JP2000172845A - 表面欠陥検査装置、表面欠陥検査方法及び表面欠陥検査用プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誤検出、検出漏れの発生を低減するという検
査性能を損なうことなく、メモリ使用量を少なくするこ
とができると共に、検査時間を短縮することができる表
面欠陥検出装置を提供する。 【解決手段】 表面欠陥検査装置１は、照明手段７によ
り被検査面３の検査領域に検査光５を照射し、被検査面
３の検査領域の照明状態を変えながら撮像手段１１で撮
像し、照明状態を変える毎に撮像した画像から得られた
濃度値に微分処理を施し、この微分処理の値を加算し、
この加算値と予め設定されたしきい値とを比較して被検
査面３の欠陥を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面欠陥検査装
置、表面欠陥検査方法及び表面欠陥検査用プログラムを
記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、
特に被検査面を光学的手法をもって微小欠陥の有無を検
査するための表面欠陥検査装置、表面欠陥検査方法及び
表面欠陥検査用プログラムを記録したコンピュータ読み
取り可能な記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のボディ表面（塗装面）を撮像
し、撮像した画像に対して所定の画像処理を施し、この
画像処理の結果に基づきボディ表面の欠陥を検出する手
法として、種々のものが提案されている。また、複数の
画像を用いて誤検出、検出漏れの発生を低減するための
手法が提案されている。この手法としては、例えば、特
開平８−１４５９０６号公報に記載されているものなど
がある。特開平８−１４５９０６号公報に記載されてい
る表面欠陥検査装置は、図７に示すように、スリットパ
ターンを形成することができる照明手段５７を用いた装
置である。

【０００３】この表面欠陥検査装置では、具体的には、
撮像手段６１に対して被検査物の被検査面５３を移動さ
せ、任意の時刻毎に撮像手段６１で撮像した画像を画像
処理手段９５に入力し、画像処理手段９５で、入力した
互いに撮像時刻が異なる複数枚の画像から欠陥候補点を
抽出する。そして、被検査面５３（被検査物）の移動量
Ｄと欠陥候補点ｄの移動量とを比較して欠陥の真偽を判
定する。以下、図７に示すように、これを連続的に実行
するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−１４５９０６号公報の表面欠陥検査装置では、異な
る時刻の画像から抽出した欠陥候補点を保持するので、
多数の欠陥候補点が抽出される場合を想定して欠陥候補
点を保持するためのメモリに大容量のメモリを必要とし
ている。また、欠陥候補点の数が増すほど、移動量の読
込み、及び欠陥候補点の移動量と被検査面の移動量との
比較などの処理が検査時間を長引かせるという不都合が
生じる。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに、誤検出や検出漏れ等の発生を低減す
ると共にメモリ使用量を少なくし且つ検査時間を短縮す
ることを可能とした表面欠陥検出装置及び表面欠陥検出
装置、更に表面欠陥検査用プログラムを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを、その
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１乃至５記載の各発明では、被検査面に対し
て照明状態を変更可能に検査光を照射する照明手段と、
被検査面を撮像する撮像手段と、この撮像手段で撮像さ
れた被検査面の画像に基づいて当該被検査面の欠陥を抽
出する画像処理手段とを備えている。そして、画像処理
手段は、前述した撮像手段で互いに異なる照明状態で撮
像された被検査面の画像のそれぞれに対して欠陥部分を
強調するための処理を施す第１の画像処理機能と、この
第１の画像処理機能が作動して各画像毎に得られる画像
処理の結果を加算して前述した被検査面の欠陥およびそ
の座標位置を抽出する第２の画像処理機能とを備えてい
る、という構成を採っている。

【０００７】このため、前述した被検査面に欠陥が存在
すると、この欠陥において光が乱反射し、この欠陥部分
の光強度は周囲の部分の光強度と大きく異なるので、光
強度の変化を含む画像が撮像手段により得られる。

【０００８】そして、異なる照明状態で撮像された一定
の検査領域の画像のそれぞれに対して欠陥部分を強調す
るための画像処理を施し、各画像毎に得られた画像処理
の結果を加算して検査領域の欠陥を抽出する。即ち、各
画像毎に得られた光強度の変化が大きい部分を強調して
加算することによって、欠陥の光強度が雑音に対して相
対的に強化され、これによって誤検出，検出漏れの発生
を低減することが可能となる。この欠陥の抽出において
は、画像処理の結果を加算するだけなので当該計算を簡
単かつ高速に行うことができ、このため、検査時間が短
くなる。また、各画像毎にその画像処理の結果を順次加
算値に加えるようにしたので、メモリ使用量が少なくな
る。

【０００９】ここで、前述した第１の画像処理機能は、
互いに異なる照明状態で撮像された被検査面の画像から
得られる濃度値情報に対して微分処理を施す微分処理機
能とし、又前述した第２の画像処理機能は、各濃度値情
報の微分処理により得られる微分値を加算すると共にこ
の加算した値と予め設定されたしきい値とを比較して前
記被検査面の欠陥を抽出すると共にその座標位置を抽出
する欠陥抽出機能としてもよい。このようにすると、異
なる照明状態での画像のそれぞれにおける欠陥部分を、
適正に強調することができて都合がよい。

【００１０】また、前述した照明手段は、相互に帯状に
分割された複数の光源ユニットからなる光源と、各光源
ユニットの点灯を切り換える切換機能を備えた照明制御
手段とを備えた構成とするとよい。このようにすると、
照明制御手段に制御されて各光源ユニットの点灯を切り
換えると、これに伴い被検査面における照明状態が迅速
に切り換わる。従って、所望の照明状態での被検査面を
撮像してその画像を即座に取り込むことが可能になり、
その結果、検査時間が短縮されることになる。

【００１１】更に、前述した照明手段の照明制御手段
は、被検査面の照明状態が明部，明暗遷移部および暗部
となるように、光源ユニットの動作を制御するようにし
てもよい。このようにすると、撮像手段で撮像される検
査領域に対しては、それぞれ異なる光強度が含まれるよ
うに照明され、特に被検査面上の欠陥が明暗遷移部に位
置する場合においては、その明暗（コントラスト）が生
じ易く、欠陥をより鮮明に捕捉しやすくなる。

【００１２】又、前述した画像処理手段については、少
なくとも異なる三つの照明状態での画像に基づいて前記
欠陥を抽出するようにするとよい。このように構成する
と、少なくとも異なる三つの照明状態における画像処理
の結果の加算値に基づき欠陥を抽出することになり、誤
検出や検出漏れの発生を大幅に少なく抑制することがで
きる。

【００１３】請求項６乃至７記載の各発明では、被検査
面に検査光を照射する工程と、この検査光に照射された
前記被検査面を撮像する工程とを備え、この被検査面の
撮像情報に基づいて当該被検査面の欠陥を検出する表面
欠陥検査方法において、前述した被検査面の照明状態を
切り換えながらその都度当該被検査面を撮像する切換撮
像工程と、この撮像された被検査面の画像に対してその
都度欠陥部分を強調するための画像処理を施す画像処理
工程と、この切換撮像工程に対応して実行される画像処
理工程によって得られる画像処理の結果を加算する処理
データ加算工程と、この加算結果に基づいて前述した被
検査面の欠陥を抽出する欠陥検出工程とを備えている。

【００１４】このため、この６乃至７記載の各発明でも
前述した請求項１記載の発明とどうように、被検査面に
おける欠陥の抽出に際しては、画像処理の結果を加算す
るための計算を簡単かつ高速に行うことができ、検査時
間が短くなる。また、各画像毎にその画像処理の結果を
順次加算値に加えるようにしたので、メモリ使用量が少
なくなり、且つ各工程を連続して設定し得るので、全体
の動作を円滑になし得るという利点がある。

【００１５】ここで、前述した画像処理工程を、検査光
による照明状態を変える毎に得られる濃度値情報に微分
処理を施す工程とし、前述した処理データ加算工程は、
微分処理された濃度値情報を加算する工程とし、又、欠
陥検出工程は、処理データ加算工程で加算された値と予
め設定されたしきい値とを比較して前述した被検査面の
欠陥を決定し且つその座標情報を抽出する工程とすると
よい。このようにすることにより、より確実に且つ迅速
に画像情報の処理を実行することができる。

【００１６】請求項８乃至９記載の表面欠陥検査用プロ
グラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
にかかる各発明では、被検査面に対して照明状態を変更
可能に検査光を照射するように照明手段を制御する照明
制御処理と、被検査面を撮像するように撮像装置を制御
する撮像制御処理と、この撮像装置により撮像した画像
に対して欠陥部分を強調するための画像処理等を施すた
めの画像処理手段を制御して該画像処理を実行可能とし
た表面欠陥検査用プログラムを備えている。更に、前述
した照明制御処理によって被検査面に対する照明状態を
変えながら撮像制御処理及び画像処理実行処理を所定回
数繰り返すように制御する繰返し制御処理と、この繰返
し毎に前述した画像処理の結果を加算する加算処理と、
この加算処理による画像処理の加算結果に基づいて被検
査面の欠陥を抽出する欠陥抽出処理とを可能とした表面
欠陥検査用プログラムを備えている、という構成を採っ
ている。

【００１７】このため、これを所定のコンピュータに組
み込むことにより、当該コンピュータにより駆動制御さ
れる照明手段や撮像装置，更には画像処理手段等の各部
の動作を円滑に制御することが可能となり、前述した請
求項１記載の発明とほぼ同等の作用効果を得ることがで
きる。

【００１８】ここで、前述した画像処理実行処理は、撮
像された被検査面の画像から得られた濃度値情報に微分
処理を施す処理からなり、又、前述した加算処理は、被
検査面の照明状態を変える毎に得られた濃度値情報に対
する微分処理の値を加算する処理からなり、更に、前述
した欠陥抽出処理は、加算した値と予め設定されたしき
い値とを比較して被検査面の欠陥を決定し座標上の位置
をと特定する処理からなるように構成するとよい。この
ようにすると、その処理を円滑に且つ高精度に実行する
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す全
体概略図である。この図１において、表面欠陥検査装置
１は、被検査物の被検査面３に対向して配設され、被検
査面３に対して所定の検査光５を照射する照明手段７を
備える。この照明手段７の近傍位置には、被検査面３か
らの反射光を受光して画像情報を生成する撮像手段１１
が配設されている。この撮像手段１１により生成された
画像情報はアナログ画像情報からなり、この画像情報は
所定の画像処理を行う画像処理手段４５に入力され、所
定の工程にて信号処理される。また、これら手段の動作
は、主制御部１８によって制御される。以下、これを詳
細に説明する。

【００２０】［照明手段］前述した照明手段７は、図２
に示すように、前述した被検査面３に対して、明部，暗
部及び明暗遷移部を形成するように所定の検査光を照射
するスリット照明用光源８を有する。このスリット照明
用光源８は、図２に示すように、相互に分割された複数
の光源ユニットＵ１，Ｕ２，…，Ｕｎからなり、各光源
ユニットＵ１，…，Ｕｎは長方形状の平面上にマトリク
ス状に配置されている複数のＬＥＤ素子２１から構成さ
れている。

【００２１】各光源ユニットＵ１，…，ＵｎのＬＥＤ素
子２１の前面には、拡散板（図示せず）が配設され、こ
の拡散板によりＬＥＤ素子２１が発した光は僅かに拡散
されて被検査面３に照射される。各光源ユニットＵ１，
…，ＵｎのＬＥＤ素子２１に対しては、そのオン／オフ
及びその光度が照明制御部３４により制御される。この
ように構成された照明手段７を用いることにより、被検
査面３における明度が図３に示すように所定幅をもって
区画され且つ順次変化するように、当該照明状態を高速
に切り換えられるようになっている。

【００２２】［撮像手段］次に、撮像手段１１について
説明する。この撮像手段１１は、被検査面３の表面から
反射された反射光を受光してアナログ信号として画像情
報を生成し出力するもので、例えば、撮像手段１１をエ
リア型ＣＣＤカメラから構成することができる。尚、こ
の撮像手段１１としてエリア型ＣＣＤカメラに限定され
ることはなく、被検査面３の画像を撮像可能なものであ
ればその種類は問われない。この撮像手段１１で生成さ
れたアナログ画像情報は、画像処理手段４５に取り込ま
れるようになっている。

【００２３】［画像処理手段］画像処理手段４５は、前
述した撮像手段１１から取り込んだ画像に基づいて被検
査面３の欠陥を抽出するためのものである。この記画像
処理手段４５は、前述した撮像手段１１で互いに異なる
照明状態で撮像された被検査面３の画像のそれぞれに対
して欠陥部分を強調するための処理を施す第１の画像処
理機能と、この第１の画像処理機能が作動して各画像毎
に得られる画像処理の結果を加算して前述した被検査面
３の欠陥およびその座標位置を抽出する第２の画像処理
機能とを備えている。

【００２４】ここで、この画像処理手段の第１の画像処
理機能は、互いに異なる照明状態で撮像された被検査面
３の画像から得られる濃度値情報に対して微分処理を施
すことをその内容としている。又、この画像処理手段の
前述した第２の画像処理機能は、各濃度値情報の微分処
理により得られる微分値を加算すると共にこの加算した
値と予め設定されたしきい値とを比較して前述した被検
査面３の欠陥を抽出すると共にその座標位置を抽出する
欠陥抽出機能をその内容とするものである。

【００２５】換言すると、この画像処理手段では、撮像
手段１１から取り込んだ被検査面３の画像から得られた
濃度値に対して微分処理を施し、照明手段７によって被
検査面３の照明状態を変化させる毎に得られた濃度値の
微分処理の値を加算し、この加算値と予め設定されたし
きい値とを比較して被検査面３の欠陥を決定するもので
ある。この微分処理の値の加算にはメモリ４５ａが用い
られ、照明状態を変化させる毎に得られた濃度値の微分
処理の値がメモリ４５ａに保持されている値に加算され
る。なお、画像処理手段４５の動作の詳細については後
述する。

【００２６】［主制御部］主制御部１８は、照明制御部
３４を介して光源ユニットＵ１，…，Ｕｎを点灯制御す
る。また、画像処理手段４５の動作を制御する。そし
て、これにより得られた欠陥情報を受信して所定の出力
手段（図示せず）を介して検査結果を出力する。

【００２７】［表面欠陥検査工程］次に、上記表面欠陥
検査装置１による表面欠陥検査の工程を説明する。図３
は、上記した照明手段７の特定の光源ユニットを発光さ
せて被検査面３の検査領域を照射することによって得ら
れた照明状態を示す図である。

【００２８】この図３では、検査領域内のＰ３の部分を
中心に検査光５が照射されている照明状態を示してお
り、この照明状態は光源ユニットＵ３を点灯することに
よって形成される。この照明状態においては、Ｐ３の領
域が明部領域となり、また、その両側のＰ２とＰ４の領
域は僅かに検査光５が照射される明暗遷移部になり、Ｐ
１及びＰ５からＰｎまでの領域は検査光５が全く照射さ
れていない暗部領域になる。このような照明状態にある
Ｐ１からＰｎまでの検査領域が１画面として、撮像手段
１１により撮像される。

【００２９】図４は、被検査面３（図１参照）に欠陥が
存在する場合に照明手段７で検査光５を照射したときに
得られる画像を示す図である。この図４では、説明を簡
略するために、検査領域の幅（Ｘ方向）を５個分の光源
ユニットの照明範囲とする例を示す。この図４中、符号
（Ａ）は、光源ユニットＵ１を点灯させた場合の照明状
態を示す。この図４中の符号（Ａ）の照明状態では、検
査領域の左端部に検査光５が最も強く照射されており、
この領域が明部領域となっている。この照明状態におい
ては、明部である左端部に右隣の領域が明暗遷移部領域
となり、更に右方に位置する領域は検査光が全く照射さ
れない暗部領域となる。ここで、この図４に示すよう
に、検査領域中に欠陥が存在すると、この欠陥の部分は
光の乱反射によってスパイク状の反射光が生じ、周辺の
領域よりも明るくなる。

【００３０】この照明状態にある検査領域を撮像する
と、図４（Ａ）の照明状態図の下に表すように、この撮
像した検査領域の画像から光強度に比例する濃度値情報
が得られる。尚、ここでは、濃度値を縦軸に、検査領域
の長さ方向の位置を示すＸ座標を横軸にそれぞれ表して
いる。又、このグラフは、画像全体の中央部に存在する
欠陥を通り検査領域の長さ方向に沿って画像を走査した
場合における濃度値を表している。

【００３１】この図４に示すグラフから、左端領域にお
いて濃度値（光強度）が最も高くなり、右端側に向かっ
て徐々に濃度値（光強度）が低下していることが分る。
但し、検査領域の中央部に存在する欠陥の部分では、濃
度値（光強度）が高いので、グラフに表されるように欠
陥の部分において濃度値（光強度）がスパイク状に変化
している。

【００３２】この濃度値情報に対しては微分処理が施さ
れ、この微分処理による微分値が、更に下のグラフに示
すように得られる。尚、この微分値は絶対値で表され
る。この微分処理による微分値は濃度値変化（光強度変
化）の大きさを示す値となり、この値が予め設定された
しきい値より大きい部分は、欠陥部分として抽出するこ
とが可能である。

【００３３】微分値が算出されると、この算出された微
分値はメモリ４５ａに既に保持されている加算値に加算
され、メモリ４５ａの加算値は更新される。この加算値
は、後述するように、欠陥の有無の判定に用いられ、こ
の加算値を用いることによって検査精度を向上させるこ
とが可能である。

【００３４】次に、図４の符号（Ｂ）は、光源ユニット
Ｕ２を点灯させて明部を僅かに右方にずらした照明状態
を示す。これは、同じ検査領域に対して照明状態が照明
手段７により切り換えられた状態である。本図の符号
（Ｂ）の場合でも、符号（Ａ）の場合と同様に、画像を
中央部に存在する欠陥を通り検査領域の長さ方向に沿っ
て走査すると、濃度値およびその微分値が得られ、この
微分値はメモリ４５ａの加算値に加算される。

【００３５】更に、図４の符号（Ｃ）は、光源ユニット
Ｕ３を点灯させて明部を更に右方にずらした照明状態を
示し、本図の符号（Ｃ）の場合でも、符号（Ａ）の場合
と同様に、画像を中央部に存在する欠陥を通り検査領域
の長さ方向に沿って走査すると、濃度値及びその微分値
が得られ、この微分値はメモリ４５ａの加算値に加算さ
れる。なお、この図４の図示例は、欠陥が存在する中央
部に検査光５が照射されている場合であり、この場合に
おいては、欠陥部分からの反射光の光強度が低く、その
周囲の光強度が高い状態にある。欠陥が存在する領域部
分に検査光５を照射する場合においては、この欠陥に対
応する濃度値（光強度）の変化状態は検査光５の照射の
仕方に応じて変化するが、その欠陥による濃度値（光強
度）の変化状態は微分値の大きさで表されるから、確実
に欠陥を検出することができる。

【００３６】図５は、上記図３又は図４に示した表面欠
陥検査の手法を用いた工程を示すフローチャートであ
る。また、図６は、異なる照明状態で撮像された画像の
それぞれから得られた濃度値情報の微分値とその加算結
果を示す図である。

【００３７】次に、上述した表面欠陥検査装置１による
欠陥検査工程を説明する。ここで、説明の便宜上、検査
する検査領域には二つの欠陥１，２が存在し、一方の欠
陥１は他方の欠陥２より小さいものとする。即ち、欠陥
１による光強度の変化は欠陥２による光強度変化により
小さいものとする。

【００３８】先ず、図５に示すように、検査光５を照射
する領域を特定するための変数ｉに１が設定され（ステ
ップＳ１）、これに伴い変数ｉ＝１に対応する光源ユニ
ットＵ１が点灯するように制御され、検査光５がＰ１の
領域に照射される（ステップＳ２）。そして、このとき
の照明状態においては、Ｐ１領域の右隣のＰ２領域が明
暗遷移部領域となり、更に右方に位置するＰ３領域から
Ｐｎ領域までは検査光が全く照射されない暗部領域とな
る（図３を参照）。

【００３９】この照明状態において、各欠陥部では光の
乱反射が生じ、この状態で被検査面３の検査領域が撮像
手段１１により撮像され、撮像された原画像が画像処理
手段４５に取り込まれる（ステップＳ３）。この原画像
には欠陥が写し出されることになる。

【００４０】この原画像が取り込まれると、この原画像
を走査することによって濃度値情報が得られて濃度値の
微分値が計算される（ステップＳ４）。この微分値は、
図６の符号（Ａ）に示すグラフで表される。ここでは、
図６（Ａ）に示すように、欠陥１の位置に対応する微分
値はしきい値を超えておらず、欠陥２の位置に対応す微
分値及びノイズに対応する微分値がしきい値を超えてい
る。このことは、この１つの照明状態だけで得られた微
分値としきい値とを比較して欠陥を抽出する場合に、欠
陥１が欠陥として検出されず、ノイズによるものが欠陥
として検出されるという、検出漏れ及び誤検出が発生す
ることを示している。

【００４１】そこで、本実施形態では、この構成により
検出漏れや誤検出の発生を極力少なく抑えるために、１
つの照明状態だけで欠陥を抽出するのではなく、少なく
とも３つ以上の異なる照明状態での画像を取り込み、そ
れぞれの微分値を加算し、この加算値と予め設定された
しきい値とを比較することによって、欠陥を決定するよ
うに構成している。よって、上記照明状態で得られた微
分値は、前述したようにメモリ４５ａに保持されている
加算値に加算される（ステップＳ５）。

【００４２】次に、変数ｉが所定数ｎ（３以上の整数）
に到達したか否かが判定され（ステップＳ６）、変数ｉ
が所定数ｎに到達していなければ、変数ｉに１が加算さ
れ（ステップＳ１０）、変数ｉ＝２に対応する光源ユニ
ットＵ２が点灯するように制御され、検査光５がＰ２の
領域に照射される（ステップＳ２）。

【００４３】このときの照明状態においては、Ｐ２領域
の左右のＰ１及びＰ３領域が明暗遷移部領域となり、Ｐ
３領域の右方に位置する領域は検査光が全く照射されな
い暗部領域となる。そして、この照明状態においては、
同様に、この状態での被検査面３の検査領域が撮像され
て原画像が画像処理手段４５に取り込まれる（ステップ
Ｓ３）。

【００４４】この原画像を走査することによって濃度値
情報が得られて濃度値の微分値が計算される（ステップ
Ｓ４）。この微分値は、図６の符号（Ｂ）のグラフに示
す。ここでは、欠陥１の位置に対応する微分値及び欠陥
２の位置に対応す微分値がしきい値を超え、更に光源ユ
ニット１の点灯時におけるノイズと異なる他のノイズに
対応する微分値がしきい値を超えている。この照明状態
で得られた微分値は、メモリ４５ａに保持されている加
算値に加算される（ステップＳ５）。

【００４５】そして、変数ｉが所定数ｎに到達していな
ければ（ステップＳ６）、変数ｉに１が加算され（ステ
ップＳ１０）、変数ｉがｍになると、変数ｉの値ｍに対
応する光源ユニットＵｍが点灯するように制御される
（ステップＳ２）。続いて、この照明状態での被検査面
３の検査領域が撮像されて原画像が画像処理手段４５に
取り込まれ（ステップＳ３）、この原画像を走査するこ
とによって濃度値情報が得られて濃度値の微分値が計算
される（ステップＳ４）。この照明状態で得られた微分
値は、同様に、メモリ４５ａに保持されている加算値に
加算される（ステップＳ５）。

【００４６】このように、この変数ｉを変更することに
よる照明状態の変更、その照明状態での撮像、濃度値に
対する微分値の計算、微分値の加算が、変数ｉが所定数
ｎに到達するまで繰り返される。この変数ｉが所定数ｎ
の時点では、図６の符号（Ｃ）で示される微分値が得ら
れ、この照明状態においては、欠陥１の位置に対応する
微分値がしきい値を超えておらず、欠陥２の位置に対応
す微分値および更に他のノイズに対応する微分値がしき
い値を超えている。

【００４７】この変数ｉ＝ｎの照明状態で得られた微分
値がメモリ４５ａの加算値に加算され（ステップＳ
５）、変数ｉが所定数ｎに到達したと判定されると（ス
テップＳ６）、メモリ４５ａに保持されている加算値と
予め設定されているしきい値とを比較し、その比較結果
に基づき欠陥を抽出する（ステップＳ７）。例えば、図
６の符号（Ｄ）に示すように、異なる照明状態での微分
値のそれぞれを加算した値すなわちメモリ４５ａに保持
されている加算値が得られたとすると、この加算値とし
きい値とが比較され、このしきい値を超えている加算値
の位置における欠陥１，２（欠陥が存在する位置）が欠
陥として決定される。

【００４８】なお、例えば、上記光源ユニットＵ１の点
灯時の照明状態で発生したノイズによって欠陥としてみ
なされたものは各照明状態における微分値の加算により
平滑化され、このノイズ発生位置における加算値はしき
い値を超えず、欠陥として抽出されない。

【００４９】この欠陥の抽出が終了すると、抽出した欠
陥を示す欠陥検出結果出力が主制御部８に入力され、主
制御部１８により出力手段（図示せず）を介して検査結
果が出力される（ステップＳ８）。そして、検査の終了
指令が発せられているか否かが判断され（ステップＳ
９）、検査の終了指令が発せられていないときには、被
検査面３の検査領域を変更して（ステップＳ１１）、次
の検査領域に対する表面欠陥検査を開始する。これに対
し、検査の終了指令が発せられているときには、表面欠
陥検査を終了する。

【００５０】このように、本実施形態による表面欠陥検
査の方式では、微分処理による微分値を加算した値とし
きい値と比較して欠陥を抽出するので、この欠陥の抽出
において、微分処理による微分値を加算するための計算
を簡単かつ高速に行うことができ、検査時間を短縮する
ことができる。また、各画像毎にその微分値を加算値に
加えることにより、メモリ４５ａの使用量を少なくする
ことができる。更に、微分処理により異なる照明状態で
の画像のそれぞれにおける欠陥部分を適正に強調するこ
とができる。

【００５１】更に、撮像手段１１で撮像される検査領域
に対しては、それぞれ異なる光強度が含まれるように照
明されるので、特に、被検査面上の欠陥が明暗遷移部に
位置する場合においては、その明暗（コントラスト）が
生じ易く、この欠陥を欠陥として容易に検出することが
できる。更に、少なくとも異なる３つの照明状態での画
像に基づいて欠陥を抽出するので、誤検出や検出漏れの
発生を極力少なく抑制することができる。

【００５２】また、以上の工程によって欠陥が検出され
た場合には、以下のような利用が考えられる。例えば、
自動車ボディの塗装面に対して欠陥を検出した場合に
は、塗装のやり直しや塗装面の修正のために、正常なラ
インとは異なるラインに自動車ボディを流すように、表
面欠陥検査装置１の検査結果に基づいて制御する等の利
用形態が考えられる。

【００５３】尚、本発明の表面欠陥検査方法はコンピュ
ータを用いることにより容易に実施することができる。
即ち、照明手段７を制御する処理と、被検査面３を撮像
するように撮像手段１１を制御する撮像制御処理と、こ
の撮像手段１１により撮像した画像に対して欠陥部分を
強調するための画像処理を施す画像処理実行処理と、照
明制御処理によって照明状態を変更させて撮像制御処理
及び画像処理実行処理を所定回数繰り返すように制御す
る繰返し制御処理と、この繰返し毎に画像処理の結果を
加算する加算処理と、この加算処理による画像処理の加
算結果に基づき被検査面３の欠陥を抽出する欠陥抽出処
理とを、コンピュータで実行させるためのプログラムを
表面欠陥検査装置の一部として備えるようにしてもよ
い。又、上述した実施形態における画像処理手段では、
異なる証明状態で撮影された被検査面の画像を三枚加算
する場合を例示したが、二枚加算であっても、又４枚以
上の加算であってもよい。この場合、二枚加算では、時
にはノイズを被検査面の欠陥情報として検出する場合も
あるがその確率は極端に少ないことから、それほど精密
な検査を必要としない箇所については好適なものとな
り、４枚以上の加算の場合は、欠陥部分を確実に大きく
強調することができ欠陥抽出処理を有効に成し得るとい
う利点がある。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、画像
処理手段は、撮像手段で互いに異なる照明状態で撮像さ
れた被検査面の画像のそれぞれに対して欠陥部分を強調
するための画像処理を施し、各画像毎に得られた画像処
理の結果を加算して被検査面の欠陥を抽出する。このた
め、この欠陥の抽出において、誤検出、検出漏れの発生
を低減することができ、また、画像処理の結果を加算す
るための計算を簡単かつ高速に行うことができ、検査時
間を短縮することができる。また、各画像毎にその画像
処理の結果を加算値に加えることにより、メモリ使用量
を少なくすることができる。

【００５５】また、本発明では、画像処理手段は、互い
に異なる照明状態で撮像された被検査面の画像から得ら
れた濃度値情報に微分処理を施し、各濃度値情報に対す
る微分処理により得られた微分値を加算し、この加算し
た値と予め設定されたしきい値とを比較して被検査面の
欠陥を抽出する。このため、異なる照明状態での画像の
それぞれにおける欠陥部分を適正に強調することができ
る、という優れた効果を生じる。

【００５６】また、本発明では、照明手段の光源は、相
互に分割された複数の光源ユニットからなり、照明制御
手段は、各光源ユニットの点灯を切り換える切換機能を
有する。このため、照明制御手段が切換機能により各光
源ユニットの点灯を切り換えると、これに伴い被検査面
における照明状態が迅速に切り換わる。従って、所望の
照明状態での被検査面を撮像してその画像を即座に取り
込むことが可能になり、その結果、検査時間を更に短縮
することが可能になる、という優れた効果を生じる。

【００５７】また、本発明では、照明手段の照明制御手
段は、被検査面の照明状態が明部、暗部及び明暗遷移部
となるように光源ユニットの動作を制御する。このた
め、撮像手段で撮像される検査領域に対しては、それぞ
れ異なる光強度が含まれるように照明され、特に、被検
査面上の欠陥が明暗遷移部に位置する場合においては、
その明暗（コントラスト）が生じ易く、この欠陥を欠陥
として検出し易い、といういう優れた効果を生じる。

【００５８】更に、画像処理手段を、少なくとも異なる
三つの照明状態での画像に基づいて欠陥を抽出するよう
に構成した場合には、各照明状態での画像処理結果の加
算値に基づいて欠陥を抽出することになり、誤検出や検
出漏れの発生が非常に少なくなる、という優れた効果を
生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す全体概略図である。

【図２】図１に開示した表面欠陥装置に使用される照明
手段の概略構成を示す斜視図である。

【図３】図２に開示した照明手段によって形成された検
査領域での照明状態を示す説明図である。

【図４】図２に開示した照明手段によって形成された照
明状態で撮像した画像，濃度情報およびその微分値を示
す説明図であり、図４（Ａ）は光源ユニットＵ１点灯時
を示し、図４（Ｂ）は光源ユニットＵ２点灯時を示し、
図４（Ｃ）は光源ユニットＵ３点灯時を示す。

【図５】図１に開示した実施形態による表面欠陥検査工
程の手順を示すフローチャートである。

【図６】異なる照明状態で撮像された画像のそれぞれか
ら得られた濃度値情報の微分値とその加算結果を示す線
図で、図６（Ａ）は光源ユニットＵ1 を点灯した場合の
濃度値情報の微分値を示し、図６（Ｂ）は光源ユニット
Ｕ2 を点灯した場合の濃度値情報の微分値を示し、図６
（Ｃ）は光源ユニットＵｎを点灯した場合の濃度値情報
の微分値を示し、図６（Ｄ）は図６（Ａ）〜（Ｃ）の各
微分値の加算結果を示す線図である。

【図７】従来の表面欠陥検査装置を示す概略説明図図で
ある。

【符号の説明】

１ 表面欠陥検査装置 ３ 被検査面 ５ 検査光 ７ 照明手段 １１ 撮像手段 １８ 主制御部 ２１ ＬＥＤ素子 ３４ 照明制御部 ４５ 画像処理手段 ４５ａ メモリ Ｕ１，Ｕ２，…，Ｕｎ 光源ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 勝一 神奈川県横浜市都筑区桜並木２番１号 ス ズキ株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA61 BB05 BB15 BB24 BB25 CC11 DD06 FF04 GG02 GG07 GG15 JJ03 JJ16 JJ26 QQ08 QQ13 QQ24 QQ25 QQ27 QQ31 QQ51 2G051 AA89 AB07 BA01 BA20 BC01 CA03 CA04 CB01 EA08 EA14 EB01 EB02 5B057 AA01 BA02 CA08 CA12 CA16 CC01 CE03 CE11 DA03 DA07 DB02 DB09 DC03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査面に対して照明状態を変更可能に
   検査光を照射する照明手段と、前記被検査面を撮像する
   撮像手段と、前記撮像手段で撮像された被検査面の画像
   に基づいて前記被検査面の欠陥を抽出する画像処理手段
   とを備え、 前記画像処理手段は、前記撮像手段で互いに異なる照明
   状態で撮像された被検査面の画像のそれぞれに対して欠
   陥部分を強調するための処理を施す第１の画像処理機能
   と、この第１の画像処理機能が作動して各画像毎に得ら
   れる画像処理の結果を加算して前記被検査面の欠陥およ
   びその座標位置を抽出する第２の画像処理機能とを備え
   ていることを特徴とする表面欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 前記画像処理手段の第１の画像処理機能
   は、互いに異なる照明状態で撮像された被検査面の画像
   から得られる濃度値情報に対して微分処理を施す微分処
   理機能であり、 前記第２の画像処理機能は、各濃度値情報の微分処理に
   より得られる微分値を加算すると共にこの加算した値と
   予め設定されたしきい値とを比較して前記被検査面の欠
   陥を抽出すると共にその座標位置を抽出する欠陥抽出機
   能であることを特徴とした請求項１記載の表面欠陥検査
   装置。
3. 【請求項３】 前記照明手段は、相互に帯状に分割され
   た複数の光源ユニットからなる光源と、前記各光源ユニ
   ットの点灯を切り換える切換機能を備えた照明制御手段
   とを備えた構成としたことを特徴とする請求項１又は２
   記載の表面欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 前記照明手段の照明制御手段は、前記被
   検査面の照明状態が明部、明暗遷移部及び暗部となるよ
   うに前記光源ユニットの動作を制御することを特徴とす
   る請求項３記載の表面欠陥検査装置。
5. 【請求項５】 前記画像処理手段は、少なくとも異なる
   三つの照明状態での画像に基づいて前記欠陥を抽出する
   ことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の表面欠
   陥検査装置。
6. 【請求項６】 被検査面に検査光を照射する工程と、こ
   の検査光に照射された前記被検査面を撮像する工程とを
   備え、この被検査面の撮像情報に基づいて当該被検査面
   の欠陥を検出する表面欠陥検査方法において、 前記被検査面の照明状態を切り換えながらその都度当該
   被検査面を撮像する切換撮像工程と、この撮像された被
   検査面の画像に対してその都度欠陥部分を強調するため
   の画像処理を施す画像処理工程と、この切換撮像工程に
   対応して実行される画像処理工程によって得られる画像
   処理の結果を加算する処理データ加算工程と、この加算
   結果に基づいて前記被検査面の欠陥を抽出する欠陥検出
   工程とを有することを特徴とした表面欠陥検査方法。
7. 【請求項７】 前記画像処理工程は、前記検査光による
   照明状態を変える毎に得られる濃度値情報に微分処理を
   施す工程からなり、 前記処理データ加算工程は、前記微分処理された濃度値
   情報を加算する工程からなり、 前記欠陥検出工程は、前記加算した値と予め設定された
   しきい値とを比較して前記被検査面の欠陥を決定し且つ
   その座標情報を抽出する工程からなることを特徴とする
   請求項６記載の表面欠陥検査方法。
8. 【請求項８】 被検査面に対して照明状態を変更可能に
   検査光を照射するように照明手段を制御する照明制御処
   理と、前記被検査面を撮像するように撮像装置を制御す
   る撮像制御処理と、この撮像装置により撮像した画像に
   対して欠陥部分を強調するための画像処理を施す画像処
   理実行処理とを備え、 更に、前記照明制御処理によって前記被検査面に対する
   照明状態を変えながら前記撮像制御処理及び前記画像処
   理実行処理を所定回数繰り返すように制御する繰返し制
   御処理と、この繰返し毎に前記画像処理の結果を加算す
   る加算処理と、この加算処理による画像処理の加算結果
   に基づいて前記被検査面の欠陥を抽出する欠陥抽出処理
   とを、コンピュータに実行させるための表面欠陥検査用
   プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録
   媒体。
9. 【請求項９】 前記画像処理実行処理は、前記撮像され
   た被検査面の画像から得られた濃度値情報に微分処理を
   施す処理からなり、 前記加算処理は、前記被検査面の照明状態を変える毎に
   得られた濃度値情報に対する微分処理の値を加算する処
   理からなり、 前記欠陥抽出処理は、前記加算した値と予め設定された
   しきい値とを比較して前記被検査面の欠陥を決定し座標
   上の位置をと特定する処理からなることを特徴とする請
   求項８記載の表面欠陥検査用プログラムを記録したコン
   ピュータ読み取り可能な記録媒体。