JP2008202949A - 欠陥検査方法および欠陥検査装置 - Google Patents
欠陥検査方法および欠陥検査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008202949A JP2008202949A JP2007036137A JP2007036137A JP2008202949A JP 2008202949 A JP2008202949 A JP 2008202949A JP 2007036137 A JP2007036137 A JP 2007036137A JP 2007036137 A JP2007036137 A JP 2007036137A JP 2008202949 A JP2008202949 A JP 2008202949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- camera
- workpiece
- optical axis
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
【課題】正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークについても、凹凸欠陥を精度良く、かつ効率よく検出できるようにする。
【解決手段】ワークWに定められた撮像ポイントOに対し、カメラ1をその光軸をワークWの法線の方向に対応させて配備し、撮像ポイントOに対して限定された方位に光源2を配備する。ワークWについては、あらかじめ、その配光特性により定まる正反射光の配光分布中で正反射光の強度の変化量が急峻になる範囲が特定されており、被検査面からの正反射光の進行方向のうち、配光分布中の特定された範囲にある方向がカメラの光軸に対応するように、光源2の光軸方向が定められる。
【選択図】図1
【解決手段】ワークWに定められた撮像ポイントOに対し、カメラ1をその光軸をワークWの法線の方向に対応させて配備し、撮像ポイントOに対して限定された方位に光源2を配備する。ワークWについては、あらかじめ、その配光特性により定まる正反射光の配光分布中で正反射光の強度の変化量が急峻になる範囲が特定されており、被検査面からの正反射光の進行方向のうち、配光分布中の特定された範囲にある方向がカメラの光軸に対応するように、光源2の光軸方向が定められる。
【選択図】図1
Description
この発明は、所定の形状を有する対象物(この明細書では、「ワーク」という。)を、所定方向からの光による照明下で撮像し、生成された画像を処理することによってワークの表面に欠陥が生じていないかどうかを、検査する技術に関する。
出願人は、先般、樹脂や金属などによる成型品の表面状態を検査するための装置を開発した。この装置は、カメラを、被検査面の上方に光軸を鉛直方向に向けて配備し、このカメラの光軸と同じ方向からの照明(同軸落射照明)によって、成型品の表面に生じた凹凸欠陥を検出し、カメラの光軸に対して斜めになる方向からの照明(斜め入射照明)によって、表面の色彩欠陥を検出することができる。さらに、R,G,Bの3種類の色彩光のうち、特定の1つを同軸落射照明に使用し、それ以外の1または2の色彩光を斜め入射照明に使用するように設定すれば、2種類の照明を同時に実行して1度の撮像を行うことにより、2種類の検査を効率良く実行することが可能になる(特許文献1参照。)。
正反射性の高いワークを対象に、凹凸欠陥を検出することを目的とする場合には、上記の特許文献1に代表されるように、照明光に対するワークの表面からの正反射光の進行方向にカメラを配備する。これは、正反射性の高いワークでは、図15の(1)に示すように、照明光に対する正反射光の方向が、理論上の正反射方向(図中、点線で示す。)を中心として、きわめて限定された範囲に集中する、という性質を利用したものである。
ところが、メタリック塗装がなされた成型品では、アルミニウム片などの光輝材が混入した塗料が使用されているため、図15の(2)に示すように、正反射光の進行方向が限定されず、種々の方向にばらつく傾向がある。このような反射特性を有するワークでは、上記した手法で凹凸欠陥を検出するのは困難になる。
図16は、通常の塗料によるワーク(以下、「通常ワーク」という。)と、メタリック塗装が施されたワーク(以下、「メタリック塗装ワーク」という。)との配光分布を比較して示したものである。左手のグラフは、所定方向からの照明光に対する正反射光の各進行方向について、理論上の正反射方向に対するずれ角度θと反射光強度との関係を示す(θ=0が理論上の正反射方向である。また各方向における反射光強度は、このθ=0のときの反射光強度により正規化されている。)。
右側の図は、左側のグラフに基づき、θ=0の方向とθ=90の方向とを2軸にして、各方向における正反射光の強度を網点の領域に模して示したものである(領域の輪郭線が強度を表している。)。
これらの図によれば、通常ワークからの反射光は、理論上の正反射方向(θ=0)およびその近傍のごく限られた方向に集中する。メタリック塗装ワークからの正反射光も、理論上の正反射方向に進行するものが最も多いが、各方向における反射光強度の変化は、通常ワークよりもかなり緩やかになる。
図17は、上記の2種類のワークについて、特許文献1に開示された方法(同軸落射照明による撮像)により凹凸欠陥の検査を行う場合に、カメラの方向に進行する光の強さを、欠陥がない場合とある場合とに分けて対比したものである。いずれのワークでも、図15に示したのと同様の網点領域により各方向における正反射光の強度を示している。
各図によれば、いずれのワークでも、欠陥がない場合には、理論上の正反射方向(θ=0の方向)がカメラの光軸方向(ワーク表面に垂直な方向)に対応する。しかし、欠陥によって被検査面の傾斜角度が変わると、理論上の正反射方向から所定の角度φだけずれた方向がカメラの光軸方向に対応するようになる。
通常ワークでは、前記したように配光分布のばらつきが小さいため、理論上の正反射方向に沿う正反射光と、角度φずれた方向に沿って進む正反射光との間には、大きな差異がある。したがって、凹凸欠陥がある場合には、カメラに入射する正反射光の量が大幅に減少し、凹凸欠陥が周囲より暗い領域として現れた画像が生成されるから、欠陥を精度良く検出することができる。
これに対し、メタリック塗装ワークでは、配光分布のばらつきが大きいため、理論上の正反射方向と角度φずれた方向との間における正反射光の強度差は、通常ワークの場合よりも小さくなる。このため、画像中の凹凸欠陥とその周囲との明暗差も通常ワークのときほど顕著にならず、欠陥を検出するのが困難になる可能性がある。
上記の問題を解決する方法として、照明光の照射面の大きさを通常よりも小さくすることで、1回の撮像における検査範囲をより細かく設定することが考えられる。この種の検査では、ワーク表面に多数の曲面が含まれることを考慮して、カメラへの正反射光の入射率を高めるために拡散光を発する光源を使用するが、この拡散光が凹凸欠陥に広い入射角度範囲で照射されると、カメラに入射する正反射光の割合も増え、その分だけ欠陥に対する感度が低下するからである。これに対し、照明光の照射面の大きさを絞り込めば、凹凸欠陥がないときと、欠陥によって被検査面の傾斜角度が変化したときとの正反射光の入射光量の差を顕著にすることができ、欠陥に対する感度を高めることができる。
しかし、上記のような方法をとると、必然的に撮像回数が増え、検査時間が長くなる。工業製品の製造現場では常にタクトタイムの短縮が求められるが、上記の方法はこの方針に逆行するものであり、適切な方法であるとは言えない。
この発明は上記の問題点に着目し、メタリック塗装が施されたワークのように、正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークについても、凹凸欠陥を精度良く、かつ効率良く検出できるようにすることを、目的とする。
この発明による欠陥検査方法では、ワークを撮像するためのカメラを、ワーク表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせた状態で配備し、また、ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布の中から、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が0より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲を特定する。または、上記正反射光の配光分布の中から、所定の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量があらかじめ定めた基準値を上回る範囲を特定する。
たとえば、前出の図16の(2)に示したような配光分布のグラフで言えば、上記の特定処理により、前後の部分より傾きが急峻になっている範囲(たとえばθ=10〜20の範囲)を特定することができる。
さらに、この方法では、カメラの視野に応じた大きさの面状光を発する光源を、撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定されるように配備するとともに、この光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記配光分布中の特定された範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光源の光軸方向を定める。そしてこの光軸方向が定められた光源による照明下でカメラによる撮像を実行し、その撮像により生成された画像を用いてワーク表面の凹凸欠陥を検出するための画像処理を実行する。
上記の方法によれば、メタリック塗装ワークのように正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークを検査対象とする場合に、正反射光の配光分布の中で他の部分より大きな強度変化を示す範囲がカメラの光軸に対応するように設定することができる。このような設定により、被検査面の傾斜角度の変化に対し、カメラに入射する正反射光量を大きく変化させることができる。よって、凹凸欠陥によって傾斜角度が種々に変動する部分について、明暗の変化が大きな画像を得ることができるから、この明度の変化に基づき凹凸欠陥を精度良く検出することができる。
上記の方法では、光源として拡散光を発する光源を使用するのが望ましい。この場合、光源の光軸方向を定める処理では、カメラの視野に含まれる検査対象領域内の各位置において、それぞれその位置に照射される光に対する正反射光のうちカメラに入射する正反射光の強度があらかじめ定めた許容量の範囲に含まれるように、光源の光軸方向を特定するのが望ましい。
撮像ポイントに対して限定された方位から拡散光を照射した場合には、カメラに入射する正反射光に対応する照明光の角度が、光源との位置関係によって変化する。したがって、正反射光の配光分布とカメラの光軸との対応関係も、検査対象領域内で変動することになり、カメラへの正反射光の入射量にばらつきが生じる。しかし、上記の方法によれば、検査対象領域内のいずれの位置においても、カメラの光軸に対応する方向に沿って進行する正反射光の強度が許容量の範囲に含まれるように調整されるので、検査対象領域内の全域にわたって凹凸欠陥の検出に必要な明るさを確保することができる。
上記の欠陥検査方法は、メタリック塗装ワークのほか、金属メッキの施されたワークや、金属製のワークの切削面などを検査する場合にも適用することができる。
つぎに、上記の検査方法が適用された欠陥検査装置は、ワークの表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせて配備されるカメラと、このカメラの視野に対応する大きさの面状光を発する光源と、この光源による照明下でカメラを駆動し、生成された画像を用いて被検査面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する制御処理部とを具備する。光源は、上記の撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定され、かつこの光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布中の特定の範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光の出射位置および光軸の向きが調整される。
上記において、正反射光の配光分布中の特定の範囲は、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が0より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲である。または、所定の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量があらかじめ定めた基準値を上回る範囲となる。
上記の欠陥検査装置の好ましい態様では、光源は、撮像ポイントに対する光の入射角度を、複数の角度範囲の中から選択できるように構成される。また制御処理部は、あらかじめ教示された設定データに基づき、ワークの種毎に照明光の入射角度の範囲を切り換えるように構成される。
上記の態様によれば、ワークの配光特性に応じて照明光の入射角度を変更することによって、照明光の光軸の向きを調整できるから、種々のワークの検査に適用可能な検査装置を提供することができる。
他の好ましい態様では、光源は、撮像ポイントに対し全方位から面状光を照射することが可能であるとともに、この全方位からの照明および限定された方位からの照明のいずれか一方を実行するように、面状光の出射範囲を切り換えられるように構成される。また制御処理部は、カメラが撮像ポイントに合わせられている状態下で、光源に、面状光の出射範囲を切り換えて2とおりの照明を順次実行させるとともに、照明毎にカメラに撮像を行わせ、全方位からの照明下で生成された画像を用いて被検査面の色欠陥を検出する処理を行う一方、限定された方位からの照明下で生成された画像を用いて被検査面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する。
上記の態様によれば、カメラとワークとの位置関係を固定したまま、光源の出射光の範囲を切り換えて2回の撮像を行い、それぞれの撮像により生成された画像を処理することによって、凹凸欠陥と色彩欠陥の双方を検出することができる。
さらに好ましい態様の検査装置は、カメラが、その光軸を撮像ポイントにおける法線の方向に対応させて配備されるとともに、カメラの光軸方向に沿って照明光を出射する第2の光源が設けられる。また、制御処理部は、あらかじめ教示された設定データに基づき、ワークの種毎に凹凸欠陥の検出用の撮像のために点灯する光源を選択するように構成される。
上記の構成によれば、メタリック塗装ワークのような配光分布のばらつきが大きなワークを検査する場合には、基本の構成で設けられた光源による斜め入射照明による照射を行って、検査のための撮像を実行し、配光分布のばらつきが小さいワークを検査する場合には、第2の光源による同軸落射照明により検査のための撮像を実行することができる。このように配光特性が異なる複数種のワークを検査対象とする場合に、照明用の光源を切り換えることで容易に対応することができるから、検査が可能なワークの範囲をさらに拡大することができる。
この発明によれば、配光分布のばらつきが大きなワークを検査対象とする場合でも、被検査面の傾斜角度の変化に対する感度が高い反射光をカメラに入射させることができるので、凹凸欠陥を精度良く検出することができる。また、光源の光軸方向や照明光の方位を調整することによって、照明の範囲を絞り込まなくとも凹凸欠陥を検出することが可能になるので、効率良く検査を行うことが可能になる。
図1は、この発明が適用された欠陥検査用の光学系の構成例を示す。
この光学系は、樹脂や金属などの材料により成形されたワークの表面の欠陥を検出する処理に用いられる画像を生成するためのもので、カメラ1、2個の光源2,3、およびハーフミラー4を主要構成とする。
この光学系は、樹脂や金属などの材料により成形されたワークの表面の欠陥を検出する処理に用いられる画像を生成するためのもので、カメラ1、2個の光源2,3、およびハーフミラー4を主要構成とする。
図中、Wは検査対象のワークであり、Oは、ワークW上に定められた撮像ポイントを、RはワークW上のカメラ1の視野に対応する領域(カメラ1により撮像される領域である。以下、この領域Rを「視野対応領域」という。)を、それぞれ示す。なお、この図1をはじめとする以下のワークWの図示では、便宜上、その表面を平坦面として示すが、実際のワークWの表面は、曲率の異なる複数の曲面の組み合わせとして構成されることが多い。
カメラ1は、カラー画像を生成するもので、その光軸Lを撮像ポイントOにおける法線の方向に対応させた状態で配備される。
この実施例では、ワークWの表面に含まれる種々の曲面からの正反射光をカメラ1に入射させる必要があるため、各光源2,3は、視野対応領域R内のほぼ全域に広がる拡散光を照射するように構成される。たとえば、複数のLEDが内蔵されたケース体の前面に拡散板が配備された構成の面状光源として構成される。これらの光源のうち、カメラ1に近い方の光源3からの光は、ハーフミラー4を介して、カメラ1の光軸Lに沿う光としてワークWに照射される(以下、この光源3を「同軸落射照明用光源3」という。)。他方の光源2は、カメラ1の光軸に対して斜めの方向からの光をワークWに照射する(以下、この光源を「斜め入射照明用光源2」という。)。
上記の光学系が導入された検査装置では、ワークWの表面の凹凸欠陥を検出する検査を行う場合に、検査対象のワークWの反射特性に応じて、使用する光源を切り換える。具体的には、照明光に対する正反射光が特定の方向に集中する傾向が高いワークWについては、同軸落射照明用光源3を使用する。この光源の照明による検査では、欠陥がないときにはワークWからの正反射光の大半がカメラ1に入射するのに対し、凹凸欠陥がある場合には、カメラ1に入射する正反射光の量が大幅に減少し、凹凸欠陥が周囲より暗い領域として現れる画像が生成される。この検査の原理は、特許文献1に開示したものと同様であるので、詳細な説明については省略する。
一方、メタリック塗装や金属メッキ加工がなされたワークなど、正反射光の配光分布のばらつきが大きなワークWを検査する場合には、斜め入射照明用光源2を使用する。この光源2は、撮像ポイントOに対し、特定の角度範囲に限定された方位から拡散光を出射する。また光源2の光軸の方向は、検査対象のワークWの配光特性に基づき、凹凸欠陥の検出に最も適した角度から光を照射できるように調整される。
以下、配光分布のばらつきが大きいワークの代表例であるメタリック塗装ワークを検査対象として、斜め入射照明により、ワーク表面の凹凸欠陥を検出する処理について詳細に説明する。なお、以下では、特に断らない限り、「ワークW」はメタリック塗装ワークを指すものとする。
図2の上段は、凹凸欠陥のあるワークWに同軸落射照明を施した場合の正反射の状態を示す。この図では、被検査面内の平坦な部分に含まれる2点a,d、および欠陥上の2点b,cの計4点について、それぞれ同軸落射照明光(図中、実線の矢印で示す)に対して各方向における正反射光の強度を網点の領域に模して示す(領域の輪郭線が正反射光の強度を表している。)。さらにこれらの反射光のうち、カメラ1の光軸に沿って進む正反射光を、点線矢印で示している。
図2の下段のグラフは、この照明下での撮像により生成された画像において、点a,b,c,dに対応する点を通るライン上の明るさの分布を示す(後記するノイズ成分を含まない模式的な曲線である。)。
上記の図2によれば、凹凸欠陥によって傾斜角度が変化すると、最も強い正反射光が進行する方向(ワークWの表面への照明光に対する理論上の正反射方向)はカメラ1の光軸に対応しない状態になるが、代わりにカメラ1の光軸に対応する方向でも、かなりの量の正反射光が進行する。このため、カメラ1に入射する正反射光の量、およびにこれに基づく画像の明るさ分布に、顕著な差が生じない状態となる。
図3は、上記と同様のワークWに斜め入射照明を施した場合について、図2と同様に、4点a,b,c,dにおける正反射光の広がり範囲と、画像上の各点を通るラインにおける明るさ分布とを示したものである。
撮像ポイントOに対する方位を限定して斜め入射照明を行った場合には、欠陥のない部分(a,d点)でも、理論上の正反射方向がカメラ1の光軸に対応せず、この方向を中心に広がる強い反射光がカメラ1に入射しない状態となる。このため、同軸落射照明のときと同じ光量の照明が行われても、カメラ1に入射する正反射光の量が、同軸落射照明の場合よりも小さくなる。しかし、正反射光の各進行方向の中で近傍の方向に対する反射光強度に対する差が大きな方向をカメラ1の光軸に対応させることができるので、凹凸欠陥によって被検査面の傾斜角度が種々に変化すると、その変化に応じて、カメラ1への正反射光の入射量に大きな変化が生じる。これに伴い、画像上の明るさも凹凸欠陥に対応する箇所で大きく変化する。
したがって、斜め入射照明用光源2による照明下での撮像により得られた画像であれば、正反射光の配光分布のばらつきが大きなワークWの凹凸欠陥を検出する場合の検出精度を高めることができる。よって、生成された画像上で明暗の大きな部分を検出することにより、凹凸欠陥を精度良く検出することができる。また、斜め入射照明用光源2からの光は拡散光であるので、視野対応領域R内の面に若干の曲率があっても、光の照射範囲に含まれる各位置を欠陥の検出に適した入射角度の光で照明することができる。よって、光の照射範囲を絞り込まなくとも欠陥の検出精度を確保することができるから、検査時間が長くなるおそれがない。
ただし、実際に種々のワークWを検査する場合には、以下の課題を解決する必要がある。
ただし、実際に種々のワークWを検査する場合には、以下の課題を解決する必要がある。
<課題1>
図4は、メタリック塗装が施された2種類のワークA,Bについて、それぞれの表面からの正反射光の配光分布を示す曲線を対比して示す。これらの曲線に示すように、ワークの正反射光の配光分布の特性は、塗料の成分や配合比率等によって異なるものになる。
また、この配光分布のグラフは、照明光の照射面積によっても変動する。したがって、配光分布を求めるには、実際に使用する照明を用いて実験する必要がある。または、指向性のある細かいビームを照明光とした実験を行い、その実験結果を元に、実際に使用する照明の大きさを考慮したシミュレーションを行って、各方向における正反射光の強度を算出する場合もある。
図4は、メタリック塗装が施された2種類のワークA,Bについて、それぞれの表面からの正反射光の配光分布を示す曲線を対比して示す。これらの曲線に示すように、ワークの正反射光の配光分布の特性は、塗料の成分や配合比率等によって異なるものになる。
また、この配光分布のグラフは、照明光の照射面積によっても変動する。したがって、配光分布を求めるには、実際に使用する照明を用いて実験する必要がある。または、指向性のある細かいビームを照明光とした実験を行い、その実験結果を元に、実際に使用する照明の大きさを考慮したシミュレーションを行って、各方向における正反射光の強度を算出する場合もある。
図4の例では、2種類のワークA,Bについて、それぞれ反射分布曲線中で、図3に示した検出条件にあてはまる範囲を、P,Qとして示している。これらP,Qに示されるように、検査に適した正反射光の方向は、ワークWの正反射光の配光分布特性によって異なるものとなる。したがって、あらかじめ検査対象のワークWの種類毎に、正反射光の配光分布から図3に示したような結果が得られる範囲を特定し、被検査面からの正反射光の進行方向のうち、特定した範囲にある方向がカメラ1の光軸に対応する方向になるように、斜め入射照明の角度を調整する必要がある。これが第1の課題である。
図3に示したような明るさ分布の大きな画像を得るには、正反射光の配光分布曲線中の変化が急峻な範囲がカメラ1の光軸に対応するように設定するのが望ましい。加えて、被検査面に凹凸欠陥がある場合には、その欠陥からカメラ1に入射する正反射光に、図3のb、c点間におけるような顕著な強度差が生じるようにするのが望ましい。
正反射光の配光分布とカメラ1の光軸との対応関係を上記のように設定するには、たとえば、正反射光の配光分布中で、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が0より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲を特定し、照明光に対する正反射光のうち、上記の特定された範囲に含まれる方向に進む正反射光がカメラに入射するように、照明光の照射角度を調整すればよい。または、上記の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量が所定の基準値を上回る範囲を特定し、同様の調整を行ってもよい。この調整のためには、たとえば正反射光の配光分布のグラフを微分して、角度単位あたりの正反射光の変化量を正確に求めてもよいが、角度単位あたりの正反射光の変化量を特に意識しなくとも、結果として同様の設定が行われていればよい。たとえば、配光分布のグラフから十分に大きな角度範囲(たとえば10°程度の開きがある範囲)であって、他の同等の広さの範囲よりも正反射光の変化量が大きくなる範囲がカメラ1の光軸に対応するようにしてもよい。
<課題2>
斜め入射照明によって凹凸欠陥を検出するには、図3に示したように、凹凸欠陥からの反射光の強度に大きな変化が生じるようにする必要があり、そのために撮像ポイントOに対する斜め入射照明光の方位を所定の角度範囲に限定する必要がある。しかし、実際の光源2からは、図3に示したような平行光ではなく、拡散光が発せられるため、欠陥がない部位であって、そのすべてが光照射範囲内に含まれる場合でも、光源に対する位置関係が変わると、カメラ1に入射する正反射光に対応する照明光の角度が変わる。したがって、正反射光の配光分布とカメラ1の光軸との対応関係も場所によって異なるものになるから、カメラ1に入射する正反射光の強度は一様にならず、明るさの偏った画像が生成される。しかし、このような画像では、凹凸欠陥の検出に必要な明るさを確保できない領域が生じる可能性がある。
斜め入射照明によって凹凸欠陥を検出するには、図3に示したように、凹凸欠陥からの反射光の強度に大きな変化が生じるようにする必要があり、そのために撮像ポイントOに対する斜め入射照明光の方位を所定の角度範囲に限定する必要がある。しかし、実際の光源2からは、図3に示したような平行光ではなく、拡散光が発せられるため、欠陥がない部位であって、そのすべてが光照射範囲内に含まれる場合でも、光源に対する位置関係が変わると、カメラ1に入射する正反射光に対応する照明光の角度が変わる。したがって、正反射光の配光分布とカメラ1の光軸との対応関係も場所によって異なるものになるから、カメラ1に入射する正反射光の強度は一様にならず、明るさの偏った画像が生成される。しかし、このような画像では、凹凸欠陥の検出に必要な明るさを確保できない領域が生じる可能性がある。
図5の上段は、ワークW上の2点e,fについて、それぞれ斜め入射照明用光源2からの拡散照明光のうち、カメラ1に入射する正反射光に対応する照明光を、この照明光に対する正反射光が進行する範囲とともに表したものである。また図5の下段は、上記の照明下での撮像により生成された画像について、点e,fを通るライン上の明るさ分布を示すグラフである。
これらに図示されているように、光源2から遠ざかるにつれて、正反射光の撮像に適した照明光の入射角度が小さくなり、これに伴ってカメラ1に入射する正反射光(点線矢印で示す。)の強度も小さくなるので、図5のグラフに示すように、光源2から遠い位置ほど明るさの弱い画像が生成される。被検査面が傾斜していたり、曲率を有する場合には、この反射光の強度の偏りはさらに大きくなる可能性がある。
このように、カメラ1に入射する正反射光の強度に偏りがあると、特に正反射光の弱い場所では、凹凸欠陥の検出精度を確保できない状態となる。また画像の明るさを確保するために照明光のパワーを上げると、明るい側の領域の明るさが飽和してしまい、そちらの領域における欠陥検出に支障が生じるおそれがある。
したがって、斜め入射照明により凹凸欠陥を検出する場合には、あらかじめ凹凸欠陥における明るさの変化を検出するのに必要な明度の許容値の範囲を定め、視野対応領域R内の光が照射される範囲(すなわち検査対象領域)の全域にわたって、この許容値の範囲に含まれる強さの正反射光が進む方向がカメラ1の光軸に対応するように、照明光の入射角度および照射面の大きさを調整する必要がある。これが第2の課題である。
<課題3>
図5に示したように、正反射光の配光分布中のカメラ1の光軸に対応する方向が場所によって異なるということは、被検査面の傾斜角度の変化に対する感度も場所によって異なるということである。言い換えれば、同じ大きさの凹凸であっても、その発生場所によって、明るさの度合いやその明るさの変化の度合いが異なる画像が得られると考えられる。また、ワークWの表面には欠陥とは言えない微小な凹凸があり、これらの微小凹凸に起因するノイズ成分が重畳した反射光がカメラ1に入射するが、上記した画像上の明るさ度合いや変化の度合いのばらつきは、これらのノイズ成分についても同様に生じる。すなわち、画像が明るくなるにつれて、ノイズ成分も大きくなり、これが欠陥として誤検出されるおそれがある。
図5に示したように、正反射光の配光分布中のカメラ1の光軸に対応する方向が場所によって異なるということは、被検査面の傾斜角度の変化に対する感度も場所によって異なるということである。言い換えれば、同じ大きさの凹凸であっても、その発生場所によって、明るさの度合いやその明るさの変化の度合いが異なる画像が得られると考えられる。また、ワークWの表面には欠陥とは言えない微小な凹凸があり、これらの微小凹凸に起因するノイズ成分が重畳した反射光がカメラ1に入射するが、上記した画像上の明るさ度合いや変化の度合いのばらつきは、これらのノイズ成分についても同様に生じる。すなわち、画像が明るくなるにつれて、ノイズ成分も大きくなり、これが欠陥として誤検出されるおそれがある。
したがって、凹凸欠陥を検出するための画像処理では、上記のノイズ成分の大きさのばらつきを考慮した処理を行う必要がある。これが第3の課題である。
<課題4>
実際のワークWは、種々の形状を有するので、斜め入射照明光の方位が限定されると、ワークWの形状によっては、被検査面に十分な照明光が届かず、検査が不可能になるおそれがある。
実際のワークWは、種々の形状を有するので、斜め入射照明光の方位が限定されると、ワークWの形状によっては、被検査面に十分な照明光が届かず、検査が不可能になるおそれがある。
たとえば、図6のように、平坦な上面を有する本体部Waの一端に突出部Wbを有するワークWについて、本体部Waの検査時に、突出部Wbの背後から光を照射する場合と、突出部Wbのない側から光を照射する場合とを考えてみる。前者のケースでは、図7(1)に示すように、突出部Waによって照明光が妨げられて影SHが発生し、その発生箇所に対する検査が不可能になる可能性がある。これに対し、突出部Wbがない側からの照明光は、図7(2)に示すように、全く妨げられずに本体部Waの上面全域に照射されるから、良好な画像を得ることができる。
したがって、凹凸欠陥の検出のために、撮像ポイントOに対する斜め入射照明光の方位を限定する場合には、その方位をワークWの形状等に応じて切り換えられるようにするのが望ましい。これが第4の課題である。
図8は、上記の課題を考慮した光学系の構成を示す。
この実施例では、斜め入射照明用光源2として、撮像ポイントOに対し全方位から光を照射することが可能な光源を配置している。その他の構成は、図1と同様であるので、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
この実施例では、斜め入射照明用光源2として、撮像ポイントOに対し全方位から光を照射することが可能な光源を配置している。その他の構成は、図1と同様であるので、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
この実施例の斜め入射照明用光源2は、外形が円筒状で、中央部にカメラ1の覗き穴21が形成されたケース体20の内部に、複数個のLED22を、覗き穴21を取り囲むように、複数列にわたって配列した(たとえば同心円状に配列する)構成をとる。各LED22は、いずれもその光軸をカメラ1の光軸に平行にして、基板23上に配線される。
ケース体20内の基板23より下方の空間は、覗き穴21からの距離に応じて3つの領域s,t,uに分割されている(各領域s,t,uは、たとえばドーナツ型の領域になる。)
ケース体20の下部は開口しており、その開口部に光拡散部材24が設けられている。この光拡散部材24は、領域s,t,uに応じた大きさの3つの傾斜面24s,24t,24uを連続させた構成のもので、各傾斜面24s,24t,24uは、除き穴21から遠ざかるほど急になるように設定されている。
さらに、この斜め入射照明用光源2は、領域s,t,uのいずれか1つを選択して、その選択した領域のLED22のみを点灯できるように設定されている。よって、ワークWに対する斜め入射照明の角度を3段階に切り換えることができる。
また領域s,t,uは、それぞれ図示しない複数のブロックに分割されており、LED22を点灯させるブロックを選択することにより、撮像ポイントOに対する斜め入射照明光の方位を切り換えることができる。
上記構成の斜め入射照明用光源2によれば、ワークWの反射特性に応じて3つの領域のいずれかを選択することによって、凹凸欠陥の検査に適した方向からの照明を行うことができる。
図9は、所定のワークW(図示していないが、凹凸欠陥があるものとする。)について、3つの領域のうちの中央の領域tと、最も外側に位置する領域uとを、それぞれ選択して撮像を行った場合の画像上の明るさ分布(0〜250階調の範囲で示している。)を示す(図9の(A)(C)は、領域tからの照明下で得られたものであり、(B)は領域uからの照明下で得られたものである。)。
この例では、領域tからの照明光は、領域uからの照明光よりも、ワークWに対する入射角度が大きい光となるので、カメラ1に入射する反射光の強度もより強くなり、欠陥に対する明るさの変化量もより大きくなる。しかし、図9(A)の例では、画像上の明るさ変化の頂点が飽和しているので、欠陥の検出に適した照明が行われているとは言えない。勿論、照明パワーを下げることによって飽和を解消することも可能であるが、そのような方法をとると、図9(C)に示すように、画像全体の明るさレベルが低下する。また、図中に矢印で示したように、明るさのレベルが50階調付近にまで落ち込んでしまうと、この部分で欠陥を検出するのは困難になってしまう。
図9(B)は、照明パワーを落とさずに、領域uを選択して照明を行った場合の画像における明るさ分布である。この画像では、明るさの変動幅は若干小さくなるが、その変動の範囲は、画像上に表現可能な明るさの範囲に含まれ、また欠陥の検出に必要な明るさレベルも確保されている。したがって、図9の例では、領域uを選択するのが望ましいと考えられる。
上記の点を考慮して、図9の光学系を用いた凹凸欠陥の検査では、まず検査対象のワークWに対する実験により正反射光の配光分布を求め、この配光分布の中から、シミュレーションによって欠陥の検出に適した範囲(<課題1>で説明したもの)を特定する。さらに、ユーザが検出したい凹凸欠陥の大きさや傾斜角度に基づき、この欠陥への照明光に対する正反射光の進行方向のうち、上記の特定された範囲にある方向がカメラ1の光軸に対応するように、斜め入射照明光の方向を定める。このときには、撮像対象領域Rのいずれの位置でも、カメラ1の光軸に対応する方向に進行する正反射光の強度が所定の許容値の範囲(<課題2>で説明したもの)に含まれるようにすることも、考慮する必要がある。
このようにして、斜め入射照明光の方向が特定されると、領域s,t,uの中から、特定された方向に最も近い方向から光を照射することが可能な領域を選択する。このような設定処理により、前記した4つの課題のうちの課題1,2を解決することができる。
さらに、ワークWの形状に応じて、被検査面を良好に照明するのに必要な斜め入射照明光の方位を特定し、その方位に対応するブロックを選択する。これにより課題4を解決することができる。
なお、課題3については、照明方法ではなく、画像処理により解決すべき問題であるので、後で説明する。
上記の設定処理において、欠陥部分を基準に、カメラの光軸と正反射光の進行方向との対応関係を定めるのは、図3に示したように、凹凸欠陥の傾斜の変化を画像上で明暗の変化として検出するためである。なお、この設定処理は、シミュレーションによるものに限らず、たとえば、検出すべき欠陥を有する不良モデルを、LED22を点灯させる領域やブロックの組み合わせを種々に切り換えながら撮像し、欠陥の検出に最も適した画像が得られたときの組み合わせを、検査に適した照明の設定として確定してもよい。
図8に示した光学系によれば、正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークWについて、ワークWの反射特性や形状等に応じて斜め入射照明用光源2からの照明光の入射角度や方位を選択することにより、凹凸欠陥を精度良く検出することが可能になる。また、正反射光の配光分布のばらつきが小さいワークWを検査対象とする場合には、同軸落射照明用光源1を使用すれば良いから、種々のワークWの凹凸欠陥検査に対応することができる。
さらに、上記構成の検査装置では、斜め入射照明用光源2からの照明によって、ワークWの表面の色彩欠陥を検出することもできる。この検査は、欠陥の有無によってカメラ1に入射する拡散反射光が変化する現象を利用するものである。
たとえば、ワークWの本来の色彩よりも拡散反射性の低い色彩による欠陥が生じている場合には、欠陥部分からの拡散反射光は正常部分からの拡散反射光より小さくなり、画像では周囲より暗い領域として現れる。反対に、本来の色彩よりも拡散反射性の高い色彩による欠陥が生じている場合には、欠陥部分からの拡散反射光は正常部分からの拡散反射光よりも大きくなり、画像では周囲より明るい領域として現れる。
色彩欠陥を検査する場合にも、ワークWの反射特性に応じて、検査に適した強度の拡散反射光がカメラ1に入射するように、LED22を点灯させる領域を選択するのが望ましい。しかし、ブロックについては選択をせず、選択した領域内の全てのブロックを点灯させることによって、全方位から斜め入射照明を行うのが望ましい。色彩欠陥の検査では、凹凸欠陥の検査のように反射光の配光分布とカメラ1の光軸との関係を変化させる必要がなく、欠陥の検出精度を確保するために、画像の明るさをできるだけ均一にするのが望ましいからである。
ただし色彩欠陥の検査のために全方位から斜め入射照明を行う場合には、この検査と凹凸欠陥の検査とを同時に実行することはできない。しかし、視野対応領域Rを変更する必要はないから、ワークWとカメラ1との位置関係を固定したまま、LED22の点灯範囲を切り換えて2とおりの照明を行い、照明毎に撮像を実行すればよい。この場合、検査に要する時間は若干長くはなるが、2種類の検査を安定して行うことができる。
図10は、欠陥検査装置の光学系の他の構成を示す。
この光学系は、基本的には図8のものと同様であるが、斜め入射照明用光源2の各領域s,t,uに、それぞれR,G,Bの各色彩光を発する3種類のLED22R,22G,22Bが組み込まれる。
この光学系は、基本的には図8のものと同様であるが、斜め入射照明用光源2の各領域s,t,uに、それぞれR,G,Bの各色彩光を発する3種類のLED22R,22G,22Bが組み込まれる。
上記の構成によれば、色彩欠陥の検査を行う場合に、ワークWの色彩に応じて照明光の色彩を変更することができるから、色彩欠陥の検出精度をさらに高めることができる。また、この構成では、正反射光の配光分布のばらつきが小さいワークWについて、光源2,3を同時に点灯して1回の撮像を行うことにより、色彩欠陥の検査と凹凸欠陥の検査とを行うことができる。
これらの処理の内容や照明色の選択方法については、前出の特許文献1に詳しく開示しているので、ここでは詳細な説明を省略する。
これらの処理の内容や照明色の選択方法については、前出の特許文献1に詳しく開示しているので、ここでは詳細な説明を省略する。
図11は、欠陥検査装置の具体例を示す。
この欠陥検査装置は、カメラ1、照明装置5、6軸ロボット6、ロボットコントローラ7、および制御処理装置10(図12に示す。)などにより構成される。
この欠陥検査装置は、カメラ1、照明装置5、6軸ロボット6、ロボットコントローラ7、および制御処理装置10(図12に示す。)などにより構成される。
この欠陥検査装置は、携帯電話のケース体などの樹脂成形品を検査対象とするもので、カメラ1の下方には、検査対象のワークWが複数収容されたワークトレー8が配備される。
カメラ1と照明装置5とは、図8または図10に示した光学系を構成するもので、照明装置5には、斜め入射照明用光源2、同軸落射照明用光源3、およびハーフミラー4が含まれる。なお、カメラ1および照明装置5は、図示しない支持部材により固定されている。
6軸ロボット6は、検査対象のワークWをカメラ1により撮像可能な位置で支持するためのもので、所定大きさの基台66上に、アーム支持部60、4個の中間アーム61〜64、および先端アーム65を順に連結した構成のものである。各連結部には、それぞれ回転軸c1〜c6が含まれている。また先端アーム65の先端部には、吸着機構を有するフランジ部(図示せず。)が設けられる。ワークWは、その裏面をフランジ部に吸着させた状態で支持される。
ロボットコントローラ7は、制御処理装置10からのコントロール信号に基づき、6軸ロボット6の吸着機構や各回転軸c1〜c6の動作を制御することによって、ワークトレー8からワークWを1つ取り出し、カメラ1の前方まで運搬する。以後も、回転軸c1〜c6の回転量や回転方向を制御することにより、ワークWの支持位置や姿勢を種々の状態に変化させて、ワークWのあらかじめ定められた複数の撮像ポイントOにカメラ1の光軸を順に合わせる。いずれの撮像ポイントOについても、その法線の方向がカメラ1の光軸に対応するように、ワークWの姿勢が調整される。
図12は、制御処理装置10の電気構成を示す。
この制御処理装置10には、CPU101やプログラムが格納されるメモリ102のほか、入力部103、出力部104、光源制御部105、カメラ制御部106、ロボット制御部107、検査画像メモリ108、基準画像メモリ109、パラメータ保存用メモリ110などが設けられる。
この制御処理装置10には、CPU101やプログラムが格納されるメモリ102のほか、入力部103、出力部104、光源制御部105、カメラ制御部106、ロボット制御部107、検査画像メモリ108、基準画像メモリ109、パラメータ保存用メモリ110などが設けられる。
光源制御部105は、各光源2,3のオン/オフや照明光量などを制御し、カメラ制御部106は、カメラ1の撮像動作を制御する。ロボット制御部107は、前出のロボットコントローラ7にコントロール信号を出力することにより、6軸ロボット6の動作を制御する。
検査画像メモリ108には、検査対象のワークWの撮像により生成された画像(以下、「検査画像」という。)が保存される。基準画像メモリ109には、検査に先立ち、ワークWの良品モデルの撮像により生成された画像(以下、「基準画像」という。)が保存される。
パラメータ保存用メモリ110には、検査に必要な各種パラメータが保存される。たとえば、6軸ロボット6の動作制御に必要な設定データ、光源2,3の点灯制御用のデータ(斜め入射照明用光源2については、点灯する領域やブロックを特定するデータを含む。)、検査の際の画像処理で使用する2値化しきい値(詳細は後記する。)などが保存される。基準画像や各種パラメータの値は、いずれも検査に先立つティーチングモードにおいて、シミュレーションプログラムによる解析処理やユーザの設定操作に基づき特定される。
入力部103は、上記のティーチングの際に、各種データを入力したり、確定操作を行うために使用される。出力部104は、この設定結果や検査の際の検査結果を出力するためのもので、図示しない外部機器やモニタへのインターフェース回路として構成される。
上記の制御処理装置10では、光学系や6軸ロボット6の動作を統括制御して、検査に適した撮像を行わせるとともに、カメラ1により生成された検査画像に対し、欠陥検出のための画像処理を実行し、その処理結果を用いて欠陥の有無を判別する。
欠陥検出のための画像処理では、検査画像と基準画像との差分演算処理を行った後、その演算により生成された差分濃淡画像を2値化する。この2値化処理では、前記した課題3を考慮して、各画素の座標に応じて2値化しきい値を変動設定する。
図13は、上記の差分演算処理の具体例を2値化しきい値の設定例とともに示す。図中、左上のグラフは検査画像上の所定の1ラインにおける明るさ分布を示し、左下のグラフは、基準画像上の対応するラインにおける明るさ分布を示す。いずれのグラフも、先の図示のような模式図ではなく、斜め入射照明下の撮像により生成された実際の画像から求めたもので、ノイズに起因する細かい振幅が含まれている。また、各グラフとも、左から右に向かう方向に沿って明るさのベースラインが徐々に高くなっているが、これは先の図5に示した現象に起因するものである。
図13の右側のグラフは、上記2つのグラフの差分演算処理により得られたものである(ただし実際の画像処理では、画像全体の差分演算を実行する。)。
この実施例では、課題3を考慮して、この差分演算後の信号に適用するしきい値についても、図中の破線THに示すように、ベースの明るさが大きい位置ほど大きな値を設定している。この後は、しきい値を超えた成分の大きさを計測し、その計測値が所定の基準値を上回るか否かによって、凹凸欠陥の有無を検出する。
このような処理により、正反射光の配光分布とカメラ1の光軸との対応関係が被検査面上の位置によって変化し、その変化によってノイズ成分の大きさが変化しても、欠陥の検出精度を確保することができる。
この実施例では、課題3を考慮して、この差分演算後の信号に適用するしきい値についても、図中の破線THに示すように、ベースの明るさが大きい位置ほど大きな値を設定している。この後は、しきい値を超えた成分の大きさを計測し、その計測値が所定の基準値を上回るか否かによって、凹凸欠陥の有無を検出する。
このような処理により、正反射光の配光分布とカメラ1の光軸との対応関係が被検査面上の位置によって変化し、その変化によってノイズ成分の大きさが変化しても、欠陥の検出精度を確保することができる。
図14は、上記構成の欠陥検査装置が実行する検査の手順を示す。なお、以下では、斜め入射照明による凹凸欠陥の検査を行うことを想定して、この手順を説明するが、その他の検査についても、同様の手順を適用することができる。
まず最初のステップ1では、カメラ1、斜め入射照明用光源2、および6軸ロボット6の動作を制御することにより、カメラ1の光軸をワークWの所定の撮像ポイントに合わせる。この位置合わせが完了すると、斜め入射照明を施しながら撮像を行う。
つぎのステップ2では、上記の撮像により生成された検査画像について、基準画像に対する差分濃淡画像を生成する。具体的には、R,G,Bの各色データ毎に、両画像間の差分演算処理を実行し、さらに色データ毎の差の平均を求める。これにより、ワークWに凹凸欠陥がある場合には、基準画像に対する検査画像の明るさの違いを現した濃淡画像データが生成される。
なお、このステップ2の処理の前に、検査画像に平滑化処理を施して、微小凹凸による細かい振幅を減らすようにしてもよい。この場合は、基準画像としても、あらかじめ同様の処理を施したものが登録され、これら平滑化後の画像を用いて差分演算処理が行われることになる。
ステップ3では、ステップ2で生成された差分濃淡画像を2値化する。この2値化処理では、先の図13を用いて説明したように、画像上の位置によって値が異なる2値化しきい値を使用する。
ステップ4では、2値化後の画像にラベリング処理を実行する。ステップ3,4の処理により、凹凸欠陥により、基準画像に対しノイズ以上の明るさの差が生じている箇所に、それぞれ個別のラベルが付された領域として特定される。
ステップ5では、ラベル付けされた領域毎に、その領域の面積を求め、面積が所定値以上の領域を欠陥として認識する。さらに、領域毎の認識結果を統合することにより、欠陥の有無を最終判定する。この後、ステップ6で判定結果を出力し、処理を終了する。
なお、上記の実施例の検査装置では、種々の反射特性を有するワークWについて、凹凸欠陥や色彩欠陥の検査を効率良く行うために、カメラ1の光軸を撮像ポイントOにおける法線の方向に対応させているが、正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークWに対する凹凸欠陥検査を行うだけであれば、必ずしもそのように設定しなくともよい。
W ワーク
O 撮像ポイント
1 カメラ
2 斜め入射照明用光源
6 6軸ロボット
7 ロボットコントローラ
10 制御処理装置
101 CPU
110 パラメータ保存用メモリ
105 光源制御部
106 カメラ制御部
107 ロボット制御部
O 撮像ポイント
1 カメラ
2 斜め入射照明用光源
6 6軸ロボット
7 ロボットコントローラ
10 制御処理装置
101 CPU
110 パラメータ保存用メモリ
105 光源制御部
106 カメラ制御部
107 ロボット制御部
Claims (8)
- 所定形状のワークを検査対象として、その表面に欠陥がないかどうかを、画像処理により検査する方法において、
前記ワークを撮像するためのカメラを、ワーク表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせた状態で配備し、
前記ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布の中から、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が0より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲を特定し、
前記カメラの視野に応じた大きさの面状光を発する光源を、前記撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定されるように配備するとともに、この光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記配光分布中の特定された範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光源の光軸方向を定め、
前記光軸方向が定められた光源による照明下でカメラによる撮像を実行し、その撮像により生成された画像を用いて前記ワーク表面の凹凸欠陥を検出するための画像処理を実行する、
ことを特徴とする欠陥検査方法。 - 所定形状のワークを検査対象として、その表面に欠陥がないかどうかを、画像処理により検査する方法において、
前記ワークを撮像するためのカメラを、ワーク表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせた状態で配備し、
前記ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布の中から、所定の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量があらかじめ定めた基準値を上回る範囲を特定し、
前記カメラの視野に応じた大きさの面状光を発する光源を、前記撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定されるように配備するとともに、この光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記配光分布中の特定された範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光源の光軸方向を定め、
前記光軸方向が定められた光源による照明下でカメラによる撮像を実行し、その撮像により生成された画像を用いて前記ワーク表面の凹凸欠陥を検出するための画像処理を実行する、
ことを特徴とする欠陥検査方法。 - 前記光源として、拡散光を発する光源を使用し、
前記光源の光軸方向を定める処理では、前記カメラの視野に含まれる検査対象領域内の各位置において、それぞれその位置に照射される光に対する正反射光のうちカメラに入射する正反射光の強度があらかじめ定めた許容量の範囲に含まれるように、前記光源の光軸方向を特定する、請求項1または2に記載された欠陥検査方法。 - 所定形状のワークに対し、その表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせて配備されるカメラと、このカメラの視野に対応する大きさの面状光を発する光源と、この光源による照明下でカメラを駆動し、生成された画像を用いてワーク表面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する制御処理部とを具備し、
前記光源は、前記撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定され、かつこの光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布中の特定の範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光の出射位置および光軸の向きが調整され、
前記正反射光の配光分布中の特定の範囲は、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が0より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲である、欠陥検査装置。 - 所定形状のワークに対し、その表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせて配備されるカメラと、このカメラの視野に対応する大きさの面状光を発する光源と、この光源による照明下でカメラを駆動し、生成された画像を用いてワーク表面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する制御処理部とを具備し、
前記光源は、前記撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定され、かつこの光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布中の特定の範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光の出射位置および光軸の向きが調整され、
前記正反射光の配光分布中の特定の範囲は、所定の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量があらかじめ定めた基準値を上回る範囲である、欠陥検査装置。 - 前記光源は、前記撮像ポイントに対する光の入射角度を、複数の角度範囲の中から選択できるように構成されており、
前記制御処理部は、あらかじめ教示された設定データに基づき、ワークの種毎に前記照明光の入射角度の範囲を切り換える請求項4または5に記載された欠陥検査装置。 - 前記光源は、前記撮像ポイントに対し全方位から面状光を照射することが可能であるとともに、この全方位からの照明および前記限定された方位からの照明のいずれか一方を実行するように、面状光の出射範囲を切り換えられるように構成されており、
前記制御処理部は、カメラが前記撮像ポイントに合わせられている状態下で、前記光源に、前記面状光の出射範囲を切り換えて2とおりの照明を順次実行させるとともに、照明毎にカメラに撮像を行わせ、全方位からの照明下で生成された画像を用いて前記被検査面の色欠陥を検出する処理を行う一方、限定された方位からの照明下で生成された画像を用いて前記被検査面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する、請求項4〜6のいずれかに記載された欠陥検査装置。 - 前記カメラは、その光軸を前記撮像ポイントにおける法線の方向に対応させて配備されるとともに、このカメラの光軸方向に沿って照明光を出射する第2の光源が、さらに設けられ、
前記制御処理部は、あらかじめ教示された設定データに基づき、ワークの種毎に凹凸欠陥の検出用の撮像のために点灯する光源を選択する、請求項4〜7のいずれかに記載された欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007036137A JP2008202949A (ja) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | 欠陥検査方法および欠陥検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007036137A JP2008202949A (ja) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | 欠陥検査方法および欠陥検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008202949A true JP2008202949A (ja) | 2008-09-04 |
Family
ID=39780643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007036137A Pending JP2008202949A (ja) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | 欠陥検査方法および欠陥検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008202949A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012104018A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 画像処理装置 |
JP2012168171A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-09-06 | V Technology Co Ltd | パターン検査装置及びそれに使用する照明光学系 |
JP2015094642A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | マークテック株式会社 | 探傷装置 |
JP6179680B1 (ja) * | 2016-04-08 | 2017-08-16 | 新日鐵住金株式会社 | 表面状態監視装置及び表面状態監視方法 |
WO2020174596A1 (ja) * | 2019-02-26 | 2020-09-03 | 日本電気株式会社 | 画像撮影装置 |
CN112730463A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置及方法 |
JPWO2020166075A1 (ja) * | 2019-02-15 | 2021-12-02 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置 |
KR20220022452A (ko) | 2020-08-18 | 2022-02-25 | 토와 가부시기가이샤 | 검사 장치, 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법 |
CN115353063A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-18 | 卡拉库立传动科技(台州)有限公司 | 一种ai棉绒智能拍匀设备及棉绒制品的拍匀方法 |
CN116337879A (zh) * | 2023-05-23 | 2023-06-27 | 青岛豪迈电缆集团有限公司 | 一种电缆绝缘表皮磨损缺陷快速检测方法 |
-
2007
- 2007-02-16 JP JP2007036137A patent/JP2008202949A/ja active Pending
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012104018A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 画像処理装置 |
JP2012168171A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-09-06 | V Technology Co Ltd | パターン検査装置及びそれに使用する照明光学系 |
JP2015094642A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | マークテック株式会社 | 探傷装置 |
KR101885045B1 (ko) | 2016-04-08 | 2018-08-02 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 금속체의 표면 상태 감시 장치 및 금속체의 표면 상태 감시 방법 |
WO2017175367A1 (ja) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 新日鐵住金株式会社 | 金属体の表面状態監視装置及び金属体の表面状態監視方法 |
KR20170126847A (ko) * | 2016-04-08 | 2017-11-20 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 금속체의 표면 상태 감시 장치 및 금속체의 표면 상태 감시 방법 |
EP3252457A4 (en) * | 2016-04-08 | 2019-01-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | METALLIC BODY SURFACE STATE MONITORING DEVICE AND METALLIC BODY SURFACE STATE MONITORING METHOD |
US10290113B2 (en) | 2016-04-08 | 2019-05-14 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Surface state monitoring apparatus for metallic body and surface state monitoring method for metallic body |
JP6179680B1 (ja) * | 2016-04-08 | 2017-08-16 | 新日鐵住金株式会社 | 表面状態監視装置及び表面状態監視方法 |
EP3926575A4 (en) * | 2019-02-15 | 2022-03-02 | NEC Corporation | INFORMATION PROCESSING DEVICE |
US11941849B2 (en) | 2019-02-15 | 2024-03-26 | Nec Corporation | Information processing device |
JP7251559B2 (ja) | 2019-02-15 | 2023-04-04 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置 |
JPWO2020166075A1 (ja) * | 2019-02-15 | 2021-12-02 | 日本電気株式会社 | 情報処理装置 |
US20220130072A1 (en) * | 2019-02-15 | 2022-04-28 | Nec Corporation | Information processing device |
JPWO2020174596A1 (ja) * | 2019-02-26 | 2021-12-16 | 日本電気株式会社 | 画像撮影装置 |
JP7272419B2 (ja) | 2019-02-26 | 2023-05-12 | 日本電気株式会社 | 画像撮影装置 |
US11729512B2 (en) | 2019-02-26 | 2023-08-15 | Nec Corporation | Image capturing device captures an object in an illumination environment appropriate for individual identification and object collation |
WO2020174596A1 (ja) * | 2019-02-26 | 2020-09-03 | 日本電気株式会社 | 画像撮影装置 |
KR20220022452A (ko) | 2020-08-18 | 2022-02-25 | 토와 가부시기가이샤 | 검사 장치, 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법 |
CN112730463A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 武汉华工激光工程有限责任公司 | 基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置及方法 |
CN112730463B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-04-14 | 深圳华工量测工程技术有限公司 | 基于同轴光栅光源检测玻璃盖板缺陷的装置及方法 |
CN115353063A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-18 | 卡拉库立传动科技(台州)有限公司 | 一种ai棉绒智能拍匀设备及棉绒制品的拍匀方法 |
CN115353063B (zh) * | 2022-08-26 | 2023-11-17 | 卡拉库立传动科技(台州)有限公司 | 一种ai棉绒智能拍匀设备及棉绒制品的拍匀方法 |
CN116337879A (zh) * | 2023-05-23 | 2023-06-27 | 青岛豪迈电缆集团有限公司 | 一种电缆绝缘表皮磨损缺陷快速检测方法 |
CN116337879B (zh) * | 2023-05-23 | 2023-08-04 | 青岛豪迈电缆集团有限公司 | 一种电缆绝缘表皮磨损缺陷快速检测方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008202949A (ja) | 欠陥検査方法および欠陥検査装置 | |
JP4826750B2 (ja) | 欠陥検査方法およびその方法を用いた欠陥検査装置 | |
CN106415248B (zh) | 缺陷检查系统和方法 | |
KR101514409B1 (ko) | 비전검사장치 | |
JP5807772B2 (ja) | 欠陥検出装置およびその方法 | |
JP2017120232A (ja) | 検査装置 | |
JP5470708B2 (ja) | 照明装置およびこの装置を用いた欠陥検査装置 | |
JP7138194B2 (ja) | 画像検査装置 | |
JP2008051694A (ja) | 実装基板の外観検査方法及び外観検査システム | |
JP2005091049A (ja) | 画像処理用光照射装置及び画像処理用光照射方法 | |
JP2009097977A (ja) | 外観検査装置 | |
JP2006313147A (ja) | 欠陥検査方法およびその方法を用いた欠陥検査装置 | |
JPH1123243A (ja) | 表面欠陥検査装置 | |
KR20120136654A (ko) | 조명검사장치 및 조명검사방법 | |
JP2008215875A (ja) | 成形体の検査方法およびこの方法を用いた検査装置 | |
JP3017572B2 (ja) | 表面状態検査方法 | |
JP5415162B2 (ja) | 円筒体の表面検査装置 | |
KR102453258B1 (ko) | 웨이퍼 모서리 결함 검사장치 및 검사방법 | |
JP2008096319A (ja) | 外観検査装置 | |
JPH02268260A (ja) | 半田検査装置 | |
JP2720759B2 (ja) | ボンディングワイヤー外観自動検査装置 | |
TW202028729A (zh) | 影像檢查裝置 | |
JP3273643B2 (ja) | 表面状態検査装置 | |
JP3095820B2 (ja) | 表面状態検出装置 | |
JP2007003543A (ja) | 画像処理用光照射装置及び画像処理用光照射方法 |