JPH04152254A - 表面状態検査装置 - 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Ｓ淡）等、表面状態を検査する表面状態検査
装置に間する。

［従来の技術］ 従来、表面に存在する異常を検出する装置としては、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザー光を表面に照射し、これかキズ、ゴミ
等の存在によって任意方向に散乱されることを利用し、
その散乱光を読み取ることにて表面の異常を検出するよ
うにしたものがある。

［発明が解決しようとする１ｉｌｌ［］然しなから、上
述の従来技術には下記■〜■の問題点がある。

■光学系か複雑であり、装置が大型となる。

■表面の凹凸を伴わない色むら等の表面状態が検出でき
ない。

■検出結果と、人間の目て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、表面の凹凸を
伴わない色むら等も含めた表面状態を、高精度に確実に
検査することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 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査装置であって、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、多数の良品サンプルのそ
れぞれから求めておいた各濃度ヒストグラムの平均値と
標準偏差それぞれの平均値μｕ、σｕをもつ正規分布に
従う理論度数ｇ　（ｋ）と、今回の濃度ヒストグラムｎ
　（ｋ）との差に相当する適合係数Ｆを求め、この適合
係数Ｆを求める演算動作を撮像装置から次々と入力され
る各被検査体の画像データについて行なうことにて多数
の適合係数Ｆを得てその度数分布を作成し、上記適合係
数の度数分布か双峰性であれば、その谷をしきい値とし
て各被検査体の表面状態を検定し、双峰性でなければ、
その度数分布の平均値Ｆμを求め、該平均値Ｆμ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Ｔと比較することにより、各被検査体の表面
状態を検定するようにしたものである。

［作用コ 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撮像装置を用いて表面
状態を検出てき、装置構成をコンパクトにできる。

■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１表面の凹凸を伴わない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。

■多数の良品サンプルのそれぞれから求めておいた各濃
度ヒストグラムの平均値と標準偏差それぞれの平均値μ
ｕ、σｕをもつ正規分布に従う理論度数ｇ　（ｋ）と今
回の濃度ヒストグラムｎ　（ｋ）との差に相当する適合
係数Ｆを求め、適合係数Ｆの度数分布が双峰性であれば
、その谷をしきい値として各被検査体の表面状態を検定
し、双峰性でなければ、その度数分布の平均値Ｆμを求
め、該平均値Ｆμ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Ｔと比較することに
より、各被検査体の表面状態を検定することとした。こ
れにより、被検査体の良否を確実に分離し、検定精度を
向上できる。

［実施例］ 第１図は本発明の検査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
検査手順を示す流れ図、第４図は適合係数の分布図であ
る。

表面状態検査装置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。

表面状態検査装置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変換器２１で例えば８ビツト（２５６階調）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、ＣＰＵ２３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２０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変換器２１の出力データを直接的にＣＰＵ２３に入
力しても良い。

然るに、上記検定袋３！２０による検定動作は以下の如
くなされる。

■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２ｏに入力されたＭＸＮ画素全てを使わなく
とも、その中のｍＸｎ（ｎ５Ｍ、ｎ≦Ｎ）画素（第２図
（Ａ）参照）や、また例えば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０例えば、濃度値にの度数ｎ　’　（ｋ）を ｎ　’　（ｋ）　＝　［ｎ　（ｋ−２）　＋　２　ｎ　
（ｋ−１）＋　３　ｎ　（ｋ）　＋　２　ｎ　（ｋ＋１
）＋　　ｎ　　（ｋ＋２）　　　コ　／　９　　　　　
　　　　　・・・　（１）で置き換える。

■多数の良品サンプルから求めておいた理論度数ｇ　（
ｋ）と今回の濃度ヒストグラムｎ　’　（ｋ）との差に
相当する適合係数Ｆを下記（２）式又は（３）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、また（２）式と（３）式においてρ
ビット量子化ならばＬ＝　２β−１である。

ここて、上述の理論度数ｇ　（ｋ）は、（ａ）多数の良
品サンプルのそれぞれについて、前記■、■と同一のス
テップを経ることにて、各濃度ヒストグラムｎ　’　（
ｋ）の平均値μ、標準偏差σを下記（４）式、（５）式
にて求め、 Σに−ｎ’（ｋ） （ｂ）それら平均値μと標準偏差σそれぞれの平均値μ
ｕ、σｕをもつ正規分布に従って求めたものである。

■上言己■の適合係数Ｆを求める演算動作をテレビカメ
ラ１０から次々と入力される各被検査体の画像データに
ついて行なうことにて多数の適合係数Ｆを得てその度数
分布を作成する。

■上記■で得た適合係数Ｆの度数分布が第４図に示す如
くの双峰性であれば、その谷をしきい値として各被検査
体の表面状態を検定する。

他方、双峰性てなければ、更に以下の処理を実施する。

■上記■で得た適合係数Ｆの度数分布の平均値Ｆμを求
め、該平均値Ｆμ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Ｔと比較し、 Ｆμ≦Ｔ　　：全て良品 Ｆμ〉Ｔ　　：全て不良品　　　　・・・（６）と判定
し、結果を出力する。

この時、しきい値データＴ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
ものてあっても良い。

また、しきい値Ｔは、異常の種類（Ｐ）と同数存在する
ので、 Ｔ１≦Ｔ、≦・・・≦Ｔｐ　　　　　　・・・（７）な
らば、今回検出した異常に合わせて Ｔ＝Ｔｉ（ｉ＝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Ｔムのうちの最小のＴ１を採用すれば足りる。

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。

また、処理内容か単純であって、表面状態を短時間て検
定でき被検査体の搬送ライン上ても検査を完了てきる。

■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
覚で検出てきる。

■多数の良品サンプルのそれぞれから求めておいた各濃
度ヒストグラムの平均値と標準偏差それぞれの平均値μ
ｕ、σｕをもつ正規分布に従う理論度数ｇ　（ｋ）と今
回の濃度ヒストグラムｎ　（ｋ）との差に相当する適合
係数Ｆを求め、適合係数Ｆの度数分布か双峰性であれば
、その谷をしきい値として各被検査体の表面状態を検定
し、双峰性でなければ、その度数分布の平均値Ｆμを求
め、該平均値Ｆμ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Ｔと比較することに
より、各被検査体の表面状態を検定することとした。こ
れにより、被検査体の良否を確実に分離し、検定精度を
向上できる。

［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、表面の凹凸を伴わない色むら等も含めた表面状態
を、高精度に確実に検査てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検査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
検査手順を示す流れ図、第４図は適合係数の分布図であ
る。 １０・・・撮像装置、 ２０・・・検定装置、 ３０・・・出力装置。 特許出願人　積水化学工業株式会社 代表者　廣　１）　馨 第２図 （Ａ） （Ｂ） 度数分布 適合係数

Claims (1)

【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査装置であって、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、多数の良品サンプルのそれぞれ
   から求めておいた各濃度ヒストグラムの平均値と標準偏
   差それぞれの平均値μｕ、σｕをもつ正規分布に従う理
   論度数ｇ（ｋ）と、今回の濃度ヒストグラムｎ（ｋ）と
   の差に相当する適合係数Ｆを求め、この適合係数Ｆを求
   める演算動作を撮像装置から次々と入力される各被検査
   体の画像データについて行なうことにて多数の適合係数
   Ｆを得てその度数分布を作成し、上記適合係数の度数分
   布が双峰性であれば、その谷をしきい値として各被検査
   体の表面状態を検定し、双峰性でなければ、その度数分
   布の平均値Ｆμを求め、該平均値Ｆμ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
   Ｔと比較することにより、各被検査体の表面状態を検定
   するものである表面状態検査装置。