JP2002310917A - Defect detecting method and device thereof - Google Patents

Defect detecting method and device thereof

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JP2002310917A
JP2002310917A JP2001115327A JP2001115327A JP2002310917A JP 2002310917 A JP2002310917 A JP 2002310917A JP 2001115327 A JP2001115327 A JP 2001115327A JP 2001115327 A JP2001115327 A JP 2001115327A JP 2002310917 A JP2002310917 A JP 2002310917A
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JP
Japan
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fluorescent lamp
defect
aperture fluorescent
range
inspection object
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JP2001115327A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Ajisake
安志 味酒
Nobuhiko Okitsu
伸彦 興津
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure sufficient detection accuracy even through the use of a relatively inexpensive aperture fluorescent lamp as an illuminating device in a defect detecting method and device. SOLUTION: The optical axis of the aperture fluorescent lamp 2 is inclined at an angle from the direction perpendicular to the horizontal direction to an object to be inspected 1 within a range in which illuminating light from the aperture fluorescent lamp 2 is not directly incident onto an image pickup camera 3. A point of view P of the image pickup camera 3 is set at an end of an irradiation range W on the side of the image pickup camera on the object to be inspected irradiated by the aperture fluorescent lamp 2 or within a predetermined range Wp in the vicinity of the end.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象物に光を
照射してその反射画像に基づき表面の欠陥を検出する欠
陥検出技術に関し、特に、照明装置としてアパチュア蛍
光灯を用いた欠陥検出技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect detection technique for irradiating an object to be inspected with light and detecting a surface defect based on a reflected image thereof, and more particularly to a defect detection technique using an aperture fluorescent lamp as a lighting device. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、塗装面等の表面の欠陥検査におい
ては、反射光学系に画像処理技術を組み合わせることに
よって表面凹凸の欠陥を自動検出できるようにした欠陥
検出装置が用いられている。この欠陥検出装置は、通
常、検査対象物の表面に線状光線を照射する照明装置
と、検査対象物からの反射光を受光して反射画像を撮像
する撮像カメラと、撮像カメラからの信号(画像情報)
を画像処理して検査対象物の表面の欠陥を検出する画像
処理装置とから構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the inspection of defects on a surface such as a painted surface, a defect detecting apparatus has been used which can automatically detect a defect of surface irregularities by combining an image processing technique with a reflection optical system. This defect detection device usually includes an illumination device that irradiates a linear light beam onto the surface of the inspection object, an imaging camera that receives reflected light from the inspection object to capture a reflected image, and a signal (a signal from the imaging camera). Image information)
And an image processing apparatus for detecting a defect on the surface of the inspection object by performing image processing on the object.

【0003】上記の欠陥検出装置では、表面における反
射光の輝度(強度)が画像信号として画像処理装置に送
られ、この反射光の輝度に基づいて欠陥の検出が行われ
る。したがって、欠陥部の画像信号を認識しやすくして
微細な欠陥でも検出できるようにするためには、欠陥部
と正常部との反射光の階調差を大きくする必要があり、
このためには、表面における乱反射を抑制するととも
に、反射率を上げることが重要になる。
In the above defect detection apparatus, the luminance (intensity) of the reflected light on the surface is sent to the image processing apparatus as an image signal, and the defect is detected based on the luminance of the reflected light. Therefore, in order to make it easy to recognize the image signal of the defective portion and to be able to detect even a fine defect, it is necessary to increase the gradation difference of the reflected light between the defective portion and the normal portion,
For this purpose, it is important to suppress diffuse reflection on the surface and increase the reflectance.

【0004】そこで、従来の欠陥検出装置では、ハロゲ
ンランプ等の光を光ファイバライトガイドやロッドユニ
ットを用いて照射する照明装置を用い、この照明装置か
らの線状光線を検査対象物の表面に対して低角度から照
射していた。光ファイバライトガイドやロッドユニット
は集光レンズ等を用いることによって照射配光角度を1
0deg程度に設定することができ、略平行な光線を照
射することができる。したがって、これら光ファイバラ
イトガイド等によれば、このように平行光線を照射する
ことによって表面の乱反射が抑えられるとともに、光線
を低角度から照射することによって表面の反射率を上げ
ることができ、正常部と欠陥部との反射光の階調差を大
きくすることが可能となる。
Therefore, a conventional defect detection device uses an illumination device that irradiates light from a halogen lamp or the like using an optical fiber light guide or a rod unit, and applies a linear light beam from this illumination device to the surface of the inspection object. On the other hand, it was irradiated from a low angle. Optical fiber light guides and rod units use a condenser lens to reduce the irradiation light distribution angle to 1
It can be set to about 0 deg, and can emit substantially parallel light rays. Therefore, according to these optical fiber light guides and the like, irregular reflection of the surface can be suppressed by irradiating the parallel rays in this way, and the reflectance of the surface can be increased by irradiating the rays from a low angle, and the It is possible to increase the gradation difference of the reflected light between the portion and the defective portion.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
ライトガイドは、線状光線を照射するために複数の光フ
ァイバの先端部を線状に並べたラインタイプのものが用
いられるが、一般には100〜500mm程度の長さの
ものが標準になっている。したがって、検査対象物が1
00〜500mmの照明幅を必要とする検査対象物であ
れば、市販の光ファイバライトガイドを照明装置として
用いることができる。
The optical fiber light guide is of a line type in which the tips of a plurality of optical fibers are arranged in a line to irradiate a linear light beam. A length of about 500 mm is standard. Therefore, if the inspection object is 1
If the inspection object requires an illumination width of 00 to 500 mm, a commercially available optical fiber light guide can be used as the illumination device.

【0006】しかしながら、欠陥検出装置は建物の内装
パネルのような幅広の検査対象物の表面検査にも適用さ
れ、このような幅広の検査対象物に対しては、照明幅の
長い光ファイバライトガイドが必要となる。例えば、上
記内装パネルは幅が2m程度あることから、光ファイバ
ライトガイドも少なくとも2m相当の照明幅のものが要
求される。しかしながら、このような標準サイズを大き
く超えるような光ファイバライトガイドは極めて高価で
あり、コスト上採用することができない場合が多い。
However, the defect detection apparatus is also applied to a surface inspection of a wide inspection object such as an interior panel of a building, and an optical fiber light guide having a long illumination width for such a wide inspection object. Is required. For example, since the interior panel has a width of about 2 m, an optical fiber light guide having an illumination width equivalent to at least 2 m is required. However, an optical fiber light guide that greatly exceeds such a standard size is extremely expensive, and often cannot be adopted due to cost.

【0007】また、ロッドユニットは、光ファイバを介
して棒状の石英硝子ロッドに光を導光し、この石英硝子
ロッドの側面から線状光線を照射する仕組みになってい
るが、このロッドユニットも1m程度が標準的な長さで
ある。したがって、上記内装パネルのように幅が2m程
度ある検査対象物にロッドユニットを適用しようとする
と特注生産になってしまい、光ファイバライトガイドと
同様に極めて高価になってしまう。さらに、ロッドユニ
ットの場合、長さ方向の照度が均一とならず5〜10%
程度の不均一(照度のムラ)が生じてしまうという不具
合もある。
The rod unit has a structure in which light is guided to a rod-shaped quartz glass rod via an optical fiber, and a linear light beam is irradiated from a side surface of the quartz glass rod. About 1 m is a standard length. Therefore, if the rod unit is applied to an inspection object having a width of about 2 m, such as the above-mentioned interior panel, it will be custom-made and extremely expensive like an optical fiber light guide. Furthermore, in the case of a rod unit, the illuminance in the length direction is not uniform and is 5 to 10%.
There is also a disadvantage that the degree of unevenness (illuminance unevenness) occurs.

【0008】一方、一般的な線状照明として、棒状の蛍
光灯が従来から存在している。蛍光灯は、安価であって
光ファイバライトガイド等のような長さに対するコスト
上の制約が無いという利点がある。また、長さ方向の照
度の均一性が極めて高いという利点もある。したがっ
て、上記の課題への対応策として蛍光灯を欠陥検出装置
の照明装置として用いることが考えられる。この場合、
一般の蛍光灯は、360度の全方向に光を照射する構造
であるため、検査対象物から遠方に配置しない限りは平
行光線を照射することができず、また、低照射角に設置
した場合には撮像カメラに照射光が直接入射してしま
う。このため、現実的には、配光方向を制限したアパチ
ュア蛍光灯が用いられることになる。
On the other hand, a rod-shaped fluorescent lamp has been conventionally used as a general linear illumination. Fluorescent lamps have the advantage that they are inexpensive and do not have cost restrictions on their length, such as optical fiber light guides. Another advantage is that the uniformity of the illuminance in the length direction is extremely high. Therefore, it is conceivable to use a fluorescent lamp as an illumination device of the defect detection device as a measure for solving the above problem. in this case,
Since a general fluorescent lamp has a structure that irradiates light in all directions of 360 degrees, it cannot irradiate parallel rays unless it is located far from the inspection object. Irradiates light directly into the imaging camera. For this reason, an aperture fluorescent lamp with a limited light distribution direction is actually used.

【0009】しかしながら、アパチュア蛍光灯でもその
配光角度は製造上の問題から40degが限界であるた
め、配光角度が10deg程度の光ファイバライトガイ
ド等に比較すると光軸上における光線の平行度は低い。
また、配光角度が最小でも40degであることから、
撮像カメラに照射光が直接入射しないためのアパチュア
蛍光灯の光軸角度は、せいぜい40degが限界であ
り、光ファイバライトガイド等のように大きく光軸角度
を傾斜させることもできない。したがって、従来の欠陥
検出装置において光ファイバライトガイド等を単純にア
パチュア蛍光灯に置換しただけでは、検出精度(感度)
が低下してしまうことになる。
However, the aperture distribution angle of an aperture fluorescent lamp is limited to 40 deg due to manufacturing problems. Therefore, the parallelism of light rays on the optical axis is lower than that of an optical fiber light guide having a light distribution angle of about 10 deg. Low.
Also, since the light distribution angle is at least 40 deg,
The optical axis angle of the aperture fluorescent lamp for preventing the irradiation light from directly entering the imaging camera is limited to at most 40 deg, and the optical axis angle cannot be greatly inclined like an optical fiber light guide. Therefore, simply replacing the optical fiber light guide or the like with an aperture fluorescent lamp in the conventional defect detection apparatus will result in a detection accuracy (sensitivity).
Will be reduced.

【0010】このようにアパチュア蛍光灯は、単純な比
較では光ファイバライトガイド等よりも光線の平行度や
低照射角度の点において劣るものの、上述したようにコ
ストや照度の均一性という点では優れている。したがっ
て、何らかの工夫によりアパチュア蛍光灯によっても光
ファイバライトガイド等と同等の光線の平行度や低照射
角度を実現して検出精度を高め、微細な表面凹凸欠陥で
も検出できるようにして、欠陥検出装置の照明装置とし
て採用できるようにしたい。
As described above, the aperture fluorescent lamp is inferior to the optical fiber light guide or the like in terms of light beam parallelism and low irradiation angle in a simple comparison, but is superior in cost and uniformity of illuminance as described above. ing. Therefore, even with an aperture fluorescent lamp, it is possible to achieve the same degree of parallelism and low irradiation angle of light rays as an optical fiber light guide, etc., even with an aperture fluorescent lamp. I want to be able to adopt it as a lighting device.

【0011】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、比較的安価なアパチュア蛍光灯を照明装置と
して用いながらも十分な検出精度を確保できるようにし
た、欠陥検出方法及び装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a defect detection method and apparatus capable of securing sufficient detection accuracy while using a relatively inexpensive aperture fluorescent lamp as an illumination device. The purpose is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、アパチュア蛍
光灯から検査対象物に光を照射し、光照射された上記検
査対象物の反射画像を撮像カメラで撮像し、撮像された
画像情報に基づいて上記検査対象物の表面の欠陥を検出
するにあたり、アパチュア蛍光灯の配光方向と撮像カメ
ラによる視点の位置とを工夫することにより、上記目的
の達成を可能にしたものである。
According to the present invention, an inspection object is illuminated with light from an aperture fluorescent lamp, a reflected image of the illuminated inspection object is picked up by an image pickup camera, and information of the picked-up image is obtained. In order to detect the defect on the surface of the inspection object based on the above, the above object can be achieved by devising the light distribution direction of the aperture fluorescent lamp and the position of the viewpoint by the imaging camera.

【0013】すなわち、本発明の欠陥検出方法は、アパ
チュア蛍光灯からの照射光が撮像カメラに直接入射しな
い範囲でアパチュア蛍光灯の光軸を検査対象物に対し垂
直方向から水平方向に向けて斜めに傾けるとともに、ア
パチュア蛍光灯により照射される検査対象物上の照射範
囲の撮像カメラ側端部或いは端部近傍の所定範囲に撮像
カメラによる視点を設定することを特徴としている。
That is, according to the defect detection method of the present invention, the optical axis of the aperture fluorescent lamp is inclined from the vertical direction to the horizontal direction with respect to the inspection object within a range where the irradiation light from the aperture fluorescent lamp does not directly enter the imaging camera. In addition, the viewpoint of the imaging camera is set at a predetermined range near or near the imaging camera end of the irradiation range on the inspection object irradiated by the aperture fluorescent lamp.

【0014】上記のようにアパチュア蛍光灯の光軸を傾
けることにより、検査対象物に対する照射角度が低くな
って反射率が上がり、さらに、撮像カメラによる視点の
位置を上記のように照射範囲の撮像カメラ側端部或いは
端部近傍の所定範囲に設定することで、視点における実
質的な照射角度はさらに低くなって反射率はさらに上が
る。また、同時にアパチュア蛍光灯の開口部と視点との
挟角度が最小角度或いは最小角度近くまで狭まることか
ら視点に照射される光線の平行度も高くなる。
By tilting the optical axis of the aperture fluorescent lamp as described above, the irradiation angle with respect to the inspection object is reduced and the reflectance is increased, and the position of the viewpoint by the imaging camera is imaged in the irradiation range as described above. By setting the camera side end portion or a predetermined range near the end portion, the substantial irradiation angle at the viewpoint is further reduced, and the reflectance is further increased. At the same time, since the angle between the aperture of the aperture fluorescent lamp and the viewpoint is reduced to a minimum angle or close to the minimum angle, the parallelism of the light beam irradiated to the viewpoint increases.

【0015】この場合、視点の位置が光軸よりも撮像カ
メラ側にあるほど視点における実質的な照射角度は低く
なり、また、アパチュア蛍光灯の開口部と視点との挟角
度が狭いほど視点に照射される光線の平行度が高くなる
ので、撮像カメラの視点の位置は照射範囲の撮像カメラ
側端部が最適位置である。しかしながら、このように撮
像カメラ側端部に視点の位置を合わせることは難しいこ
とから、実質的には端部近傍の所定範囲でも良く、好ま
しくは、アパチュア蛍光灯の開口部と視点との挟角度が
6deg以下となる範囲とする。このような範囲であれ
ば、実質的に平行光線と見なすことができる光線を視点
に照射することができる。なお、アパチュア蛍光灯の配
光角度には特に限定はないが、好ましくは、40deg
程度或いはそれ以下の角度のものを用いる。
In this case, as the position of the viewpoint is closer to the imaging camera than the optical axis, the substantial irradiation angle at the viewpoint becomes smaller, and the narrower the angle between the opening of the aperture fluorescent lamp and the viewpoint becomes, the closer the viewpoint becomes. Since the parallelism of the irradiated light beam becomes high, the position of the viewpoint of the imaging camera is the optimum position at the imaging camera side end of the irradiation range. However, since it is difficult to adjust the position of the viewpoint to the end of the imaging camera in this way, it may be substantially in a predetermined range near the end, and preferably, the angle between the opening of the aperture fluorescent lamp and the viewpoint. Is within a range of 6 deg or less. Within such a range, light rays that can be regarded as substantially parallel light rays can be applied to the viewpoint. The light distribution angle of the aperture fluorescent lamp is not particularly limited, but is preferably 40 deg.
An angle of about or less is used.

【0016】さらに、上記の欠陥検出方法を特に塗装面
を検査対象物とする欠陥検出に用いる場合には、撮像カ
メラにより撮像された反射画像に対して次のような第
1,第2の画像処理を施すことによって欠陥検出を行う
のが好ましい。まず、第1の画像処理は、撮像カメラで
撮像された画像情報から処理領域を抽出し、抽出した処
理領域の平均輝度或いは最頻輝度の±3.5〜4.5σ
の範囲内の所定の閾値を用いて画像情報の二値化処理を
行い、二値化処理によって得られた二値化粒子の所定の
特徴量に基づき欠陥の検出を行う処理である。このよう
な処理を行うことにより、塗装面の表面に存在する凹凸
が数μmの微細な凹凸欠陥が高精度で検出される。
Further, when the above-described defect detection method is used particularly for defect detection using a painted surface as an object to be inspected, the following first and second images are used with respect to the reflected image picked up by the image pickup camera. It is preferable to detect the defect by performing processing. First, in the first image processing, a processing region is extracted from image information captured by an imaging camera, and ± 3.5 to 4.5σ of the average luminance or the mode luminance of the extracted processing region.
Is a process of performing binarization processing of image information using a predetermined threshold value within the range of, and detecting a defect based on a predetermined feature amount of the binarized particles obtained by the binarization processing. By performing such a process, fine unevenness defects having a thickness of several μm existing on the surface of the painted surface are detected with high accuracy.

【0017】また、第2の画像処理は、撮像カメラで撮
像された画像情報から処理領域を抽出し、抽出した処理
領域の平均輝度或いは最頻輝度の25〜35%の範囲内
の所定の閾値を用いて画像情報の二値化処理を行い、二
値化処理によって得られた二値化粒子の所定の特徴量に
基づき欠陥の検出を行う処理である。このような処理を
行うことにより、塗装面に存在する塗料塊による欠陥が
高精度で検出される。
In the second image processing, a processing area is extracted from image information picked up by an image pickup camera, and a predetermined threshold value within a range of 25 to 35% of the average luminance or the mode luminance of the extracted processing area. Is a process for performing a binarization process on image information using, and detecting a defect based on a predetermined feature amount of the binarized particles obtained by the binarization process. By performing such processing, a defect due to a paint lump existing on the painted surface is detected with high accuracy.

【0018】なお、上記の第1,第2の画像処理におい
て用いる特徴量は、二値化処理によって得られた二値化
粒子が正常物か欠陥かを判断し、また、欠陥種別を分類
するための判断材料であり、二値化粒子の寸法、面積、
最大/最小輝度、縦横比、面積比、個数のいずれか或い
は組み合わせを用いるのが好ましい。特に、第2の画像
処理における塗料塊による欠陥の検出には、二値化粒子
の面積と個数とを特徴量として用いるのが好ましい。
The feature values used in the first and second image processes determine whether the binarized particles obtained by the binarization process are normal or defective, and classify the defect type. The size, area, and size of the binarized particles
It is preferable to use one or a combination of the maximum / minimum luminance, the aspect ratio, the area ratio, and the number. In particular, it is preferable to use the area and the number of the binarized particles as the feature amount for detecting the defect due to the paint mass in the second image processing.

【0019】また、本発明は、上記の欠陥検出方法を適
用可能な装置も提供する。この欠陥検出装置は、検査対
象物に光を照射するアパチュア蛍光灯と、光照射された
検査対象物の反射画像を撮像する撮像カメラと、撮像さ
れた画像情報を処理して検査対象物の表面の欠陥を検出
する画像処理手段とを備えた欠陥検出装置であって、ア
パチュア蛍光灯の光軸がアパチュア蛍光灯からの照射光
が撮像カメラに直接入射しない範囲で検査対象物に対し
垂直方向から水平方向に向けて斜めに傾けて設定され、
撮像カメラによる視点がアパチュア蛍光灯により照射さ
れる検査対象物上の照射範囲の撮像カメラ側端部或いは
端部近傍の所定範囲に設定されていることを特徴として
いる。
The present invention also provides an apparatus to which the above-described defect detection method can be applied. The defect detection device includes an aperture fluorescent lamp that irradiates the inspection object with light, an imaging camera that captures a reflection image of the inspection object that has been irradiated with light, and a surface of the inspection object that processes captured image information. Image processing means for detecting the defect of the defect, the optical axis of the aperture fluorescent lamp from the direction perpendicular to the inspection object in a range where the irradiation light from the aperture fluorescent lamp does not directly enter the imaging camera It is set obliquely toward the horizontal direction,
It is characterized in that the viewpoint of the imaging camera is set to a predetermined range near the imaging camera end or near the end of the irradiation range on the inspection target irradiated by the aperture fluorescent lamp.

【0020】なお、視点の設定位置は、アパチュア蛍光
灯の開口部との挟角度が6deg以下となる範囲である
ことが好ましい。
It is preferable that the viewpoint is set at a position where the angle between the viewpoint and the opening of the aperture fluorescent lamp is 6 deg or less.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。まず、図1を用いて本
発明の一実施形態にかかる欠陥検出装置の構成について
説明する。図1に示すように本実施形態にかかる欠陥検
出装置は、検査対象物の表面(検査面)1に向けて配置
されたアパチュア蛍光灯2と、同じく検査面1に向けて
配置されたラインセンサカメラ{CCD素子を幅方向に
複数個(例えば5000個)並設したカメラ、以下、単
にカメラという}3と、ラインセンサカメラ3に接続さ
れた画像処理装置4とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of a defect detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the defect detection device according to the present embodiment includes an aperture fluorescent lamp 2 arranged toward a surface (inspection surface) 1 of an inspection object, and a line sensor similarly arranged toward the inspection surface 1. Camera: A camera having a plurality of (for example, 5000) CCD elements arranged side by side in the width direction, hereinafter simply referred to as a camera # 3, and an image processing device 4 connected to the line sensor camera 3.

【0022】本発明では、アパチュア蛍光灯2の配光方
向とカメラ3による検査面1上での視点の位置とが重要
であり、本実施形態においては、アパチュア蛍光灯2と
して配光角度θが40degのものを用い、開口部2a
がカメラ3側を臨むように、その光軸を検査面1に対し
垂直方向から水平方向に向けて傾斜させて配置してい
る。そして、アパチュア蛍光灯2により照射される検査
面1上の照射範囲W中において、特に照射範囲Wのカメ
ラ3側端部付近の所定範囲Wpにカメラ3の視点Pを設
定している。
In the present invention, the light distribution direction of the aperture fluorescent lamp 2 and the position of the viewpoint on the inspection surface 1 by the camera 3 are important. In the present embodiment, the light distribution angle θ of the aperture fluorescent lamp 2 is 40 deg, opening 2a
The optical axis is inclined from the vertical direction to the horizontal direction with respect to the inspection surface 1 so as to face the camera 3 side. The viewpoint P of the camera 3 is set in a predetermined range Wp near the camera 3 side end of the irradiation range W in the irradiation range W on the inspection surface 1 irradiated by the aperture fluorescent lamp 2.

【0023】上記の所定範囲Wpは、アパチュア蛍光灯
2の開口部2aと視点Pとの挟角度γが6deg以下と
なる範囲である。視点Pをこの所定範囲Wp内に設定す
る場合、仮にアパチュア蛍光灯2の照明高さHLが50
〜200mm、カメラ3と視点Pとの距離Lcが600
〜1000mmであれば、カメラ3の受光角度αは55
〜75degの範囲で設定することができ、光軸の角度
βは20〜40degの範囲で設定することができる。
ただし、低照射角度による反射率の向上をはかるために
は、光軸の角度βは、アパチュア蛍光灯2からの照射光
がカメラ3に直接入射しない限度で、できるだけ大きく
設定することが好ましい。
The above-mentioned predetermined range Wp is a range in which the included angle γ between the opening 2a of the aperture fluorescent lamp 2 and the viewpoint P is 6 deg or less. When the viewpoint P is set within the predetermined range Wp, if the illumination height HL of the aperture fluorescent lamp 2 is 50
~ 200mm, distance Lc between camera 3 and viewpoint P is 600
10001000 mm, the light receiving angle α of the camera 3 is 55
The angle β of the optical axis can be set in the range of 20 to 40 deg.
However, in order to improve the reflectance by a low irradiation angle, the angle β of the optical axis is preferably set to be as large as possible as long as the irradiation light from the aperture fluorescent lamp 2 does not directly enter the camera 3.

【0024】このような配置によれば、アパチュア蛍光
灯2の光軸を傾けることにより、検査面1に対する照射
角度が低くなって反射率が上がり、さらに、カメラ3に
よる視点Pの位置を上記の所定範囲Wp内に設定するこ
とで、視点Pにおける実質的な照射角度φがさらに低く
なって反射率はさらに向上する。また、同時にアパチュ
ア蛍光灯2の開口部2aと視点Pとの挟角度γが6de
g以下まで狭まることから、視点Pに照射される光線
は、ばらつきが6deg以下の範囲の略平行な光線とな
る。
According to such an arrangement, by inclining the optical axis of the aperture fluorescent lamp 2, the irradiation angle with respect to the inspection surface 1 is reduced and the reflectance is increased. By setting within the predetermined range Wp, the substantial irradiation angle φ at the viewpoint P is further reduced, and the reflectance is further improved. At the same time, the angle γ between the opening 2a of the aperture fluorescent lamp 2 and the viewpoint P is 6 de.
g, the light beam applied to the viewpoint P is a substantially parallel light beam having a variation of 6 deg or less.

【0025】ここで、図2,図3は反射光の輝度と検査
面1の形状との関係を示す模式図である。ここでは、図
2(a)に示すように、カメラ3の視点Pを照射範囲W
のカメラ3側端部(明暗境目)に設定した場合について
説明する。なお、アパチュア蛍光灯2の配光角度θは図
1と同様に40degであり、光軸の角度は33deg
に設定している。また、カメラ3の光軸は、明暗境目の
正反射方向よりも検査面1に対して水平方向に傾けてお
り、ここでは受光角度αは65degに設定している。
FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams showing the relationship between the brightness of the reflected light and the shape of the inspection surface 1. FIG. Here, as shown in FIG. 2A, the viewpoint P of the camera 3 is shifted to the irradiation range W.
Is set at the end of the camera 3 (the boundary between bright and dark). The light distribution angle θ of the aperture fluorescent lamp 2 is 40 deg similarly to FIG. 1, and the angle of the optical axis is 33 deg.
Is set to Further, the optical axis of the camera 3 is inclined in the horizontal direction with respect to the inspection surface 1 with respect to the specular reflection direction at the bright and dark boundaries, and the light receiving angle α is set to 65 deg here.

【0026】アパチュア蛍光灯2から照射された光は検
査面1において散乱反射するが、視点Pにおける散乱反
射光は、図中に示すように正反射方向を中心とする滴形
の輝度分布(反射配光曲線)を示す。したがって、反射
光の輝度は正反射方向が最も強く、正反射方向から外れ
るに従って弱くなっていく。このため、上記のようにカ
メラ3の光軸を水平面での正反射方向よりも傾けて設定
することにより、図2(b),図2(c)及び図3
(a),図3(b)に示すように、カメラ3には検査面
1の形状に応じた輝度の反射光が入射されることにな
る。
Although the light emitted from the aperture fluorescent lamp 2 is scattered and reflected on the inspection surface 1, the scattered reflected light at the viewpoint P has a drop-shaped luminance distribution (reflection) centered on the regular reflection direction as shown in the figure. (Light distribution curve). Therefore, the brightness of the reflected light is strongest in the specular reflection direction, and becomes weaker as the light deviates from the specular reflection direction. For this reason, by setting the optical axis of the camera 3 so as to be inclined from the regular reflection direction on the horizontal plane as described above, the camera 3 can be used as shown in FIGS. 2B, 2C and 3.
As shown in FIGS. 3A and 3B, reflected light having a luminance corresponding to the shape of the inspection surface 1 is incident on the camera 3.

【0027】具体的には、図2(b)に示すように検査
面1がアパチュア蛍光灯2側からカメラ3側に下方に傾
いている場合、明暗境目の正反射方向も下方に傾き、正
反射方向とカメラ3の光軸方向との角度が狭まる。これ
により、カメラ3に入射する反射光の輝度は図2(a)
に示す水平な基準面からの反射光の輝度よりも増大す
る。逆に、図2(c)に示すように検査面1がアパチュ
ア蛍光灯2側からカメラ3側に上方に傾いている場合に
は、明暗境目の正反射方向も上方に傾き、正反射方向と
カメラ3の光軸方向との角度が開く。これにより、カメ
ラ3に入射する反射光の輝度は図2(a)に示す水平な
基準面からの反射光の輝度よりも低下する。
More specifically, as shown in FIG. 2B, when the inspection surface 1 is inclined downward from the aperture fluorescent lamp 2 toward the camera 3, the regular reflection direction at the bright and dark boundaries is also inclined downward. The angle between the reflection direction and the optical axis direction of the camera 3 becomes narrow. As a result, the luminance of the reflected light incident on the camera 3 becomes as shown in FIG.
The luminance of the reflected light from the horizontal reference plane shown in FIG. Conversely, when the inspection surface 1 is inclined upward from the aperture fluorescent lamp 2 toward the camera 3 as shown in FIG. The angle with respect to the optical axis direction of the camera 3 opens. Thereby, the luminance of the reflected light incident on the camera 3 is lower than the luminance of the reflected light from the horizontal reference plane shown in FIG.

【0028】また、図3(a)に示すように検査面1が
基準面よりも高くなっている場合には、明暗境目の正反
射方向は上方に平行移動し、正反射方向の軸とカメラ3
の光軸とが離れる。これにより、カメラ3に入射する反
射光の輝度は図2(a)に示す水平な基準面からの反射
光の輝度よりも低下する。逆に、図3(b)に示すよう
に検査面1が基準面よりも低くなっている場合には、明
暗境目の正反射方向は下方に平行移動し、正反射方向の
軸とカメラ3の光軸とが接近する。これにより、カメラ
3に入射する反射光の輝度は図2(a)に示す水平な基
準面からの反射光の輝度よりも増大する。
When the inspection surface 1 is higher than the reference surface as shown in FIG. 3A, the specular reflection direction at the bright / dark boundary moves upward in parallel, and the axis of the specular reflection direction and the camera are shifted. 3
Away from the optical axis of Thereby, the luminance of the reflected light incident on the camera 3 is lower than the luminance of the reflected light from the horizontal reference plane shown in FIG. Conversely, when the inspection surface 1 is lower than the reference surface as shown in FIG. 3B, the specular reflection direction at the bright / dark boundary moves downward in parallel, and the axis of the specular reflection direction and the camera 3 The optical axis approaches. Thus, the luminance of the reflected light incident on the camera 3 is higher than the luminance of the reflected light from the horizontal reference plane shown in FIG.

【0029】このようにカメラ3に入射する反射光の輝
度は検査面1の形状に応じて変化する。そして、カメラ
3から送信される信号(画像情報)はこの反射光の輝度
に対応しているので、カメラ3からの信号を画像処理装
置4において適宜の閾値を用いて二値化処理を行うこと
で検査面1の欠陥を検出することができる。特に、本実
施形態にかかる欠陥検出装置によれば、上述のように従
来の光ファイバライトガイド等を用いた照明装置と同様
に平行光線を低照射角度で検査面1に照射することがで
きるので、反射配光曲線の広がりを抑えるとともに正反
射方向における反射率を高めることができ、検査面1に
おける欠陥部と正常部との反射光の階調差を大きくして
微細な欠陥でも検出することができる。
As described above, the luminance of the reflected light incident on the camera 3 changes according to the shape of the inspection surface 1. Since the signal (image information) transmitted from the camera 3 corresponds to the luminance of the reflected light, the signal from the camera 3 is subjected to the binarization processing in the image processing device 4 using an appropriate threshold. Thus, a defect on the inspection surface 1 can be detected. In particular, according to the defect detection device according to the present embodiment, the inspection surface 1 can be irradiated with a parallel light beam at a low irradiation angle as in the illumination device using the conventional optical fiber light guide or the like as described above. In addition, it is possible to suppress the spread of the reflection light distribution curve and increase the reflectance in the specular reflection direction, and to detect a fine defect by increasing the gradation difference of the reflected light between the defective portion and the normal portion on the inspection surface 1. Can be.

【0030】次に、画像処理装置4による画像処理方法
について説明する。画像処理装置4では、適宜の閾値で
画像情報の二値化処理を行うことで検査面1における正
常部と欠陥部とを識別する。閾値は正常部と欠陥部と輝
度の階調差に応じて設定するが、一般に階調差が小さい
ほど閾値を正常部の輝度に近づける必要がある。
Next, an image processing method by the image processing apparatus 4 will be described. The image processing device 4 identifies a normal part and a defective part on the inspection surface 1 by performing binarization processing of image information with an appropriate threshold. The threshold value is set according to the gradation difference between the normal part, the defective part, and the luminance. In general, the smaller the gradation difference, the closer the threshold to the luminance of the normal part.

【0031】ところが、塗装を施した内装材を検査対象
物とするときのように、検査面1が塗装面となる場合に
は、塗装面は塗料に起因する表面粗さが比較的大きいた
め、正常部でも反射光の輝度の分散が大きい。このた
め、微細な欠陥でも検出できるように閾値を正常部の輝
度近辺に設定すると、欠陥部のみならず正常部の一部も
欠陥側に二値化されてしまい、正常部を欠陥と誤認識し
てしまう虞がある。
However, when the inspection surface 1 is a painted surface, such as when a painted interior material is an object to be inspected, the painted surface has relatively large surface roughness due to the paint. Even in the normal part, the dispersion of the luminance of the reflected light is large. Therefore, if the threshold value is set near the luminance of the normal part so that even a minute defect can be detected, not only the defective part but also a part of the normal part is binarized to the defect side, and the normal part is erroneously recognized as a defect. There is a risk of doing this.

【0032】また、塗装面の欠陥には、ベースとなる基
板の表面にある凹凸が表に現れたもの(凹凸欠陥)に加
えて、塗料塊による塗装欠陥も含まれている。この塗料
塊による塗装欠陥は、通常、他の微細な凹凸欠陥とは別
扱いされるが、単に二値化処理を行ったのみでは塗装欠
陥も他の凹凸欠陥と同じく通常の欠陥として認識されて
しまう。従来、この塗装欠陥は人間の目視によって検出
していたが、塗装欠陥も微細な凹凸欠陥と同様に自動検
出することが望まれる。
In addition, the defects on the painted surface include, in addition to those having irregularities on the surface of the substrate serving as a base (irregularities), painting defects due to a lump of paint. Painting defects due to this paint lump are usually treated separately from other fine unevenness defects, but simply by binarizing, coating defects are recognized as normal defects like other unevenness defects. I will. Conventionally, this coating defect has been visually detected by a human, but it is desired that the coating defect be automatically detected in the same manner as the fine unevenness defect.

【0033】そこで、本実施形態では、画像処理装置4
における欠陥検出処理を次のようなアルゴリズムで行う
ことにより、微細な凹凸欠陥の正確な検出と、凹凸欠陥
と塗装欠陥との識別とを可能にした。まず、図4,図5
を用いて本実施形態にかかる欠陥検出処理の概略を説明
する。図4は塗装面の輝度分布の一例を示したものであ
るが、この図に示すように、本実施形態では、凹凸欠陥
と塗装欠陥とで欠陥検出に用いる閾値を異ならせてい
る。すなわち、凹凸欠陥に対しては、平均輝度をm、輝
度分散をσとしとき、m±3.5〜4.5σを閾値とし
ている。従来の塗装面の欠陥検出ではm±5〜6σを閾
値として設定していたが、本実施形態ではより微細な欠
陥を検出できるように閾値を平均輝度に近づけ、それに
伴う誤判定は後述する特徴量に基づく判定処理によって
防止するようにしている。一方、塗装欠陥に対しては、
塗装塊は背景に対して極めて暗く見えるので、平均輝度
mの25〜35%程度の極めて低い値を閾値として設定
している。なお、閾値を設定する基準として平均輝度の
代わりに最頻輝度を用いてもよい。
Therefore, in the present embodiment, the image processing device 4
By performing the defect detection processing in the above with the following algorithm, accurate detection of minute unevenness defects and identification of unevenness defects and paint defects were made possible. First, FIGS. 4 and 5
The outline of the defect detection processing according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an example of the luminance distribution of the painted surface. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the threshold value used for defect detection differs between the unevenness defect and the painting defect. That is, when the average luminance is m and the luminance variance is σ, the threshold value is m ± 3.5-4.5σ for the unevenness defect. In the conventional method for detecting a defect on a painted surface, the threshold value is set to m ± 5 to 6σ. However, in the present embodiment, the threshold value is set close to the average luminance so that a finer defect can be detected. This is prevented by a determination process based on the amount. On the other hand, for paint defects,
Since the painted lump looks extremely dark against the background, an extremely low value of about 25 to 35% of the average luminance m is set as the threshold. Note that the mode luminance may be used instead of the average luminance as a reference for setting the threshold.

【0034】上記のように閾値を変えて二値化処理を行
うことにより、微細な凹凸欠陥と塗装欠陥とに対応する
二値化粒子がそれぞれ抽出される。しかしながら、二値
化処理により得られる二値化粒子は凹凸欠陥,塗装欠陥
の各候補にすぎず、正常部の一部が含まれている可能性
がある。そこで、本実施形態では、各欠陥の形状を示す
特徴量に基づく画像処理によって、二値化粒子の中から
凹凸欠陥,塗装欠陥をそれぞれ検出するようにしてい
る。
By performing the binarization processing while changing the threshold value as described above, the binarized particles corresponding to the fine irregularities and the coating defects are respectively extracted. However, the binarized particles obtained by the binarization process are only candidates for unevenness defects and painting defects, and may include a part of a normal part. Therefore, in the present embodiment, the unevenness defect and the coating defect are respectively detected from the binarized particles by the image processing based on the feature amount indicating the shape of each defect.

【0035】例えば、図5は表面の欠陥のうち代表的な
ものの形状例を示した模式図である。この図に示すよう
に、各欠陥には形状上の特徴があり、その特徴を定量化
したもの(特徴量)に基づいて画像処理を行うことで正
常部との識別が可能になる。そして、下記の表1は欠陥
の種類と対応する閾値及び特徴量との関係を示したもの
である。下表において塗装欠陥は塗装塊による欠陥であ
り、表面欠陥A〜Lは凹凸欠陥に対応する。この表に示
すように、各欠陥は、二値化粒子の大きさ、面積、個
数、最大輝度、最小輝度、縦横比{=min(縦長さ,
横長さ)/max(縦長さ,横長さ)}、面積比{=面
積/(縦長さ×横長)}の適宜の組み合わせを特徴量と
することで正常部との識別が可能になる。特に、塗装欠
陥は、二値化粒子の面積と個数とを特徴量とすることで
正常部との識別が可能になる。
For example, FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the shape of a representative one of the surface defects. As shown in this figure, each defect has a feature in shape, and by performing image processing based on a quantified feature (feature amount), it is possible to identify a normal part. Table 1 below shows the relationship between the type of defect and the corresponding threshold value and feature amount. In the table below, the coating defect is a defect due to a coating lump, and the surface defects A to L correspond to unevenness defects. As shown in this table, each defect corresponds to the size, area, and number of binarized particles, maximum luminance, minimum luminance, and aspect ratio 縦 = min (vertical length,
An appropriate combination of (horizontal length) / max (vertical length, horizontal length) 長 and area ratio {= area / (vertical length × horizontal length)} is used as a feature amount to enable discrimination from a normal part. In particular, a coating defect can be distinguished from a normal part by using the area and the number of binarized particles as characteristic amounts.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】次に、図6〜図9のフローチャートを用い
て、本実施形態にかかる欠陥検出処理をより具体的に説
明する。まず、図6に示すように、画像処理装置4は、
カメラ3から画像情報(輝度信号)を受信し、受信した
画像情報をメモリに蓄積していく(ステップS11
0)。そして、塗装面上の所定の面積に対応するだけの
画像情報(例えば、2048画素×1000ライン)が
蓄積されたところで、ステップS120以降の画像処理
を開始する。
Next, the defect detection processing according to the present embodiment will be described more specifically with reference to the flowcharts of FIGS. First, as shown in FIG. 6, the image processing device 4
Image information (luminance signal) is received from the camera 3, and the received image information is stored in the memory (step S11).
0). Then, when image information (for example, 2048 pixels × 1000 lines) corresponding to a predetermined area on the painted surface is accumulated, the image processing after step S120 is started.

【0038】ステップS120では、画像処理装置4
は、ステップS110で得られた画像に対してヒストグ
ラム処理を施し、画像全体の平均輝度m、最頻度輝度、
及び標準偏差σを算出する。なお、このヒストグラム処
理は画像全体について行ってもよく、いくつかの特定の
ラインについて行ってもよい。続いて、画像処理装置4
は、ステップS130において平均輝度mに基づき画像
のシェーディング補正を行う。そして、ステップS14
0において閾値(m−4σ)で二値化処理を行い、正常
部よりも暗い欠陥(以下、黒欠陥という)の候補となる
粒子を抽出する。また、ステップS150において閾値
(m+4σ)で二値化処理を行い、正常部よりも明るい
欠陥(以下、白欠陥という)の候補となる粒子を抽出す
る。
In step S120, the image processing device 4
Performs histogram processing on the image obtained in step S110, and calculates the average luminance m, the most frequent luminance,
And the standard deviation σ are calculated. Note that this histogram processing may be performed on the entire image or on some specific lines. Subsequently, the image processing device 4
Performs shading correction of the image based on the average luminance m in step S130. Then, step S14
At 0, a binarization process is performed with a threshold value (m-4σ) to extract particles that are candidates for a defect darker than a normal part (hereinafter, referred to as a black defect). In step S150, binarization processing is performed using a threshold value (m + 4σ) to extract particles that are candidates for a defect brighter than a normal part (hereinafter, referred to as a white defect).

【0039】次に、画像処理装置4は、ステップS16
0において画像のノイズ処理を行い、ステップS14
0,S150で抽出した粒子からノイズを除去する。そ
して、ノイズ除去により残った粒子についてラベリング
を行い(ステップS170)、粒子間距離が所定距離内
にある粒子は同一粒子とみなして統合する(ステップS
180)。そして、各粒子について、座標、面積、縦横
長さ、縦横比、面積比、平均からの最小・最大輝度をそ
れぞれ計算する(ステップS190)。
Next, the image processing device 4 executes step S16.
0, noise processing of the image is performed, and step S14
0, noise is removed from the particles extracted in S150. Then, labeling is performed on the particles remaining after the noise removal (step S170), and particles whose inter-particle distance is within a predetermined distance are regarded as the same particle and integrated (step S170).
180). Then, for each particle, a coordinate, an area, an aspect ratio, an aspect ratio, an area ratio, and a minimum / maximum luminance from the average are calculated (step S190).

【0040】以上の前処理が完了すると、画像処理装置
4は、まず、図7に示すフローにしたがい塗装欠陥の検
出処理を行う。ステップS210では、画像処理装置4
は、最小輝度が閾値(m−0.7m)よりも小さい粒子
が存在するか否か判断する。ステップS210の条件を
満たす粒子が存在する場合、ステップS140で抽出さ
れた黒欠陥の候補となる粒子について閾値(m−0.7
m)で再び二値化処理を行い(ステップS220)、続
いて、二値化処理で抽出された各粒子の面積を計算する
(ステップS230)。そして、ステップS240にお
いて、(所定値A0≦面積<所定値A1)の関係を満た
す粒子が所定値X0個以上、或いは、(所定値A1≦面
積)の関係を満たす粒子が所定値X1(<X0)個以上
存在するか否か判定し、ステップS240の条件を満た
す粒子が存在する場合には、その粒子については塗装欠
陥と判定する。
When the above preprocessing is completed, the image processing apparatus 4 first performs a coating defect detection process according to the flow shown in FIG. In step S210, the image processing device 4
Determines whether there is a particle whose minimum luminance is smaller than the threshold value (m-0.7 m). If there is a particle that satisfies the condition of step S210, the threshold value (m−0.7) is set for the particle that is a candidate for a black defect extracted in step S140.
m), the binarization processing is performed again (step S220), and subsequently, the area of each particle extracted by the binarization processing is calculated (step S230). Then, in step S240, X0 or more particles satisfy the relationship of (predetermined value A0 ≦ area <predetermined value A1) or particles satisfying the relationship of (predetermined value A1 ≦ area) are X1 (<X0 It is determined whether or not there is at least one particle. If there is a particle that satisfies the condition of step S240, it is determined that the particle is a coating defect.

【0041】次に、画像処理装置4は、図8に示すフロ
ーにしたがい塗装欠陥以外の黒欠陥、すなわち、表面欠
陥A〜Gの検出処理を行う。まず、ステップS310で
は、{所定値S0≦粒子サイズ<所定値S1、かつ、−
0.7m≦(最小輝度−m)<所定値D}の関係を満た
す粒子が存在するか判定し、存在する場合にはその粒子
は何れかの黒欠陥と判定する。次に、ステップS320
では、{所定値S1≦粒子サイズ<所定値S2、かつ、
(最小輝度−m)<所定値D}の関係を満たす粒子が存
在するか判定し、存在する場合にはその粒子も何れかの
黒欠陥と判定する。さらに、ステップS330では、
(所定値S2≦粒子サイズ)の関係を満たす粒子が存在
するか判定し、存在する場合にはその粒子も何れかの黒
欠陥と判定する。
Next, the image processing device 4 performs detection processing of black defects other than the coating defects, that is, surface defects A to G according to the flow shown in FIG. First, in step S310, {predetermined value S0 ≦ particle size <predetermined value S1, and −
It is determined whether there is a particle satisfying the relationship of 0.7m ≦ (minimum luminance−m) <predetermined value D}, and if so, the particle is determined to be any black defect. Next, step S320
Then, Δpredetermined value S1 ≦ particle size <predetermined value S2, and
It is determined whether there is a particle that satisfies the relationship of (minimum luminance−m) <predetermined value D}, and if so, that particle is also determined to be any black defect. Further, in step S330,
It is determined whether there is a particle satisfying the relationship of (predetermined value S2 ≦ particle size), and if so, the particle is also determined to be any black defect.

【0042】次に、画像処理装置4は、図9に示すフロ
ーにしたがい白欠陥である表面欠陥H〜Lの検出処理を
行う。まず、ステップS410では、(粒子サイズ≦所
定値S4)の関係を満たす粒子が所定値X2個以上存在
するか判定し、存在する場合にはその粒子は表面欠陥H
と判定する。次に、ステップS420では、(所定値S
4≦粒子サイズ、かつ、縦横比<所定値R)の関係を満
たす粒子が存在するか判定し、存在する場合にはその粒
子も表面欠陥Hと判定する。さらに、ステップS430
では、(所定値S4≦粒子サイズ、かつ、面積比<所定
値B)の関係を満たす粒子が存在するか判定し、存在す
る場合にはその粒子は表面欠陥Kと判定する。そして、
ステップS440では、図8のステップS310〜ステ
ップS330と同様の判定処理を行い、判定条件を満た
す粒子が存在する場合にはその粒子はその他の白欠陥と
判定する。以上の処理の結果、いずれの欠陥も検出され
なかった検査対象物(塗装面)については良品と判定
し、これにより一連の欠陥検出処理を終了する。
Next, the image processing apparatus 4 performs detection processing of surface defects H to L, which are white defects, according to the flow shown in FIG. First, in step S410, it is determined whether or not there are X2 or more particles having a predetermined value X satisfying the relationship of (particle size ≦ predetermined value S4).
Is determined. Next, in step S420, (predetermined value S
It is determined whether there is a particle satisfying the relationship of 4 ≦ particle size and aspect ratio <predetermined value R), and if so, the particle is also determined to be a surface defect H. Further, step S430
Then, it is determined whether or not there is a particle satisfying the relationship of (predetermined value S4 ≦ particle size and area ratio <predetermined value B), and if so, the particle is determined to be a surface defect K. And
In step S440, the same determination processing as in steps S310 to S330 of FIG. 8 is performed. If there is a particle that satisfies the determination condition, the particle is determined to be another white defect. As a result of the above processing, the inspection object (painted surface) on which no defect is detected is determined as a non-defective product, and a series of defect detection processing is terminated.

【0043】塗装面の表面粗さRaは0.2〜1.0μ
mであるのに対し、図5に示したような塗装面上の凹凸
欠陥は、表面凹凸の傾斜角度が0.2〜1.0degで
高低差が数μm程度の微細なものであるが、図1に示す
光学系を用いて塗装面の画像情報を取得し、その画像情
報を上述のようなアルゴリズムによって処理すること
で、このような微細な欠陥でも正確に検出することが可
能になる。また、閾値を変えて二値化処理を行うことに
よって、塗装面における凹凸欠陥と塗装欠陥とを混同す
ることなく正確に識別することもできる。
The surface roughness Ra of the painted surface is 0.2 to 1.0 μm
In contrast, the irregularities on the painted surface as shown in FIG. 5 are minute with an inclination angle of the surface irregularities of 0.2 to 1.0 deg and a height difference of about several μm. By acquiring the image information of the painted surface using the optical system shown in FIG. 1 and processing the image information by the above-described algorithm, it becomes possible to accurately detect even such minute defects. Further, by performing the binarization processing while changing the threshold value, it is also possible to accurately identify the unevenness defect on the painted surface and the paint defect without being confused.

【0044】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができることは言うまでもない。例えば、本発
明の欠陥検出方法及び装置は、実施形態のような塗装面
の欠陥検出に限定されず、樹脂シートや金属表面等の欠
陥検出にも適用することができる。本発明によれば、従
来の光ファイバライトガイド等を用いた照明装置と同様
に平行光線を低照射角度で検査対象物の表面に照射する
ことができるので、検査対象物によらず、十分な検出精
度を確保することができる。
As described above, one embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say. For example, the defect detection method and apparatus of the present invention are not limited to the detection of a defect on a painted surface as in the embodiment, but can be applied to the detection of a defect on a resin sheet, a metal surface, or the like. According to the present invention, a parallel light beam can be applied to the surface of the inspection object at a low irradiation angle in the same manner as a conventional illumination device using an optical fiber light guide or the like. Detection accuracy can be ensured.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の欠陥検出
方法及び装置によれば、アパチュア蛍光灯からの照射光
が撮像カメラに直接入射しない範囲でアパチュア蛍光灯
の光軸を検査対象物に対し垂直方向から水平方向に向け
て斜めに傾けるとともに、アパチュア蛍光灯により照射
される検査対象物上の照射範囲の撮像カメラ側端部或い
は端部近傍の所定範囲に撮像カメラによる視点を設定す
ることにより、平行に近い光線を低照射角度で検査対象
物の表面に照射することができるので、表面における反
射率を高めて欠陥部と正常部との反射光の階調差を大き
くすることができ、これにより微細な欠陥でも正確に検
出することができるという効果がある。
As described above in detail, according to the defect detection method and apparatus of the present invention, the optical axis of the aperture fluorescent lamp is inspected within the range where the irradiation light from the aperture fluorescent lamp does not directly enter the imaging camera. To the horizontal direction from the vertical direction, and set the viewpoint of the imaging camera at a predetermined range near or near the imaging camera side end of the irradiation range on the inspection target irradiated by the aperture fluorescent lamp. This makes it possible to irradiate the surface of the inspection object with a light beam that is nearly parallel to the surface of the inspection object at a low irradiation angle. Therefore, it is possible to increase the reflectance on the surface and increase the gradation difference between reflected light between the defective portion and the normal portion. Therefore, there is an effect that even a minute defect can be accurately detected.

【0046】特に、アパチュア蛍光灯の開口部と視点と
の挟角度を6deg以下となるように設定することによ
って、実質的に平行光線と見なすことができる光線を視
点に照射することができる。検査対象物が2m相当の照
明幅を必要とする場合、本発明の欠陥検出方法及び装置
によりアパチュア蛍光灯を採用することによって、幅方
向の照度均一性が極めて高く、略平行な線状照明手段を
低コストで得ることができる。
In particular, by setting the angle between the aperture of the aperture fluorescent lamp and the viewpoint to be 6 deg or less, it is possible to irradiate the viewpoint with a light beam that can be regarded as a substantially parallel light beam. When the inspection object requires an illumination width equivalent to 2 m, by employing an aperture fluorescent lamp by the defect detection method and apparatus of the present invention, the illuminance uniformity in the width direction is extremely high, and a substantially parallel linear illumination means. Can be obtained at low cost.

【0047】また、塗装面を検査対象物とする場合に
は、平均輝度或いは最頻輝度の±3.5〜4.5σの範
囲内の所定の閾値を用いて画像情報の二値化処理を行
い、二値化粒子の所定の特徴量に基づき欠陥の検出を行
うことにより、塗装面の凹凸欠陥を高精度で検出するこ
とができ、平均輝度或いは最頻輝度の25〜35%の範
囲内の所定の閾値を用いて画像情報の二値化処理を行
い、二値化粒子の所定の特徴量に基づき欠陥の検出を行
うことにより、塗装面の塗装欠陥を高精度で検出するこ
とができる。この場合、特徴量として二値化粒子の寸
法、面積、最大/最小輝度、縦横比、面積比、個数のい
ずれか或いは組み合わせを用いることにより、凹凸欠陥
や塗装欠陥をより高精度で検出することができる。
When the painted surface is to be inspected, the binarization processing of the image information is performed by using a predetermined threshold value within a range of ± 3.5 to 4.5σ of the average luminance or the mode luminance. By performing the defect detection based on the predetermined feature amount of the binarized particles, it is possible to detect the unevenness defect of the painted surface with high accuracy, and the average luminance or the mode luminance is within the range of 25 to 35%. By performing binarization processing of image information using a predetermined threshold value and detecting a defect based on a predetermined feature amount of the binarized particles, a coating defect on a painted surface can be detected with high accuracy . In this case, by using any or a combination of the size, area, maximum / minimum brightness, aspect ratio, area ratio, and number of the binarized particles as the feature amount, the unevenness defect and the coating defect can be detected with higher accuracy. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかる欠陥検出装置の構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a defect detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態にかかる反射光の輝度と検
査面の形状との関係を示す模式図であり、(a)は水平
面(基準面)における反射状態を示す図、(b)は下方
へ傾斜した傾斜面における反射状態を示す図、(c)は
上方へ傾斜した傾斜面における反射状態を示す図であ
る。
2A and 2B are schematic diagrams illustrating a relationship between the brightness of reflected light and the shape of an inspection surface according to an embodiment of the present invention, where FIG. 2A illustrates a reflection state on a horizontal plane (reference plane), and FIG. FIG. 7C is a diagram showing a reflection state on an inclined surface inclined downward, and FIG. 7C is a diagram showing a reflection state on an inclined surface inclined upward.

【図3】本発明の一実施形態にかかる反射光の輝度と検
査面の形状との関係を示す模式図であり、(a)は基準
面よりも高い面における反射状態を示す図、(b)は基
準面よりも低い面における反射状態を示す図である。
3A and 3B are schematic diagrams illustrating a relationship between the luminance of reflected light and the shape of an inspection surface according to an embodiment of the present invention, where FIG. 3A illustrates a reflection state on a surface higher than a reference surface, and FIG. () Is a diagram showing a reflection state on a surface lower than the reference surface.

【図4】本発明の一実施形態にかかる欠陥検出処理の概
略を説明するための輝度分布図である。
FIG. 4 is a luminance distribution diagram for explaining an outline of a defect detection process according to an embodiment of the present invention.

【図5】表面の凹凸欠陥の代表的な形状例を示す模式図
である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a typical example of the shape of a surface irregularity defect.

【図6】本発明の一実施形態にかかる欠陥検出処理の流
れを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of a defect detection process according to an embodiment of the present invention.

【図7】図6のフローチャートの続きであり、塗装欠陥
の検出処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 7 is a continuation of the flowchart of FIG. 6, and is a flowchart showing a flow of a coating defect detection process.

【図8】図7のフローチャートの続きであり、塗装面の
欠陥(黒欠陥)の検出処理の流れを示すフローチャート
である。
8 is a continuation of the flowchart of FIG. 7, and is a flowchart showing the flow of a process for detecting a defect (black defect) on a painted surface.

【図9】図8のフローチャートの続きであり、塗装面の
欠陥(白欠陥)の検出処理の流れを示すフローチャート
である。
FIG. 9 is a continuation of the flowchart of FIG. 8, and is a flowchart showing a flow of detection processing of a defect (white defect) on a painted surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検査面 2 アパチュア蛍光灯 2a 開口部 3 ラインセンサカメラ(撮像カメラ) 4 画像処理装置 P 視点 θ 配光角度 α カメラの受光角度 β アパチュア蛍光灯の光軸角度 γ アパチュア蛍光灯の開口部と視点との挟角度 φ 視点への実質的な照射角度 W 照射範囲 Wp 視点の設定範囲 HL 照明高さ Lc カメラと視点との距離 Reference Signs List 1 inspection surface 2 aperture fluorescent lamp 2a opening 3 line sensor camera (imaging camera) 4 image processing device P viewpoint θ light distribution angle α light receiving angle of camera β optical axis angle of aperture fluorescent lamp γ aperture of fluorescent lamp and viewpoint Φ Angle of actual irradiation to viewpoint W Irradiation range Wp Setting range of viewpoint HL Illumination height Lc Distance between camera and viewpoint

フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA49 AA61 CC31 DD02 DD04 DD09 FF04 FF44 GG03 GG16 HH02 JJ03 JJ05 JJ08 JJ26 QQ06 QQ21 QQ32 QQ43 SS04 SS13 UU03 UU05 UU07 2G051 AB07 AB12 BA20 BB01 CA04 CB01 CB05 EA11 EB01 EC02Continued on the front page F-term (reference) 2F065 AA49 AA61 CC31 DD02 DD04 DD09 FF04 FF44 GG03 GG16 HH02 JJ03 JJ05 JJ08 JJ26 QQ06 QQ21 QQ32 QQ43 SS04 SS13 UU03 UU05 UU07 2G051 AB07 AB12 BA20 BB01 CB01 CA04 CB01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アパチュア蛍光灯から検査対象物に光を
照射し、光照射された上記検査対象物の反射画像を撮像
カメラで撮像し、撮像された画像情報に基づいて上記検
査対象物の表面の欠陥を検出する方法であって、 上記アパチュア蛍光灯からの照射光が上記撮像カメラに
直接入射しない範囲で、上記アパチュア蛍光灯の光軸を
上記検査対象物に対し垂直方向から水平方向に向けて斜
めに傾けるとともに、 上記アパチュア蛍光灯により照射される上記検査対象物
上の照射範囲の上記撮像カメラ側の端部或いは上記端部
近傍の所定範囲に、上記撮像カメラによる視点を設定す
ることを特徴とする、欠陥検出方法。
1. An inspection object is illuminated with light from an aperture fluorescent lamp, a reflection image of the inspection object irradiated with light is captured by an imaging camera, and the surface of the inspection object is captured based on image information captured. A method for detecting the defect of the above, wherein the optical axis of the aperture fluorescent lamp is directed from the vertical direction to the horizontal direction with respect to the inspection object within a range where the irradiation light from the aperture fluorescent lamp does not directly enter the imaging camera. And setting the viewpoint of the imaging camera in a predetermined range near the imaging camera end or the end of the irradiation range on the inspection object irradiated by the aperture fluorescent lamp. Characteristic defect detection method.
【請求項2】 上記所定範囲が、上記アパチュア蛍光灯
の開口部と上記視点との挟角度が6deg以下となる範
囲であることを特徴とする、請求項1記載の欠陥検出方
法。
2. The defect detection method according to claim 1, wherein the predetermined range is a range in which an angle between the opening of the aperture fluorescent lamp and the viewpoint is 6 deg or less.
【請求項3】 上記画像情報から処理領域を抽出し、抽
出した処理領域の平均輝度或いは最頻輝度の±3.5〜
4.5σの範囲内の所定の閾値を用いて上記画像情報の
二値化処理を行い、二値化処理によって得られた二値化
粒子の所定の特徴量に基づき表面の凹凸欠陥を検出する
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の欠陥検出方
法。
3. A processing area is extracted from the image information, and the average brightness or mode brightness of the extracted processing area is ± 3.5 to ± 3.5.
A binarization process of the image information is performed using a predetermined threshold value within a range of 4.5σ, and a surface irregularity defect is detected based on a predetermined feature amount of the binarized particles obtained by the binarization process. 3. The defect detection method according to claim 1, wherein:
【請求項4】 上記検査対象物が塗装面であり、上記画
像情報から処理領域を抽出し、抽出した処理領域の平均
輝度或いは最頻輝度の25〜35%の範囲内の所定の閾
値を用いて上記画像情報の二値化処理を行い、二値化処
理によって得られた二値化粒子の所定の特徴量に基づき
塗料塊による塗装欠陥を検出することを特徴とする、請
求項1〜3の何れかの項に記載の欠陥検出方法。
4. The inspection object is a painted surface, a processing area is extracted from the image information, and a predetermined threshold value within a range of 25 to 35% of the average luminance or the mode luminance of the extracted processing area is used. Performing a binarization process on the image information, and detecting a coating defect due to a paint mass based on a predetermined feature amount of the binarized particles obtained by the binarization process. 13. The defect detection method according to claim 1.
【請求項5】 上記特徴量が、上記二値化粒子の寸法、
面積、最大/最小輝度、縦横比、面積比、個数のいずれ
か或いは組み合わせであることを特徴とする、請求項3
又は4記載の欠陥検出方法。
5. The method according to claim 1, wherein the characteristic amount is a size of the binarized particle,
4. The method according to claim 3, wherein the information is any one or a combination of an area, a maximum / minimum luminance, an aspect ratio, an area ratio, and a number.
Or the defect detection method according to 4.
【請求項6】 検査対象物に光を照射するアパチュア蛍
光灯と、光照射された上記検査対象物の反射画像を撮像
する撮像カメラと、撮像された画像情報を処理して上記
検査対象物の表面の欠陥を検出する画像処理手段とを備
えた欠陥検出装置であって、 上記アパチュア蛍光灯の光軸が、上記アパチュア蛍光灯
からの照射光が上記撮像カメラに直接入射しない範囲で
上記検査対象物に対し垂直方向から水平方向に向けて斜
めに傾けて設定され、 上記撮像カメラによる視点が、上記アパチュア蛍光灯に
より照射される上記検査対象物上の照射範囲の上記撮像
カメラ側の端部或いは上記端部近傍の所定範囲に設定さ
れていることを特徴とする、欠陥検出装置。
6. An aperture fluorescent lamp for irradiating light to the inspection object, an imaging camera for capturing a reflected image of the inspection object irradiated with light, and an image camera for processing the image information captured and processing the image information. A defect detection device comprising: image processing means for detecting a surface defect, wherein the optical axis of the aperture fluorescent lamp is the inspection target in a range where irradiation light from the aperture fluorescent lamp does not directly enter the imaging camera. The viewpoint is set obliquely from the vertical direction to the horizontal direction with respect to the object, and the viewpoint by the imaging camera is an end of the irradiation range on the inspection object irradiated by the aperture fluorescent lamp on the imaging camera side or A defect detection device, wherein the defect detection device is set in a predetermined range near the end.
【請求項7】 上記視点が、上記アパチュア蛍光灯の開
口部との挟角度が6deg以下となる範囲に設定されて
いることを特徴とする、請求項6記載の欠陥検出装置。
7. The defect detection apparatus according to claim 6, wherein the viewpoint is set in a range where an angle between the viewpoint and the opening of the aperture fluorescent lamp is 6 deg or less.
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