JP2000276599A

JP2000276599A - 表面欠陥検出装置

Info

Publication number: JP2000276599A
Application number: JP11084262A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yamahana; 義博山華; Hitoshi Kubota; 整久保田; Katsuichi Ono; 勝一小野
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP3985385B2

Abstract

(57)【要約】【課題】明暗の変化による影響を受けにくく被検査面
上の欠陥を安定的に検出することのできる表面欠陥検出
装置を提供すること。【解決手段】ＣＣＤカメラ５の撮影範囲を１９ａ，１
９ｂ，１９ｃ，・・・と移動させながら検査領域２０を
撮影して輝度データを取り込み、撮影範囲の移動量ΔＹ
ｄ’に相当する記憶領域分だけ輝度データの書き込み開
始位置をシフトして不揮発性メモリ１４上に輝度データ
を積算的に記憶させ、不揮発性メモリ１４に積算された
輝度データを欠陥検出の解析のための元データとする。
不揮発性メモリ１４には検査領域２０の同じ領域の輝度
データが重複して加算されるので、外乱の影響を受けた
輝度データが積算値全体に対して占める重みが減少し、
照明やコントラストの変化を始めとする外乱の影響を排
除した適切な欠陥検出作業が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影手段によって
取り込まれた画像の輝度データを解析して被検査面上の
欠陥を検出する表面欠陥検出装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像の輝度データを解析して被検査面上
の欠陥を検出する表面欠陥検出装置としては、レーザー
ビーム等の収束光を被検査面に照射し、その反射光をセ
ンサによって検出することで欠陥の有無を検出するも
の、また、ＬＥＤ等の検査光で被検査面を照明してＣＣ
Ｄカメラ等の撮影手段で画像を取り込み、その画像を所
定の手続きに従ってマイクロプロセッサ等で処理するこ
とにより欠陥の有無を判定するようにしたもの等が既に
多数提案されている。また、比較的広い面積に亘って欠
陥の有無を検出する必要がある場合、例えば、車両のル
ーフやボンネットの塗装面等の異常を検出するものにお
いては、レーザービームやセンサ、または、ＬＥＤ等の
検査光やＣＣＤカメラ等の撮影手段を被検査面に対して
相対的に移動させながら異常の有無を検出していくもの
が一般的である。表面欠陥検出装置の使用環境に関して
言えば、必ずしも、検査専用のラインに設置されるとい
うわけではなく、他の生産ラインや作業スペース等と隣
接した場所で使用されることも多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで問題となるの
が、外部からの光による外乱である。レーザービームや
ＬＥＤ等の検査光を使用した表面欠陥検出装置は、いず
れも外部からの光による干渉に弱く、他の作業スペース
に設置された蛍光灯や白熱電球からの光を受けたり、ま
た、その点灯や消灯によって被検査面に照度変化が生じ
たり、部分的な明暗比（コントラスト）が変化したりす
ると、センサやＣＣＤカメラがその外乱を拾い、正常な
動作が妨げられるといった可能性もあった。

【０００４】このような不都合を解消するための検査装
置として、例えば、特開平８−２４７９６１号公報に開
示されるように、ＣＣＤカメラ等を被検査面に対して一
定の速度で相対移動させながら連続的に撮影を行い、撮
影タイミングの異なる複数の画像から画像中の移動物を
検出し、前述した相対移動の速度から次の撮影時におけ
る移動物の位置を予測し、次の撮影時における移動物の
位置と予測位置とが一致した場合にこれを被検査面上に
実在する異常、即ち、外乱ではなく直接的に検査面に関
連した欠陥として検出するようにしたものが知られてい
る。しかし、このものは画像上の移動物の位置を予測す
るためにＣＣＤカメラ等と被検査面との間の相対移動速
度を厳密に把握する必要があり、生産ラインが一様な速
度で稼動しないような場合、例えば、一時停止の工程を
含むタクト形式等の場合では、その欠陥検出機能が十分
に機能しなくなるといった恐れがある。

【０００５】

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、前記従来技術
の欠点を解消し、照明状態の明暗の変化による悪影響を
受けにくく、また、装置を設置した生産ラインの移動速
度が必ずしも一様でない場合であっても、被検査面の欠
陥を安定的に検出することのできる表面欠陥検出装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明が前記目的
を達成するために採用した手段の概略について示すクレ
ーム対応図である。本発明は、被検査面（Ａ）と撮影手
段（Ｂ）との間の垂直離間距離を略一定に維持したまま
の状態で被検査面（Ａ）と撮影手段（Ｂ）との間に相対
移動を生じさせる走査用移動手段（Ｃ）と、前記相対移
動の量が撮影手段（Ｂ）の撮影範囲（Ｊ）内にある間に
撮影手段（Ｂ）を繰り返し作動させて被検査面（Ａ）の
画像を取り込む画像取り込み手段（Ｄ）と、画像取り込
み手段（Ｄ）によって画像が取り込まれる度、前回の画
像取り込み時点から今回の画像取り込み時点までの間に
生じた前記相対移動の量に基づいて、この相対移動の量
に対応する画像データ記憶手段（Ｅ）上の輝度データの
書き込み開始位置を算出するオフセット量算出手段
（Ｆ）と、オフセット量算出手段（Ｆ）で算出された書
き込み開始位置に基づき、その時点で既に画像データ記
憶手段（Ｅ）上に記憶されている輝度データに今回の撮
影で取り込まれた画像の輝度データを加算して書き込む
輝度データ書き込み手段（Ｇ）とを設けると共に、画像
解析手段（Ｈ）には、画像データ記憶手段（Ｅ）に記憶
された輝度データを解析して、設定範囲内の輝度が所定
のしきい値以上の面積に亘って検出された場合に欠陥と
して検出する欠陥検出機能を配備することにより前記目
的を達成した。被検査面（Ａ）と撮影手段（Ｂ）との間
の相対移動の量が撮影手段（Ｂ）の撮影範囲（Ｊ）内に
ある間に撮影手段（Ｂ）が繰り返し作動する。また、輝
度データ書き込み手段（Ｇ）は、前回の画像取り込み時
点から今回の画像取り込み時点までの間に生じた相対移
動の量に対応する画像データ記憶手段（Ｅ）上の輝度デ
ータ書き込み開始位置を求め、その時点で既に画像デー
タ記憶手段（Ｅ）上に記憶されている輝度データに加算
して、今回の撮影で取り込まれた画像の輝度データを書
き込む。被検査面（Ａ）と撮影手段（Ｂ）との間の相対
移動の量が撮影手段（Ｂ）の撮影範囲（Ｊ）内にある間
に撮影手段（Ｂ）が繰り返し作動する結果、画像データ
記憶手段（Ｅ）には、順次、相対移動の量に相当する記
憶領域の分だけ輝度データが重複して積算されていくこ
とになる。従って、輝度が低い部分、即ち、輝度データ
の値が小さい部分が被検査面（Ａ）上の座標系を基準と
して同一位置で安定的に検出された場合には、複数回の
撮影によってその部分の値が何回積算されても、その部
分の最終的な輝度データの積算値は低い値に保たれる。
一方、輝度が高い部分、即ち、輝度データの値が大きい
部分が被検査面（Ａ）上の座標系を基準として同一位置
で安定的に検出された場合には、その部分の値が積算さ
れる度にその部分の輝度データの値が著しく大きくな
る。更に、輝度が高い部分や低い部分が被検査面（Ａ）
上の座標系を基準として様々な位置でランダムに検出さ
れた場合は、１回の撮影ではその輝度データの値がその
まま反映されるが、最終的に何回かの撮影と積算が繰り
返し行われる結果、このようなランダムな輝度データの
値は、前述した同一位置で安定的に検出される輝度デー
タ、つまり、常に暗い値を示す輝度データや常に明るい
値を示す輝度データによって、暗い値または明るい値の
いずれか一方に平準化される。例えば、同一個所を重複
してｎ回撮影し、そのうちの１回で外乱の影響を受けた
データが検出されたとすれば、この外乱によるデータが
積算値に与える影響の重みは最終的には１／ｎである。
つまり、前述した様々な位置でランダムに検出される輝
度データは、外乱の影響によるものであり、この外乱に
よる影響は、複数の撮影の繰り返しとそれに伴う輝度デ
ータの積算によって平準化されるので、最終的に画像デ
ータ記憶手段（Ｅ）に記録された積算データを適切なし
きい値と比較して明暗を判定することによって外乱の影
響を排除することができる。

【０００７】また、撮影手段（Ｂ）によって撮影された
画像を多階調（例えば２５６階調）のディジタルデータ
として出力する場合は、前記輝度データ書き込み手段
（Ｇ）によって画像に微分処理を施し、画像の明暗の境
を明確に強調してから画像データ記憶手段（Ｅ）に書き
込むことにより、欠陥の検出精度を高めることができ
る。

【０００８】更に、前述した微分処理を行った後に画像
に膨張処理を施すことにより、微小な欠陥部分を一層確
実に検出することができる。多階調（例えば２５６階
調）のディジタルデータに膨張処理を施すためには、そ
れを実施するマイクロプロセッサに強力な処理能力が要
求されるが、膨張処理を行う前の段階で前記多階調（例
えば２５６階調）のディジタルデータを予め二階調化し
て処理を単純化することにより、容易に膨張処理を実施
することができる。また、こうすることによって画像デ
ータ記憶手段（Ｅ）に記録される輝度データも二階調化
されるので、画像データ記憶手段（Ｅ）に必要とされる
メモリ容量も大幅に軽減することができる。

【０００９】また、相対移動の向きと交差する方向に帯
状に広がって照射される複数の検査光を所定のピッチで
備えた光源を利用して装置を構成する場合、特に、光源
と撮影手段（Ｂ）との相対的な位置を固定して作業を行
うような場合には、走査用移動手段（Ｃ）による相対移
動の速度を、画像取り込み手段（Ｄ）の画像の取り込み
周期の間に生じる相対移動の量が前記所定のピッチと一
致しないように調整しておくことが望ましい。これは、
撮影手段（Ｂ）が作動するときに被検査面（Ａ）上の座
標系を基準として常に同一位置で安定的に検査光が検出
されるのを防止し、検査光の照射によって生じる明暗の
境が誤って被検査面（Ａ）上の欠陥として検出されるの
を防止するためである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について詳細に説明する。図２は本発明を適用
した一実施形態の表面欠陥検出装置１の構成について示
す概念図であり、一例として、車両２のルーフ塗装面３
を被検査面として塗装の欠陥を検出する場合の構造につ
いて示している。図２に示す通り、表面欠陥検出装置１
は、被検査面となるルーフ塗装面３に向けて検査光を照
射するための光源４と、撮影手段となるＣＣＤカメラ
５、および、車両２を載置した台車６をＣＣＤカメラ５
に対して相対移動させるための走査用駆動手段７を備
え、これらの要素は、表面欠陥検出装置１の主要部を構
成する検査用制御装置８によって駆動制御されるように
なっている。

【００１１】検査用制御装置８は、画像取り込み手段，
オフセット量算出手段，輝度データ書き込み手段および
画像解析手段となるマイクロプロセッサ（以下、単にＭ
ＰＵという）９を有し、該ＭＰＵ９には、前述した各手
段の機能を達成するための制御プログラムを格納したＲ
ＯＭ１０や、演算データの一時記憶等に用いられるＲＡ
Ｍ１１、および、入出力回路１２を介してＣＣＤカメラ
５から取り込まれた画像データを一時記憶するためのフ
レームメモリ１３、更には、画像データ記憶手段として
の不揮発性メモリ１４等がバス１５を介して接続されて
いる。なお、インターフェイス回路１６は、検査用制御
装置８を工場内の別のホストコンピュータに接続してデ
ータの入出力を行ったり、プリンタ等に接続してデータ
の印字出力を行ったりするためのものである。また、操
作パネル１７は欠陥検出処理のための起動指令等を入力
するためのもので、データ表示用のディスプレイやキー
ボード等を必要に応じて備える。

【００１２】光源４およびＣＣＤカメラ５と走査用移動
手段７は入出力回路１２を介してＭＰＵ９によって駆動
制御される。また、ＣＣＤカメラ５で撮影された画像の
輝度データは入出力回路１２を介してＭＰＵ９に取り込
まれ、フレームメモリ１３に一時記憶される。図２の例
では、車両２を載置した台車６を走査用移動手段７で移
動させることによって光源４およびＣＣＤカメラ５に対
してルーフ塗装面３を相対移動させるようにしている
が、これとは逆に、車両２の側を固定して光源４および
ＣＣＤカメラ５の側を移動させる構成としてもよい。

【００１３】図３は光源４を取り出してその構造を詳細
に示した図である。光源４は、多数のＬＥＤ１８を縦横
に密接配備して帯状に形成した複数の光源ユニット４
ａ，４ｂ，４ｃ，・・・を備える。光源４は、ＬＥＤ１
８を下に向けた状態で、光源ユニット４ａ，４ｂ，４
ｃ，・・・の長手方向が走査用移動手段７による台車６
の送り方向と交差するようにして、例えば図２に示すよ
うに、ＣＣＤカメラ５と共に工場内の天井等に固定して
取り付けられる。各光源ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，・
・・から照射される検査光４ａ’，４ｂ’，４ｃ’の例
を図２に二点鎖線で示す。

【００１４】ＣＣＤカメラ５は、一回の走査によってル
ーフ塗装面３上の塗装の欠陥を検出する必要上、図２の
紙面厚み方向に重合して複数配備されているが、いずれ
のＣＣＤカメラ５に関しても、その処理動作に関しては
同様であるので、以下の説明では、一つのＣＣＤカメラ
５を取り上げて全体的な処理について説明する。一つの
ＣＣＤカメラ５の撮影範囲１９と該ＣＣＤカメラ５によ
って走査されるルーフ塗装面３上の検査領域２０との関
係について図４に示す。ＣＣＤカメラ５は、図４に示す
ように、台車６を移動させる走査用移動手段７の１回の
送り動作によってルーフ塗装面３の端から端まで相対移
動し、その間に複数回の撮影動作を実行する。

【００１５】図５はＣＣＤカメラ５によって撮影される
画像と各撮影時毎に画像データ記憶手段としての不揮発
性メモリ１４に書き込まれる画像データとの関係につい
て大まかに示す概念図であり、図５（ａ）では各撮影タ
イミングにおけるルーフ塗装面３上の検査領域２０に対
するＣＣＤカメラ５の撮影範囲１９の実位置を符号１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ，・・・で示し、また、図５（ｂ）
では、各撮影タイミングに対応させて、不揮発性メモリ
１４上における輝度データの書き込み位置をフレーム
１，フレーム２，フレーム３，・・・で示している。

【００１６】図５（ａ）に示すように、一回の撮影周期
間のＣＣＤカメラ５の相対移動量ΔＹｄ’はＣＣＤカメ
ラ５の撮影範囲Ｙｄよりも小さくなるように調整されて
いる。また、ＣＣＤカメラ５によって画像が取り込まれ
る度に、前回の画像取り込み時点から今回の画像取り込
み時点までの間に生じたＣＣＤカメラ５の相対移動の量
に基づいて、この一回の撮影周期間の相対移動量に対応
する不揮発性メモリ１４の輝度データ書き込み開始位置
を求め、その時点で既に不揮発性メモリ１４上に記憶さ
れている輝度データに加算して、今回撮影した画像の輝
度データを前述の書き込み開始位置から加算して書き込
むようにしているので、図５（ｂ）に示すように、不揮
発性メモリ１４上の各記憶領域、例えば、フレーム１，
フレーム２，フレーム３，・・・には、複数回の撮影デ
ータが重複して加算されることになる。

【００１７】図１２に本実施形態におけるＣＣＤカメラ
５の撮影範囲１９の実際の寸法とＣＣＤカメラ５におけ
るＣＣＤのドットの配列との関係、および、ＣＣＤのド
ットの配列と不揮発性メモリ１４上における輝度データ
の記憶位置との関係について示す。

【００１８】この実施形態においては、図１２（ａ）に
示すように、ＣＣＤカメラ５の撮影範囲１９の実際の
幅、つまり、ＣＣＤカメラ５の相対移動方向と直行する
向きの長さがＸｍ（mm）、また、ＣＣＤカメラ５の撮影
範囲１９の実際の長さ、要するに、ＣＣＤカメラ５の相
対移動方向に対応する撮影範囲１９の長さがＹｍ（mm）
であって、ＣＣＤカメラ５の受光面の横方向に配列され
たドットの数がＸｄ（ドット）、また、長さ方向に配列
されたドットの数がＹｄ（ドット）であるとする。従っ
て、ルーフ塗装面３に対するＣＣＤカメラ５の実際の移
動量１（mm）は、ＣＣＤカメラ５の受光面上のドット数
にしてＸｄ／Ｘｍ＝Ｙｄ／Ｙｍ（ドット）の移動量に相
当する。

【００１９】そして、この実施形態の場合、ＣＣＤカメ
ラ５で撮影された画像から垂直方向に１／２の割合でデ
ータを間引きすることによって奇数行のデータだけを取
り出すようにしているので、実際にＣＣＤカメラ５から
取り出される画像の輝度データ１９’の大きさは、図１
２（ｂ）に示されるように、幅方向にＸｄ（ドット）
分、また、長さ方向にはＹｄ／２（ドット）分となる。
従って、ＣＣＤカメラ５の実際の移動量１（mm）は、図
１２（ｃ）の不揮発性メモリ１４上におけるデータの行
数としては、最終的に、Ｘｄ／Ｘｍ／２＝Ｙｄ／Ｙｍ／
２行分となる。

【００２０】また、図１２（ｃ）に示すように、ルーフ
塗装面３の検査領域２０の長さをＬｍ（mm）とすると、
これに対応する不揮発性メモリ１４上のデータの行数
は、Ｌｄ＝Ｌｍ・（Ｘｄ／Ｘｍ）／２となり、結果的
に、不揮発性メモリ１４には、幅方向にＸｄ（列）、ま
た、長さ方向にＬｍ・（Ｘｄ／Ｘｍ）／２（行）のデー
タを記憶するだけの記憶領域が必要になる。撮影された
画像を２５６階調のグレースケールのディジタルデータ
として取り出すとすれば、２５６階調分の色深度を８
（bit）として、不揮発性メモリ１４には、Ｘｄ・Ｌｄ
・８（bit）分の記憶領域が必要である。

【００２１】また、仮に、ルーフ塗装面３に対するＣＣ
Ｄカメラ５の相対移動速度がＶmax・Ｖ／１００（mm/se
c.）、ＣＣＤカメラ５による撮影の繰り返し周期が２・
ｔ（sec.）であるとすると、この間のＣＣＤカメラ５の
実移動量はＶmax・Ｖ／１００・２・ｔ（mm）であり、
これに対応する不揮発性メモリ１４上の移動量ΔＹｄ
は、データの行数にしてＶmax・Ｖ／１００・２・ｔ・
Ｘｄ／Ｘｍ／２（行）分である。この実施形態において
は、ルーフ塗装面３に対するＣＣＤカメラ５の相対移動
速度の最大値をＶmax（mm/sec.）とし、その値にオーバ
ーライド値Ｖ（％）を乗じて実際の相対移動速度を設定
するようにしているので、ＣＣＤカメラ５の実際の相対
移動速度の値は、既に述べたようにＶmax・Ｖ／１００
（mm/sec.）で表される。また、撮影周期２・ｔ（se
c.）は実質的に固定的な値であり、図１４に示すよう
に、ＣＣＤカメラ５の垂直同期信号の周期ｔ（sec.）の
２倍の値として設定されている。

【００２２】ＭＰＵ９は、図１４に示すように、基準と
なる垂直同期信号からｔ（sec.）の間でＣＣＤカメラ５
からの画像データの取り込みに関する処理を実行し、残
るｔ（sec.）の間に、前述した輝度データの間引き抽出
やグレースケール画像の微分処理、および、輝度データ
の加算処理等を実施する。そして、ＭＰＵ９は、後述す
る欠陥検出処理により、画像データの取り込みに関する
処理と輝度データの間引き抽出およびグレースケール画
像の微分や輝度データの加算処理等を撮影周期２・ｔ
（sec.）毎に繰り返し実行し、図５（ａ）に示されるよ
うに、ＣＣＤカメラ５の相対移動量ΔＹｄ’の積算値
が、ＣＣＤカメラ５の撮影範囲Ｙｄに達する度、つま
り、図１２（ｃ）の不揮発性メモリ１４上における撮影
周期毎の相対移動量ΔＹｄの積算値Ｙｃの値がＹｄ／２
に達して１フレーム分の撮影領域に対する撮影処理が終
わる度に、この１フレーム分の撮影領域に対して表面欠
陥の有無を判定する。

【００２３】不揮発性メモリ１４上での画像データの書
き込み開始位置はルーフ塗装面３に対するＣＣＤカメラ
５の相対移動量に対応してシフトするので、図５(ａ)お
よび図５（ｂ）から明らかなように、各撮影タイミング
における不揮発性メモリ１４上でのデータの書き込み開
始位置は、前述した不揮発性メモリ１４上での相対移動
量ΔＹｄの積算値Ｙｃに基づいて決めればよい。但し、
この実施形態の場合、実際には、積算値Ｙｃの値は１フ
レーム分の撮影領域に対する判定処理が完了する度、次
の１フレームのカウントを実施するためににリセットさ
れるようになっているので、図１２（ｃ）に示すよう
に、ＣＣＤカメラ５が検査領域２０上の移動を完了する
までの間継続して相対移動量ΔＹｄの積算を続けるもう
一つの積算値記憶レジスタＹｍを用意し、このレジスタ
Ｙｍを用いて不揮発性メモリ１４上でのデータの書き込
み開始位置を特定するようにしている。ある撮影タイミ
ングで撮影された画像の輝度データ１９’，１９”と、
これらの輝度データ１９’，１９”が実際に書き込まれ
る不揮発性メモリ１４上の位置との関係を図１２（ｂ）
および図１２（ｃ）に実例を挙げて示す。

【００２４】図６〜図８は画像取り込み手段，オフセッ
ト量算出手段，輝度データ書き込み手段および画像解析
手段となるＭＰＵ９によって実施される欠陥検出処理の
概略を示すフローチャートである。以下、これらのフロ
ーチャートを参照して機能実現手段としてのＭＰＵ９の
処理動作について詳細に説明する。

【００２５】オペレータが操作パネル１７を操作して欠
陥検出処理のための起動指令を入力すると、ＭＰＵ９
は、まず、ステップａ１の判別処理でこの操作を検出
し、光源４に電源を投入した後、オーバーライド値記憶
レジスタＶに、不揮発性メモリ１４に予め登録されてい
るデフォルト値（例えば５０％）をセットし（ステップ
ａ２）、このオーバーライド値に相当する走査用移動手
段７の相対送り速度Ｖmax・Ｖ／１００（mm/sec.）の値
を算出し、その送り速度でルーフ塗装面３に対するＣＣ
Ｄカメラ５および光源４の相対送りを開始する（ステッ
プａ３）。

【００２６】次いで、ＭＰＵ９は、ＣＣＤカメラ５およ
び光源４の現在位置がルーフ塗装面３上の検査開始位置
に到達しているか否かを判別し、達していなければ、Ｃ
ＣＤカメラ５および光源４の現在位置が検査開始位置に
到達するまで、その送り動作を保持して送り動作を続け
る（ステップａ４）。

【００２７】そして、ＣＣＤカメラ５および光源４の現
在位置が検査開始位置に到達したことがステップａ４の
判別処理で検出されると、画像取り込み手段としてのＭ
ＰＵ９は、積算値記憶レジスタＹｍおよび積算値記憶レ
ジスタＹｃの値を共に０に初期化し（ステップａ５）、
経過時間計測タイマＴをリスタートさせて経過時間の計
測を開始すると共に（ステップａ６）、ＣＣＤカメラ５
にスナップショット指令を出力して撮影および画像の取
り込みを実施し、図１２（ａ）に示されるように、ＣＣ
Ｄカメラ５で撮影された画像の輝度データＰ（１，１）
〜Ｐ（Ｘｄ，Ｙｄ）のうち奇数行の輝度データだけを取
り出し、その配列状態を保持したまま、各スポットの輝
度データを図１２（ｂ）に示すようにしてフレームメモ
リ１３のＰ（１，１）〜Ｐ（Ｘｄ，Ｙｄ／２）のスポッ
トに一時記憶する（ステップａ７）。なお、フレームメ
モリ１３に記憶される輝度データは、結果的に、Ｐ
（１，１）〜Ｐ（Ｘｄ，Ｙｄ／２）までとなるが、ここ
で取り出すのは飽くまでＣＣＤカメラ５の奇数行の輝度
データのみであるから、フレームメモリ１３上における
Ｐ（Ｘｄ，Ｙｄ／２）のスポットの輝度データはＣＣＤ
カメラ５上におけるＰ（Ｘｄ，Ｙｄ）の輝度データと同
一である。

【００２８】フレームメモリ１３上に取り込まれた輝度
データの実例を図１５（ａ１）に示す。図１５（ａ１）
において白く見える３本の線４ａ’，４ｂ’，４ｃ’は
光源ユニット４ａ，４ｂ，４ｃからの検査光、また、白
点２１はルーフ塗装面３上の欠陥、例えば、傷である。
この実施形態ではＣＣＤカメラ５から２５６階調のグレ
ースケールで輝度データを取り込むようにしており、白
部分の輝度の値は２５５またはそれに近い値であり、黒
部分の輝度の値は０またはそれに近い値である。

【００２９】フレームメモリ１３上に輝度データを取り
込んだＭＰＵ９は、次いで、フレームメモリ１３上のＰ
（ｘ，ｙ）＝Ｐ（１，１）〜Ｐ（Ｘｄ，Ｙｄ／２）の各
々のデータに微分処理を施し、明暗の輪郭を強調した微
分データＰ’（ｘ，ｙ）＝Ｐ’（１，１）〜Ｐ’（Ｘ
ｄ，Ｙｄ／２）を生成し、その値をフレームメモリ１３
上に再格納する（ステップａ８）。微分値を求める演算
式としては、ステップａ８に示すように、Ｐ’（ｘ，
ｙ）＝｜Ｐ（ｘ＋ｎ１，ｙ）−Ｐ（ｘ−ｎ１，ｙ）｜＋
｜Ｐ（ｘ，ｙ＋ｎ２）−Ｐ（ｘ，ｙ−ｎ２）｜の式を利
用しており、Ｐ（ｘ，ｙ）の位置を基準として、幅方向
では左右に各々ｎ１ドット離れた輝度データの輝度差を
とって微分データとする一方、長さ方向では上下に各々
ｎ２ドット離れた輝度データの輝度差をとって、点Ｐ
（ｘ，ｙ）における微分データＰ’（ｘ，ｙ）とするよ
うにしている。本実施形態で採用した微分フィルタの概
念を図１３に示す。図１３（ａ）は幅方向の微分処理に
用いるフィルタ、また、図１３（ｂ）は長さ方向の微分
処理に用いるフィルタであり、本実施形態においては係
数ｎ１の値は２、また、係数ｎ２の値は１となってい
る。しかし、フレームメモリ１３上のデータは前述した
ＣＣＤカメラ５の奇数行からのデータの取り出しによっ
て長さ方向に１／２の割合で圧縮されているので、ＣＣ
Ｄカメラ５で取り込んだ画像の元データを基準としてみ
れば、結果的に、ｎ１＝ｎ２＝２であることと同値であ
る。

【００３０】図１５（ａ１）の輝度データをステップａ
８の処理で微分した結果を図１５（ｂ１）に示す。図１
５（ｂ１）で黒に見える部分は微分データの値が０また
はそれに近い値を示す部分、要するに、輝度の不連続的
な変化がない部分であり、また、図１５（ｂ１）で白く
見える部分は微分データの値が２５５またはそれに近い
値を示す部分、要するに、輝度データの明暗の輪郭が強
調された部分２２である。図１５（ａ１）のデータに比
べて白点２１の部分、つまり、ルーフ塗装面３上の欠陥
の部分が一層明確になっていることが分かる。

【００３１】このようにして１回の撮影データに対する
微分処理を終え、輝度データとしての微分データをフレ
ームメモリ１３に格納したＭＰＵ９は、次いで、フレー
ムメモリ１３上の微分データの値を不揮発性メモリ１４
に加算して記憶する輝度データ書き込み処理を実施する
（ステップａ９）。この加算および記憶に関する処理
は、ステップａ９および図１２（ｃ）に示す通り、不揮
発性メモリ１４上の記憶位置Ｐ_０（１，１＋Ｙｍ）〜Ｐ
_０（Ｘｄ，Ｙｄ／２＋Ｙｍ）のＰ_０（ｘ，ｙ）の各々に
対してフレームメモリ１３上の微分データＰ’（１，
１）〜Ｐ’（Ｘｄ，Ｙｄ／２）のＰ’（ｘ，ｙ）の各々
を加算することによって行われる。

【００３２】欠陥検出処理を開始した直後の最初の撮影
実施時点では、不揮発性メモリ１４上のデータは全て０
に初期化されており、また、積算値記憶レジスタＹｍの
値も０であるから、最初のステップａ９の処理によっ
て、結果として、図１２（ｃ）に符号１９’で示す位
置、つまり、Ｐ_０（１，１）〜Ｐ_０（Ｘｄ，Ｙｄ／２）
の位置にフレームメモリ１３上の微分データＰ’（１，
１）〜Ｐ’（Ｘｄ，Ｙｄ／２）の値がそのまま書き込ま
れることになる。

【００３３】また、２回目以降の撮影実施時点では積算
値記憶レジスタＹｍにＣＣＤカメラ５の相対移動量に相
当する不揮発性メモリ１４上のデータ行数が記憶されて
いるので、例えば、図１２(ｃ)に符号１９”で示すよう
な位置、つまり、不揮発性メモリ１４上のＰ_０（１，１
＋Ｙｍ）の位置にフレームメモリ１３上の微分データ
Ｐ’（１，１）の値が加算して書き込まれ、また、不揮
発性メモリ１４上のＰ_０（Ｘｄ，Ｙｄ／２＋Ｙｍ）の位
置にはフレームメモリ１３上の微分データＰ’（Ｘｄ，
Ｙｄ／２）の値がそのまま書き込まれることになる。既
に述べた通り、一回の撮影周期間のＣＣＤカメラ５の相
対移動量に対応する不揮発性メモリ１４上のデータ行数
ΔＹｄの値はＣＣＤカメラ５の撮影範囲に相当する不揮
発性メモリ１４上のデータ行数Ｙｄ／２よりも小さいの
で、この時点では、既に、不揮発性メモリ１４上のＹｍ
＋Ｙｄ／２−ΔＹｄの行までは、前回の撮影とそれ以前
の撮影による微分データの書き込みと加算が行われてい
ることを意味する。つまり、図１２(ｃ)に符号１９”で
示される記憶領域において二重のハッチングで示される
部分に関しては、既に微分データが書き込まれており、
その各々のスポットに今回の撮影で求めたフレームメモ
リ１３上の微分データＰ’（１，１）〜Ｐ’（Ｘｄ，Ｙ
ｄ／２）の値が加算して書き込まれるのである。

【００３４】微分データの加算および記憶に関する処理
を終えたＭＰＵ９は、次いで、ＣＣＤカメラ５の送り速
度として設定されているオーバーライドの現在値Ｖ
（％）を読み込み、既に述べた関係式により、現時点か
ら起算して撮影周期２・ｔ（sec.）経過後のＣＣＤカメ
ラ５の相対移動量に対応する不揮発性メモリ１４上のデ
ータ行数ΔＹｄの値を求め（ステップａ１０）、その値
を積算値記憶レジスタＹｍに加算することによって、次
回の撮影で得た微分データの加算および書き込みを開始
すべき不揮発性メモリ１４上の記憶開始位置を求め、そ
の値を積算値記憶レジスタＹｍに更新記憶すると共に、
積算値記憶レジスタＹｃにもΔＹｄの値を加算する（ス
テップａ１１）。ＣＣＤカメラ５の送り速度となるオー
バーライド値Ｖ（％）が途中で変更されていたような場
合であっても、今後の撮影周期２・ｔ（sec.）間の相対
移動量ΔＹｄの予測は常にオーバーライドの現在値Ｖ
（％）に基づいて行われるので、ＣＣＤカメラ５の相対
送り速度が変更された場合であっても、その変更操作に
関わりなく、次のデータ書き込み位置を的確に求めるこ
とができる。

【００３５】次いで、ＭＰＵ９は、積算値記憶レジスタ
Ｙｃの値がＣＣＤカメラ５の撮影範囲に相当する不揮発
性メモリ１４上のデータ行数Ｙｄ／２に達しているか否
か、つまり、図５(ｂ)に示されるような１フレーム分の
撮影が完了しているか否かを判別する（ステップａ１
２）。そして、１フレーム分の撮影が終了していなけれ
ば、ＭＰＵ９は、余り時間を待機した後（ステップａ１
３）、ステップａ１２の判別処理によって１フレーム分
の撮影の完了が確認されるまでの間、前述したステップ
ａ６〜ステップａ１２の処理を繰り返し実行する。

【００３６】この繰り返し処理の間に抽出される輝度デ
ータの一例を図１５（ａ２）〜図１５（ａ４）に時系列
で示すと共に、その各々に対応する微分データの例を図
１５（ｂ２）〜図１５（ｂ４）に示す。

【００３７】そして、このような処理を繰り返し実行す
る間にステップａ１２の判別結果が真となって１フレー
ム分の撮影が完了したことが確認されると、ＭＰＵ９
は、積算値記憶レジスタＹｃの値をリセットし（ステッ
プａ１４）、予め設定されたしきい値、例えば、２３０
を基準として、最近の１フレーム分の微分データを加算
記憶した不揮発性メモリ１４の記憶領域、つまり、図１
２（ｃ）に符号１９”で示されるようなＰ_０（１，Ｙｍ
−ΔＹｄ）〜Ｐ_０（Ｘｄ，Ｙｍ＋Ｙｄ／２−ΔＹｄ）の
データを２値化する（ステップａ１５）。なお、−ΔＹ
ｄは、Ｙｍの値をステップａ１１の処理実行前の状態に
戻すための補正値である。

【００３８】最近の１フレーム分の微分データを加算記
憶した不揮発性メモリ１４の記憶領域の一例を図１６
(ａ)に示す。

【００３９】この実施形態では、画像の取り込み周期２
・ｔ（sec.）の間にＣＣＤカメラ５に生じる相対移動の
量ΔＹｄが検査光４ａ’，４ｂ’，４ｃ’間のピッチと
一致しないように調整されている。従って、各撮影周期
間にＣＣＤカメラ５に生じる相対移動量ΔＹｄだけデー
タ列をシフトして不揮発性メモリ１４上で図１５（ｂ
１）〜図１５（ｂ４）のデータを加算しても、言い換え
れば、白点２１の位置が一致するように図１５（ｂ１）
〜図１５（ｂ４）の画像の位置を調整して図１５（ｂ
１）〜図１５（ｂ４）の画像を重ね合わせたとしても、
図１６（ａ）に示される通り、検査光４ａ’，４ｂ’，
４ｃ’の輝度データの明暗強調部分２２が完全に重複す
ることはなく、よって、検査光４ａ’，４ｂ’，４ｃ’
の影響で生じる輝度データの明暗強調部分２２自体の輪
郭が加算処理によって強調されることはない。また、照
明状態の変化による撮影領域２０のコントラスト変化や
近傍に配備された照明を人が横切ることによって生じる
瞬間的なコントラストの変化等もこれと同様であり、そ
の影響が常に検査領域２０上の同一位置に現れることは
ないので、前述した検査光４ａ’，４ｂ’，４ｃ’の影
響による明暗強調部分２２の場合と同様、複数回の撮影
と加算処理を繰り返すことによって、その影響を排除す
ることができる。

【００４０】これに対し、欠陥を示す白点２１の部分
は、ＣＣＤカメラ５の撮影範囲がその欠陥位置を通過す
る過程で実施される何回かの撮影、例えば、図１５（ｂ
１）〜図１５（ｂ４）の撮影により、常に不揮発性メモ
リ１４上の同一位置に加算して記憶されることになるの
で、そのデータの持つ重みは更に強調され、図１６
（ａ）に示すように、白点２１の部分が一層目立つよう
になる。そこで、予め設定されたしきい値、例えば、２
３０を基準として図１６（ａ）に示されるような微分デ
ータの積算値を二階調化すると、不揮発性メモリ１４上
において常時同じ位置では検出されない輝度データの明
暗強調部分２２の部分は色深度２３０以下の黒に属する
値と識別されて背景の黒と一体化され、最終的には、図
１６（ｂ）に示すように、色深度２３０以上の白に属す
るデータとして、欠陥を示す白点２１の部分のみが残
る。なお、この実施形態では輝度データの値が大きな部
分を明部、また、輝度データの値が小さな部分を暗部と
して扱っているが、これは飽くまで定義上の問題である
ので、輝度データの値と濃度との関係自体は前記とは逆
に定義することも可能である。

【００４１】２値化処理を終えたＭＰＵ９は、次いで、
図１６（ｂ）に示されるような２値化済みの輝度データ
に対して粒子計測と面積計算に関する処理を従来と同様
にして実施し（ステップａ１６）、予め設定されたしき
い値以上の面積を有する白点データ２１の有無を検出
し、しきい値以上の面積を有する白点データ２１が存在
すれば、その位置をルーフ塗装面３上の表面欠陥位置と
して不揮発性メモリ１４の欠陥位置記憶ファイルに記憶
する（ステップａ１７）。

【００４２】次いで、ＭＰＵ９は、積算値記憶レジスタ
Ｙｍの値が検査領域２０の全長に相当する不揮発性メモ
リ１４上のデータ行数Ｌｄに達しているか否か、即ち、
ルーフ塗装面３の検査領域２０の全ての部分に対して欠
陥検出処理が完了しているか否かを判別する（ステップ
ａ１８）。前述した通り、Ｌｄの値はＬｄ＝Ｌｍ・（Ｘ
ｄ／Ｘｍ）／２である。

【００４３】そして、検査領域２０の全長に亘る欠陥検
出処理が完了していなければ、ＭＰＵ９は、余り時間を
待機した後（ステップａ１９）、前述したステップａ６
〜ステップａ１８の処理を繰り返し実行し、撮影周期２
・ｔ（sec.）毎にＣＣＤカメラ５を起動して画像取り込
み等の処理を行い、１フレーム分の撮影領域に対する撮
影処理が終わる度に、その１フレーム分の撮影領域に対
して表面欠陥の有無を判定し、前記と同様にして不揮発
性メモリ１４の欠陥位置記憶ファイルに次々と記憶して
いく。

【００４４】そして、最終的にステップａ１８の判別結
果が真となり、検査領域２０の全ての部分に対して欠陥
検出処理が完了したことが確認された段階で、ＭＰＵ９
は、不揮発性メモリ１４の欠陥位置記憶ファイルに記憶
されている白点データの位置と大きさ、つまり、検査領
域２０上の表面欠陥に関する全てのデータを纏めて出力
する（ステップａ２０）。このデータはインターフェイ
ス回路１６を介してプリンタ等に印字出力してもよい
し、また、ホストコンピュータ等に転送して管理させる
ようにしてもよい。

【００４５】以上、一実施形態として、ＣＣＤカメラ５
を用いて取り込んだ多階調（例えば２５６階調）の画像
を微分処理し、撮影位置を考慮して不揮発性メモリ１４
上で加算してから二階調化することにより表面欠陥を検
出するようにしたものについて述べたが、このような処
理手続きで得られる白点２１の微分画像は、図１５（ｂ
１）〜図１５（ｂ４）に示されるようにその面積が小さ
く、表面欠陥検出装置１を配備したラインに大きな振動
等の外乱があるような場合には、撮影位置を考慮してこ
れらの画像を加算（重合）したとしても、必ずしも、図
１５（ｂ１）〜図１５（ｂ４）に示されるような白点２
１の位置が一致するとは限らず、最終的に、白点２１を
欠陥として検出することが困難となる可能性もある。

【００４６】その原因は、ＣＣＤカメラ５と検査領域２
０との間の振動によって生じる白点２１の検出位置のず
れであるから、基本的には、図１５（ｂ１）〜図１５
（ｂ４）に示される微分画像の白点２１に対して膨張処
理（dilate）を施してその面積を増大させることにより
対処することが可能である。

【００４７】しかし、ここで問題となるのが２５６階調
で保存された微分画像の膨張処理である。フレームメモ
リ１３に２５６階調で保存された６４０（ドット）×４
８０（ドット）の微分画像に対して膨張処理を施したと
ころ、その所要時間は３３．３（msec.）であった。既
に述べた通り、本実施形態においてはＣＣＤカメラ５の
垂直同期信号の周期ｔ（sec.）に基づいて２・ｔ（se
c.）の周期で１サイクルの処理を実施するようにしてい
るが、ここで用いたＣＣＤカメラ５の垂直同期信号の周
期は３３．３（msec.）であるから、２・ｔ（sec.）＝
６６．６（msec.）となり、この間に３３．３（msec.）
を要する画像の取り込みと３３．３（msec.）を要する
膨張処理を実施すると、その他の処理、例えば、輝度デ
ータの加算やデータ書き込み開始位置の演算等に関連す
る処理が実施できなくなるといった問題が発生してしま
う。

【００４８】そこで、これらの不都合を解決して表面欠
陥を的確に検出すべく、第二の実施形態においては、Ｃ
ＣＤカメラ５から取り込んだ多階調（例えば２５６階
調）の画像を前記と同様に微分処理した後、直ちにその
画像を２値化してデータの容量を減少させ、この２値化
された画像データに対して膨張処理を施すことによりＭ
ＰＵ９の実質的な処理速度を向上させて時間的な問題を
解消すると共に、膨張処理によって面積を増大させられ
た白点２１を加算処理で重合させることで、表面欠陥を
的確に検出できるようにした。

【００４９】この構成によれば、加算処理のために不揮
発性メモリ１４に記憶される画像データも二階調とな
り、結果的に、不揮発性メモリ１４に必要とされるメモ
リ容量も大幅に軽減され、また、加算処理の対象となる
データのビット数も減るので、全体的な処理速度が向上
する。

【００５０】以下、図９〜図１１のフローチャートを参
照して第二の実施形態におけるＭＰＵ９の処理動作につ
いて簡単に説明する。なお、ハードウェアの構成に関し
ては先に述べた実施形態と同様である。

【００５１】ステップｂ１〜ステップｂ８の処理は初期
設定に関する処理やＣＣＤカメラ５からの画像の取り込
みと画像の微分処理等に関するもので、その処理内容
は、前述した実施形態のステップａ１〜ステップａ８ま
での処理と同様である。従って、ここでは説明を省略す
る。前述した実施形態と同様、ステップｂ８の処理が終
わった段階でフレームメモリ１３内には図１５（ｂ１）
に示されるような微分データの画像が生成されることに
なる。

【００５２】次いで、この実施形態では、予め設定され
たしきい値（例えば３０）を基準としてフレームメモリ
１３内の微分データに対して２値化処理を実施し（ステ
ップｂ９−１）、図１７（ａ１）に示されるような画像
を得る。しきい値を３０としているので、検査光４
ａ’，４ｂ’，４ｃ’の影響で明暗の輪郭が強調された
部分２２や白点２１の部分に隣接する画像データも白に
属するデータとして扱われるようになり、結果的に、こ
の２値化処理によっても、図１５（ｂ１）に示されるよ
うな微分データの元画像における輪郭強調部分２２や白
点２１の面積が僅かに増大することになる。同時に、図
１７（ａ１）に示されるような白点２１’や２１”も見
られるようになるが、これは二階調化のためのしきい値
を３０に設定することによって生じたノイズであり、白
点２１とは違って、実質的な表面欠陥に相当するもので
はない。

【００５３】次いで、ＭＰＵ９は、２値化された図１７
（ａ１）の画像に対して公知の膨張処理を施し、輪郭強
調部分２２や白点２１の面積を増大させる（ステップｂ
９−２）。この段階で、図１７（ｂ１）に示されるよう
に、明暗強調部分２２および白点２１やノイズ２１’，
２１”が肥大した画像が得られる。膨張処理の対象とな
るデータが１ビットであるため、膨張処理に必要とされ
る所要時間は約１８（msec.）と短く、図１４に示され
るような処理サイクルの画像取り込みの余り時間３３．
３（msec.）を用いて十分に膨張処理を実施することが
可能であり、更に膨張処理の余り時間を利用してその他
の処理、例えば、輝度データの加算やデータ書き込み開
始位置の演算等に関連する処理を実施することができ
る。

【００５４】次いで、ＭＰＵ９は、フレームメモリ１３
上で膨張処理を施された微分データの値を不揮発性メモ
リ１４に加算して記憶する輝度データ書き込み処理を実
施する（ステップｂ９−３）。ここで実施される加算処
理は、不揮発性メモリ１４上の記憶位置Ｐ_０（１，１＋
Ｙｍ）〜Ｐ_０（Ｘｄ，Ｙｄ／２＋Ｙｍ）の各々のスポッ
トの輝度データとフレームメモリ１３上の記憶位置Ｐ’
（１，１）〜Ｐ’（Ｘｄ，Ｙｄ／２）の各々のスポット
の輝度データとのＡＮＤをとって、不揮発性メモリ１４
上の記憶位置Ｐ _０（１，１＋Ｙｍ）〜Ｐ_０（Ｘｄ，Ｙｄ
／２＋Ｙｍ）の各スポットにデータを書き込むことによ
って行われる。つまり、対応するスポットのデータが共
に黒（２値化された値が０）であれば結果として書き込
まれるデータは黒（値が０）となり、また、対応するス
ポットのデータが共に白（２値化された値が１）であれ
ば結果として書き込まれるデータは白（値が１）とな
る。更に、対応するスポットのデータの一方が黒で他方
が白であれば結果として書き込まれるデータは黒（値が
０）である。扱われるデータが１ビットのデータに制限
されるため、前述した実施形態におけるステップａ９の
加算処理に比べ、演算処理の所要時間が短縮される。

【００５５】ステップｂ１０〜ステップｂ１１の処理
は、ＣＣＤカメラ５の相対移動量を求めて不揮発性メモ
リ１４に対するデータ書き込み開始位置を算出するため
の処理等であり、その内容は、前述した実施形態のステ
ップａ１０〜ステップａ１１までの処理と同様である。
従って、ここでは説明を省略する。

【００５６】次いで、ＭＰＵ９は、積算値記憶レジスタ
Ｙｃの値がＣＣＤカメラ５の撮影範囲に相当する不揮発
性メモリ１４上のデータ行数Ｙｄ／２に達しているか否
か、つまり、図５(ｂ)に示されるような１フレーム分の
撮影が完了しているか否かを判別するが（ステップｂ１
２）、１フレーム分の撮影が終了していなければ、余り
時間を待機した後（ステップｂ１３）、前記と同様にし
てステップｂ６〜ステップｂ１２の処理を繰り返し実行
する。

【００５７】このような処理を繰り返し実行する間に抽
出される微分データの例を図１５（ｂ２）〜図１５（ｂ
４）に示すと共に、その各々に対応する２値化データを
図１７（ａ２）〜図１７（ａ４）に示し、更に、その各
々に対応する膨張処理終了後のデータを図１７（ｂ２）
〜図１７（ｂ４）に示す。

【００５８】そして、このような処理を繰り返し実行す
る間にステップｂ１２の判別結果が真となって１フレー
ム分の撮影が完了したことが確認されると、ＭＰＵ９
は、積算値記憶レジスタＹｃの値をリセットし（ステッ
プｂ１４）、最近の１フレーム分の微分データをＡＮＤ
の処理で加算して記憶した不揮発性メモリ１４の記憶領
域、つまり、図１２（ｃ）に符号１９”で示されるよう
なＰ_０（１，Ｙｍ−ΔＹｄ）〜Ｐ_０（Ｘｄ，Ｙｍ＋Ｙｄ
／２−ΔＹｄ）のデータを参照して粒子計測と面積計算
に関する処理を従来と同様にして実施し（ステップｂ１
６）、予め設定されたしきい値以上の面積を有する白点
データ２１の有無を検出し、しきい値以上の面積を有す
る白点データ２１が存在すれば、その位置をルーフ塗装
面３上の表面欠陥位置として、不揮発性メモリ１４の欠
陥位置記憶ファイルに記憶する（ステップｂ１７）。こ
の実施形態の場合、不揮発性メモリ１４のデータは書き
込みの段階で既に２値化されているので、前述した実施
形態におけるステップａ１５のような２値化処理は必要
ない。

【００５９】最近の１フレーム分の微分データをＡＮＤ
の処理で加算して記憶した不揮発性メモリ１４の記憶領
域の一例を図１８に示す。前述した通り、白点２１の部
分が傷等の欠陥部である。また、図１７（ｂ１）や図１
７（ｂ２）に見られるノイズ２１’，２１”の形跡がな
くなっていることが分かる。これは、前述したステップ
ｂ９−３のＡＮＤを利用した加算処理による効果であ
る。つまり、不揮発メモリ１４とフレームメモリ１３の
対応するスポットのデータの一方が黒で他方が白であれ
ば結果として不揮発メモリ１４上に書き込まれるデータ
は黒（値が０）となるので、ＣＣＤカメラ５の撮影範囲
が欠陥位置を通過するまでの間に実施される何回かの撮
影、例えば、図１７（ｂ１）〜図１７（ｂ４）の撮影に
より、検査領域２０上の同一位置つまりは不揮発性メモ
リ１４上の同一位置に、欠陥部分を示す白データが常に
検出され続けない限りは、その部分のデータは最終的に
白とはされないからである。従って、撮影の都度に検査
領域２０上の異なる位置で検出される明暗強調部分２２
と二階調化または膨張処理の段階で生成されたノイズと
しての白点２１’，２１”はＡＮＤを用いた加算処理に
よって排除され、常に検査領域２０上の同一位置で検出
される白点２１、要するに、塗装上の傷等に起因する白
点２１のみを的確に検出することができる。

【００６０】次いで、ＭＰＵ９は、積算値記憶レジスタ
Ｙｍの値が検査領域２０の全長に相当する不揮発性メモ
リ１４上のデータ行数Ｌｄに達しているか否か、即ち、
ルーフ塗装面３の検査領域２０の全ての部分に対して欠
陥検出処理が完了しているか否かを判別するが（ステッ
プｂ１８）、検査領域２０の全長に亘る欠陥検出処理が
完了していなければ、撮影周期の余り時間を待機した後
（ステップｂ１９）、前述したステップｂ６〜ステップ
ｂ１８の処理を繰り返し実行し、撮影周期２・ｔ（se
c.）毎にＣＣＤカメラ５を起動して画像取り込み等の処
理を行い、１フレーム分の撮影領域に対する撮影処理が
終わる度に、１フレーム分の撮影領域に対して表面欠陥
の有無を判定し、不揮発性メモリ１４の欠陥位置記憶フ
ァイルに次々と記憶していく。

【００６１】そして、最終的にステップｂ１８の判別結
果が真となって検査領域２０の全ての部分に対して欠陥
検出処理が完了したことが確認された段階で、ＭＰＵ９
は、不揮発性メモリ１４の欠陥位置記憶ファイルに記憶
されているデータ、つまり、検査領域２０上の全ての表
面欠陥に関するデータを纏めて出力する（ステップｂ２
０）。

【００６２】以上に述べたように、何れの実施形態にお
いても、ＣＣＤカメラ５を移動させながら撮影を繰り返
すことによって検査領域２０上の同じ領域を複数回重複
して撮影し、不揮発性メモリ１４上の同一位置、つま
り、検査領域２０上の同一位置で繰り返し検出された輝
度の変化部分のみを欠陥個所として検出するようにして
いるので、複数回の撮影とそれに伴うデータの加算処理
によって、照明状態の変化による撮影領域のコントラス
ト変化等の外乱による影響が排除され、ルーフ塗装面３
上の欠陥を的確に検出することができる。

【００６３】また、撮影周期間におけるＣＣＤカメラ５
の相対移動量の予測は常にオーバーライド（Ｖ）の現在
値に基づいて行われるので、欠陥検出処理の途中で車両
２を載置したラインの送り速度が変更されたような場合
であっても、データを加算すべき不揮発性メモリ１４上
の位置に狂いが生じることはなく、送り速度の変化に対
処して安定した欠陥検出作業を実施することができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明の表面欠陥検出装置は、被検査面
上の同じ領域の輝度データを部分的に重複させつつ次々
と加算して画像解析の元になる画像データを作成するよ
うにしているので、一時的な外乱による影響を受けた輝
度データが画像解析手段の判断に与える影響を低く抑え
ることができ、照明状態やコントラスト変化等の外乱が
発生した場合であっても、常に安定した欠陥検出作業を
行うことができる。

【００６５】また、撮影周期毎に撮影手段の相対移動量
を求めることで次の撮影の輝度データの書き込み開始位
置を算出するようにしているので、撮影手段と被検査面
との間の相対移動速度に多少の変化が生じたような場合
であっても輝度データの取り込み作業を安定的に継続し
て画像解析の元になる画像データを作成することが可能
となり、送り速度が一定でないタクト形式等の生産ライ
ンにも適する。

【００６６】更に、撮影手段で取り込んだ輝度データを
微分処理して被検査面上の明暗の境を明確にした後、そ
の微分データを膨張処理して強調してから画像データ記
憶手段に書き込むようにしているので、撮影手段と被検
査面との間に振動が生じるような環境下にあっても、こ
の振動による影響を輝度データの面積によって吸収して
的確な欠陥検出作業を行うことができる。また、撮影手
段で取り込んだ輝度データを二階調化してから膨張処理
を施すようにしているので、多階調の輝度データに対し
て直に膨張処理を施す場合に比べて大幅に処理時間が短
縮化される。この結果、撮影周期の冗長化が防止され、
全体の処理速度の低下を招くことなく、安定した欠陥検
出作業を行うことができる。また、画像データ記憶手段
に書き込まれるデータも二階調となるため、欠陥検出に
必要とされるメモリの記憶容量が大幅に節減され、しか
も、画像データ記憶手段のデータを解析する画像解析手
段の処理速度も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が目的を達成するために採用した手段の
概略について示すクレーム対応図である。

【図２】本発明を適用した一実施形態の表面欠陥検出装
置の構成について示す概念図である。

【図３】同実施形態の表面欠陥検出装置の光源の構造を
詳細に示す図である。

【図４】ＣＣＤカメラの撮影範囲とＣＣＤカメラによっ
て走査されるルーフ塗装面上の検査領域との関係につい
て示す概念図である。

【図５】ＣＣＤカメラによって撮影される画像と各撮影
時毎に不揮発性メモリに書き込まれる画像データとの関
係について大まかに示す概念図である。

【図６】マイクロプロセッサによって実施される欠陥検
出処理の概略を示すフローチャートである。

【図７】欠陥検出処理の概略を示すフローチャートの続
きである。

【図８】欠陥検出処理の概略を示すフローチャートの続
きである。

【図９】他の実施形態の欠陥検出処理の概略を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】欠陥検出処理の概略を示すフローチャートの
続きである。

【図１１】欠陥検出処理の概略を示すフローチャートの
続きである。

【図１２】ＣＣＤカメラの撮影範囲の実際の寸法とディ
ジタルデータのドットとの関係を示す概念図で、図１２
（ａ）はＣＣＤカメラの撮影範囲の実際の寸法とＣＣＤ
のドットとの関係を示す図、図１２（ｂ）はＣＣＤカメ
ラから間引きして取り込まれるディジタルデータを示す
図、図１２(Ｃ)は画像データ記憶手段としての不揮発性
メモリ上の輝度データについて示す図である。

【図１３】同実施形態で採用した微分フィルタの構造を
概念的に示す図で、図１３（ａ）は幅方向の微分に用い
るフィルタ、また、図１３（ｂ）は縦軸方向の微分に用
いるフィルタある。

【図１４】ＣＣＤカメラの垂直同期信号の周期と各種処
理との時間的な同期関係を示すタイミングチャートであ
る。

【図１５】ＣＣＤカメラで取り込まれた輝度データと微
分データとの関係を示す図で、図１５（ａ１）〜図１５
（ａ４）は輝度データ、図１５（ｂ１）〜図１５（ｂ
４）は、その各々を微分して得られた微分データであ
る。

【図１６】最近の１フレーム分の微分データを加算して
記憶した不揮発性メモリの記憶領域の一例とそれを２値
化して得られるデータの一例を示す図で、図１６(ａ)は
微分前のデータ、また、図１６(ｂ)は微分後のデータで
ある。

【図１７】２値化データと膨張処理を施したデータとの
関係を示す図で、図１７（ａ１）〜図１７（ａ４）は２
値化データ、図１７（ｂ１）〜図１７（ｂ４）は、その
各々を膨張処理して得られるデータである。

【図１８】最近の１フレーム分の微分データを加算して
記憶した不揮発性メモリの記憶領域の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１表面欠陥検出装置２車両３ルーフ塗装面（被検査面）４光源４ａ，４ｂ，４ｃ光源ユニット４ａ’，４ｂ’，４ｃ’ 検査光５ＣＣＤカメラ（撮影手段）６台車７走査用移動手段８検査用制御装置９マイクロプロセッサ（画像取り込み手段，オフセッ
ト量算出手段，輝度データ書き込み手段，画像解析手
段）１０ＲＯＭ１１ＲＡＭ１２入出力回路１３フレームメモリ１４不揮発性メモリ（画像データ記憶手段）１５バス１６インターフェイス回路１７操作パネル１８ＬＥＤ１９撮影範囲２０検査領域２１白点（欠陥）２２輝度データの明暗の輪郭が強調された部分

───────────────────────────────────────────────────── 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） 2G051 AA89 AB07 AC15 BA10 CA04 DA06 EA08 EA12 EA14 EA16 EB01 ED12 ED15 5B057 AA02 BA15 BA19 BA21 CF02 CH08 CH11 DA03 DB02 DB08 DC04 DC22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査面に向けて検査光を照射する光源
と、検査光を照射された被検査面を撮影する撮影手段
と、この撮影手段により撮影された画像の輝度データの
配列を保持して記憶する画像データ記憶手段と、前記画
像データ記憶手段に記憶された輝度データを解析して被
検査面上の欠陥を検出する画像解析手段とを備えた表面
欠陥検出装置であって、前記被検査面と前記撮影手段との間の垂直離間距離を略
一定に維持したままの状態で前記被検査面と前記撮影手
段との間に相対移動を生じさせる走査用移動手段と、前記相対移動の量が前記撮影手段の撮影範囲内にある間
に前記撮影手段を繰り返し作動させて前記被検査面の画
像を取り込む画像取り込み手段と、前記画像取り込み手段によって画像が取り込まれる度、
前回の画像取り込み時点から今回の画像取り込み時点ま
での間に生じた前記相対移動の量に基づいて、この相対
移動の量に対応する前記画像データ記憶手段上の輝度デ
ータの書き込み開始位置を算出するオフセット量算出手
段と、前記オフセット量算出手段で算出された書き込み開始位
置に基づき、その時点で既に前記画像データ記憶手段上
に記憶されている輝度データに今回の撮影で取り込まれ
た画像の輝度データを加算して書き込む輝度データ書き
込み手段とを設けると共に、前記画像解析手段には、前記画像データ記憶手段に記憶
された輝度データを解析して、設定範囲内の輝度が所定
のしきい値以上の面積に亘って検出された場合に欠陥と
して検出する欠陥検出機能を配備したことを特徴とする
表面欠陥検出装置。
【請求項２】前記撮影手段は撮影された画像を多階調
のディジタルデータとして出力するものであり、前記輝
度データ書き込み手段は、前記画像を微分処理して前記
画像データ記憶手段上に書き込むものである請求項１記
載の表面欠陥検出装置。
【請求項３】前記撮影手段は撮影された画像を多階調
のディジタルデータとして出力するものであり、前記輝
度データ書き込み手段は、前記画像を微分処理した後に
二階調化し、更に、二階調化されたデータに対して膨張
処理を行って前記画像データ記憶手段上に書き込むもの
である請求項１記載の表面欠陥検出装置。
【請求項４】前記光源と前記撮影手段との相対的な位
置は固定され、前記光源は、前記相対移動の向きと交差
する方向に帯状に広がって照射される複数の検査光を所
定のピッチで有し、かつ、前記走査用移動手段による相
対移動の速度は、前記画像取り込み手段の画像の取り込
み周期の間に生じる相対移動の量が前記所定のピッチと
一致しないように調整されている請求項１ないし３のい
ずれか一項に記載の表面欠陥検出装置。