JP3432446B2 - 表面検査装置および表面検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面検出素子およ
び表面検出方法に関し、さらに詳しくは、感光体ドラム
の感光層を検査する表面検査装置および表面検査方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体ドラム、たとえばＯＰＣドラム
（ＯＰＣ：organic photo conductor）の外周面には、
感光層が被覆されている。当該感光層に異物が付着した
り、または感光層に塗装むらがあると画像品質の低下を
来たしてしまう。したがって、予め感光体ドラム（被検
査ワーク）の表面を検査する欠陥検査が行なわれてい
る。

【０００３】ドラムの表面に異物が付着している場合
は、ドラム表面に照明をあて乱反射光を観測すると、ド
ラム面の濃淡輝度値の顕著な変化が現れる。一方、塗装
むらがある場合には、照明による正反射光を観測する
と、ドラム面の濃淡輝度値に微小な変化が現れる。

【０００４】そこで、従来の検査では、各種照明をドラ
ムに照射し、ドラム面の色むらや輝度変化等の異常を作
業者が目視により検知し、経験に基づいて良品判定を行
なっていた。

【０００５】これに対して、ＯＰＣ感光体ドラムの欠陥
を光学的手段を用いて自動的に検査する装置の開発が進
められている。図２０は、感光体ドラムに対する表面検
査手段を説明するための図である。これらの自動検査手
段では、被検査ワークである感光体ドラム５０を、ドラ
ム回転軸５６を中心に回転させる。そして、ドラム回転
軸５６と平行に配置するライン型照明５２によって、感
光体ドラム５０を照射し、ラインセンサカメラ５４で回
転するドラムからの反射光を撮像する。そして、ライン
センサカメラから取得した二次元画像を予め設定した濃
淡しきい値と比較して、自動的に感光体ドラムの欠陥
（塗装むらや傷、異物の付着）を判定する。なお、図２
０における感光体ドラムの表面上に付したハッチング部
分は塗装むらを表している。

【０００６】図２１は、図２０に示すＯＰＣ感光体ドラ
ム５０をラインセンサカメラ５４で撮影した場合に得ら
れる画像を示している。図２１において、Ｘ軸はドラム
回転軸５６と対応し、Ｙ軸はドラム回転方向に対応して
いる。図２１に示すように、ラインセンサカメラ５４等
の撮像素子に撮影された被検査画像では、中央領域Ｄ０
に比べて左右の領域Ｄ１、Ｄ２が黒くなるシェーディン
グ現象が発生する。また、ドラム回転軸５６方向に照射
されたライン型照明５２に照度むらがある場合には、走
査方向（Ｙ軸方向）に輝度の低下もしくは上昇による濃
淡縞（領域Ｄ３）が発生する。これらのむらは、Ｙ軸方
向にのびる。一方、塗装むらによる濃淡縞は、ドラムを
回転軸方向に液槽に浸して塗装を行なうため液ダレの原
因となってドラム回転軸方向（Ｘ軸方向）へ延びる。こ
れをラインセンサカメラ５４等の撮像素子で撮影した場
合には、図２１に示すようにＸ軸方向に延びる輝度むら
となる（領域Ｄ４）。

【０００７】図２２は、図２１におけるＡ−Ａ′ライン
上における濃淡輝度値の変化を表わす図である。図２２
に示すように、一般に画像の中央から両端部の方向に向
かうにつれて輝度値は低下する傾向にある。特に、照明
むらがある場合には、輝度値が急激に低下する。

【０００８】ところで、このような自動検査方法の一例
として、「傷検査方法（特願平４−７０５５３号公
報）」が挙げられる。当該検査方法は、被検査ワークか
ら乱反射された光を受ける受光手段の暗時出力と、欠陥
のない正常な表面を持つ被検査ワークの反射光による受
光手段の信号出力とで決定されるシェーディングの影響
を除去した値で決まる濃淡しきい値を用いて不良判定を
行う。

【０００９】また、「表面検査方法（特開平４−２７３
０４６号公報）」による方法では、撮像手段により得ら
れた被検査画像を輝度変化の大小に基づき複数の領域に
分割し、輝度変化が大きい領域に対しては輝度階調を低
くして空間分解能を高く設定し、輝度変化が小さい領域
に対しては、輝度階調を高くして空間分解能を低く設定
することにより不良検査を行なっている。

【００１０】さらに、「電子写真感光体用外観検査装置
および検査方法（特開平９−１９６６４３号公報）」で
は、ラインセンサにより得られた画像の平均の濃淡輝度
値を求め、各１画素ずつに対して当該平均値との差を求
め、当該差の大きいものを不良と判定する方法が開示さ
れている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の手法では、以下のような問題が生じる。まず、目視
による検査に対しては、作業者間の良否判定基準にば
らつきが生じやすく、品質が不安定である。作業者に
よりスループットが異なる。長時間作業がもたらす作
業者の疲労等により、不良の見落としや判定基準の変動
などが発生する。

【００１２】また、光学的方法を用いて自動的に検査す
る従来の手法によると、照明むらやシェーディングの
影響を取除くためには、キャリブレーションのためにデ
ータを繰返し取得することが必要であり、多くの手間を
有する。特に、コントラストが小さい場合に空間分解
能を低く設定する方法を用いると、寸法の小さいしみを
検査することが困難となる。また、上述したように、ド
ラム表面に異物が付着している場合は、濃淡輝度値に顕
著な変化が表れるが、たとえば、塗装むらの場合は、濃
淡輝度値の変化は微妙である。したがって、濃淡しき
い値に基づき良否判定を実施すると、低コントラストの
不良パターンをノイズと判定することが困難となり、判
定の信頼度が落ちてしまう。

【００１３】そこで、本発明は係る問題を解決するため
になされたものであり、その目的は、特に低コントラス
トの不良パターンであっても、自動的に検査することが
できる表面検査装置および表面検査方法を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る表面検査
装置は、被検査ワークの良否判定を行なう表面検査装置
であって、被検査ワークの姿勢を変化させながら、被検
査ワークに照明を与える手段と、被検査ワークの表面を
撮影する撮影手段と、撮影手段により取得された被検査
画像に基づき、被検査ワークの良否を判定する画像処理
手段とを備え、画像処理手段は、被検査画像の対象領域
を複数の矩形領域に分割する領域分割手段と、複数の矩
形領域のそれぞれにおいて、各画素の輝度値を所定軸上
に射影する射影手段と、複数の矩形領域のそれぞれに対
して、射影手段により得られる濃淡輝度値の分布の分散
を求める分散算出手段と、複数の矩形領域のそれぞれに
対して分散算出手段により算出された分散値に基づき不
良を判定し、判定結果に基づき被検査ワークの良否を判
定する判定手段と含む。

【００１５】したがって、本装置によれば、射影処理、
分散処理により、所定軸の方向に発生する被検査ワーク
本体の欠陥以外の輝度むら（照明むらやシェーデイン
グ）の影響を抑えて被検査画像の良否判定を行なうこと
ができる。

【００１６】このため、低コントラストの場合であって
も空間分解能を低下させることがないため、大きさの小
さいシミを容易に検出することができる。

【００１７】さらに、自動的に低コントラストのむらを
検出することができるため、たとえば目視で行なってい
た場合と比べ作業者間の良否判定基準のばらつきが生じ
ず品質が安定する。また、スループットが作業者に依存
することがない。さらに作業者の疲労等による不良の見
落としや判定基準の変動などが発生しないという結果が
得られる。

【００１８】請求項２に係る表面検査装置は、請求項１
に係る表面検査装置であって、領域分割手段における分
割する対象領域を所定量だけ移動させながら、射影手段
および分散算出手段を実行させる制御手段をさらに備
え、判定手段は、複数回にわたる分散算出手段の結果を
統合することにより、被検査ワークの良否判定を行な
う。

【００１９】したがって、請求項２に係る表面検査装置
によれば、矩形領域の位置をずらしながら、複数回の検
査を行うことができる。また、複数回の検査を統合して
被検査ワークの良否判定を行うことができる。

【００２０】このため、矩形領域の分割位置による影響
を抑えて、高精度に被検査ワークの良否判定を行なうこ
とが可能となる。

【００２１】請求項３に係る表面検査装置は、請求項１
に係る表面検査装置であって、所定軸とは、矩形領域の
枠を構成する、照明により被検査画像に生じる輝度む
ら、または撮影手段により被検査画像に生じる輝度むら
と同一方向にのびる一辺である。

【００２２】したがって、請求項３に係る表面検査装置
によれば、特に照明むらやシェーディングの影響を抑え
て、輝度値分布に関する分散値を求めることができる。

【００２３】このため、特に、照明むらやシェーディン
グの方向に対し垂直方向に発生する被検査ワーク本体の
欠陥である塗装むら（による輝度むら）を高精度に検出
することが可能となる。

【００２４】請求項４に係る表面検査方法は、被検査ワ
ークの良否判定を行なう表面検査方法であって、被検査
ワークの姿勢を変化させながら被検査ワークに照明を与
え、被検査ワークの表面を撮影する撮影ステップと、撮
影ステップにより取得された被検査画像に基づき、被検
査ワークの良否を判定する画像処理ステップとを備え、
画像処理ステップは、被検査画像の対象領域を複数の矩
形領域に分割する領域分割ステップと、複数の矩形領域
のそれぞれにおいて、画素値を所定軸に射影する射影ス
テップと、複数の矩形領域のそれぞれに対して、射影ス
テップにより得られる濃淡輝度値の分布の分散を求める
分散算出ステップと、複数の矩形領域のそれぞれに対し
て分散算出手段により算出された分散値に基づき不良を
判定し、判定結果に基づき被検査ワークの良否を判定す
る判定ステップと含み、分散算出ステップは、濃淡ヒス
トグラムに基づき分散値を算出する。

【００２５】したがって、本方法によれば、射影処理、
分散処理により、所定方向に発生する被検査ワーク本体
の欠陥以外の輝度むらの影響を抑えることが可能とな
る。

【００２６】このため、キャリブレーションのために繰
返してデータを取得する必要がなく、低コントラストの
輝度むらを高速かつ精度よく検出することが可能とな
る。

【００２７】請求項５に係る表面検査方法は、請求項４
に係る表面検査方法であって、射影ステップは、照明に
より被検査画像に生じる輝度むら、または撮影手段によ
り被検査画像に生じる輝度むらと同一方向にのびる所定
軸に各画素の輝度値を射影するステップを含み、分散算
出ステップは、射影により得られる濃淡輝度値の分布に
基づき分散値を算出する。

【００２８】したがって、請求項５に係る表面検査方法
によれば、特に照明むらやシェーディングの影響を抑え
て、これに垂直する方向に分布する本体の欠陥である塗
装むらに起因する輝度値分布の分散値を求めることがで
きる。

【００２９】このため、特に、塗装むらを高精度に検出
することが可能となる。請求項６に係る表面検査方法
は、請求項４に係る表面検査方法であって、領域分割ス
テップにおける分割する対象領域を所定量だけ移動させ
ながら、射影ステップおよび前記分散算出ステップを実
行させる制御ステップをさらに備え、判定ステップは、
複数回にわたる分散算出ステップの結果を統合すること
により、被検査ワークの良否判定を行なう。

【００３０】したがって、請求項６記載の表面検査方法
によれば、自動的に、矩形領域の位置をずらしながら複
数回の検査を行うことができ、かつ複数回の検査を統合
して被検査ワークの良否判定を行うことができる。

【００３１】このため、矩形領域の分割位置による影響
を抑えて、高精度に被検査ワークの良否判定を行なうこ
とが可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］本発明の実施の
形態１における表面検査装置１００の構成の概要につい
て図１および図２を用いて説明する。図１は、本発明の
実施の形態１における表面検査装置１００の全体構成を
示す図であり、図２は、図１に示す画像処理部２３の構
成を説明するための図である。

【００３３】表面検査装置１００は、中央制御部１０、
制御部２０、照明制御部２１、カメラ制御画像入力部２
２、画像処理部２３、カメラ３０、照明装置３１、ハー
フミラー３２およびワーク搭載部３３を備える。ワーク
搭載部３３には、ＯＰＣ感光体ドラム３４（被検査ワー
ク）を配置する。感光体ドラム３４は、照明装置３１お
よびハーフミラー３２により、上方より光が照射され
る。感光体ドラム３４から反射される正反射光はカメラ
３０により撮像され、画像信号としてカメラ制御画像入
力部２２に出力される。

【００３４】ワーク搭載部３３は、制御部２０に基づき
制御される。これにより、搭載された感光体ドラム３４
は、ドラム回転軸を中心に回転する。照明３１は、照明
制御部２１の制御に基づき光を照射する。カメラ３０
は、カメラ制御画像入力部２２の制御に基づき、感光体
ドラム３４の表面を撮像する。カメラ３０は、一例とし
てラインセンサカメラを用いる。

【００３５】制御部２０、照明制御部２１、カメラ制御
画像入力部２２および画像処理部２３のそれぞれは、中
央制御部１０によって総合的に制御が行なわれる。これ
により、ワーク搭載部３３に搭載した感光体ドラム３４
の回転に同期して、照明および撮像が行なわれる。カメ
ラ３０の出力は、カメラ制御画像入力部２２において二
次元情報に変換され、画像処理部２３に画像信号として
出力される。

【００３６】画像処理部２３は、矩形領域分割部４０、
射影部４４、分散算出部４６、良否判定部４８、表示部
５０、矩形領域分割データ保持部５２、特性基準値保持
部５４およびメモリ５６を含む。

【００３７】矩形領域分割部４０は、被検査画像の中か
ら被検査領域を抽出し、さらに被検査領域を複数の矩形
領域に分割する。射影部４４は、各矩形領域ごとに、画
素値を所定方向に射影する。分散算出部４６は、各矩形
領域ごとに、射影した結果を用いて濃淡輝度値の分散を
求める。良否判定部４８は、分散値に基づき、各矩形領
域の良否判定を行ない、さらに被検査ワーク３４の良否
判定を行なう。良否判定結果は、表示部５０に表示され
る。なお表示部５０は、良否判定のみならず、画像処理
部２３における処理過程の全般を視覚的に表示すること
も可能である。なお、これらの処理は、上述したように
中央制御部１０が管理する。

【００３８】ここで画像処理部２３の動作について、フ
ローチャートである図３を用いて説明する。図３は、画
像処理部２３の動作を説明するためのフローチャートで
ある。まず、カメラ制御画像入力部２２から画像信号を
受取る（ステップＳ１）。そして、予め構築されたデー
タベース（矩形領域分割データ保持部５２）から、矩形
領域分割データを取得する。ここでいう矩形領域分割デ
ータとは、被検査領域、矩形サイズ、および被検
査領域内における分割開始初期値Ａに関する情報が含ま
れている。

【００３９】矩形領域分割データに基づき、被検査領域
を分割する分割開始位置が決定される（ステップＳ
３）。続いて、矩形領域分割データに基づき、被検査領
域を、分割開始位置を基準として分割する（ステップＳ
４）。これにより、複数の矩形領域が抽出される。

【００４０】図４および図５は、矩形領域分割部４０の
動作を説明するための図である。図４に示す被検査画像
は、中央領域Ｄ０を除く領域Ｄ１、Ｄ２にシェーディン
グ現象が発生しており、さらに領域Ｄ３には照明むらに
よる輝度むらが発生している。また、領域Ｄ４には塗装
むらに伴う輝度むらが発生している。

【００４１】矩形領域分割部４０は、被検査領域に関す
る情報に基づき被検査画像から被検査領域を決定し、さ
らに分割開始初期値Ａに関する情報に基づき分割開始位
置を決定する。なお、分割開始初期値Ａは、“０”であ
ってもよい。図４においては、ＸＹ座標系における、画
素（Ｘ１，Ｙ３）、画素（Ｘ２，Ｙ３）、画素（Ｘ１，
Ｙ２）および画素（Ｘ２，Ｙ２）の４点で囲まれる領域
が被検査領域として抽出される。そして、分割開始初期
値ＡをＡ０とすると、画素（Ｘ１，Ｙ１）と画素（Ｘ
２，Ｙ１）とを結ぶ線が、矩形領域抽出のための基準位
置となる（Ｙ１＝Ｙ３−Ａ０）。

【００４２】続いて、矩形領域分割部４０は、矩形サイ
ズに関する情報に基づき矩形分割を行なう。図５に示す
場合では、画素（Ｘ１，Ｙ１）、画素（Ｘ２，Ｙ１）、
画素（Ｘ１，Ｙ２）、画素（Ｘ２，Ｙ２）の４点で決定
される領域が、合計１２個の矩形領域に分割される。

【００４３】続いて、図３を参照して、被検査画像を複
数の矩形領域に分割した後、各矩形領域における良否判
定を行なう（ステップＳ５）。各矩形領域における良否
判定が終了した後、被検査ワーク３４が良品であるか不
良品であるかの判定を行う（ステップＳ６）。

【００４４】図６は、各矩形領域に対する良否判定処理
について説明するためのフローチャートである。図６を
参照して、まず射影部４４において、各矩形領域ごとに
Ｙ軸への射影処理を行なう（ステップＳ１１）。より具
体的には、各矩形領域ごとに、Ｘ軸方向に並ぶ画素の輝
度値を積分、すなわち矩形領域を構成する一辺に射影す
る（以下、Ｙ軸上に射影と称す）。そして、この値を矩
形領域を構成する画素数で割る。この結果、各矩形領域
ごとに、Ｙ軸方向に関する一次元濃淡輝度情報が得られ
る。続いて、分散算出部４６において、各矩形領域ごと
に、射影処理後の一次元濃淡輝度情報に基づく分散値を
算出する（ステップＳ１２）。

【００４５】そして、良否判定部４８は、予め構築され
たデータベース（特性基準値保持部５４）から読出した
特性基準値に従い、各矩形領域ごとに分散値を基準とし
て良否判定を行なう（ステップＳ１３）。各矩形領域に
対する良否判定結果は、メモリ５６に保存される（ステ
ップＳ１４）。

【００４６】図７は、被検査ワーク３４の良否判定処理
について説明するためのフローチャートである。良品判
定部４８では、メモリ５６に保持した各矩形領域ごとの
良否判定結果に基づき、被検査ワーク３４の良否判定を
行なう（ステップＳ１５）。良品と判定された場合に
は、表示部５０に良品である旨が表示され（ステップＳ
１６）、被検査ワーク３４が不良品であると判定された
場合には、表示部５０には不良品である旨が表示される
（ステップＳ１７）。

【００４７】次に、射影処理から良否判定に至るまでの
処理の具体例を、図８〜図１０を用いて説明を行なう。
ここで、図４〜図５に示した各矩形領域を、図８で示す
記号で表現する（Ｐ（１，１）〜Ｐ（１，３）、Ｐ
（２，１）〜Ｐ（２，３）、Ｐ（３，１）〜Ｐ（３，
３）、Ｐ（４，１）〜Ｐ（４，３））。

【００４８】図９は、射影処理から良否判定に至るまで
の処理内容を具体的に説明するための図であり、図１０
は、矩形領域の良否判定結果を具体的に説明するための
図である。図９〜図１０に示すグラフ、画像は、表示部
５０を用いて視覚的に表示することが可能である。な
お、図９（ａ）および図９（ｂ）のそれぞれのグラフの
並びは、図８の矩形領域の並びに対応している。

【００４９】上述したように、射影部４４では、矩形領
域を構成する各画素の輝度値をＹ軸上に射影（積分）す
る。これにより、図９（ａ）に示すように、各Ｙ座標に
対応する濃淡輝度値の分布が得られる。さらに、図９
（ａ）に示す一次元濃淡輝度分布に基づき濃淡ヒストグ
ラムを作成する。図９（ｂ）は、図９（ａ）における濃
淡輝度分布に対応する濃淡ヒストグラムを示している。

【００５０】続いて、分散算出部４６は、図９（ｂ）に
示す濃淡ヒストグラムに対して分散を算出する。良否判
定部４８は、この結果を受けて、特性基準値に従い、分
散値を３段階に分類する（分散値大、分散値中、分散値
小）。図９（ｃ）は、分散値を分類した結果を示してい
る。たとえば、濃淡ヒストグラムが幅を持って分布して
いる矩形領域Ｐ（１，２）、Ｐ（２，２）、Ｐ（３，
２）では、周辺に位置する領域Ｐ（１，１）〜Ｐ（４，
１）およびＰ（１，３）〜Ｐ（４，３）に比べて分散値
が大きくなる。さらに、分散値の分類に基づき、図１０
に示す太い実線で囲まれた矩形領域Ｐ（１，２）、Ｐ
（２，２）およびＰ（３，２）については不良であると
の判定がなされる。

【００５１】各矩形領域における良否判定結果は、上述
したように、順次、メモリ５６に格納される。そして、
被検査ワーク３４が良品であるか不良品であるかの判定
に用いられる。被検査ワーク３４の良否判定方法として
は、たとえば、不良と判定した矩形領域が１つでも存在
する被検査ワーク３４は、不良品と判定する方法が挙げ
られる。

【００５２】次に、本発明における射影処理の役割につ
いて、図１１および図１２を用いて説明する。図１１お
よび図１２は、射影処理を行なわない場合の効果につい
て説明するための図である。図１１（ａ）は、図４およ
び図５に示す画像に対し、射影処理を行なわずに各矩形
領域における濃淡ヒストグラムを算出した場合を示して
いる。図１１（ａ）に示すように、矩形領域Ｐ（２，
１）に対応する濃淡ヒストグラムＧ２１は、照明むらに
よる影響を受けて２つのピークをもつ形状となる。ま
た、シェーディングの影響により、濃淡輝度値のばらつ
きが大きくなり、濃淡ヒストグラムの幅が全体的に広が
ってしまう。

【００５３】したがって、図１１（ａ）に示す濃淡ヒス
トグラムに基づく分散を求めると図１１（ｂ）に示す結
果が得られることになる。図１１（ｂ）では、照明むら
の影響を受けて、矩形領域Ｐ（２，１）、Ｐ（２，
２）、Ｐ（２，３）の分散値が大きくなっている。同様
に、図１１（ｂ）では、シェーディングの影響を受け
て、矩形領域Ｐ（１，１）、Ｐ（３，１）、Ｐ（４，
１）、Ｐ（１，３）、Ｐ（３，３）およびＰ（４，３）
の分散値が上昇してしまう。

【００５４】したがって、図１１（ｂ）に示す分散値に
基づくと、図１２に示す点線（または点線と太い実線
と）で囲まれた矩形領域は、不良と判定される。つま
り、塗装むら等の不良がない部分を不良と判定してしま
う（擬似不良が発生してしまう）。

【００５５】一方、射影処理を行なった場合（図９〜図
１０）、シェーディングや照明むらによる輝度むらの影
響が取除かれるため、正確な良否判定を行なうことが可
能となる。

【００５６】このように、各矩形領域内で分散を求める
際に、所定方向に射影処理を行なうことにより、シェー
ディングや照明むらによる影響を十分に除去することが
可能となる。特に、ＯＰＣ感光体ドラムの塗装むらは、
製造方法の特徴として被検査画像上でＸ軸方向に延び
る。このため、Ｙ軸上への射影処理を行なうことによ
り、特に、塗装むらに基づく輝度むらを強調することが
可能となる。したがって、低コントラストな濃淡輝度む
らの検出を高感度で検出することが可能となる。

【００５７】［実施の形態２］表面検査装置および表面
検査方法の改良例について説明する。図１３は、本発明
の実施の形態２における画像処理部６０の構成を説明す
るための図である。実施の形態２では、画像処理部２３
に代わって画像処理部６０を用いる。画像処理部６０
が、画像処理部２３と異なる点は、良否判定部４８に代
わって良否判定部６２を含むことにある。良否判定部６
２は、複数回にわたる矩形領域の良否判定結果を統合し
て、被検査ワーク３４の良否判定を行なう。

【００５８】図１４は、本発明の実施の形態２における
表面検査処理について説明するためのフローチャートで
ある。図１４を参照して、画像処理部２３は、被検査画
像を取込む（ステップＳ２１）。そして、矩形領域分割
データ保持部５２から矩形領域分割データ（被検査領
域、矩形サイズ、および分割開始初期値Ａに関する
情報）を読出す（ステップＳ２２）。

【００５９】そして、分割開始位置を決定する（ステッ
プＳ２３）。決定の方法は、ステップＳ３と同じであ
る。なお、実施の形態２では、分割開始位置を変化させ
て、良否判定処理を複数回行なう。

【００６０】続いて、被検査画像を、複数の矩形領域に
分割する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の処理内
容は、実施の形態１におけるステップＳ４と同じであ
る。良否判定部６２は、各矩形領域のそれぞれについて
良否判定を行なう（ステップＳ２５）。ステップＳ２５
の処理内容は、実施の形態１におけるステップＳ５と同
じである。

【００６１】続いて、矩形領域に対する良品判定結果を
メモリ５６に保存する（ステップＳ２６）。異なる分割
開始位置から、新たに矩形領域を抽出する（分割する）
か否かの判定を行なう（ステップＳ２７）。

【００６２】さらに、新たに分割を行なう場合には、ス
テップＳ２３に移る。ステップＳ２３では、異なる分割
開始初期値Ａを用いて、新たに分割開始位置を決定す
る。そして、ステップＳ２４、Ｓ２５およびＳ２６の処
理を行なう（ステップＳ２７）。すなわち、矩形領域の
位置を所定値ずつずらしながら分散値を算出し、各位置
における分散値をメモリ５６に保存する。

【００６３】分割が終了すると、良否判定部６２は、複
数回にわたる各矩形領域の良否判定に基づき、被検査ワ
ーク３４の良否判定を行なう（ステップＳ２８）。

【００６４】図１５は、被検査ワーク３４の良否判定処
理について説明するためのフローチャートである。良品
判定部６２では、メモリ５６に保持した複数回の各矩形
領域ごとの良否判定結果を統合し、被検査ワーク３４の
良否判定を行なう（ステップＳ２９）。良品と判定され
た場合には、表示部５０に良品である旨が表示され（ス
テップＳ３０）、被検査ワーク３４が不良品であると判
定された場合には、表示部５０には不良品である旨が表
示される（ステップＳ３１）。

【００６５】以下、図１４〜図１５に示す処理過程を、
図１６〜図１９を用いて具体的に説明する。図１６〜図
１７は、本発明の実施の形態２における矩形領域の良否
判定処理について説明するための図である。図１８〜図
１９は、本発明の実施の形態２における被検査ワーク３
４の良否判定処理について説明するための図である。

【００６６】図１６は、分割開始初期値ＡがＡ１（≠Ａ
０）である場合に対応している。図１７は、分割開始初
期値ＡがＡ２（＝０）である場合に対応している。分割
開始位置をずらすことで、検査対象となる矩形領域が移
動する。図４〜図５における分割開始初期値Ａ０を、２
Ｗ／３（Ｗ＝矩形領域のＹ方向のサイズ）とする。

【００６７】図１６では、図４〜図５に比べて、矩形領
域のＹ方向のサイズＷの１／３だけ分割開始位置がずれ
る（Ａ１＝Ｗ／３）。ＸＹ座標系における、画素（Ｘ
１，Ｙ４）、画素（Ｘ２，Ｙ４）、画素（Ｘ１，Ｙ５）
および画素（Ｘ２，Ｙ５）の４点で囲まれる領域が分割
対象となる（Ｙ４＝Ｙ３−Ａ１）。これにより、矩形領
域Ｐ（１′，１′）〜Ｐ（１′，３′）、Ｐ（２′，
１′）〜Ｐ（２′，３′）、Ｐ（３′，１′）〜Ｐ
（３′，３′）、Ｐ（４′，１′）〜Ｐ（４′，３′）
が抽出される。

【００６８】これらに対して上述した射影処理および分
散算出処理を行うと、太い実線で囲まれる矩形領域Ｐ
（１′，２′）、Ｐ（２′，２′）、Ｐ（３′，
２′）、Ｐ（４′，２′）、Ｐ（１′，３′）、Ｐ
（２′，３′）、Ｐ（３′，３′）、Ｐ（４′，３′）
が不良と判定される。良否判定結果は、メモリ５６に保
存される。

【００６９】図１７は、図１６に対してさら矩形領域の
Ｙ方向のサイズＷの１／３だけ分割開始位置がずれる
（Ａ２＝０）。ＸＹ座標系における、画素（Ｘ１，Ｙ
３）、画素（Ｘ２，Ｙ３）、画素（Ｘ１，Ｙ６）および
画素（Ｘ２，Ｙ６）の４点で囲まれる領域が分割対象と
なる。これにより、矩形領域Ｐ（１″，１″）〜Ｐ
（１″，３″）、Ｐ（２″，１″）〜Ｐ（２″，
３″）、Ｐ（３″，１″）〜Ｐ（３″，３″）、Ｐ
（４″，１″）〜Ｐ（４″，３″）が抽出される。

【００７０】これらに対して上述した射影処理および分
散算出処理を行なうと、太い実線で囲まれる矩形領域Ｐ
（１″，２″）、Ｐ（２″，２″）、Ｐ（３″，
２″）、Ｐ（４″，２″）、Ｐ（１″，３″）、Ｐ
（２″，３″）、Ｐ（３″，３″）、Ｐ（４″，３″）
が不良と判定される。良否判定結果は、メモリ５６に保
存される。

【００７１】図５に示す矩形領域を用いた場合、図１０
に示すように、矩形領域Ｐ（４，２）については、輝度
むらが領域全体に広がっているために不良であることを
検出することができない。しかしながら、図１６〜図１
７に示すように、矩形領域を移動させることで不良検出
を行なうことが可能となる。

【００７２】ここで、たとえば、図１０、図１６、図１
７に示す３回の良否判定を行なったとする（この結果
は、メモリ５６に格納されている）。図１８は、３回に
わたる矩形領域の良否判定結果を統合した図である。図
１８において、領域Ｚ１は、合計１回だけ不良と判定さ
れる領域を示し、領域Ｚ２は、合計２回だけ不良と判定
される領域を示し、領域Ｚ３は、３回とも不良と判定さ
れる領域を示している。良否判定部６２では、これら３
回の矩形領域の良否判定を統合して、被検査ワーク３４
の良否判定を行なう。図１９は、図１８に示す画像に対
して２回以上不良と判定された部分を検出した場合を示
している。この場合、塗装むらにともなう不良に対応す
る領域Ｄ４を含む領域Ｚ４が検出される。したがって、
２回以上不良と判定された部分を基準に良否判定する場
合、当該被検査ワーク３４は、不良品と判定される。

【００７３】擬似不良の発生をなるべく抑えるように良
否判定を行なう場合には、複数回の良否判定の全てで不
良と判定される部位（領域Ｚ３）が存在する被検査ワー
ク３４を不良品であると判定する。

【００７４】また、真の不良はできる限り検出するよう
に良否判定を行なう場合には、複数回の良否判定のいず
れかで不良と判定された部位（領域Ｚ１〜Ｚ３）が存在
する被検査ワーク３４を不良品であると判定する。

【００７５】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的ではないものと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した実施の形態への説明ではな
く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における表面検査装置１
００の全体構成を示す図である。

【図２】図１に示す画像処理部２３の構成を説明するた
めの図である。

【図３】図３は、画像処理部２３の動作を説明するため
のフローチャートである。

【図４】矩形領域分割部４０の動作を説明するための図
である。

【図５】矩形領域分割部４０の動作を説明するための図
である。

【図６】各矩形領域に対する良否判定処理について説明
するためのフローチャートである。

【図７】被検査ワーク３４の良否判定処理について説明
するためのフローチャートである。

【図８】矩形領域の定義を説明するための図である。

【図９】射影処理から良否判定に至るまでの処理内容を
具体的に説明するための図である。

【図１０】矩形領域の良否判定結果を具体的に説明する
ための図である。

【図１１】射影処理を行なわずに矩形領域の良否判定処
理を行なった場合の効果について説明するための図であ
る。

【図１２】射影処理を行なわずに矩形領域の良否判定処
理を行なった場合の効果について説明するための図であ
る。

【図１３】本発明の実施の形態２における画像処理部６
０の構成を説明するための図である。

【図１４】本発明の実施の形態２における表面検査処理
について説明するためのフローチャートである。

【図１５】被検査ワーク３４の良否判定処理について説
明するためのフローチャートである。

【図１６】本発明の実施の形態２における矩形領域の良
否判定処理について説明するための図である。

【図１７】本発明の実施の形態２における矩形領域の良
否判定処理について説明するための図である。

【図１８】本発明の実施の形態２における被検査ワーク
３４の良否判定処理について説明するための図である。

【図１９】本発明の実施の形態２における被検査ワーク
３４の良否判定処理について説明するための図である。

【図２０】感光体ドラムに対する表面検査手段を説明す
るための図である。

【図２１】図２０に示す感光体ドラムにおいて塗装むら
が発生した場合の輝度むらについて説明するための図で
ある。

【図２２】図２１におけるＡ−Ａ′ライン上における濃
淡輝度値の変化を表わす図である。

【符号の説明】

１０ 中央制御部 ２０ 制御部 ２１ 照明制御部 ２２ カメラ制御画像入力部 ２３、６０ 画像処理部 ３０ カメラ ３１ 照明 ３２ ハーフミラー ３３ ワーク搭載部 ３４ 被検査ワーク ４０ 矩形領域分割部 ４４ 射影部 ４６ 分散算出部 ４８、６２ 良否判定部 ５０ 表示部 ５２ 矩形領域分割データ保持部 ５４ 特性基準値保持部 ５６ メモリ １００ 表面検査装置

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査ワークの良否判定を行なう表面検
   査装置であって、 前記被検査ワークの姿勢を変化させながら、前記被検査
   ワークに照明を与える手段と、 前記被検査ワークの表面を撮影する撮影手段と、 前記撮影手段により取得された被検査画像に基づき、前
   記被検査ワークの良否を判定する画像処理手段とを備
   え、 前記画像処理手段は、 前記被検査画像の対象領域を複数の矩形領域に分割する
   領域分割手段と、 前記複数の矩形領域のそれぞれにおいて、各画素の輝度
   値を所定軸上に射影する射影手段と、 前記複数の矩形領域のそれぞれに対して、前記射影手段
   により得られる濃淡輝度値の分布の分散を求める分散算
   出手段と、 前記複数の矩形領域のそれぞれに対して前記分散算出手
   段により算出された分散値に基づき不良を判定し、前記
   判定結果に基づき前記被検査ワークの良否を判定する判
   定手段と含む、表面検査装置。
2. 【請求項２】 前記領域分割手段における前記分割する
   対象領域を所定量だけ移動させながら、前記射影手段お
   よび前記分散算出手段を実行させる制御手段をさらに備
   え、 前記判定手段は、 複数回にわたる前記分散算出手段の結果を統合すること
   により、前記被検査ワークの良否判定を行なう、請求項
   １記載の表面検査装置。
3. 【請求項３】 前記所定軸とは、 前記矩形領域の枠を構成する、前記照明により前記被検
   査画像に生じる輝度むら、または前記撮影手段により前
   記被検査画像に生じる輝度むらと同一方向にのびる一辺
   である、請求項１記載の表面検査装置。
4. 【請求項４】 被検査ワークの良否判定を行なう表面検
   査方法であって、 前記被検査ワークの姿勢を変化させながら前記被検査ワ
   ークに照明を与え、前記被検査ワークの表面を撮影する
   撮影ステップと、 前記撮影ステップにより取得された被検査画像に基づ
   き、前記被検査ワークの良否を判定する画像処理ステッ
   プとを備え、 前記画像処理ステップは、 前記被検査画像の所定領域を複数の矩形領域に分割する
   矩形領域分割ステップと、 前記複数の矩形領域のそれぞれにおいて、各画素の輝度
   値を所定軸上に射影する射影ステップと、 前記複数の矩形領域のそれぞれに対して、前記射影ステ
   ップにより得られる濃淡輝度値の分布の分散を求める分
   散算出ステップと、 前記複数の矩形領域のそれぞれに対して前記分散算出ス
   テップにより算出された分散値に基づき不良を判定し、
   前記判定結果に基づき前記被検査ワークの良否を判定す
   る判定ステップと含む、表面検査方法。
5. 【請求項５】 前記射影ステップは、 前記照明により前記被検査画像に生じる輝度むら、また
   は前記撮影手段により前記被検査画像に生じる輝度むら
   と同一方向にのびる前記所定軸に前記各画素の輝度値を
   射影するステップを含み、 前記分散算出ステップは、 前記射影により得られる濃淡輝度値の分布に基づき前記
   分散値を算出する、請求項４記載の表面検査方法。
6. 【請求項６】 前記領域分割ステップにおける前記分割
   する対象領域を所定量だけ移動させながら、前記射影ス
   テップおよび前記分散算出ステップを実行させる制御ス
   テップをさらに備え、 前記判定ステップは、 複数回にわたる前記分散算出ステップの結果を統合する
   ことにより、前記被検査ワークの良否判定を行なう、請
   求項４記載の表面検査方法。