JP2008249397A - Surface inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗装表面に生じるぶつ等、検査対象表面の欠陥を検出するための表面検査装置に関する。 The present invention relates to a surface inspection apparatus for detecting defects on a surface to be inspected, such as a collision occurring on a painted surface.
従来、自動車のボディの塗装表面に生じる「ぶつ」等の欠陥を検査する装置として、塗装表面に光を照射し、照射した光の反射光を撮像して、撮像画像を画像処理することにより、ぶつ等の欠陥部分に発生する明るさの変化を検出する装置が知られている。
このように、塗装表面に光を照射してぶつ等の欠陥部分を検出する場合、塗装表面に照射する光としては、照射範囲内で一様の明るさを有する拡散光(以降「拡散フラット光」と記載する)が用いられたり、平行光が用いられたりしている。
また、特許文献1に示すように、塗装表面に光を照射してぶつ等の欠陥部分を検出するために、塗装表面に照射する光に明暗のパターンを付与することも行われている。
In this way, when detecting a defective part such as a bump by irradiating the coating surface with light, as the light irradiating the coating surface, diffused light having a uniform brightness within the irradiation range (hereinafter referred to as “diffusion flat light”). Are used) or parallel light is used.
In addition, as shown in
前述のごとく、例えば拡散フラット光を用いて塗装表面のぶつを検出する場合、図16に示すように、ぶつ191が存在する部分の塗装表面190に光源120から拡散フラット光を照射すると、略半球面に形成されるぶつ191の傾斜面に照射された光は、外方へ散乱して上方に配置されるカメラ110に戻ってこないため(図16中に点線で示した軌跡が外方へ散乱する光を表わしている)、ぶつ191が存在する部分の塗装表面190を前記カメラ110により撮像すると、ぶつ191の部分が暗部となり、その他の塗装表面190が明部となった画像を得ることができる。これにより、
ぶつ191を他の塗装表面190と区別して検出することが可能となっている。
但し、このように拡散フラット光を塗装表面190に照射してぶつ191を適切に検出することは、光の照射範囲が狭い(つまり前記光源120の幅寸法Wa)場合のみであり、図17に示すように、光源120の幅寸法Waを伸ばして光の照射範囲を大きくすると、ぶつ191の検出能力が低下してしまうこととなる。
As described above, for example, when the collision of the coating surface is detected using the diffuse flat light, as shown in FIG. The light applied to the inclined surface of the
The
However, it is only in the case where the light irradiation range is narrow (that is, the width dimension Wa of the light source 120) that the diffused flat light is irradiated onto the
例えば、図17に示すように、光源120の幅寸法Wa伸ばして光の照射範囲を大きくした場合は、ぶつ191に対して離れた位置から照射される光が、ぶつ191の斜面で反射されると略垂直に反射して前記カメラ110に入射するため、つまりぶつ191が存在する部分に全方向から光がまわりこんで、ぶつ191の部分を含む塗装表面190が全体的に明部として捉えられるため、ぶつ191を特徴点として検出することが困難となる。
従って、拡散フラット光を用いて塗装表面のぶつを検出する場合は、光の照射範囲を狭めて表面検査装置の検査視野を非常に小さくする必要があり、例えば自動車のボディの塗装表面ような広い範囲を検査する必要がある場合には、全ての範囲を検査するために多大な時間を要することとなって、製造工程のラインコンベアタクト内で検査を終えることが困難となる。
For example, as shown in FIG. 17, when the light irradiation range is increased by extending the width dimension Wa of the
Therefore, when detecting the collision of the paint surface using diffuse flat light, it is necessary to narrow the light irradiation range to make the inspection visual field of the surface inspection device very small, for example, as wide as the paint surface of the body of an automobile. When it is necessary to inspect the range, it takes a long time to inspect the entire range, and it is difficult to complete the inspection within the line conveyor tact of the manufacturing process.
また、平行光を用いて塗装表面のぶつを検出する場合、ぶつ部分に光がまわりこむことを抑制できるため、前述のフラット光を用いた場合のようにぶつの検出が困難になることはないが、検査対象となる塗装表面が曲面であった場合、表面検査装置の検査視野が非常に小さくなってしまうという問題がある。
つまり、図18に示すように、光源120による光の照射範囲における中心部分では、塗装表面190に照射した光が略垂直に反射してカメラ110に入射することとなるが、中心部から少し離れた位置で反射した光は外側へ逃げてしまい(塗装表面190が凸曲面である場合)、カメラ110に入射することがないため、正反射した反射光がカメラ110に入射する塗装表面190上の範囲(検査視野)が非常に小さくなってしまう。
このように、平行光を用いてぶつを検出する場合は、塗装表面が曲面であると表面検査装置の検査視野を非常に小さくする必要があり、例えば自動車のボディの塗装表面ように、多くの曲面を有している塗装表面を広い範囲にわたって検査する場合には、全ての範囲を検査するために多大な時間を要することとなって、製造工程のラインコンベアタクト内で検査を終えることが困難となる。
In addition, when detecting a collision on the paint surface using parallel light, it is possible to suppress the light from entering the collision part, so that it is not difficult to detect the collision as in the case of using the flat light described above. However, when the coating surface to be inspected is a curved surface, there is a problem that the inspection visual field of the surface inspection apparatus becomes very small.
That is, as shown in FIG. 18, in the central portion in the light irradiation range by the
Thus, when detecting a collision using parallel light, it is necessary to make the inspection field of view of the surface inspection device very small if the coating surface is a curved surface. When inspecting a painted surface with a curved surface over a wide range, it takes a lot of time to inspect the entire range, and it is difficult to finish the inspection within the line conveyor tact of the manufacturing process. It becomes.
また、明暗のパターンを有した光を塗装表面に照射してぶつの検出を行う場合、例えばスリット状の明暗パターンを有する光を塗装表面に照射した場合には、図19に示すような縞状の撮像画像が得られるため、次のような画像処理を行ってぶつを検出するようにしている。
つまり、図19に示す場合、明度が高い明部170aと明度が低い暗部170bとが交互にライン形状に表れており、前記ぶつ191が明部170aの領域に存在していて、ぶつ191の形状が暗部170cとして現れている。
この場合、明部170aと暗部170bおよび暗部170cとの境界部では明度が急激に変化しており、この明度の変化を利用してぶつ191を検出するように画像処理が行われる。
Further, in the case of detecting an impact by irradiating the paint surface with light having a bright and dark pattern, for example, when irradiating the paint surface with light having a slit-like light and dark pattern, a stripe shape as shown in FIG. Since the captured image is obtained, the following image processing is performed to detect the collision.
That is, in the case shown in FIG. 19, the
In this case, the brightness changes abruptly at the boundary between the
図20(a)に示す画像は、塗装表面190に照射した明暗パターンを有する光の反射光をカメラ110にて撮像して得られた撮像画像に平滑化処理を施してノイズを減少させた画像であり、明部170aと暗部170bとでライン形状の明暗パターンが形成され、明部170aにぶつ191の形状が暗部170cとして存在している。
塗装表面190での反射光をカメラ110にて撮像して図20(a)に示す画像を得た後、その画像を微分処理することにより図20(b)に示す画像が得られる。
図20(b)に示す微分処理後の画像は、図20(a)に示す画像で明度変化の小さい箇所ほど明るく(明度が高く)表わされ、明度変化が大きい箇所ほど暗く(明度が低く)表わされている。
具体的にいえば、図20(a)における明部170a内、暗部170b内、および暗部170c内では明度の変化がないため、図20(b)においてこれらの箇所に相当する部分は黒色で表わされている。また、明部170aと暗部170bとの境界部、および明部170aと暗部170cとの境界部は明度の変化が急激であるので白色で表わされている。
この明部170aと暗部170bとの境界部に相当する白色部分はライン状に形成され、明部170aと暗部170cとの境界部に相当する白色部分は円環状に形成されている。
The image shown in FIG. 20A is an image in which noise is reduced by performing smoothing processing on the captured image obtained by capturing the reflected light of the light having the light and dark pattern irradiated on the painted
The reflected light on the
The image after differentiation shown in FIG. 20B is brighter (higher brightness) in the image shown in FIG. 20A where the lightness change is smaller, and darker (lightness is lower in lightness) where the lightness change is larger. )
Specifically, since there is no change in brightness in the
The white portion corresponding to the boundary portion between the
このように、図20(b)に示す画像には、光の明暗パターンによるライン状の白色部と、ぶつ191の存在による円環状の白色部とが混在しているため、光の明暗パターンによるライン状の白色部を画像処理により除去する。
このライン状の白色部の除去は、ライン状の白色部と円環状の白色部との形状や大きさの違いに基づいて行い、例えば上下方向に長く延びたライン形状の白色部を除去したり、白色部の上下寸法または左右寸法が通常想定できるぶつの大きさの最大範囲を超えている白色部を除去したりするような処理を行う。
その後、ライン状の白色部を除去した画像に対して2値化処理を施して、画像上に残存しているノイズ等を除去して、ぶつ191に相当する箇所にのみ白色部分が現れている図20(c)に示すような画像を得て、この図20(c)に示す画像に基づいてぶつ191の検出を行うようにしている。
In this manner, the image shown in FIG. 20B includes a line-shaped white portion due to the light brightness / darkness pattern and an annular white color portion due to the presence of the
The removal of the line-shaped white part is performed based on the difference in shape and size between the line-shaped white part and the annular white part. For example, the line-shaped white part extending in the vertical direction is removed. Then, a process is performed such as removing a white part in which the vertical dimension or the horizontal dimension of the white part exceeds the maximum range of the size of the normally conceivable size.
After that, binarization processing is performed on the image from which the line-shaped white portion has been removed to remove noise remaining on the image, and the white portion appears only in the portion corresponding to the
このように、従来、明暗パターンを有する光を照射して塗装表面のぶつ等の欠陥を検出する場合は、撮像画像を微分処理した後に、同等の明度を有した光の明暗パターンによるライン状の白色部と、ぶつ191の存在による円環状の白色部とが混在することとなるため(図20(b)に示す状態)、ぶつ191の存在を検出するためにはライン状の白色部を除去するための画像処理を行う必要があるため、表面検査装置における画像処理部の負担が大きく、該画像処理部には高い画像処理能力が求められるとともに、処理時間が長くなってしまう傾向があった。
Thus, conventionally, when detecting defects such as bumps on the coating surface by irradiating light having a light and dark pattern, after performing differential processing on the captured image, a line-like pattern with light light and dark patterns having equivalent lightness is used. Since the white portion and the annular white portion due to the presence of the
そこで、本発明においては、画像処理部での画像処理の負担を減少しつつ、検査対象表面が曲面であった場合でも広い検査視野で高精度に検査することができ、広い範囲の検査対象面を短時間で検査可能な表面検査装置を提供するものである。 Therefore, in the present invention, it is possible to inspect with high accuracy in a wide inspection visual field even when the surface to be inspected is a curved surface while reducing the burden of image processing in the image processing unit, and a wide range of inspection object surfaces The surface inspection apparatus which can test | inspect in a short time is provided.
上記課題を解決する表面検査装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項1記載の如く、明暗パターンが形成され、該明暗パターンにおける明部と暗部との境界部に明度のグラデーションを有する拡散光を、検査対象表面に照射する照射部と、前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、前記画像処理装置は、前記撮像画像を微分処理する微分処理部と、微分処理後の撮像画像を2値化処理する2値化処理部とを備える。
このように、明暗のパターンが付与された拡散光を検査対象表面に照射することで、検査対象表面が平面であるか曲面であるかにかかわらず、光の照射範囲(検査視野)を確保しつつ、検査対象表面におけるぶつ等の欠陥の検出を高精度に行うことが可能となる。
また、本表面検査装置においては、微分処理後に現れる明暗パターンの境界部に相当する白色部を、ぶつの存在による円環状の白色部から切り離して除去する処理が必要ではなく、微分処理の直後に2値化処理を行うことでぶつ91の検出を行うことができる。これにより、従来に比べて画像処理の負担を軽減することができて、画像処理装置の画像処理能力を抑えつつ、検査処理時間を短縮することが可能となる。
The surface inspection apparatus that solves the above problems has the following characteristics.
That is, an irradiation unit that irradiates a surface to be inspected with diffused light having a lightness gradation at a boundary portion between a bright part and a dark part in the light-dark pattern, wherein the light-dark pattern is formed, and the inspection target An image capturing unit that captures reflected light reflected by the surface; and an image processing device that performs image processing on the captured image captured by the image capturing unit to detect a defect on the surface to be inspected. A differentiation processing unit that performs differential processing on the captured image, and a binarization processing unit that performs binarization processing on the captured image after differentiation processing.
In this way, by irradiating the surface to be inspected with diffused light with a bright and dark pattern, the light irradiation range (inspection visual field) is ensured regardless of whether the surface to be inspected is a flat surface or a curved surface. However, it is possible to detect defects such as bumps on the surface to be inspected with high accuracy.
Further, in this surface inspection apparatus, it is not necessary to separate and remove the white portion corresponding to the boundary portion of the light and dark pattern appearing after the differentiation process from the annular white portion due to the presence of the collision, immediately after the differentiation process. By performing the binarization process, the
また、請求項2記載の如く、前記照射部は、光を発する光源と、前記光を拡散させる拡散板と、前記拡散板を通過した拡散光にグラデーション付きの明暗パターンを付与するスリットとを備える。
これにより、簡単かつ安価な構成でグラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光を得ることが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, the irradiation unit includes a light source that emits light, a diffusion plate that diffuses the light, and a slit that imparts a gradation pattern with gradation to the diffused light that has passed through the diffusion plate. .
Thereby, it becomes possible to obtain diffused light having a gradation pattern with light and dark with a simple and inexpensive configuration.
また、請求項3記載の如く、明暗のパターンが形成される拡散光を、検査対象表面に照射する照射部と、
前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、前記撮像部は、検査対象表面からの反射光を複数の箇所から撮像可能であり、前記画像処理装置は、前記撮像画像を微分処理する微分処理部と、微分処理後の撮像画像を2値化処理する2値化処理部とを備える。
これにより、複数の箇所から撮像した撮像画像のうち、例えば一方の撮像画像において欠陥部分に基づく暗部が明暗パターンの明部と暗部との境界部に位置していたとしても、他の撮像画像における欠陥部分に基づく暗部が明暗パターンの明部(欠陥部分に基づく明部の場合は明暗パターンの暗部)に位置することが期待でき、ぶつ等の欠陥の有無を適切に検出することが可能となる。
Further, as described in claim 3, an irradiation unit that irradiates the surface to be inspected with diffused light that forms a bright and dark pattern;
An imaging unit that images reflected light reflected by the inspection target surface; and an image processing device that detects a defect on the inspection target surface by performing image processing on the captured image captured by the imaging unit, Can image reflected light from the surface to be inspected from a plurality of locations, and the image processing device binarizes the differential processing unit that differentially processes the captured image and the captured image after the differential processing 2 A value processing unit.
Thereby, even if the dark part based on a defective part is located in the boundary part of the bright part and dark part of a light-and-dark pattern among the picked-up images imaged from several places, for example in other captured images The dark part based on the defective part can be expected to be located in the bright part of the light / dark pattern (in the case of the bright part based on the defective part, the dark part of the light / dark pattern), and it is possible to appropriately detect the presence or absence of defects such as bumps. .
また、請求項4記載の如く、前記撮像部における複数の撮像位置間の距離は、少なくとも何れか一つの撮像位置にて撮像した画像に存在する欠陥が、明暗パターンの境界部にかからない場所に位置するように設定する。
これにより、複数の箇所から撮像した撮像画像のうち、少なくとも一つの撮像画像における欠陥部分に基づく暗部が、必ず明暗パターンの明部(欠陥部分に基づく明部の場合は明暗パターンの暗部)に位置することとなり、確実にぶつ等の欠陥の有無を検出することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, the distance between the plurality of imaging positions in the imaging unit is a position where a defect present in an image captured at at least one of the imaging positions does not cover the boundary portion of the light / dark pattern. Set to
Thereby, the dark part based on the defective part in at least one picked-up image is always located in the bright part of the light / dark pattern (in the case of the bright part based on the defective part, the dark part of the light / dark pattern) among the picked-up images picked up from a plurality of locations. Therefore, it is possible to reliably detect the presence or absence of defects such as bumps.
また、請求項5記載の如く、明暗のパターンが形成される拡散光を、検査対象表面に照射する照射部と、
前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、前記照射部は、前記拡散光をストロボ発光し、前記撮像部は、前記照射部でのストロボ発光に同期して反射光の撮像を行う。
このように、照射部が拡散光を瞬間的に発光させるストロボ発光を行って、撮像部による撮像を行うように構成することで、照射部における通電のデューティー比を小さくすることができ、該照射部を発光させる際に大電流を流して発する光を明るくすることが可能となる。照射部からの発光を明るくすることで、撮像部のレンズの絞りを小さくすることができ、被写体深度を深くすることが可能となる。
これにより、撮像部にて、検査対象表面とともに、該検査対象表面と異なるピント位置に位置している明暗パターンをよりはっきりと撮像することが可能となり、撮像画像を画像処理した際に、ぶつ等の欠陥が存在する部分を高精度に検出することが可能となる。
Further, as described in claim 5, an irradiation unit that irradiates the surface to be inspected with diffused light that forms a bright and dark pattern;
An imaging unit that captures reflected light reflected by the surface of the inspection target; and an image processing device that detects a defect on the surface of the inspection target by performing image processing on the captured image captured by the imaging unit; Stroboscopically emits the diffused light, and the imaging unit captures reflected light in synchronization with the stroboscopic light emission of the irradiation unit.
In this way, by configuring the irradiating unit to perform strobe emission that instantaneously emits diffused light and performing imaging by the imaging unit, the duty ratio of energization in the irradiating unit can be reduced, and the irradiation is performed. It is possible to brighten the light emitted by flowing a large current when the portion is caused to emit light. By brightening the light emitted from the irradiating unit, the aperture of the lens of the imaging unit can be reduced, and the subject depth can be increased.
As a result, it is possible for the imaging unit to capture more clearly the light and dark pattern located at a different focus position from the surface to be inspected together with the surface to be inspected. It is possible to detect the portion where the defect exists with high accuracy.
また、請求項6記載の如く、検査対象表面に光を照射する照射部と、前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、前記撮像部は、撮像時の焦点位置を調節可能に構成され、前記撮像時の焦点位置を検査対象表面からずらした位置に調節する。
これにより、検査対象表面に付着した埃や、検査対象表面となる塗装表面の塗料内に含まれるメタリックや雲母等といった、大きなコントラストを有したノイズ成分を撮像画像から除去することが可能となる。
According to another aspect of the present invention, an irradiation unit that irradiates light onto the surface to be inspected, an imaging unit that images reflected light reflected by the surface of the inspection target, and a captured image captured by the imaging unit is subjected to image processing. And an image processing device that detects a defect on the surface to be inspected, and the imaging unit is configured to be able to adjust a focal position at the time of imaging, and the focal position at the time of imaging is shifted from the inspection target surface. Adjust.
This makes it possible to remove from the captured image noise components having a large contrast, such as dust adhering to the surface to be inspected, metallic or mica contained in the paint on the painted surface serving as the surface to be inspected.
また、請求項7記載の如く、前記検査対象表面は、塗料が塗布された塗装表面である。
これにより、前記塗装表面におけるぶつ等の欠陥の有無を検出することができ、塗装表面の検査精度を向上させることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the surface to be inspected is a painted surface to which a paint is applied.
Thereby, the presence or absence of defects such as bumps on the painted surface can be detected, and the inspection accuracy of the painted surface can be improved.
本発明によれば、検査対象表面が平面であるか曲面であるかにかかわらず、光の照射範囲(検査視野)を確保しつつ、検査対象表面におけるぶつ等の欠陥の検出を高精度に行うことが可能となっている。
また、従来に比べて画像処理の負担を軽減することができて、画像処理装置の画像処理能力を抑えつつ、検査処理時間を短縮することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to detect defects such as bumps on the inspection target surface with high accuracy while ensuring a light irradiation range (inspection visual field) regardless of whether the inspection target surface is a flat surface or a curved surface. It is possible.
In addition, it is possible to reduce the burden of image processing as compared with the conventional case, and it is possible to reduce the inspection processing time while suppressing the image processing capability of the image processing apparatus.
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示す表面検査装置1は、検査対称表面となる塗装表面90に対して光を照射し、照射した光の反射光を撮像して、撮像画像を画像処理することにより、ぶつ等の欠陥部分検出する装置であり、該表面検査装置1の検査ヘッド10は、塗装表面90に光を照射する照射部12と、塗装表面90からの反射光を撮像する撮像部となるカメラ11と、ハーフミラー16とを備えている。
前記照射部12は、LED等の発光手段である光源13と、前記光源13で発生した光を拡散光とする拡散板14と、前記拡散板14を通過した拡散光にグラデーション付きの明暗パターンを付与するスリット15とを備えている。
The
The
また、前記表面検査装置1は、前記照射部12の光源13の発光を制御する光源制御装置20と、前記カメラ11の撮像を制御するカメラコントローラー30と、前記カメラ11のレンズ18の絞りを制御するレンズ絞り制御装置40と、カメラ11にて撮像した撮像画像の画像処理を行う画像処理装置50と、前記検査ヘッド10の移動等を行う移動ロボット60と前記移動ロボット60の動き等を制御するロボット制御盤61とを備えている。
The
前記照射部12の光源13から発せられた光は前記拡散板14を通過することにより拡散されて拡散光となり、その後前記スリット15を通過することにより、グラデーション付きの明暗パターンを備えた拡散光となる。
前記照射部12からは、グラデーション付きの明暗パターンを備えた拡散光となった光が略水平方向に照射され、照射された光は前記ハーフミラー16にて略垂直下方へ反射して、前記塗装表面90に照射される。
前記塗装表面90に照射された光は、該塗装表面90で略垂直上方に反射して、前記カメラ11にて撮像される。
The light emitted from the
From the irradiating
The light applied to the painted
図2に示すように、前記塗装表面90へ照射した光の反射光の前記カメラ11による撮像画像80は、ライン状の明部80aとライン状の暗部80bとが交互に配置された縦縞状の明暗パターンを有した光であり、前記明部80aと暗部80bとの境界部80cは、明部80aから暗部80bにかけて(または暗部80bから明部80aにかけて)明度が序々に変化していくグラデーションが形成されている。
また、前記撮像画像80における中央の明部80aには、塗装表面90に存在するぶつ91に起因する略円形状の欠陥暗部80dが存在している。
As shown in FIG. 2, the captured
Further, in the center
前記境界部80cにはグラデーションが形成されているため、該境界部80cの明部80aから暗部80bへの方向(または暗部80bから明部80aへの方向)においては明度が序々に変化しており、図2に示すグラフでは、暗部80bと明部80aとの境界部80cの明度変化を示す曲線が傾斜している。
一方、ぶつ91に起因する欠陥暗部80dと、その周囲の明部80aとの境界部における明度の変化は急激であり、図2に示すグラフでは、欠陥暗部80dと明部80aとの境界部の明度変化を示す曲線が略垂直に変化している。
Since gradation is formed at the
On the other hand, the change in brightness at the boundary between the defective
このように、カメラ11にて撮像された撮像画像80は、前記画像処理装置50に入力され、該画像処理装置50にて画像処理が行われてぶつ91の有無が検出される。
なお、前記画像処理装置50は、撮像画像80を平滑化処理する平滑化処理部51、撮像画像80を微分処理する微分処理部52、および撮像画像80を2値化処理する2値化処理部53を備えている。
In this way, the captured
The
ここで、図3に示すように、塗装表面90が曲面であった場合、照射部12から照射される光は拡散光に構成されているため、表面検査装置1における検査視野を大きく構成することができる。
つまり、例えば拡散光が凸の曲面に照射された場合、光の照射範囲における各照射点には外側から回り込んできた光も含まれるため、光の照射範囲における中心部分に照射された光だけでなく、中心部分から外側に離れた位置に照射される光も直上方に反射することとなって前記カメラ11にて撮像することが可能となり、検査視野を大きくすることができる。
Here, as shown in FIG. 3, when the
In other words, for example, when diffuse light is irradiated onto a convex curved surface, each irradiation point in the light irradiation range includes light that wraps around from the outside, so only the light irradiated to the central portion in the light irradiation range In addition, the light radiated to the position away from the center portion is also reflected directly above, so that it can be imaged by the
また、図4に示すように、塗装表面90に照射される光は、拡散光に構成されるとともに、明暗のパターンが付与されているので、光の照射範囲(検査視野)を大きくしても、ぶつ91を高精度に検出することが可能となっている。
つまり、例えばぶつ91が照射光の明部に存在している場合、ぶつ91の傾斜面に、前記明部の両側に位置する暗部のパターンが写し込まれてカメラ11に撮像されるとともに、ぶつ91の周囲の塗装表面90では照射光が直上方に反射してカメラ11撮像されるため、前記撮像画像80においてぶつ91を特徴的に捉えることが可能となる(本例の場合、明部80aの中に存在する欠陥暗部80dとして捉えることができる)。
なお、図4において、直線で示しているのは照射部12から照射した光の経路であり、点線で示しているのはスリット15による暗部80bの経路である。
Moreover, as shown in FIG. 4, since the light irradiated to the
That is, for example, when the
In FIG. 4, a straight line indicates a path of light emitted from the
このように、表面検査装置1においては、明暗のパターンが付与された拡散光を塗装表面90に照射するようにしているので、塗装表面90が平面であるか曲面であるかにかかわらず、光の照射範囲(検査視野)を確保しつつ、ぶつ91等の欠陥の検出を高精度に行うことが可能となっている。
As described above, in the
以上のように構成される表面検査装置1では、次のようにしてぶつ91の検出が行われる。
まず、前記照射部12により塗装表面90に対してグラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光を照射し、塗装表面90での反射光をカメラ11にて撮像する。
図5には、まだ画像処理が行われていない撮像画像80を示している。図5の撮像画像80には、前記明部80a、暗部80b、境界部80c、およびぶつ91による欠陥暗部80dに加えて、ノイズ80eが存在している。
In the
First, the
FIG. 5 shows a captured
このノイズ80eは、塗装表面90に付着した埃や、塗装表面90に塗布される塗料に含まれるメタリックや雲母等に起因するものであり、撮像画像80の明部80aおよび暗部80bに濃淡を生じさせるため(明部80aではノイズ80eは暗部として現れ、暗部80bではノイズ80eは明部として現れる)、ぶつ90等の欠陥部分と誤認する可能性がある。
そこで、表面検査装置1においては、カメラ11にて撮像した撮像画像80を画像処理装置50に入力し、該画像処理装置50の平滑化処理部51により撮像画像80に対して平滑化処理を施し、ノイズ80eを除去する。
図6には、平滑化処理が行われて、ノイズ80eが除去された撮像画像80を示している。
The
Therefore, in the
FIG. 6 shows a captured
次に、図6に示した平滑化処理が行われた撮像画像80に対して、画像処理装置50の微分処理部52により微分処理を施す。
微分処理が行われた撮像画像80は、微分処理を行う前の撮像画像80において明度の変化が小さい部分ほど黒く現れ、明度の変化が大きいほど白く現れる。
従って、本例の場合は、微分処理を行う前の前記明部80aおよび暗部80bは明度の変化がないため、図7に示すように、微分処理後の撮像画像80においては、前記明部80aおよび暗部80bに相当する箇所は黒色に現れる。
Next, differential processing is performed by the
The captured
Therefore, in the case of this example, since the
また、前記境界部80cは緩やかな明度変化があるため、該境界部80cに相当する箇所は黒色と白色との中間色(灰色)に現れる。
さらに、ぶつ91に基づく前記欠陥暗部80dは明度の変化がないため、該欠陥暗部80dに相当する箇所は黒色に現れ、該欠陥暗部80dと明部80aとの境界部は急激な明度変化があるため、該境界部に相当する箇所は白色に現れる。
このように、微分処理を行った撮像画像80は、前記境界部80cに相当する箇所が灰色に現れ、ぶつ91に基づく欠陥暗部80dと明部80aとの境界部に相当する箇所が白色に現れる以外は黒色に現れている。
Further, since the
Furthermore, since the defect
In this way, in the captured
次に、微分処理した撮像画像80に対して、画像処理装置50の2値化処理部53により、該撮像画像80の各部を白と黒との何れかで表わす2値化処理を施す。
この場合、白と黒との閾値は、前記境界部80cに相当する箇所(微分処理後の撮像画像80において灰色の箇所)の明度よりも高い値であり、かつ前記ぶつ91に基づく欠陥暗部80dと明部80aとの境界部に相当する箇所(微分処理後の撮像画像80において白色の箇所)の明度よりも小さい値となるように設定する。
Next, the
In this case, the threshold value of white and black is higher than the brightness of the portion corresponding to the
微分処理が行われた撮像画像80に対して2値化処理を施すと、図8に示すように、ぶつ91に基づく欠陥暗部80dと明部80aとの境界部に相当する箇所が白色に現れ、他の部分(前記明部80a、暗部80b、境界部80c、および暗部80dに相当する部分)は黒色に現れることとなり、白色に現れる前記欠陥暗部80dと明部80aとの境界部に相当する箇所により、ぶつ91の存在を検出することが可能となる。
When the binarization process is performed on the captured
このように、表面検査装置1においては、塗装表面90に対してグラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光を照射し、カメラ11にて撮像した塗装表面90の撮像画像80に対して微分処理および2値化処理を行うことで、ぶつ91の検出を行うことが可能となっている。
As described above, in the
ここで、従来のように明部と暗部との境界にグラデーションを有さない明暗パターンの光を塗装表面に照射した場合は、明暗パターンの明部と暗部との境界部の明度変化が急激であり、撮像画像を微分処理すると明暗パターンの境界部に相当する部分が白色に現れるので、明暗パターンの境界部による白色部とぶつの存在による円環状の白色部とが混在することとなる。この明暗パターンの境界部による白色部は、ぶつによる白色部と同じ明度であって2値化処理により除去することができないため、2値化処理を行う前に明暗パターンの境界部による白色部を除去する処理が必要となる。 Here, when the paint surface is irradiated with light of a light / dark pattern that does not have gradation at the boundary between the bright and dark areas as in the past, the brightness change at the boundary between the light and dark areas of the light / dark pattern is abrupt. In addition, when the captured image is differentiated, a portion corresponding to the boundary portion of the light and dark pattern appears in white, so that a white portion due to the boundary portion of the light and dark pattern and an annular white portion due to the presence of a collision are mixed. Since the white portion due to the boundary portion of the light and dark pattern has the same brightness as the white portion due to the collision and cannot be removed by the binarization processing, the white portion due to the boundary portion of the light and dark pattern is removed before performing the binarization processing. Processing to be removed is required.
しかし、本表面検査装置1では、前述のように微分処理の直後に2値化処理を行うことでぶつ91の検出を行うことができ、従来に比べて画像処理の負担を軽減することができて、画像処理装置50の画像処理能力を抑えつつ、検査処理時間を短縮することが可能となっている。
本表面検査装置1は、自動車における車体の塗装表面を検査対称表面とすることで、塗装表面のぶつ等の欠陥の有無を検出することができ、塗装表面の検査精度を向上させることができる。
However, the
The
また、塗装表面90に照射される、グラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光は、LED等で構成される光源13と、前記光源13で発生した光を拡散光とする拡散板14と、前記拡散板14を通過した拡散光にグラデーション付きの明暗パターンを付与するスリット15とを備えた照射部12にて生成するように構成しているので、簡単かつ安価な構成でグラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光を得ることが可能となっている。
Further, the diffused light having a gradation pattern with light and darkness that is applied to the
なお、本例の表面検査装置1においては、前記スリット15の明暗パターンはライン状の明部80aと暗部80bとが交互に配列されるスリット状のパターンに構成されているが、明部80aと暗部80bとが格子状に配置されるパターンや、明部80aの地模様に水玉状の暗部80bが分散(または暗部80bの地模様に水玉状の明部80aが分散)しているパターン等、他のパターンでもよく、特にパターン形状を限定するものではない。
In the
また、表面検査装置1においては、照射部12からの光が照射された塗装表面90をカメラ11により撮像するときに、次のように構成して被写体深度を深くして、ぶつ91の検出能力の向上および安定化を図っている。
Further, in the
つまり、表面検査装置1では、前記ハーフミラー16を用いて照射部12からの光を塗装表面90に照射するように構成しており、照射部12から塗装表面90を経由してカメラ11へ至る光の経路(図1において点線にて記載される経路)の方が、カメラ11と塗装表面90との間の光の経路(図1において1点鎖線にて記載される経路)よりも長くなっている。
That is, the
このように、カメラ11から塗装表面90までの距離と照射部までの距離とが異なっていて、カメラ11のピントを塗装表面90に合わせた場合に、カメラ11の被写体深度が浅いと、照射部12のスリット15にはピントが合わず、該スリット15の明暗パターンをカメラ11に写し込むことができない。
このような状態では、拡散反射成分の影響を受けた塗装表面90の画像しか取り込むことができず、ぶつ91等の欠陥部分の他の部分に対するコントラストを得ることが困難であるため、ぶつ91等の欠陥部分を高精度に検出することができない。
これに対し、カメラ11の被写体深度が深い場合には、塗装表面90にピントを合わせると、塗装表面90から前記スリット15までの間にわたってピントが合っている状態とすることができる。これにより、カメラ11にスリット15の明暗パターンがはっきりと写り込むこととなってぶつ91等の欠陥部分の他の部分に対するコントラストを十分に得ることができ、高精度なぶつ91等の欠陥部分の検出を行うことが可能となる。
Thus, when the distance from the
In such a state, only the image of the painted
On the other hand, when the subject depth of the
そこで、表面検査装置1においては、被写体深度を深くするために、カメラ11による撮像を次のように行っている。
ロボット制御盤61の制御により、移動ロボット60が検査ヘッド10を、塗装表面90における撮像対象となる場所まで移動させる。
移動ロボット60が撮像対象となる場所に達すると、ロボット制御盤61は前記光源制御装置20に対してトリガー信号を出力する。
トリガー信号が入力された光源制御装置20は、光源13に対して発光指令を出力し、同時にカメラコントローラー30にトリガー信号を出力する。
トリガー信号が入力されたカメラコントローラー30は、カメラ11に対して撮像指令を出力する。
Therefore, in the
Under the control of the
When the
The light
The
光源制御装置20からの発光指令が入力された光源13は発光し、カメラコントローラー30からの撮像指令が入力されたカメラ11はシャッターを作動させて塗装表面90からの反射光を撮像する。
この場合、光源13は大きな光量で短時間の発光が行われるストロボ発光をし、カメラ11は光源13の発光動作に同期して撮像動作を行う。
また、カメラ11のレンズ18は、カメラ11が撮像動作を開始する前に、カメラレンズ絞り装置40により、光源13の発光条件等に応じてレンズ絞りが適宜調節される。
さらに、撮像時におけるカメラ11の露光時間は、塗装表面90の色等に応じて前記カメラコントローラー30により適宜調節される。
カメラ11にて撮像された撮像画像は画像処理装置50に転送され、画像処理装置50にて前述のごとく撮像画像に対する画像処理が行われる。
The
In this case, the
Further, the lens aperture of the
Furthermore, the exposure time of the
The captured image captured by the
このように、光源13を瞬間的に発光させてカメラ11による撮像を行うように構成することで、光源13における通電のデューティー比を小さくすることができ、該光源13を発光させる際に大電流を流して発する光を明るくすることが可能となる。
光源13からの発光を明るくすることで、カメラ11のレンズ18の絞りを小さくすることができ、被写体深度を深くすることが可能となる。
これにより、カメラ11にて、塗装表面90とともにスリット15の明暗パターンをよりはっきりと撮像することが可能となり、撮像画像を画像処理した際に、ぶつ91が存在する部分を高精度に検出することが可能となる。
In this way, by configuring the
By brightening the light emitted from the
Thus, the
なお、本例では、照射部12からストロボ発光する光を、グラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光とした場合について説明したが、該照射部12から発する光を、グラデーションを有さない明暗パターンの拡散光とした場合でも、照射部12にてストロボ発光を行うとともに、前記カメラ11にて前記照射部12でのストロボ発光に同期して反射光の撮像を行うことで、カメラ11の被写体深度を深くすることが可能である。
In this example, the case where the light emitted from the irradiating
また、本表面検査装置1において、照射部12からの光が照射された塗装表面90をカメラ11により撮像する場合、カメラ11のピントを塗装表面に合わせると、図5に示すように、撮像画像には、塗装表面90に付着した埃や、塗料に含まれるメタリックや雲母等に起因するノイズ80e・80e・・・が現れる。
撮像画像に前述のようなノイズ80e・80e・・・が生じると、撮像画像80の明部80aおよび暗部80bに濃淡が生じて、ぶつ90等の欠陥部分と誤認する可能性があるため、ノイズ80eは除去することが好ましい。
従って、前述の例では撮像画像を平滑化処理することによりノイズ80eを除去したが、表面検査装置1を次のように構成することで、ノイズ80eをさらに確実に除去することが可能となる。
Moreover, in this
If the
Therefore, in the above-described example, the
つまり、図9に示すように、カメラ11のピントを塗装表面90からカメラ11側に所定距離だけずらして、塗装表面90のカメラ11による撮像を行うことで、塗装表面90に付着した埃や塗料内に含まれるメタリックや雲母等の大きなコントラストを有したノイズ80e成分を撮像画像から除去することが可能となる。
この場合、カメラ11のピントを塗装表面11からカメラ11側へずらす距離は、例えばカメラ11と塗装表面90との間の距離の10%〜20%程度に設定するように構成している。
That is, as shown in FIG. 9, dust and paint adhered to the
In this case, the distance for shifting the focus of the
また、ピントを塗装表面90からずらして撮像した撮像画像80に対して、前記画像処理装置50の平滑化処理部51により平滑化処理を行うことで、さらに確実にノイズ80eを除去することができ、ぶつ91等の欠陥の検出精度を向上させることができる。
In addition, the smoothing
なお、カメラ11のピントを塗装表面90からずらして撮像することによりノイズ80eを除去することは、グラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光の塗装表面90での反射光を撮像する際に適用することはもちろんのこと、グラデーションを有さない明暗パターンの拡散光や、明暗パターンを有さない拡散光や平行光の塗装表面90での反射光を撮像する際に適用するも可能である。
The removal of the
また、図1に示した表面検査装置1にて塗装表面90の画像を撮像した場合、例えば図10に示すように、ぶつ91に基づく欠陥暗部80dが、明暗パターンの明部80aと暗部80bとの境界部90c上にかかった状態で存在していた場合、ぶつ91の存在を検出することは困難である。
そこで、本表面検査装置1においては、明暗パターンの明部80aまたは暗部80b上に存在していて、境界部90cにかかっていない状態の前記欠陥暗部80dを、必ず検出することができるように構成することもできる。
Further, when an image of the
Therefore, the
つまり、図11に示す表面検査装置1には、塗装表面90の画像を撮像するカメラ11として、複数の第1カメラ11aおよび第2カメラ11bが設けられている。
前記第1カメラ11aおよび第2カメラ11bは、塗装表面90における照射光の明暗パターンの明部80aと暗部80bとの繰り返し方向に、所定の間隔を隔てて配置されている。
That is, the
The
図12に示すように、前記第1カメラ11aと第2カメラ11bとの間隔Wは、各第1・第2カメラ11a・11bにて塗装表面90のある注目点Nを捉えたときに、その注目点Nの前記スリット15上での写り込み位置N1・N2の何れか一方が、必ずスリット15の明部15aおよび暗部15b(すなわち前記撮像画像80の明部80aに相当する位置または暗部80bに相当する位置)に存在するような寸法に設定されている。
As shown in FIG. 12, the distance W between the
例えば、図13に示すように、前記写り込み位置N1・N2の間隔Poが、交互に配置されるスリット15の明部15aと暗部15bとの繰り返しピッチPと同じになるように、前記第1カメラ11aと第2カメラ11bとの間隔Wを設定すると、前記写り込み位置N1・N2の両方がスリット15の明部15aと暗部15bとの境界部15c(すなわち前記撮像画像80の境界部80cに相当する位置)に位置する場合がある。
For example, as shown in FIG. 13, the first Po is such that the interval Po between the reflection positions N1 and N2 is the same as the repetition pitch P between the
また、図14に示すように、前記写り込み位置N1・N2の間隔Poが、スリット15における明部15aの幅寸法Paまたは暗部15bの幅寸法Pbと同じになるように、前記第1カメラ11aと第2カメラ11bとの間隔Wを設定すると、前記写り込み位置N1・N2の両方がスリット15の明部15aと暗部15bとの境界部15c(すなわち前記撮像画像80の境界部80cに相当する位置)に位置する場合がある(図14には前記間隔Poが明部15aの幅寸法Paと同じ場合を示している)。
なお、スリット15の明部15aの幅寸法Paと暗部15bの幅寸法Pbとが同じに形成されている場合、明部15aの幅寸法Paおよび暗部15bの幅寸法Pbは、それぞれ前記繰り返しピッチPの半分の寸法(1/2P)となる。
Further, as shown in FIG. 14, the
In addition, when the width dimension Pa of the
従って、本例の表面検査装置1においては、前述のように、前記写り込み位置N1・N2の間隔Poが、繰り返しピッチPと同じになったり、明部15aの幅寸法Paや暗部15bの幅寸法Pbと同じになったりする間隔Wを避けて前記第1カメラ11aと第2カメラ11bとを配置している。
なお、前記第1カメラ11aと第2カメラ11bとは、前記写り込み位置N1・N2の間隔Poが、繰り返しピッチPのK倍(Kは整数)となる間隔Wも避けて配置される。
Therefore, in the
The
つまり、第1カメラ11aおよび第2カメラ11bは、前記写り込み位置N1・N2の両方が、前記スリット15の明部15aおよび暗部15bの境界部15c(すなわち前記撮像画像80の境界部80cに相当する位置)に存在することとなる間隔Wを避けて配置され、該写り込み位置N1・N2の何れか一方が、必ずスリット15の明部15aおよび暗部15b(すなわち前記撮像画像80の明部80aに相当する位置または暗部80bに相当する位置)に存在するように構成されている。
That is, in the
また、前記カメラ11から塗装表面90までの距離をL1、塗装表面90からスリット15までの距離をL2とすると、前記間隔Poは、
Po=(L2×W)/L1
の式により求めることができるが、前記距離L1、距離L2、および間隔Wは、前記間隔Poが、前記繰り返しピッチPおよび繰り返しピッチPのK倍(Kは整数)、ならびに明部15aの幅寸法Paおよび暗部15bの幅寸法Pbと同じにならないように設定される。
When the distance from the
Po = (L2 × W) / L1
The distance L1, the distance L2, and the interval W can be obtained by the following equation: the interval Po is the repetition pitch P and K times the repetition pitch P (K is an integer), and the width dimension of the
前記間隔Wは、明部15aの幅寸法Paと暗部15bの幅寸法Pbとが同じに形成されている場合等には、例えば前記写り込み位置N1・N2の間隔Poが、前記繰り返しピッチPの1/4や3/4の大きさとなるように(つまり、Po=(1/4)PやPo=(3/4)Pとなるように)設定される。
このように設定をすることで、前記写り込み位置N1・N2の両方がスリット15の明部15aと暗部15bとの境界部15cに位置することがなく、例えば図15示すように、一方の第1カメラ11aの撮像画像80における明部80aと暗部80bとの境界部80cに、ぶつ91に基づく欠陥暗部80dが位置していたときには、他方の第2カメラ11bの撮像画像80においては、ぶつ91に基づく欠陥暗部80d(または欠陥明部)は明部80a(または暗部80b)に位置することとなる(ぶつ91等の欠陥の存在に基づいて撮像画像80上に生じるコントラストは、暗部80bに位置しているときには明部となる)。
For example, when the width dimension Pa of the
By setting in this way, both the reflection positions N1 and N2 are not located at the
本例の表面検査装置1では、第1カメラ11aおよび第2カメラ11bにより同時に撮像された塗装表面90の撮像画像80・80がそれぞれ画像処理装置50に入力され、該画像処理装置50では、前記欠陥暗部80d(または欠陥明部)が明部80a(または暗部80b)に位置している側の撮像画像80を適宜選択した上で、前述のような平滑化処理、微分処理、および2値化処理といった画像処理を施して、ぶつ91等の欠陥の検出が行われる。
In the
なお、本例ではカメラ11として複数の第1カメラ11aおよび第2カメラ11bを用いて、複数の箇所から撮像した撮像画像80・80を得るように構成しているが、カメラ11として1台のカメラのみを用いて、ある箇所から塗装表面90を撮像した後に、前記移動ロボット60によりカメラ11の位置を移動させて、塗装表面90の同じ場所を、移動後の箇所から撮像することにより、複数の箇所から撮像した撮像画像80・80を得ることも可能である。
また、カメラ11による撮像は2箇所から行うことに限るものではなく、3箇所以上から撮像した塗装表面90の撮像画像を画像処理装置50に入力するように構成することもできる。
In this example, a plurality of
In addition, the imaging by the
このように、本例の表面検査装置1においては、塗装表面90からの反射光を複数の箇所から撮像可能に構成しているので、例えば一方の撮像画像80において前記欠陥暗部80dが明部80aと暗部80bとの境界部80cに位置していたとしても、他の撮像画像80における欠陥暗部80dが前記明部80a(欠陥明部の場合は暗部80b)に位置することが期待でき、ぶつ91等の欠陥の有無を適切に検出することが可能となる。
Thus, in the
特に、本表面検査装置1では、少なくとも何れか一つの撮像位置にて撮像した撮像画像に存在する欠陥暗部80dが、明暗パターンの境界部80cにかからない場所に位置するように前記間隔Wの値を設定しているので、少なくとも一つの撮像画像80における欠陥暗部80dが、必ず前記明部80a(欠陥明部の場合は暗部80b)に位置することとなり、確実にぶつ91等の欠陥の有無を検出することが可能となっている。
In particular, in the
1 表面検査装置
10 検査ヘッド
11 カメラ
11a レンズ
12 照射部
13 光源
14 拡散板
15 スリット
16 ハーフミラー
20 光源制御装置
30 カメラコントローラー
40 レンズ絞り制御装置
50 画像処理装置
51 平滑化処理部
52 微分処理部
53 2値化処理部
60 移動ロボット
61 ロボット制御盤
80 撮像画像
80a (明暗パターンの)明部
80b (明暗パターンの)暗部
80c (明暗パターンの)明部と暗部との境界部
80d (ぶつの存在に基づく)暗部
90 塗装表面
91 ぶつ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、
前記画像処理装置は、前記撮像画像を微分処理する微分処理部と、微分処理後の撮像画像を2値化処理する2値化処理部とを備える、
ことを特徴とする表面検査装置。 A light / dark pattern is formed, and an irradiation unit that irradiates a surface to be inspected with diffused light having a gradation of lightness at a boundary between a light part and a dark part in the light / dark pattern;
An imaging unit that images reflected light reflected by the surface of the inspection object;
An image processing device that detects a defect on the inspection target surface by performing image processing on a captured image captured by the imaging unit;
The image processing apparatus includes a differentiation processing unit that performs differentiation processing on the captured image, and a binarization processing unit that performs binarization processing on the captured image after differentiation processing.
A surface inspection apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の表面検査装置。 The irradiation unit includes a light source that emits light, a diffusion plate that diffuses the light, and a slit that imparts a gradation pattern with gradation to the diffused light that has passed through the diffusion plate.
The surface inspection apparatus according to claim 1.
前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、
前記撮像部は、検査対象表面からの反射光を複数の箇所から撮像可能であり、
前記画像処理装置は、前記撮像画像を微分処理する微分処理部と、微分処理後の撮像画像を2値化処理する2値化処理部とを備える、
ことを特徴とする表面検査装置。 An irradiation unit that irradiates the surface to be inspected with diffused light that forms a bright and dark pattern, and
An imaging unit that images reflected light reflected by the surface of the inspection object;
An image processing device that detects a defect on the inspection target surface by performing image processing on a captured image captured by the imaging unit;
The imaging unit can capture reflected light from the surface to be inspected from a plurality of locations,
The image processing apparatus includes a differentiation processing unit that performs differentiation processing on the captured image, and a binarization processing unit that performs binarization processing on the captured image after differentiation processing.
A surface inspection apparatus characterized by that.
少なくとも何れか一つの撮像位置にて撮像した画像に存在する欠陥が、明暗パターンの境界部にかからない場所に位置するように設定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の表面検査装置。 The distance between a plurality of imaging positions in the imaging unit is
Set so that the defect present in the image captured at at least one of the imaging positions is located in a place that does not cover the boundary of the light and dark pattern.
The surface inspection apparatus according to claim 3.
前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、
前記照射部は、前記拡散光をストロボ発光し、
前記撮像部は、前記照射部でのストロボ発光に同期して反射光の撮像を行う、
ことを特徴とする表面検査装置。 An irradiation unit that irradiates the surface to be inspected with diffused light that forms a bright and dark pattern, and
An imaging unit that images reflected light reflected by the surface of the inspection object;
An image processing device that detects a defect on the inspection target surface by performing image processing on a captured image captured by the imaging unit;
The irradiation unit strobes the diffused light,
The imaging unit performs imaging of reflected light in synchronization with strobe emission in the irradiation unit,
A surface inspection apparatus characterized by that.
前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、
前記撮像部は、撮像時の焦点位置を調節可能に構成され、前記撮像時の焦点位置を検査対象表面からずらした位置に調節する、
ことを特徴とする表面検査装置。 An irradiation unit for irradiating light on the surface to be inspected;
An imaging unit that images reflected light reflected by the surface of the inspection object;
An image processing device that detects a defect on the inspection target surface by performing image processing on a captured image captured by the imaging unit;
The imaging unit is configured to be capable of adjusting a focal position at the time of imaging, and adjusts the focal position at the time of imaging to a position shifted from the inspection target surface.
A surface inspection apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか一項に記載の表面検査装置。
The surface to be inspected is a painted surface to which a paint is applied,
The surface inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein:
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011027734A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-10 | Byk-Gardner Gmbh | Device for inspection of textured surface |
JP2011232192A (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Arc Harima Co Ltd | Surface texture measurement device and surface texture measurement method |
JP2011237392A (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Toyota Motor Corp | Defect detection method and defect detection device |
US8224060B2 (en) | 2008-10-10 | 2012-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Image processing method, paint inspection method and paint inspection system |
WO2013118898A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 株式会社小糸製作所 | Illuminating apparatus for inspection |
KR20180127204A (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-28 | 파스포드 테크놀로지 주식회사 | Semiconductor manufacturing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
CN109085172A (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-25 | 佳能株式会社 | Image acquisition equipment and image acquiring method |
JP2019002762A (en) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | Image processing device and method |
CN109724982A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 佳能株式会社 | Image generating method, video generation device and method is determined using its defect |
CN110501343A (en) * | 2019-08-23 | 2019-11-26 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | Light supply apparatus, detection method of surface flaw and device |
CN112255246A (en) * | 2020-08-31 | 2021-01-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | Novel optical imaging system and method for detecting surface defects of lithium battery pole plate |
JP7370023B1 (en) | 2022-08-05 | 2023-10-27 | 株式会社レイマック | Inspection equipment and inspection method |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT201700077459A1 (en) | 2017-07-10 | 2019-01-10 | Tekno Idea Srl | DEVICE AND PROCEDURE FOR DETECTION OF SURFACE DEFECTS |
JP7157355B1 (en) | 2021-06-04 | 2022-10-20 | ダイキン工業株式会社 | Evaluation method, evaluation device and computer program |
CN116106330B (en) * | 2023-04-17 | 2023-06-20 | 武汉名杰模塑有限公司 | Automobile bumper paint defect detection device and detection method thereof |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0373831A (en) * | 1989-05-19 | 1991-03-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Device for inspecting defect |
JPH0662407A (en) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Asia Kosoku Kk | Method and device for binarizing surface condition using defocused image |
JPH0979988A (en) * | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Nissan Motor Co Ltd | Surface defect inspecting device |
JPH10318938A (en) * | 1997-05-20 | 1998-12-04 | Nissan Motor Co Ltd | Surface-inspection apparatus |
JP2002116015A (en) * | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Apparatus and method for detection of defect |
JP2006292412A (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Murakami Corp | Surface inspection system, surface inspection method and substrate manufacturing method |
JP2007040923A (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Jfe Galvanizing & Coating Co Ltd | Method and detector for detecting surface defect |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3189588B2 (en) * | 1994-09-14 | 2001-07-16 | 日産自動車株式会社 | Surface defect inspection equipment |
JPH09105724A (en) * | 1995-08-04 | 1997-04-22 | Kobe Steel Ltd | Surface inspection device |
JP2001338280A (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Three-dimensional space information input device |
JP2002131238A (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-09 | Honda Motor Co Ltd | Visual inspection apparatus |
-
2007
- 2007-03-29 JP JP2007088762A patent/JP2008249397A/en active Pending
-
2008
- 2008-03-28 WO PCT/JP2008/056739 patent/WO2008123604A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0373831A (en) * | 1989-05-19 | 1991-03-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Device for inspecting defect |
JPH0662407A (en) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Asia Kosoku Kk | Method and device for binarizing surface condition using defocused image |
JPH0979988A (en) * | 1995-09-11 | 1997-03-28 | Nissan Motor Co Ltd | Surface defect inspecting device |
JPH10318938A (en) * | 1997-05-20 | 1998-12-04 | Nissan Motor Co Ltd | Surface-inspection apparatus |
JP2002116015A (en) * | 2000-10-05 | 2002-04-19 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Apparatus and method for detection of defect |
JP2006292412A (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Murakami Corp | Surface inspection system, surface inspection method and substrate manufacturing method |
JP2007040923A (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Jfe Galvanizing & Coating Co Ltd | Method and detector for detecting surface defect |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8224060B2 (en) | 2008-10-10 | 2012-07-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Image processing method, paint inspection method and paint inspection system |
JP2011027734A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-10 | Byk-Gardner Gmbh | Device for inspection of textured surface |
JP2011232192A (en) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Arc Harima Co Ltd | Surface texture measurement device and surface texture measurement method |
JP2011237392A (en) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Toyota Motor Corp | Defect detection method and defect detection device |
WO2013118898A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 株式会社小糸製作所 | Illuminating apparatus for inspection |
CN108962784A (en) * | 2017-05-18 | 2018-12-07 | 捷进科技有限公司 | The manufacturing method of semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor devices |
KR20180127204A (en) * | 2017-05-18 | 2018-11-28 | 파스포드 테크놀로지 주식회사 | Semiconductor manufacturing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
KR102104936B1 (en) * | 2017-05-18 | 2020-04-27 | 파스포드 테크놀로지 주식회사 | Semiconductor manufacturing apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
CN109085172A (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-25 | 佳能株式会社 | Image acquisition equipment and image acquiring method |
JP2019002762A (en) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | キヤノン株式会社 | Image processing device and method |
US10740890B2 (en) | 2017-06-14 | 2020-08-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus, method, and storage medium |
CN109724982A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-07 | 佳能株式会社 | Image generating method, video generation device and method is determined using its defect |
CN110501343A (en) * | 2019-08-23 | 2019-11-26 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | Light supply apparatus, detection method of surface flaw and device |
CN112255246A (en) * | 2020-08-31 | 2021-01-22 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | Novel optical imaging system and method for detecting surface defects of lithium battery pole plate |
JP7370023B1 (en) | 2022-08-05 | 2023-10-27 | 株式会社レイマック | Inspection equipment and inspection method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008123604A1 (en) | 2008-10-16 |
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