JP2008249397A - Surface inspection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems having the tendency wherein, in a conventional surface inspection device, an inspection visual field of the surface inspection device is required to be miniaturized greatly when a painted surface is a curved surface, and inspection of a wide range on the painted surface requires a long time, and a heavy load is required in an image processing part of the surface inspection device, to thereby elongate a processing time. <P>SOLUTION: The surface inspection device 1 includes an irradiation part 12 on which a light/dark pattern is formed, for irradiating the painted surface 90 with diffused light having gradation of lightness on a boundary part between a light part and a dark part in the light/dark pattern; a camera 11 for imaging reflected light reflected by the painted surface 90; and an image processing device 50 for detecting a defect 91 on the painted surface 90 by performing image processing of a taken image 80 imaged by an imaging part. The image processing device 50 includes a differential processing part 52 for performing differential processing of the taken image 80, and a binarization processing part 53 for performing binarization processing of the taken image 80 after differential processing. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

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。
特開平１１−６３９５９号公報 Conventionally, as a device for inspecting defects such as "bumps" that occur on the painted surface of the body of an automobile, by illuminating the painted surface, imaging the reflected light of the irradiated light, and processing the captured image, An apparatus for detecting a change in brightness occurring in a defective part such as a bump is known.
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 Patent Document 1, in order to detect a defective portion such as a bump by irradiating light on the coating surface, a light / dark pattern is also given to the light irradiated on the coating surface.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-63959

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 bump 191 formed on the surface is scattered outward and does not return to the camera 110 disposed above (the locus shown by the dotted line in FIG. 16 is scattered outward). When the painted surface 190 of the portion where the bump 191 is present is imaged by the camera 110, an image can be obtained in which the portion of the bump 191 becomes a dark portion and the other painted surface 190 becomes a bright portion. it can. This
The bump 191 can be detected separately from the other painted surface 190.
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 coating surface 190 in this manner, and the collision 191 is appropriately detected. As shown, when the width dimension Wa of the light source 120 is increased to increase the light irradiation range, the detection capability of the hit 191 is reduced.

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 light source 120, the light irradiated from a position away from the bump 191 is reflected by the slope of the bump 191. Is reflected substantially perpendicularly and is incident on the camera 110, that is, the light wraps around the portion where the bump 191 is present from all directions, and the coating surface 190 including the portion of the bump 191 is generally regarded as a bright portion. This makes it difficult to detect the hit 191 as a feature point.
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 light source 120, the light irradiated on the coating surface 190 is reflected substantially vertically and enters the camera 110, but is slightly separated from the central portion. The light reflected at the position escapes to the outside (when the coating surface 190 is a convex curved surface) and does not enter the camera 110, so that the specularly reflected reflected light is incident on the camera 110. The range (viewing field) becomes very small.
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 bright portions 170a having high brightness and the dark portions 170b having low brightness appear alternately in a line shape, and the bump 191 exists in the region of the bright portion 170a, and the shape of the bump 191. Appears as a dark part 170c.
In this case, the brightness changes abruptly at the boundary between the bright part 170a, the dark part 170b, and the dark part 170c, and image processing is performed so as to detect the hit 191 using the change in brightness.

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 surface 190 with the camera 110. The bright portion 170a and the dark portion 170b form a line-shaped light / dark pattern, and the shape of the bump 191 exists as the dark portion 170c on the bright portion 170a.
The reflected light on the coating surface 190 is imaged by the camera 110 to obtain the image shown in FIG. 20A, and then the image shown in FIG. 20B is obtained by differentiating the image.
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 bright part 170a, dark part 170b, and dark part 170c in FIG. 20A, the portions corresponding to these parts in FIG. It has been. In addition, the boundary between the bright part 170a and the dark part 170b and the boundary between the bright part 170a and the dark part 170c are shown in white because the change in brightness is abrupt.
The white portion corresponding to the boundary portion between the bright portion 170a and the dark portion 170b is formed in a line shape, and the white portion corresponding to the boundary portion between the bright portion 170a and the dark portion 170c is formed in an annular shape.

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 bump 191, so The line-shaped white portion is removed by image processing.
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 hit 191. An image as shown in FIG. 20C is obtained, and the hit 191 is detected based on the image shown in FIG.

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 bump 191 are mixed (the state shown in FIG. 20B), the line-shaped white portion is removed to detect the presence of the bump 191. Therefore, the image processing unit in the surface inspection apparatus has a large burden, and the image processing unit is required to have high image processing capability and the processing time tends to be long. .

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 hit 91 can be detected. As a result, the burden of image processing can be reduced as compared with the conventional case, and the inspection processing time can be shortened while suppressing the image processing capability of the image processing apparatus.

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 surface inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 irradiates a coating surface 90 that is an inspection symmetric surface with light, captures reflected light of the irradiated light, and performs image processing on the captured image, thereby causing defects such as bumps. The inspection head 10 of the surface inspection apparatus 1 is a partial detection device. The inspection head 10 includes an irradiation unit 12 that irradiates light on the coating surface 90, a camera 11 that functions as an imaging unit that images reflected light from the coating surface 90, and a half And a mirror 16.
The irradiation unit 12 includes a light source 13 that is a light emitting unit such as an LED, a diffusion plate 14 that uses light generated by the light source 13 as diffusion light, and a light and dark pattern with gradation on the diffusion light that has passed through the diffusion plate 14. The slit 15 to provide is provided.

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 surface inspection apparatus 1 controls a light source control device 20 that controls light emission of the light source 13 of the irradiation unit 12, a camera controller 30 that controls imaging of the camera 11, and a diaphragm of the lens 18 of the camera 11. A lens aperture control device 40, an image processing device 50 that performs image processing of a captured image captured by the camera 11, a mobile robot 60 that moves the inspection head 10, and the like, and controls the movement of the mobile robot 60. And a robot control panel 61.

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 light source 13 of the irradiating unit 12 is diffused by passing through the diffuser plate 14 to become diffused light, and then passes through the slit 15 to thereby diffuse light having a gradation pattern with gradation. Become.
From the irradiating unit 12, diffused light having a gradation pattern with gradation is irradiated in a substantially horizontal direction, and the irradiated light is reflected substantially vertically downward by the half mirror 16, and the coating is performed. The surface 90 is irradiated.
The light applied to the painted surface 90 is reflected substantially vertically upward by the painted surface 90 and is imaged by the camera 11.

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 image 80 of the reflected light of the light irradiated on the coating surface 90 is a vertically striped image in which line-shaped bright portions 80 a and line-shaped dark portions 80 b are alternately arranged. It is light having a light and dark pattern, and the boundary portion 80c between the light portion 80a and the dark portion 80b has a gradation in which the lightness gradually changes from the light portion 80a to the dark portion 80b (or from the dark portion 80b to the light portion 80a). Is formed.
Further, in the center bright portion 80a in the captured image 80, there is a substantially circular defect dark portion 80d caused by the bump 91 existing on the painted surface 90.

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 boundary 80c, the lightness gradually changes in the direction from the bright part 80a to the dark part 80b (or from the dark part 80b to the bright part 80a) of the boundary part 80c. In the graph shown in FIG. 2, the curve indicating the change in brightness at the boundary portion 80c between the dark portion 80b and the bright portion 80a is inclined.
On the other hand, the change in brightness at the boundary between the defective dark portion 80d caused by the bump 91 and the surrounding bright portion 80a is abrupt. In the graph shown in FIG. 2, the boundary portion between the defective dark portion 80d and the bright portion 80a is changed. The curve indicating the change in brightness changes almost vertically.

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 image 80 captured by the camera 11 is input to the image processing device 50, and the image processing device 50 performs image processing to detect the presence or absence of the hit 91.
The image processing device 50 includes a smoothing processing unit 51 that smoothes the captured image 80, a differential processing unit 52 that performs differential processing on the captured image 80, and a binarization processing unit that performs binarization processing on the captured image 80. 53.

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 coating surface 90 is a curved surface, the light irradiated from the irradiation unit 12 is configured as diffused light, so that the inspection visual field in the surface inspection apparatus 1 is configured to be large. Can do.
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 camera 11 and the inspection visual field can be enlarged.

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 coating surface 90 is comprised by diffused light and the light and dark pattern is provided, even if it enlarges the irradiation range (inspection visual field) of light The bump 91 can be detected with high accuracy.
That is, for example, when the bump 91 exists in the bright part of the irradiation light, the dark part pattern located on both sides of the bright part is imprinted on the inclined surface of the bump 91 and captured by the camera 11. Since the irradiation light is reflected immediately above the painted surface 90 around the image 91 and is captured by the camera 11, the hitting 91 can be characteristically captured in the captured image 80 (in this example, the bright portion 80 a It can be understood as a defect dark portion 80d existing in the inside).
In FIG. 4, a straight line indicates a path of light emitted from the irradiation unit 12, and a dotted line indicates a path of the dark part 80 b by the slit 15.

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 surface inspection apparatus 1, the coating surface 90 is irradiated with diffused light to which a bright and dark pattern is applied. Therefore, regardless of whether the coating surface 90 is a flat surface or a curved surface, It is possible to detect defects such as the bump 91 with high accuracy while securing the irradiation range (inspection visual field).

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 surface inspection apparatus 1 configured as described above, the collision 91 is detected as follows.
First, the irradiation unit 12 irradiates the paint surface 90 with diffused light having a gradation pattern with gradation, and the camera 11 captures the reflected light on the paint surface 90.
FIG. 5 shows a captured image 80 that has not yet undergone image processing. In the captured image 80 of FIG. 5, noise 80e is present in addition to the bright portion 80a, the dark portion 80b, the boundary portion 80c, and the defective dark portion 80d due to the hit 91.

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 noise 80e is caused by dust adhering to the painted surface 90, metallic or mica contained in the paint applied to the painted surface 90, and darkness occurs in the bright part 80a and the dark part 80b of the captured image 80. Therefore, the noise 80e appears as a dark part in the bright part 80a, and the noise 80e appears as a bright part in the dark part 80b.
Therefore, in the surface inspection apparatus 1, the captured image 80 captured by the camera 11 is input to the image processing apparatus 50, and the captured image 80 is smoothed by the smoothing processing unit 51 of the image processing apparatus 50. , Noise 80e is removed.
FIG. 6 shows a captured image 80 from which the noise 80e has been removed by performing the smoothing process.

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 differential processing unit 52 of the image processing device 50 on the captured image 80 on which the smoothing processing shown in FIG. 6 has been performed.
The captured image 80 that has been subjected to the differentiation process appears blacker as the brightness change is smaller in the captured image 80 before the differentiation process, and appears whiter as the brightness change increases.
Therefore, in the case of this example, since the brightness portion 80a and the dark portion 80b before performing the differentiation process do not change in brightness, as shown in FIG. 7, in the captured image 80 after the differentiation process, the light portion 80a. And the part corresponding to the dark part 80b appears in black.

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 boundary portion 80c has a gradual change in brightness, a portion corresponding to the boundary portion 80c appears in an intermediate color (gray) between black and white.
Furthermore, since the defect dark portion 80d based on the bump 91 has no change in brightness, the portion corresponding to the defect dark portion 80d appears black, and the boundary between the defect dark portion 80d and the bright portion 80a has a sharp change in brightness. Therefore, a portion corresponding to the boundary portion appears white.
In this way, in the captured image 80 that has been subjected to the differentiation process, the portion corresponding to the boundary portion 80c appears in gray, and the portion corresponding to the boundary portion between the defect dark portion 80d and the bright portion 80a based on the bump 91 appears in white. Other than that, it appears black.

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 binarization processing unit 53 of the image processing device 50 performs binarization processing on the captured image 80 subjected to the differentiation processing, in which each part of the captured image 80 is expressed by either white or black.
In this case, the threshold value of white and black is higher than the brightness of the portion corresponding to the boundary portion 80c (the gray portion in the captured image 80 after the differentiation process), and the defect dark portion 80d based on the bump 91 is obtained. Is set to a value smaller than the brightness of the portion corresponding to the boundary between the light portion 80a and the bright portion 80a (white portion in the captured image 80 after the differentiation process).

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 image 80 that has been subjected to the differentiation process, as shown in FIG. 8, a portion corresponding to the boundary between the defect dark part 80d and the bright part 80a based on the bump 91 appears in white. The other parts (the parts corresponding to the bright part 80a, the dark part 80b, the boundary part 80c, and the dark part 80d) appear black, and correspond to the boundary part between the defective dark part 80d and the bright part 80a appearing white. The presence of the hit 91 can be detected depending on the location.

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 surface inspection apparatus 1, the coating surface 90 is irradiated with diffused light having a gradation pattern with gradation, and differential processing is performed on the captured image 80 of the coating surface 90 captured by the camera 11. By performing the binarization process, the hit 91 can be detected.

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 surface inspection apparatus 1 can detect the collision 91 by performing the binarization process immediately after the differentiation process as described above, and can reduce the burden of image processing compared to the conventional case. Thus, the inspection processing time can be shortened while suppressing the image processing capability of the image processing apparatus 50.
The surface inspection apparatus 1 can detect the presence or absence of defects such as bumps on the painted surface by making the painted surface of the vehicle body in an automobile an inspection symmetrical surface, and can improve the inspection accuracy of the painted surface.

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 coating surface 90 includes a light source 13 composed of LEDs and the like, a diffuser plate 14 that uses the light generated by the light source 13 as diffused light, Since it is configured to be generated by the irradiating unit 12 including the slit 15 for imparting a light-and-dark pattern with gradation to the diffused light that has passed through the diffusion plate 14, a light-and-dark pattern with gradation can be formed with a simple and inexpensive structure. It is possible to obtain diffused light.

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 surface inspection apparatus 1 of the present example, the light / dark pattern of the slit 15 is configured as a slit-like pattern in which line-shaped bright portions 80a and dark portions 80b are alternately arranged. A pattern in which the dark parts 80b are arranged in a lattice pattern, a pattern in which the polka dots 80b are dispersed in the ground pattern of the bright parts 80a (or the polka dots of the bright parts 80a are dispersed in the ground pattern of the dark parts 80b), etc. Other patterns may be used, and the pattern shape is not particularly limited.

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 surface inspection apparatus 1, when the painted surface 90 irradiated with light from the irradiation unit 12 is imaged by the camera 11, the depth of the subject is increased as follows to detect the collision 91. Improvement and stabilization.

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 surface inspection apparatus 1 is configured to irradiate the coating surface 90 with light from the irradiation unit 12 using the half mirror 16, and reaches the camera 11 from the irradiation unit 12 via the coating surface 90. The light path (path indicated by a dotted line in FIG. 1) is longer than the light path (path indicated by a one-dot chain line in FIG. 1) between the camera 11 and the coating surface 90. ing.

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 camera 11 to the coating surface 90 is different from the distance to the irradiation unit, and the camera 11 is focused on the coating surface 90, if the subject depth of the camera 11 is shallow, the irradiation unit The 12 slits 15 are not in focus, and the light / dark pattern of the slits 15 cannot be transferred to the camera 11.
In such a state, only the image of the painted surface 90 affected by the diffuse reflection component can be captured, and it is difficult to obtain contrast with other portions of the defective portion such as the bump 91. The defective portion cannot be detected with high accuracy.
On the other hand, when the subject depth of the camera 11 is deep, focusing on the painting surface 90 can bring the subject into focus from the painting surface 90 to the slit 15. As a result, the brightness / darkness pattern of the slit 15 is clearly reflected in the camera 11 and sufficient contrast can be obtained with respect to other portions of the defective portion such as the bump 91. Detection can be performed.

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 surface inspection apparatus 1, in order to increase the subject depth, imaging by the camera 11 is performed as follows.
Under the control of the robot control panel 61, the mobile robot 60 moves the inspection head 10 to a location to be imaged on the painted surface 90.
When the mobile robot 60 reaches a place to be imaged, the robot control panel 61 outputs a trigger signal to the light source control device 20.
The light source control device 20 to which the trigger signal is input outputs a light emission command to the light source 13 and simultaneously outputs a trigger signal to the camera controller 30.
The camera controller 30 to which the trigger signal is input outputs an imaging command to the camera 11.

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 light source 13 to which the light emission command from the light source control device 20 is input emits light, and the camera 11 to which the imaging command from the camera controller 30 is input operates the shutter to image the reflected light from the coating surface 90.
In this case, the light source 13 emits strobe light that is emitted for a short time with a large amount of light, and the camera 11 performs an imaging operation in synchronization with the light emission operation of the light source 13.
Further, the lens aperture of the lens 11 of the camera 11 is appropriately adjusted by the camera lens aperture device 40 according to the light emission conditions of the light source 13 and the like before the camera 11 starts the imaging operation.
Furthermore, the exposure time of the camera 11 at the time of imaging is appropriately adjusted by the camera controller 30 according to the color of the painted surface 90 and the like.
The captured image captured by the camera 11 is transferred to the image processing apparatus 50, and the image processing is performed on the captured image as described above.

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 light source 13 to emit light instantaneously and perform imaging by the camera 11, the duty ratio of energization in the light source 13 can be reduced, and a large current is generated when the light source 13 emits light. It is possible to brighten the light emitted by flowing.
By brightening the light emitted from the light source 13, the aperture of the lens 18 of the camera 11 can be reduced, and the depth of the subject can be increased.
Thus, the camera 11 can more clearly capture the bright and dark pattern of the slit 15 together with the paint surface 90, and when the captured image is image-processed, the portion where the bump 91 exists can be detected with high accuracy. Is possible.

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 unit 12 with strobe light is diffused light having a gradation with a light and dark pattern with gradation, but the light emitted from the irradiation unit 12 with a light and dark pattern without gradation is described. Even when the diffused light is used, the illuminating unit 12 emits strobe light, and the camera 11 captures reflected light in synchronization with the strobe light emitted from the irradiating unit 12, so that the subject depth of the camera 11 is reduced. It is possible to deepen.

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 surface inspection apparatus 1, when the coating surface 90 irradiated with the light from the irradiation part 12 is imaged with the camera 11, when the camera 11 is focused on the coating surface, as shown in FIG. , Noise 80e, 80e,... Caused by dust attached to the paint surface 90, metallic or mica contained in the paint, and the like appear.
If the noise 80e, 80e,... Described above occurs in the captured image, the bright portion 80a and the dark portion 80b of the captured image 80 may be shaded and may be mistaken as a defective portion such as the bump 90. 80e is preferably removed.
Therefore, in the above-described example, the noise 80e is removed by smoothing the captured image. However, the noise 80e can be more reliably removed by configuring the surface inspection apparatus 1 as follows.

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 painting surface 90 are obtained by shifting the focus of the camera 11 from the painting surface 90 toward the camera 11 by a predetermined distance and imaging the painting surface 90 with the camera 11. It is possible to remove noise 80e components having large contrast such as metallic and mica contained in the captured image.
In this case, the distance for shifting the focus of the camera 11 from the painting surface 11 to the camera 11 side is set to, for example, about 10% to 20% of the distance between the camera 11 and the painting surface 90.

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 processing unit 51 of the image processing device 50 performs the smoothing process on the captured image 80 that is captured with the focus shifted from the coating surface 90, so that the noise 80e can be more reliably removed. The accuracy of detecting defects such as the bump 91 can be improved.

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 noise 80e by shifting the focus of the camera 11 from the coating surface 90 and imaging is applied when imaging the reflected light of the diffused light having a gradation pattern with gradation on the coating surface 90. Needless to say, the present invention can also be applied to imaging diffused light of a bright / dark pattern that does not have gradation, diffused light that does not have a bright / dark pattern, or reflected light of the parallel light on the coating surface 90.

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 coating surface 90 is taken by the surface inspection apparatus 1 shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 10, the defect dark part 80d based on the bump 91 is a bright part 80a and a dark part 80b of a light / dark pattern. It is difficult to detect the presence of the hit 91 when it is present on the border 90c.
Therefore, the surface inspection apparatus 1 is configured so that the defective dark part 80d existing on the bright part 80a or the dark part 80b of the bright / dark pattern and not on the boundary part 90c can be detected without fail. You can also

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 surface inspection apparatus 1 shown in FIG. 11 is provided with a plurality of first cameras 11a and second cameras 11b as cameras 11 that capture an image of the painted surface 90.
The first camera 11a and the second camera 11b are arranged at a predetermined interval in the repetitive direction of the bright part 80a and the dark part 80b of the bright and dark pattern of the irradiation light on the coating surface 90.

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 first camera 11a and the second camera 11b is obtained when the point of interest N on the paint surface 90 is captured by the first and second cameras 11a and 11b. Either one of the reflected positions N1 and N2 on the slit 15 of the point of interest N is always in the bright portion 15a and dark portion 15b of the slit 15 (that is, the position corresponding to the bright portion 80a of the captured image 80 or the dark portion 80b). The dimension is set to exist at a corresponding position).

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 bright portions 15a and the dark portions 15b of the slits 15 arranged alternately. When the interval W between the camera 11a and the second camera 11b is set, both the reflection positions N1 and N2 are located at the boundary portion 15c between the bright portion 15a and the dark portion 15b of the slit 15 (that is, at the boundary portion 80c of the captured image 80). (Corresponding position).

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 first camera 11a is configured so that the interval Po between the reflection positions N1 and N2 is the same as the width dimension Pa of the bright part 15a or the width part Pb of the dark part 15b in the slit 15. When the interval W between the second camera 11b and the second camera 11b is set, both the reflection positions N1 and N2 correspond to the boundary portion 15c between the bright portion 15a and the dark portion 15b of the slit 15 (that is, the boundary portion 80c of the captured image 80). (The position Po is the same as the width Pa of the bright portion 15a).
In addition, when the width dimension Pa of the bright part 15a of the slit 15 and the width dimension Pb of the dark part 15b are formed to be the same, the width dimension Pa of the bright part 15a and the width dimension Pb of the dark part 15b are respectively the repetitive pitch P. The half dimension (1 / 2P).

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 surface inspection apparatus 1 of this example, as described above, the interval Po between the reflection positions N1 and N2 is the same as the repetition pitch P, the width dimension Pa of the bright part 15a, and the width of the dark part 15b. The first camera 11a and the second camera 11b are disposed so as to avoid an interval W that is the same as the dimension Pb.
The first camera 11a and the second camera 11b are arranged so as to avoid the interval W where the interval Po between the reflection positions N1 and N2 is K times the repetition pitch P (K is an integer).

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 first camera 11a and the second camera 11b, both the reflection positions N1 and N2 correspond to the boundary portion 15c of the bright portion 15a and the dark portion 15b of the slit 15 (that is, the boundary portion 80c of the captured image 80). Is located so as to avoid the interval W that is present at any position, and either one of the reflected positions N1 and N2 is always the bright portion 15a and the dark portion 15b of the slit 15 (that is, the bright portion 80a of the captured image 80). Or a position corresponding to the dark portion 80b).

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 camera 11 to the coating surface 90 is L1, and the distance from the coating surface 90 to the slit 15 is L2, the interval Po is
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 bright portion 15a. It is set not to be the same as Pa and the width dimension Pb of the dark part 15b.

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 bright portion 15a and the width dimension Pb of the dark portion 15b are formed to be the same as each other, the interval Po between the reflection positions N1 and N2 is equal to the repetition pitch P. The size is set to 1/4 or 3/4 (that is, Po = (1/4) P or Po = (3/4) P).
By setting in this way, both the reflection positions N1 and N2 are not located at the boundary 15c between the bright portion 15a and the dark portion 15b of the slit 15, and for example, as shown in FIG. When the defect dark part 80d based on the hit 91 is located at the boundary 80c between the bright part 80a and the dark part 80b in the picked-up image 80 of one camera 11a, the hit 91 in the picked-up image 80 of the other second camera 11b. The defect dark part 80d (or defective bright part) based on the above is located in the bright part 80a (or dark part 80b) (contrast generated on the captured image 80 based on the presence of defects such as the bump 91 is located in the dark part 80b. It ’s bright when you ’re doing).

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 surface inspection apparatus 1 of this example, the picked-up images 80 and 80 of the painted surface 90 simultaneously picked up by the first camera 11a and the second camera 11b are respectively input to the image processing apparatus 50. In the image processing apparatus 50, After appropriately selecting the captured image 80 on the side where the defective dark portion 80d (or defective bright portion) is located in the bright portion 80a (or dark portion 80b), smoothing processing, differentiation processing, and binarization as described above Image processing such as processing is performed to detect defects such as the bump 91.

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 first cameras 11 a and second cameras 11 b are used as the camera 11 so as to obtain captured images 80 and 80 captured from a plurality of locations. After imaging the coating surface 90 from a certain location using only the camera, the position of the camera 11 is moved by the mobile robot 60, and the same location on the painting surface 90 is imaged from the location after the movement. It is also possible to obtain the picked-up images 80 and 80 picked up from the points.
In addition, the imaging by the camera 11 is not limited to being performed from two places, and it may be configured to input captured images of the painted surface 90 captured from three or more places to the image processing apparatus 50.

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 surface inspection apparatus 1 of this example, since the reflected light from the coating surface 90 is configured to be imaged from a plurality of locations, for example, in one captured image 80, the defect dark part 80d is the bright part 80a. Even if it is located at the boundary 80c between the dark portion 80b and the dark portion 80b, it can be expected that the defective dark portion 80d in the other captured image 80 is located in the bright portion 80a (in the case of a defective bright portion, the dark portion 80b). It is possible to appropriately detect the presence or absence of defects such as.

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 surface inspection apparatus 1, the value of the interval W is set so that the defective dark portion 80d existing in the captured image captured at at least one of the imaging positions is located at a location that does not cover the boundary portion 80c of the light / dark pattern. Therefore, the defect dark part 80d in at least one captured image 80 is always located in the bright part 80a (in the case of a defective bright part, the dark part 80b), and the presence or absence of a defect such as the bump 91 is reliably detected. It is possible to do.

表面検査装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a surface inspection apparatus. 照射部から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の撮像画像を示す図である。It is a figure which shows the picked-up image of the diffused light which has the light and dark pattern with the gradation irradiated from an irradiation part. 拡散光を曲面の塗装表面に照射した場合の検査視野を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows a test | inspection visual field at the time of irradiating a diffused light to the curved coating surface. 明暗のパターンが付与された拡散光を大きな範囲で塗装表面に照射した場合のカメラによる撮像状態を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the imaging state with a camera at the time of irradiating the coating surface in the large range with the diffused light to which the pattern of light and dark was provided. まだ画像処理が行われていない撮像画像を示す図である。It is a figure which shows the picked-up image in which image processing is not yet performed. 平滑化処理が行われた撮像画像を示す図である。It is a figure which shows the captured image in which the smoothing process was performed. 微分処理が行われた撮像画像を示す図である。It is a figure which shows the captured image in which the differentiation process was performed. 微分処理が行われた撮像画像を示す図である。It is a figure which shows the captured image in which the differentiation process was performed. カメラのピントを塗装表面からカメラ側に所定距離だけずらした状態の検査ヘッドを示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the test | inspection head of the state which shifted the focus of the camera by the predetermined distance from the coating surface to the camera side. ぶつ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かかった状態で存在して撮像画像を示す図である。It is a figure which shows the picked-up image which exists in the state where the dark part based on the hit | hung was applied to the boundary part of the bright part and dark part of a light-dark pattern. カメラを複数設けた構成の表面検査装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the surface inspection apparatus of the structure which provided multiple cameras. 第１カメラおよび第２カメラの位置関係を示す側面図である。It is a side view which shows the positional relationship of a 1st camera and a 2nd camera. 第１・第２カメラの塗装表面における注目点の、スリット上での写り込み位置の間隔が、交互に配置されるスリットの明部と暗部との繰り返しピッチと同じになるように、前記第１カメラと第２カメラとの間隔を設定した状態を示す側面図である。The first and second cameras are arranged in such a manner that the interval between the reflection positions on the slit of the target point on the paint surface of the first and second cameras is the same as the repetition pitch of the bright and dark portions of the alternately arranged slits. It is a side view which shows the state which set the space | interval of a camera and a 2nd camera. 第１・第２カメラの塗装表面における注目点の、スリット上での写り込み位置の間隔が、交互に配置されるスリットの明部の幅寸法と同じになるように、前記第１カメラと第２カメラとの間隔を設定した状態を示す側面図である。The first camera and the second camera are arranged so that the distance between the reflected positions on the slits of the points of interest on the paint surfaces of the first and second cameras is the same as the width of the bright portion of the alternately arranged slits. It is a side view which shows the state which set the space | interval with 2 cameras. 第１カメラによる撮像画像と第２カメラによる撮像画像とを示す図である。It is a figure which shows the captured image by a 1st camera, and the captured image by a 2nd camera. 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の光の反射経路を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the reflection path | route of the light in the case of detecting the collision of the coating surface using diffuse flat light. 照射範囲を大きくした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の光の反射経路を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the light reflection path | route in the case of detecting the collision of the coating surface using the diffused flat light which enlarged the irradiation range. 曲面に構成される塗装表面のぶつを平行光を用いて検出する場合の光の反射経路を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows the reflection path | route of the light in the case of detecting the collision of the coating surface comprised by a curved surface using parallel light. 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の撮像画像を示す図である。It is a figure which shows the picked-up image at the time of irradiating the coating surface with the light which has a slit-like light-dark pattern. （ａ）は塗装表面に照射した明暗パターンを有する光の反射光をカメラにて撮像して得られた撮像画像に平滑化処理を施した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の撮像画像に対して微分処理を行った状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）の撮像画像に対してライン状の白色部を除去する画像処理、および２値化処理を施した状態を示す図である。(A) is the figure which shows the state which performed the smoothing process to the picked-up image obtained by imaging the reflected light of the light which has the light-dark pattern irradiated to the coating surface with a camera, (b) is the imaging of (a) The figure which shows the state which performed the differentiation process with respect to an image, (c) is the figure which shows the state which performed the image process and the binarization process which remove the line-shaped white part with respect to the captured image of (b) It is.

符号の説明Explanation of symbols

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 SYMBOLS 1 Surface inspection apparatus 10 Inspection head 11 Camera 11a Lens 12 Irradiation part 13 Light source 14 Diffusion plate 15 Slit 16 Half mirror 20 Light source control apparatus 30 Camera controller 40 Lens aperture control apparatus 50 Image processing apparatus 51 Smoothing process part 52 Differentiation process part 53 Binarization processing unit 60 Mobile robot 61 Robot control panel 80 Captured image 80a Bright part 80b (bright / dark pattern) Dark part 80c (Bright / dark pattern) Boundary part 80d (bright and dark pattern) Based on) dark part 90 painted surface 91 bump

Claims (7)

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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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