JP2001099708A

JP2001099708A - 色面検査方法

Info

Publication number: JP2001099708A
Application number: JP30617099A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Usuki; 嘉雄薄木; Satoshi Yagi; 敏八木
Original assignee: NSD Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: NSD Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプの劣化とランプの固体差が色測定値に
及ぼす影響を回避し安定した測定結果が取得できる色面
検査方法の提供。【解決手段】（１）色測定毎に白色校正板８を用いて
白色校正を行い、白色校正板のデータをもとにランプ２
の劣化を演算し、その劣化幅で色面の色測定値を補正す
る色面検査方法。（２）ランプ２の交換毎に、ホワイト
レベル、ブラックレベルを取得し、ホワイトレベル、ブ
ラックレベル間を０〜所定の一定値とするように各画素
について補正値を求め、色面の色測定毎に、補正値をも
とに入力データをシェーディング補正する色面検査方
法。（３）ランプ劣化を補正したデータを基にして求め
た、色面の分割領域の色データが所定範囲にあるか、隣
接領域の色データとの差が所定値以下かで、色むらを自
動検査する色面検査方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、安定した測定が可
能な色面検査方法に関し、光源であるランプの劣化によ
る経時的なエネルギーの減衰および／またはランプの固
体差にかかわらず、安定した測定結果が取得でき、さら
に色むらの検査もできる色面検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本特許出願人は、特願平１０−１２５５
９７号にて塗膜を表面に有する被検査物（たとえば、自
動車ボデー）の色検査と塗装欠陥検査を行う検査方法を
提案した。従来の塗面検査では、通常、光源であるラン
プからの光を被検査物（たとえば、自動車ボデー）の塗
面（色面）に照射し、塗面から離して置いたラインセン
サーで塗面からの反射光を受光し、受光をＲ（Ｒｅ
ｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）などの色要素
に分けそれぞれのエネルギー量を測定し、３ＣＣＤライ
ンセンサー（以下、単にラインセンサーともいう）から
のＲＧＢ値をコンピュータ（パソコン）に出力する。パ
ソコンでＲＧＢ値をＬａｂ値あるいはその他の色空間デ
ータに変換し、例えばＬａｂ値が所定のしきい値内にあ
るか否かを演算して、色検査と塗装欠陥検査などを行っ
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、光源であるラ
ンプが時間の経過とともに劣化していくので受光したＲ
ＧＢ値のエネルギー量が減衰していき、色測定に影響を
及ぼす。また、ランプを交換した時に、ランプに固体差
があり、その固体差も色測定に影響を及ぼす。ランプの
劣化などの色測定に及ぼす影響をなくすためには、特開
平７−５５７０４号公報のような、、ランプの明るさの
調節手段を特別に設けることも考えられるが、その場合
は装置の増設、複雑化という問題が生じる。本発明の目
的は、ランプの明るさの調節手段等の装置の増設を必要
とすることなく、光源であるランプの劣化とランプの固
体差が色測定値に影響を及ぼすのを回避でき、常に安定
した測定結果が取得できる、また、色むらの検査もでき
る色面検査方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、つぎの通りである。（１）被検査色面に光源であるランプから光を投光し
３ＣＣＤラインセンサーにて被検査色面の色測定を行う
色面検査方法であって、白色校正板を３ＣＣＤラインセ
ンサーの視野内で測定の邪魔にならない位置でかつピン
トが合う位置に配置しておき、色測定毎に前記白色校正
板を用いて測定を行い、白色校正板のデータをもとにラ
ンプの劣化による経時的なエネルギーの減衰量を演算
し、その減衰量を基に決定した補正値で被検査色面の色
測定値を補正する色面検査方法。（２）被検査色面に光源であるランプから光を投光し
３ＣＣＤラインセンサーにて被検査色面の色測定を行う
色面検査方法であって、ランプ交換毎に、ホワイトレベ
ル、ブラックレベルを取得しホワイトレベル、ブラック
レベル間を０〜所定の一定値とするように各画素につい
て補正データを求め、被検査色面の色測定毎に、前記補
正データを基に各画素について測定入力データをシェー
ディング補正する色面検査方法。（３）被検査色面に光源であるランプから光を投光し
３ＣＣＤラインセンサーにて被検査色面の色測定を行う
色面検査方法であって、色測定毎に白色校正板を用いて
測定を行い、白色校正板のデータをもとにランプの劣化
による経時的なエネルギーの減衰量を演算し、その減衰
量を基に決定した補正値で被検査色面の色測定値を補正
すると共に補正色測定値を色空間データに変換し、被検
査色面を複数の領域に区画した場合の各領域について、
該領域の全画素の補正色測定値および／または色空間デ
ータの平均値を演算し、該平均値が予め設定した範囲内
にあるか否かおよび／または隣接領域の対応平均値との
差が予め設定した値以下か否かを判定し否の場合は色む
ら有りと判定する色面検査方法。

【０００５】上記（１）の色面検査方法では、色測定直
前または任意の時間に、白色校正板を用いてＲ、Ｇ、Ｂ
値のエネルギーの減衰量を演算し、その減衰量で、実際
の被検査色面の色測定値のＲ、Ｇ、Ｂ値をコンピュータ
内で補正する。これによって、ランプが劣化しても、劣
化の無い状態での、安定した色測定値を得ることができ
る。明るさ調節手段等を設けることなく、コンピュータ
内での演算のみで補正することができる。上記（２）の
色面検査方法では、ランプ交換毎にラインセンサーが色
測定を行う時に出力するＲＧＢ値に対し、それぞれ別々
にＲ用、Ｇ用、Ｂ用のシェーディング補正データを取得
し、被検査色面の色測定毎にＲ、Ｇ、Ｂ値をそれぞれ別
々にシェーディング補正を行う。この方法により、ラン
プ交換時のランプ固体差による色測定値の変動が低減さ
れる。上記（１）、（２）の色面検査方法は、色測定値
の測定精度向上を達成する方法であり、色がついた被検
査物の色検査に適用することにより、色検査結果は当然
良くなる。また、本方法は、色測定値に基づく塗装欠陥
の有無の判別（たとえば、自動車ボデーの塗装欠陥の有
無の判別等）に用いることができ、本方法を適用するこ
とにより塗装欠陥の判定精度は向上する。上記（３）の
方法は、上記（１）のランプの劣化を補正する方法によ
る色面検査における測定精度の向上によって、従来人が
目視で行っていた色むらの検査まで自動で行うことがで
きるようにした色面検査方法である。上記（３）の色面
検査方法では、上記（１）の方法と同様に、被検査色面
の各画素の色測定値（Ｒ、Ｇ、Ｂ値）を補正すると共に
補正した色測定値を色空間データ（たとえば、色空間を
Ｌａｂ空間とすると、補正後のＲ、Ｇ、Ｂ値から変換し
たＬ、ａ、ｂ値）に変換する。そして、被検査面を被検
査色面を複数の領域に区画した場合の各領域について、
該領域の全画素の補正色測定値（Ｒ、Ｇ、Ｂ値）および
／またはその色空間データ（たとえば、色空間をＬａｂ
空間とすると、補正Ｒ、Ｇ、Ｂ値から変換したＬ、ａ、
ｂ値）の平均値（Ｒ_m、Ｇ_m、Ｂ_m値、および／また
は、色空間をたとえばＬａｂ空間とすると、Ｌ_m、
ａ_m、ｂ_m）を演算する。そして、該平均値が予め設定
した範囲内（上限値と下限値との間）にあるか否かおよ
び／または該平均値と隣接領域の対応平均値との差が所
定値以下か否かを判定し、否の場合は色むら有りと判定
し、表示する。否でない場合はつぎに進んで同じ演算と
判定を実行し、この演算と判定を複数の領域の全部につ
いて実行する。これによって、色面の色むらの有無を自
動判定できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明実施例の色面検査方法は、
図１、または図１７の装置を用いて実施される。図１、
図１７において、被検査物（たとえば、塗膜を有する自
動車ボデー、自動車ボデー等に塗装の代わりに貼付けら
れるまたは貼付けられたフィルムやテーブ、色付き防錆
鋼板等）とラインセンサー３を相対的に移動させて、色
検査を行う。被検査物の色面（被検査物が塗装面である
場合は塗面、ただし、塗面に限るものではない）１に、
光源であるランプ２からの光を斜めから投光し、反射光
を、色面１に対向させて設けたラインセンサー３で受光
して色測定を行う。測定範囲は、ラインセンサー３の視
野範囲より小さい。

【０００７】ラインセンサー３は、たとえば３ＣＣＤラ
インセンサーからなる。ラインセンサー３は、測定範囲
での色面からの反射である受光を、プリズムに相当する
手段などを用いて、ライン上の各画素（２０４８画素あ
る）について、基本色成分、たとえばＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ
（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に分光し、Ｒ、Ｇ、Ｂ
それぞれ用のＣＣＤ４でＲ、Ｇ、Ｂのエネルギー量を検
出し、それをＡ／Ｄ変換部５でデジタル信号に変換す
る。ラインセンサー３からのＲ、Ｇ、Ｂのデジタル信号
はデータメモリー６でデータが蓄積されてコンピュータ
（たとえば、パソコン）７に入力され、Ｒ、Ｇ、Ｂ値と
して取得される。コンピュータ７のメモリー容量が十分
な場合はデータメモリー６を省略してＡ／Ｄ変換部５か
らの信号をコンピュータ７に直接入力してもよい。Ｒ、
Ｇ、Ｂ値は、必要に応じて、コンピュータ７でＬａｂ
値、ＨＳＩ値やその他の色空間データに演算される。色
空間がＬａｂ空間（Ｌ軸、ａ軸、ｂ軸の３次元空間）で
ある場合、Ｌ値は明るさを表示する指数であり、ａ値は
赤−緑を表示する指数であり、ｂ値は黄−青を表示する
指数である。

【０００８】白色校正板（基準板）８が、ラインセンサ
ー３の視野内で測定の邪魔にならない位置でかつライン
センサー３のピントが合う位置に、配置されている。そ
して、ランプ２の劣化に対する補正に対しては、色測定
毎に、白色校正板８を用いて白色校正を行う（請求項１
の発明に対応する）。また、ランプ２の固体差に対する
補正に対しては、ランプ２の交換毎に、白色校正板８を
用いてホワイトレベルを求め、シェーディング補正デー
タを取得し、被検査色面の色測定毎にシェーディング補
正を行う（請求項２の発明に対応する）。また、色むら
検査においては、ランプ２の経時劣化に対して色測定毎
に白色校正板８を用いて白色校正を行い、ランプ２の劣
化の影響を除去したデータに基づいて色むら判定を行う
（請求項３の発明に対応する）。これらの補正は、コン
ピュータ７で行われ、演算処理によって行われる。

【０００９】まず、ランプ２の劣化に対する補正方法
（請求項１の発明に対応）を、図２、図３を参照して、
説明する。ランプ２は経時的に劣化していくものであ
る。したがって、ランプ２が投光した光が白色校正板８
で反射し、その反射光をラインセンサー３で受光し分光
して３ＣＣＤラインセンサーで検出した時のＲ、Ｇ、Ｂ
値（それぞれ、平均値を示す）は、図２に示すように、
ボデー測定台数（ボデー測定台数は時間経過に比例す
る）とともに低下していく。

【００１０】ランプ２の経時劣化による測定精度への影
響を除去するために、図３の補正を行う。図３におい
て、ステップ１０１にて、ランプ使用初期（ランプ交換
時でボデー測定台数が１台目の時）にボデー色面測定前
に、白色校正板８を撮像してＲ、Ｇ、Ｂ値を求め、その
時の各Ｒ、Ｇ、Ｂ値を１とおく。ランプ２の使用経過に
伴い、Ｒ、Ｇ、Ｂ値は、それぞれ、低下していく。たと
えば、ボデー測定台数が１０１台目の時には、図２に示
したように、ランプ使用初期の１に比べて、Ｒ値が０．
８６となっており、Ｇ値が０．７９となっており、Ｂ値
が０．７５となっている。したがって、劣化したランプ
２を用いて被検査物の色面１を実際に測定した時のＲ、
Ｇ、Ｂ値を減衰量分だけ補正するための補正値は、たと
えば、ボデー測定台数が１０１台目の時には、Ｒ値に対
し１／０．８６であり、Ｇ値に対し１／０．７９であ
り、Ｂ値に対し１／０．７５である。

【００１１】実際の被検査物（たとえば、１０１台目の
ボデー）の色測定毎に、その色測定前に（直前または適
当な時に）、ステップ１０２で、白色校正板８を撮像し
白色校正板８を用いて白色校正を行ってＲ、Ｇ、Ｂデー
タを求める。ついで、ステップ１０３で、白色校正板の
データをもとにランプの経時的なエネルギーの減衰量を
演算し（上記のＲ値が０．８６、Ｇ値が０．７９、Ｂ値
が０．７５）、ステップ１０４で、その減衰量分だけ色
測定データを補正するための補正値を求め（上記のＲ値
に対し１／０．８６、Ｇ値に対し１／０．７９、Ｂ値に
対し１／０．７５）、この補正値をコンピュータのＲＡ
Ｍに記憶しておく。

【００１２】ついで、ステップ１０５で、実際の被検査
物（上記の例では１０１台目のボデー）の色面１の色測
定を、被検査物とラインセンサー３を相対的に移動させ
て行い、Ｒ、Ｇ、Ｂ値を求める。そして、ステップ１０
６で、この測定された実際の色面のＲ、Ｇ、Ｂ値に、そ
れぞれ、上記の補正値を掛けて、ランプ２の劣化がなか
った場合に得られるであろうＲ、Ｇ、Ｂ値（補正Ｒ、
Ｇ、Ｂ値）を演算により求める。そして、この補正Ｒ、
Ｇ、Ｂ値を必要に応じてＬａｂ値等に変換して、色およ
び塗装欠陥有無の判定に用いる。これをラインセンサー
３が測定した全画素に対して行う。ステップ１０７でボ
デーの検査必要色面１全体の測定・検査が終了したか否
かを判定し、検査必要色面１全体の測定・検査が終了す
るまでステップ１０５に戻ってステップ１０５、１０６
を繰り返すか、またはステップ１０２に戻ってステップ
１０２〜１０６を繰り返す。ステップ１０７でボデーの
検査必要色面１全体の色測定・検査が終了したと判定さ
れると、ステップ１０８に進み、判定結果がＯＫであれ
ば、ステップ１０９に進む。ＮＧであれば被検査物の再
検査（人による）を行い、処置方法が決まれば、ステッ
プ１０９に進み、ランプの寿命があるかないかを判定す
る。ステップ１０９では、ランプ寿命がきていないなら
つぎのボデーの測定を繰り返すためにステップ１０２に
戻る。

【００１３】つぎの、ボデーの測定を行う時には、上記
と同様のことを繰り返す。すなわち、測定前に白色校正
を行ってランプの劣化を補正するための補正値をＲ、
Ｇ、Ｂ値それぞれに対して求め、実際の色測定を行って
実際のＲ、Ｇ、Ｂ値を求め、それを補正値で補正して、
ランプの劣化が無かった場合に得られるであろう補正
Ｒ、Ｇ、Ｂ値を求め、この補正Ｒ、Ｇ、Ｂ値をＬａｂ値
等に変換して、色および塗装欠陥有無の判定する。

【００１４】つぎに、ランプ２の固体差の補正（請求項
２の発明に対応）を説明する。図４は、ランプ２が納入
された時の新品の状態での白色校正板８を用いて測定・
取得したＲ、Ｇ、Ｂ値のばらつきを示す。図中、８８
Ｄ、８９ＤはロットＮｏ．を示している。たとえば、８
８Ｄ−１から８８Ｄ−９までの９個のランプは同じロッ
ト内にあるにかかわらず、Ｒ、Ｇ、Ｂ値がばらついてい
る。たとえば、８８Ｄ−４のランプ２は、Ｒ値が１．０
９、Ｇ値が１．２、Ｂ値が０．９８であるのに対し、８
８Ｄ−３のランプ２は、Ｒ値が０．９１、Ｇ値が０．８
２、Ｂ値が０．７９であり、同じロット８８Ｄであるに
かかわらず、８８Ｄ−４のＲ、Ｇ、Ｂ値と８８Ｄ−３の
Ｒ、Ｇ、Ｂ値とが異なる。これは、ランプ２の固体差に
よってばらつくものである。

【００１５】Ｒ、Ｇ、Ｂ値をＬａｂ値等に変換してもＬ
ａｂ値等は当然にばらつく。図５、図６、図７は、ボデ
ーの色測定データであるＬ値（明るさを表示する指
数）、ａ値（赤−緑を表示する指数）、ｂ値（黄−青を
表示する指数）とボデー測定台数との関係を示してお
り、ランプからランプに変えた時とランプからラ
ンプに交換した時にデータが大きく変化しているのを
示したものである。ランプ交換時のＬ値、ａ値、ｂ値の
変化が、ランプ２の固体差によるものである。このよう
にランプ２に固体差があると、測定および測定に基づく
塗装欠陥の判定の信頼性が低下するので、図５、図６、
図７のデータを図８、図９、図１０のデータのように、
ランプ交換時にばらつかないものに補正したい。この補
正が、以下のシェーディング補正である。ここで、シェ
ーディング補正とは、レンズの特性・照明のムラによる
入力画像の不均一性・ランプ固体差を補正するもので、
画面全体が一様な明るさになる方向に補正処理すること
をいう。

【００１６】図１１は、レンズの特性、照明のムラによ
る入力画像の不均一性を示す。図１１において、１１は
レンズ、１２は完全拡散物体、１３はＣＣＤを示す。レ
ンズ中心からレンズ端に行くに従い、入力画像は暗くな
る。これはレンズの特性で、角度θで入射する像は、ｃ
ｏｓ⁴θに比例して暗くなることが知られている（ｃｏ
ｓ⁴則）。１ラインが２０４７画素含むので、中央の第
１０２４画素で最も明るく端の第０画素と第２０４７画
素で暗い。

【００１７】シェーディング補正の補正方法はつぎの通
りである。まず、ホワイトレベルとブラックレベルを取
得する。撮像する物体の中で最も明るい物（たとえば、
白色板８）を撮像し、その値をホワイトレベルとする。
ランプ交換時にホワイトレベルを取得する。撮像する物
体の中で最も暗い物（光がない状態）を撮像し、その値
をブラックレベルとする。コンピュータ内で明るさを０
とおいてもよい。図１２は、ランプ、、の３つの
電球のホワイトレベルとブラックレベルを示したもので
ある。ランプ２には明るさに固体差があるので、白色板
８を用いて取得したホワイトレベルにはばらつきがあ
る。ブラックレベルはコンピュータ内で０とおいたの
で、同じである。レンズ特性があるから、各ホワイトレ
ベルは第１０２４画素で出力値が大で端の第０画素と第
２０４７画素で出力値が低下している。ランプの固体差
およびレンズの特性による端と中央でのばらつきを無く
すためにつぎの補正（シェーディング補正）を行う。

【００１８】図１３に示すように、求めたホワイトレベ
ルとブラックレベル間を０〜所定の値（たとえば２５
５、以下２５５の場合で説明する）とするよう、各画素
（０〜２０４７）の補正データを求める。たとえば、第
０画素と第２０４７画素に対してホワイトレベルが２０
０であれば２００を２５５にする補正値は２５５／２０
０であり、中央の第１０２４画素に対してホワイトレベ
ルが２３０であれば２３０を２５５にする補正値は２５
５／２３０である。

【００１９】この補正値をもとに入力データ（実際の測
定データ）を補正（シェーディング補正）する。図１４
に示すように、第０画素および第２０４７画素に対して
入力データ（実際の測定データ）が１００であれば、こ
の１００に上記の補正値２５５／２００を掛けて１２７
に補正する。同様に第１０２４画素の入力値が１３０で
あれば、この１３０に上記の補正値２５５／２３０を掛
けて１４４に補正する（ホワイトレベルを全画素につい
て２５５にフラット化した場合に対応する、入力データ
の補正）。その結果、中央が上に凸であった入力データ
の曲線が、補正後において、低い部分の持ち上げ量が大
きく高い部分の持ち上げ量が小さいことによって、補正
後にはよりフラットに近くなる。これにより、レンズの
特性による入力データの明るさのムラがより均一にな
る。

【００２０】同様の原理で、図１２のランプ、、
に明るさに固体差があっても、何れのランプ、、
のホワイトレベルも全画素について２５５と補正される
ので、ランプ、、の入力データについてシェーデ
ィング補正をすることにより、シェーディング補正後に
はランプ、、の固体差の影響が無くなるか（ホワ
イトレベル基準では固体差は無くなる）、または低減さ
れる（最も暗いランプの入力データの持ち上げ量が大
きく、最も明るいランプの持ち上げ量が小さい）。し
たがって、入力データに対してシェーディング補正をか
けることにより、レンズの特性およびランプの明るさの
固体差の両方が無くなるかまたは低減される。これによ
って、図５、図６、図７のＬ、ａ、ｂ値が、それぞれ、
図８、図９、図１０のＬ、ａ、ｂ値のようになり、ラン
プ交換時のランプ固体差によるデータのばらつきが無く
なるかまたは低減され、データのばらつきが見られなく
なる。図８、図９、図１０のグラフの縦軸の目盛りは図
５、図６、図７のグラフの縦軸の目盛りと同スケールで
ある。なお、図５〜図１０のグラフにおいて、ところど
ころにデータのとびはねが見られる箇所は、塗装面のブ
ツや色とびなどにより塗装欠陥が測定範囲にあったボデ
ー、あるいは実際に色がズレたボデーを示している。

【００２１】図１６は、上記のシェーディング補正をフ
ローチャートで示したものである。図１６において、ス
テップ２０１でランプ交換時（ランプを丁度交換したと
ころか）か否かを判定し、ランプ交換時ならステップ２
０２に進み、ランプ交換時でないならステップ２０４に
進む。ステップ２０２で、たとえば白色校正板８を用い
てホワイトレベルを取得するとともに（ただし、白色校
正板８に変えて撮像範囲で最も明るいものを用いてもよ
い）、撮像範囲で最も暗いものからブラックレベルを取
得する（ただし、コンピュータで明るさを０とおいても
よい）。ついで、ステップ２０３で、ホワイトレベル、
ブラックレベル間を０〜所定の一定値（たとえば、２５
５）とするように、各画素（０〜２０４７）について補
正データ（補正値）を求める。ついで、ステップ２０４
に進み、被検査色面の色測定を実行する。ついで、ステ
ップ２０５で、上記補正データを基に各画素について測
定入力データをシェーディング補正する。ステップ２０
６で色測定終了か否かを判定し、色測定終了までステッ
プ２０４、２０５を繰り返す。ステップ２０６で色測定
・検査が終了したと判定されると、ステップ２０７に進
み、判定結果がＯＫであれば、ステップ２０８に進む。
ＮＧであれば被検査物の再検査（人による）を行い、処
置方法が決まれば、ステップ２０８に進む。ステップ２
０８では、ランプ寿命がきていないならステップ２０４
に戻り、ランプ寿命がきているならランプを交換してス
テップ２０２に戻る。

【００２２】つぎに、作用を説明する。ランプの劣化補
正も、ランプの固体差補正も、色測定値の測定精度を向
上させる。これにより、色検査結果は当然良くなり、安
定化する。また、色測定値を基に塗装欠陥の有無を判定
すると、塗装欠陥の判定精度も同時に向上する。なお、
被検査物の色面は塗膜面であってもよいし、塗膜以外の
色面であってもよい。ランプの劣化補正も、ランプの固
体差補正も、特別な、ランプの光調節手段を用いて行わ
れるものではなく、コンピュータの演算で行われる補正
であるので、装置のコストアップ、装置の複雑化を伴う
ものではない。

【００２３】つぎに、色むらの検査を自動的に行う色面
検査方法（請求項３の発明に対応）を、図１７〜図２５
を参照して、説明する。図１７は色面１が自動車ボデー
の塗装面の場合を示している。ただし、被検査物は自動
車に限るものではなく、また、色面１も塗装面に限るも
のではなく、たとえば、フィルムやテープなどであって
もよい。説明では自動車ボデーの塗装面を例にとり、そ
の色面の色むらを検査する場合を例にとる。

【００２４】自動車ボデーは幅が大のため、ボデーを幅
方向に３領域に等分して、各領域にそれぞれ３ＣＣＤラ
インセンサー３を設置し、したがってラインセンサーを
３台設置し、各ラインセンサーが各領域を色測定するよ
うにする。図示例では、３台のランインセンサーのうち
の１台のみを示している。そして、自動車ボデーと３Ｃ
ＣＤラインセンサー３を、相対的にボデー前後方向に移
動させて、ボデー全面の色測定を行う。白色校正板８、
ランプ２は、３ＣＣＤラインセンサーの１台につき、そ
れぞれ、１つづつ設けられる。白色校正板８、ランプ
２、３ＣＣＤラインセンサー３は、ボデーに対して相対
的に移動される場合は、一体的に移動される。

【００２５】色むらの検出は、つぎのようにして行う。
まず、３ＣＣＤラインセンサー３、ランプ２、白色板８
と、自動車ボデーを相対的に移動ささせ、自動車ボデー
全面（自動車ボデーの任意の部位でも可）の色データを
取得する。測定データは各画素についての、Ｒ、Ｇ、Ｂ
値であるが、これをランプの経時劣化分補正する。補正
したＲ、Ｇ、Ｂ値をＬａｂ値やその他の色空間データに
変換する。ランプの経時劣化分補正する理由は、色むら
の検出は、塗装ブツや色とびに比べて、色の変化量が微
量であるため、ランプ２の経時劣化などの外乱を受けや
すいが、その外乱を受け難くするためである。

【００２６】ついで、図１８に示すように、色データを
取得した範囲を複数の領域に分割する。この分割は、大
きさ、形を任意に設定することができる。図１８は、各
ラインセンサー３の色データ取得範囲を、ボデー幅方向
にＡ、Ｂ、Ｃ・・・、ボデー前後方向に１、２、３、４
・・・・、と複数の領域に分割した場合を示す（他のセ
ンサーの測定範囲もこれに準じる）。この場合、ライン
センサー３の測定ラインはボデー幅方向に延び、領域
Ａ、Ｂ、Ｃ・・・の全体で２０４８画素となる。ライン
センサー３はボデー前後方向にボデーと相対移動して、
つぎのラインを測定していくことを繰り返すので、領域
１、２、３、・・・の各領域において、たとえば２の領
域においても、ボデー長手方向に複数の画素が存在す
る。

【００２７】そして、分割された各領域毎の色のデータ
（補正したＲ、Ｇ、Ｂ値、他の色空間データ、たとえば
Ｌ、ａ、ｂ値）とその平均値（その領域に含まれる全画
素について平均した色データＲ、Ｇ、Ｂ、Ｌ、ａ、ｂの
平均値Ｒ_m、Ｇ_m、Ｂ_m、Ｌ _m、ａ_m、ｂ_m）をコンピ
ュータ内で演算にて求める。

【００２８】図１９は、各領域のＬ値（明るさを示す指
標）の平均値Ｌ_mの一例を示す。図１９の例では、上限
のしきい値をＡ２の領域がオーバーしており、下限のし
きい値をＡ７、Ｂ６、Ｂ７の領域がオーバーしている。
この結果が、図２０に示すように、コンピュータ７のＣ
ＲＴに示される。以上は、Ｌ_mについて説明したが、ａ
_m、ｂ_mおよびその他の色空間データについても同様で
あり、作業者が一目でどの領域がＮＧ（不良）であるか
がわかるようにしてある。

【００２９】また、図１９のＡ２、Ａ３間のＬ_m値の変
化量が大きいが、このように隣接するデータを比較し
て、その変化量（差）が予め設定された数値より大きい
場合はＮＧとし、ＣＲＴに表示するようにしてある。上
記方法を用いることにより、ボデーの色データ取得時
に、リアルタイムで図２０のように結果を出力できる。

【００３０】図２１〜図２４は、色むら検査のもう一つ
の例を示している。３ＣＣＤラインセンサー３により撮
像された画像を図２１のように、連続した番号１〜２４
を付した領域に分割する。３ＣＣＤラインセンサー３か
らの入力値のＲ、Ｇ、Ｂ値をランプ経時劣化分補正した
補正Ｒ、Ｇ、Ｂ値を、Ｌａｂ値、ＨＳＩ値および／また
はその他の色空間データに変換し、これらの補正Ｒ、
Ｇ、Ｂ値およびＬａｂ値、ＨＳＩ値および／またはその
他の色空間データ（以下ではＬａｂ値の場合を例にと
る）の、各領域での、該領域に含まれる全画素について
の平均値Ｒ_m、Ｇ_m、Ｂ_m、Ｌ_m、ａ_m、ｂ_m、最大
値、最小値を求める。

【００３１】各領域のＬ_m、ａ_m、ｂ_m値と、それらに
対する上限値、下限値を示すと、図２２〜図２４に示す
ようになる。図２２は、Ｌ_m値とその上限値、下限値を
示し、領域番号６、７、１５が上限値、下限値をオーバ
ーしており、それがＣＲＴやプリンターに図２２の右欄
に示したように表示される。そして、領域番号６、７、
１５が色むら上、ＮＧとなる。図２３は、ａ_m値とその
上限値、下限値を示し、全領域について上限値と下限値
の間にあり、それがＣＲＴやプリンターに図２３の右欄
に示したように表示される。この場合は、色むら上、と
くに問題はない。図２４は、ｂ_m値とその上限値、下限
値を示し、領域番号６、１４が上限値、下限値をオーバ
ーしており、それがＣＲＴやプリンターに図２４の右欄
に示したように表示される。また、隣接する領域である
領域番号１２、１３間のｂ_m値の変動（差）が大きく、
このような場合も、図２４の右欄に示したように表示さ
れる。そして、領域番号６、１２、１３、１４が、色む
ら上、ＮＧとなる。検討する変動量は、上記の例のよう
に、Ｌ_m、ａ_m、ｂ_mの各値の変動量であってもよい
し、または、色空間における２点間の距離、すなわち、
Ｌａｂ空間などの色空間の場合は、隣接領域のサッフィ
ックスを（_R）とおくと、｛（Ｌ_m−Ｌ_mR）²＋（ａ_m
−ａ_mR）²＋（ｂ_m−ｂ_mR）²｝^1/2）であってもよ
い。

【００３２】図２５は、上記の色むら検査の色面検査方
法をフローチャートで示したものである。該色面検査方
法では、ステップ１０１〜１０７は前述のランプ劣化分
補正に準じる。すなわち、図２５の色面検査方法では、
ステップ１０１でランプ交換初期のＲＧＢデータを取込
み、ステップ１０２で、色測定毎に白色板８のＲＧＢ値
を測定し、ステップ１０３でランプ経時劣化幅を求め、
ステップ１０４でランプ劣化分の補正値を決定し、ステ
ップ１０５で実際の色面のＲＧＢ値を測定し、ステップ
１０６で測定ＲＧＢ値にランプ劣化分の補正値をかけて
ランプ劣化がなかったら得られるであろう補正ＲＧＢ値
を演算する。また、ステップ１０６で、補正ＲＧＢ値
を、Ｌａｂ値などの空間データに変換する。ついで、ス
テップ１０７で検査必要面の全面について検査が行われ
たか否かを判定し、否ならラインセンサーとボデーとを
相対移動させてつぎのラインまたは領域の測定への移り
ステップ１０２に戻って上記を繰り返す。ステップ１０
７で検査必要面の全面について検査が終了したと判定さ
れたらエンドとなる。

【００３３】色むら検査では、ステップ１０６とステッ
プ１０７の間にステップ２０１〜２０５を挿入して、ス
テップ２０１〜２０５を実行させる。ステップ２０２で
は、分割した各領域で、各ＲＧＢ値および／または各色
空間データＬａｂ値の、該領域に含まれる全画素につい
ての平均値Ｒ_m、Ｇ_m、Ｂ_m、Ｌ_m、ａ_m、ｂ_mを演算
する。ついで、ステップ２０３で各平均値Ｒ_m、Ｇ_m、
Ｂ_m、Ｌ_m、ａ_m、ｂ_mが予め設定されているそれぞれ
の上限値と下限値との間にあるか否かを判定し、否なら
ステップ２０３に進んで色むら有りと表示する。ついで
ステップ２０４に進み、該領域の平均値Ｒ_m、Ｇ_m、Ｂ
_m、Ｌ_m、ａ_m、ｂ_mと隣接領域の対応平均値Ｒ_mR、Ｇ
_mR、Ｂ_mR、Ｌ_mR、ａ_mR、ｂ_mRとの差が所定値以下か否か
を判定し、否の場合は色むら有りと表示する。この差に
は、３次元空間内での距離である場合を含む。色空間で
の距離は｛（Ｌ_m−Ｌ_mR）²＋（ａ_m−ａ_mR）²＋（ｂ
_m−ｂ_mR）²｝^1/2である。色むら無しの場合は、ステ
ップ１０７に戻る。これによって、各領域で色が所定範
囲にない場合および／または隣接領域との色差が大きす
ぎる場合が抽出され、色むらを自動判定できる。

【００３４】色むら自体は塗装ブツや色とびなどの欠陥
に比べて非常に小さな色の変化量であるため、ランプ劣
化分の補正により測定精度が向上して始めて可能となっ
た検査方法である。これによって、従来人の作業でしか
判別できなかった色むら検査が自動化できる。また、こ
の色むら検査は、塗装面（アルミ片の並びの変化や塗膜
の膜厚の変化により色むらが生じる）のみならず、フィ
ルムやテープの色むらにも適用でき、フィルムやテープ
の場合は自動車ボデーに貼付ける前に平面の状態でも検
査できるので、作業を容易化できる。また、測定と同時
に検査が進行するので、リアルタイムの色むら検出がで
き、対応も迅速化できる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の色面検査方法によれば、色測
定毎に白色校正板を用いて測定を行い、白色校正板のデ
ータをもとにランプの劣化による経時的なエネルギーの
減衰量を演算し、その減衰量を基に決定した補正値で被
検査色面の色測定値を補正するので、ランプが劣化して
も、劣化の無い状態での、安定した色測定値を得ること
ができる。従来と異なり明るさ調節手段等を設けること
なく、コンピュータ内での演算のみで補正することがで
きる。請求項２の色面検査方法によれば、ランプ交換毎
に、ホワイトレベル、ブラックレベルを取得しホワイト
レベル、ブラックレベル間を０〜所定の一定値とするよ
うに各画素について補正データを求め、被検査色面の色
測定毎に、補正データを基に各画素について測定入力デ
ータをシェーディング補正するので、ランプ固体差によ
る色測定値の変動を無くすかまたは低減できる。これも
コンピュータ内での演算のみで補正することができる。
請求項３の色面検査方法によれば、被検査色面の各画素
の色測定値（Ｒ、Ｇ、Ｂ値）をランプの劣化による経時
的なエネルギーの減衰量を基に決定した補正値で補正す
ると共に補正した色測定値を色空間データに変換し、被
検査面を被検査色面を複数の領域に区画した場合の各領
域について、補正色測定値（Ｒ、Ｇ、Ｂ値）および／ま
たはその色空間データ（たとえば、Ｌ、ａ、ｂ値）の平
均値（Ｒ _m、Ｇ_m、Ｂ_m値、および／または、色空間を
たとえばＬａｂ空間とすると、Ｌ _m、ａ_m、ｂ_m）を演
算し、該平均値が予め設定した範囲内にあるか否かおよ
び／または該平均値と隣接領域の対応平均値との差が所
定値以下か否かを判定し、否の場合は色むら有りと判定
し、表示するので、自動で色むらの有無を検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の色面検査方法を実施する装置の
系統図である。

【図２】ランプの劣化を示す、白色校正板によるＲＧＢ
値対ボデー測定台数のグラフである。

【図３】ランプの劣化補正のフローチャートである。

【図４】ランプの固体差を示す、白色校正板によるＲＧ
Ｂ値対ランプ（電球）番号のグラフである。

【図５】白色校正およびシェーディング補正をしていな
い場合の、Ｌ値対ボデー測定台数のグラフである。

【図６】白色校正およびシェーディング補正をしていな
い場合の、ａ値対ボデー測定台数のグラフである。

【図７】白色校正およびシェーディング補正をしていな
い場合の、ｂ値対ボデー測定台数のグラフである。

【図８】白色校正およびシェーディング補正をした場合
の、Ｌ値対ボデー測定台数のグラフである。

【図９】白色校正およびシェーディング補正をした場合
の、ａ値対ボデー測定台数のグラフである。

【図１０】白色校正およびシェーディング補正をした場
合の、ｂ値対ボデー測定台数のグラフである。

【図１１】レンズ特性により入力画像に明るさに変化が
生じる理由を示す測定装置図とそれに対応する明るさ分
布図である。

【図１２】全画素位置に対するランプ、、のホワ
イトレベル、ブラックレベルの出力値分布図である。

【図１３】全画素位置に対するホワイトレベル出力値の
分布図と、それに対するホワイトレベルを所定値（たと
えば、２５５）にする補正方法を示す補正図である。

【図１４】全画素位置に対するホワイトレベルと入力デ
ータの出力値の分布図と、それに対するホワイトレベル
を所定値（たとえば、２５５）にする補正条件で入力デ
ータを補正する方法を示す補正図である。

【図１５】全画素位置に対するホワイトレベルと入力デ
ータの出力値の分布図と、シェーディング補正後のホワ
イトレベルの補正値（全画素について２５５一定）と入
力データの補正値の出力値の分布図である。

【図１６】シェーディング補正のフローチャートであ
る。

【図１７】本発明実施例の色むら検査の色面検査方法を
実施している時の検査装置、ボデーの斜視図である。

【図１８】図１７の色面の分割の一例を示すボデーの一
部の平面図である。

【図１９】分割された各領域のＬ値の平均値のグラフで
ある。

【図２０】図１８の分割色面において明るさの色むらが
生じた領域を示す平面図である。

【図２１】色面の分割の他例を示す平面図である。

【図２２】分割領域に対するＬ値平均値の分布図とＣＲ
Ｔ出力図である。

【図２３】分割領域に対するａ値平均値の分布図とＣＲ
Ｔ出力図である。

【図２４】分割領域に対するｂ値平均値の分布図とＣＲ
Ｔ出力図である。

【図２５】色むら検査のフローチャートである。

【符号の説明】

１色面２ランプ３ラインセンサー（３ＣＣＤラインセンサー）４ＣＣＤ５Ａ／Ｄ変換器６データメモリー７コンピュータ（たとえば、パソコン）８白色校正板

フロントページの続き (72)発明者八木敏愛知県名古屋市中区大須三丁目31番28号シージーエイ株式会社内Ｆターム(参考） 2G020 AA08 CB24 CC63 CD24 CD34 CD37 CD38 DA02 DA03 DA04 DA34 DA45 2G051 AA89 AB12 BA08 CA03 CB01 CD01 EA24 EB01 EC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査色面に光源であるランプから光を
投光し３ＣＣＤラインセンサーにて被検査色面の色測定
を行う色面検査方法であって、白色校正板を３ＣＣＤラ
インセンサーの視野内で測定の邪魔にならない位置でか
つピントが合う位置に配置しておき、色測定毎に前記白
色校正板を用いて測定を行い、白色校正板のデータをも
とにランプの劣化による経時的なエネルギーの減衰量を
演算し、その減衰量を基に決定した補正値で被検査色面
の色測定値を補正する色面検査方法。
【請求項２】被検査色面に光源であるランプから光を
投光し３ＣＣＤラインセンサーにて被検査色面の色測定
を行う色面検査方法であって、ランプ交換毎に、ホワイ
トレベル、ブラックレベルを取得しホワイトレベル、ブ
ラックレベル間を０〜所定の一定値とするように各画素
について補正データを求め、被検査色面の色測定毎に、
前記補正データを基に各画素について測定入力データを
シェーディング補正する色面検査方法。
【請求項３】被検査色面に光源であるランプから光を
投光し３ＣＣＤラインセンサーにて被検査色面の色測定
を行う色面検査方法であって、色測定毎に白色校正板を
用いて測定を行い、白色校正板のデータをもとにランプ
の劣化による経時的なエネルギーの減衰量を演算し、そ
の減衰量を基に決定した補正値で被検査色面の色測定値
を補正すると共に補正色測定値を色空間データに変換
し、被検査色面を複数の領域に区画した場合の各領域に
ついて、該領域の全画素の補正色測定値および／または
色空間データの平均値を演算し、該平均値が予め設定し
た範囲内にあるか否かおよび／または隣接領域の対応平
均値との差が予め設定した値以下か否かを判定し否の場
合は色むら有りと判定する色面検査方法。