JPH0438455A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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査
装置に関する。

［従来の技術］ 従来、表面キズ検査装置として、被検査体の表面にＨｅ
　−Ｎｅレーザー、光を照射し、これかキズの凹凸によ
って、散乱される程度により、表面におけるキズの存在
を検出するものかある。

［発明か解決しようとする課題］ 然しなから、上記従来の光照射−散乱方式による表面キ
ズ検査装置には、下記■〜■の問題点かある。

■光学系が複雑であり、装置か大型となる。

■表面の凹凸を伴なわない色むら等の表面状態は検出て
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、該濃度ヒストグラムｎ　（
Ｋ）に基づく平均値μ、標準偏差σを求め、上記平均値
μ、標準偏差σをもつ正規分布に従う各濃度の理論度数
ｇ　（Ｋ）を求め、上記濃度ヒストグラム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、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ようにしたものである。

［作用］ 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
状態を検出でき、装置構成をコンパクトにてきる。

■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
で検出できる。

■多数の画像データについて、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。

［実施例コ 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図は適合係数の双峰性度数
分布を示す模式図である。

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３０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側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りては
、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（０５Ｍ、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で
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。

■上記平均化した濃度ヒストグラムｎ　’　（Ｋ）に基
づき、その平均値μ、標準偏差σを求める。

Σに−ｎ′（Ｋ） Σｎ　’　（Ｋ）　　　　　　　　　　　　　・・・（
３）■濃度ヒストグラムｎ　’　（Ｋ）の平均値μ、標
準偏差σをもつ正規分布Ｎ（μ、σ１″）に従う各濃度
の理論度数ｇ（に）を算出する。

■濃度ヒストグラムｎ′（に）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Ωビット量子化ならばＬ＝２１２−１である。

ｇ　（Ｋ） ・・・（４） ｇ　（Ｋ）　　　　　　　　　　　　　・・・（５）■
上記■の適合係数Ｆを求める演算動作をテレビカメラ１
ｏ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の度数分布か第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、双峰性でなければ、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
ものであっても良い。

又、しきい値Ｔは、異常の種類（Ｐ）と同数存在するの
て、 Ｔ１≦Ｔ２≦・・・≦Ｔｐ　　　　　　・・・（７）な
らば、今回検出した異常に合わせて Ｔ＝Ｔ、（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、のうちの最小のＴ、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
表面状態を検出てき、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、色むら等も含めた表面状態を、人間に近い感
覚て検出できる。

■多数の画像データについて、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変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、色むら等も含めた表面状態を、人間に近い感覚で
確実に検査できる。

【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図は適合係数の双峰性度数
分布を示す模式図である。 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

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、該濃度ヒストグラムｎ（Ｋ）に
   基づく平均値μ、標準偏差σを求め、上記平均値μ、標
   準偏差σをもつ正規分布に従う各濃度の理論度数ｇ（Ｋ
   ）を求め、上記濃度ヒストグラム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、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。