JPH04340449A - 表面検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，自動車パネル，プラス
チック板などの表面検査装置に関し，詳しくは，所定間
隔で搬送されてくる検査対象物を，その搬送路中で表面
の欠陥を検査する表面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車の外板などのように，表面
の僅かな欠陥が商品価値に大きな影響を与える製品では
，特にその表面検査が重視される。このような欠陥の発
見は，修正の労力やロス製品の発生によるコスト高など
を解消する意味からも，できるだけ早い段階で確実に実
行されることが重要である。そのため，表面検査装置を
製造工程のインラインに設けることが望まれている。 上記のような趣旨にもとづく表面欠陥検査装置が，特開
昭６３−４０８４２号公報として開示されている。図７
に示すように，検査対象物４０に対して光源４１から明
暗ストライプ模様の検査パターンを投影し，これをＴＶ
カメラ４２で撮影して，この画像情報を処理することに
より，検査対象物４０の表面に凹凸の欠陥があったとき
のストライプ模様の歪みから欠陥を検出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例に示した表
面検査装置を用いて，搬送路上に移動する検査対象物の
表面検査を実施するとき，搬送物の搬送速度が早いと，
検査対象物に投影される検査パターンを撮像したＴＶカ
メラの画像は，検査対象物の移動によるストライプ模様
の直線の振れを欠陥として誤検出する問題点があった。 本発明は上記問題点を解消するために，表面欠陥を光学
的に明暗強調して検出する逆反射スクリーンによる表面
検査方法を，速い速度で移動する検査対象物の表面欠陥
の検出に適用させることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は，逆反射スクリーンと光源と検査対象物とを
，前記光源からの光が前記検査対象物で反射して前記逆
反射スクリーンに向かうような相対的位置に配置して，
検査対象物の表面を光源で照射したときの反射光を逆反
射スクリーンで検査対象物に戻し，検査対象物の表面で
再反射した光を，光源の近傍に配したカメラで捕えるこ
とにより，検査対象物表面の欠陥を光学的に明暗強調さ
れた画像として得る逆反射スクリーンによる表面検査装
置において，前記光路と直交する方向に所要搬送速度で
移動する搬送手段を設けて検査対象物を搬送すると共に
，前記搬送手段により移動する検査対象物の搬送位置を
検知するトリガー装置からの信号に応じて，前記光源を
瞬間発光させ，あるいは前記カメラを高速度カメラとし
て，検査対象物の分割静止画像を得ると共に，前記分割
静止画像の明暗信号から検査対象物の表面欠陥を検出す
るようにしたことを特徴とする表面検査装置として構成
されている。また，上記画像処理手段は，検査対象物を
撮影した各分割静止画像のデータを，予め撮像した標準
画像のデータで補正し，補正された明暗データを用いて
欠陥画像を抽出することができる。

【０００５】

【作用】上記構成による本発明によれば，指向性の強い
反射特性を有する逆反射スクリーンで検査対象物からの
反射光を再び検査対象物に戻し，検査対象物の表面で再
反射した光を光源の近傍に配したカメラで捕えると，検
査対象物表面の欠陥部分の凹凸変化を明暗変化に強調し
て捕えることができ，肉眼では検出できない小さな欠陥
をも検出することができる。この逆反射スクリーンによ
る表面検査装置を，搬送路上を速い速度で移動する検査
対象物の欠陥検出に適用するために，前記表面検査装置
における検査対象物の配置位置を，検査対象物が通過で
きるように搬送手段を構成し，搬送路の所定位置に検査
対象物が移動してきたときにトリガー装置により光源ま
たはカメラを作動させ，移動する検査対象物を静止画像
として捕えるようにしている。トリガー装置により光源
を作動させるときは，ストロボ光源による瞬間発光を用
い，また，カメラを作動させるときには，高速シャッタ
による瞬間撮像を用いて，移動する検査対象物を静止画
像として捕える。トリガー装置は検査対象物の移動方向
に少くとも１箇所のトリガーポイントを有し，各トリガ
ーポイントで検査対象物を撮像すると，移動する検査対
象物をトリガーポイントの数で分割された静止画像とし
て画像処理手段に蓄積することができる。前記画像処理
手段は，表面に欠陥のない検査対象物を同一位置で撮像
した標準画像を予め記憶しており，例えばこの標準画像
のグレーレベルａと各トリガーポイント毎の撮像画像の
グレーレベルｂからなるａ／ｂを各撮像画像に乗算して
撮像条件のばらつきを補正すると共に，標準画像から各
撮像画像を減算処理して欠陥による明暗変化を検出する
ことができる。前記画像処理を前記搬送手段上を所定間
隔で通過する検査対象物に対し順次実行すれば，移動す
る検査対象物を連続して表面検査することができる。

【０００６】

【実施例】次に，具体的に本発明の一実施例について説
明する。トランスファーマシンから所定間隔で連続供出
されるパネルを，表面検査する場合への適用例である。 図１は実施例装置の構成を示す斜視図である。加工マシ
ン１２から排出される検査対象物であるパネル１３が搬
送コンベア６により次工程に搬送される途中に欠陥検出
装置１０を配置している。パネル１３が表面光沢に乏し
いものであるときには，図示するように搬送コンベア６
が前記欠陥検出装置１０に入る前位置に配置された光沢
液塗布装置８により光沢液を噴霧して表面に均一な光沢
を与え，反射効率をよくする。光沢液塗布装置８には光
沢液を周囲に飛散させないための排気ダクト１１，余分
な光沢液を振り落す揺動装置９が付属している。光沢液
を塗布されたパネル１３は搬送コンベア６で送られて欠
陥検出装置１０に入る。図２，図３に欠陥検出装置１０
の構成を，平面図と側面図として示す。欠陥検出装置１
０は，逆反射スクリーンによる指向性の強い光反射によ
り検査表面の微細な欠陥部分をも明暗強調して検出する
もので，ストロボ光源２，逆反射スクリーン５，ＴＶカ
メラ１で主構成される。図２，図３に示すように，スト
ロボ光源２からの光が搬送コンベア６上のパネル１３の
表面で反射して，逆反射スクリーン５に向かうような相
対的位置に，それぞれが配置される。パネル１３で反射
し逆反射スクリーン５に入ってきた光は，入射光軸とほ
ぼ同じ方向に反射し，再びパネル１３の表面で反射して
，ストロボ光源２の近傍に配置されたＴＶカメラ１に捕
えられる。これによってパネル１３の表面の凹凸変化が
光学的に強調された画像をＴＶカメラ１に捕えることが
でき，肉眼では判別できない表面の欠陥場所を発見する
ことができる。

【０００７】本発明の理解に供するため，逆反射スクリ
ーンによる表面欠陥の検出原理を図４，図５を用いて説
明する。図４は検査対象物３３（パネル１３に該当）の
表面に欠陥のない場合を示し，図５は欠陥のある場合を
示している。逆反射スクリーン３０（５）は，その表面
にビーズ状の反射球３４が密設されており，各反射球３
４は入射光に対し図示するような指向性の反射パターン
を有している。図４に示すように，表面に欠陥がない場
合，光源方向から来た光は，検査対象物３３の表面で逆
反射スクリーン３０の方向に反射する。光源の近傍に設
置されたカメラは，図中のカメラビューイング方向から
，検査対象物３３の表面に向いており，逆反射スクリー
ン３０からの反射光が，検査対象物３３で再反射する光
を捕えている。いま検査対象物３３表面のＡ，Ｂ，Ｃの
各点をカメラから見るとき，欠陥のない平面では，逆反
射スクリーン３０の各反射球３４の角度αで反射される
同じ強さの光を見ていることになり，カメラは濃淡変化
のない中間的な明るさをもった面として捕える。一方，
図５のように検査対象物３３の表面に欠陥がある場合，
欠陥のないＡ点では前記と同様に逆反射スクリーン３０
の反射球の角度αからの光を捕えるが，Ｂ点（カメラ側
から見て下り坂）では，反射角γの強い光を捕え，また
Ｃ点（カメラ側から見て上り坂）では，角度βの弱い光
を捕えることになる。従って，Ｂ点の下り坂では明るく
，Ｃ点の上り坂では暗く見えることになる。逆反射スク
リーン３０の反射球３４の反射パターンの指向性の幅は
，約±１度と鋭いため，欠陥の微妙な傾きでも，明暗の
変化両が激しく，欠陥の凹凸が強調されて観測されるこ
とになる。

【０００８】上記は検査対象物（パネル１３）を静止さ
せた状態で欠陥検出する検出原理を説明したが，本実施
例は検査対象物が移動している状態，しかも速い速度で
搬送されている状態での逆反射スクリーンによる表面検
査である。このための欠陥検出装置１０は，図２，図３
に示すように，ストロボ光源２，ＴＶカメラ１と逆反射
スクリーン５が直線上に配置された検査光路の所定位置
に，搬送コンベア６を通して検査対象物であるパネル１
３が通過するように構成されている。この搬送コンベア
６が通る両サイドには，トリガー装置７が配置されてい
る。トリガー装置７は，例えば発光器と受光器とを対向
させた光センサをセンサ１５として，トリガー信号を出
力してストロボ光源２およびＴＶカメラ１を作動させる
。搬送コンベア６に載置されて移動してくるパネル１３
の所定部位をトリガー装置７のセンサ１５で感知したと
き，トリガー装置７はストロボ光源２を発光させると共
にＴＶカメラ１を撮像作動させるので，ストロボ光源２
の瞬間光でパネル１３を照射して，移動するパネル１３
を静止状態にしてＴＶカメラ１で捕えることができる。 トリガー装置７のセンサ１５は搬送コンベア６の移動方
向に列設されているので，パネル１３の移動に伴って次
々と作動し，ストロボ光源２が発光してＴＶカメラ１は
移動するパネル１３を静止画像に分割して撮像する。列
設された感知器１５の間をパネル１３が通過し終えたと
きには，パネル１３を列設された感知器１５の数だけに
分割された画像がＴＶカメラ１に接続された画像処理装
置３に取込まれている。画像処理装置３は取込んだ画像
を処理して，予め設定した検査基準にもとづく欠陥の合
否判定を行い，所定間隔で搬送されてくるパネル１３の
表面検査を上記の説明のように実施する。次に，画像処
理装置３において実行される欠陥検出のための画像処理
の手順について説明する。図６にＴＶカメラ１が撮像し
たパネル１３の分割静止画像から欠陥検出する画像処理
手順の手順をフローチャートとして示している。 １トリガー毎の撮像画像は必要に応じてステップ２で標
準画像とのグレイレベル補正が行われる。これはストロ
ボ光源２の光量レベルのばらつきによる撮像条件の違い
を均等にするための処理で，予め欠陥のない標準反射板
を撮像した標準画像のグレイレベル（平均明度）をａと
し，入力された被検査物の撮像画像のグレイレベル（平
均明度）をｂとして，ａ／ｂを撮像画像に乗算処理して
補正される。次いで，ステップ３で標準画像から補正後
の撮像画像を減算処理して，撮像画像上に逆反射スクリ
ーンにより明暗強調された欠陥影像が抽出される。この
抽出された欠陥影像をステップ４で検査基準にもとずく
閾値により二値化を行う。ストロボ光源２の光量レベル
にばらつきがないような場合には，上記のような補正処
理は不要である。以上のステップ１からステップ４まで
の処理を，トリガー数の撮像画像について実施し，ステ
ップ５で欠陥影像の画素ブロックの有無を判定して，欠
陥影像の画素ブロックが有ったときには欠陥のあるパネ
ル１３有りのアラームを発し，あるいは自動排除装置を
作動させて欠陥パネルを除外する。以上説明した表面検
査を，搬送コンベア６で順次送られてくるパネル１３に
対し実施することで，生産工程のインラインで表面検査
を行うことができる。尚，上記トリガー装置７の出力信
号により作動するストロボ光源２を瞬間発光でない通常
光源として，代りに高速度シャッターを備えたＴＶカメ
ラ１を作動させても上記と同様の操作を行うことができ
る。また，検査対象物が小さなものであるときには，ト
リガー装置７のセンサ１５の配置は１ヶ所として，１枚
の撮像画像について画像処理することができる。

【０００９】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成される
ので，逆反射スクリーンによる優れた欠陥検出の機能を
，速い速度で移動する検査対象物の表面検査に用いるこ
とができる。即ち，逆反射スクリーンによる表面検査装
置における検査対象物位置に，検査対象物を導入する搬
送路を配置することができ，また速い速度で移動する検
査対象物を分割静止画像として捕え，検査対象物を迅速
に表面検査することができる。従って，生産工程等にお
ける搬送ライン本装置を設置して，ライン上を搬送され
る検査対象物を静止させることなく表面検査することが
できる。このように移動する検査対象物の表面検査を自
動的に実施できるので，生産工程のインラインに設置す
れば，各加工工程に即応して早い段階で欠陥検出が可能
となり，欠陥修正の労力や完成後に欠陥検出されるロス
によるコスト高などを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　実施例表面検査装置の斜視図。

【図２】　　欠陥検出装置の平面構成図。

【図３】　　欠陥検出装置の側面構成図。

【図４】　　逆反射スクリーンによる表面検査装置の欠
陥検出原理を示す説明図。

【図５】　　同じく検査表面に欠陥のある場合の欠陥検
出原理を示す説明図。

【図６】　　画像処理の手順を示すフローチャート。

【図７】　　従来例装置の構成を示す模式図。

【符号の説明】

１…ＴＶカメラ（カメラ） ２…ストロボ光源（光源） ３…画像処理装置 ５…逆反射スクリーン ６…搬送コンベア（搬送手段） ７…トリガー装置 １３…パネル（検査対象物）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　逆反射スクリーンと光源と検査対象物
   とを，前記光源からの光が前記検査対象物で反射して前
   記逆反射スクリーンに向かうような相対的位置に配置し
   て，検査対象物の表面を光源で照射したときの反射光を
   逆反射スクリーンで検査対象物に戻し，検査対象物の表
   面で再反射した光を，光源の近傍に配したカメラで捕え
   ることにより，検査対象物表面の欠陥を光学的に明暗強
   調された画像として得る逆反射スクリーンによる表面検
   査装置において，前記光路と直交する方向に所要搬送速
   度で移動する搬送手段を設けて検査対象物を搬送すると
   共に，前記搬送手段により移動する検査対象物の搬送位
   置を検知するトリガー装置からの信号に応じて，前記光
   源を瞬間発光させ，あるいは前記カメラを高速度カメラ
   として，検査対象物の分割静止画像を得ると共に，前記
   分割静止画像の明暗信号から検査対象物の表面欠陥を検
   出するようにしたことを特徴とする表面検査装置。
2. 【請求項２】　　検査対象物を撮像した少くとも１枚の
   分割静止画像のデータを，予め撮像した標準画像のデー
   タで補正し，補正された明暗データを用いて欠陥画像を
   抽出する請求項１記載の表面検査装置。