ｐ３（０，ｈ）、Ｐ４（ｗ，ｈ）として、中心点をＰｃ０（ｗ／２，ｈ／２）としてマークし、そして画像処理ソフトウェア６いよって２号検査画像を２号検査グレースケール画像に変換する。

Ｓ４２、２号検査グレースケール画像と２号背景グレースケール画像を画像前景処理してマスクの裏面グレースケール画像を得て、そしてマスクの裏面グレースケール画像を二値化処理してマスクの裏面二値化画像を得る。

Ｓ４３、マスクの裏面二値化画像に固定回数の画像膨張処理及び画像収縮処理を行い、そして輪郭抽出アルゴリズムを用いてマスク裏面の輪郭を抽出し、その中で面積が最も大きいマスク裏面の輪郭を選択し、最も大きいマスク裏面の輪郭に対して最小外接矩形アルゴリズムを用いてマスク裏面の第２最小外接矩形を抽出する。

Ｓ４４、第２最小外接矩形の抽出が失敗した場合、マスクがないと判定し、第２最小外接矩形の抽出に成功した場合、第２最小外接矩形の長さ値及び幅値を算出し、長さ値及び幅値をそれぞれプリセットされたマスク基準から減算して長さ差分値及び高さ差分値を算出し、長さ差分値及び／又は高さ差分値がプリセットされたマスク基準の範囲を超えた場合、不良品と判定し、そうでなければ次のステップに進む。

Ｓ４５、第２最小外接矩形の４つの頂点の座標であるＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４及び中心点の座標であるＰｃ１（ｃｘ，ｃｙ）を出力し、直線Ｌ３（Ｐ１３，Ｐ１４）と直線Ｌ４（Ｐ３，Ｐ４）との間の夾角Ａ２を算出し、中心点Ｐｃ１（ｃｘ，ｃｙ）が中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）に対する水平方向のオフセット量Ｈｘ２及び垂直方向のオフセット量Ｖｙ２を算出する。

Ｓ４６、１号検査グレースケール画像を水平方向にＨｘ２平行移動し、垂直方向にＶｙ２平行移動し、中心点Ｐｃ１（ｃｘ，ｃｙ）と中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）を重ねさせて、２号検査グレースケール平行移動画像を得る。

Ｓ４７、中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）を原点として１号検査グレースケール平行移動画像を回転し、回転角度は夾角Ａ２の度数であり、２号検査グレースケール回転画像を得る。

Ｓ４８、２号検査グレースケール回転画像をプリセットされたマスク基準と次のように比較判断する。プリセットされた２つの耳掛け検査規定枠Ｅ１を用いてマスク裏面の耳掛け欠陥を検査し、つまり、輪郭抽出アルゴリズムによって耳掛け検査領域内の耳掛け画像輪郭の属性に対して計算及び判断を行い、耳掛け画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、耳掛け不良と判定する。

プリセットされた汚れ検査規定枠Ｄ１を用いてマスク裏面の汚れ欠陥を検査し、つまり、固定閾値の二値化処理アルゴリズムによって汚れ検査領域を処理し、二値化処理された画像内のゼロ点の数を集計し、ゼロ点の数はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、汚れ不良と判定する。

プリセットされたノーズバー検査規定枠Ｎ１を用いてマスク裏面のノーズバー欠陥を検査し、つまり、輪郭抽出アルゴリズムによってノーズバー検査領域内のノーズバー画像輪郭の属性に対して計算及び判断を行う。ノーズバー画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、ノーズバー不良と判定され、ノーズバー画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲内である場合、最小外接矩形アルゴリズムを用いて最小外接矩形を算出し、そして最小外接矩形の４つの頂点の座標及び中心点の座標を出力し、最小外接矩形の４つの頂点の座標及び中心点の座標はプリセットされたマスク基準の範囲内にあるか否かを判断し、プリセットされたマスク基準の範囲外である場合、ノーズバー不良と判定する。２号検査位置の被検マスクに耳掛け不良、汚れ不良及びノーズバー不良のいずれも発見されなければ、被検マスクは良品である。

本実施形態において、画像前景処理は、
１号検査グレースケール画像を１号背景グレースケール画像の同一位置の画素値と減算して第１絶対値を得て、２号検査グレースケール画像を２号背景グレースケール画像の同一位置の画素値と減算して第２絶対値を得ることと、第１絶対値はプリセットされたマスク基準の範囲内である場合、該位置の画素値を２５５に設定し、そうでなければ、第１絶対値はプリセットされたマスク基準の範囲を超えた場合、該位置の画素値に１号検査グレースケール画像の画素値を使用することと、第２絶対値はプリセットされたマスク基準の範囲内である場合、該位置の画素値を２５５に設定し、そうでなければ、第２絶対値はプリセットされたマスク基準の範囲を超えた場合、該位置の画素値に２号検査グレースケール画像の画素値を使用することと、を含む。

本発明の実施形態により提供されるマスクのオンライン検査装置及び方法は、被検マスクを自動的に搬送し、被検マスクの正面と裏面を検査することで、検査効率が高く、自動化度が高いという利点を備える。

１ 搬送機構
１１ 搬送モーター
１２ 搬送ベルト
１３ 第１光ファイバセンサ
１４ 耳掛け吹き機構
１４１ 上部挟持ベルト
１４２ 下部挟持ベルト
１４３ 電磁弁
１４４ 送気管
２ 画像取得機構
２１ 画像取得モジュール
２１１ カメラ
２１２ レンズ
２１３ 光源
２２ ホルダ
２３ 第２光ファイバセンサ
２４ 第３光ファイバセンサ
２５ リニアモーター
２６ リニアガイドレール
３ 反転機構
３１ 反転モーター
３２ 反転レバー
３２１ 主レバー
３２２ 副レバー
４ 選別機構
４１ 不良品処理機構
４１１ 第４光ファイバセンサ
４１２ 第１エアシリンダ
４２ 不良品収集箱
４３ 良品処理機構
４３１ 第５光ファイバセンサ
４３２ 第２エアシリンダ
４４ 良品収集機構
４４１ 良品収集ベルト
４４２ 駆動モーター
５ キャビネット
６ 画像処理ソフトウェア
７ ＰＬＣ制御システム
Ｅ１ 耳掛け検査規定枠
Ｄ１ 汚れ検査規定枠
Ｎ１ ノーズバー検査規定枠

Claims (15)

1. マスクのオンライン検査システムであって、
   キャビネット（５）と、
   前記キャビネット（５）に設けられ、被検マスクを移動させるための搬送機構（１）と、
   前記キャビネット（５）に設けられ、前記被検マスクを１８０°反転させるための反転機構（３）と、
   前記キャビネット（５）に設けられ、前記被検マスクの正面画像と裏面画像を取得ための画像取得機構（２）と、
   前記キャビネット（５）に設けられ、前記画像取得機構（２）で取得された前記正面画像と前記裏面画像をプリセットされたマスク基準と比較し、前記被検マスクを不良品又は良品と判断するための画像処理ソフトウェア（６）と、
   前記搬送機構（１）の排出端部に設けられ、前記不良品と前記良品を分別収集するための選別機構（４）と、
   前記キャビネット（５）に設けられ、それぞれ前記搬送機構（１）、前記反転機構（３）、前記画像取得機構（２）、前記画像処理ソフトウェア（６）、前記選別機構（４）と電気的に接続されるＰＬＣ制御システム（７）と、
   を含むことを特徴とするマスクのオンライン検査システム。
2. 前記搬送機構（１）は、
   前記キャビネット（５）に間隔をあけて設けられ、前記被検マスクが少なくとも２本の搬送ベルト（１２）に横置きにされる、少なくとも２本の前記搬送ベルト（１２）と、
   前記搬送ベルト（１２）を駆動して作動させるための搬送モーター（１１）と、
   前記キャビネット（５）に設けられ、前記被検マスクを検知するための第１光ファイバセンサ（１３）と、
   前記キャビネット（５）に設けられ、耳掛けを吹くための耳掛け吹き機構（１４）と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のマスクのオンライン検査システム。
3. 前記耳掛け吹き機構（１４）は、
   前記キャビネット５に回転可能に設けられ、前記被検マスクを牽引するための上部挟持ベルト（１４１）および下部挟持ベルト（１４２）と、
   耳掛けを吹くための送気管（１４４）と、
   送気管（１４４）の遮断開放を制御するための電磁弁（１４３）と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載のマスクのオンライン検査システム。
4. 前記反転機構（３）は、
   前記キャビネット（５）に回動可能に設けられる反転レバー（３２）と、
   前記反転レバー（３２）を回転駆動する反転モーター（３１）と、を含み、
   前記反転レバー（３２）は、延長方向が前記被検マスクの搬送方向に垂直する主レバー（３２１）と、前記主レバー（３２１）に垂直に設けられる少なくとも２本の副レバー（３２２）と、を含み、前記副レバー（３２２）は２本の前記搬送ベルト（１２）の間に反転することを特徴とする請求項３に記載のマスクのオンライン検査システム。
5. 前記画像取得機構（２）は、
   前記キャビネット（５）に設けられるホルダ（２２）と、
   前記ホルダ（２２）に設けられるリニアガイドレール（２６）と、
   前記リニアガイドレール（２６）に可動的に設けられる画像取得モジュール（２１）と、
   前記ホルダ（２２）に設けられ、画像取得モジュール（２１）を駆動して前記リニアガイドレール（２６）の上に往復運動させるためのリニアモーター（２５）と、
   前記キャビネット（５）に間隔をあけて設けられる第２光ファイバセンサ（２３）と、第３光ファイバセンサ（２４）と、を含み、
   前記反転機構（３）は前記第２光ファイバセンサ（２３）と第３光ファイバセンサ（２４）の間に位置することを特徴とする請求項１に記載のマスクのオンライン検査システム。
6. 画像取得モジュール（２１）は、
   前記リニアガイドレール（２６）に設けられ、前記ＰＬＣ制御システム（７）、及び前記画像処理ソフトウェア（６）と電気的に接続されるカメラ（２１１）と、
   前記カメラ（２１１）に設けられるレンズ（２１２）と、
   前記カメラ（２１１）に設けられる光源（２１３）と、を含み、
   前記光源（２１３）の光は前記被検マスクに向いて照射することを特徴とする請求項５に記載のマスクのオンライン検査システム。
7. 前記光源（２１３）は中央開口型面光源（２１３）であり、前記レンズ（２１２）は光源（２１３）の中心に貫設されることを特徴とする請求項６に記載のマスクのオンライン検査システム。
8. 前記選別機構（４）は、
   前記搬送機構（１）の上方に並設される不良品処理機構（４１）および良品処理機構（４３）と、
   前記搬送機構（１）の下方に並設される不良品収集箱（４２）および良品収集機構（４４）と、を含み、
   前記不良品処理機構（４１）は不良品を不良品収集箱（４２）に移動させるために使用され、前記良品処理機構（４３）は良品を良品収集機構（４４）に移動させるために使用されることを特徴とする請求項２に記載のマスクのオンライン検査システム。
9. 前記不良品処理機構（４１）は、
   前記ＰＬＣ制御システム（７）と電気的に接続される第４光ファイバセンサ（４１１）および第１エアシリンダ（４１２）を含み、
   前記第１エアシリンダ（４１２）は前記搬送ベルト（１２）に位置する不良品を前記不良品収集箱（４２）に押し付けるために使用される、ことを特徴とする請求項８に記載のマスクのオンライン検査システム。
10. 前記良品処理機構（４３）は、第５光ファイバセンサ（４３１）と第２エアシリンダ（４３２）とを含み、
    前記良品収集機構（４４）は、前記搬送ベルト（１２）の下方に設けられる良品収集ベルト（４４１）と、
    前記良品収集ベルト（４４１）を駆動して作動させる駆動モーター（４４２）と、を含み、
    前記第２エアシリンダ（４３２）は前記良品を前記良品収集ベルト（４４１）に押し付けるために使用され、
    前記第５光ファイバセンサ（４３１）、前記第２エアシリンダ（４３２）と前記駆動モーター（４４２）は前記ＰＬＣ制御システム（７）と電気的に接続されることを特徴とする請求項９に記載のマスクのオンライン検査システム。
11. マスクのオンライン検査方法であって、
    画像処理ソフトウェア（６）と電気的に接続される画像取得機構によって、１号検査位置の被検マスクなしの１号背景画像と２号検査位置の被検マスクなしの２号背景画像を取得し、そして前記１号背景画像と２号背景画像をそれぞれ１号背景グレースケール画像と２号背景グレースケール画像に変換するというステップＳ１と、
    搬送機構（１）は被検マスクを１号検査位置に搬送し、画像取得機構（２）によって１号検査位置において被検マスクを含む１号検査画像を取得し、画像処理ソフトウェア（６）は前記１号検査画像を識別し、そしてプリセットされたマスク基準と比較し、不良品と判定される場合、前記被検マスクを選別機構（４）によって不良品として収集し、良品と判定される場合、次のステップに進むというステップＳ２と、
    反転機構（３）によって前記良品を１８０°反転させ、搬送機構（１）は１８０°反転された前記良品を２号検査位置に搬送するというステップＳ３と、
    前記画像取得機構（２）は２号検査位置において前記良品を含む２号検査画像を取得し、画像処理ソフトウェア（６）は２号検査画像を識別し、そしてプリセットされたマスク基準と比較し、不良品と判定される場合、不良品として収集し、良品と判定される場合、良品として収集するというステップＳ４と、
    を含むことを特徴とするマスクのオンライン検査方法。
12. 前記ステップＳ２は、
    １号検査画像の４つの頂点をＰ１（０，０）、Ｐ２（ｗ，０）、Ｐ３（０，ｈ）、Ｐ４（ｗ，ｈ）として、中心点をＰｃ０（ｗ／２，ｈ／２）としてマークし、そして画像処理ソフトウェア（６）によって１号検査画像を１号検査グレースケール画像に変換するというステップＳ２１と、
    前記１号検査グレースケール画像と前記１号背景グレースケール画像を画像前景処理してマスクの正面グレースケール画像を得て、そして前記マスクの正面グレースケール画像を二値化処理してマスクの正面二値化画像を得るというステップＳ２２と、
    前記マスクの正面二値化画像に固定回数の画像膨張処理及び画像収縮処理を行い、そして輪郭抽出アルゴリズムを用いてマスク正面の輪郭を抽出し、その中で面積が最も大きい前記マスク正面の輪郭を選択し、最も大きい前記マスク正面の輪郭に対して最小外接矩形アルゴリズムを用いてマスク正面の第１最小外接矩形を抽出するというステップＳ２３、
    前記第１最小外接矩形の抽出が失敗した場合、マスクがないと判定し、
    前記第１最小外接矩形の抽出に成功した場合、第１最小外接矩形の長さ値及び幅値を算出し、前記長さ値及び幅値をそれぞれプリセットされたマスク基準から減算して長さ差分値及び高さ差分値を算出し、前記長さ差分値及び／又は高さ差分値がプリセットされたマスク基準の範囲を超えた場合、不良品と判定し、そうでなければ次のステップに進むというステップＳ２４と、
    前記第１最小外接矩形の４つの頂点の座標であるＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４及び中心点の座標であるＰｃ１（ｃｘ，ｃｙ）を出力し、直線Ｌ１（Ｐ１３，Ｐ１４）と直線Ｌ２（Ｐ３，Ｐ４）との間の夾角Ａ１を算出し、中心点Ｐｃ１（ｃｘ，ｃｙ）が中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）に対する水平方向のオフセット量Ｈｘ１及び垂直方向のオフセット量Ｖｙ１を算出するというステップＳ２５と、
    前記１号検査グレースケール画像を水平方向にＨｘ１平行移動し、垂直方向にＶｙ１平行移動し、中心点Ｐｃ１（ｃｘ，ｃｙ）と中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）を重ねさせて、１号検査グレースケール平行移動画像を得るというステップＳ２６と、
    中心点Ｐｃ０（ｗ／２，ｈ／２）を原点として前記１号検査グレースケール平行移動画像を回転し、回転角度は夾角Ａ１の度数であり、１号検査グレースケール回転画像を得るというステップＳ２７と、
    前記１号検査グレースケール回転画像をプリセットされたマスク基準と比較判断し、不良品と判定される場合、前記被検マスクを選別機構（４）によって不良品として収集し、良品と判定される場合、良品として収集するというステップＳ２８と、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載のマスクのオンライン検査方法。
13. ステップＳ２８は、
    プリセットされた耳掛け検査規定枠（Ｅ１）を用いてマスク正面の耳掛け欠陥を検査し、つまり、輪郭抽出アルゴリズムによって耳掛け検査領域内の耳掛け画像輪郭の属性に対して計算及び判断を行い、耳掛け画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、耳掛け不良と判定するというステップＳ２８１と、
    プリセットされた汚れ検査規定枠（Ｄ１）を用いてマスク正面の汚れ欠陥を検査し、つまり、固定閾値の二値化処理アルゴリズムによって汚れ検査領域を処理し、二値化処理された画像内のゼロ点の数を集計し、ゼロ点の数はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、汚れ不良と判定するというステップＳ２８２と、
    プリセットされたノーズバー検査規定枠（Ｎ１）を用いてマスク正面のノーズバー欠陥を検査し、つまり、輪郭抽出アルゴリズムによってノーズバー検査領域内のノーズバー画像輪郭の属性に対して計算及び判断を行い、ノーズバー画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲外である場合、ノーズバー不良と判定し、ノーズバー画像輪郭の属性はプリセットされたマスク基準の範囲内である場合、最小外接矩形アルゴリズムを用いて最小外接矩形を算出し、そしてノーズバーの最小外接矩形の４つの頂点の座標及び中心点の座標を出力し、ノーズバーの最小外接矩形の４つの頂点の座標及び中心点の座標はプリセットされたマスク基準の範囲内にあるか否かを判断し、プリセットされたマスク基準の範囲外である場合、ノーズバー不良と判定し、１号検査位置の被検マスクに耳掛け不良、汚れ不良及びノーズバー不良のいずれも発見されなければ、前記被検マスクは良品であるというステップＳ２８３と、を含むことを特徴とする請求項１２に記載のマスクのオンライン検査方法。
14. ステップＳ４とステップＳ２の処理プロセスと方法は同じであり、２号検査位置の被検マスクに耳掛け不良、汚れ不良及びノーズバー不良のいずれも発見されなければ、被検マスクは良品であることを特徴とする請求項１３に記載のマスクのオンライン検査方法。
15. 前記画像前景処理は、
    １号検査グレースケール画像を１号背景グレースケール画像の同一の位置の画素値と減算して第１絶対値を得て、２号検査グレースケール画像を２号背景グレースケール画像の同一の位置の画素値と減算して第２絶対値を得ることと、
    第１絶対値はプリセットされたマスク基準の範囲内である場合、該位置の画素値を２５５に設定し、そうでなければ、第１絶対値はプリセットされたマスク基準の範囲を超えた場合、該位置の画素値に１号検査グレースケール画像の画素値を使用することと、
    第２絶対値はプリセットされたマスク基準の範囲内である場合、該位置の画素値を２５５に設定し、そうでなければ、第２絶対値はプリセットされたマスク基準の範囲を超えた場合、該位置の画素値に２号検査グレースケール画像の画素値を使用することと、を含むことを特徴とする請求項１４に記載のマスクのオンライン検査方法。

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