JPH11211442A

JPH11211442A - 物体表面の欠陥検出方法及び装置

Info

Publication number: JPH11211442A
Application number: JP10014623A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Yoshimura; 一成吉村; Yasuyuki Yuki; 康之結城
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】良品画像を予め記憶しておかなくても、物体表
面の欠陥を検出することができ、且つ誤検出の可能性を
低減し、微小な欠陥も検出可能な物体表面の欠陥検出方
法および装置を提供する。【解決手段】物体表面に法線方向に対して傾斜した方向
から複数本の線状の光ビームを投射し、物体表面からの
反射光をスクリーン７上に複数本の線状の反射パターン
として投影させ、スクリーン７上の反射パターンを撮像
装置８により撮像して得た画像データを画像処理して反
射パターンの不連続部を検出することにより物体表面の
欠陥を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤカメラのよ
うな撮像装置によって物体表面の欠陥を検出する方法お
よび装置に関するものであり、例えば、缶やロールなど
の円筒物体、または球などの曲面物体の表面の欠陥を検
出する用途に適するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、物体表面の欠陥を検出する方法と
して、ＣＣＤカメラなどの撮像装置により予め基準とな
る良品画像を撮像し、画像メモリに記憶しておいて、被
検査品の画像と比較することにより、欠陥を検出する手
法が知られている（特開昭５４−４９１６５号）。この
従来例では、予め記憶しておいた良品画像と被検査品の
画像の位置がずれることなく完全に重ね合せられなけれ
ば、微小な欠陥を検出することができないという欠点が
あった。また、物体表面からの反射光や色むらなどの影
響を受けて、誤検出してしまうという欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の従来例
の欠点を解消しようとするものであり、良品画像を予め
記憶しておかなくても、物体表面の欠陥を検出すること
ができ、且つ誤検出の可能性を低減し、微小な欠陥も検
出可能な物体表面の欠陥検出方法および装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題を解決するために、図１に例示するように、物体表
面に法線方向に対して傾斜した方向から複数本の線状の
光ビームを投射し、物体表面からの反射光をスクリーン
７上に複数本の線状の反射パターンとして投影させ、ス
クリーン７上の反射パターンを撮像装置８により撮像し
て得た画像データを画像処理して反射パターンの不連続
部を検出することにより物体表面の欠陥を検出すること
を特徴とするものである。

【０００５】このように、被検出物体の表面を撮像装置
により直接撮像するのではなく、被検出物体の表面から
の反射光を投影させるスクリーンを用いて、スクリーン
に投影された反射パターンを撮像することによって、誤
検出の可能性を低減させることが可能となる。また、ス
クリーンに投影させることにより水平方向の分解能及び
被検出物体表面の高さ方向の分解能がともに向上する。
なぜなら、被検出物体とスクリーンとの距離を拡大すれ
ば、スクリーン上の反射パターンに現れる欠陥も拡大し
て投影されるからである。また、光ビームが物体表面に
対して斜めに入射していることにより、物体表面の高さ
方向の欠陥も目立ちやすくなる。これにより、微小な欠
陥を検出することが可能となる。また、良品画像を予め
記憶しておく必要は無いので、装置の構成が簡単にな
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は請求項１の欠
陥検出方法を実現するための装置の全体構成を示したも
ので、図２はその要部構成を側面から見た図である。図
中、１は被検出物体であり、ここでは、缶やロールなど
の円筒状の物体よりなる。被検出物体１は、軸線ｚがコ
ンベヤ面に垂直な状態でコンベヤ２上を矢印Ｇに示す方
向に搬送されている。３はコンベヤの駆動装置である。
被検出物体１をセンサ４が検知すると、検知された位置
もしくは所定の位置において、制御装置５の制御下で検
査動作が行われる。被検出物体１の表面には、光源６か
ら複数のスリット光Ｐ１〜Ｐ４が光切断線として被検出
物体１の軸線ｚの方向に対して所定の角度θ（通常２５
°〜３０°）傾斜させた方向から投射される。被検出物
体１の表面で反射された反射光は、その光路上に配置さ
れたスクリーン７に反射パターンＲ１〜Ｒ４として投影
される。スクリーン７に投影された反射パターンは、Ｃ
ＣＤカメラのような撮像装置８によりスクリーン７越し
に撮像される。取り込まれた画像データはメモリ９に格
納され、この画像データに基づいて、画像処理装置１０
により表面のクラック等の不連続欠陥が検出される。

【０００７】図３は不良サンプルの反射パターンを撮像
した画像を示している。複数の等ピッチの弓状の線群は
被検出物体の表面で反射された各スリット光の反射パタ
ーンＲ１〜Ｒ４であり、その部分の輝度レベルは高い。
しかし、欠陥部の反射パターンは、良品部と違って、反
射光の反射角度が変化し、スクリーンの外へ反射される
ため、反射パターンに明暗変化が生じる。すなわち良品
部の反射パターンは、輝度レベルが高い連続した線状パ
ターンとなるのに対して、欠陥部では輝度レベルの低い
不連続な線状パターンとなる。つまり、複数の所定ピッ
チの線状パターンの中から途切れた部分が欠陥部に相当
する。これら複数の反射パターン群を撮像装置により一
括して撮像し、取り込まれた画像データをメモリに格納
し、画像処理装置により欠陥部の特徴である不連続な線
状パターンを画像処理手法を用いて抽出することで、欠
陥を検出するものである。

【０００８】本実施例では、被検出物体を直接撮像する
のではなく、スクリーン越しに配置された撮像装置によ
り反射パターンを撮像することにより、物体表面からの
反射光や色むら等の影響を受けずに、欠陥部のみを正確
に検出することが可能となる。また、本実施例では１つ
の検出エリア内におけるスリット光の本数を４本とした
が、さらに本数を増やしてピッチを狭くすれば、より細
かい欠陥が検出できることは言うまでもない。

【０００９】（実施例２）図４は請求項２の欠陥検出方
法を実現するための装置の全体構成を示したもので、図
５はその要部構成を側面から見た図である。装置の構成
は前記実施例１と同様であるが、投影パターンが異な
る。すなわち、光源６から発せられる複数のスリット光
に代えて、略均一な照度分布を有する矩形状のパターン
光を用いている。このような矩形状のパターン光を得る
方法は特に限定されないが、例えば、実施例１におい
て、複数のスリット光を発する光源の焦点位置をスクリ
ーン位置よりも遠くに調整することにより、複数の反射
パターンをスクリーン上でぼやけさせた状態で重ね合わ
せても良いし、あるいは、点光源からの光を平行光線に
変換した後、矩形状の開口部から投射しても良い。

【００１０】図６は不良サンプルの反射パターンを撮像
した画像を示している。輝度レベルが高く、かつ均一な
濃淡画像の中に、輝度レベルの低い部分が現われる。輝
度レベルが高い部分は良品部を示し、輝度レベルの低い
部分は欠陥部を示している。得られた画像の中から輝度
レベルの低い部分を画像処理装置により抽出することに
より物体表面の欠陥を検出する。

【００１１】前記実施例と同様に、本実施例でも、被検
出物体を直接撮像するのではなく、スクリーン越しに配
置された撮像装置により反射パターンを撮像することに
より、物体表面からの反射光や色むら等の影響を受けず
に、欠陥部のみを正確に検出することが可能となる。ま
た、前記実施例と比べてより簡単な画像処理手法により
欠陥検出が可能となる。

【００１２】（実施例３）図７は請求項３の欠陥検出方
法を実現するための装置の全体構成を示したもので、図
８はその要部構成を側面から見た図である。装置の構成
は前記実施例１と同様であるが、被検出物体１は、軸線
がコンベヤ面と平行な状態でコンベヤ２上を矢印Ｇに示
す方向に搬送されている。本実施例では、被検出物体１
そのものは自転していない。また、光源６から発せられ
るスリット光は複数ではなく１つであり、その投射方向
はコンベヤ面に対して所定の角度θ（通常２５°〜３０
°）傾斜させている。物体表面で反射させた反射光は、
その光路上に配置したスクリーン７に反射パターンとし
て投影される。

【００１３】図９は撮像装置８の動作を示しており、図
１０は撮影装置８により得られる不良サンプルの反射パ
ターンを撮像した画像を示している。コンベヤ２上を搬
送されている被検出物体１を、センサ４がｔ＝ｔ１にお
いて検知すると、スクリーン７越しに配置したＣＣＤカ
メラのような撮像装置８を所定の時間（Ｔ）露光状態に
セットし、その時間中に被検出物体１が移動することに
より、被検出物体１の円弧ａ−ｂ間をスキャンしたこと
になり、そのエリアの反射パターンＡ−Ｂが図１０のよ
うに得られる。得られた画像の中から輝度レベルの低い
部分を抽出することにより欠陥部を検出する。撮像はカ
メラの露光により行うため、１フレームの時間での高速
取り込みが実現され、高速な検査が可能となる。

【００１４】（実施例４）図１１は請求項４の欠陥検出
方法を実現するための装置の全体構成を示したもので、
図１２はその要部構成を上面から見た図である。本実施
例の構成は、実施例２において、画像データを記憶する
ためのメモリを複数個設けたものである。本実施例で
は、図１３に示すように、センサ４の検知動作に応答し
て複数回にわたりカメラによる画像データの取り込みが
行われる。すなわち、センサ４がｔ＝ａで被検出物体１
を検知したとき撮像装置８により画像データを取り込
み、メモリ９１に画像データを格納する。次に時間Ｔ経
過した後、ｔ＝ｂで再び画像データを取り込み、メモリ
９２に画像データを格納する。同様にｔ＝ｃでも画像デ
ータを取り込んで、図１４に示されるように、複数の画
像データを得る。得られた複数の画像データの中から輝
度レベルの低い同一部分をそれぞれ抽出し、撮像タイミ
ングが連続した画像（例えばｔ＝ａとｔ＝ｂ）を比較
し、ともに欠陥が抽出されていたときのみ欠陥ありと判
定する。以上の判定を行うことにより、物体表面の色む
らの影響を受けずに、より正確な欠陥検出が可能とな
る。

【００１５】（実施例５）図１５は請求項５の欠陥検出
方法を実現するための装置の全体構成を示したもので、
図１６はその要部構成を側面から見た図である。本実施
例では、水平面に対して小さな角度（β）で傾斜せしめ
た搬送レール２１の上を円筒状の被検出物体１が矢印Ｑ
に示すように転がりながら矢印Ｇの方向に移動して行
く。被検出物体１の軸線は水平面と平行で搬送方向Ｇに
対して垂直な方向となっている。光源６から投射される
光は、実施例４と同様に均一な照度分布を有する矩形状
のパターン光であり、被検出物体１の搬送方向Ｇに対し
て垂直で、且つ被検出物体１の軸線に対して所定の角度
θ（通常２５°〜３０°）傾斜させた方向から投射され
る。物体表面で反射された光は、その光路上に配置され
たスクリーン７に反射パターンとして投影させる。その
他の構成は実施例４と同様である。

【００１６】センサ４がｔ＝ａのタイミングで被検出物
体１を検出したとき、スクリーン７越しに配置した撮像
装置８により反射パターンを撮像し、メモリ９１に画像
データを格納する。次に、所定の時間Ｔが経過した後、
ｔ＝ｂのタイミングで再び撮像し、メモリ９２に画像デ
ータを格納する。同様に撮像を繰り返し、複数の画像デ
ータを得る。得られた複数の画像データの中から輝度レ
ベルの低い同一部分をそれぞれ抽出し、撮像タイミング
が連続した画像（例えばｔ＝ａとｔ＝ｂ）を比較し、と
もに欠陥が抽出されたときにのみ欠陥ありと判定する。
上記判定を行うことにより、物体表面の色むらの影響を
受けずに、より正確な欠陥検出が可能となる。また、実
施例４に比べると、コンベヤによる搬送を行わないで、
物体自身が搬送レール２１上を転がりながら進むことに
よる回転を利用して物体表面のスキャンを行うことがで
きるので、構成が簡単になる。

【００１７】（実施例６）図１７は請求項６の欠陥検出
方法を実現するための装置の全体構成を示したもので、
図１８はその要部構成を側面から見た図である。本実施
例は、実施例１の構成において、スクリーンをコンベヤ
面で兼用したものである。また、撮像装置８は被検出物
体１の真上方向からコンベヤ面上の反射パターンを撮像
するように配置されている。

【００１８】被検出物体１は、軸線ｚがコンベヤ面に垂
直な状態でコンベヤ２上を矢印Ｇに示す方向に搬送され
ている。被検出物体１をセンサ４が検知すると、検知さ
れた位置もしくは所定の位置において、制御装置５の制
御下で検査動作が行われる。被検出物体１の表面には、
光源６から複数のスリット光Ｐ１〜Ｐ４が光切断線とし
て被検出物体１の軸線ｚの方向に対して所定の角度θ
（通常２５°〜３０°）傾斜させた方向から投射され
る。被検出物体１の表面で反射された反射光は、コンベ
ヤ面に反射パターンＲ１〜Ｒ４として投影される。コン
ベヤ面に投影された反射パターンＲ１〜Ｒ４は、ＣＣＤ
カメラのような撮像装置８により被検出物体１の真上方
向から撮像される。取り込まれた画像データはメモリ９
に格納され、この画像データに基づいて、画像処理装置
１０により表面のクラック等の不連続欠陥が検出され
る。

【００１９】本実施例では、光源６から発せられる複数
のスリット光Ｐ１〜Ｐ４は、実施例１と同様に、被検出
物体１の搬送方向Ｇに対して垂直な方向から投射してい
るので、コンベヤ面の幅を被検出物体１の幅に比べて十
分に広くしているが、光源６が被検出物体１よりも高い
位置に配置されていれば、被検出物体１の搬送方向Ｇに
対して平行な方向からスリット光Ｐ１〜Ｐ４を投射して
も良い。その場合、被検出物体１の前方向あるいは後方
向に反射パターンＲ１〜Ｒ４が投影されるので、コンベ
ヤ面の幅を広げる必要はない。本実施例によれば、コン
ベヤ面をスクリーンとして代用することにより、装置の
構成が簡単となる利点がある。

【００２０】（実施例７）図１９は請求項７の欠陥検出
方法を実現するための装置の全体構成を示したもので、
図２０はその要部構成を側面から見た図である。本実施
例は、実施例６において、被検出物体１の斜め上方に配
置されていた光源６を、被検出物体１の斜め下方に配置
したものであり、被検出物体１の搬送方向Ｇに対して垂
直な方向から複数のスリット光Ｐ１〜Ｐ４を被検出物体
１の軸線ｚの方向に対して所定の角度θ（通常２５°〜
３０°）傾斜させた方向から投射し、物体表面で反射し
た光を物体上方に配置した平面状のスクリーン７に反射
パターンＲ１〜Ｒ４として投影させ、このスクリーン７
越しに撮像装置８により反射パターンを撮像するように
したものである。

【００２１】本実施例では、スクリーン７を被検出物体
１の真上に配置することにより、例えば、図３０のよう
に、複数の光源６１〜６４からの反射パターンを１つの
スクリーン７に投影させることができ、１台の撮像装置
８により物体全周を一括して検査することができるの
で、カメラ数、スクリーン数が削減されることにより装
置の構成が簡単となる。

【００２２】（実施例８）図２１は請求項８の欠陥検出
方法を実現するための装置の全体構成を示したものであ
り、図２２はその要部構成を側面から見た図である。本
実施例は、実施例７において、物体１の真上に配置され
た平面状のスクリーン７に代えて、円筒状のスクリーン
７を配置したものであり、撮像装置８は円筒状のスクリ
ーン７の法線方向からスクリーン７の外周面を撮像する
ように配置されている。

【００２３】被検出物体１は、軸線ｚがコンベヤ面に垂
直な状態でコンベヤ２上を矢印Ｇに示す方向に搬送され
ている。被検出物体１をセンサ４が検知すると、検知さ
れた位置もしくは所定の位置において、制御装置５の制
御下で検査動作が行われる。被検出物体１の表面には、
光源６から複数のスリット光Ｐ１〜Ｐ４が光切断線とし
て被検出物体１の軸線ｚの方向に対して所定の角度θ
（通常２５°〜３０°）傾斜させた方向から投射され
る。被検出物体１の表面で反射された反射光は、円筒状
のスクリーン７に反射パターンＲ１〜Ｒ４として投影さ
れる。円筒状のスクリーン７に投影された反射パターン
Ｒ１〜Ｒ４は、ＣＣＤカメラのような撮像装置８により
スクリーン７越しに水平方向から撮像される。取り込ま
れた画像データはメモリ９に格納され、この画像データ
に基づいて、画像処理装置１０により表面のクラック等
の不連続欠陥が検出される。

【００２４】本実施例では、スクリーン７を物体１の真
上に配置することにより、図２３のように、複数の光源
６１〜６４からの反射パターンをスクリーン７に投影さ
せることができ、複数台の撮像装置８１〜８４により物
体全周を検査することができる。また、スクリーン７の
数が１つで済むことにより装置の構成が簡単となる。

【００２５】（実施例９）図２４は請求項９の欠陥検出
方法を実現するための装置の全体構成を示したものであ
り、図２５はその要部構成を側面から見た図である。本
実施例は、実施例７において、物体１の真上に配置され
た平面状のスクリーン７に代えて、円錐台状のスクリー
ン７を配置したものである。スクリーン７は円錐状であ
っても良いが、円錐部分の傾斜角度は、被検出物体１の
表面に対するスリット光の傾斜角度θ（通常２５°〜３
０°）と同じにすることが好ましい。これにより、複数
のスリット光について、光源６からスクリーン７までの
光路長を一定にすることができる。

【００２６】すなわち、図２５において、光源６から発
せられるスリット光Ｐ１のスクリーン７までの光路長は
ａ＋ｂであり、スリット光Ｐ２についても、スクリーン
７までの光路長は（ａ＋ｃ）＋（ｂ−ｃ）＝ａ＋ｂとな
り、各スリット光について、光源６からスクリーン７ま
での光路長を一定にすることができる。これにより、各
スリット光はスクリーン７上で結像し、反射パターンが
鮮明となり、正確な欠陥検出が可能となる。また、光学
系の設計も容易になる。

【００２７】本実施例においても、図２６のように、複
数の光源６１〜６４からの反射パターンをスクリーン７
に投影させることができ、１台の撮像装置８により物体
全周を一括して検査することができるので、カメラ数、
スクリーン数が削減されることにより装置の構成が簡単
となる。

【００２８】（実施例１０）図２７は請求項１０の欠陥
検出方法を実現するための装置の全体構成を示したもの
である。本実施例では、スクリーンをコンベヤ面で兼用
した実施例６の構成において、光源６から投射されるス
リット光による光切断線の向きを被検出物体１の軸線ｚ
の方向に対して所定の角度（β）傾けたものである。撮
像装置８は、実施例６と同様に、被検出物体１の真上方
向からコンベヤ面上の反射パターンを撮像するように配
置されている。

【００２９】被検出物体１は、軸線ｚがコンベヤ面に垂
直な状態でコンベヤ２上を矢印Ｇに示すように搬送され
ている。被検出物体１をセンサ４が検知すると、検知さ
れた位置もしくは所定の位置において、制御装置５の制
御下で検査動作が行われる。被検出物体１の表面には、
光源６から複数のスリット光が光切断線として被検出物
体１の軸線ｚの方向に対して所定の角度θ（通常２５°
〜３０°）傾斜させた方向から投射される。スリット光
による光切断線の方向は被検出物体１の軸線ｚの方向に
対して所定の角度β（通常３０°〜４５°）傾斜させて
いる。被検出物体１の表面で反射された反射光は、コン
ベヤ面に反射パターンとして投影される。コンベヤ面に
投影された反射パターンは、ＣＣＤカメラのような撮像
装置８により被検出物体１の真上方向から撮像される。
取り込まれた画像データはメモリ９に格納され、この画
像データに基づいて、画像処理装置１０により表面のク
ラック等の不連続欠陥が検出される。

【００３０】被検出物体１の表面には図２８に示すよう
に物体部材の圧延時に発生する一定方向の微小傷（筋
目）が存在する場合がある。これらの筋目は、通常、物
体１の軸線ｚに対して平行又は垂直方向に見られるが、
筋目の方向とスリット光の照射方向とが平行な場合、ス
クリーンに投影される反射パターンは不鮮明となり、正
確な欠陥検出ができなくなる。そこで、スリット光によ
る光切断線を被検出物体１の軸線ｚの方向に対して所定
の角度（β：通常３０°〜４５°）傾斜させることによ
り、スクリーンに投影される反射パターンは鮮明とな
り、正確な欠陥検出が可能となる。

【００３１】（実施例１１）図２９は請求項１１の装置
発明を具体化したものであり、図３０は本装置を上面か
ら見た略図である。この検査装置は、表面の欠陥を検査
される物体１を搬送するコンベヤ２と、前記物体１を包
囲するように配置され、物体表面に法線方向に対して傾
斜した方向から光ビームを投射する複数の光源６１〜６
４と、物体表面からの反射光を反射パターンとして投影
させるスクリーン７と、スクリーン７上の反射パターン
を撮像する撮像装置８と、撮像装置８により得られた画
像データを格納するメモリ９と、前記画像データを画像
処理して物体表面の欠陥を検出する画像処理装置１０
と、前記コンベヤ２により搬送される物体１の位置を検
出するセンサ４と、前記センサ４により検出された物体
１の位置情報に基づいて前記撮像装置８により画像デー
タを取り込むタイミングを決める制御装置５とから成
り、物体表面のクラック等の不連続欠陥を検出すること
ができる。

【００３２】本実施例では、４台の光源６１〜６４をコ
ンベヤ２の搬送方向Ｇに対して対角方向に配置してお
り、各光源６１〜６４から発せられる光は、略一様な照
度分布を有する光としている。各光源６１〜６４の光軸
は好ましくは一点で交わり、その交点と物体１の軸線と
が一致するタイミングで撮像装置８により一括してスク
リーン７上の反射パターンが画像データとして取り込ま
れる。スクリーン７は、本実施例では、コンベヤ面に平
行な状態で配置した平面状のスクリーンとしている。良
品部では輝度レベルが高く且つ均一な濃淡画像が撮像さ
れるが、欠陥部では輝度レベルが低くなる。したがっ
て、輝度レベルが高く且つ均一な濃淡画像の中に輝度レ
ベルが低い部分が現われたとき、そこは欠陥部であると
判定できるから、得られた画像データの中から輝度レベ
ルの低い部分を画像処理装置にて抽出することにより欠
陥を検出することができる。本実施例では、以上の構成
により物体全周を一括して検査することが可能となる。

【００３３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、被検出物体の
表面を撮像装置により直接撮像するのではなく、被検出
物体の表面からの反射光を投影させるスクリーンを用い
て、このスクリーンに投影された反射パターンを撮像す
ることによって、光源からの直接光や物体の色むら等の
影響による誤検出を軽減させることが可能となる。ま
た、スクリーンに投影させることにより物体表面の欠陥
も拡大して投影されるから微小な欠陥を検出することが
可能となる。また、良品画像を予め登録する必要は無い
ので、装置の構成が簡単になる。

【００３４】また、請求項２の発明によれば、請求項１
と同様の効果を有するほか、欠陥検出のために撮像され
た画像データの中から輝度レベルの低い部分を抽出する
だけで良いので、請求項１の発明より簡単な画像処理手
法により欠陥部を正確に検出することが可能となる。請
求項３の発明によれば、移動する物体からの反射パター
ンを蓄積型の撮像装置により所定の時間にわたり露光す
ることにより撮像するものであるから、撮像回数が少な
くて済み、したがって、処理を行うべき画像データの量
も削減されることにより、高速な検査が可能となる。

【００３５】請求項４の発明によれば、コンベヤ上を搬
送される被検出物体に対して、被検出物体が所定の時間
移動する間、撮像装置が複数回、反射パターンを撮像
し、取り込まれた各画像の中から輝度レベルの低い欠陥
部をそれぞれ抽出し、撮像タイミングが連続した画像に
おいて、ともに欠陥部が抽出されたときにのみ欠陥あり
と判定するものであるから、より正確な欠陥検出が可能
となる。

【００３６】請求項５の発明によれば、被検出物体が搬
送レール上を回転しながら移動することにより、コンベ
ヤによる搬送を必要とせず、物体自身の回転を利用して
スキャンを行うことが可能なため、装置構成が簡単とな
る。請求項６の発明によれば、物体を搬送するコンベヤ
の表面をスクリーンとして兼用したので、スクリーンが
不要となり、実機構成がシンプルになる。

【００３７】請求項７の発明によれば、平面状のスクリ
ーンを被検出物体の上方に配置し、該スクリーンの上方
に配置した撮像装置によりスクリーン上の反射パターン
をスクリーン越しに撮像するようにしたので、複数の光
源からの反射パターンを同一スクリーン上に投影させ、
当該反射パターンを１台のカメラで一括して撮像するこ
とが可能となり、スクリーン数、カメラ数が削減され、
実機構成がシンプルになる。

【００３８】請求項８の発明によれば、円筒状のスクリ
ーンを被検出物体の上方に配置し、該スクリーンの側方
に配置した撮像装置によりスクリーン上の反射パターン
をスクリーン越しに撮像するようにしたので、複数の光
源からの反射パターンを同一スクリーン上に投影させる
ことが可能となり、スクリーン数が削減され、実機構成
がシンプルになる。

【００３９】請求項９の発明によれば、円錐又は円錐台
状のスクリーンを被検出物体の上方に配置し、該スクリ
ーンの上方に配置した撮像装置によりスクリーン上の反
射パターンをスクリーン越しに撮像するようにしたの
で、複数の光源からの反射パターンを同一スクリーン上
に投影させ、当該反射パターンを１台のカメラで一括し
て撮像することが可能となり、スクリーン数、カメラ数
が削減され、実機構成がシンプルになる。また、光源と
スクリーン間の光路長を一定に保つことにより、投影パ
ターンが鮮明になり、正確な欠陥検出が可能となる。

【００４０】請求項１０の発明によれば、物体の表面に
一定方向の微小傷を有する場合に、線状の光ビームの投
射方向は、物体表面の前記微小傷を横断する方向に設定
したので、スクリーン上に投影される反射パターンが鮮
明となり、正確な欠陥検出が可能となる。請求項１１の
発明によれば、物体全周を撮像するように光学系を配置
することにより、被検出物体の全周を一括して検査する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の欠陥検出方法を実現するための装置
の全体構成図である。

【図２】図１の装置の要部構成を示す側面図である。

【図３】図１の装置により撮像した画像の一例を示す説
明図である。

【図４】請求項２の欠陥検出方法を実現するための装置
の全体構成図である。

【図５】図４の装置の要部構成を示す側面図である。

【図６】図４の装置により撮像した画像の一例を示す説
明図である。

【図７】請求項３の欠陥検出方法を実現するための装置
の全体構成図である。

【図８】図７の装置の要部構成を示す側面図である。

【図９】図７の装置による露光動作のタイミングを示す
説明図である。

【図１０】図７の装置により撮像した画像の一例を示す
説明図である。

【図１１】請求項４の欠陥検出方法を実現するための装
置の全体構成図である。

【図１２】図１１の装置の要部構成を示す平面図であ
る。

【図１３】図１１の装置による撮像動作のタイミングを
示す説明図である。

【図１４】図１１の装置により撮像した画像の一例を示
す説明図である。

【図１５】請求項５の欠陥検出方法を実現するための装
置の全体構成図である。

【図１６】図１５の装置の要部構成を示す側面図であ
る。

【図１７】請求項６の欠陥検出方法を実現するための装
置の全体構成図である。

【図１８】図１７の装置の要部構成を示す側面図であ
る。

【図１９】請求項７の欠陥検出方法を実現するための装
置の全体構成図である。

【図２０】図１９の装置の要部構成を示す側面図であ
る。

【図２１】請求項８の欠陥検出方法を実現するための装
置の全体構成図である。

【図２２】図２１の装置の要部構成を示す側面図であ
る。

【図２３】図２１の装置による物体全周の検査動作を示
す平面図である。

【図２４】請求項９の欠陥検出方法を実現するための装
置の全体構成図である。

【図２５】図２４の装置の要部構成を示す側面図であ
る。

【図２６】図２４の装置による物体全周の検査動作を示
す平面図である。

【図２７】請求項１０の欠陥検出方法を実現するための
装置の全体構成図である。

【図２８】図２７の装置により検査される物体の外観を
示す斜視図である。

【図２９】請求項１１の装置の全体構成図である。

【図３０】図２９の装置による物体全周の検査動作を示
す平面図である。

【符合の説明】

１被検出物体２コンベヤ３駆動装置４センサ５制御装置６光源７スクリーン８撮像装置９メモリ１０画像処理装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体表面に法線方向に対して傾斜した
方向から複数本の線状の光ビームを投射し、物体表面か
らの反射光をスクリーン上に複数本の線状の反射パター
ンとして投影させ、スクリーン上の反射パターンを撮像
装置により撮像して得た画像データを画像処理して反射
パターンの不連続部を検出することにより物体表面の欠
陥を検出することを特徴とする物体表面の欠陥検出方
法。
【請求項２】物体表面に法線方向に対して傾斜した
方向から照度分布が均一な面状の光ビームを投射し、物
体表面からの反射光をスクリーン上に反射パターンとし
て投影させ、スクリーン上の反射パターンを撮像装置に
より撮像して得た画像データを画像処理して反射パター
ンの輝度レベルの不均一な部分を検出することにより物
体表面の欠陥を検出することを特徴とする物体表面の欠
陥検出方法。
【請求項３】移動する物体からの反射パターンを蓄
積型の撮像装置により所定の時間にわたり露光すること
を特徴とする請求項１又は２の物体表面の欠陥検出方
法。
【請求項４】コンベヤ上を搬送される被検出物体に
対して、被検出物体が所定の時間移動する間、撮像装置
が複数回、反射パターンを撮像し、取り込まれた各画像
の中から輝度レベルの低い欠陥部をそれぞれ抽出し、撮
像タイミングが連続した画像において、ともに欠陥部が
抽出されたときにのみ欠陥ありと判定することを特徴と
する請求項１又は２の物体表面の欠陥検出方法。
【請求項５】搬送レール上を回転しながら移動する
円筒状の被検出物体に対して、所定の時間移動する間、
撮像装置が複数回、反射パターンを撮像し、取り込まれ
た各画像の中から輝度レベルの低い欠陥部をそれぞれ抽
出し、撮像タイミングが連続した画像において、ともに
欠陥部が抽出されたときにのみ欠陥ありと判定すること
を特徴とする請求項１又は２の物体表面の欠陥検出方
法。
【請求項６】物体を搬送するコンベヤの表面をスク
リーンとして兼用したことを特徴とする請求項１又は２
の物体表面の欠陥検出方法。
【請求項７】平面状のスクリーンを被検出物体の上
方に配置し、該スクリーンの上方に配置した撮像装置に
よりスクリーン上の反射パターンをスクリーン越しに撮
像することを特徴とする請求項１又は２の物体表面の欠
陥検出方法。
【請求項８】円筒状のスクリーンを被検出物体の上
方に配置し、該スクリーンの側方に配置した撮像装置に
よりスクリーン上の反射パターンをスクリーン越しに撮
像することを特徴とする請求項１又は２の物体表面の欠
陥検出方法。
【請求項９】円錐又は円錐台状のスクリーンを被検
出物体の上方に配置し、該スクリーンの上方に配置した
撮像装置によりスクリーン上の反射パターンをスクリー
ン越しに撮像することを特徴とする請求項１又は２の物
体表面の欠陥検出方法。
【請求項１０】請求項１の物体表面の欠陥検出方法
において、物体の表面に一定方向の微小傷を有する場合
に、線状の光ビームの投射方向は、物体表面の前記微小
傷を横断する方向に設定したことを特徴とする物体表面
の欠陥検出方法。
【請求項１１】表面の欠陥を検査される物体を搬送
するコンベヤと、前記物体を包囲するように配置され、物体表面に法線方
向に対して傾斜した方向から光ビームを投射する複数の
光源と、物体表面からの反射光を反射パターンとして投影させる
スクリーンと、スクリーン上の反射パターンを撮像する撮像装置と、撮像装置により得られた画像データを格納するメモリ
と、前記画像データを画像処理して物体表面の欠陥を検出す
る画像処理装置と、前記コンベヤにより搬送される物体の位置を検出するセ
ンサと、前記センサにより検出された物体の位置情報に基づいて
前記撮像装置により画像データを取り込むタイミングを
決める制御装置とから成ることを特徴とする物体表面の
欠陥検出装置。