CN109923402B - 陶瓷体的缺陷检查装置以及缺陷检查方法 - Google Patents

陶瓷体的缺陷检查装置以及缺陷检查方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供陶瓷体的缺陷检查装置以及缺陷检查方法。使在对检查对象区域从其法线方向进行摄像的摄像部的周围从彼此等角度间隔的不同的照射方向分别对检查对象区域以相同的照射角度倾斜地照射照明光的多个单位照明依次点亮以及熄灭,每当多个单位照明中的各单位照明点亮时,摄像部对检查对象区域进行摄像并生成多个摄像数据,判定用图像生成部在生成以多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的最小亮度图像数据之后,基于最小亮度图像数据生成判定用图像数据,缺陷判定部基于判定用图像数据判定有无缺陷。

Description

陶瓷体的缺陷检查装置以及缺陷检查方法
技术领域
本发明涉及检测在陶瓷体的外表面有无缺陷的装置以及方法,特别是涉及检测蜂窝结构体的端面的装置以及方法。
背景技术
作为对来自内燃机、锅炉等的废气中包含的粒子状物质进行捕集的过滤器、废气净化用催化剂的催化剂载体,广泛使用作为陶瓷制的多孔体(陶瓷体)的蜂窝结构体。蜂窝结构体在呈筒状的外表面(外壁)所围绕的内部,具有由间隔壁划分的各自沿该结构体的轴向的多个孔格(cell)。陶瓷制的蜂窝结构体在耐热性、耐热冲击性、耐氧化性这些方面优异,因此还被广泛用于上述用途之外的其他用途。
在这样的蜂窝结构体中,存在将两端面的孔格开口部交替地(呈方格花纹状)进行了封孔(也称为堵孔)的蜂窝结构体(封孔蜂窝结构体)。封孔蜂窝结构体例如用于DPF(柴油微粒过滤器)。
陶瓷制的蜂窝结构体一般通过如下方式来制造:通过将成为其构成材料的陶瓷(例如,堇青石、SiC、氧化铝等)的粉体与有机粘合剂、水等一起进行混炼而得到粘土状的坯土,通过挤出成型法对该粘土状的坯土进行成型,由此得到蜂窝成型体,通过对所得到的蜂窝成型体进行烧成从而进行制造。此外,在施加封孔的情况下,例如,只要通过将预先对不进行封孔的孔格进行了掩蔽的蜂窝烧成体的端部浸渍于浆料状的填充材料,使填充材料填充至开口的孔格之后,再次对蜂窝烧成体进行烧成即可(例如,参照专利文献1)。或者,也可以通过对无封孔的蜂窝成型体如上述那样填充了填充材料之后进行烧成,从而得到封孔蜂窝结构体。
利用这样的方法制造的蜂窝结构体在通过检查确认了在其侧面、具有开口部的端面还有内部的间隔壁没有裂缝、缺口、凹坑等缺陷之后,作为产品进行出货。
在专利文献1中,作为封孔蜂窝结构体的封孔部分的检查方法,公开了如下方法:从一个端面侧使光入射到孔格内的同时在另一个端面侧进行摄像,基于通过对所得到的摄像图像进行图像处理而表现的光的明暗(亮度)来检测封孔部的缺陷。
此外,如下方法也已经是公知的,即,在蜂窝结构体的一个端部侧在相对于蜂窝结构体的轴线方向倾斜了给定角度的方向上配置远心光学系统以及使光轴与该光学系统一致的摄像机,通过对相对于间隔壁倾斜入射的光所形成的像的明暗进行识别,来进行间隔壁处的裂缝的检测(例如,参照专利文献2)。
在上述那样的以蜂窝结构体的端面为对象来进行利用了在摄像图像中呈现的明暗的缺陷检查的情况下,希望将在孔格开口部的周缘产生的裂缝、缺口、凹坑等缺陷与孔格开口部本身可靠地区分开。另一方面,特别是在封孔蜂窝结构体的情况下,还希望不会将在封孔部、肋部存在的通常的凹凸(产品标准上没有问题的凹凸)误检测为裂缝、缺口、凹坑等。
例如,若将专利文献2所公开那样的斜光照明用于缺陷检查,则存在如下这样的问题:虽然已知缺口、凹坑等缺陷部分容易成为暗部(阴影),但是另一方面,在通常的凹凸部分也容易产生阴影,因此在根据是否存在暗部来检测缺陷时,通常的凹凸部分被误检测为缺陷的可能性高。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2010-249798号公报
专利文献2:JP特开2008-139052号公报
发明内容
本发明鉴于上述课题而提出,其目的在于,提供一种能够可靠地检测在例如蜂窝结构体的端面那样的陶瓷体的外表面存在的缺陷并且能够可靠地抑制将通常的表面凹凸误检测为缺陷的检查方法以及装置。
为了解决上述课题,本发明的第一方式构成为,检查在陶瓷体的外表面有无缺陷的装置具备:工作台,其用于载置作为检查对象的陶瓷体;摄像部,其从检查对象区域的法线方向对所述检查对象区域进行摄像,所述检查对象区域是载置于所述工作台的所述陶瓷体的检查对象面的至少一部分;至少一个照明部,具有在所述摄像部的周围从彼此等角度间隔的不同的照射方向分别对所述检查对象区域以相同的照射角度倾斜地照射照明光的个数为4以上的多个单位照明;判定用图像生成部,其基于由所述摄像部取得的摄像数据,生成用于判定在所述检查对象区域中有无缺陷的判定用图像数据;以及缺陷判定部,其基于所述判定用图像数据,判定在所述检查对象区域中有无缺陷,所述多个单位照明依次点亮以及熄灭,每当所述多个单位照明中的各单位照明点亮时,所述摄像部对所述检查对象区域进行摄像,从而生成多个摄像数据,所述判定用图像生成部在生成以所述多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的最小亮度图像数据之后,基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,或者,在生成以所述多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的最大亮度图像数据之后,基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据。
本发明的第二方式构成为,在第一方式所涉及的缺陷检查装置中,所述判定用图像生成部还具备亮度校正处理部,所述亮度校正处理部对所述多个摄像数据中的亮度值进行校正,使得所述多个摄像数据各自中的预先决定的基准部分的亮度与下述距离无关而保持恒定,所述下述距离是在得到该摄像数据时所述基准部分所对应的所述摄像部的摄像范围内的位置与所述多个单位照明当中用于生成该摄像数据的单位照明之间的距离,基于由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个摄像数据,来生成所述最小亮度图像数据或所述最大亮度图像数据。
本发明的第三方式构成为,在第二方式所涉及的缺陷检查装置中,作为所述至少一个照明部,具备:第一照明部,其具备分别对所述检查对象区域以30°以上且60°以下的第一照射角度照射照明光的多个第一单位照明作为所述多个单位照明;以及第二照明部,其具备分别对所述检查对象区域以60°以上且85°以下的第二照射角度照射照明光的多个第二单位照明作为所述多个单位照明。
本发明的第四方式构成为,在第三方式所涉及的缺陷检查装置中,所述摄像部针对所述多个第一单位照明的全部,进行每当所述多个第一单位照明中的各第一单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个第一摄像数据,并且,针对所述多个第二单位照明的全部,进行每当所述多个第二单位照明中的各第二单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个第二摄像数据,所述多个第一摄像数据和所述多个第二摄像数据为不同的所述多个摄像数据,所述判定用图像生成部在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个第一摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第一最小亮度图像数据、以及以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个第二摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第二最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述第一最小亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最小亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,所述判定用图像生成部在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个第一摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第一最大亮度图像数据、以及以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个第二摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第二最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述第一最大亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最大亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,所述缺陷判定部基于所述第一判定用图像数据和所述第二判定用图像数据这两者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
本发明的第五方式构成为,在第三方式所涉及的缺陷检查装置中,所述多个第一单位照明和所述多个第二单位照明为相同数量,并且,分别配置为在包含一个所述第一单位照明的照射方向的铅垂面中一定包含一个所述第二单位照明的照射方向,从所述多个第一单位照明照射属于第一波段的照明光,从所述多个第二单位照明照射属于与所述第一波段不同的第二波段的照明光,照射方向包含于相同的铅垂面中的所述第一单位照明与所述第二单位照明的组同时点亮以及熄灭,所述摄像部通过每当所述第一单位照明与所述第二单位照明的不同的组点亮时对所述检查对象区域进行摄像,从而生成所述多个摄像数据,所述缺陷检查装置还具备分解图像生成部,所述分解图像生成部基于所述第一波段和所述第二波段对所述多个摄像数据的每一个进行颜色分解,从而生成多个第一分解图像数据和多个第二分解图像数据,所述判定用图像生成部在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以所述多个第一分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第一最小亮度图像数据、以及以所述多个第二分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第二最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述第一最小亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最小亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,所述判定用图像生成部在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以所述多个第一分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第一最大亮度图像数据、以及以所述多个第二分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第二最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述第一最大亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最大亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,所述缺陷判定部基于所述第一判定用图像数据和所述第二判定用图像数据这两者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
本发明的第六方式构成为,在第二方式所涉及的缺陷检查装置中,作为所述至少一个照明部,具备:低角度照明部,其具备分别对所述检查对象区域以5°以上且30°以下的照射角度照射照明光的多个低角度单位照明作为所述多个单位照明;中角度照明部,其具备分别对所述检查对象区域以30°以上且60°以下的照射角度照射照明光的多个中角度单位照明作为所述多个单位照明;以及高角度照明部,其具备分别对所述检查对象区域以60°以上且85°以下的照射角度照射照明光的多个高角度单位照明作为所述多个单位照明。
本发明的第七方式构成为,在第六方式所涉及的缺陷检查装置中,所述摄像部针对所述多个低角度单位照明的全部,进行每当所述多个低角度单位照明中的各低角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个低角度摄像数据,并针对所述多个中角度单位照明的全部,进行每当所述多个中角度单位照明中的各中角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个中角度摄像数据,并且,针对所述多个高角度单位照明的全部,进行每当所述多个高角度单位照明中的各高角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个高角度摄像数据,所述多个低角度摄像数据和所述多个中角度摄像数据和所述多个高角度摄像数据为不同的所述多个摄像数据,所述判定用图像生成部在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个低角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的低角度最小亮度图像数据、以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个中角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的中角度最小亮度图像数据、以及以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个高角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的高角度最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述低角度最小亮度图像数据来生成低角度判定用图像数据,基于所述中角度最小亮度图像数据来生成中角度判定用图像数据,基于所述高角度最小亮度图像数据来生成高角度判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,所述判定用图像生成部在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个低角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的低角度最大亮度图像数据、以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个中角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的中角度最大亮度图像数据、以及以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个高角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的高角度最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述低角度最大亮度图像数据来生成低角度判定用图像数据,基于所述中角度最大亮度图像数据来生成中角度判定用图像数据,基于所述高角度最大亮度图像数据来生成高角度判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,所述缺陷判定部基于所述低角度判定用图像数据和所述中角度判定用图像数据和所述高角度判定用图像数据这三者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
本发明的第八方式构成为,在第一至第七方式中的任一项所涉及的缺陷检查装置中,所述判定用图像生成部将所述判定用图像数据生成为二值化数据,在所述判定用图像数据基于所述最小亮度图像数据而生成时,在所述判定用图像数据中以给定的第一暗部用阈值以上的面积存在暗部的情况下,所述缺陷判定部判定为在所述检查对象区域中有缺陷,在所述判定用图像数据基于所述最大亮度图像数据而生成时,在所述判定用图像数据中以给定的亮部用阈值以上的面积存在亮部的情况下,所述缺陷判定部判定为在所述检查对象区域中有缺陷。
本发明的第九方式构成为,在第八方式所涉及的缺陷检查装置中,在所述陶瓷体为封孔蜂窝结构体、且所述检查对象面为所述封孔蜂窝结构体的端面的情况下,所述判定用图像生成部基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,在将与所述检查对象区域中存在的开口部对应的暗部排除在外、并且在存在的情况下将与接合部对应的亮部以及与所述陶瓷体外部对应的暗部进一步排除在外的所述判定用图像数据中以给定的第二暗部用阈值以上的面积存在暗部的情况下,所述缺陷判定部也判定为在所述检查对象区域中有缺陷。
本发明的第十方式构成为,在第三至第五方式中的任一项所涉及的缺陷检查装置中,所述多个第一单位照明和所述多个第二单位照明由一个支承体支承,所述多个第一单位照明配置在一个平面内,所述多个第二单位照明配置在不同的另一个平面内。
本发明的第十一方式构成为,在第六或第七方式所涉及的缺陷检查装置中,所述多个低角度单位照明的每一个包含能够单独地进行调光的至少两个调光单位。
本发明的第十二方式构成为,在第十一方式所涉及的缺陷检查装置中,所述多个低角度单位照明和所述多个中角度单位照明和所述多个高角度单位照明由一个支承体支承,所述多个低角度单位照明和所述多个中角度单位照明和所述多个高角度单位照明分别配置在彼此不同的一个平面内。
本发明的第十三方式构成为,在第一至第十二方式中的任一项所涉及的缺陷检查装置中,一个所述照明部具有的所述多个单位照明为8个单位照明。
本发明的第十四方式构成为,检查在陶瓷体的外表面有无缺陷的方法具备:载置工序,将作为检查对象的陶瓷体载置于给定的工作台;摄像工序,通过给定的摄像单元从检查对象区域的法线方向对所述检查对象区域进行摄像来生成多个摄像数据,所述检查对象区域是载置于所述工作台的所述陶瓷体的检查对象面的至少一部分;判定用图像生成工序,基于所述多个摄像数据,生成用于判定在所述检查对象区域中有无缺陷的判定用图像数据;以及缺陷判定工序,基于所述判定用图像数据,判定在所述检查对象区域中有无缺陷,在所述摄像工序中,使至少一个照明部具备的个数为4以上的多个单位照明依次点亮以及熄灭,并在所述多个单位照明的每一个点亮时对所述检查对象区域进行摄像,从而生成所述多个摄像数据,所述多个单位照明在所述摄像单元的周围从彼此等角度间隔的不同的照射方向分别以相同的照射角度倾斜地照射照明光,在所述判定用图像生成工序中,在生成以所述多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的最小亮度图像数据之后,基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,或者在生成以所述多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的最大亮度图像数据之后,基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据。
本发明的第十五方式构成为,在第十四方式所涉及的缺陷检查方法中,所述判定用图像生成工序还具备:亮度校正处理工序,对所述多个摄像数据中的亮度值进行校正,使得所述多个摄像数据各自中的预先决定的基准部分的亮度与下述距离无关而保持恒定,所述下述距离是在得到该摄像数据时所述基准部分所对应的所述摄像部的摄像范围内的位置与所述多个单位照明当中用于生成该摄像数据的单位照明之间的距离,基于在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个摄像数据,来生成所述最小亮度图像数据或所述最大亮度图像数据。
本发明的第十六方式构成为,在第第十五方式所涉及的缺陷检查方法中,所述至少一个照明部为第一照明部和第二照明部,所述第一照明部具备分别对所述检查对象区域以30°以上且60°以下的第一照射角度照射照明光的多个第一单位照明作为所述多个单位照明,所述第二照明部具备分别对所述检查对象区域以60°以上且85°以下的第二照射角度照射照明光的多个第二单位照明作为所述多个单位照明。
本发明的第十七方式构成为,在第十六方式所涉及的缺陷检查方法中,在所述摄像工序中,针对所述多个第一单位照明的全部,进行每当所述多个第一单位照明中的各第一单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个第一摄像数据,并且,针对所述多个第二单位照明的全部,进行每当所述多个第二单位照明中的各第二单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个第二摄像数据,所述多个第一摄像数据和所述多个第二摄像数据为不同的所述多个摄像数据,在所述判定用图像生成工序中,在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个第一摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第一最小亮度图像数据、以及以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个第二摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第二最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述第一最小亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,并且基于所述第二最小亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个第一摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第一最大亮度图像数据、以及以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个第二摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第二最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述第一最大亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最大亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,在所述缺陷判定工序中,基于所述第一判定用图像数据和所述第二判定用图像数据这两者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
本发明的第十八方式构成为,在第十六方式所涉及的缺陷检查方法中,在将所述多个第一单位照明和所述多个第二单位照明设为相同数量,并且,分别配置为在包含一个所述第一单位照明的照射方向的铅垂面中一定包含一个所述第二单位照明的照射方向之后,从所述多个第一单位照明照射属于第一波段的照明光,并且从所述多个第二单位照明照射属于与所述第一波段不同的第二波段的照明光,使照射方向包含于相同的铅垂面中的所述第一单位照明与所述第二单位照明的组同时点亮以及熄灭,在所述摄像工序中,每当由所述第一单位照明与所述第二单位照明构成的不同的组点亮时对所述检查对象区域进行摄像,从而生成所述多个摄像数据,所述缺陷检查方法还具备:分解图像生成工序,基于所述第一波段和所述第二波段对所述多个摄像数据的每一个进行颜色分解,从而生成多个第一分解图像数据和多个第二分解图像数据,在所述判定用图像生成工序中,在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以所述多个第一分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第一最小亮度图像数据、以及以所述多个第二分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第二最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述第一最小亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最小亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以所述多个第一分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第一最大亮度图像数据、以及以所述多个第二分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第二最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述第一最大亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最大亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,在所述缺陷判定工序中,基于所述第一判定用图像数据和所述第二判定用图像数据这两者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
本发明的第十九方式构成为,在第十五方式所涉及的缺陷检查方法中,所述至少一个照明部为低角度照明部、中角度照明部和高角度照明部,所述低角度照明部具备分别对所述检查对象区域以5°以上且30°以下的照射角度照射照明光的多个低角度单位照明作为所述多个单位照明,所述中角度照明部具备分别对所述检查对象区域以30°以上且60°以下的照射角度照射照明光的多个中角度单位照明作为所述多个单位照明,所述高角度照明部具备分别对所述检查对象区域以60°以上且85°以下的照射角度照射照明光的多个高角度单位照明作为所述多个单位照明。
本发明的第二十方式构成为,在第十九方式所涉及的缺陷检查方法中,在所述摄像工序中,针对所述多个低角度单位照明的全部,进行每当所述多个低角度单位照明中的各低角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个低角度摄像数据,并针对所述多个中角度单位照明的全部,进行每当所述多个中角度单位照明中的各中角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个中角度摄像数据,并针对所述多个高角度单位照明的全部,进行每当所述多个高角度单位照明中的各高角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个高角度摄像数据,所述多个低角度摄像数据和所述多个中角度摄像数据和所述多个高角度摄像数据为不同的所述多个摄像数据,在所述判定用图像生成工序中,在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个低角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的低角度最小亮度图像数据、以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个中角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的中角度最小亮度图像数据、以及以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个高角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的高角度最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述低角度最小亮度图像数据来生成低角度判定用图像数据,基于所述中角度最小亮度图像数据来生成中角度判定用图像数据,基于所述高角度最小亮度图像数据来生成高角度判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个低角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的低角度最大亮度图像数据、以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个中角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的中角度最大亮度图像数据、以及以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个高角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的高角度最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述低角度最大亮度图像数据来生成低角度判定用图像数据,基于所述中角度最大亮度图像数据来生成中角度判定用图像数据,基于所述高角度最大亮度图像数据来生成高角度判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,在所述缺陷判定工序中,基于所述低角度判定用图像数据和所述中角度判定用图像数据和所述高角度判定用图像数据这三者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
本发明的第二十一方式构成为,在第十四至第二十方式中的任一项所涉及的缺陷检查方法中,在所述判定用图像生成工序中,将所述判定用图像数据生成为二值化数据,在所述缺陷判定工序中,在所述判定用图像数据基于所述最小亮度图像数据而生成时,在所述判定用图像数据中以给定的第一暗部用阈值以上的面积存在暗部的情况下判定为在所述检查对象区域中有缺陷,在所述判定用图像数据基于所述最大亮度图像数据而生成时,在所述判定用图像数据中以给定的亮部用阈值以上的面积存在亮部的情况下判定为在所述检查对象区域中有缺陷。
本发明的第二十二方式构成为,在第二十一方式所涉及的缺陷检查方法中,在所述陶瓷体为封孔蜂窝结构体、且所述检查对象面为所述封孔蜂窝结构体的端面的情况下,在所述判定用图像生成工序中,基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,在所述缺陷判定工序中,在将与所述检查对象区域中存在的开口部对应的暗部排除在外、并且在存在的情况下将与接合部对应的亮部以及与所述陶瓷体外部对应的暗部进一步排除在外的所述判定用图像数据中以给定的第二暗部用阈值以上的面积存在暗部的情况下,也判定为在所述检查对象区域中有缺陷。
本发明的第二十三方式构成为,在第十九或第二十方式所涉及的缺陷检查方法中,使所述多个低角度单位照明的每一个构成为包含能够单独地进行调光的至少两个调光单位,通过在所述摄像工序中的所述给定的摄像单元的摄像之前预先对所述至少两个调光单位单独进行调光,从而抑制所述摄像单元的摄像范围内的与距所述多个低角度单位照明的距离差相应的亮度差。
本发明的第二十四方式构成为,在第十四至第二十三方式中的任一项所涉及的缺陷检查方法中,将一个所述照明部具备的所述多个单位照明设为8个单位照明。
根据本发明的第一至第二十四方式,不会将正常的陶瓷面的凹凸误检测为缺陷,能够可靠地检测存在于陶瓷体的外表面的本来应该检测的缺陷。
特别是根据第五以及第十八方式,与在使多个第一单位照明和多个第二单位照明依次点亮的同时进行摄像的情况相比,能够缩短摄像时间。
特别是根据第六、第七、第十一、第十二、第十九、第二十以及第二十三方式,与照明部为两个的情况相比,即使在检查对象区域更广的情况下也能够高精度地进行检查。
附图说明
图1是蜂窝结构体1的外观立体图。
图2是蜂窝结构体1的一个端面1a的部分放大示意图。
图3是示意性地示出在端面1a上有可能产生的缺陷、和在正常的陶瓷面6上存在的产品标准上没有问题的通常的表面凹凸ns的立体图。
图4是例示在陶瓷面6上形成有缺陷的样态的俯视图。
图5是示意性地示出针对蜂窝结构体1的端面1a从几个方向照射照明光的情况下的样态的图。
图6是用于说明照明光的照射角度的差异对缺陷的检测造成的影响的图。
图7是示出第一构成方式所涉及的缺陷检查装置1000的结构的框图。
图8是摄像执行部100的主要部分的仰视图。
图9是图8的A1-A1’剖视图。
图10是示出在缺陷检查装置1000中为了缺陷检查而进行的摄像处理的次序的图。
图11是示出第一判定处理的次序的图。
图12是用于对第一判定处理的前段部分进行说明的图。
图13是用于对第一判定处理的后段部分进行说明的图。
图14是示出第二判定处理的次序的图。
图15是将对于陶瓷面6的通常的表面凹凸ns、裂缝df1和凹坑df3的第一判定处理以及第二判定处理中的判定例以及基于它们的综合判定内容作成一览来示出的图。
图16是例示在以某蜂窝结构体1的端面1a为检查对象的缺陷检查的过程中生成的各种图像的图。
图17是例示在以某蜂窝结构体1的端面1a为检查对象的缺陷检查的过程中生成的各种图像的图。
图18是例示在以某蜂窝结构体1的端面1a为检查对象的缺陷检查的过程中生成的各种图像的图。
图19是示出第二构成方式所涉及的缺陷检查装置2000的结构的框图。
图20是示出在缺陷检查装置2000中为了缺陷检查而进行的摄像处理的次序的图。
图21是示出颜色分解/重构处理的次序的图。
图22是示出第一照明部120以及第二照明部130的配置以及结构所涉及的变形例的图。
图23是示出第一照明部120以及第二照明部130的配置以及结构所涉及的变形例的图。
图24是示出对蜂窝结构体1的端面1a以给定的角度从倾斜方向照射了照明光Ls的情况下的蜂窝结构体1的外壁2的附近处的摄像图像IM7的图。
图25是用于说明从单位照明到被照射位置的距离不同的影响的图。
图26是用于说明照明光的照射角度与视场角的关系对摄像图像造成的影响的图。
图27是示出第二实施方式所涉及的缺陷检查装置3000的结构的框图。
图28是摄像执行部100的主要部分的仰视图。
图29是图28的A4-A4’剖视图。
图30是用于说明从低角度照明部115射出的照明光与视场角的关系的图。
图31是用于说明每个调光单位的调光的效果的图。
图32是示出在使用缺陷检查装置3000的缺陷检查中进行的摄像处理的概略次序的图。
图33是示出摄像处理中的具体次序的图。
图34是示出在使用缺陷检查装置3000的缺陷检查中由亮度校正处理部334进行的亮度校正处理的概略次序的图。
图35是例示亮度校正处理中的处理的内容的图。
图36是示出在缺陷判定部240中进行的判定处理的流程的图。
具体实施方式
<第一实施方式>
<蜂窝结构体>
首先,对在本实施方式中端面被设为缺陷检查的对象的蜂窝结构体进行说明。图1是蜂窝结构体1的外观立体图。图2是蜂窝结构体1的一个端面1a的部分放大示意图。
蜂窝结构体1是在内部具有所谓的蜂窝构造的圆筒状的陶瓷制的结构体(陶瓷体)。蜂窝结构体1在由呈圆筒状的外壁2围绕成的内部,具有四棱柱状的(剖视正方形状的)多个孔格3。各个孔格3由间隔壁4(参照图2的(a))划分而成,并沿着蜂窝结构体1的中心轴的方向(轴向)。但是,孔格3也可以形成其长边方向相对于蜂窝结构体1的中心轴倾斜的斜棱柱状。无论在哪一种情况下,孔格3都在蜂窝结构体1的端面1a中配置为二维正方格子状。另外,除非特别说明,否则在本说明书中,所谓蜂窝结构体1以及孔格3的剖面,是指与蜂窝结构体1的中心轴垂直的剖面。
例如,外壁2的厚度为100μm~1500μm左右,间隔壁4的厚度为150μm~400μm左右,成为规定孔格3的尺寸的要素的间隔壁4的间距为1.0mm~2.5mm左右。此外,轴向的长度为100mm~300mm左右,与轴向垂直的剖面的半径(剖面半径)为100mm~200mm左右。
更详细来说,作为孔格3,存在:在端面1a具有开口部的第一孔格3a、和在端面1a施加了封孔5(由封孔5堵塞原本存在的开口部)第二孔格3b。第一孔格3a和第二孔格3b交替地(呈方格图案)配置。另外,在另一个端面1b中,在第一孔格3a施加有封孔,第二孔格3b开口。另外,在下文中,有时将第一孔格3a的端面1a中的开口部简称为第一孔格3a。
蜂窝结构体1是陶瓷(例如,堇青石、SiC、氧化铝等)的烧成体。蜂窝结构体1大致通过如下处理来形成,即,通过将成为其构成材料的陶瓷的粉体与有机粘合剂、水等一起进行混炼而得到粘土状的坯土,通过挤出成型法对该粘土状的坯土进行成型,并通过对由此得到的蜂窝成型体(陶瓷成型体)进行烧成而暂且制作出无封孔的蜂窝烧成体之后,对该蜂窝烧成体实施封孔处理从而在成为对象的孔格3形成封孔5。这样的封孔5例如通过对不设置封孔5的(设为第一孔格3a的)孔格3的端部进行掩蔽后,将蜂窝烧成体的端部浸渍到含有与该蜂窝烧成体的形成中使用的陶瓷粉体相同的陶瓷粉体的浆料状的填充材料中,从而将该填充材料填充到开口的孔格,接着对蜂窝烧成体再次进行烧成,由此形成。
另外,在图1以及图2的(a)中为了帮助理解,在端面1a中对由陶瓷构成的部分标注斜线来表示而用虚线来表示被封孔的第二孔格3b(更详细来说划分第二孔格3b的间隔壁4),但是在实际的(无缺陷)端面1a中,被封孔的第二孔格3b从外部无法目识别。实际的端面1a如图2的(b)所示,目识别为在附图中在由斜线所示的陶瓷面6上第一孔格3a配置为正方格子状。
图3以及图4是用于对在形成以上那样的形态的蜂窝结构体1的端面1a上有可能产生的缺陷进行说明的图。作为在蜂窝结构体1的端面1a上有可能产生的缺陷,可例示均相对于端面1a成为凹部的裂缝df1、缺口df2、凹坑df3。图3是示意性地示出这些缺陷和在正常的(无缺陷的)陶瓷面6上存在的产品标准上没有问题的通常的表面凹凸ns的立体图,图4是例示这些缺陷形成于陶瓷面6的样态的俯视图。
图3的(a)所示的裂缝df1例如是伴随烧成时的蜂窝烧成体的收缩而形成于陶瓷面6的龟裂(凹部)。裂缝df1以大致100μm~300μm左右的宽度以及160μm~1000μm左右的深度形成。另外,裂缝df1如图4所示,容易以陶瓷面6中的第一孔格3a的开口部(换言之间隔壁4的端部)为起点而形成,也有时从某一个第一孔格3a形成到另一个第一孔格3a。
图3的(b)所示的缺口df2例如是由于在烧成时或者烧成后陶瓷面6的一部分缺少(脱落)而形成的凹部。缺口df2以大致380μm~500μm左右的宽度以及200μm~1000μm左右的深度形成。
此外,图3的(c)所示的凹坑df3例如是由于在烧成时在陶瓷面6中局部发生变形异常等主要原因而形成的凹部。凹坑df3以大致700μm~1500μm左右的宽度以及350μm~2000μm左右的深度形成。
另外,在图4中例示了在端面1a中缺口df2与第一孔格3a连续地形成、凹坑df3形成于陶瓷面6的与第一孔格3a隔离的部分(施加有封孔5的部分)的情况,但是实际的缺口df2以及凹坑df3的形成方式并不限于此。例如,也有时凹坑df3与第一孔格3a连续地形成。
概略而言,裂缝df1、缺口df2、凹坑df3虽然均为凹部,但是裂缝df1具有如下特征,即,与缺口df2、凹坑df3相比,深度相对于宽度的比率较大。另一方面,缺口df2和凹坑df3虽然在形成主要原因上存在差异,但是尺寸有时为相同程度,并且在后述的缺陷检查时无需对它们进行区分。反而更重要的是,正常的(无缺陷的)陶瓷面6以50μm~500μm左右的凸部间隔以及40μm~300μm左右的深度具有图3的(d)所示那样的表面凹凸ns时,不将这种产品标准上没有问题的通常的表面凹凸ns误检测为缺口df2或凹坑df3。
以后,对与这样的在端面1a可能产生的缺陷的检查相关的详情进行说明。
<缺陷检查的基本思想>
首先,对本实施方式中进行的缺陷检查的基本思想进行说明。在本实施方式中进行的缺陷检查是以具有上述那样的结构的蜂窝结构体1的端面1a为对象而进行的检查,虽然概略来说,是利用在对端面1a从倾斜方向照射照明光时,若在该端面1a存在有缺陷则会在其存在位置形成阴影区域(与周围相比亮度较小的区域)这一点,来检测有无缺陷,但是在该照明光的照射的方法以及判定用的图像的生成的方法方面具有特征。
图5是示意性地示出对蜂窝结构体1的端面1a从几个方向照射了照明光的情况下的样态的图。
图5的(a)是在配置蜂窝结构体1使得端面1a成为大致水平的状态下,对端面1a从倾斜方向照射了照明光La的情况下的概略俯视图,图5的(b)是关于包含照明光La的照射方向的剖面的概略剖视图。在该情况下,若在端面1a存在图5的(b)所示那样的缺陷(凹部)df4,则根据缺陷df4的形状(宽度、深度)以及照明光La的照射角度(照射方向与水平面所成的角),端面1a以及缺陷df4的大部分成为照明光La的被照射区域RE1a,另一方面缺陷df4中的左侧的斜面附近成为照明光La照射不到的阴影区域RE2a。
同样地,在将蜂窝结构体1的配置设为与图5的(a)、(b)的情况相同的状态下,对蜂窝结构体1的端面1a照射了照明光Lb的情况下的概略俯视图以及包含照明光Lb的照射方向的概略剖视图分别为图5的(c)、(d),照射了照明光Lc的情况下的概略俯视图以及包含照明光Lc的照射方向的概略剖视图分别为图5的(e)、(f),照射了照明光Ld的情况下的概略俯视图以及包含照明光Ld的照射方向的概略剖视图分别为图5的(g)、(h)。其中,照明光La、Lb、Lc、Ld的照射角度全都相同,照明光La、Lb、Lc、Ld的照射方向在水平面内相互间隔90°,并且,照明光La、Lb、Lc、Ld的照射范围相同。
在与照射了照明光La的情况同样,照射了照明光Lb的情况下,端面1a以及缺陷df4的大部分成为照明光Lb的被照射区域RE1b,另一方面在缺陷df4中的附图上未清楚表征的图面里侧的部分会存在照明光Lb照射不到的阴影区域RE2b。
此外,在照射了照明光Lc的情况下,端面1a以及缺陷df4的大部分成为照明光Lc的被照射区域RE1c,另一方面缺陷df4中的图面右侧的斜面附近成为照明光Lc照射不到的阴影区域RE2c。
进而,在照射了照明光Ld的情况下,端面1a以及缺陷df4的大部分成为照明光Ld的被照射区域RE1d,另一方面缺陷df4中的附图上未清楚表征的图面近前侧的斜面附近会存在照明光Ld照射不到的阴影区域。
这样,在对存在缺陷df4的端面1a从不同的方向沿倾斜方向照射了照明光的情况下,各自对应于缺陷df4而形成的阴影区域的位置以及形状相互不同,并且,无论在哪一种情况下全都不与缺陷df4的整体对应。
但是,从另一个角度来看,各个阴影区域的位置以及形状不同也就是说,各个阴影区域给出了缺陷df4的不同部分的信息。鉴于这一点,使在图5的(b)、(d)、(f)、(h)的情况下形成的阴影区域虚拟地进行叠加所得到的为图5的(i)。在该情况下,被照射区域RE1仅为缺陷df4以外的部分,缺陷df4作为整体而成为阴影区域RE2。换言之,会以与缺陷的实际的尺寸接近的尺寸形成有阴影区域RE2。
这意味着,只要如图5的(a)、(c)、(e)、(g)所示从不同的方向倾斜地照射照明光的同时对端面1a逐次进行摄像,将在各个情况下得到的摄像图像进行合成使得阴影区域叠加而生成合成图像,基于该合成图像来判定有无缺陷,则与仅使用在照射倾斜方向的照明光的状态下得到的像来进行判定的情况相比,能够提高判定的准确度。
另外,在图5中,例示了从在水平面内彼此间隔90°的四个方向照射照明光的方式,但是这只是例示,也可以是从更多的方向照射照明光的方式。
确切地说,从不同的方向同时照射多个照明光的方式,例如,在同时照射例如在彼此对置的位置照射的照明光La与照明光Lc的方式,是在通过只有一方的照射而成为阴影区域之处由于另一方照射会导致无法形成阴影区域的方式,因此该方式不会起到提高基于阴影区域的缺陷判定的可靠性这样的作用效果。即,在本实施方式中说到底在从不同的多个方向单独地照射照明光并分别得到像上具有技术意义。
接着,图6是用于说明照明光的照射角度的差异对缺陷的检测造成的影响的图。一般地,在对存在某凹凸的区域倾斜地照射照明光的情况下,其照射角度越大,并且,凹凸的深度越小,则越难以形成阴影区域。
例如,如图6的(a)所示,即使在对存在于陶瓷面6的通常的凹凸部分即表面凹凸ns照射某照射角度比较小的照明光Ll时作为其一部分的部分a成为阴影区域的情况下,如图6的(b)所示,也有时在向与图6的(a)相同的表面凹凸ns照射照射角度比照明光Ll大的照明光Lh的情况下,不形成阴影区域。
与此相对,在图6的(c)、(d)中分别示出了针对具有与在陶瓷面6存在的表面凹凸ns的凸部间隔相同程度的宽度但是具有比表面凹凸ns的凹凸深度大的深度的裂缝df5所存在的部分,照射了照明光Ll以及照明光Lh的情况下的样态。
在该情况下,如图6的(c)所示,通过照明光Ll的照射而作为裂缝df5的一部分的部分b成为阴影区域,不但如此,即使通过图6(d)所示的照明光Lh的照射,也有时尽管变得比区域b窄但作为裂缝df5的一部分的部分c仍成为阴影区域。
假如若基于通过照射照明光Ll而得到的端面1a的像来进行缺陷判定,则有可能错误判定为在通常的表面凹凸ns形成的阴影区域的位置处存在缺陷。因此,为了可靠地仅检测裂缝df5并且不将表面凹凸ns误检测为缺陷,优选照射照明光Lh那样的照射角度比较大的照明光。
但是,在与裂缝相比深度较小且宽度较大的作为缺陷的缺口、凹坑的情况下,若照射角度较大,则还存在难以检测的倾向。因此,在本实施方式中,通过区别使用照明光的照射角度,基于按照各个情况下的端面1a的像中出现的暗部的特征预先决定的阈值,来判定有无缺陷,从而使得实现可靠的判定。
<缺陷检查装置以及用于缺陷检查的处理>
接着,对基于上述思想实际进行缺陷的检查的缺陷检查装置、以及用于在该缺陷检查装置中进行的缺陷检查的处理的具体次序进行说明。另外,本实施方式所涉及的缺陷检查装置大致上具有两种构成方式,用于缺陷检查的处理的内容也根据缺陷检查装置的构成方式而不同。在下文中对于每一种依次进行说明。
(第一构成方式)
[缺陷检查装置]
图7是示出本实施方式的第一构成方式所涉及的缺陷检查装置1000的结构的框图。缺陷检查装置1000主要具备:载置作为检查对象的蜂窝结构体1的工作台T;在对载置于该工作台T的蜂窝结构体1照射照明光的同时进行摄像的摄像执行部100;以及进行所述摄像执行部100的控制和基于由摄像执行部100得到的摄像图像的缺陷判定的控制单元200。
摄像执行部100主要具备:对载置于工作台T的蜂窝结构体1进行摄像的摄像机(例如CCD摄像机)110;作为对摄像机110的摄像进行控制的控制部(摄像机驱动器)的摄像控制部111;分别对蜂窝结构体1照射照明光的第一照明部120以及第二照明部130;以及用于使摄像执行部100相对于载置于工作台T的蜂窝结构体1进行移动的移动机构140。
图8是摄像执行部100的主要部分的仰视图(从铅垂下方仰视摄像执行部100的图),图9是图8的A1-A1’剖视图。在此,图8的A1-A1’剖面是包含摄像机110的光轴CX的铅垂剖面,并且,也是后述的第一单位照明121a、第一单位照明121e、第二单位照明131a以及第二单位照明131e各自的对称面。
但是,在图9中,为了容易理解,对于在图9中省略图示的工作台T上所载置的蜂窝结构体1也一起示出。此外,在图8以及图9中,标注了以铅垂方向为z轴方向的右手系的xyz坐标,并将图8的图面左右方向设为x轴方向,将图面上下方向设为了y轴方向。由此,作为图8的A1-A1’剖面的图9也成为zx剖视图。
检查时,蜂窝结构体1被载置于工作台T(图示省略),使得如图9所示作为检查对象面的端面1a成为水平的上表面。另一方面,在摄像执行部100中,摄像机110为了使铅垂下方成为摄像对象而以镜头成为铅垂向下的姿势,并且,以使其光轴CX与铅垂方向一致的方式设置。因此,以该光轴CX与端面1a的交点P为中心的给定的范围能够通过摄像机110来进行摄像。
另外,所谓的端面1a为水平的上表面、并且摄像机110的光轴CX与铅垂方向一致,即是意味着,摄像机110对作为检查对象面的端面1a从其法线方向进行摄像。
摄像机110附随有摄像控制部111,摄像控制部111担负如下作用,即,对摄像机110给予摄像指示,并且向控制单元200传送通过摄像机110的摄像而生成的摄像数据。
此外,如图8所示,在摄像执行部100中,设置有第一照明部120和第二照明部130,使得包围以上述方式配置的摄像机110的周围。第一照明部120和第二照明部130均配设于构成摄像执行部100的支承体101的下表面,摄像机110至少在其摄像时,会插入到设置于支承体101的开口部102。
更具体而言,第一照明部120如图8所示由8个第一单位照明121(121a、121b、121c、121d、121e、121f、121g以及121h)构成。这8个第一单位照明121以分别在水平方向上具有长边方向的方式,在水平面内按45°间隔设置,并且,如图9中由第一单位照明121a以及121e例示的那样,分别以倾斜姿势附设于支承体101。更详细来说,各个第一单位照明121的照射方向D1与水平面形成给定的角度θ1,其光轴L1和端面1a的交点与摄像机110的光轴CX和端面1a的交点P一致。由此,8个第一单位照明121能够针对以交点P为中心的大致同一区域,从在水平面内相互间隔45°的不同方向以相同的照射角度θ1照射照明光。
在图9中,关于作为8个第一单位照明121当中相互对置配置的两个的第一单位照明121a和121e,例示了各自的照射方向D1(D1a、D1e)与水平面形成给定的角度θ1,各自的光轴L1(L1a、L1e)和端面1a的交点与摄像机110的光轴CX和端面1a的交点P一致的样态。
此外,第二照明部130如图8所示由8个第二单位照明131(131a、131b、131c、131d、131e、131f、131g以及131h)构成。这8个第二单位照明131以各自在水平方向上具有长边方向的方式,在水平面内每间隔45°设置一个,并且,如图9中由第二单位照明131a以及131e例示的那样,各自以倾斜姿势附设于支承体101。更详细来说,各个第二单位照明131的照射方向D2与水平面形成比角度θ1大的给定的角度θ2,其光轴L2和端面1a的交点也与摄像机110和端面1a的交点P一致。由此,8个第二单位照明131也能够针对以交点P为中心的大致同一区域,在水平面内从相互间隔45°的不同方向以相同的照射角度θ2照射照明光。
在图9中,关于作为8个第二单位照明131当中相互对置配置的两个的第二单位照明131a和131e,例示了各自的照射方向D2(D2a、D2e)与水平面形成给定的角度θ2,各自的光轴L2(L2a、L2e)和端面1a的交点与摄像机110和端面1a的交点P一致的样态。
第一单位照明121的照射角度θ1优选为30°~60°,例如为45°。另一方面,第二单位照明131的照射角度θ2优选为60°~85°,例如为75°。另外,若将第一单位照明121的照射角度θ1设为小于30°,则在陶瓷面6的通常的表面凹凸ns中产生的阴影区域增大,将这样的表面凹凸ns误检测为缺陷的可能性变高,故而不优选。另一方面,若将第二单位照明131的照射角度θ2设为大于85°,则在缺陷部分处变得难以形成阴影区域,不能检测缺陷的可能性变高,故而不优选。此外,从更可靠地检测形状不同的各种缺陷这样的观点出发,θ1与θ2之差优选最低也为15°。
作为第一单位照明121以及第二单位照明131,优选使用许多LED元件排列为矩形的条形照明。此外,各个照明光的波长并无特别限制,可以是使用白色光或者单色光的任意一者的方式,也可以是在第一单位照明121和第二单位照明131之间照明光的波长不同。作为LED元件,可以使用指向角半值宽度为5°~30°左右的LED元件。
但是,第一照明部120具备的第一单位照明121的个数并不限定于8个,一般而言,每一个的照射角度均为θ1的m个(m≥4)相同性能的第一单位照明121在水平面内围绕摄像机110以等角度间隔设置即可。
同样地,第二照明部130具备的第二单位照明131的个数并不限定于8个,一般而言,每一个的照射角度均为θ2的n个(n≥4)相同性能的第二单位照明131在水平面内围绕摄像机110以等角度间隔设置即可。此外,在本构成方式中,也可以是m≠n。
另外,所谓的以作为检查对象面的端面1a成为水平的姿势将蜂窝结构体1载置于工作台T,另一方面将第一照明部120具备的多个第一单位照明121和第二照明部130具备的多个第二单位照明131分别在水平面内相互间隔设置,意味着多个第一单位照明121和多个第二单位照明131分别在与作为检查对象面的端面1a平行的不同的平面内相互间隔配置。
移动机构140为了摄像机110和附设有第一照明部120以及第二照明部130的支承体101移动而具备。由于摄像机110的分辨率等理由而摄像机110的摄像范围小于蜂窝结构体1的端面1a的面积的情况小,每当某个摄像部位处的摄像结束时,移动机构140使摄像机110以及支承体101移动到下一个摄像部位。
另外,也可以构成缺陷检查装置1000,使得将摄像机110和支承体101固定设置,而使工作台T移动。
控制单元200例如可通过通用的个人计算机等计算机来实现。控制单元200例如由鼠标、键盘等构成,具备:进行作业人员对缺陷检查的执行指示、条件设定用的输入的输入操作部201;以及进行缺陷检查用的菜单显示、检查结果的显示等的显示器等显示部202。
在此基础上,作为通过在由该计算机具备的CPU、ROM、RAM等构成的未图示的控制部中执行存储在同样该计算机具备的硬盘等未图示的存储部中的动作程序而实现的功能构成要素,控制单元200具备:统一控制缺陷检查装置1000整体的动作的总体控制部210;控制第一照明部120以及第二照明部130的照明的点亮/熄灭(ON/OFF)的切换动作的照明控制部220;基于通过摄像机110的摄像而生成的摄像图像数据来生成用于缺陷的有无的判定的判定用图像数据的判定用图像生成部230;以及基于判定用图像数据来判定有无缺陷的缺陷判定部240。
总体控制部210响应于来自输入操作部201的检查执行指示,同步地控制照明控制部220和摄像执行部100具备的摄像控制部111,执行对端面1a照射照明光的状态下的缺陷检查用的图像数据的摄像。
具体而言,若从总体控制部210对照明控制部220给予给定的控制信号,则照明控制部220对此进行响应,使第一照明部120具备的m个第一单位照明以及第二照明部130具备的n个第二单位照明以给定的定时以及点亮时间依次点亮/熄灭。
另一方面,从总体控制部210对摄像控制部111,给予用于与m个第一单位照明121以及n个第二单位照明131的依次的点亮同步地逐次进行基于摄像机110的摄像的控制信号。摄像控制部111响应于该控制信号,使摄像机110在给定的定时进行摄像。
此外,若某个摄像部位处的摄像结束,则总体控制部210还进行用于使摄像执行部100移动到下一个摄像部位的指示。此外,总体控制部210还担负用于使显示部202显示在缺陷判定部240中生成的判定结果数据的处理。
判定用图像生成部230从摄像控制部111直接或间接地(经由总体控制部210)取得通过摄像机110的摄像而生成的摄像图像数据,并生成判定用图像数据。判定用图像生成部230具备最小亮度图像生成部231和滤波处理部232,作为担负这样的判定用图像数据的生成的功能构成要素。
如上所述,在第一照明部120中具备m个(例如8个)第一单位照明121,每当它们依次被点亮时逐次进行摄像。因此,对于以照射角度θ1对蜂窝结构体1的端面1a照射的照明,能够得到m个摄像数据(第一摄像数据)。同样地,在第二照明部130中具备n个(例如8个)第二单位照明131,每当它们依次被点亮时逐次进行摄像。因此,对于以照射角度θ2对蜂窝结构体1的端面1a照射的照明,也能够得到n个摄像数据(第二摄像数据)。
这些m个第一摄像数据以及n个第二摄像数据在作为预处理而被实施了亮度校正之后,供最小亮度图像生成部231中的最小亮度图像的生成使用。在该亮度校正中可以应用各种方法,例如,也可以应用在后述的第二实施方式中进行的亮度校正处理。关于亮度校正处理,只要具备该处理的功能,则也可以在摄像机110、摄像控制部111、最小亮度图像生成部231的任意一者中进行。或者,也可以如后述的第二实施方式所涉及的缺陷检查装置3000那样,设置担负亮度校正处理的处理部。
最小亮度图像生成部231担负如下处理,即:从m个第一摄像数据生成第一最小亮度图像数据,从n个第二摄像数据生成第二最小亮度图像数据。
在此,所谓第一最小亮度图像数据,是在将其像素(x,y)处的亮度值设为B1(x,y),并将第i个第一摄像数据的每个像素(x,y)处的亮度值设为B1(x,y)i时,B1(x,y)由成为B1(x,y)=Min{B1(x,y)1,B1(x,y)2,···B1(x,y)m}···(1)的公式表示的图像数据。
即,第一最小亮度图像数据为将m个第一摄像数据各自的像素(x,y)处的亮度值的最小值Min{B1(x,y)1,B1(x,y)2,···B1(x,y)m}设为关于像素(x,y)的亮度值的图像数据。
同样地,所谓第二最小亮度图像数据,是在将其像素(x,y)处的亮度值设为B2(x,y),并将第j个第二摄像数据的每个像素(x,y)处的亮度值设为B2(x,y)j时,B2(x,y)由成为B2(x,y)=Min{B2(x,y)1,B2(x,y)2,···B2(x,y)n}···(2)的公式表示的图像数据。
即,第二最小亮度图像数据为将n个第二摄像数据各自的像素(x,y)处的亮度值的最小值Min{B2(x,y)1,B2(x,y)2,···B2(x,y)n}设为关于像素(x,y)的亮度值的图像数据。
在m个第一摄像数据以及n个第二摄像数据包含相当于缺陷的阴影区域的情况下,这些第一最小亮度图像数据以及第二最小亮度图像数据表示的是图5中概念性地例示那样的、使各个摄像数据中的阴影区域虚拟地叠加的图像。这意味着,在第一最小亮度图像数据以及第二最小亮度图像数据中,源自缺陷的阴影区域(亮度值低的区域)被增强。
另一方面,即使在通过基于从某方向照射的第一单位照明或者第二单位照明进行摄像而得到的第一摄像数据或第二摄像数据中,存在因在陶瓷面6存在的通常的表面凹凸ns而引起的阴影区域,也因为该表面凹凸ns的面积比较小,所以在通过在对同一部位从不同方向照射第一单位照明或者第二单位照明的同时进行摄像而得到的第一摄像数据或第二摄像数据中,相比于与该表面凹凸ns对应的阴影区域,缺口、凹坑被增强。本来在照射角度较大的第二单位照明下,就难以形成与表面凹凸ns对应的阴影区域。
在缺陷检查装置1000中,通过在缺陷的有无的判定中利用具有这样的特性的第一最小亮度图像数据以及第二最小亮度图像数据,蜂窝结构体1的端面1a中的缺陷的检测的可靠性得到了提高。
滤波处理部232担负如下处理,即:对在最小亮度图像生成部231中生成的第一最小亮度图像数据以及第二最小亮度图像数据实施各种滤波处理,使其成为更适于缺陷的有无的判定的数据。作为滤波处理,包括均为公知的图像处理技术的二值化处理、闭处理(膨胀收缩处理)、标记处理。
滤波处理部232通过对第一最小亮度图像数据实施滤波处理而生成第一判定用图像数据,并通过对第二最小亮度图像数据实施滤波处理而生成第二判定用图像数据。
概略而言,滤波处理部232对各像素具有灰度值的第一最小亮度图像数据以及第二最小亮度图像数据的每一个基于给定的亮度阈值实施二值化处理,结果,通过对成为亮度0的暗像素的像素区域(暗像素连续的区域)实施闭处理而排除成为噪声分量的微小的暗像素区域,并通过标记处理对剩余的暗像素区域进行标记,从而生成第一判定用图像数据以及第二判定用图像数据。
进而,滤波处理部232还担负用于从缺陷判定的对象中将在由第一判定用图像数据以及第二判定用图像数据表现的图像中一定成为阴影区域的第一孔格3a排除在外的开口部掩模处理。
缺陷判定部240基于第一判定用图像数据以及第二判定用图像数据来判定有无缺陷。概略而言,在由第一判定用图像数据以及第二判定用图像数据分别表示的判定用图像中,或者在通过对这些第一判定用图像数据以及第二判定用图像数据实施开口部掩模处理而得到的判定用图像中,在以给定的阈值以上的面积存在暗像素区域的情况下,缺陷判定部240判定为在该暗像素区域的存在位置处存在有缺陷。
[摄像处理]
图10是示出在具有以上这样的结构的缺陷检查装置1000中为了缺陷检查而进行的摄像处理的次序的图。另外,在图10及其关联的说明中,有时将设为缺陷检查的对象的蜂窝结构体1也称为“工件”,将该蜂窝结构体1中设为检查对象面的端面1a也称为“工件的端面”。
首先,由作业人员或者通过给定的输送单元(载置单元),将工件以使其端面成为上表面的姿势载置于工作台T(步骤S1)。在该工件的载置后,若通过输入操作部201给予缺陷检查的执行指示,则对移动机构140进行驱动,由此使摄像执行部100(更具体而言摄像机110和第一照明部120以及支承第二照明部130的支承体101)向摄像部位移动(步骤S2)。在摄像机110的摄像范围小于工件的端面1a的面积的情况下,由于会分多次进行检查,因此端面1a的给定的一部分成为一次检查处理中的检查对象区域即摄像部位。
在这种情况下,也可以在将工件载置于工作台T时进行定位,或者调整摄像机110在水平面内的姿势,使得工件的孔格3(外观上第一孔格3a)沿着以矩形规定的摄像机110的摄像范围中的纵横的轴方向进行排列。但是,即使孔格3的排列方向相对于摄像机110的摄像范围中的纵横的轴方向稍微倾斜,通过在判定处理时根据需要进行对该倾斜加以考虑的校正,也能够没有问题地进行判定处理。
另外,也可以是如下方式,即:设置有对工件被载置于工作台T进行探测的传感器,响应于来自该传感器的探测信号,总体控制部210对缺陷检查装置1000的各部发出用于使摄像处理以及其后的判定处理依次执行的给定的控制信号。
若实现将摄像执行部100配置到摄像部位的状态,则将i=1设为初始值(步骤S3),进行在使属于第一照明部120的m个第一单位照明121依次点亮同时的基于摄像机110的逐次的摄像。
具体而言,将属于第一照明部120的第i个第一单位照明121点亮(步骤S4),在该点亮状态下由摄像机110对工件进行摄像(步骤S5)。通过该摄像而得到的第i个第一摄像数据从摄像控制部111传送到最小亮度图像生成部231(步骤S6),供后述的判定处理使用。若该摄像以及传送完成,则将之前点亮的第i个第一单位照明121熄灭(步骤S7)。或者,也可以是在摄像的完成后立即熄灭第i个第一单位照明121的方式。此外,也可以是在将第m个第一单位照明121点亮的状态下的摄像完成的时间点,将所有的第一摄像数据传送到最小亮度图像生成部231的方式。
在此时间点不满足i=m的情况下(步骤S8中为“否”),也就是在存在未曾点亮的第一单位照明121的情况下,设为i=i+1(步骤S9),反复进行步骤S4以后的处理。
另一方面,在满足i=m的情况下(步骤S8中为“是”),也就是在使m个第一单位照明121全部依次点亮,并在各个点亮状态下逐次进行了摄像机110的摄像的情况下,继续将j=1设为初始值(步骤S10),进行使属于第二照明部130的n个第二单位照明131依次点亮的同时的基于摄像机110的逐次的摄像。
具体而言,将属于第二照明部130的第j个第二单位照明131点亮(步骤S11),在该点亮状态下由摄像机110对工件进行摄像(步骤S12)。通过该摄像而得到的第j个第二摄像数据从摄像控制部111传送到最小亮度图像生成部231(步骤S13),供后述的判定处理使用。若该摄像以及传送完成,则将之前点亮的第j个第二单位照明131熄灭(步骤S14)。或者,也可以是在摄像的完成后立即熄灭第j个第二单位照明131的方式。
在此时间点不满足j=n的情况下(步骤S15中为“否”),也就是说在存在未曾点亮的第二单位照明的情况下,设为j=j+1(步骤S16),反复进行步骤S11以后的处理。
另一方面,在满足j=n的情况下(步骤S16中为“是”),也就是说在使n个第二单位照明131全部依次点亮,并在各个点亮状态下逐次进行了摄像机110的摄像的情况下,摄像处理结束。
另外,在摄像机110的摄像范围小于工件的端面的面积的情况下,使摄像执行部100移动到下一个摄像部位,并反复进行步骤S3以后的处理。
[判定处理]
接着,对在缺陷检查装置1000中进行的缺陷的有无的判定处理进行说明。在缺陷检查装置1000中,进行基于m个第一摄像数据的第一判定处理和基于n个第二摄像数据的第二判定处理。另外,在本构成方式中,不必将第一判定处理以及第二判定处理全都在摄像处理的完成后进行,也可以是在摄像处理中生成了全部第一摄像数据的定时进行第一判定处理,并在生成了全部第二摄像数据的定时进行第二判定处理的方式。
图11是示出第一判定处理的次序的图。在第一判定处理中,首先,在最小亮度图像生成部231中,根据从摄像控制部111传送来的m个第一摄像数据,基于上述的式(1)生成第一最小亮度图像数据(步骤S21)。
在最小亮度图像生成部231中生成的第一最小亮度图像数据提供至滤波处理部232中的滤波处理(步骤S22)。
具体而言,首先,若像素(x,y)处的亮度值B1(x,y)为给定的亮度阈值以上则将该像素(x,y)设为亮度1的亮像素,若亮度值B1(x,y)小于给定的亮度阈值则进行使该像素(x,y)成为亮度0的暗像素的公知的二值化处理。在此时间点,被设为亮像素的像素会从以后的判定处理的对象中排除在外。以下,将由暗像素的连续部分构成的区域也称为暗部或者暗区域。
接着,以暗部为对象进行公知的闭处理(膨胀收缩处理),将在二值化处理后的图像数据中离散地存在且成为噪声分量的区域面积小的(构成像素数小的)暗部从以后的判定处理的对象中排除在外。
另外,如上所述,在作为处理对象的图像数据中,具有在陶瓷面6上存在的产品标准上没有问题的通常的表面凹凸ns所引起的暗部存在的情况。由于这样的暗部的区域面积比较小,因此可以预见通过进行闭处理将在很大程度上从判定处理的对象中被排除在外。
最后,为了识别在闭处理后残留的暗部,针对所有的暗部进行与用于唯一地识别每一个的识别信息建立关联的公知的标记处理。
通过以上的滤波处理而得到的第一判定用图像数据供缺陷判定部240的判定使用。图12是用于对第一判定处理的前段部分进行说明的图。图13是用于对第一判定处理的后段部分进行说明的图。
图12的(a)例示了由第一判定用图像数据表现的第一判定用图像IM1。图12的(a)所示的第一判定用图像IM1对应于图4中例示的陶瓷面6。在图12中,在暗部SD标注了交叉影线。
在图12的(a)所示的第一判定用图像IM1中存在的暗部SD中,存在若干种类。具体而言,存在正方形的6个暗部SD0、相对于正方形的暗部而言源自图4中例示的裂缝df1或缺口df2的暗部连续的暗部SD1、SD2、与正方形的暗部独立存在的源自图4中例示的凹坑df3的SD3共计9个暗部SD。在这9个暗部SD,通过标记处理而预先建立关联有识别信息。
另外,第一判定用图像IM1中存在暗部SD0是因为第一判定用图像数据本来是源自在摄像范围中包含在端面1a上开口的第一孔格3a而进行摄像得到的m个第一摄像数据的数据。因此,即使在以完全不存在缺陷的陶瓷面6为对象的第一判定用图像数据中,暗部SD0也会呈格子状存在。
若生成第一判定用图像数据,则缺陷判定部240以该第一判定用图像数据为对象,进行对有无缺陷进行判定的处理。
具体而言,首先,对第一判定用图像数据与预先决定的第一阈值(第一暗部用阈值)对照,判定在第一判定用图像数据包含的被标记的暗部SD中是否存在占据第一阈值以上的面积(更详细来说与该面积相当的构成像素数)的暗部(步骤S23)。基于该第一阈值的判定为了检测如图4中例示的裂缝df1、缺口df2那样以与第一孔格3a连续的方式存在的缺陷而进行。
因此,作为第一阈值,决定比第一孔格3a的开口部的面积(像素数)略大的值。由此,能够在防止将源自缺陷与开口部不连续的正常的第一孔格3a的正常的暗部SD0错误判定为缺陷的存在部位的同时,可靠地提取源自存在与开口部连续的缺陷的第一孔格3a的暗部SD。
例如,在图12的(a)中,为了容易理解,将具有与该第一阈值相当的面积的第一阈值区域TH1用虚线标注为正方形区域。不过,当然,第一阈值区域TH1并不限定于正方形区域。此外,图12的(b)例示了作为从第一判定用图像IM1中仅提取出具有第一阈值以上的面积的暗部SD的像的提取图像IM2。
图12的(b)所示的提取图像IM2中存在的仅是由于存在与第一孔格3a连续的缺陷而导致面积大于第一阈值区域TH1(当然大于暗部SD0)的暗部SD1、SD2,暗部SD0被排除在外。另外,在提取图像IM2中与凹坑df3对应的暗部SD3也被排除在外,这是因为暗部SD3的面积与第一阈值区域TH1相比面积更小。
此外,即使在陶瓷面6上存在的通常的表面凹凸ns所引起的暗部到该阶段为止仍然残留,因为它们小于第一阈值从而可靠地被设为提取对象外,所以也不会将这样的表面凹凸ns误检测为缺陷。
在不存在具有第一阈值以上的面积(例如暗部SD1、SD2那样的)暗部SD的情况下(步骤S23中为“否”),意味着至少并未检测到以与第一孔格3a连续的方式存在的缺陷(步骤S24)。另一方面,在存在这样的暗部SD的情况下(步骤S23中为“是”),判定为在陶瓷面6上存在这种方式的缺陷(步骤S25)。
第一阈值的对照的结果并未检测到缺陷的第一判定用图像数据被提供至滤波处理部232的开口部掩模处理(步骤S26)。另一方面,在第一判定用图像数据中检测到缺陷的情况下,因为已经确定了在作为检查对象的陶瓷面6上存在缺陷,所以既可以直接结束第一判定处理,也可以在该情况下,仍然将第一判定用图像数据设为以后的缺陷判定处理的对象,在这样的情况下,与未检测到缺陷的情况同样,第一判定用图像数据被提供至滤波处理部232的开口部掩模处理。
在此,所谓开口部掩模处理,是将第一判定用图像数据中与第一孔格3a对应地存在的全部矩形的暗部从判定处理的对象中排除在外的处理。在蜂窝结构体1的端面1a上存在的第一孔格3a的配置位置(配置间隔)以及尺寸(关于外壁2附近的第一孔格3a形状也)是已知的。滤波处理部232基于预先输入的这些信息,进行图案匹配、孔格区域的膨胀收缩处理或使用了最大亮度值图像的二值化处理等,其结果,将端面1a中被判断为与第一孔格3a相同形状的暗部从判定处理的对象中排除在外。换言之,这相当于对矩形的暗部虚拟地施加掩模的处理。
图13的(a)示出了针对由第一判定用图像数据表现的第一判定用图像IM1中存在的矩形的区域,虚拟地施加了掩模MS的掩模处理完成图像IM3。在开口部掩模处理中,对于第一判定用图像IM1中存在的全部矩形的暗部SD,无论对应于与第一孔格3a连续的缺陷的部分是否连续,都虚拟地施加掩模MS。据此,在掩模处理完成图像IM3中作为暗部SD仍然残留的仅是第一判定用图像IM1中的暗部SD1的一部分即与图4中例示的裂缝df1相当的暗部SD1a、同样为暗部SD2的一部分即与缺口df2相当的暗部SD2a、以及与凹坑df3相当的暗部SD3。
然后,对该开口部掩模处理后的第一判定用图像数据与预先决定的第二阈值(第二暗部用阈值)进行对照,判定在开口部掩模处理后残留的暗部SD中是否存在占据第二阈值以上的面积(更详细来说与该面积相当的构成像素数)的暗部(步骤S27)。基于该第二阈值的判定为了主要检测在上述的基于第一阈值的判定中并未检测到的与第一孔格3a独立存在的缺陷而进行。因此,第二阈值设定为与第一阈值相比足够小的值。例如,优选设定为比陶瓷面6的通常的表面凹凸ns的凸部间隔略大的程度。但是,由于对矩形的暗部进行遮蔽的关系,对于与第一孔格3a连续的缺陷所对应、与矩形的暗部连续存在的暗部,也会成为检测的对象。关于这些缺陷,虽然如上所述通过基于第一阈值的判定先被检测到,但是对于进行重复的检测,并没有特别的问题。
例如,在图13的(b)中,为了容易理解,用虚线标注了具有与该第二阈值相当的面积的第二阈值区域TH2。更具体而言,标注了形状不同的三种第二阈值区域TH2(TH2a、TH2b、TH2c)。
在开口部掩模处理后的第一判定用图像数据中不存在具有第二阈值以上的面积的暗部SD的情况下(步骤S27中为“否”),成为并未检测到与第一孔格3a独立存在的缺陷(步骤S28)。另一方面,在存在这样的暗部SD的情况下(步骤S27中为“是”),判定为存在某种缺陷(步骤S29)。更详细来说,在与第一阈值的关系中未检测到缺陷而在与第二阈值的关系中检测到缺陷的情况下,这示出存在与第一孔格3a独立存在的缺陷。另一方面,在与第一阈值的关系中检测到缺陷、并且在与第二阈值的关系中检测到缺陷的情况下,不必确定是否存在与第一孔格3a独立存在的缺陷。
图14是示出继第一判定处理之后进行的第二判定处理的次序的图。在第二判定处理中,与第一判定处理同样,根据n个第二摄像数据,基于上述的式(2)生成第二最小亮度图像数据(步骤S31),通过将该第二最小亮度图像数据提供至滤波处理部232中的滤波处理(步骤S32)而得到的第二判定用图像数据供缺陷判定部240的判定使用。此外,缺陷判定部240中的具体的处理内容(步骤S33~S39)除了取代第一阈值而使用第三阈值作为第一暗部用阈值,并取代第二阈值而使用第四阈值作为第二暗部用阈值以外,也与第一判定处理中的处理内容(步骤S23~S29)相同。因此,省略关于第二判定处理的详细说明。
另外,在第二判定处理中使用的第二摄像数据在与第一判定处理中使用的第一摄像数据相比照射角度更大的照明光下得到。因此,在该摄像图像中与第一摄像数据相比更难以产生陶瓷面6的通常的表面凹凸ns所引起的阴影区域。因此,在基于(2)式生成的第二最小亮度图像数据以及对其进行滤波处理而得到的第二判定用图像数据中,与第一判定用图像数据相比,相当于表面凹凸ns的暗部存在的可能性进一步变小。因此,在第二判定处理中,与第一判定处理相比,正常的表面凹凸ns的误检测进一步得到了抑制。
另一方面,例如像裂缝df1那样的宽度较小而深度较大的缺陷所对应的暗部通过基于(2)式的第二最小亮度图像数据的生成也依然处于容易形成的状态(参照图6)。但是,因为在第二判定处理中再次检测在第一判定处理中检测到的缺陷的必要性低,第二判定处理反倒是检测在第一判定处理中未检测到的缺陷更有意义,所以第三阈值以及第四阈值分别设定为比第一阈值以及第二阈值小的值。因此,即使在第一判定处理中并未检测到如裂缝df1那样的宽度小而深度大的缺陷,通过进行第二判定处理,也能够可靠地检测这样的缺陷。
第一判定处理以及第二判定处理中的判定处理的结果适当作为判定结果数据而从缺陷判定部240提供给总体控制部210。总体控制部210基于该判定结果数据的记述内容,使显示部202显示缺陷判定的结果。对于其显示形式来说,能够采用各种方式。例如,既可以是仅显示检查对象区域中的缺陷的有无的方式,也可以是基于标记信息来显示缺陷的位置的方式。或者还可以是基于暗部的面积(像素数)来显示缺陷的尺寸的方式。
图15是将按照以上的说明内容的、关于陶瓷面6的通常的表面凹凸ns、裂缝df1和凹坑df3(均参照图3等)的第一判定处理以及第二判定处理中的判定例、以及基于它们的综合判定内容形成一览来示出的图。另外,因为对于缺口以与凹坑相同的方式进行判定,所以在图15中作为代表而对凹坑进行了示出。另外,在图15中所谓“通过”意味着并未被检测为缺陷,所谓“通不过”意味着被检测为缺陷。
更详细来说,在图15中,关于第一判定处理,示出了某一第一单位照明121(照射方向D1)点亮的状态下的通常的表面凹凸ns、裂缝df1以及凹坑df3的样态、基于m个第一摄像数据而生成的第一判定用图像数据表示的判定用图像中的通常的表面凹凸ns、裂缝df1以及凹坑df3的样态、和基于这些样态的判定结果。
同样地,关于第二判定处理,也示出了某一第二单位照明131(照射方向D2)点亮的状态下的通常的表面凹凸ns、裂缝df1以及凹坑df3的样态、基于n个第二摄像数据而生成的第二判定用图像数据表示的判定用图像中的通常的表面凹凸ns、裂缝df1以及凹坑df3的样态、和基于这些样态的判定结果。
进而,对于基于第一判定处理和第二判定处理的结果的综合的(最终的)判定的结果也进行了示出。
首先,在通常的表面凹凸ns的情况下,即使通过将在各个第一单位照明121依次点亮时产生的影部分A进行合成,从而在第一判定用图像中形成了阴影区域A’,也由于该阴影区域A’通常小于与第二阈值相当的阈值区域THa(当然也小于与第一阈值相当的区域),因此不会被检测为缺陷。
此外,因为第二单位照明131的照射方向D2与水平面所成的角度θ2大于第一单位照明121的照射方向D1与水平面所成的角度θ1,所以在第二判定用图像中通常在表面凹凸ns中不会形成阴影区域。或者即使形成,也小于与第四阈值相当的阈值区域THb(当然也小于与第三阈值相当的区域)。
因此,在第一判定处理以及第二判定处理的任意一者中,都不会将通常的表面凹凸误检测为缺陷。
与此相对,在裂缝df1的情况下,虽然通过将在各个第一单位照明121依次点亮时产生的影部分B进行合成,从而在第一判定用图像中形成阴影区域B’,但是在该阴影区域B’的尺寸较小的情况下,有时会小于阈值区域THa。在该情况下,裂缝df1在第一判定处理中不被检测为缺陷。
但是,在裂缝df1的情况下,在各个第二单位照明131依次点亮时还产生影部分D,由此在第二判定用图像中还形成阴影区域D’。因此,通过预先决定阈值区域THb使得将这样的阴影区域D’检测为缺陷,从而即使在第一判定处理中并未被检测为缺陷,在第二判定处理中也会被检测为缺陷。
即,对于裂缝而言,即使在第一判定处理中未被检测为缺陷,至少在第二判定处理中也被检测为缺陷。另外,当然,在第一判定处理时裂缝的阴影区域B’大于阈值区域THa的情况下,在第一判定处理的时间点会被检测为缺陷。
此外,在凹坑df3的情况下,通过将在各个第一单位照明121依次点亮时产生的影部分C进行合成,从而在第一判定用图像中形成阴影区域C’。通过预先决定阈值区域THa使得将这样的阴影区域C’检测为缺陷,从而凹坑df3在第一判定处理中会被检测为缺陷。
另外,在凹坑df3的情况下,由于宽度比较大,因此在第二判定用图像中难以形成阴影区域。故此,在第二判定处理中难以被检测为缺陷,但是因为在第一判定处理中被检测为缺陷,所以最终没有问题而被检测为缺陷。另外,对于缺口来说,这一点也同样。
因此,根据本构成方式,对于凹坑/缺口而言能够通过第一判定处理来检测,对于裂缝而言,即使在通过第一判定处理并未检测到的情况下,也能够通过第二判定处理来检测。而且,通常的表面凹凸不会被误检测为缺陷。即,根据本构成方式,能够实现高精度的缺陷检测。
[图像例以及最小亮度图像数据使用的效果]
图16至图18是对使用图8所示的第一单位照明121和第二单位照明分别各具备8个的缺陷检查装置1000进行的、以某蜂窝结构体1的端面1a为检查对象的缺陷检查的过程中生成的各种图像进行例示的图。另外,图16至图18所包含的摄像图像全部是在照射了将照射角度θ1设为45°的第一单位照明121的状态下摄像得到的。
首先,图16的图像IM4a、IM4c、IM4e以及IM4g分别是关于一个第一孔格3a附近,基于在使第一单位照明121a、121c、121e以及121g点亮的状态下得到的第一摄像图像数据的摄像图像。并且,由基于这四个第一摄像图像数据、和在使剩余的第一单位照明121b、121d、121f以及121h分别点亮的状态下得到的图16中未图示的四个第一摄像图像数据而生成的第一最小亮度图像数据表示的为最小亮度图像IM4。
此外,图17的图像IM5a、IM5cIM5e以及IM5g分别是关于端面1a的陶瓷面6的一部分,基于通过与图16的四个摄像图像同样的方式而得到的第一摄像图像数据的摄像图像。并且,由基于这四个第一摄像图像数据、和在使剩余的第一单位照明121b、121d、121f以及121h分别点亮的状态下得到的图17中未图示的四个第一摄像图像数据而生成的第一最小亮度图像数据表示的为最小亮度图像IM5。
进而,图18的图像IM6a、IM6c、IM6e以及IM6g分别是关于不具有缺陷而仅具有通常的表面凹凸的陶瓷面6,基于通过与图16的四个摄像图像同样的方式而得到的第一摄像图像数据的摄像图像。并且,由基于这四个第二摄像图像数据、和在使剩余的第一单位照明121b、121d、121f以及121h分别点亮的状态下得到的图18中未图示的四个第一摄像图像数据而生成的第一最小亮度图像数据表示的为最小亮度图像IM6。
在图16的最小亮度图像IM4中,相当于以与第一孔格3a连续的方式存在的缺陷(凹坑)df6的暗部被确认。另外,该与缺陷df6相当的暗部在IM4g中未确认到,而在图像IM4c中在与最小亮度图像IM4同样的位置被确认,在图像IM4a以及IM4e中也部分地确认到。但是,与图像IM4c相比在最小亮度图像IM4中暗部的面积较大。
此外,在图17的最小亮度图像IM5中,与以从一个第一孔格3a到另一个第一孔格3a的方式存在的缺陷(裂缝)df7相当的暗部被确认。另外,该与缺陷df7相当的暗部在图像IM5a以及IM5e中被确认,但是在图像IM5c以及IM5g中不清楚。
与此相对,在图18的最小亮度图像IM6中,除了与存在于像的四端的第一孔格3a相当的暗部之外,并未形成显著的暗部。
将图16以及图17的最小亮度图像IM4、IM5与图18的最小亮度图像IM6进行对比可知,在端面1a上存在缺陷的情况下,在最小亮度图像中清楚地形成与该缺陷对应的暗部,另一方面关于不存在缺陷而只不过是形成有通常的表面凹凸ns的陶瓷面6的最小亮度图像的样态并不会产生显著的差异。
另一方面,例如图16的图像IM5c、图像IM5g尽管为关于存在缺陷df7的区域的摄像图像,但是与图18的最小亮度图像IM6并未产生太大差异。
这些内容意味着,在使用仅在从一个照射方向照射照明光的状态下得到的摄像数据来判定有无缺陷的情况下,根据照明光的照射方向有可能不能检测到缺陷,另一方面在使用根据在从不同的照射方向照射照明光的状态下得到的多个摄像数据而生成的最小亮度图像数据来判定有无缺陷的情况下,能够可靠地检测缺陷。
如上所述,根据本构成方式,通过使用从得到各摄像数据时的照明光的照射方向不同的多个摄像数据生成的最小亮度图像数据来判定有无缺陷,能够不会将正常的陶瓷面的凹凸误检测为缺陷而可靠地检测本来要检测的缺陷。
(第二构成方式)
图19是示出本实施方式的第二构成方式所涉及的缺陷检查装置2000的结构的框图。缺陷检查装置2000的构成要素的大部分与第一构成方式所涉及的缺陷检查装置1000的构成要素相同,因此对于共同的部分标注相同的符号并省略其详细说明,在下文中以与缺陷检查装置1000的差异点为中心进行说明。
缺陷检查装置2000也与缺陷检查装置1000同样,主要具备:以作为检查对象面的端面1a成为水平的姿势载置蜂窝结构体1的工作台T;在对载置于该工作台T的蜂窝结构体1的端面1a照射照明光的同时进行该端面1a的摄像的摄像执行部100;以及进行所述摄像执行部100的控制和基于在摄像执行部100中得到的摄像图像的缺陷判定的控制单元200。
摄像执行部100所包含的摄像机110的结构以及配置方式、和第一照明部120以及第二照明部130的结构以及配置方式,与对于m=8且n=8的情况在图8以及图9中例示的第一构成方式中的结构以及配置方式大致相同。即,摄像机110为了使铅垂下方成为摄像对象而以镜头成为铅垂向下的姿势,并且,以使其光轴CX与铅垂方向一致的方式设置。此外,多个第一单位照明121以及多个第二单位照明分别以照射角度θ1、θ2,在水平面内围绕摄像机110以等角度间隔进行配置。
但是,在缺陷检查装置2000中,为n=m,并且,在包含某个第一单位照明121的照射方向D1的铅垂面中一定包含某个第二单位照明131的照射方向D2。
此外,从第一单位照明121照射的照明光的波长所属的波段(第一波段)和从第二单位照明131照射的照明光的波长所属的波段(第二波段)决定为不同。这例如可通过在第一单位照明121使用发出红色光的照明而在第二单位照明131使用发出蓝色光的照明的方式或其相反方式等来实现。在此,所谓红色光,设为发光波长属于600nm~800nm的波段的光,所谓蓝色光,设为发光波长属于400nm~500nm的波段的光。或者,也可通过在第一单位照明121使用发出白色光的照明而在第二单位照明131使用发出紫外部光的照明的方式或其相反方式等来实现。在此,所谓白色光,设为发光波长属于300nm~800nm的波段的光,所谓紫外部光,设为发光波长属于100nm~400nm的波段的光。
另外,与此相应,作为摄像机110,使用对于第一单位照明121发出的照明光的波长所属的第一波段和第二单位照明131发出的照明光的波长所属的第二波段具有良好的灵敏度的摄像机。
并且,在本构成方式所涉及的缺陷检查装置2000中,每个照射方向D1、D2被包含于相同的铅垂面的第一单位照明121和第二单位照明131的组在摄像机110的光轴CX与端面1a的交点P(参照图9)的周围,会从相同方向以不同的照射角度θ1、θ2同时照射照明光。这也就意味着,在本构成方式所涉及的缺陷检查装置2000中,属于不同波段的波长的照明从相同方向叠加地照射。换言之,本构成方式所涉及的缺陷检查装置2000能够认为是具备m个(例如8个)第一单位照明121与第二单位照明131的组。摄像机110也对应于此,在这样的两个照明光叠加地照射的状态下,进行摄像。
另一方面,对于控制单元200而言,在判定用图像生成部230中还具备分解图像生成部233,在这一点上与缺陷检查装置1000的控制单元200不同。
分解图像生成部233取得通过摄像机110的摄像而生成的摄像数据,并担负根据该摄像数据生成主要包含属于第一波段的颜色分量的第一分解图像数据和主要包含属于第二波段的颜色分量的第二分解图像数据的图像分解处理。
另外,第一分解图像数据旨在主要生成为关于由第一单位照明121照射的照明光形成的像的图像数据,第二分解图像数据旨在主要生成为关于由第二单位照明131照射的照明光形成的像的图像数据。换言之,第一分解图像数据是意图生成为与第一构成方式中的第一摄像数据相当的数据的数据,第二分解图像数据是意图生成为与第二摄像数据相当的数据的数据。
例如,在作为第一单位照明121而使用发出红色光的照明、且在第二单位照明131使用了发出蓝色光的照明的情况下,第一分解图像数据被生成为主要包含R分量的数据,第二分解图像数据被生成为主要包含B分量的数据。另外,在该情况下,摄像机110优选生成RGB形式的摄像数据。
但是,在不会妨碍缺陷判定部240中的有无缺陷的判定的程度上,容许例如基于外部光等其他光的分量包含在各个分解图像数据中。
图20是示出在本构成方式所涉及的缺陷检查装置2000中为了缺陷检查而进行的摄像处理的次序的图。另外,在图20及其关联的说明中,也与上述的有关图10的说明同样,有时将设为缺陷检查的对象的蜂窝结构体1也称为“工件”,将该蜂窝结构体1中设为检查对象面的端面1a也称为“工件的端面”。
首先,将工件载置于工作台T(步骤S41),接着,使摄像执行部100向摄像部位移动(步骤S42),关于这一点与缺陷检查装置1000中的次序相同,因此省略其详情。
若实现将摄像执行部100配置到摄像部位的状态,则将k=1设为初始值(步骤S43),将属于第一照明部120的第k个第一单位照明121和属于第二照明部130的第k个第二单位照明131同时点亮(步骤S44)。其中,这些同时点亮的第一单位照明121和第二单位照明131的照射方向属于相同的铅垂面。并且,在该点亮状态下摄像机110对工件进行摄像(步骤S45)。由此,生成例如以RGB形式表示的一个图像数据即摄像数据。
通过该摄像而得到的第k个摄像数据从摄像控制部111传送到分解图像生成部233(步骤S46)。若该摄像以及传送完成,则将之前点亮的第k个第一单位照明121以及第二单位照明131熄灭(步骤S47)。或者,也可以是在摄像的完成后立即熄灭第k个第一单位照明121以及第二单位照明131的方式。此外,也可以是在将第m个第一单位照明121以及第二单位照明131点亮的状态下的摄像完成的时间点,将所有的摄像数据传送到分解图像生成部233的方式。
在此时间点不满足k=m的情况下(步骤S48中为“否”),也就是在存在未曾点亮的第一单位照明121以及第二单位照明131的情况下,设为k=k+1(步骤S49),反复进行步骤S44以后的处理。
另一方面,在满足k=m的情况下(步骤S48中为“是”),也就是在使m个第一单位照明121以及第二单位照明131全部依次点亮,并在各个点亮状态下逐次进行了摄像机110的摄像的情况下,摄像处理结束。
作为结果,每当第一单位照明121与第二单位照明131的组依次点亮时逐次进行摄像机110的摄像,得到m个摄像数据。
此外,图21是示出在本构成方式所涉及的缺陷检查装置2000中在缺陷判定处理之前进行的颜色分解/重构处理的次序的图。
如上所述,在本构成方式中得到m个摄像数据,但是这些摄像数据均是在使波长以及照射角度不同的两个照明光叠加地照射的状态下得到的。颜色分解/重构处理是基于这些m个摄像数据,生成与第一构成方式同样的第一最小亮度图像数据和第二最小亮度图像数据的处理。
首先,在分解图像生成部233中,对从摄像控制部111传送来的m个摄像数据依次进行颜色分解,从而生成两个分解图像数据(步骤S51)。
例如,若是第一单位照明121照射红色光,第二单位照明131照射蓝色光,并以RGB形式记述摄像数据的情况,则如下为优选的一例,即:生成从摄像数据中仅提取其R分量的图像数据(R图像数据),并通过将该R图像数据变换为亮度数据而生成第一分解图像数据,并且生成从摄像数据中仅提取其B分量的图像数据(B图像数据),并通过将该B图像数据变换为亮度数据而生成第二分解图像数据。
其中,只要是在不妨碍缺陷判定部240中的判定的范围内,例如,只要像素值为给定的阈值以下的范围,用于第一分解图像数据的生成的图像数据也可以包含R分量以外的颜色分量,用于第二分解图像数据的生成的图像数据也可以包含B分量以外的颜色分量。此外,也可以叠加有外部光所引起的分量。
在分解图像生成部233中生成的第一分解图像数据和第二分解图像数据分别实质上相当于,通过在仅一个第一单位照明121点亮的状态下进行摄像机110的摄像而得到的第一摄像数据、和通过在仅一个第二单位照明131点亮的状态下进行摄像机110的摄像而得到的第二摄像数据。
作为这样的分解图像生成部233中的颜色分解的结果,若生成m个第一分解图像数据和m个第二分解图像数据,则最小亮度图像生成部231根据前者基于(1)式生成第一最小亮度图像数据(步骤S52),并根据后者基于(2)式生成第二最小亮度图像数据(步骤S53)。
得到了这些第一最小亮度图像数据和第二最小亮度图像数据之后的处理,具体而言,滤波处理以及缺陷判定处理与第一构成方式同样地进行。
因此,在本构成方式中,也与第一构成方式同样,通过使用从得到各摄像数据时的照明光的照射方向不同的多个摄像数据生成的最小亮度图像数据来判定有无缺陷,从而能够不会将正常的陶瓷面的凹凸误检测为缺陷而可靠地检测本来要检测的缺陷。
并且,在本构成方式的情况下,由于对在第一构成方式中分别照射的第一单位照明的照明光和第二单位照明的照明光同时进行照射,因此与第一构成方式相比,能够缩短摄像所需要的时间。
<第一实施方式的变形例>
图22以及图23是示出第一照明部120以及第二照明部130的配置以及结构所涉及的变形例的图。
在图8中,示出了m=n=8且A1-A1’剖面成为第一单位照明121a、第一单位照明121e、第二单位照明131a以及第二单位照明131e各自的对称面的情况,但是在第一构成方式所涉及的缺陷检查装置1000的情况下,这并非必须的方式。例如,如图22所示,也可以是如下方式,即:决定第一照明部120中的第一单位照明121的配置和第二照明部130中的第二单位照明131的配置,使得作为第一单位照明121a和第一单位照明121e的每一个的对称面的A2-A2’剖面与作为第二单位照明131a和第二单位照明131e的每一个的对称面的A3-A3’剖面形成给定的角度δ。
此外,在图8中,在第一照明部120以及第二照明部130中,第一单位照明121以及第二单位照明131分别离散地配置,但是这并非必须的方式。例如,如图23所示,也可以是如下方式,即:第一照明部120以及第二照明部130分别围绕摄像机110配置为环状,将各环状进行了m等分或者n等分(图23中例示m=n=8的情况)的区域用作第一单位照明121以及第二单位照明131。
或者,也可以是如下方式,即:在第一照明部120或第二照明部130的一方中如图8所例示的那样离散地配置第一单位照明121或第二单位照明131,而在另一方中如图23所例示的那样采用环状的结构。
此外,在图8所例示的结构中,第一单位照明121和第二单位照明131分别配置在一个平面内,但照射方向为等角度间隔,若照射角度以及摄像部位处的各个第一单位照明121以及第二单位照明131的照明光的照度相同,则第一单位照明121以及第二单位照明131也可以分别不在相同的平面内。
在第一构成方式中,在点亮第一单位照明121的摄像之后,进行了点亮第二单位照明131的摄像,但是该顺序也可以相反。在该情况下,可以在第一判定处理之前先进行第二判定处理。
此外,根据蜂窝结构体1的构造,在被称为接合部的端面1a中存在格子状的部分,根据蜂窝结构体1的材质(例如由SiC构成的情况等),在判定用图像中有时存在与该接合部相当的亮部(在图像中目识别为白色的部分)。在此,接合部在蜂窝结构体1由被称为蜂窝片段的多个部分(单位体)构成的情况下,为将蜂窝片段彼此进行接合的部位。
在上述的实施方式中,通过开口部掩模处理从判定处理的对象中将判定用图像中与第一孔格3a对应存在的矩形的暗部排除在外,但是在判定用图像中存在该亮部的情况下,也可以在基于开口部掩模处理的暗部的除外的基础上,对于该亮部也通过同样的掩模处理而从判定处理的对象中排除在外。即,因为存在于端面1a的接合部的配置位置、尺寸是已知的,所以滤波处理部232能够与进行开口部掩模处理的情况同样,基于预先输入的这些信息,进行图案匹配、孔格区域的膨胀收缩处理或使用了最大亮度值图像的二值化处理等,将与接合部对应的亮部从判定用图像中排除在外。
此外,在上述的实施方式中,将在蜂窝结构体1的端面1a上作为凹部而存在的缺陷设为了检测的对象,但是在上述的实施方式中示出的缺陷检查的方法能够应用于以在蜂窝结构体1的端面1a上作为凸部而存在的缺陷(例如突起等)为检测的对象的情况。
具体而言,在上述的实施方式中,判定用图像生成部230生成将多个第一(第二)摄像数据或者多个第一(第二)分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值设为该像素位置处的亮度值的第一(第二)最小亮度图像数据,并基于该第一(第二)最小亮度图像数据来生成第一(第二)判定用图像数据,但也可以取代之,在生成将多个第一(第二)摄像数据或者多个第一(第二)分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值设为该像素位置处的亮度值的第一(第二)最大亮度图像数据之后,基于该第一(第二)最大亮度图像数据来生成第一(第二)判定用图像数据。在该情况下,第一(第二)最大亮度图像数据是将各个第一(第二)摄像数据中的亮度值高的区域虚拟地叠加而得到的图像。这意味着,第一(第二)最大亮度图像数据成为源自凸状的缺陷的亮度值高的区域被增强的数据。
然后,缺陷判定部240在第一判定用图像数据和第二判定用图像数据各自表示的判定用图像中,以给定的亮部用阈值以上的面积存在亮像素区域的情况下,判定为在该亮像素区域的存在位置处存在凸状的缺陷。由此,能够不会将正常的陶瓷面的凹凸误检测为缺陷而可靠地检测在陶瓷体的外表面上存在的本来要检测的凸状的缺陷。
此外,在上述实施方式中的缺陷检测的方法中,通过每当沿不同的照射方向照射照明光的多个单位照明的每一个被点亮时进行摄像,从而取得阴影区域的形成样式不同的多个摄像数据,并基于这多个摄像数据生成最小亮度图像数据。因此,为了得到一个最小亮度图像数据必须进行多次摄像,但是根据第一照明部120以及第二照明部130的结构,也可以将用于得到一个最小亮度图像数据的摄像设为一次。
例如,使从m个第一单位照明121照射的照明光的波段分别不同,并且使从n个第二单位照明131照射的照明光的波段分别不同,在将m个第一单位照明121同时点亮的状态下进行第一次的摄像,接着,在将n个第二单位照明131同时点亮的状态下进行第二次的摄像。虽然各摄像在叠加地照射了多个照明光的状态下进行,但是由于各个照明光的波段以及照射方向均不同,因此若将所得到的两个摄像数据分别按照明光的每个波段(m个或n个)进行颜色分解,则分别生成的多个分解图像数据实质上相当于第一构成方式中的多个摄像数据、第二构成方式中的多个分解图像数据。即,所生成的多个分解图像数据能够供与上述第一构成方式相同的滤波处理以及缺陷判定处理使用。在该情况下,仅通过两次摄像便能够判定有无缺陷。
或者进而,在如第二构成方式那样设为n=m、且使从m个第一单位照明121以及m个第二单位照明131照射的照明光的波段不同的情况下,只要在将全部第一单位照明121以及全部第二单位照明131同时点亮的状态下进行一次摄像,通过将通过该摄像而得到的摄像数据按全部照明光的每个波段进行颜色分解,也就是说颜色分解为共计2m个分解图像数据,也能够判定有无缺陷。
<第二实施方式>
<对检查对象区域放大的对应>
在使用第一实施方式中说明的缺陷检查装置1000或2000的缺陷检查的方法中,原理上,对于成为检查对象的蜂窝结构体1的尺寸并无限定。即,只要缺陷检查装置1000或2000的摄像执行部100(特别是第一照明部120以及第二照明部130)构成为与蜂窝结构体1的尺寸匹配,无论是何种尺寸的蜂窝结构体1,都应该能够进行基于第一实施方式的方法的缺陷检查。或者,即使在检查对象区域比蜂窝结构体1的端面1a的尺寸小的情况下,通过在使检查对象区域移动的同时反复进行多次缺陷检查,也能够进行整个端面1a的缺陷检查。
在该情况下,检查对象区域越大,具体而言,随着扩大摄像机110的视场角(摄像范围),针对一个蜂窝结构体1的检查的重复次数变少,检查时间缩短。但是,实际而言,在放大检查对象区域的同时通过第一实施方式的方法来进行缺陷检查的情况下,以下所示的问题点变得显著。
[单位照明与被照射位置的距离所引起的问题]
图24是示出对蜂窝结构体1的端面1a以给定的角度从倾斜方向(从图面左侧)照射了照明光Ls的情况下的、蜂窝结构体1的外壁2的附近处的摄像图像IM7的图。另外,设在该蜂窝结构体1中存在接合部7,在端面1a中形成格子状。并且,在图24所示的情况下,设照明光Ls的入射方向(光轴方向)当中与端面1a平行的分量(水平分量)和某一接合部7在端面1a上的延伸方向一致。
在摄像图像IM7中,越靠近左侧则拍摄照明光源的近处,越靠近右侧则拍摄距照明光源较远之处。由于照明光的照度与距光源的距离的自乘成反比,因此对于摄像图像IM7中从照明光的距离不同的两个部位处的亮度来说,即使两部位的表面状态并无差异,也会产生差异。
例如,图24所示的沿着照明光Ls的水平分量的相互离开的两个点P1和P2均为接合部7上的点,因而在两点之间期待亮度为恒定,但是实际上,在前者的亮度b1与后者的亮度b2之间产生亮度差Δb=b2-b1。
若为了减少检查的重复次数、缩短检查时间而增大检查对象区域(摄像范围),则变得不能忽略该亮度差对缺陷检查处理造成的影响。即,在放大检查对象区域的情况下,需要采取针对这一点的措施。
此外,在如第一实施方式中使用的缺陷检查装置1000或2000那样,各单位照明的光轴L1与端面1a的交点和摄像机110的光轴CX与端面1a的交点P一致的情况下(参照图9),在该交点P的附近部分,到各单位照明的距离能够视为实质上相同。即,在该附近部分,各单位照明的照度可视为相同。因此,在蜂窝结构体1的尺寸并不那么大、且端面1a收敛于该附近部分这样的情况下,到各单位照明的距离的差异所引起的摄像图像间的亮度的差异能够实质上忽略。
但是,若为了放大检查对象区域而扩大摄像机110的视场角(摄像范围)(具体而言,若将摄像机110的镜头设为更广角的镜头),则在该摄像机110所拍摄的摄像图像中的摄像机110的视场角的端部附近部分,从各单位照明到被照射位置的距离的差异对该被照射位置处的亮度造成的影响会变得显著。
图25是用于对从单位照明到被照射位置的距离不同的影响进行说明的图。
图25的(a)示出了从相对于蜂窝结构体1的端面1a的法线方向(从附图近前向里的方向)相互对称的方向,对端面1a倾斜地照射两个照明光Ln和照明光Lf的样态。在此,设从距摄像机110的视场角(摄像范围)中的某任意的端部附近部分(以下,简称为端部)fv1较近的单位照明照射照明光Ln,从距该端部fv1较远的单位照明照射照明光Lf。另外,在图25的(a)中为了说明而同时图示了两个照明光,但是实际上两者并非同时进行照射。
此外,图25的(b)和图25的(c)分别是示意性地示出对端部fv1所包含的缺陷(凹坑)df8附近照射了照明光Ln和照明光Lf时的样态的剖视图。
在照射了照明光Ln的情况下,如图25的(b)所示,端面1a当中无缺陷df8的部分和缺陷df8的大部分都成为该照明光Ln的被照射区域RE11a,但是缺陷df8的斜面的一部分成为阴影区域RE12a。同样地,在照射了照明光Lf的情况下,如图25的(c)所示,端面1a当中无缺陷df8的部分和缺陷df8的大部分都成为该照明光Lf的被照射区域RE11b,但是缺陷df8的斜面的一部分成为阴影区域RE12b。
假如端部fv1处的照明光Ln和照明光Lf的照度相同,那么在通过在照射各个照明光的状态下进行摄像机110的摄像而得到的两个摄像图像数据中两个被照射区域RE11a和RE11b中的亮度应该相同,两个阴影区域RE12a和RE12b中的亮度也应该相同。或者进而,在第一实施方式中的缺陷检查方法中,也可以说至少两个被照射区域RE11a和RE11b中的亮度相同成为前提。
但是,在起因于到光源的距离的差异而在端部fv1处的照明光Ln与照明光Lf之间存在照度的差异的情况下,被照射区域RE11a与RE11b的亮度不相同,阴影区域RE12a与RE12b的亮度也不相同。根据情况,也有可能发生如下这样的情况,即,由到光源的距离近的照明光Ln形成的阴影区域RE12a的亮度值大于由到光源的距离远的照明光Lf形成的被照射区域RE11b的亮度值。例如,也有可能存在阴影区域RE12不反映于判定用图像的情况。在这样的情况下,难以高精度地进行缺陷检查。为了确保缺陷检查的精度,例如,需要进行使被照射区域RE11a与RE11b的亮度水平一致等对应。因此,在放大检查对象区域的情况下,对于这一点也需要采取措施。
[照明光的照射角度与视场角的关系所引起的问题]
为了放大检查对象区域而扩大摄像机110的视场角(摄像范围)的影响也出现在照明光的照射角度与视场角的关系中。图26是用于说明照明光的照射角度与视场角的关系对摄像图像造成的影响的图。
图26的(a)示出了在对蜂窝结构体1的端面1a在与水平面之间形成给定的角度(照射角度)θα而倾斜地照射照明光Lα的状态下,进行摄像机110的摄像的情况。在该情况下,设在摄像机110的视场角fv2的中央部pos1的正下方存在具有矩形的开口部的第一孔格3a(以下,也称为中央部孔格3a1),在视场角fv2的端部pos2的正下方也同样存在第一孔格3a(以下,也称为端部孔格3a2)。此外,为了简化说明,设视场角fv2内照明光Lα的照度是恒定的。
若以该方式照射照明光Lα,则端面1a当中无第一孔格3a(3a1、3a2)的部分自然成为该照明光Lα的被照射区域RE13a、RE14a,第一孔格3a(3a1、3a2)的壁面8当中,端面1a的附近部分的一部分也包含于该被照射区域RE13a、RE14a中。在此,照明光Lα的照射角度θα越大,则被照射区域RE13a、RE14a所包含的壁面8的范围变得越大。
另一方面,在壁面8的其他部分以及第一孔格3a(3a1、3a2)的里部,由于照明光Lα无法到达,因此这些部分成为阴影区域RE13b、RE14b。
即,中央部孔格3a1和端部孔格3a2处的照明光Lα的照射状态相同。
但是,对于以在这样的照射状态下进行摄像机110的摄像时所得到的摄像图像的像的形成样式而言,在中央部孔格3a1和端部孔格3a2产生以下所示的差异。
首先,中央部孔格3a1的像成为亮度值大致为0的矩形的暗部SD13。
另一方面,关于端部孔格3a2的像,虽然其大部分与暗部SD13同样地成为亮度值大致为0的暗部SD14a,但是与该暗部SD14a相比亮度稍大(目识别起来略显明亮)的弱暗部SD14b还具有给定的宽度而存在。这是壁面8当中包含于被照射区域RE14a的部分映入的部分。照射角度θα越大,则该映入变得越显著。
即,中央部孔格3a1的像与端部孔格3a2的像在暗部的面积上产生差异。因此,在基于包含这样的映入的摄像图像(摄像数据)生成了判定用图像(判定用图像数据)的情况下,本来将暗部SD14a和弱暗部SD14b合起来的整个暗部SD14应该被识别为源自第一孔格3a的孔格区域,但有可能产生不能进行正确的识别这样的不良状况。图26的(b)是例示这样的判定用图像IM8的图。在判定用图像IM8中,存在壁面8映入部分E的弱暗部。
这样的不良状况在为了放大检查对象区域而增大视场角fv2的情况下会变得显著。因此,在放大检查对象区域的情况下,对于这一点也需要采取措施。
<缺陷检查装置>
图27是示出本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000的结构的框图。缺陷检查装置3000的构成要素的大部分与第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000的构成要素相同,因此对于共同的部分标注相同的符号并省略其详细说明,在下文中以与缺陷检查装置1000的差异点为中心进行说明。
如图27所示,缺陷检查装置3000也与缺陷检查装置1000同样,主要具备:以作为检查对象面的端面1a成为水平的姿势载置蜂窝结构体1的工作台T;在对载置于该工作台T的蜂窝结构体1的端面1a照射照明光的同时利用摄像机110进行该端面1a的摄像的摄像执行部100;以及进行所述摄像执行部100的控制和基于在摄像执行部100中得到的摄像图像的缺陷判定的控制单元200。
但是,本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000与使用第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000的情况相比,意图在于在更大的检查对象区域中能够高精度地进行缺陷检查。另外,在本实施方式中,所谓检查装置3000的检查对象区域大于第一实施方式所涉及的检查装置1000的检查对象区域,设想了将两装置中从摄像机110到作为检查对象面的蜂窝结构体1的端面1a的距离(摄像机距离)设为大致相同、或者使该摄像机距离在检查装置3000中比在检查装置1000中小的情况的比较。这是因为,在第一实施方式所涉及的检查装置1000中摄像对象范围也随着增大摄像机距离而被放大,但是在那样的情况下,会产生检查装置1000大型化、图像分辨率的下降等问题,故而不优选。
为了应对这样的检查对象区域的放大,作为摄像机110,可使用具有能够对比缺陷检查装置1000中使用的摄像机110更广角的范围进行摄像的镜头规格的摄像机。实际的摄像机110的镜头规格根据检查条件(一次检查中的检查区域的尺寸等)来决定即可。
图28是摄像执行部100的主要部分的仰视图(从铅垂下方仰视摄像执行部100的图),图29是图28的A4-A4’剖视图。在此,所谓图28的A4-A4’剖面,是包含摄像机110的光轴CX的铅垂剖面,并且,也是后述的低角度单位照明116a、低角度单位照明116e、中角度单位照明121a以及中角度单位照明121e的每一个的对称面,还是通过高角度单位照明131a与高角度单位照明131b之间且通过高角度单位照明131e与高角度单位照明131f之间的面。但是,在图29中为了便于图示,设A4-A4’剖面通过高角度单位照明131a和高角度单位照明131e。
此外,在图29中,为了容易理解,对于在图29中省略图示的工作台T上所载置的蜂窝结构体1也一起示出。此外,在图28以及图29中,标注了以铅垂方向为z轴方向的右手系的xyz坐标,并将图28的图面左右方向设为x轴方向,将图面上下方向设为了y轴方向。由此,作为图28的A4-A4’剖面的图29也成为zx剖视图。
本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中的工作台T以及摄像机110的结构以及配置方式与图8以及图9所例示的缺陷检查装置1000中的结构以及配置方式大致相同。即,检查时,蜂窝结构体1被载置于工作台T(图示省略)上,使得如图29所示作为检查对象面的端面1a成为水平的上表面。另一方面,在摄像执行部100中,摄像机110为了使铅垂下方成为摄像对象而以镜头成为铅垂向下的姿势,并且,以使其光轴CX与铅垂方向一致的方式设置。因此,以该光轴CX与端面1a的交点P为中心的给定的范围能够通过摄像机110来进行摄像。
此外,在第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000的摄像执行部100中,设置有第一照明部120和第二照明部130这两个照明部使得包围摄像机110的周围,但在本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中,低角度照明部115、中角度照明部120和高角度照明部130这三个照明部通过省略图示的适当的配设单元而配设于构成摄像执行部100的支承体101的下表面,使得包围摄像机110的周围。另外,在如下方面与缺陷检查装置1000相同,即:摄像机110至少在其摄像时会插入到设置于支承体101的开口部102;以及通过移动机构140能够使摄像机110以及配设有各照明部的支承体101移动。
更具体而言,中角度照明部120和高角度照明部130分别相当于第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000的第一照明部120和第二照明部130。在以后的说明中,为了容易理解,对于中角度照明部120和高角度照明部130的构成要素,标注与第一照明部120和第二照明部130的对应的构成要素的符号相同的符号。
即,中角度照明部120具有如下结构,即:各照射角度均为θ1(优选为θ1=30°~60°)的m1个(m1≥4)相同性能的中角度单位照明121在水平面内围绕摄像机110以等角度间隔设置。在图28以及图29中,例示了m1=8的情况。即,例示了设置有8个中角度单位照明121(121a~121h)的情况。此外,作为各个中角度单位照明121,例示了许多LED元件排列为矩形的条形照明。
此外,高角度照明部130具有如下结构,即:各照射角度均为θ2(优选为θ2=60°~85°)的m2个(m2≥4)相同性能的高角度单位照明131在水平面内围绕摄像机110以等角度间隔设置。其中,更详细来说,在图28以及图29中,例示了如下情况,即:m2=8,高角度照明部130设置为通过将许多LED元件排列为同心圆状而如图23所示的第一实施方式的变形例那样配置为环状的环形照明,将该环形照明进行了8等分的区域用作各高角度单位照明131(131a~131h)。
这样在图28以及图29中为m1=m2=8,但是m1=m2并不是必须的,也可以是m1≠m2。此外,在图28中在水平面内围绕摄像机110的方向(周向)上的各个中角度单位照明121的配置位置与各个高角度单位照明131的配置位置按22.5°偏离,但这也不是必须的方式,也可以如图8那样周向上的各个中角度单位照明121的配置位置与各个高角度单位照明131的配置位置一致。
并且,本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000除了如上所述具备这些中角度照明部120以及高角度照明部130之外,还具备低角度照明部115。
在图28以及图29所示的情况下,例示了低角度照明部115包含8个低角度单位照明116(116a、116b、116c、116d、116e、116f、116g以及116h)的情况。在该情况下,这8个低角度单位照明116以分别在水平方向上具有长边方向的方式,在水平面内按45°间隔设置,并且,如图29中由低角度单位照明116a以及116e例示的那样,分别以倾斜姿势附设于支承体101。此外,作为各低角度单位照明116,与中角度单位照明121同样,例示了将许多LED元件排列为矩形的条形照明。
更详细来说,各个低角度单位照明116的照射方向D0与水平面形成比角度θ1小的给定的角度θ0,其光轴L0和端面1a的交点与中角度单位照明121的光轴L1以及高角度单位照明的光轴L2同样,与摄像机110的光轴CX和端面1a的交点P一致。由此,8个低角度单位照明116能够针对以交点P为中心的大致同一区域,从在水平面内相互间隔45°的不同方向以相同的照射角度θ0照射照明光。
此外,多个低角度单位照明116和多个中角度单位照明(第一单位照明)121以及多个高角度单位照明(第二单位照明)131,在与作为检查对象面的端面1a平行的不同的平面内相互间隔配置。
低角度单位照明116的照射角度θ0优选为5°~30°,例如为15°。
另外,在第一实施方式中,将第一单位照明121的照射角度θ1设为小于30°会导致在陶瓷面6的通常的表面凹凸ns产生的阴影区域增大,将该表面凹凸ns误检测为缺陷的可能性增高,故而不优选。与此相对,在本实施方式中,在放大检查对象区域时,对于相当于第一单位照明121的中角度单位照明121维持照射角度θ1的同时,与该中角度照明部120分开地设置了照射角度θ0比θ1小的低角度照明部115。并且,如后所述,在使用源自通过使用了该低角度照明部115的摄像而得到的摄像数据的判定用图像数据的判定处理时,会采用与使用源自通过使用了中角度照明部120的摄像而得到的摄像数据的判定用图像数据的判定处理不同的阈值。因此,不会产生上述那样的误检测的问题。
低角度照明部115具备的低角度单位照明116的个数并不限定于8个,一般而言,各照射角度均为θ0的m0个(m0≥4)相同性能的低角度单位照明116在水平面内围绕摄像机110以等角度间隔设置即可。
此外,在图28中水平面内的周向上的各个低角度单位照明116的配置位置与各个中角度单位照明121的配置位置一致,但这也不是必须的方式,两者的配置位置也可以如中角度单位照明121的配置位置与高角度单位照明131的配置位置的关系那样偏离。
与第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000同样,在本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中,也通过每当将低角度照明部115具备的m0个(例如8个)低角度单位照明116依次点亮时逐次进行摄像机110的摄像,从而得到m0个摄像数据(低角度摄像数据)。同样地,通过每当将中角度照明部120具备的m1个(例如8个)中角度单位照明121依次点亮时逐次进行摄像,从而得到m1个摄像数据(中角度摄像数据)。进而,通过每当将高角度照明部130具备的m2个(例如8个)高角度单位照明131依次点亮时逐次进行摄像,从而得到m2个摄像数据(高角度摄像数据)。
缺陷检查装置3000中具备低角度照明部115的目的之一,是防止上述那样的因检查对象区域的放大而引起的、伴随第一孔格3a的壁面8映入摄像图像的不良状况。图30是用于说明从低角度照明部115射出的照明光与视场角的关系的图。
图30示出了在对蜂窝结构体1的端面1a从某个低角度单位照明116与水平面之间形成给定的角度(照射角度)θ0=θβ(<θα)而倾斜地照射照明光Lβ的状态下,进行摄像机110的摄像的情况。设该情况下的摄像机110的视场角fv2和中央部孔格3a1以及端部孔格3a2的配置位置与图26的(a)所示的情况相同。
在以该方式照射了照明光Lβ的情况下,端面1a当中的无第一孔格3a(3a1、3a2)的部分成为该照明光Lβ的被照射区域RE15a、RE16a,除此之外,第一孔格3a(3a1,3a2)的壁面8当中的端面1a的附近部分的一部分也包含于该被照射区域RE15a、RE16a中。另一方面,当然,壁面8的其他部分以及第一孔格3a(3a1、3a2)的里部成为阴影区域RE15b、RE16b。
但是,由于与图26的(a)的情况下的照明光Lα的照射角度θα相比,照明光Lβ的照射角度θβ较小,因此被照射区域RE13a、RE14a所包含的壁面8的范围比照射照明光Lα的情况小。
然后,将在这样的照射状态下进行了摄像机110的摄像的情况下所得到的摄像图像中的中央部孔格3a1和端部孔格3a2像的形成样式与图26的(a)的情况对比如下。
首先,中央部孔格3a1的像与图26的(a)的情况同样,成为亮度值大致为0的矩形的暗部SD15。
另一方面,端部孔格3a2的像也是其大部分与暗部SD15同样地成为亮度值大致为0的暗部SD16a。另外,虽然与图26的(a)的情况同样,也有可能形成壁面8的映入所引起的弱暗部SD16b,但是其形成范围与暗部SD16a相比足够小,若考虑检查的精度,则成为能够实质上忽略的程度。
这也就意味着,通过进行使用了低角度照明部115的摄像,能得到能够正确地识别孔格区域的判定用图像数据。
进而,除了具备这样的低角度照明部115之外,本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000还构成为,摄像执行部100具备的各照明部各自的单位照明能够单独地对各自的上半部分和下半部分进行调光。
具体而言,在每一个低角度单位照明116中,其上半部分和下半部分分别成为能够单独调光的调光单位116U和调光单位116L。即,调光单位116U和调光单位116L能够单独地调整其光量。同样地,在每一个中角度单位照明121中,其上半部分的调光单位121U和下半部分的调光单位121L也能够相互单独调光。进而,在每一个高角度单位照明131中,其上半部分的调光单位131U和下半部分的调光单位131L也能够相互单独调光。
因此,低角度单位照明116(116a~116h)、中角度单位照明121(121a~121h)以及高角度单位照明131(131a~131h)均作为整体而配置为各自的光轴L0、L1、L2通过摄像机110的光轴CX与蜂窝结构体1的端面1a的交点P,但是对于各调光单位来看,其光轴会与该交点P偏离。具体而言,调光单位116L、121L、131L的光轴通过比交点P靠近前侧,调光单位116U、121U、131U的光轴通过比交点P靠里侧。
另外,各调光单位的调光在照明控制部220的控制下进行。此外,从适宜地进行单独调光这样的观点出发,作为LED元件,优选使用指向角半值宽度为5°~30°左右(从各单位照明到交点P的距离为180mm左右的情况下例如为12°)的LED元件。但是,在从照明到交点P的距离长的情况下,由于照明光在到达检查对象物之前扩散因而优选指向半值角较窄,相反在从照明到交点P的距离短的情况下,优选指向半值角较宽。
图31是用于对每个调光单位的调光(单独调光)的效果进行说明的图。具体而言,图31是示出在从一个低角度单位照明116对某个均匀的平坦面从倾斜方向照射照明光的状态下对该平坦面进行摄像时的、距照明(光源)的水平距离与亮度的关系(亮度分布)的图。
如上所述,照明光的照度与距光源的距离的自乘成反比。因此,在不进行每个调光单位116L以及116U的单独调光的情况下,如图31中作为“无调光”而表示的那样,随着距照明(光源)的水平距离变远,亮度单调下降。在图31的“无调光”的情况下,在摄像范围(视场角)的两端产生了亮度差Δb1。这在一个单位照明仅能够整体一起调光而不能进行单独调光的情况下也是同样。
另一方面,图31中作为“有调光”而示出的是如下的例子,即:通过在调光单位116L以及116U中进行单独调光,从而在将靠近照明的一侧的亮度保持为与“无调光”的情况相同程度的同时,对于远离照明的一侧的亮度而言与“无调光”的情况相比也增大。具体而言,以使低角度单位照明116中的上半部分的调光单位116U的光量与下半部分的调光单位116L的光量相比相对较大的方式进行了调光。
在该情况下,从摄像范围中靠近照明的一侧到中部左右的亮度大致恒定,反倒是中部左右附近的亮度变得稍大,摄像范围的两端处的亮度差Δb2也变得比“无调光”的情况下的亮度差Δb1小。
在本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中,通过对于全部低角度单位照明116、中角度单位照明121以及高角度单位照明131,在检查之前预先进行这样的单独调光,从而能够抑制摄像范围内的与距各单位照明的距离差相应的亮度差。
单独调光的具体的方法以及要件并无特别限定,例如,可例示针对最低亮度、亮度差Δb2设置某个基准,并进行调光使得满足该基准的方式等。
另外,也可以是如下方式,即:取代基于摄像图像中的亮度分布的调光,而通过给定的测量单元来直接测定摄像范围内的照度,基于其分布(照度分布)来进行单独调光。
接着,对控制单元200进行说明。在本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中,也与第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000同样,控制单元200例如通过通用的个人计算机等计算机来实现。即,除了主要具备输入操作部201和显示部202之外,还具备通过在由该计算机具备的CPU、ROM、RAM等构成的未图示的控制部中执行存储在同样该计算机具备的硬盘等未图示的存储部中的动作程序而实现的功能构成要素。
但是,从图7与图27的对比可知,本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000的控制单元200在判定用图像生成部230中还具备亮度校正处理部234,在这一点上与第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000的控制单元200不同。
亮度校正处理部234取得通过摄像机110的摄像而生成的摄像数据(低角度摄像数据、中角度摄像数据、高角度摄像数据),并担负对该摄像数据的亮度分布进行校正的亮度校正处理。
亮度校正处理部234中的亮度校正处理概略来说是以在从为了生成判定用图像数据(低角度判定用图像数据、中角度判定用图像数据以及高角度判定用图像数据)的m0个低角度摄像数据、m1个中角度摄像数据以及m2个高角度摄像数据分别得到最小亮度图像数据(m0个低角度最小亮度图像数据、m1个中角度最小亮度图像数据以及m2个高角度最小亮度图像数据)之前,为了抑制基于图25所说明的那样的因距照明(光源)的远近的差异而引起的不良状况的发生,使低角度摄像数据彼此、中角度摄像数据彼此、以及高角度摄像数据彼此间的蜂窝结构体1的端面1a的亮度水平一致为目的的处理。概略而言,是将端面1a中开口的第一孔格3a、接合部7或缺陷等不存在的正常部分设为基准部分(基底部分),使该基准部分的亮度在各摄像数据彼此间成为相同水平的处理。
此外,该亮度校正处理还具有消除通过上述的每个调光单位的单独调光也仍然可能残留的视场角内的距照明光的距离的差异所引起的亮度差。
在本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中,通过该亮度校正处理部234中的亮度校正处理基于各摄像数据而生成的已校正摄像数据(m0个低角度已校正摄像数据、m1个中角度已校正摄像数据、m2个高角度已校正摄像数据)供最小亮度图像生成部231中的最小亮度图像数据(低角度最小亮度图像数据、中角度最小亮度图像数据、高角度最小亮度图像数据)的生成使用。
关于亮度校正处理部234中的亮度校正处理的详情在后面叙述。
<缺陷检查处理>
在下文中,关于在缺陷检查装置3000中进行的缺陷检查处理,以与第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000的不同点为中心进行说明。
[摄像处理]
图32是示出在使用了缺陷检查装置3000的缺陷检查中进行的摄像处理的概略次序的图。
在摄像处理中,首先,与第一实施方式同样,将工件(设为缺陷检查的对象的蜂窝结构体1)以使其端面成为上表面的姿势载置于工作台T(步骤S61),在该载置之后,当通过输入操作部201被给予缺陷检查的执行指示时,对移动机构140进行驱动,由此使摄像执行部100(更具体而言摄像机110和支承低角度照明部115、中角度照明部120以及高角度照明部130的支承体101)向摄像部位移动(步骤S62)。
在这种情况下,与第一实施方式同样,也可以在将工件载置于工作台T时进行定位,或者调整摄像机110在水平面内的姿势,使得工件的孔格3(外观上第一孔格3a)沿着以矩形规定的摄像机110的摄像范围中的纵横的轴方向进行排列。但是,即使孔格3的排列方向相对于摄像机110的摄像范围中的纵横的轴方向稍微倾斜,通过在判定处理时根据需要进行对该倾斜加以考虑的校正,也能够没有问题地进行判定处理。
此外,还是与第一实施方式同样,也可以是如下方式,即:设置有对工件被载置于工作台T进行探测的传感器,相应于来自该传感器的探测信号,总体控制部210对缺陷检查装置3000的各部发出用于使摄像处理及其后的判定处理依次执行的给定的控制信号。
若实现将摄像执行部100配置到摄像部位的状态,则依次进行使用了低角度照明部115的摄像(步骤S63)、使用了中角度照明部120的摄像(步骤S64)、以及使用了高角度照明部的摄像(步骤S130)。如上所述,该摄像在对各单位照明预先进行单独调光使得降低摄像范围内的亮度差之后进行。
图33是示出这些摄像处理中的具体次序的图。各个摄像处理的次序与在图10中单独地示出的第一实施方式中的使用了第一照明部120的摄像处理和使用了第二照明部130的摄像处理的次序相同。
即,在任一摄像处理中,都是将p=1设为初始值(步骤S71),进行在使全部单位照明依次点亮的同时的基于摄像机110的逐次的摄像。
具体而言,将属于各照明部(低角度照明部115、中角度照明部120或高角度照明部130)第p个单位照明(低角度单位照明116、中角度单位照明121或高角度单位照明131)点亮(步骤S72),在该点亮状态下由摄像机110对工件进行摄像(步骤S73)。通过该摄像而得到的第p个摄像数据(低角度摄像数据、中角度摄像数据或高角度摄像数据)从摄像控制部111传送到亮度校正处理部234(步骤S74),供后述的判定处理使用。若该摄像以及传送完成,则将之前点亮的第p个单位照明(低角度单位照明116、中角度单位照明121或高角度单位照明131)熄灭(步骤S75)。或者,也可以是在摄像的完成后立即熄灭第p个单位照明的方式。此外,也可以是对于每个照明部,在全部单位照明都用于摄像且最后的摄像完成的时间点,将全部摄像数据(低角度摄像数据、中角度摄像数据或高角度摄像数据)传送到最小亮度图像生成部231的方式。
在此时间点并非所有的单位照明都已经被使用的情况下(步骤S76中“否”),也就是在存在未曾点亮的单位照明的情况下,设为p=p+1(步骤S77),反复进行步骤S72以后的处理。
另一方面,在所有的单位照明都已经被使用的情况下(步骤S76中“是”),使用该照明部的摄像处理结束。
[亮度校正处理]
图34是示出了在使用了缺陷检查装置3000的缺陷检查中由亮度校正处理部334进行的亮度校正处理(低角度校正处理、中角度校正处理以及高角度校正处理)的概略次序的图。此外,图35是例示亮度校正处理中的处理的内容的图。
现在,设摄像数据具有图35的(a)所示的亮度分布pf1。具体而言,亮度值显著小于周围的像素区域RE21表示作为开口部的第一孔格3a的像,亮度值显著大于周围的像素区域RE22表示接合部7的像,亮度值略微小于周围的像素区域RE23表示在端面1a上形成的缺陷(典型来说为凹坑)的像。以后,将这些像素区域RE21、RE22以及RE23以外的部分称为基底部分。以该基底部分为代表,亮度分布pf1整体上成为图视右侧降低,这示出虽然进行了单独调光但是并未完全消除的亮度差。另外,根据作为检查对象的蜂窝结构体1的结构,也有不存在接合部7的情况。
在亮度校正处理中,首先,针对给出这样的亮度分布pf1的摄像数据,计算各像素的亮度值的平均值(平均亮度值)Avr(步骤S81)。图35的(a)中该平均亮度值Avr用虚线示出。
若得到平均亮度值Avr,则用平均亮度值Avr置换如像素区域RE21那样的第一孔格3a的亮度值、以及在存在的情况下如像素区域RE22那样的接合部7的亮度值(步骤S82)。在图35的(b)中,示出该置换后的图像数据(置换后数据)的亮度分布pf2,并且对于当初的亮度分布pf1也用虚线示出。第一孔格3a或接合部7的配置位置、尺寸是已知的,所以构成它们的像的像素的位置是能够确定的,因此该置换能够容易进行。
若进行该置换,则接下来,对置换后数据进行平滑化处理,生成平滑化数据(步骤S83)。在平滑化处理中能够应用公知的方法。在图35的(c)中,示出了基于所得到的平滑化数据的亮度分布pf3。
由平滑化数据给出的亮度分布pf3与提供至亮度校正处理的摄像数据所给出的亮度分布pf1同样,成为图视右侧降低。这也就是意味着,通过暂时生成置换后数据并将该置换后数据设为平滑化的对象而得到的平滑化数据给出的亮度分布pf3示出关于除了第一孔格3a、接合部7这种在原始的亮度分布pf1中也可以说是已知的特异点的部分以外的其他部分的大概的亮度的分布倾向。
此外,源自距摄像中使用的单位照明的距离较近的摄像数据的平滑化数据中的亮度值与源自距该单位照明的距离较远的摄像数据的平滑化数据中的亮度值相比,具有作为整体变大的倾向。
若得到平滑化数据,则生成给出亮度分布pf1的当初的摄像数据与平滑化数据的差分,并将其设为已校正摄像数据(步骤S84)。在图35的(d)中,示出了基于所得到的已校正摄像数据的亮度分布pf4。更具体而言,已校正摄像数据通过在所有的像素位置对摄像数据与平滑化数据的关于相同像素位置的亮度值的差分进行运算而得到。
如图35的(d)所示,由已校正摄像数据表示的亮度分布pf4与图35的(a)所示的当初的摄像数据同样,具有相当于第一孔格3a的像素区域RE21、相当于接合部7的像素区域RE22、以及相当于在端面1a上形成的缺陷(典型来说为凹坑)的像素区域RE23。另一方面,这些像素区域以外的基底部分处的亮度值大致恒定。这是从当初的摄像数据中减去与当初的摄像数据同样具有图视右侧降低的倾向的平滑化数据的亮度值的效果。
由于像这样基底部分的亮度值大致为恒定,因此在已校正摄像数据中,消除了因距摄像中使用的单位照明的距离而引起的亮度值的差异。
而且,由于从当初的摄像数据中减去与距单位照明的距离相应的亮度值的平滑化数据,因此在低角度照明部115、中角度照明部120以及高角度照明部130的每一个照明部中,所有的单位照明相同地照射的端面1a的正常的(无缺陷的)部分即基底部分的亮度成为在各低角度已校正摄像数据彼此间、各中角度已校正摄像数据彼此间、以及各高角度已校正摄像数据彼此间,可视为相同水平(大致相同)的值。由此,还消除了由于距不同单位照明的距离的不同而引起的亮度值的差异。
[判定处理]
在本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中,进行基于通过上述的亮度校正处理而得到的m0个低角度已校正摄像数据的低角度判定处理、基于m1个中角度已校正摄像数据的中角度判定处理、以及基于m2个高角度已校正摄像数据的高角度判定处理。
首先,各个已校正摄像数据(低角度已校正摄像数据、中角度已校正摄像数据以及高角度已校正摄像数据)被提供至最小亮度图像生成部231,用于最小亮度图像数据(低角度最小亮度图像数据、中角度最小亮度图像数据、高角度最小亮度图像数据)的生成(参照图27)。这些已校正摄像数据的生成通过与图11所示的第一判定处理的步骤S21中的第一最小亮度图像数据的生成、图14所示的第二判定处理的步骤S31中的第二最小亮度图像数据的生成同样的内容来进行。
然后,在最小亮度图像生成部231中生成的最小亮度图像数据被提供至滤波处理部232中的滤波处理。通过该滤波处理,从而生成判定用图像数据(低角度判定用图像数据、中角度判定用图像数据、高角度判定用图像数据)(参照图27)。该滤波处理通过与图11所示的第一判定处理的步骤S22或图14所示的第二判定处理的步骤S32中的滤波处理同样的内容来进行。
然后,使用所得到的判定用图像数据,来进行缺陷判定部240中的有无缺陷的判定处理(参照图27)。
图36是示出在缺陷判定部240中进行的判定处理的流程的图。如图36所示,在本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中,依次进行基于在滤波处理部232中分别生成的低角度判定用图像数据、中角度判定用图像数据和高角度判定用图像数据的判定(步骤S91~S93)。将各个判定处理称为低角度判定处理、中角度判定处理、高角度判定处理。
另外,在判定用图像存在与接合部7相当的亮部的情况下,与上述的第一实施方式的变形例同样,在进行开口部掩模处理时,对该亮部也进行掩模处理。
此外,在图24的摄像图像IM7所示那样的蜂窝结构体1的外壁2的附近成为检查对象的情况下,由于在检查用的摄像图像中与蜂窝结构体1的外部空间(工件背景)EX对应的部分的像也成为暗部,因此在进行开口部掩模处理时,对与该外部空间EX对应的暗部也进行掩模处理。这在第一实施方式中包含与这样的外部空间相当的暗部的摄像图像提供至检查的情况下也同样。
另外,从图26的(a)与图30的对比可知,在照明光的照射角度较小的情况下,无论是在视场角内的哪个位置,在摄像图像中与第一孔格3a相当的矩形的暗部(孔格区域)的像都容易与实际的第一孔格3a的配置位置以及尺寸一致。也可以利用这一点,作为开口部掩模处理中的掩模图案,使用低角度最小亮度图像数据中记述的与第一孔格3a相当的暗部的图案。
各个判定处理的具体处理的流程与图11的步骤S23以后的处理、以及图14的步骤S23以后的处理相同。特别地,中角度判定处理的内容与图11所示的第一判定处理相同,高角度判定处理的内容与图14所示的第二判定处理相同。
此外,关于在这些之前进行的低角度判定处理,实施次序也与第一判定处理(即中角度判定处理)以及第二判定处理(高角度判定处理)相同。但是,在低角度判定处理中,在与步骤S23以及步骤S33相当的判定中使用的阈值(第一暗部用阈值)设为比第一判定处理(中角度判定处理)中的第一阈值大的值,在与步骤S27以及步骤S37相当的判定中使用的阈值(第二暗部用阈值)也设为比第一判定处理(中角度判定处理)中的第二阈值大的值。
这与为了放大检查对象区域而扩大摄像机110的视场角相伴。具体而言,对于基于使用中角度照明部120得到的中角度摄像数据的中角度判定处理来说,考虑到有可能无法充分地进行在作为与此相同的判定处理的第一实施方式的第一判定处理中意图的凹坑/缺口的检测。
这也就是说,在本实施方式所涉及的缺陷检查装置3000中,在检测比较大的蜂窝结构体1时,对于深度比较小的凹坑、缺口这样的缺陷通过低角度判定处理来检测,对于深度较大的裂缝通过高角度判定处理来检测,对于两者的中间程度的缺陷通过中角度判定处理来检测。
与第一实施方式同样,基于低角度判定处理、中角度判定处理以及高角度判定处理中的判定处理的结果,来综合判定有无缺陷(步骤S94)。判定的结果适当作为判定结果数据从缺陷判定部240提供给总体控制部210。缺陷判定部240在对于检查对象区域在低角度判定处理、中角度判定处理或高角度判定处理的至少一者中判定为在任一部位有缺陷的情况下,判定为在该检查对象区域中有缺陷。
总体控制部210基于该判定结果数据的记述内容,使显示部202显示缺陷判定的结果。其显示形式能够采用各种方式。例如,可以是仅显示检查对象区域中有无缺陷的方式,也可以是基于标记信息显示缺陷的位置的方式。或者还可以是基于暗部的面积(像素数)显示缺陷的尺寸的方式。
如上所述,在本实施方式中,也与第一实施方式同样,通过使用从得到各摄像数据时的照明光的照射方向不同的多个摄像数据生成的最小亮度图像数据来判定有无缺陷,从而能够不会将正常的陶瓷面的凹凸误检测为缺陷而可靠地检测本来要检测的缺陷。
特别地,在本实施方式所涉及的缺陷检查装置中,通过除了与第一实施方式所涉及的缺陷检查装置中的第一照明部以及第二照明部相当的中角度照明部和高角度照明部之外,还设置有照明光的照射角度比第一照明部中的照射角度更小的低角度照明部,并且除了与第一实施方式中的第一判定处理以及第二判定处理相当的使用了中角度照明部以及高角度照明部的判定处理之外,还进行基于通过使用该低角度照明部的摄像而得到的低角度摄像数据的判定处理,从而与第一实施方式所涉及的缺陷检查装置相比,能够对更广的检查对象区域高精度地进行检查。
因此,根据本实施方式所涉及的缺陷检查装置,在从摄像机到蜂窝结构体的端面的距离大致相同的情况下的比较时,还存在能够对与第一实施方式所涉及的缺陷检查装置的检查对象区域相比几十倍左右的面积的检查对象区域进行适宜的检查的情况。这样的情况即使不将缺陷检查装置大型化也能够对非常大的检查对象区域高精度地进行检查。例如,在第一实施方式所涉及的缺陷检查装置的检查对象区域为10mm×10mm=100mm2的正方形区域,本实施方式所涉及的缺陷检查装置的检查对象区域为60mm×60mm=3600mm2的正方形区域的情况下,后者的检查对象区域为前者的36倍。
<第二实施方式的变形例>
在上述的第二实施方式中,如图32所示,按照使用低角度照明部115的摄像、使用中角度照明部120的摄像以及使用高角度照明部130的摄像的顺序依次进行,但是该顺序也可以调换。在该情况下,关于图36所示的对应的判定处理的顺序也进行调换即可。
此外,在蜂窝结构体1的尺寸比较小的情况下,只要能够确保检查的精度,在使用缺陷检查装置3000的缺陷检查时,也可以是省略使用低角度照明部115的摄像和直到基于由此得到的低角度摄像数据的后来的低角度判定处理为止的一系列的处理的方式。换言之,也可以是将缺陷检查装置3000用作第一实施方式所涉及的缺陷检查装置1000的方式。
此外,第二实施方式的检查方法也与第一实施方式的检查方法同样,能够应用于以在蜂窝结构体1的端面1a作为凸部而存在的缺陷(例如突起等)为检测的对象的情况。
具体来说,在上述的第二实施方式的情况下,判定用图像生成部230生成将多个低角度(中角度、高角度)已校正摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值设为该像素位置处的亮度值的低角度(中角度、高角度)最小亮度图像数据,并基于该低角度(中角度、高角度)最小亮度图像数据来生成了低角度(中角度、高角度)判定用图像数据,但也可以取代之,在生成了将多个低角度(中角度、高角度)已校正摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值设为该像素位置处的亮度值的低角度(中角度、高角度)最大亮度图像数据之后,基于该低角度(中角度、高角度)最大亮度图像数据来生成低角度(中角度、高角度)判定用图像数据。在该情况下,低角度(中角度、高角度)最大亮度图像数据是使各个低角度(中角度、高角度)摄像数据中的亮度值高的区域虚拟地叠加的图像。这意味着,低角度(中角度、高角度)最大亮度图像数据成为源自凸状的缺陷的亮度值高的区域被增强的数据。
并且,缺陷判定部240在低角度判定用图像数据、中角度判定用图像数据和高角度判定用图像数据分别表示的判定用图像中以给定的亮部用阈值以上的面积存在亮像素区域的情况下,判定为在该亮像素区域的存在位置处存在凸状的缺陷。由此,能够不会将正常的陶瓷面的凹凸误检测为缺陷而可靠地检测存在于陶瓷体的外表面的本来要检测的凸状的缺陷。
此外,在上述的第二实施方式中,低角度单位照明116、中角度单位照明121以及高角度单位照明131的每一个都能够按每个调光单位单独调光,但也可以是对于高角度单位照明131,或者还对于中角度单位照明121,也省略单独调光的功能的方式。这是因为,亮度的距离依赖性最显著的为低角度单位照明116,在中角度单位照明121以及高角度单位照明131中,照射角度越大,即使不进行单独调光在视场角内也越容易得到大致恒定的亮度。
此外,在上述的第二实施方式中,低角度单位照明116、中角度单位照明121以及高角度单位照明131的每一个包含两个调光单位,但也可以取代之,为如下方式,即:包含更多的调光单位,并且每个调光单位能够单独地调光。
<其他的变形例>
此外,在上述的实施方式中,将蜂窝结构体1的端面1a设为了检查的对象,但只要是虽然具有微细的凹凸但是宏观上呈水平的陶瓷面(陶瓷体的表面),便能够以与上述的方式同样的方式应用缺陷检查装置1000以及2000的检查。
在上述的实施方式中,例示了具有四棱柱状的(剖视正方形的)孔格的蜂窝结构体作为检查对象,但也可以将具有六棱柱状的(剖视正六边形的)孔格的蜂窝结构体设为检查对象,或者还可以将具有五棱柱状、八棱柱状其他各种形状的孔格的蜂窝结构体设为检查对象。

Claims (20)

1.一种陶瓷体的缺陷检查装置,用于检查在陶瓷体的外表面有无缺陷,其特征在于,具备:
工作台,其用于载置作为检查对象的陶瓷体;
摄像部,其从检查对象区域的法线方向对所述检查对象区域进行摄像,所述检查对象区域是载置于所述工作台的所述陶瓷体的检查对象面的至少一部分;
至少一个照明部,具有在所述摄像部的周围从彼此等角度间隔的不同的照射方向分别对所述检查对象区域以相同的照射角度倾斜地照射照明光的个数为4以上的多个单位照明;
判定用图像生成部,其基于由所述摄像部取得的摄像数据,生成用于判定在所述检查对象区域中有无缺陷的判定用图像数据;以及
缺陷判定部,其基于所述判定用图像数据,判定在所述检查对象区域中有无缺陷,
所述多个单位照明依次点亮以及熄灭,
每当所述多个单位照明中的各单位照明点亮时,所述摄像部对所述检查对象区域进行摄像,从而生成多个摄像数据,
所述判定用图像生成部在生成以所述多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的最小亮度图像数据之后,基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,或者,
所述判定用图像生成部在生成以所述多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的最大亮度图像数据之后,基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,
所述判定用图像生成部将所述判定用图像数据生成为二值化数据,
在所述判定用图像数据基于所述最小亮度图像数据而生成时,在所述判定用图像数据中以给定的第一暗部用阈值以上的面积存在暗部的情况下,所述缺陷判定部判定为在所述检查对象区域中有缺陷,
在所述判定用图像数据基于所述最大亮度图像数据而生成时,在所述判定用图像数据中以给定的亮部用阈值以上的面积存在亮部的情况下,所述缺陷判定部判定为在所述检查对象区域中有缺陷,
在所述陶瓷体为封孔蜂窝结构体、且所述检查对象面为所述封孔蜂窝结构体的端面的情况下,
所述判定用图像生成部基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,
在将与所述检查对象区域中存在的开口部对应的暗部排除在外、并且在存在的情况下将与接合部对应的亮部以及与所述陶瓷体的外部对应的暗部进一步排除在外的所述判定用图像数据中以给定的第二暗部用阈值以上的面积存在暗部的情况下,所述缺陷判定部也判定为在所述检查对象区域中有缺陷。
2.根据权利要求1所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述判定用图像生成部还具备亮度校正处理部,所述亮度校正处理部对所述多个摄像数据中的亮度值进行校正,使得所述多个摄像数据各自中的预先决定的基准部分的亮度在所述多个摄像数据彼此之间成为相同水平,
基于由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个摄像数据,来生成所述最小亮度图像数据或所述最大亮度图像数据。
3.根据权利要求2所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述陶瓷体的缺陷检查装置具备第一照明部和第二照明部作为所述至少一个照明部,
所述第一照明部具备分别对所述检查对象区域以30°以上且60°以下的第一照射角度照射照明光的多个第一单位照明作为所述多个单位照明,
所述第二照明部具备分别对所述检查对象区域以60°以上且85°以下的第二照射角度照射照明光的多个第二单位照明作为所述多个单位照明。
4.根据权利要求3所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述摄像部针对所述多个第一单位照明的全部,进行每当所述多个第一单位照明中的各第一单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个第一摄像数据,并且,所述摄像部针对所述多个第二单位照明的全部,进行每当所述多个第二单位照明中的各第二单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个第二摄像数据,
所述多个第一摄像数据和所述多个第二摄像数据为不同的所述多个摄像数据,
所述判定用图像生成部在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个第一摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第一最小亮度图像数据、以及以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个第二摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第二最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述第一最小亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最小亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
所述判定用图像生成部在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个第一摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第一最大亮度图像数据、以及以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个第二摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第二最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述第一最大亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最大亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
所述缺陷判定部基于所述第一判定用图像数据和所述第二判定用图像数据这两者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
5.根据权利要求3所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述多个第一单位照明和所述多个第二单位照明为相同数量,并且分别配置为:在包含一个所述第一单位照明的照射方向的铅垂面中一定包含一个所述第二单位照明的照射方向,
从所述多个第一单位照明照射属于第一波段的照明光,从所述多个第二单位照明照射属于与所述第一波段不同的第二波段的照明光,
照射方向包含于相同的铅垂面中的所述第一单位照明与所述第二单位照明的组同时点亮以及熄灭,
每当由所述第一单位照明与所述第二单位照明构成的不同的组点亮时,所述摄像部对所述检查对象区域进行摄像,从而生成所述多个摄像数据,
所述陶瓷体的缺陷检查装置还具备分解图像生成部,所述分解图像生成部基于所述第一波段和所述第二波段对所述多个摄像数据的每一个进行颜色分解,从而生成多个第一分解图像数据和多个第二分解图像数据,
所述判定用图像生成部在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以所述多个第一分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第一最小亮度图像数据、以及以所述多个第二分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第二最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述第一最小亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最小亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
所述判定用图像生成部在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以所述多个第一分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第一最大亮度图像数据、以及以所述多个第二分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第二最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述第一最大亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最大亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
所述缺陷判定部基于所述第一判定用图像数据和所述第二判定用图像数据这两者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
6.根据权利要求2所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述陶瓷体的缺陷检查装置具备低角度照明部、中角度照明部以及高角度照明部作为所述至少一个照明部,
所述低角度照明部具备分别对所述检查对象区域以5°以上且30°以下的照射角度照射照明光的多个低角度单位照明作为所述多个单位照明,
所述中角度照明部具备分别对所述检查对象区域以30°以上且60°以下的照射角度照射照明光的多个中角度单位照明作为所述多个单位照明,
所述高角度照明部具备分别对所述检查对象区域以60°以上且85°以下的照射角度照射照明光的多个高角度单位照明作为所述多个单位照明。
7.根据权利要求6所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述摄像部针对所述多个低角度单位照明的全部,进行每当所述多个低角度单位照明中的各低角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个低角度摄像数据,并针对所述多个中角度单位照明的全部,进行每当所述多个中角度单位照明中的各中角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个中角度摄像数据,并且,针对所述多个高角度单位照明的全部,进行每当所述多个高角度单位照明中的各高角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个高角度摄像数据,
所述多个低角度摄像数据和所述多个中角度摄像数据和所述多个高角度摄像数据为不同的所述多个摄像数据,
所述判定用图像生成部在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个低角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的低角度最小亮度图像数据、以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个中角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的中角度最小亮度图像数据、以及以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个高角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的高角度最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述低角度最小亮度图像数据来生成低角度判定用图像数据,基于所述中角度最小亮度图像数据来生成中角度判定用图像数据,基于所述高角度最小亮度图像数据来生成高角度判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
所述判定用图像生成部在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个低角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的低角度最大亮度图像数据、以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个中角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的中角度最大亮度图像数据、以及以由所述亮度校正处理部已校正亮度值的校正完成的所述多个高角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的高角度最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述低角度最大亮度图像数据来生成低角度判定用图像数据,基于所述中角度最大亮度图像数据来生成中角度判定用图像数据,基于所述高角度最大亮度图像数据来生成高角度判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
所述缺陷判定部基于所述低角度判定用图像数据和所述中角度判定用图像数据和所述高角度判定用图像数据这三者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
8.根据权利要求3至5中的任一项所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述多个第一单位照明和所述多个第二单位照明由一个支承体支承,
所述多个第一单位照明配置在一个平面内,所述多个第二单位照明配置在不同的另一个平面内。
9.根据权利要求6或7所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述多个低角度单位照明的每一个包含能够单独地进行调光的至少两个调光单位。
10.根据权利要求9所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
所述多个低角度单位照明和所述多个中角度单位照明和所述多个高角度单位照明由一个支承体支承,
所述多个低角度单位照明和所述多个中角度单位照明和所述多个高角度单位照明分别配置在彼此不同的一个平面内。
11.根据权利要求1至7中的任一项所述的陶瓷体的缺陷检查装置,其特征在于,
一个所述照明部具备的所述多个单位照明为8个单位照明。
12.一种陶瓷体的缺陷检查方法,用于检查在陶瓷体的外表面有无缺陷,其特征在于,具备:
载置工序,将作为检查对象的陶瓷体载置于给定的工作台;
摄像工序,通过给定的摄像单元从检查对象区域的法线方向对所述检查对象区域进行摄像来生成多个摄像数据,所述检查对象区域是载置于所述工作台的所述陶瓷体的检查对象面的至少一部分;
判定用图像生成工序,基于所述多个摄像数据,生成用于判定在所述检查对象区域中有无缺陷的判定用图像数据;以及
缺陷判定工序,基于所述判定用图像数据,判定在所述检查对象区域中有无缺陷,
在所述摄像工序中,使至少一个照明部具备的个数为4以上的多个单位照明依次点亮以及熄灭,并在所述多个单位照明的每一个点亮时对所述检查对象区域进行摄像,从而生成所述多个摄像数据,所述多个单位照明在所述摄像单元的周围从彼此等角度间隔的不同的照射方向分别以相同的照射角度倾斜地照射照明光,
在所述判定用图像生成工序中,
在生成以所述多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的最小亮度图像数据之后,基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,或者,
在生成以所述多个摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的最大亮度图像数据之后,基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,
在所述判定用图像生成工序中,将所述判定用图像数据生成为二值化数据,
在所述缺陷判定工序中,
在所述判定用图像数据基于所述最小亮度图像数据而生成时,在所述判定用图像数据中以给定的第一暗部用阈值以上的面积存在暗部的情况下判定为在所述检查对象区域中有缺陷,
在所述判定用图像数据基于所述最大亮度图像数据而生成时,在所述判定用图像数据中以给定的亮部用阈值以上的面积存在亮部的情况下判定为在所述检查对象区域中有缺陷,
在所述陶瓷体为封孔蜂窝结构体、且所述检查对象面为所述封孔蜂窝结构体的端面的情况下,
在所述判定用图像生成工序中,基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据,
在所述缺陷判定工序中,在将与所述检查对象区域中存在的开口部对应的暗部排除在外、并且在存在的情况下将与接合部对应的亮部以及与所述陶瓷体的外部对应的暗部进一步排除在外的所述判定用图像数据中以给定的第二暗部用阈值以上的面积存在暗部的情况下,也判定为在所述检查对象区域中有缺陷。
13.根据权利要求12所述的陶瓷体的缺陷检查方法,其特征在于,
所述判定用图像生成工序还具备:亮度校正处理工序,对所述多个摄像数据中的亮度值进行校正,使得所述多个摄像数据各自中的预先决定的基准部分的亮度在所述多个摄像数据彼此之间成为相同水平,
基于在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个摄像数据,来生成所述最小亮度图像数据或所述最大亮度图像数据。
14.根据权利要求13所述的陶瓷体的缺陷检查方法,其特征在于,
所述至少一个照明部为第一照明部和第二照明部,
所述第一照明部具备分别对所述检查对象区域以30°以上且60°以下的第一照射角度照射照明光的多个第一单位照明作为所述多个单位照明,
所述第二照明部具备分别对所述检查对象区域以60°以上且85°以下的第二照射角度照射照明光的多个第二单位照明作为所述多个单位照明。
15.根据权利要求14所述的陶瓷体的缺陷检查方法,其特征在于,
在所述摄像工序中,针对所述多个第一单位照明的全部,进行每当所述多个第一单位照明中的各第一单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个第一摄像数据,并且,针对所述多个第二单位照明的全部,进行每当所述多个第二单位照明中的各第二单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个第二摄像数据,
所述多个第一摄像数据和所述多个第二摄像数据为不同的所述多个摄像数据,
在所述判定用图像生成工序中,
在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个第一摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第一最小亮度图像数据、以及以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个第二摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第二最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述第一最小亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最小亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个第一摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第一最大亮度图像数据、以及以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个第二摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第二最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述第一最大亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最大亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
在所述缺陷判定工序中,基于所述第一判定用图像数据和所述第二判定用图像数据这两者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
16.根据权利要求14所述的陶瓷体的缺陷检查方法,其特征在于,
在将所述多个第一单位照明和所述多个第二单位照明设为相同数量,并且,分别配置为在包含一个所述第一单位照明的照射方向的铅垂面中一定包含一个所述第二单位照明的照射方向之后,从所述多个第一单位照明照射属于第一波段的照明光,并且从所述多个第二单位照明照射属于与所述第一波段不同的第二波段的照明光,
使照射方向包含于相同的铅垂面中的所述第一单位照明与所述第二单位照明的组同时点亮以及熄灭,
在所述摄像工序中,每当由所述第一单位照明与所述第二单位照明构成的不同的组点亮时对所述检查对象区域进行摄像,从而生成所述多个摄像数据,
所述陶瓷体的缺陷检查方法还具备:分解图像生成工序,基于所述第一波段和所述第二波段对所述多个摄像数据的每一个进行颜色分解,从而生成多个第一分解图像数据和多个第二分解图像数据,
在所述判定用图像生成工序中,
在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以所述多个第一分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第一最小亮度图像数据、以及以所述多个第二分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的第二最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述第一最小亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最小亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以所述多个第一分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第一最大亮度图像数据、以及以所述多个第二分解图像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的第二最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述第一最大亮度图像数据来生成第一判定用图像数据,且基于所述第二最大亮度图像数据来生成第二判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
在所述缺陷判定工序中,基于所述第一判定用图像数据和所述第二判定用图像数据这两者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
17.根据权利要求13所述的陶瓷体的缺陷检查方法,其特征在于,
所述至少一个照明部为低角度照明部、中角度照明部和高角度照明部,
所述低角度照明部具备分别对所述检查对象区域以5°以上且30°以下的照射角度照射照明光的多个低角度单位照明作为所述多个单位照明,
所述中角度照明部具备分别对所述检查对象区域以30°以上且60°以下的照射角度照射照明光的多个中角度单位照明作为所述多个单位照明,
所述高角度照明部具备分别对所述检查对象区域以60°以上且85°以下的照射角度照射照明光的多个高角度单位照明作为所述多个单位照明。
18.根据权利要求17所述的陶瓷体的缺陷检查方法,其特征在于,
在所述摄像工序中,针对所述多个低角度单位照明的全部,进行每当所述多个低角度单位照明中的各低角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个低角度摄像数据,并针对所述多个中角度单位照明的全部,进行每当所述多个中角度单位照明中的各中角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个中角度摄像数据,且针对所述多个高角度单位照明的全部,进行每当所述多个高角度单位照明中的各高角度单位照明点亮时对所述检查对象区域进行摄像的处理,从而生成多个高角度摄像数据,
所述多个低角度摄像数据和所述多个中角度摄像数据和所述多个高角度摄像数据为不同的所述多个摄像数据,
在所述判定用图像生成工序中,
在基于所述最小亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个低角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的低角度最小亮度图像数据、以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个中角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的中角度最小亮度图像数据、以及以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个高角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最小值作为该像素位置处的亮度值的高角度最小亮度图像数据,来作为所述最小亮度图像数据,并基于所述低角度最小亮度图像数据来生成低角度判定用图像数据,基于所述中角度最小亮度图像数据来生成中角度判定用图像数据,基于所述高角度最小亮度图像数据来生成高角度判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
在基于所述最大亮度图像数据来生成所述判定用图像数据的情况下,生成以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个低角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的低角度最大亮度图像数据、以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个中角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的中角度最大亮度图像数据、以及以在所述亮度校正处理工序中已校正亮度值的校正完成的所述多个高角度摄像数据的同一像素位置处的亮度值的最大值作为该像素位置处的亮度值的高角度最大亮度图像数据,来作为所述最大亮度图像数据,并基于所述低角度最大亮度图像数据来生成低角度判定用图像数据,基于所述中角度最大亮度图像数据来生成中角度判定用图像数据,基于所述高角度最大亮度图像数据来生成高角度判定用图像数据,由此生成所述判定用图像数据,
在所述缺陷判定工序中,基于所述低角度判定用图像数据和所述中角度判定用图像数据和所述高角度判定用图像数据这三者,来判定在所述检查对象区域中有无缺陷。
19.根据权利要求17或18所述的陶瓷体的缺陷检查方法,其特征在于,
使所述多个低角度单位照明的每一个构成为包含能够单独地进行调光的至少两个调光单位,
通过在所述摄像工序中的所述给定的摄像单元的摄像之前预先对所述至少两个调光单位单独进行调光,从而抑制所述摄像单元的摄像范围内的与距所述多个低角度单位照明的距离差相应的亮度差。
20.根据权利要求12至18中的任一项所述的陶瓷体的缺陷检查方法,其特征在于,
将一个所述照明部具备的所述多个单位照明设为8个单位照明。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD897518S1 (en) * 2018-02-20 2020-09-29 Ngk Insulators, Ltd. Catalyst carrier for exhaust gas purification
WO2019216031A1 (ja) * 2018-05-07 2019-11-14 日本碍子株式会社 セラミックス体の欠陥検査装置および欠陥検査方法
US11650164B2 (en) * 2019-05-15 2023-05-16 Getac Technology Corporation Artificial neural network-based method for selecting surface type of object
CN114026409A (zh) * 2019-06-28 2022-02-08 日本电产株式会社 外观检查装置及外观检查方法
CN112683789A (zh) * 2019-10-17 2021-04-20 神讯电脑(昆山)有限公司 物件表面型态检测系统及其基于人工神经网络的检测方法
CN112683925A (zh) * 2019-10-17 2021-04-20 神讯电脑(昆山)有限公司 物件表面可能缺陷的影像检测扫描方法及其系统
JP7145904B2 (ja) * 2020-03-27 2022-10-03 日本碍子株式会社 柱状ハニカム構造体の検査方法及び検査装置
JP7313310B2 (ja) * 2020-03-31 2023-07-24 日本碍子株式会社 セラミックス製の柱状ハニカム構造体の検査方法及び検査装置
CN111524134B (zh) * 2020-05-09 2021-07-20 中南大学 生产线上蜂窝产品规整度的检测方法及检测装置
CN117693676A (zh) * 2021-07-27 2024-03-12 柯尼卡美能达株式会社 拍摄条件调整装置、拍摄条件调整方法以及程序
CN114397311B (zh) * 2022-02-07 2024-05-03 浙江致远工程管理有限公司 一种水泥管缝隙检测装置
CN115082429B (zh) * 2022-07-20 2022-11-04 山东马勒铝业科技有限公司 一种基于图像处理的铝棒缺陷检测方法
CN115389624B (zh) * 2022-10-27 2023-02-10 智能网联汽车(山东)协同创新研究院有限公司 一种加工用声波测试系统
CN117095008B (zh) * 2023-10-20 2024-02-06 深圳市高进实业有限公司 一种钟表钢巴管缺陷智能检测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310935A (ja) * 2001-04-19 2002-10-23 Murata Mfg Co Ltd 照明条件抽出方法、照明条件抽出装置、外観検査システム
CN104484878A (zh) * 2014-12-16 2015-04-01 深圳市华星光电技术有限公司 显示面板缺陷的自动检测方法
CN105699381A (zh) * 2016-03-28 2016-06-22 成都唐源电气有限责任公司 一种基于机器视觉的铁轨扣件检测装置
CN107110791A (zh) * 2015-10-06 2017-08-29 日本碍子株式会社 陶瓷体的表面检查方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02124504U (zh) * 1989-03-25 1990-10-15
AU6034394A (en) * 1993-02-11 1994-08-29 Louis A. Phares Controlled lighting system
JPH07181011A (ja) * 1993-12-22 1995-07-18 Fanuc Ltd 視覚センサによる穴の認識方法
JPH0979990A (ja) * 1995-09-11 1997-03-28 Toshiba Corp 半導体装置の検査装置及びその検査方法
JP4028118B2 (ja) 1999-02-10 2007-12-26 大日本印刷株式会社 繊維潜り角測定方法およびシステム
JP2003270158A (ja) * 2002-03-12 2003-09-25 Denso Corp 貫通検査装置
US7283224B1 (en) * 2004-09-30 2007-10-16 Smithgall & Associates, Inc. Face lighting for edge location in catalytic converter inspection
CN101184545B (zh) * 2004-12-21 2011-07-20 康宁股份有限公司 用于鉴别和修复填塞蜂窝结构体中缺陷孔的方法和系统
US20090116727A1 (en) * 2006-05-02 2009-05-07 Accretech Usa, Inc. Apparatus and Method for Wafer Edge Defects Detection
JP4848942B2 (ja) 2006-11-30 2011-12-28 株式会社デンソー ハニカム構造体のクラック検査方法及び検査装置
JP5091252B2 (ja) * 2007-11-28 2012-12-05 日本碍子株式会社 ハニカム構造体端面のマスク不良検出方法
JP2010249798A (ja) 2009-03-23 2010-11-04 Ngk Insulators Ltd 目封止ハニカム構造体の検査装置及び目封止ハニカム構造体の検査方法
US8285027B2 (en) * 2009-11-13 2012-10-09 Corning Incorporated High-resolution large-field scanning inspection system for extruded ceramic honeycomb structures
US8537215B2 (en) * 2009-11-30 2013-09-17 Corning Incorporated Multi-camera skin inspection system for extruded ceramic honeycomb structures
JP5432864B2 (ja) * 2010-08-30 2014-03-05 株式会社神戸製鋼所 検査装置及び検査方法
JP2012078140A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Hitachi High-Technologies Corp 基板表面欠陥検査方法およびその装置
JP2013024560A (ja) * 2011-07-14 2013-02-04 Sumitomo Chemical Co Ltd ハニカム構造体の検査方法、ハニカム構造体の製造方法及びハニカム構造体の検査装置
JP2013152128A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Hitachi Ltd 表面検査方法及びその装置
JP2013210231A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Hitachi High-Technologies Corp ディスク表面検査方法及びその装置
JP5900187B2 (ja) * 2012-06-27 2016-04-06 住友金属鉱山株式会社 表面傷検査装置及び表面傷検査方法
ES2890649T3 (es) * 2013-05-23 2022-01-21 Rina Consulting Centro Sviluppo Mat S P A Método para la inspección de superficie de productos largos y aparato adecuado para llevar a cabo dicho método
JP6100136B2 (ja) * 2013-09-30 2017-03-22 富士フイルム株式会社 薬剤認識装置及び方法
JP6486050B2 (ja) * 2014-09-29 2019-03-20 株式会社Screenホールディングス 検査装置および検査方法
CN107646124B (zh) * 2015-05-21 2021-04-02 康宁股份有限公司 用于检查多孔制品的方法
JP2017067633A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 キヤノン株式会社 検査装置および物品製造方法
GB201518322D0 (en) * 2015-10-16 2015-12-02 Rolls Royce Plc A method for classifying a defect in a component intended to have a monocrystalline
JP2017198612A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 キヤノン株式会社 検査装置、検査システム、および物品製造方法
JP6499139B2 (ja) * 2016-10-14 2019-04-10 矢崎総業株式会社 検査装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310935A (ja) * 2001-04-19 2002-10-23 Murata Mfg Co Ltd 照明条件抽出方法、照明条件抽出装置、外観検査システム
CN104484878A (zh) * 2014-12-16 2015-04-01 深圳市华星光电技术有限公司 显示面板缺陷的自动检测方法
CN107110791A (zh) * 2015-10-06 2017-08-29 日本碍子株式会社 陶瓷体的表面检查方法
CN105699381A (zh) * 2016-03-28 2016-06-22 成都唐源电气有限责任公司 一种基于机器视觉的铁轨扣件检测装置

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Publication number Publication date
CN109923402A (zh) 2019-06-21
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