JPH0875665A - 逆反射スクリーンを用いた表面検査方法及びその装置 - Google Patents
逆反射スクリーンを用いた表面検査方法及びその装置Info
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- JPH0875665A JPH0875665A JP6211351A JP21135194A JPH0875665A JP H0875665 A JPH0875665 A JP H0875665A JP 6211351 A JP6211351 A JP 6211351A JP 21135194 A JP21135194 A JP 21135194A JP H0875665 A JPH0875665 A JP H0875665A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】逆反射スクリーン３を用いた表面検査装置にお
いて、検査面の欠陥の検出感度を高める。 【構成】被検査材１０の面に対してカメラ２を上下に挟
む位置に２つの光源１ａ，１ｂを配置し、光源１ａ，１
ｂの照射を切り替える光源切替装置４を設け、カメラ２
によって２つの光源１ａ，１ｂそれぞれを撮像し、その
２つの画像から差分画像を作成し、画像処理装置６で差
分画像を処理し、感度を倍増する。
いて、検査面の欠陥の検出感度を高める。 【構成】被検査材１０の面に対してカメラ２を上下に挟
む位置に２つの光源１ａ，１ｂを配置し、光源１ａ，１
ｂの照射を切り替える光源切替装置４を設け、カメラ２
によって２つの光源１ａ，１ｂそれぞれを撮像し、その
２つの画像から差分画像を作成し、画像処理装置６で差
分画像を処理し、感度を倍増する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用鋼板、プラス
チック、ガラス等の表面を対象とした逆反射スクリーン
を用いた検査装置に関する。特に、逆反射スクリーンを
用いて凹凸性の表面欠陥を明暗画像として強調するにあ
たり、コントラストの高い画像を得ることができ、かつ
誤検出が少ない表面検査方法及びその装置に関するもの
である。
チック、ガラス等の表面を対象とした逆反射スクリーン
を用いた検査装置に関する。特に、逆反射スクリーンを
用いて凹凸性の表面欠陥を明暗画像として強調するにあ
たり、コントラストの高い画像を得ることができ、かつ
誤検出が少ない表面検査方法及びその装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】逆反射スクリーンを用いて表面の凹凸性
の欠陥を検出する原理については、文献Ｔｈｅｏｒｙ
ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ａ ｓｕｒ
ｆａｃｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
ｕｓｉｎｇ ｄｏｕｂｌｅ−ｐａｓｓ ｒｅｔｒｏｒ
ｅｆｌｅｃｔｉｏｎ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇ， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９３， ｖｏ
ｌ．３２ Ｎｏ．９）に記載されており、このような装
置を用いて自動車外板、プラスチック等の表面検査に適
用するための技術が、特開平６−２６８４４号公報、特
開平６−３４３４９号公報、特開平６−７４９１３号公
報、特開平６−１４８０８２号公報に開示されている。
の欠陥を検出する原理については、文献Ｔｈｅｏｒｙ
ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ａ ｓｕｒ
ｆａｃｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
ｕｓｉｎｇ ｄｏｕｂｌｅ−ｐａｓｓ ｒｅｔｒｏｒ
ｅｆｌｅｃｔｉｏｎ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇ， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９３， ｖｏ
ｌ．３２ Ｎｏ．９）に記載されており、このような装
置を用いて自動車外板、プラスチック等の表面検査に適
用するための技術が、特開平６−２６８４４号公報、特
開平６−３４３４９号公報、特開平６−７４９１３号公
報、特開平６−１４８０８２号公報に開示されている。
【０００３】図９は逆反射スクリーンを用いた表面検査
装置の基本構成を示す図である。また、図３は被検査面
が平坦な場合の図９のＹＺ断面の概略図である。この装
置は、逆反射スクリーン１３と光源１１と光源１１の上
部近くに配置したカメラ１２とから構成される。光源１
１と逆反射スクリーン１３の間に被検査材１０を配置
し、光源１１の光が被検査材１０の表面で反射し、逆反
射スクリーン１３に向かうように配置される。逆反射ス
クリーンの表面には直径約６０μｍのビーズ状の反射球
が敷き詰められているので、逆反射スクリーンに入射す
る光の入射光軸とほぼ同じ方向に反射する特性を有して
いる。
装置の基本構成を示す図である。また、図３は被検査面
が平坦な場合の図９のＹＺ断面の概略図である。この装
置は、逆反射スクリーン１３と光源１１と光源１１の上
部近くに配置したカメラ１２とから構成される。光源１
１と逆反射スクリーン１３の間に被検査材１０を配置
し、光源１１の光が被検査材１０の表面で反射し、逆反
射スクリーン１３に向かうように配置される。逆反射ス
クリーンの表面には直径約６０μｍのビーズ状の反射球
が敷き詰められているので、逆反射スクリーンに入射す
る光の入射光軸とほぼ同じ方向に反射する特性を有して
いる。
【０００４】光源１１からの光は被検査材１０の表面で
反射し、逆反射スクリーン１３のビーズ状反射球に入っ
た後、入射光軸とほぼ同じ方向に反射するので、再び被
検査材のほぼ同じ位置の表面で反射して光源１１の上部
近くに配置したカメラ１２によって捕らえられる。この
構成によって、被検査材１０の表面の凹凸の変化が光学
的に強調されるために、カメラ１２で撮像した画像によ
り凹凸欠陥の検出を容易に行うことができる。
反射し、逆反射スクリーン１３のビーズ状反射球に入っ
た後、入射光軸とほぼ同じ方向に反射するので、再び被
検査材のほぼ同じ位置の表面で反射して光源１１の上部
近くに配置したカメラ１２によって捕らえられる。この
構成によって、被検査材１０の表面の凹凸の変化が光学
的に強調されるために、カメラ１２で撮像した画像によ
り凹凸欠陥の検出を容易に行うことができる。
【０００５】次に、逆反射スクリーンを用いた表面検査
装置により、凹凸欠陥が光学的に強調される原理を図４
を参照して説明する。被検査材表面のＢ−Ｃ点間に凹部
があり、Ａ点，Ｄ点は平坦であるとする。逆反射スクリ
ーン１３に敷き詰められているビーズ状反射球２１は入
射光に対して図示するような指向性の反射光強度分布２
２を有する。
装置により、凹凸欠陥が光学的に強調される原理を図４
を参照して説明する。被検査材表面のＢ−Ｃ点間に凹部
があり、Ａ点，Ｄ点は平坦であるとする。逆反射スクリ
ーン１３に敷き詰められているビーズ状反射球２１は入
射光に対して図示するような指向性の反射光強度分布２
２を有する。
【０００６】光源の上部近くに配置された図示しないカ
メラ１２は逆反射スクリーンからの反射光が被検査材の
表面で再反射する光を捕らえている。カメラ方向から見
ると、被検査材の平坦なＡ点，Ｄ点では逆反射スクリー
ンの各反射球の入射光軸に対して反時計方向に角度αで
反射される中間強さの光で照射されているので、カメラ
の画像は中間的な明るさとなる。
メラ１２は逆反射スクリーンからの反射光が被検査材の
表面で再反射する光を捕らえている。カメラ方向から見
ると、被検査材の平坦なＡ点，Ｄ点では逆反射スクリー
ンの各反射球の入射光軸に対して反時計方向に角度αで
反射される中間強さの光で照射されているので、カメラ
の画像は中間的な明るさとなる。
【０００７】一方、カメラ方向から見ると、Ｂ点（カメ
ラからみて下り坂）では反射角βの強い光で照射され、
Ｃ点（カメラから見て上り坂）では反射角γの弱い反射
光で照射されている。従って、カメラ１２の画像は平坦
なＡ点、Ｄ点に比較して、カメラから見て下り坂のＢ点
では明るく、カメラから見て上り坂のＣ点では暗くな
る。
ラからみて下り坂）では反射角βの強い光で照射され、
Ｃ点（カメラから見て上り坂）では反射角γの弱い反射
光で照射されている。従って、カメラ１２の画像は平坦
なＡ点、Ｄ点に比較して、カメラから見て下り坂のＢ点
では明るく、カメラから見て上り坂のＣ点では暗くな
る。
【０００８】次に、図５を参照して、カメラ１５を光源
１４の下側近くに配置して撮像した場合の画像について
説明する。図５は、カメラ１５を光源１４の下に配置し
た表面検査装置の機器構成を示す概略図であり、被検査
面が平坦な場合の断面図である。なお、図３及び図５に
示される逆反射スクリーンへの入射光と反射光とのなす
角度α31、α32は等しくてもよく、異なっていてもよ
い。
１４の下側近くに配置して撮像した場合の画像について
説明する。図５は、カメラ１５を光源１４の下に配置し
た表面検査装置の機器構成を示す概略図であり、被検査
面が平坦な場合の断面図である。なお、図３及び図５に
示される逆反射スクリーンへの入射光と反射光とのなす
角度α31、α32は等しくてもよく、異なっていてもよ
い。
【０００９】図６は図示していないカメラ１５を光源１
４の下側近くに配置して、表面の凹凸が光学的に強調さ
れる原理を説明する図である。被検査材表面のＢ−Ｃ点
間に凹部があり、Ａ点、Ｄ点は平坦である場合である。
光源の下部近くに配置された図示しないカメラ１５は逆
反射スクリーンからの反射光が被検査材の表面で再反射
する光を捕らえている。カメラ方向から見ると、被検査
材の平坦なＡ点，Ｄ点では逆反射スクリーンの各反射球
の入射光軸に対して時計方向に角度αで反射される中間
強さの光で反射されているので、カメラの画像は中間的
な明るさとなる。一方、カメラ方向から見ると、Ｂ点
（カメラから見て下り坂）では反射角γの弱い光で照射
され、Ｃ点（カメラから見て上り坂）では反射角βの強
い光で照射されている。従って、カメラ１２の画像は、
平坦なＡ点、Ｄ点に比較して、カメラから見て下り坂の
Ｂ点では暗く、一方のカメラから見て上り坂のＣ点では
明るくなる。
４の下側近くに配置して、表面の凹凸が光学的に強調さ
れる原理を説明する図である。被検査材表面のＢ−Ｃ点
間に凹部があり、Ａ点、Ｄ点は平坦である場合である。
光源の下部近くに配置された図示しないカメラ１５は逆
反射スクリーンからの反射光が被検査材の表面で再反射
する光を捕らえている。カメラ方向から見ると、被検査
材の平坦なＡ点，Ｄ点では逆反射スクリーンの各反射球
の入射光軸に対して時計方向に角度αで反射される中間
強さの光で反射されているので、カメラの画像は中間的
な明るさとなる。一方、カメラ方向から見ると、Ｂ点
（カメラから見て下り坂）では反射角γの弱い光で照射
され、Ｃ点（カメラから見て上り坂）では反射角βの強
い光で照射されている。従って、カメラ１２の画像は、
平坦なＡ点、Ｄ点に比較して、カメラから見て下り坂の
Ｂ点では暗く、一方のカメラから見て上り坂のＣ点では
明るくなる。
【００１０】以上説明したように、光源の上部の近くに
配置したカメラで撮影した画像と、光源の下部の近くに
配置したカメラで撮像した画像では欠陥の傾斜による明
暗が逆転することが知られている。
配置したカメラで撮影した画像と、光源の下部の近くに
配置したカメラで撮像した画像では欠陥の傾斜による明
暗が逆転することが知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】先に説明した通り、逆
反射スクリーンを用いた表面検査装置は、表面の傾斜角
度を光学的に強調する装置であり、原理上は、どれほど
微小な傾斜角度であっても検出できるはずである。とこ
ろが、実際にはビーズ状反射球の大きさ、撮像カメラの
感度、分解能、被検査材の表面の粗さ成分等の影響によ
り、検出できる凹凸欠陥には限界がある。このため、よ
り小さな欠陥を抽出するためには、傾斜を強調する光学
的な感度を向上させなければならない。
反射スクリーンを用いた表面検査装置は、表面の傾斜角
度を光学的に強調する装置であり、原理上は、どれほど
微小な傾斜角度であっても検出できるはずである。とこ
ろが、実際にはビーズ状反射球の大きさ、撮像カメラの
感度、分解能、被検査材の表面の粗さ成分等の影響によ
り、検出できる凹凸欠陥には限界がある。このため、よ
り小さな欠陥を抽出するためには、傾斜を強調する光学
的な感度を向上させなければならない。
【００１２】また、冷延鋼板のような金属表面では、表
面の粗さによる影響で、そのままの表面では欠陥の検出
が難しく、表面に薄い油を塗布しなければならない。図
７（ａ）はこのような被検査材１０の金属表面近傍の拡
大断面図、図７（ｂ）はこれに油を塗布した表面を示す
ものである。図７（ａ）に示すように、油膜がないと入
射光３１は散乱した反射光となるが、油膜３４を塗布す
ることによって、図７（ｂ）に示すように、表面の粗さ
に相当する成分を覆い隠し、油膜表面で入射光３１を散
乱させずに反射光３２として反射させることができる。
この場合、油膜３４の表面が被検査材１０の表面の凹凸
を正確に擬似しなければならないが、基本的に凹部には
油が流れ込み、凸部では油が流れ出すために、油膜表面
では凹凸部の傾斜角度は被検査材の表面傾斜角度よりも
小さくなる。従って、検出装置にはより一層の高感度化
が必要となる。
面の粗さによる影響で、そのままの表面では欠陥の検出
が難しく、表面に薄い油を塗布しなければならない。図
７（ａ）はこのような被検査材１０の金属表面近傍の拡
大断面図、図７（ｂ）はこれに油を塗布した表面を示す
ものである。図７（ａ）に示すように、油膜がないと入
射光３１は散乱した反射光となるが、油膜３４を塗布す
ることによって、図７（ｂ）に示すように、表面の粗さ
に相当する成分を覆い隠し、油膜表面で入射光３１を散
乱させずに反射光３２として反射させることができる。
この場合、油膜３４の表面が被検査材１０の表面の凹凸
を正確に擬似しなければならないが、基本的に凹部には
油が流れ込み、凸部では油が流れ出すために、油膜表面
では凹凸部の傾斜角度は被検査材の表面傾斜角度よりも
小さくなる。従って、検出装置にはより一層の高感度化
が必要となる。
【００１３】さらに、被検査材の表面の地合い、表面に
付着した塵、油の気泡などが微小欠陥として誤検出され
るために、欠陥検出感度を高くすると同時に誤検出を少
なくできるような検査装置であることが望まれる。本発
明は、このような課題を解決し、微小欠陥を検出できる
高感度で、かつ誤検出のない逆反射スクリーンを用いた
表面検査と方法およびその装置を提供することを目的と
している。
付着した塵、油の気泡などが微小欠陥として誤検出され
るために、欠陥検出感度を高くすると同時に誤検出を少
なくできるような検査装置であることが望まれる。本発
明は、このような課題を解決し、微小欠陥を検出できる
高感度で、かつ誤検出のない逆反射スクリーンを用いた
表面検査と方法およびその装置を提供することを目的と
している。
【００１４】逆反射スクリーンを用いた表面検査方法
は、逆反射スクリーンと光源とを光源からの光が被検査
材の表面で反射して前記逆反射スクリーンに向かう相対
的な位置に配置し、被検査材の表面を前記光源で照射し
たときの反射光を逆反射スクリーンで被検査材の表面に
戻し、被検査材の表面で再反射した光を光源の近くに配
置したカメラで撮像することにより、被検査材の表面の
欠陥部の凹凸変化を強調された明暗画像として得る表面
検査方法である。
は、逆反射スクリーンと光源とを光源からの光が被検査
材の表面で反射して前記逆反射スクリーンに向かう相対
的な位置に配置し、被検査材の表面を前記光源で照射し
たときの反射光を逆反射スクリーンで被検査材の表面に
戻し、被検査材の表面で再反射した光を光源の近くに配
置したカメラで撮像することにより、被検査材の表面の
欠陥部の凹凸変化を強調された明暗画像として得る表面
検査方法である。
【００１５】また、逆反射スクリーンを用いた表面検査
装置は、逆反射スクリーンと光源とを光源からの光が被
検査材の表面で反射して前記逆反射スクリーンに向かう
相対的な位置に配置し、被検査材の表面を前記光源で照
射したときの反射光を逆反射スクリーンで被検査材の表
面に戻し、被検査材の表面で再反射した光を光源の近く
に配置したカメラで撮像することにより、被検査材の表
面の欠陥部の凹凸変化を強調された明暗画像として得る
表面検査装置である。
装置は、逆反射スクリーンと光源とを光源からの光が被
検査材の表面で反射して前記逆反射スクリーンに向かう
相対的な位置に配置し、被検査材の表面を前記光源で照
射したときの反射光を逆反射スクリーンで被検査材の表
面に戻し、被検査材の表面で再反射した光を光源の近く
に配置したカメラで撮像することにより、被検査材の表
面の欠陥部の凹凸変化を強調された明暗画像として得る
表面検査装置である。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明方法の第１の発明
は、逆反射スクリーンを用いる表面検査方法において、
２つの異なる入射角度で照射された被検査材表面の同一
個所の２つの反射光の映像をそれぞれ撮像し、撮像した
２つの画像の差分画像を作成し、この差分画像を処理す
ることを特徴とする逆反射スクリーンを用いた表面検査
方法である。
は、逆反射スクリーンを用いる表面検査方法において、
２つの異なる入射角度で照射された被検査材表面の同一
個所の２つの反射光の映像をそれぞれ撮像し、撮像した
２つの画像の差分画像を作成し、この差分画像を処理す
ることを特徴とする逆反射スクリーンを用いた表面検査
方法である。
【００１７】また本発明方法の第２の発明は、逆反射ス
クリーンを用いる表面検査方法において、被検査材表面
の同一個所の反射光の映像を２つの異なる反射角度でそ
れぞれ撮像し、撮像した２つの画像の差分画像を作成
し、この差分画像を処理することを特徴とする逆反射ス
クリーンを用いた表面検査方法である。上記本発明方法
を好適に実施することができる本発明の第１の装置は、
逆反射スクリーンを用いた表面検査装置において、被検
査材表面に対して１つのカメラを上下に挟む位置に配置
した２つの光源と、この照射する光源を切り替える光源
切替装置と、照射する光源を切替えて撮像した２つの画
像から差分画像を作成しこの差分画像を処理する画像処
理装置とを備えたことを特徴とする逆反射スクリーンを
用いた表面検査装置である。また本発明の第２の装置
は、被検査材表面に対して１つの光源を上下に挟む位置
に配置した２台のカメラと、この２台のカメラで撮像し
た画像から差分画像を作成しこの差分画像を処理する画
像処理装置を備えたことを特徴とする逆反射スクリーン
を用いた表面検査装置である。
クリーンを用いる表面検査方法において、被検査材表面
の同一個所の反射光の映像を２つの異なる反射角度でそ
れぞれ撮像し、撮像した２つの画像の差分画像を作成
し、この差分画像を処理することを特徴とする逆反射ス
クリーンを用いた表面検査方法である。上記本発明方法
を好適に実施することができる本発明の第１の装置は、
逆反射スクリーンを用いた表面検査装置において、被検
査材表面に対して１つのカメラを上下に挟む位置に配置
した２つの光源と、この照射する光源を切り替える光源
切替装置と、照射する光源を切替えて撮像した２つの画
像から差分画像を作成しこの差分画像を処理する画像処
理装置とを備えたことを特徴とする逆反射スクリーンを
用いた表面検査装置である。また本発明の第２の装置
は、被検査材表面に対して１つの光源を上下に挟む位置
に配置した２台のカメラと、この２台のカメラで撮像し
た画像から差分画像を作成しこの差分画像を処理する画
像処理装置を備えたことを特徴とする逆反射スクリーン
を用いた表面検査装置である。
【００１８】
【作用】逆反射スクリーンによって凹凸性の欠陥が強調
される原理によれば、光源の上方に設置されたカメラ
と、光源の下方に設置されたカメラでは、凹凸の傾斜方
向によって撮像される画像の明暗が逆転する。詳しいメ
カニズムは図４、図６を用いて説明した通りである。す
なわち、光源の上方に設置されたカメラでは、カメラか
ら見て下り傾斜面が平坦部よりも明るくなり、カメラか
ら見て上り傾斜面が平坦部よりも暗くなる。逆に、光源
の下方に設置されたカメラでは、カメラから見て下り傾
斜面が平坦部よりも暗くなり、カメラから見て上り傾斜
面が平坦部よりも明るくなる。そのため、光源とカメラ
の相対的な配置が互いに逆になっている条件で画像を撮
像し、それぞれの画像を差し引いた差分画像では、どち
らか一方のみの条件で撮像した画像に比べて、凹凸の傾
斜による画像の明暗がほぼ倍に強調されている。一方、
被検査材表面の傾斜によらない表面の地合い、塵、油の
気泡などの明暗は、どちらの条件で撮像しても明暗の逆
転が起こらないので、画像を差し引くことによってほぼ
相殺される。従って、差分後の画像は欠陥の傾斜による
部分のみが明暗像として残される。画像処理装置はこの
ような差分画像を生成し、処理する機能を有するもので
あり、微小欠陥であってもコントラストのよい画像が得
られるので、欠陥を容易に検出することができる。
される原理によれば、光源の上方に設置されたカメラ
と、光源の下方に設置されたカメラでは、凹凸の傾斜方
向によって撮像される画像の明暗が逆転する。詳しいメ
カニズムは図４、図６を用いて説明した通りである。す
なわち、光源の上方に設置されたカメラでは、カメラか
ら見て下り傾斜面が平坦部よりも明るくなり、カメラか
ら見て上り傾斜面が平坦部よりも暗くなる。逆に、光源
の下方に設置されたカメラでは、カメラから見て下り傾
斜面が平坦部よりも暗くなり、カメラから見て上り傾斜
面が平坦部よりも明るくなる。そのため、光源とカメラ
の相対的な配置が互いに逆になっている条件で画像を撮
像し、それぞれの画像を差し引いた差分画像では、どち
らか一方のみの条件で撮像した画像に比べて、凹凸の傾
斜による画像の明暗がほぼ倍に強調されている。一方、
被検査材表面の傾斜によらない表面の地合い、塵、油の
気泡などの明暗は、どちらの条件で撮像しても明暗の逆
転が起こらないので、画像を差し引くことによってほぼ
相殺される。従って、差分後の画像は欠陥の傾斜による
部分のみが明暗像として残される。画像処理装置はこの
ような差分画像を生成し、処理する機能を有するもので
あり、微小欠陥であってもコントラストのよい画像が得
られるので、欠陥を容易に検出することができる。
【００１９】また、差分画像では、被検査材の表面の地
合い、表面に付着した塵、油の気泡などが、差分によっ
て相殺されるので、これらを欠陥として検出することが
なくなる。この結果、欠陥検出感度が高く、誤検出を少
なくした逆反射スクリーンを用いた表面欠陥装置が実現
できるのである。
合い、表面に付着した塵、油の気泡などが、差分によっ
て相殺されるので、これらを欠陥として検出することが
なくなる。この結果、欠陥検出感度が高く、誤検出を少
なくした逆反射スクリーンを用いた表面欠陥装置が実現
できるのである。
【００２０】
【実施例】図１は本発明による第１の実施例装置の構成
を示す図である。図１は、逆反射スクリーン３と光源１
ａ、１ｂとを光源１ａ、１ｂからの入射光３１が被検査
材１０の表面で反射して前記逆反射スクリーン３に向か
う相対的な位置に配置し、被検査材１０の表面を前記光
源で照射した時の反射光３２を逆反射スクリーン３で被
検査材１０の表面に戻し、被検査材１０の表面で再反射
した光を光源の近くに配置したカメラ２で撮像すること
により、被検査材１０の表面の欠陥部の凹凸変化を強調
された明暗画像として得る逆反射スクリーン３を用いた
表面検査装置であって、その特徴的な構成は、逆反射ス
クリーン３と、１台のカメラ２と、このカメラ２に対し
て上下位置に配置した２つの光源１ａ，１ｂと、シャッ
タ５ａ、５ｂと、光源選択装置４と、画像処理装置６と
から構成される。
を示す図である。図１は、逆反射スクリーン３と光源１
ａ、１ｂとを光源１ａ、１ｂからの入射光３１が被検査
材１０の表面で反射して前記逆反射スクリーン３に向か
う相対的な位置に配置し、被検査材１０の表面を前記光
源で照射した時の反射光３２を逆反射スクリーン３で被
検査材１０の表面に戻し、被検査材１０の表面で再反射
した光を光源の近くに配置したカメラ２で撮像すること
により、被検査材１０の表面の欠陥部の凹凸変化を強調
された明暗画像として得る逆反射スクリーン３を用いた
表面検査装置であって、その特徴的な構成は、逆反射ス
クリーン３と、１台のカメラ２と、このカメラ２に対し
て上下位置に配置した２つの光源１ａ，１ｂと、シャッ
タ５ａ、５ｂと、光源選択装置４と、画像処理装置６と
から構成される。
【００２１】光源選択装置４は画像処理装置６とリンク
して、光源１ａ，１ｂの前に設置されたシャッタ５ａ，
５ｂの開閉を制御して、被検査材１０の表面を照射する
光源を切り替える。カメラ２は光源１ａで照射された被
検査材１０の表面及び光源１ｂで照射された被検査材１
０の表面を撮像する。画像処理装置６は、光源１ａで照
射された被検査材１０の表面の画像、及び光源１ｂで照
射された被検査材１０の表面の画像から差分画像を生成
し、欠陥の検出を行い、欠陥の等級、種類等を判定し、
図示していない出力装置に検査結果を送信する。
して、光源１ａ，１ｂの前に設置されたシャッタ５ａ，
５ｂの開閉を制御して、被検査材１０の表面を照射する
光源を切り替える。カメラ２は光源１ａで照射された被
検査材１０の表面及び光源１ｂで照射された被検査材１
０の表面を撮像する。画像処理装置６は、光源１ａで照
射された被検査材１０の表面の画像、及び光源１ｂで照
射された被検査材１０の表面の画像から差分画像を生成
し、欠陥の検出を行い、欠陥の等級、種類等を判定し、
図示していない出力装置に検査結果を送信する。
【００２２】図１の装置による表面検査方法は次の通り
である。先ず、光源選択装置４によりシャッタ５ａを
開、シャッタ５ｂを閉とし、カメラ２の上方に設置した
第１の光源１ａを用いて、被検査材１０の表面を照射す
る。カメラ２の上方に設置した第１の光源１ａから発せ
られた光が被検査材１０の表面にて反射し、逆反射スク
リーン３に向かい、逆反射スクリーン３で反射し、被検
査材１０の表面に戻され、被検査材１０の表面で再反射
して、カメラ２によって捕らえられる。カメラ２で撮像
されたこの画像は画像処理装置６内に記憶される。
である。先ず、光源選択装置４によりシャッタ５ａを
開、シャッタ５ｂを閉とし、カメラ２の上方に設置した
第１の光源１ａを用いて、被検査材１０の表面を照射す
る。カメラ２の上方に設置した第１の光源１ａから発せ
られた光が被検査材１０の表面にて反射し、逆反射スク
リーン３に向かい、逆反射スクリーン３で反射し、被検
査材１０の表面に戻され、被検査材１０の表面で再反射
して、カメラ２によって捕らえられる。カメラ２で撮像
されたこの画像は画像処理装置６内に記憶される。
【００２３】次いで、光源選択装置４によりシャッタ５
ａを閉、シャッタ５ｂを開とし、カメラ２の下方に設置
した第２の光源１ｂを用いて、被検査材１０の表面を照
射する。カメラ２の上方に設置した第１の光源１ａから
の光はシャッタで遮断され、カメラ２の下方に設置した
第２の光源１ｂから発せられた光が同様の経路を経て、
カメラ２によって捕らえられる。カメラ２で撮像された
画像は画像処理装置６内に記憶される。次に画像処理装
置６で光源１ａで照射された被検査材１０の表面の画像
及び光源１ｂで照射された被検査材１０の表面の画像か
ら差分画像を生成し、欠陥の検出を行い、欠陥の等級、
種類等を判定し図示しない出力装置に検査結果を送信す
る。
ａを閉、シャッタ５ｂを開とし、カメラ２の下方に設置
した第２の光源１ｂを用いて、被検査材１０の表面を照
射する。カメラ２の上方に設置した第１の光源１ａから
の光はシャッタで遮断され、カメラ２の下方に設置した
第２の光源１ｂから発せられた光が同様の経路を経て、
カメラ２によって捕らえられる。カメラ２で撮像された
画像は画像処理装置６内に記憶される。次に画像処理装
置６で光源１ａで照射された被検査材１０の表面の画像
及び光源１ｂで照射された被検査材１０の表面の画像か
ら差分画像を生成し、欠陥の検出を行い、欠陥の等級、
種類等を判定し図示しない出力装置に検査結果を送信す
る。
【００２４】以上の実施例では、光源の切り替えは光源
選択装置４でシャッタの開閉を行うこととしたが、光源
選択装置４で光源の電源の入り、切りを行うこととして
もよい。なお、図１において、２つの光源からの光が逆
反射スクリーン３で反射したときの入射光と反射光との
なす角度α11とα12は等しくてもよく異なっていてもよ
い。
選択装置４でシャッタの開閉を行うこととしたが、光源
選択装置４で光源の電源の入り、切りを行うこととして
もよい。なお、図１において、２つの光源からの光が逆
反射スクリーン３で反射したときの入射光と反射光との
なす角度α11とα12は等しくてもよく異なっていてもよ
い。
【００２５】図２は本発明による逆反射スクリーンを用
いた表面検査方法及び装置を示す第２の実施例の構成を
示す図である。図２において、被検査材１０の表面にて
光源１から発せられた光が反射し、その光は逆反射スク
リーン３によって再度被検査材１０の表面に照射され
る。被検査材１０の表面で再反射した光は、光源１の上
方に設置されたカメラ２ａと、光源１の下方に設置され
たカメラ２ｂによって捕らえられる。カメラ２ａ，２ｂ
は被検査材１０の表面の同じ個所に焦点が合うように設
置されており、被検査材１０の法線に対してそれぞれθ
1 、θ2 の撮像角度に設定されている。画像処理装置７
は、カメラ２ａ、２ｂのそれぞれの画像について、撮像
角度の違いによって生じる歪を補正して画像の縮尺を同
一にした後、カメラ２ａの画像とカメラ２ｂの画像の差
分画像を生成する。さらに差分画像に対して欠陥検出、
認識に必要な処理ロジックを施す。本実施例では、画像
処理装置７によって画像の歪を補正したが、あらかじめ
歪が発生しないように受光装置の配列を調整したカメラ
２ａ，２ｂを用いてもよい。なお、図２において、逆反
射スクリーンへの入射光と反射光とのなす角度α21とα
22とは等しくてもよく異なっていてもよい。
いた表面検査方法及び装置を示す第２の実施例の構成を
示す図である。図２において、被検査材１０の表面にて
光源１から発せられた光が反射し、その光は逆反射スク
リーン３によって再度被検査材１０の表面に照射され
る。被検査材１０の表面で再反射した光は、光源１の上
方に設置されたカメラ２ａと、光源１の下方に設置され
たカメラ２ｂによって捕らえられる。カメラ２ａ，２ｂ
は被検査材１０の表面の同じ個所に焦点が合うように設
置されており、被検査材１０の法線に対してそれぞれθ
1 、θ2 の撮像角度に設定されている。画像処理装置７
は、カメラ２ａ、２ｂのそれぞれの画像について、撮像
角度の違いによって生じる歪を補正して画像の縮尺を同
一にした後、カメラ２ａの画像とカメラ２ｂの画像の差
分画像を生成する。さらに差分画像に対して欠陥検出、
認識に必要な処理ロジックを施す。本実施例では、画像
処理装置７によって画像の歪を補正したが、あらかじめ
歪が発生しないように受光装置の配列を調整したカメラ
２ａ，２ｂを用いてもよい。なお、図２において、逆反
射スクリーンへの入射光と反射光とのなす角度α21とα
22とは等しくてもよく異なっていてもよい。
【００２６】上記第１実施例、第２実施例の構成によ
り、被検査材１０の表面の欠陥の傾斜方向に応じて画像
の明暗が逆転した２枚の画像の差を求めることができ
る。また、被検査材１０の表面の傾斜によらないノイズ
成分を相殺することができる。図８は、図１による実施
例による装置で得られた差分画像と図１に示す光源１ａ
のみを用いて撮像した従来技術による画像のグレイレベ
ル信号を示すものである。図では、画像信号を正規化す
るために、グレイレベルの平均値が輝度ゼロになるよう
に設定されている。図で明らかなように、本発明による
差分画像では、欠陥を示す信号強度が大きく変化してお
り、欠陥検出感度が向上していることが確認できる。
り、被検査材１０の表面の欠陥の傾斜方向に応じて画像
の明暗が逆転した２枚の画像の差を求めることができ
る。また、被検査材１０の表面の傾斜によらないノイズ
成分を相殺することができる。図８は、図１による実施
例による装置で得られた差分画像と図１に示す光源１ａ
のみを用いて撮像した従来技術による画像のグレイレベ
ル信号を示すものである。図では、画像信号を正規化す
るために、グレイレベルの平均値が輝度ゼロになるよう
に設定されている。図で明らかなように、本発明による
差分画像では、欠陥を示す信号強度が大きく変化してお
り、欠陥検出感度が向上していることが確認できる。
【００２７】以上説明した実施例により、微小欠陥の検
出を可能とし、かつ誤検出の少ない逆反射スクリーンを
用いた表面検査装置が実現できる。
出を可能とし、かつ誤検出の少ない逆反射スクリーンを
用いた表面検査装置が実現できる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、逆反射スクリーンを用
いた表面検査装置において、従来の表面検査装置では検
出できなかった微小な欠陥を検出することが可能とな
り、同時に欠陥によらない画像の明暗を消去することが
できるので誤検出を少なくすることができる。この結
果、より精密な表面検査に効果を発揮する。
いた表面検査装置において、従来の表面検査装置では検
出できなかった微小な欠陥を検出することが可能とな
り、同時に欠陥によらない画像の明暗を消去することが
できるので誤検出を少なくすることができる。この結
果、より精密な表面検査に効果を発揮する。
【図１】本発明による逆反射スクリーンを用いた表面検
査装置の第１の実施例を示す図である。
査装置の第１の実施例を示す図である。
【図２】本発明による逆反射スクリーンを用いた表面検
査装置の第２の実施例を示す図である。
査装置の第２の実施例を示す図である。
【図３】カメラが光源の上方に配置された表面検査装置
の機器構成を示す図である。
の機器構成を示す図である。
【図４】図３の光学配置における逆反射スクリーンによ
って凹凸が強調される原理を説明する図である。
って凹凸が強調される原理を説明する図である。
【図５】カメラが光源の下方に配置された表面検査装置
の機器構成を示す図である。
の機器構成を示す図である。
【図６】図５の光学配置における逆反射スクリーンによ
って凹凸が強調される原理を説明する図である。
って凹凸が強調される原理を説明する図である。
【図７】油を塗布した表面における光の反射を説明する
図である。
図である。
【図８】本発明による欠陥信号と従来技術による欠陥信
号の比較を示す図である。
号の比較を示す図である。
【図９】カメラが光源の上方に配置された表面検査装置
の機器構成を示す図である。
の機器構成を示す図である。
１ 光源 １ａ 第１の光源 １ｂ 第２の光源 ２ カメラ ２ａ 第１のカメラ ２ｂ 第２のカメラ ３ 逆反射スクリーン ４ 光源選択装置 ５ａ，５ｂ シャッタ ６ 画像処理装置 ７ 画像処理装置 １０ 被検査材 １１ 光源 １２ カメラ １３ 逆反射スクリーン １４ 光源 １５ カメラ ２１ ビーズ状反射球 ２２ 反射光強度分布 ２３ 反射光強度分布 ３１ 入射光 ３２ 反射光 ３３ カメラ方向 ３４ 油膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 1/00 7/60 9061−5Ｈ Ｇ０６Ｆ 15/70 ３５０ Ｇ
Claims (4)
- 【請求項１】 逆反射スクリーンを用いる表面検査方法
において、２つの異なる入射角度で照射された被検査材
表面の同一個所の２つの反射光の映像をそれぞれ撮像
し、撮像した２つの画像の差分画像を作成し、該差分画
像を処理することを特徴とする逆反射スクリーンを用い
た表面検査方法。 - 【請求項２】 逆反射スクリーンを用いる表面検査方法
において、被検査材表面の同一個所の反射光の映像を２
つの異なる反射角度でそれぞれ撮像し、撮像した２つの
画像の差分画像を作成し、該差分画像を処理することを
特徴とする逆反射スクリーンを用いた表面検査方法。 - 【請求項３】 逆反射スクリーンを用いた表面検査装置
において、被検査材表面に対して１つのカメラを上下に
挟む位置に配置した２つの光源と、該照射する光源を切
り替える光源切替装置と、照射する光源を切替えて撮像
した２つの画像から差分画像を作成し、該差分画像を処
理する画像処理装置とを備えたことを特徴とする逆反射
スクリーンを用いた表面検査装置。 - 【請求項４】 逆反射スクリーンを用いた表面検査装置
において、被検査材表面に対して１つの光源を上下に挟
む位置に配置した２つのカメラと、該２つのカメラで撮
像した画像から差分画像を作成し、該差分画像を処理す
る画像処理装置とを備えたことを特徴とする逆反射スク
リーンを用いた表面検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6211351A JPH0875665A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 逆反射スクリーンを用いた表面検査方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6211351A JPH0875665A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 逆反射スクリーンを用いた表面検査方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875665A true JPH0875665A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16604537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6211351A Withdrawn JPH0875665A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 逆反射スクリーンを用いた表面検査方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0875665A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011083989A3 (ko) * | 2010-01-07 | 2011-11-10 | 주식회사 쓰리비시스템 | 결점 검사장치 |
| JP2022087851A (ja) * | 2020-12-01 | 2022-06-13 | 勇祐 鈴木 | 検査方法および検査システム |
-
1994
- 1994-09-05 JP JP6211351A patent/JPH0875665A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011083989A3 (ko) * | 2010-01-07 | 2011-11-10 | 주식회사 쓰리비시스템 | 결점 검사장치 |
| JP2022087851A (ja) * | 2020-12-01 | 2022-06-13 | 勇祐 鈴木 | 検査方法および検査システム |
| JP2022087382A (ja) * | 2020-12-01 | 2022-06-13 | 勇祐 鈴木 | 検査方法および検査システム |
| JP2025100862A (ja) * | 2020-12-01 | 2025-07-03 | 勇祐 鈴木 | 検査方法および検査システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |