JPH03111746A - 表面状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、表面に存在するキズ、ごみ、ざらつき、色む
ら（色調の濃淡）等、表面状態を検出する表面状態検出
装置に関する。

［従来の技術］ 従来、表面キズ検出装置として、被検査体の表面にＨｅ
　−Ｎｅレーザー光を照射し、これがキズの凹凸によっ
て、散乱される程度により、表面におけるキズの存在を
検出するものがある。

［発明が解決しようとする課題］ 然しなから、上記従来の光照肚−散乱方式による表面キ
ズ検出装置には、下記■〜■の問題点がある。

■光学系が複雑であり、装置が大型となる。

０表面の凹凸をともなわない色むら等の表面状態は検出
できない。

■検出結果と、人間の目でとらえた感覚が必ずしも一致
しない。

本発明は、コンパクトな装置構成により、色むら等も含
めた表面状態を、人間に近い感覚で検出することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明は、被検査体の表面を撮像する
撮像装置と、撮像装置の撮像結果に基づいて被検査体の
表面状態を検定する検定装置と、検定装置の検定結果を
出力する出力装置とを有して構成される表面状態検出装
置てあっって、検定装置は、撮像装置か撮像した画像デ
ータに対する濃度ヒストグラムｎ　（Ｋ）を求め、該濃
度ヒストクラムｎ　（Ｋ）に対する正規分布に従う各濃
度の理論度数ｇ（に）を求め、上記ヒストグラムｎ（に
）と上記理論度数ｇ　（Ｋ）との差に相当する適合係数
Ｆを求め、該適合係数Ｆを今回検定対象としての表面状
態に対応して予め設定しておいたしきい値データと比較
することにより、被検査体の表面状態を検定するもので
ある。

請求項２に記載の本発明は、前記しきい値データが、同
種表面状態の等級区分に応じて存在するようにしたもの
である。

請求項３に記載の本発明は、前記しきい値データが、各
種表面状態の種類数と同数存在するようにしたものであ
る。

［作用］ 請求項１に記載の本発明によれば、下記■、■の作用が
ある。

■テレビカメラ等の汎用性のある搬像装置を用いて表面
状態を検出でき、装置構成をコンパクトにできる。

０表面の濃度分布状態により表面状態を検出するもので
あるため、色むら等も含めた表面状態を人間に近い感覚
で検出できる。

請求項２に記載の本発明によれば、下記■の作用がある
。

■しきい値αを１つ用いて表面状態を２等級評価（正常
／異常等）するだけでなく、例えばしきい値αを２つ用
いて表面状態を３等級評価（良／可／不可等）すること
もできる。

請求項３に記載の本発明によれば、下記■の作用がある
。

■しきい値αを表面状態の種類（表面あれ、色むら等）
の数（Ｐ）と同数用意することにより、各種表面状態を
検出できる。

［実施例］ 第１図は本発明の検出装置の一例を示すブロック図、第
２図は画像データを示す模式図、第３図は本発明による
異常検出手順を示す流れ図、第４図はヒストグラムと理
論度数の関係を示す模式図である。

表面状態検出装置１は、テレビカメラ１０（撮像装置）
と、検定装置２０と、出力装置３ｏとを有し、被検査体
である例えば熱可塑性発泡体シートの表面の異常の有無
を検査する。

表面状態検出装置１の基本的動作は下記（１）〜（４）
である。

（１）テレビカメラ１０により、発泡体シートの表面を
撮像する。

テレビカメラ１０は、画素単位でサンプリングした多値
画像を検定装置２０に転送する。

（２）検定装置２０は、テレビカメラ１０の撮像データ
をＡ／Ｄ変換機２１で例えば８ビツト（２５６附調）に
て量子化し、ＭＸＮ画素のデジタル画像を作り、これを
画像メモリ２２に入力する。

（３）検定装置２０は、画像メモリ２２に入力された画
像に基づいて、ＣＰＬ１２３により表面の異常の有無を
検定する。

（４）出力装置３０は、検定装置２ｏの検定結果を表示
し、必要により警報を発生せしめる。

尚、撮像装置（１０）としては、テレビカメラの代わり
に、Ｍ個の空間分解能を持つラインセンサを用いても良
く、この場合には、ラインセンサと被検査体とを相対移
動させ、得られるＮ個群のデータを画像メモリに蓄える
。

検定装置２０は、必ずしも画像メモリ２２を用いず、Ａ
／Ｄ′ＲｔＡ器２１の出力データを直接的にＣＰＵ２３
に入力しても良い。

然るに、上記検定装置２０による検定動作は下記■〜■
の如くなされる（第３図参照）。

■ＭＸＮ画素の画像データに対して、濃度ヒストグラム
ｎ　（ｋ）を求める（ｋ：濃度値、ｎ：度数）。

この濃度ヒストグラムｎ　（ｋ）の作成に際しては、被
検査体において予め予想される異常部分の大きさ、或い
はテレビカメラ１０によるサンプリング密度によっては
、検定装置２０に入力されたＭＸＮ画素全てを使わなく
とも、その中のｍＸｎ（９５Ｍ、ｎ≦Ｎ）画素（第２図
（Ａ）参照）や、又例えばＮが偶数の画素（第２図（Ｂ
）参照）のようにＭＸＮ画素の一部を用いても良い。

■ヒストグラムを滑らかにするため各濃度値を隣同士て
平均化する。例えば、濃度値にの度数ｎ’　　（Ｋ）を ｎ′（Ｋ）　”　［ｎ　（ｋ−２）　＋　２　ｎ　（に
−１）＋　３　ｎ　（Ｋ）　＋　２　ｎ　（Ｋ＋１）＋
　ｎ　（ｋ＋２）　］　／　９　　　　　・・・（１）
て置き換える。

■上記平均化した濃度ヒストグラムｎ′（に）に基づき
、その平均値μ、分散σ２を求め、その正規分布Ｎ（μ
、σ２）に従う各濃度の理論度数ｇ（に）を算出する。

Σに−ｎ’（Ｋ） μ　− Σｎ′（Ｋ）　　　　　　　　　　・・・（２）Σｎ’
（Ｋ）　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）■
濃度ヒストグラムｎ′（Ｋ）と理論度数ｇ　（Ｋ）との
差に相当する適合係数Ｆを下記（４）式又は（５）式に
より求める。但し、この適合係数Ｆは、ｇ　（Ｋ）≠０
の濃度値について求め、又（４）式と（５）式において
βビット量子化ならばＬ＝　２　ｆｆ−１である。

ｇ　（Ｋ） ・・・（４） ｇ　（Ｋ）　　　　　　　　　　　　　・−（５）■適
合係数Ｆを今回検定対象としての表面状態に対応して予
め設定しておいたしきい値データαと比較し、 Ｆ≦ａ　　　異常なし・ Ｆ〉α　　　異常あり　　　　　　　・・・（６）と検
定し、結果を出力する。

この時、しきい値データαは、同種表面状態の等級区分
（正常／異常）に応じて１つ存在するものであっても良
いが、等級区分（良／可／不可）に応じて２つ存在する
ものであっても良い。

又、しきい値αは、異常の種類（Ｐ）と同数存在するの
で、 α１≦α２≦・・・≦α２　　　　　・・・（７）なら
ば、今回検出した異常に合わせて α＝α＋（１＝１．・・・、Ｐ）　　　　・・・（８）
と設定すれば良い。そして、各種異常を同時に検出しよ
うとする場合には、今回検出したい各種異常に対応する
各種αＬのうちの最小のαｌを採用すれば足りる。

第４Ｉ２１は発泡体シートについて上記検出装置１によ
り表面の異常を検出した結果である。第４図（Ａ）は良
品の例でありＦくαであり、第４図（Ｂ、）は不良品の
例てありＦ〉αである。尚、第４図において、黒塗り部
分はテレビカメラ１０の画像データに対する平均化した
ヒストグラムｎ”（Ｋ）てあり、白丸部分は各濃度の理
論度数ｇ　（Ｋ）である。

次に、上記実施例の作用について説明する。

■テレビカメラ１０等の汎用性のある撮像装置を用いて
表面状態を検出でき、装置構成をコンパクトにてきる。

又、処理内容か単純であって、表面状態を短時間で検定
でき被検査体の搬送ライン上でも検査を完了てきる。

０表面の濃度分布状態により表面状態を検出するもので
あるため、色むら等も含めた表面状態を、人間に近い感
覚で検出できる。

■しきい値αを１つ用いて表面状態を２等級評価（正常
／異常等）するだけでなく、例えばしきい値αを２つ用
いて表面状態を３等級評価（良／可／不可等）すること
もてきる。

■しきい値αを表面状態の種類（表面あれ、色むら等）
の数（Ｐ）と同数用意することにより、各種表面状態を
検出できる。

尚、本発明は、表面の異常検出のみでなく、清面状態の
等級分類等のために広く利用できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、コンパクトな装置構成に
より、色むら等も含めた表面状態を、入間に近い感覚で
検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検出装置の一例を示すブロック図、第
２図は画像データを示す模式図、第３区・は本発明によ
る異常検出手順を示す流れ図、第４図はヒストグラムと
理論度数の関係を示す模式図である。 １０・・・撮像装置、 ２０・・・検定装置、 ３０・・・出力装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査体の表面を撮像する撮像装置と、撮像装置
   の撮像結果に基づいて被検査体の表面状態を検定する検
   定装置と、検定装置の検定結果を出力する出力装置とを
   有して構成される表面状態検出装置であっって、検定装
   置は、撮像装置が撮像した画像データに対する濃度ヒス
   トグラムｎ（Ｋ）を求め、該濃度ヒストグラムｎ（Ｋ）
   に対する正規分布に従う各濃度の理論度数ｇ（Ｋ）を求
   め、上記ヒストグラムｎ（Ｋ）と上記理論度数ｇ（Ｋ）
   との差に相当する適合係数Ｆを求め、該適合係数Ｆを今
   回検定対象としての表面状態に対応して予め設定してお
   いたしきい値データと比較することにより、被検査体の
   表面状態を検定するものである表面状態検出装置。
2. （２）前記しきい値データが、同種表面状態の等級区分
   に応じて存在する請求項１記載の表面状態検出装置。
3. （３）前記しきい値データが、各種表面状態の種類数と
   同数存在する請求項１又は２記載の表面状態検出装置。