JP2000214101A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 被検査体の被検査面に、汚れ、しみ、埃等が
あったとしても誤検出することなく、微小な凹凸や突起
などの表面欠陥のみを精度よく、高能率に検出すること
ができる。 【解決手段】 照明手段１から所定の入射角度αで照射
され、被検査表面からαよりも小さい所定の反射角度β
で反射される乱反射光を受光するように配置された撮像
手段２により形成された受光画像の輝度の濃度投影演算
に基づいて検査領域判定手段１０が検査領域を判定し、
撮像手段２による受光画像から検出された孤立点のうち
検査領域内にあるもののみを欠陥候補抽出手段１１によ
って欠陥候補として抽出し、欠陥候補総数が所定値より
も少ないパネルＰのみを表面状態が良好とみなして、時
系列の欠陥候補の移動量および移動方向が所定の条件内
で一致する照合回数情報、近傍マッチング有無に関する
情報、および欠陥候補の面積情報に基づいて、本当の表
面欠陥を油の付着むらなどによる誤検出情報から識別す
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、被検査体の表面欠
陥、例えば自動車の車体パネル表面の微小な凹凸や突起
などのような表面欠陥を検査するのに使用する表面欠陥
検査装置に関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような表面欠陥
の検査装置としては、例えば特開平８−５５７３号公報
に記載されたものがある。同公報に記載された検査装置
は、ワーク表面（被検査面）の異物や突起などの有無を
高精度に、しかもワーク表面の全面について均一で安定
した精度で検出できるものであり、ワーク表面を照明す
る光源と、ワーク表面を撮像する撮像手段を備え、光源
がワークの一方側斜め上方からワーク表面に対して浅い
照射角度で照明光を照射する位置に配置され、撮像手段
がワークの他方側斜め上方において、ワーク表面に対し
て照明光の照射角度にほぼ等しい浅い撮像角度で撮像す
る位置に配置された構成のものである。

【０００３】したがって、光源からワーク表面に照射さ
れた照明光の正反射光が撮像手段によって捕らえられる
ことになるため、撮像画像としては欠陥部以外の平坦部
は照明光の正反射によって高輝度領域となり、欠陥部の
みが影として撮像されることになる。なお、このとき、
ワーク表面に汚れやしみ、埃などの異物が付着している
と、これらも影（明中の暗点）として同時に撮像される
ことになる。

【０００４】一般に、プレス直後のパネル表面には、プ
レスによる表面欠陥だけでなく、汚れやしみ、埃などの
異物、さらには防錆油や洗浄油などの油の付着むらなど
がある。

【０００５】したがって、上記のような従来の検査装置
を現状の車体プレスラインなどに設置した場合には、防
錆油や洗浄油などが不均一に付着した部分では、表面光
沢度の違いによって付着境界部にライン状あるいは点状
の影が発生して誤検出および検査処理時間増大の原因と
なる。また、ワーク洗浄後の搬送時のベルト押付け痕な
どがワーク表面にしみ、あるいはむら状に付着するた
め、誤検出が多発し、検出精度の劣化および処理時間の
増大などの原因となる。

【０００６】すなわち、従来の検査装置では、防錆油，
洗浄油が混在するプレスラインにおけるパネル表面の汚
れやしみ、埃、さらには搬送時のベルト押付け痕などに
よる油の付着むらをも併せて検出されてしまうことか
ら、ワーク表面の微小な凹凸や突起などのような表面欠
陥のみを高い精度、かつ高能率に検出することが難し
く、このような問題を解決することが従来の表面欠陥検
査装置における課題となっていた。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、従来の表面欠陥検査装置にお
ける上記課題に着目してなされたものであって、被検査
体の表面に汚れやしみ、埃などが付着したり、ベルト押
付け痕などによる油の付着むらが発生したりするような
プレス検査ラインにおいても、被検査体表面の微小な凹
凸や突起などの表面欠陥をこれらによる誤情報から識別
して誤検出を防止することができ、表面欠陥を高い精度
で高能率に検出することができる表面欠陥検査装置を提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る表面欠陥検査装置は、相対的に移動する被検査体の被
検査面に対して被検査面の一方側斜め上方から所定の入
射角度で照明光を照射する照明手段と、被検査面の他方
側斜め上方において前記照明光の入射角度よりも小さい
反射角度で反射される乱反射光を受光する所定の撮像角
度に配置されて被検査面からの反射光に基づいて受光画
像を形成する撮像手段と、前記撮像手段により得られる
受光画像から被検査面の検査領域を判定する検査領域判
定手段と、前記撮像手段により得られる受光画像と前記
検査領域判定手段により得られる検査領域判定結果から
被検査面上の表面欠陥と共に埃などの異物および油付着
むらを欠陥候補として抽出する欠陥候補抽出手段と、前
記欠陥候補抽出手段により得られる欠陥候補総数から被
検査面の表面状態の良否を判定する検査面状態判定手段
と、前記検査面状態判定手段により得られる被検査面の
表面状態が良好な場合に、前記欠陥候補抽出手段により
得られる時間的に異なる時系列の欠陥候補の移動量およ
び移動方向が所定の条件内で一致するかどうかの照合判
定を行う追跡処理手段と、前記追跡処理手段により得ら
れた欠陥候補の近傍エリアに他の欠陥候補が所定の個数
以上存在する場合に、当該欠陥候補を同一の欠陥候補で
あるとして処理する近傍領域マッチング手段と、前記欠
陥候補抽出手段，追跡処理手段および近傍領域マッチン
グ手段により得られた欠陥情報に基づいて表面欠陥を判
別する欠陥判別手段を備えている構成としており、表面
欠陥検査装置におけるこのような構成を前述した課題を
解決するための手段としたことを特徴としている。

【０００９】本発明に係わる表面欠陥検査装置の実施態
様として請求項２に係わる検査装置においては前記検査
領域判定手段が撮像手段により得られる受光画像の照明
光照射方向の直角方向の輝度の濃度投影演算を行い、当
該演算値が所定値内となる領域を検査領域と判定し、欠
陥候補抽出手段が検査領域判定手段により判定された検
査領域で欠陥候補を抽出する構成とし、同じく実施態様
として請求項３に係わる表面欠陥検査装置においては前
記検査面状態判定手段が欠陥候補抽出手段により得られ
る欠陥候補の総数を所定値と比較し、欠陥候補総数が所
定値未満の場合に被検査面の表面状態を良好と判定する
構成とし、請求項４に係わる表面欠陥検査装置において
は前記近傍領域マッチング手段が欠陥候補抽出手段によ
り得られる欠陥候補の位置情報に基づいて、欠陥候補の
近傍位置にあらかじめ定められた横長の近傍エリア内に
他の欠陥候補が所定の個数以上存在する場合に、これら
欠陥候補を上記欠陥候補と同一の欠陥候補であるとして
処理する構成としたことを特徴としており、さらに実施
態様として請求項５に係わる表面欠陥検査装置において
は前記欠陥判別手段が欠陥候補抽出手段により得られる
欠陥候補の面積情報と、追跡処理手段により得られる欠
陥候補の照合回数情報と、近傍領域マッチング手段によ
り得られるマッチング情報から、表面欠陥と異物や油の
付着むら等による誤検出情報との識別判定を行う構成と
したことを特徴としている。そして請求項６に係わる表
面欠陥検査装置においては、さらに前記照明光の入射角
度および前記撮像手段の撮像角度が常に一定になるよう
に照明手段および撮像手段と被検査面との相対位置およ
び相対角度を制御する位置制御手段を有し、該位置制御
手段が被検査面の種類を入力する被検査面種入力手段
と、被検査面の位置情報を検出する被検査面位置検出手
段と、前記被検査面種入力手段により得られる被検査面
種情報および前記被検査面位置検出手段により得られる
位置情報に応じて被検査面の傾斜角度情報を出力する被
検査面情報出力手段と、前記被検査面情報出力手段から
の傾斜角度情報および前記被検査面位置検出手段により
得られる位置情報に基づいて照明手段の照射方向および
高さ位置と撮像手段の撮像方向および高さ位置を調整す
る角度位置調整手段を備えている構成としたことを特徴
としている。

【００１０】なお、本発明に係わる表面欠陥検査装置に
おいて、照明手段による照明光の入射角度については、
反射光分布の指向性が高まり、高い反射率が得られるこ
とから、被検査面に立てた法線に対して８０°以上９０
°未満の角度、すなわち被検査面に対して１０°以下の
低角度照射（サイドライティング）が望ましく、撮像手
段による撮像角度については、照明光の入射角度よりも
小さい５０°〜７５°の範囲の反射角度で被検査面から
反射する乱反射光を受光するように、被検査面に対して
１５°〜４０°の範囲とすることが望ましい。

【００１１】

【発明の作用】本発明に係わる表面欠陥検査装置におい
ては、相対的に、例えばベルトコンベアなどの搬送手段
によって順次移動するワーク、すなわち被検査体の被検
査面に対して、照明手段により入射角度αで照射され、
被検査面から入射角度αよりも小さい反射角度βで反射
される乱反射光を受光すべく、被検査体に対して照明手
段の反対側に、撮像角度が被検査面に対して９０°−β
となるように配設された撮像手段によって被検査面を撮
像するようになっている。したがって、入射角度αで照
射された照明光のうち、被検査面の欠陥等のない平坦部
に当たった光は、反射角度αで正反射するために撮像手
段には受光されず、表面欠陥や被検査面に付着した埃な
どの異物に当たって反射角度βで乱反射された光のみが
撮像手段に受光されることから、これらの欠陥あるいは
異物を高輝度で捕えた受光画像が形成される。

【００１２】撮像手段により得られた受光画像には、種
々の画像処理が施される。まず、検査領域判定手段にお
いて、例えば請求項２に記載しているように、受光画像
について照明光の照射方向と直角をなす方向の輝度の濃
度投影（積分）演算が行われ、図４に示すように、この
演算値が所定の範囲（Ｐ0 〜Ｐ1)となる領域が検査領域
と判定される。さらに、受光画像には、欠陥候補抽出手
段によりエッジ抽出のための微分処理、ノイズ除去のた
めの平滑化処理、欠陥候補を孤立点として検出するため
の画像演算処理、二値化処理、ラベリング処理などが施
され、同じく請求項２に記載しているように、欠陥候補
のうち前記検査領域判定手段により算出された検査領域
内に位置するものが最終的な欠陥候補として出力され
る。

【００１３】一般に、プレス直後のパネルなどワークの
被検査面に汚れやしみ、埃などの異物、さらには洗浄油
などの付着むらがある場合には、プレス欠陥などの表面
欠陥だけでなく、これらも表面光沢度の違いによって同
時に撮像されることになる。したがって、とくに照明手
段による照明光の入射角度αを大きくした低角度照射
（サイドライティング）の場合には、図４に示すように
光舌部（照明光の照射部先端における照明境界部分）付
近の検出感度が高くなるため、欠陥候補抽出手段では、
プレス欠陥などの表面欠陥だけでなく、同時に被検査面
の汚れやしみ、埃などの異物、洗浄油などの付着むらな
ど、本来欠陥ではないものについてもほとんどすべて検
出されることになる。したがって、プレス直後のパネル
表面上に汚れ、しみ、埃、洗浄油の付着むらなどが多く
付着している場合には、誤検出の多発による検査装置の
検出信頼性（精度）の大幅な低下および検出処理時間の
大幅な増加による検出能率の劣化の原因となる。そこで
本発明に係わる表面欠陥検査装置においては、以下の処
理を行うことによって検出信頼性（精度）および検出能
率を確保するようにしている。

【００１４】まず、洗浄油などの付着量が異常に多い付
着むらの例、すなわち被検査面の表面状態が不良の場合
の撮像手段による受光画像（原画像）および欠陥候補抽
出手段によるそのエッジ抽出画像（二値化検出画像）の
例を図５（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す。このよう
に、付着量が異常に多い付着むらなどによる画像をエッ
ジ抽出処理した場合、洗浄油の付着むら部は、検出感度
の高い照明光の光舌付近（検査領域）において、多数の
孤立したエッジ点として検出（誤検出）される。しか
し、通常のワーク、すなわちプレス成形されたパネル表
面における表面欠陥の発生数は、さほど多くはなく、多
い場合でも数個のレベルであるため、欠陥候補抽出手段
により得られた欠陥候補の総数が異常に多い場合には、
そのほとんどが誤検出、すなわち洗浄油の付着むら等に
よるパネル表面の異常であると考えられる。したがっ
て、検査面状態判定手段においては、欠陥候補抽出手段
により得られた欠陥候補の総数を算出することによっ
て、ワークの表面状態の良否、つまりパネル表面におけ
る洗浄油の付着むら等の発生状態が判定される。

【００１５】すなわち、例えば請求項３に記載している
ように、算出された欠陥候補総数をあらかじめ定められ
た所定値（Ｎmax ）と比較し、孤立点として検出された
欠陥候補数が異常に多い（Ｎmax 以上）場合には、この
ワークに対して検査面状態判定手段が検査不能との判定
を下し、異常表示を行うと共に、追跡処理など、以後の
欠陥判別処理を行わないようにする。したがって、異常
に多くの欠陥候補、すなわち誤検出データに対する処理
に時間が費やされるようなことがなくなり、欠陥の検出
能率が低下するようなことがない。この判定がなされた
場合、検査ラインではこのワーク（パネル）を検査可能
な清浄ワークと区別し、検査員による再検査が最終的に
行われると共に、さらにプレス清浄工程における噴霧条
件や油の拭き取り条件などの確認チェックが行われる。

【００１６】ここで、欠陥候補の総数が所定値（Ｎmax
）に満たない場合、すなわち洗浄油の付着むらなどに
よるワーク表面の異常の程度が軽い場合には、検査面状
態判定手段により正常な表面状態と判断され、さらに以
下の処理が実行される。

【００１７】まず、追跡処理手段において、欠陥候補抽
出手段により得られた時間的に異なる時系列の欠陥候補
の移動量および移動方向が所定の条件内で一致するかど
うかの追跡照合判定が行われ、何回一致するかが求めら
れる。さらに、この追跡処理において所定の照合回数を
超える欠陥候補については、さらに以下の近傍領域マッ
チング処理が行われる。

【００１８】ここで、パネル表面状態が正常な場合の例
として、プレス前処理で発生するベルト押し付け痕（線
状痕）の原画像およびエッジ抽出画像の例を図６（ａ）
および（ｂ）に、また洗浄後のパネル表面に油が垂れる
ことによって発生する黒色痕の原画像およびエッジ抽出
画像の例を図７（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示す。こ
れらの油痕は欠陥の追跡処理後に、以下のような近傍領
域マッチング処理を行うことによって、本物の表面欠陥
か誤検出情報かの判別がなされる。

【００１９】近傍領域マッチング処理においては、追跡
処理により検出された欠陥候補の位置座標（Ｘ，Ｙ）に
対して、図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すような近傍
エリア内、例えば請求項４に記載しているような横長の
近傍エリア内に欠陥候補が何個存在するかの探索を行
い、所定の個数（Ｍｏ）以上存在する時には、これら欠
陥候補がベルト押し付けによる線状痕あるいは油が垂れ
た黒色痕などによる誤検出情報であるとの出力を行う。
すなわち、線状痕あるいは黒色痕などによる誤検出に対
しては、横長の探索領域における近傍領域マッチング処
理を行うことにより、この探索領域において所定の個数
（Ｍｏ）以上の欠陥候補が存在する場合は、線状痕ある
いは黒色痕などの誤検出であると判断する。

【００２０】そして、欠陥判別手段では、例えば請求項
５に記載しているように、欠陥候補抽出手段により得ら
れた欠陥候補の面積情報と、追跡処理手段により得られ
た欠陥候補の照合回数情報と、近傍領域マッチング手段
により得られたマッチング情報から、すなわち上記した
近傍領域マッチング処理によるマッチング情報と併せ
て、欠陥候補抽出手段より得られる欠陥候補の面積情
報、つまり時間的に異なる欠陥候補の面積情報の最大面
積および平均面積が所定の条件内であれば欠陥候補であ
るとの判定を行うことにより、洗浄油の付着むらなどに
よる誤検出情報との最終的な判別が行われる。すなわ
ち、一般にプレス成形されたパネルなどのワーク表面上
に発生する表面欠陥は、サイズ（面積）の上限値（Ｓma
x ）が決まっているため、検出された欠陥候補の面積判
定を欠陥判別手段で行うことにより、面積Ｓが上限値
（Ｓmax ）以上の場合には、本当の欠陥ではなく、油の
付着むらなどによる誤検出情報であるとの判定が可能と
なる。

【００２１】したがって、以上の追跡処理手段，近傍領
域マッチング手段および面積判定などの判定を併せて行
うことにより、被検査面上における本物の表面欠陥と、
線上油などの付着むら、線状痕、黒色痕（しみ）、汚れ
などによる誤検出情報との識別判定の精度および能率が
向上することになる。

【００２２】本発明に係わる表面欠陥検査装置の実施態
様として請求項６に係わる検査装置は、被検査面入力手
段と、被検査面位置検出手段と、被検査面情報出力手段
と、角度位置調整手段からなる位置制御手段を備えてお
り、被検査面情報出力手段が被検査面入力手段により入
力された被検査面の種類の情報と被検査面位置検出手段
により得られる被検査面の位置情報に応じて被検査面の
傾斜角度情報を出力し、角度位置調整手段が被検査面の
位置情報とこの傾斜角度情報とに基づいて照明手段の照
射方向および高さ位置と、撮像手段の撮像方向および高
さ位置を調整して、照明光の入射角度および撮像手段の
撮像角度が常に一定となるように制御しているので、ベ
ルトコンベアなどの搬送手段による被検査体の移動に応
じて、照明手段および撮像手段が被検査面に対して常時
最適な入射角度および撮像角度に保持され、被検査面上
の表面欠陥や油の付着むらなどを常に一定の条件で捕ら
えた受光画像が得られ、欠陥の検出精度が向上すること
になる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる表面欠陥検査
装置は、照明手段と、撮像手段と、検査領域判定手段
と、欠陥候補抽出手段と、検査面状態判定手段と、追跡
処理手段と、近傍領域マッチング手段と、欠陥判別手段
を備えた構成のものであって、欠陥候補抽出手段が撮像
手段により得られた受光画像と検査領域判定手段により
得られた検査領域判定結果に基づいて、被検査面上に存
在する表面欠陥と共に、油の付着むらなどによる誤検出
情報をも含む欠陥候補を抽出し、検査面状態判定手段が
欠陥候補抽出手段により得られた欠陥候補の総数から被
検査面の表面状態の良否を判定する。そして表面状態が
良好と判定されたときのみ、追跡処理手段が欠陥候補抽
出手段により得られる時間的に異なる時系列の欠陥候補
の移動量および移動方向が所定の条件内で一致するかど
うかの追跡照合判定を行い、追跡処理手段により得られ
た欠陥候補の近傍エリアに他の欠陥候補が所定の個数以
上存在すると、近傍領域マッチング手段がこの欠陥候補
を同一のものであるとして処理し、欠陥判別手段がこれ
ら欠陥候補抽出手段，追跡処理手段判断および近傍領域
マッチング手段により得られた各種の欠陥情報に基づい
て欠陥候補が本当の表面欠陥であるかどうかを判別する
ようになっている。すなわち、当該表面欠陥検査装置
は、被検査面の表面状態が良好なものについてのみ以降
の欠陥判定を行うようにしているので、良好でない表面
状態に基づく誤検出情報に対する処理に多くの時間が費
やされるようなことがなくなり、検査能率を向上させる
ことが可能になると共に、以降の追跡照合判定、近傍領
域マッチング処理により高精度の欠陥判別が可能になる
という極めて優れた効果をもたらすものである。

【００２４】本発明の表面欠陥検査装置の実施態様とし
て請求項２に係わる検査装置においては、検査領域判定
手段が受光画像の照明光照射方向の直角方向の輝度の濃
度投影演算に基づいて検査領域と判定すると共に、欠陥
候補抽出手段が検査領域判定手段により判定された検査
領域内の欠陥候補を抽出するするようにしているので、
検査領域の判定を容易に行うことができ、同じく実施態
様として請求項３に係わる表面欠陥検査装置において
は、検査面状態の判定に際して検査面状態判定手段が欠
陥候補抽出手段によって得られた欠陥候補の総数が所定
値に満たない場合に被検査面の表面状態を良好と判定す
るようにしている、すなわち欠陥候補総数が異常に多い
場合には、これらのほとんどが誤検出情報であるとして
以後の欠陥判定処理を行わず、欠陥候補総数がさほど多
くない表面状態の良好なものについてのみ欠陥判定処理
を行うようにしているので、異常に多くの欠陥候補、す
なわち誤検出情報に対する処理に多くの時間が費やされ
るようなことがなくなり、表面欠陥の検出能率を向上さ
せることができ、請求項４に係わる表面欠陥検査装置に
おいては、近傍領域マッチング手段が欠陥候補抽出手段
により得られた欠陥候補の位置情報に基づいて、欠陥候
補の近傍位置にあらかじめ定められた横長の近傍エリア
内に他の欠陥候補が所定の個数以上存在した場合に、こ
れら欠陥候補を上記欠陥候補と同一の欠陥候補であると
して処理する、すなわちベルトの押し付けや油がたれる
ことによって生ずる油の付着むらに基づく誤検出情報で
あると判断するようにしているので、誤検出情報からの
表面欠陥の判別を高精度に行うことができ、さらに実施
態様として請求項５に係わる表面欠陥検査装置において
は、欠陥判別手段が欠陥候補抽出手段により得られる欠
陥候補の面積情報と、追跡処理手段により得られる欠陥
候補の照合回数情報と、近傍領域マッチング手段により
得られるマッチング情報により、表面欠陥の大きさには
上限があることに基づいて表面欠陥と油の付着むら等に
よる誤検出情報との識別判定を行うようにしているの
で、同様に誤検出情報からの表面欠陥の判別を高精度に
行うことができるという優れた効果がもたらされる。

【００２５】また、同じく実施態様として請求項６に係
わる表面欠陥検査装置においては、当該検査装置が被検
査面入力手段と、被検査面位置検出手段と、被検査面情
報出力手段と、角度位置調整手段からなる位置制御手段
を備えており、被検査面の位置情報と被検査面情報出力
手段からの傾斜角度情報とに基づいて、照明光の入射角
度および撮像手段の撮像角度が常に一定となるように制
御しているので、ベルトコンベアなどの搬送手段によっ
て移動する被検査体の被検査面に対して、照明手段およ
び撮像手段を常時最適な入射角度および撮像角度に保持
することができ、被検査面上の表面欠陥や油の付着むら
などを常に一定の条件で捕らえた受光画像を得ることが
でき、欠陥の検出精度を高めることができるという効果
がもたらされる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００２７】図１および図２は、本発明に係わる表面欠
陥検査装置の一実施例を示すものであって、この実施例
においては、プレス成形されたのち、ベルトコンベアな
どの搬送手段によって連続的に移送される自動車の車体
パネルの表面欠陥（プレス欠陥）をインライン検査する
場合について説明する。

【００２８】図１に示す表面欠陥検査装置は、被検査体
としてベルトコンベアなどの搬送手段Ｃによって図中に
示す矢印Ｌ方向に移送されるプレス成形後の車体パネル
Ｐ（被検査体）の表面（被検査面）に移送方向後方側の
斜め上方から線状の照明光を照射する光照射部１ａと、
この光照射部１ａに光ファイバーを介して光を送る照明
光源１ｂからなる照明手段１と、移送方向前方側の斜め
上方に配置され、前記照明手段１による照明光のパネル
表面からの反射光を受光して受光画像を形成する撮像手
段としてのＣＣＤカメラ２と、前記搬送手段Ｃによって
移送される車体パネルＰの位置情報を検出する被検査面
位置検出手段としてのパネル位置検出センサ３を備えて
いる。

【００２９】なお、照明手段１の照明光源１ｂとして
は、ハロゲンランプ，メタルハライドランプあるいはキ
セノンメタルハライドランプなどを使用することがで
き、光源１ｂからの光を直接、あるいはこの実施例のよ
うに光ファイバーなどを介して光照射部１ａに導き、レ
ンズを用いて線状に集光して車体パネルＰの被検査面に
照射する。また、撮像手段としては、上記したようなＣ
ＣＤカメラのみに限らず、その他各種の撮像装置を用い
ることもできる。

【００３０】上記照明手段１の光照射部１ａおよびＣＣ
Ｄカメラ２は、それぞれ照明駆動手段４およびカメラ駆
動手段５を備えており、光照射部１ａの照射起点の高さ
位置と照射方向、およびＣＣＤカメラ２の撮像方向と受
光点の高さ位置を調節して、照射光のパネル表面への入
射角度αが常に８０°以上９０°未満（パネル表面に対
する照射角度θs としては１０°以下）の範囲となると
共に、ＣＣＤカメラ２については、入射角度αで照射さ
れた照明光のうち、上記範囲の入射角度αよりも小さい
５０°〜７５°の範囲の反射角度βでパネル表面から反
射される前記照明光の乱反射光を受光するために、パネ
ル表面に対する撮像角度θc が常に１５°〜４０°の範
囲となるように制御されている。

【００３１】すなわち、本発明に係わる表面欠陥検査装
置は、前記パネル位置検出センサ３と共に、被検査面種
入力手段としてのパネル種入力手段６と、被検査面情報
出力手段としてのパネル面情報出力手段７と、角度位置
調整手段としての照射・撮像角度位置調整手段８から構
成される位置制御手段を備えており、車体パネルＰの仕
様に基づいてパネル種入力手段６に入力されたパネル種
情報とパネル位置検出センサ３により得られる車体パネ
ルＰの位置情報に基づいてパネル面情報出力手段７がＣ
ＡＤ情報から被検査面の湾曲度を算出し、車体パネルＰ
の移動に伴う被検査面の傾斜角度情報を照射・撮像角度
位置調整手段８に出力する。照射・撮像角度位置調整手
段８では、この車体パネルＰの傾斜角度情報とパネル位
置検出センサ３からの位置情報に応じた駆動指令信号を
照明駆動手段４およびカメラ駆動手段５に出力し、この
駆動信号に基づいて照明駆動手段４およびカメラ駆動手
段５がそれぞれ作動することにより、図２に示すよう
に、光照射部１ａの高さ位置Ｚ1 と照射方向、およびＣ
ＣＤカメラ２の高さ位置Ｚ2 と撮像方向が調整され、搬
送手段Ｃによる連続移動に伴って常に角度および高さ位
置が変動する車体パネルＰの被検査面に対する照明光の
入射角度α（光照射部１ａの照射角度θs ）およびＣＣ
Ｄカメラ２の撮像角度θc が常に上記した一定の値とな
るように制御されるようになっている。なお、上記した
パネル面情報出力手段７および照射・撮像角度位置調整
手段８はホストコンピュータに組み込まれている。

【００３２】当該表面欠陥検査装置は、さらに、ＣＣＤ
カメラ２によって形成された受光画像の画像処理手段へ
の入力を制御する画像入力手段９と、画像入力手段９を
介して入力された受光画像の照明光照射方向と直角をな
す方向の輝度の濃度投影演算に基づいて検査領域を判定
する検査領域判定手段１０と、画像入力手段９を介して
入力された受光画像に微分処理，平滑化処理，画像演算
処理，二値化処理などを施すことによって、被検査面上
に存在する表面欠陥と共に埃などの異物や油の付着むら
などによる画像を孤立点として検出すると共に、検出さ
れた孤立点のうち検査領域判定手段１０により得られた
検査領域内にあるものを欠陥候補として抽出する欠陥候
補抽出手段１１と、欠陥候補抽出手段１１により得られ
た欠陥候補の総数を算出し、これをあらかじめ定められ
た所定値と比較することによって被検査面の表面状態の
良否を判定するパネル表面状態判定手段１２（検査面状
態判定手段）と、パネル表面状態判定手段１２によって
被検査面の表面状態が良好と判定された場合に、欠陥候
補抽出手段１１により得られた時間的に異なる時系列の
欠陥候補の移動量および移動方向が所定の条件内で一致
するかどうかの照合判定を行い、一致する回数を求める
追跡処理手段１３と、欠陥候補抽出手段１１および追跡
処理手段１３で得られた欠陥候補の近くの所定の横長近
傍エリア内に他の欠陥候補が所定の個数以上存在する
と、これらの欠陥候補を同一の欠陥候補として処理する
近傍領域マッチング手段１４と、追跡処理手段１３，近
傍領域マッチング手段１４および欠陥候補抽出手段１１
から得られた各種の欠陥情報、すなわち照合回数，近傍
マッチングの有無および欠陥候補の面積などの欠陥情報
から、実際の表面欠陥を油の付着むらなどによる誤検出
情報と識別判定を行う欠陥判別手段１５と、表面欠陥の
検出結果の表示、あるいはパネル表面状態判定手段１２
による表面状態の判定結果が不良である場合にはその旨
の表示を行うＣＲＴなどの表示手段１６を備えている。

【００３３】以下に、上記構成を備えた表面欠陥検査装
置による欠陥検出手順について、図３に示したフローチ
ャートを参照して説明する。

【００３４】表面欠陥検査装置の光照射部１ａは、搬送
手段Ｃによって矢印Ｌ方向に一定の速度で移動する車体
パネルＰの表面に、８０°以上９０°未満の所定の入射
角度αで照明光を照射し、１５°〜４０°の所定の撮像
角度θc に配置されたＣＣＤカメラ２は、照明光の入射
角度αよりも小さい５０°〜７５°の反射角度βでパネ
ル表面から反射される照明光の乱反射光による受光画像
を撮像することができる。

【００３５】車体パネルＰの表面に緩やかな凹凸や突起
などプレス成形による表面欠陥があると、光照射部１ａ
から入射角度αで照射された照明光のうち、被検査面の
欠陥等のない平坦部に当たった光は、反射角度αで正反
射するため、１５°〜４０°の範囲の撮像角度θc に配
置されたＣＣＤカメラ２には受光されず、表面欠陥に当
たって反射角度βで乱反射された光のみがＣＣＤカメラ
２に受光されるので、表面欠陥を高輝度で捕えた受光画
像が形成される。このとき、車体パネルＰの表面に汚れ
埃などの異物、プレス前処理で発生するベルト押し付け
痕（線状痕）や洗浄油や防錆油などが垂れることによっ
て発生する黒点油痕のような油の付着むらがあると、こ
れらに当たって反射角度βで乱反射された光がＣＣＤカ
メラ２に同様に捕らえられ、同時に撮像される。

【００３６】このようにして得られた表面欠陥による像
と異物や油の付着むらなどによる像とを捕らえた受光画
像は、画像入力手段９により画像処理装置に入力画像と
して取り込まれる（図３に示すステップ１００）。

【００３７】次に、この入力画像には、検査領域判定手
段１０において、照明光の照射方向と直角方向の輝度の
濃度投影（積分）演算が施され、図４に示すように、こ
の演算値が所定値Ｐ0 〜Ｐ1 の範囲内となる領域が検査
領域として算出される（ステップ１０１）。また、画像
入力手段９により取り込まれた入力画像は、欠陥候補抽
出手段１１において、エッジ抽出を行うための微分処理
（ステップ１０２）、ノイズ除去のための平滑化処理
（ステップ１０３）、異物や油の付着むらなどによる像
をも含む欠陥候補像を孤立点として検出するための画像
演算処理（ステップ１０４）、二値化処理（ステップ１
０５）、ラベリング処理などが行われ、検出された孤立
点のうち、前記検査領域判定手段１０によって算出され
た検査領域内にあるものが欠陥候補として最終的に選定
される（ステップ１０６）。

【００３８】パネル表面状態判定手段１２においては、
上記欠陥候補抽出手段１１により抽出された欠陥候補の
情報から欠陥候補の総個数を算出し、この欠陥候補総数
Ｎ1をあらかじめ定められた所定値Ｎmax と比較するこ
とにより、車体パネルＰにおける被検査面の表面状態の
良否、すなわち油の付着むらや汚れ、埃などの異物の付
着状態が判定される（ステップ１０７）。ここで、欠陥
候補総数Ｎ1 が所定値Ｎmax 以上であれば、表面状態が
異常であると判断し、以下の欠陥検査処理を中止し、表
示手段１６によって当該車体パネルＰが検査不能である
旨の表示がなされる（ステップ１１１）。すなわち、通
常では有り得ないような多くの欠陥候補が検出された場
合には、そのほとんどが油の付着むらなどによる誤検
出、つまり油などの付着による検査表面の状態不良と判
断し、当該パネルＰについては、誤検出情報の篩い落と
しに多くの時間が費やされることによって円滑な検査処
理の流れが阻害されることのないように、以降の欠陥判
定処理を行わないようにしている。なお、検査表面の状
態不良と判定されたパネルＰについては、良好な車体パ
ネルＰと区別され、検査員による最検査が別途実施され
ると共に、ライン上流のプレス清浄工程における油の噴
霧条件や油の拭き取り条件などが再チェックされる。

【００３９】欠陥候補総数Ｎ1 が所定値Ｎmax より少な
ければ、正常の表面状態であると判定され、追跡処理手
段１３において追跡処理が行われる（ステップ１０
８）。すなわち、追跡処理手段１３においては、パネル
表面状態判定手段１２により被検査面の表面状態が良好
であると判断された場合、上記欠陥候補抽出手段１１に
より得られた時間的に異なる時系列の欠陥候補の移動量
および移動方向が所定の条件内で何回一致するかの追跡
照合判定を行う。この追跡処理手段１３では、欠陥候補
抽出手段１１により得られた欠陥候補の情報（位置，面
積）に、さらに追跡照合回数データ（照合回数）を付
け、欠陥候補の新たな情報（位置，面積，照合回数）と
して、以下の近傍領域マッチング手段１４に転送する。

【００４０】近傍領域マッチング手段１４では、欠陥候
補抽出手段１１および追跡処理手段１３で得られた欠陥
候補の位置情報に基づいて、この欠陥候補の近傍位置に
設定された所定の横長近傍エリア内に他の欠陥候補があ
らかじめ定められた所定値以上存在する場合は、これら
欠陥候補を上記欠陥候補と同一の欠陥候補であると判
断、または処理を行う。ここで、この横長近傍エリア内
に他の欠陥候補が所定値以上存在する場合は、これら欠
陥候補を被検査面上のベルト押し付けよる線状油痕ある
いは洗浄油の垂れによる黒点油痕であると判断し、実際
の表面欠陥と区別可能な処理（近傍マッチング有無表
示）を行う（ステップ１０９）。

【００４１】そして、欠陥判別手段１５においては、追
跡処理手段１３からの欠陥候補情報（照合回数）、およ
び近傍領域マッチング手段１４からの欠陥候補情報（近
傍マッチング有無）に基づいて欠陥候補の判別をすると
共に、欠陥候補抽出手段１１により得られる欠陥候補の
面積情報、すなわち時間的に異なる欠陥候補の面積情報
の最大面積および平均面積が所定の条件内、すなわち所
定の上限値Ｓmax 以下であれば、本物の表面欠陥である
との判定を行うことによって、被検査面上の表面欠陥と
汚れや油の付着むらなどによる誤検出情報との識別判定
がなされる（ステップ１１０）。

【００４２】このようにして、最終的に判別された欠陥
検出結果は、表示手段１６に表示され、車体パネルＰの
補修のための選別の指示がプレス検査ラインに送られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる表面欠陥検査装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示した表面欠陥検査装置における照明光
の入射角度およびＣＣＤカメラの撮像角度を一定に保持
するための制御例を示す説明図である。

【図３】図１に示した表面欠陥検査装置における表面欠
陥の検出手順を示すフローチャートである。

【図４】図１に示した表面欠陥検査装置における濃度投
影演算による検査領域の判定方法を示す説明図である。

【図５】（ａ） 被検査面上に油の付着むらが多量にあ
る場合の原画像の例を示す説明図である。 （ｂ） 図５（ａ）に示した原画像のエッジ抽出処理画
像を示す説明図である。

【図６】（ａ） 被検査面上に線状油痕（ベルト押し付
け痕）がある場合の原画像（受光画像）の例を示す説明
図である。 （ｂ） 図６（ａ）に示した原画像のエッジ抽出処理画
像を示す説明図である。

【図７】（ａ） 被検査面上に黒色油痕がある場合の原
画像の例を示す説明図である。 （ｂ） 図７（ａ）に示した原画像のエッジ抽出処理画
像を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｐ 車体パネル（被検査体） １ 照明手段 ２ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ３ パネル位置検出センサ（被検査面位置検出手段） ６ パネル種入力手段（被検査面種入力手段） ７ パネル面情報出力手段（被検査面情報出力手段） ８ 照射・撮像角度位置調整手段（角度位置調整手段） １０ 検査領域判定手段 １１ 欠陥候補抽出手段 １２ パネル表面状態判定手段（検査面状態判定手段） １３ 追跡処理手段 １４ 近傍領域マッチング手段 １５ 欠陥判別手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 15/70 ３３０Ｎ Ｆターム(参考） 2F065 AA49 AA61 BB13 BB24 BB25 CC11 DD03 DD06 FF04 FF65 FF67 GG03 HH02 HH12 JJ03 JJ16 JJ26 LL02 PP15 QQ04 QQ08 QQ13 QQ25 QQ36 QQ38 SS02 SS13 TT03 2G051 AA01 AA89 AB07 AC15 BB17 CA04 CB01 CD06 CD07 EA08 EA09 EA11 EA14 ED09 ED21 5B057 AA06 BA02 BA17 CA08 CA12 CA16 CC03 CE05 CE12 DA03 DA15 DB02 DC30 5L096 AA06 BA03 BA04 CA02 DA03 EA06 FA09 GA02 GA34

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対的に移動する被検査体の被検査面に
   対して被検査面の一方側斜め上方から所定の入射角度で
   照明光を照射する照明手段と、 被検査面の他方側斜め上方において前記照明光の入射角
   度よりも小さい反射角度で反射される乱反射光を受光す
   る所定の撮像角度に配置されて被検査面からの反射光に
   基づいて受光画像を形成する撮像手段と、 前記撮像手段により得られる受光画像から被検査面の検
   査領域を判定する検査領域判定手段と、 前記撮像手段により得られる受光画像と前記検査領域判
   定手段により得られる検査領域判定結果から被検査面上
   の表面欠陥と共に埃などの異物および油付着むらを欠陥
   候補として抽出する欠陥候補抽出手段と、 前記欠陥候補抽出手段により得られる欠陥候補総数から
   被検査面の表面状態の良否を判定する検査面状態判定手
   段と、 前記検査面状態判定手段により得られる被検査面の表面
   状態が良好な場合に、前記欠陥候補抽出手段により得ら
   れる時間的に異なる時系列の欠陥候補の移動量および移
   動方向が所定の条件内で一致するかどうかの照合判定を
   行う追跡処理手段と、 前記追跡処理手段により得られた欠陥候補の近傍エリア
   に他の欠陥候補が所定の個数以上存在する場合に、当該
   欠陥候補を同一の欠陥候補であるとして処理する近傍領
   域マッチング手段と、 前記欠陥候補抽出手段，追跡処理手段および近傍領域マ
   ッチング手段により得られた欠陥情報に基づいて表面欠
   陥を判別する欠陥判別手段を備えていることを特徴とす
   る表面欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 前記検査領域判定手段が撮像手段により
   得られる受光画像の照明光照射方向の直角方向の輝度の
   濃度投影演算を行い、当該演算値が所定値内となる領域
   を検査領域と判定し、欠陥候補抽出手段が検査領域判定
   手段により判定された検査領域で欠陥候補を抽出するこ
   とを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 前記検査面状態判定手段が欠陥候補抽出
   手段により得られる欠陥候補の総数を所定値と比較し、
   欠陥候補総数が所定値未満の場合に被検査面の表面状態
   を良好と判定することを特徴とする請求項１記載の表面
   欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 前記近傍領域マッチング手段が欠陥候補
   抽出手段により得られる欠陥候補の位置情報に基づい
   て、欠陥候補の近傍位置にあらかじめ定められた横長の
   近傍エリア内に他の欠陥候補が所定の個数以上存在する
   場合に、これら欠陥候補を上記欠陥候補と同一の欠陥候
   補であるとして処理することを特徴とする請求項１記載
   の表面欠陥検査装置。
5. 【請求項５】 前記欠陥判別手段が欠陥候補抽出手段に
   より得られる欠陥候補の面積情報と、追跡処理手段によ
   り得られる欠陥候補の照合回数情報と、近傍領域マッチ
   ング手段により得られるマッチング情報から、表面欠陥
   と異物や油の付着むら等による誤検出情報との識別判定
   を行うことを特徴とする請求項１記載の表面欠陥検査装
   置。
6. 【請求項６】 前記照明光の入射角度および前記撮像手
   段の撮像角度が常に一定になるように照明手段および撮
   像手段と被検査面との相対位置および相対角度を制御す
   る位置制御手段を有し、該位置制御手段が被検査面の種
   類を入力する被検査面種入力手段と、被検査面の位置情
   報を検出する被検査面位置検出手段と、前記被検査面種
   入力手段により得られる被検査面種情報および前記被検
   査面位置検出手段により得られる位置情報に応じて被検
   査面の傾斜角度情報を出力する被検査面情報出力手段
   と、前記被検査面情報出力手段からの傾斜角度情報およ
   び前記被検査面位置検出手段により得られる位置情報に
   基づいて照明手段の照射方向および高さ位置と撮像手段
   の撮像方向および高さ位置を調整する角度位置調整手段
   を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５
   のいずれかに記載の表面欠陥検査装置。