JP2009210367A - Imaging unit used for surface inspection device and surface inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検物の表面を撮像し画像処理により検査する表面検査装置に用いる撮像ユニット、及び表面検査装置に関する。 The present invention relates to an imaging unit used in a surface inspection apparatus that images a surface of a test object and inspects the image by image processing, and a surface inspection apparatus.
被検物表面のキズ・圧痕・打痕・クラック・欠け・汚れなど欠陥部分を、目視によらず、被検物の表面を撮像し画像処理により検査する外観検査装置は各種知られている。この外観検査装置は、被検物表面を電子撮像装置(CCDカメラ、デジタルカメラ)で撮像する。その撮像画像データ(画素データ)を演算処理装置(CPU、コンピューター)へ導入し、画像処理部にて二値化処理し、その画像処理データに基づいて判定部にて物品表面の欠陥部分の解析・検出をするものである。 Various appearance inspection apparatuses are known in which the surface of a test object is imaged and inspected by image processing for a defective portion such as a scratch, indentation, dent, crack, chipping, and dirt on the surface of the test object without visual inspection. This appearance inspection apparatus images an object surface with an electronic imaging device (CCD camera, digital camera). The captured image data (pixel data) is introduced into an arithmetic processing unit (CPU, computer), binarized by the image processing unit, and the determination unit analyzes the defective portion of the article surface based on the image processing data.・ It is to detect.
特許文献1には、半導体ウエハ等の面積の大きい板状部材の表面欠陥を検査する外観検査装置が開示されている。特許文献2には、ドーム状透明体のクラックを検査する外観検査装置が開示されている。特許文献3・4・5には、円筒状物体の表面欠陥を検査する外観検査装置が開示されている。特許文献6には、Oリング等の円環状物品の欠陥を検査する外観検査装置が開示されている。特許文献7にはキャップの外側面の検査する外観検査装置が開示されている。特許文献8には、円筒形状部品を移動または回転させずに表面を検査する外観検査装置が開示されている。
上記のような外観検査装置は物品製造工場の検査工程における主として据え置き型の装置である。例えば、自動車ボディの塗装再生工場においては、塗装再生処理前のボディ表面の目視検査が困難な細かいキズ付き状態と、ガラス塗装や鏡面処理コートした塗装再生後の表面状態との確認のために、小型で携帯可能な表面検査装置が要望されている。 The appearance inspection apparatus as described above is mainly a stationary apparatus in an inspection process of an article manufacturing factory. For example, in an automobile body paint recycling factory, to check the state of fine scratches that are difficult to visually inspect the body surface before painting regeneration processing, and the surface condition after glass coating or mirror-coated coating regeneration, There is a need for a small and portable surface inspection device.
本発明はその要望に応えることができる小型で携帯可能な、表面検査装置に用いる撮像ユニット、及び表面検査装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an imaging unit and a surface inspection apparatus that can be used in a surface inspection apparatus that can meet the demand.
上記の目的を達成するための本発明に係る表面検査装置に用いる撮像ユニットの代表的な構成は、被検物の表面を撮像し画像処理により検査する表面検査装置に用いる撮像ユニットであって、被検物表面を撮像する電子撮像器と、前記電子撮像器の対物側から前方に突出していて、被検物表面に対面する開口部を有するフードと、前記フードの内側に位置移動可能に配設されている被検物照明ランプと、前記被検物照明ランプを位置移動操作するためのノブと、を有することを特徴とする。 A typical configuration of an imaging unit used in a surface inspection apparatus according to the present invention for achieving the above object is an imaging unit used in a surface inspection apparatus that images the surface of an object to be inspected by image processing, An electronic imager that images the surface of the test object, a hood that protrudes forward from the object side of the electronic imager and that has an opening facing the surface of the test object, and that can be moved to the inside of the hood. The test object illumination lamp is provided, and a knob for moving the position of the test object illumination lamp.
また、上記の目的を達成するための本発明に係る表面検査装置の代表的な構成は、上記の撮像ユニットと、演算処理装置を有し前記撮像ユニットの電子撮像器から入力する撮像画像データを画像処理するコンピューターシステム部と、を有する事を特徴とする。 In addition, a typical configuration of the surface inspection apparatus according to the present invention for achieving the above-described object includes the above-described imaging unit and an arithmetic processing unit, and captured image data input from an electronic imager of the imaging unit. And a computer system unit for image processing.
本発明の表面検査装置に用いる撮像ユニットは、手に持って、例えば自動車ボディ表面等の被検物表面の各部に手軽に適用することが可能なハンディーな器具である。被検物照明ランプの位置を調節することで、被検物表面の欠陥状態を最も鮮明に映し出した撮像画像を容易に得ることができる。コンピューターシステム部としてノート型パソコンを用いて、小型で携帯可能な表面検査装置を実現することができる。 The imaging unit used in the surface inspection apparatus of the present invention is a handy instrument that can be easily applied to each part of the surface of an object to be tested, such as the surface of an automobile body, by hand. By adjusting the position of the object illumination lamp, it is possible to easily obtain a captured image in which the defect state on the object surface is most clearly reflected. Using a notebook computer as a computer system unit, a small and portable surface inspection apparatus can be realized.
[実施例1]
図1は本実施例の表面検査装置の斜視図である。10は被検物表面の一部を拡大撮像する撮像ユニットである。20は撮像ユニット10から入力する撮像画像データを画像処理するコンピューターシステム部である。本実施例においてはノート型パソコンを用いている。30はノート型パソコン20に接続したアウトプット機器としての小型プリンタである。
[Example 1]
FIG. 1 is a perspective view of the surface inspection apparatus of this embodiment. Reference numeral 10 denotes an imaging unit that magnifies and images a part of the surface of the test object. A computer system unit 20 performs image processing on captured image data input from the imaging unit 10. In this embodiment, a notebook personal computer is used. Reference numeral 30 denotes a small printer as an output device connected to the notebook computer 20.
図2は撮像ユニット10の側面図、図3は図2の(3)−(3)線視断面図、図4は図3の(4)−(4)線視断面図である。 2 is a side view of the imaging unit 10, FIG. 3 is a sectional view taken along line (3)-(3) in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line (4)-(4) in FIG.
撮像ユニット10は被検物Wの表面、例えば自動車ボディ表面の一部を拡大撮像する電子撮像器1と、電子撮像器の対物側から前方に突出していて、被検物表面に対面する開口部3を有するフード2を有する。また、フード2の内側に位置移動可能に配設されている被検物照明ランプ4と、被検物照明ランプを位置移動操作するためのノブ5と、を有する。 The imaging unit 10 includes an electronic imaging device 1 that magnifies and images a surface of a test object W, for example, a part of a car body surface, and an opening that projects forward from the object side of the electronic imaging device and faces the test object surface. 3 has a hood 2. Moreover, it has the test object illumination lamp 4 arrange | positioned inside the food | hood 2 so that a position movement is possible, and the knob 5 for operating position movement of a test object illumination lamp.
本実施例において、電子撮像器1はCCDマイクロスコープ(以下、スコープと記す)を用いている。CCDマイクロスコープ自体は公知に属するのでその構造の説明は省略する。1a・1bはスコープ1に設けられているフォーカッシング操作環とズーミング操作環である。フード2は、本実施例においては、直径約100mmの円形の開口部3を有するステンレス製の半球ドーム形状のものにしている。このフード2には頂上部から位置をずらしてネジ穴部2aを具備させ、このネジ穴部2aにスコープ1の対物側の先端部を螺合させてスコープ1とフード2とを一体に結合させている。スコープ1の光軸(レンズ光軸)Oはフード開口部3の開口面中央部に向かわせている。フード2の内面2bは梨地面などの光散乱面にしてある。また、フード2の開口部3の周縁は弾性部材6により縁取りされている。 In this embodiment, the electronic image pickup device 1 uses a CCD microscope (hereinafter referred to as a scope). Since the CCD microscope itself belongs to public knowledge, the description of its structure is omitted. Reference numerals 1a and 1b denote a focusing operation ring and a zooming operation ring provided in the scope 1. In this embodiment, the hood 2 is made of a stainless hemispherical dome having a circular opening 3 having a diameter of about 100 mm. The hood 2 is provided with a screw hole 2a shifted from the top, and the scope 1 and the hood 2 are integrally coupled by screwing the objective tip of the scope 1 into the screw hole 2a. ing. The optical axis (lens optical axis) O of the scope 1 is directed toward the center of the opening surface of the hood opening 3. The inner surface 2b of the hood 2 is a light scattering surface such as a satin surface. Further, the peripheral edge of the opening 3 of the hood 2 is edged by an elastic member 6.
7はフード2の内側に配設した半円アーチ型の針金部材であり、両端部がそれぞれ軸受部材8・9を介して回転可能にフード2に支持されていて、フード2の内面に沿って回動移動可能である。このアーチ型針金部材7の一端部側はフード2の外側に延長してレバー部7aとしてあり、そのレバー部7aにノブ5が取り付けられている。被検物照明ランプ4はアーチ型針金部材7のほぼ中央部に取り付けられている。本実施例において、この被検物照明ランプ4は複数個のLEDランプ(白色LED)の集合により構成された面状光源である。本実施例では基板4a上に図5のような配列で10個のLEDランプ4bを設けて面状光源としている。そして、この被検物照明ランプ4としてのLEDランプの集合体を乳白板等の光拡散部材11により覆っている。ノブ5によりアーチ型針金部材7を回動操作すると、光拡散部材11と共に被検物照明ランプ4がフード2の内面に沿って位置移動する。即ち、被検物照明ランプ4はフード2の内側に位置移動可能に配設されている。本実施例においては、被検物照明ランプ4はフード2の内面に沿って角度αの範囲において位置移動させて、その移動位置に軸受部材8・9とアーチ型針金部材7の軸との嵌合摩擦力で保持させた状態にすることができる。 Reference numeral 7 denotes a semicircular arch type wire member disposed inside the hood 2, and both end portions thereof are rotatably supported by the hood 2 via bearing members 8 and 9, respectively, along the inner surface of the hood 2. It can be rotated. One end of the arched wire member 7 is extended to the outside of the hood 2 to form a lever portion 7a, and a knob 5 is attached to the lever portion 7a. The test object illumination lamp 4 is attached to substantially the center of the arched wire member 7. In the present embodiment, the object illumination lamp 4 is a planar light source configured by a set of a plurality of LED lamps (white LEDs). In the present embodiment, ten LED lamps 4b are arranged on the substrate 4a in the arrangement as shown in FIG. The assembly of LED lamps as the object illumination lamp 4 is covered with a light diffusing member 11 such as a milky white plate. When the arched wire member 7 is rotated by the knob 5, the object illumination lamp 4 moves along with the light diffusing member 11 along the inner surface of the hood 2. That is, the test object illumination lamp 4 is disposed inside the hood 2 so as to be movable. In the present embodiment, the object illumination lamp 4 is moved in the range of the angle α along the inner surface of the hood 2, and the bearing members 8 and 9 and the shaft of the arched wire member 7 are fitted to the moving position. It can be made into the state hold | maintained with the combined friction force.
フード2の頂上部には光量調節操作部としての摘み部12を外側に露呈させて、被検物照明ランプ4の光量調節器としての可変抵抗器13が配設されている。被検物照明ランプ4に対する通電はスコープ1側から引き出した給電用リード線により上記の可変抵抗器13を介してなされる。被検物照明ランプ4の発光光量は可変抵抗器13の摘み部12を操作することで可変することができる。 At the top of the hood 2, a knob 12 serving as a light amount adjusting operation unit is exposed to the outside, and a variable resistor 13 serving as a light amount adjuster for the object illumination lamp 4 is disposed. The test object illumination lamp 4 is energized via the variable resistor 13 by a power supply lead drawn from the scope 1 side. The amount of light emitted from the object illumination lamp 4 can be varied by operating the knob 12 of the variable resistor 13.
撮像ユニット10とノート型パソコン20は電気コード14を介して電気的に接続される。この電気コード14を介してノート型パソコン20側から撮像ユニット10側への電力供給がなされる。また、撮像ユニット10のスコープ1からノート型パソコン20の演算処理装置21へ撮像画像データが入力する。 The imaging unit 10 and the notebook computer 20 are electrically connected via the electric cord 14. Power is supplied from the notebook personal computer 20 side to the imaging unit 10 side through the electric cord 14. In addition, captured image data is input from the scope 1 of the imaging unit 10 to the arithmetic processing unit 21 of the notebook computer 20.
被検物表面の検査は次のようにしてなされる。操作者はスコープ1の部分を取っ手として握って撮像ユニット10を手に持ち、図4のように、フード2の開口部3を被検物Wの表面に当接させる。フード2の開口部3の周縁は弾性部材6により縁取りされているので、被検物Wの表面をフード2の当接によりキズ付けるおそれがない。フード2の開口部3に対応する被検物Wの表面はフード2の内側にある被検物照明ランプ4により照明される。その照明されている被検物表面のスコープ画角内に対応する部分がスコープ1により拡大撮像される。本実施例においては、スコープ1の光軸Oと被検物表面の交点を中心とするほぼ1〜2cm2の範囲の被検物表面部分が拡大撮像される。そして、その撮像画像データが電気コード14を介してノート型パソコン20の演算処理装置21へ入力して画像処理され、撮像画像がノート型パソコン20のモニタ装置(ディスプレイ装置)22に映し出される。操作者はモニタ装置22に映し出される被検物表面の拡大撮像画像を見ながら、スコープ1のフォーカッシング操作、ズーミング操作を行う。また、モニタ装置22に映し出される被検物表面の拡大撮像画像の状態が最も鮮明となるように、例えば表面キズの状態が鮮明に映し出されるように、ノブ5を操作して被検物照明ランプ4の位置を調節する。被検物照明ランプ4の位置を変えることで被検物表面の照明状態がかわり、被検物表面の拡大撮像画像の状態も変わる。また、モニタ装置22に映し出される被検物表面の拡大撮像画像の状態が最も鮮明となるように、可変抵抗器13の摘み部12を操作して、被検物照明ランプ4の発光光量を調節する。そして、その映像状態調節後の被検物表面の拡大撮像画像をプリンタ30によりハードコピーとしてプリントアウトする。 The surface of the test object is inspected as follows. The operator grasps the scope 1 portion as a handle, holds the imaging unit 10 in his / her hand, and brings the opening 3 of the hood 2 into contact with the surface of the test object W as shown in FIG. Since the peripheral edge of the opening 3 of the hood 2 is edged by the elastic member 6, there is no possibility of scratching the surface of the test object W due to the contact of the hood 2. The surface of the test object W corresponding to the opening 3 of the hood 2 is illuminated by the test object illumination lamp 4 inside the hood 2. A portion corresponding to the scope angle of view of the illuminated object surface is magnified by the scope 1. In the present embodiment, the surface of the test object in the range of approximately 1 to 2 cm 2 centering on the intersection of the optical axis O of the scope 1 and the test object surface is magnified. Then, the captured image data is input to the arithmetic processing unit 21 of the notebook computer 20 via the electric cord 14 and subjected to image processing, and the captured image is displayed on the monitor device (display device) 22 of the notebook computer 20. The operator performs a focusing operation and a zooming operation of the scope 1 while viewing an enlarged captured image of the surface of the test object displayed on the monitor device 22. Further, the object illumination lamp is operated by operating the knob 5 so that, for example, the state of the surface scratch is clearly displayed so that the state of the enlarged captured image of the surface of the object displayed on the monitor device 22 is the clearest. Adjust the position of 4. By changing the position of the test object illumination lamp 4, the illumination state of the test object surface changes, and the state of the enlarged captured image of the test object surface also changes. Further, the amount of light emitted from the object illumination lamp 4 is adjusted by operating the knob 12 of the variable resistor 13 so that the state of the enlarged captured image of the object surface projected on the monitor device 22 becomes the clearest. To do. Then, the enlarged captured image of the surface of the test object after the image state adjustment is printed out as a hard copy by the printer 30.
被検物照明ランプ4を光拡散部材11により覆うことで、被検物表面が鏡面状態である場合でも被検物表面の拡大撮像画像に対する照明ランプの映り込みが解消あるいは緩和される。また、被検物照明ランプ4の位置移動調節によっても、被検物表面の拡大撮像画像に対する照明ランプの映り込みが解消あるいは緩和される。フード2は実施例の半球ドーム形状に限られるものではなく、被検物表面に対面する開口部3を有する、適宜の形状の筐体にすることができる。 By covering the test object illumination lamp 4 with the light diffusing member 11, even when the test object surface is in a mirror state, the reflection of the illumination lamp on the enlarged captured image of the test object surface is eliminated or alleviated. In addition, by adjusting the position of the object illumination lamp 4, the reflection of the illumination lamp on the enlarged captured image on the object surface is eliminated or alleviated. The hood 2 is not limited to the hemispherical dome shape of the embodiment, and can be a casing having an appropriate shape having the opening 3 facing the surface of the test object.
以上説明したように、本発明の表面検査装置に用いる撮像ユニットは、手に持って、例えば自動車ボディ表面等の被検物表面の各部に手軽に適用することが可能なハンディーな器具である。被検物照明ランプの位置を調節することで、被検物表面の欠陥状態を最も鮮明に映し出した撮像画像を容易に得ることができる。コンピューターシステム部としてノート型パソコンを用いて、小型で携帯可能な表面検査装置を実現することができる。 As described above, the imaging unit used in the surface inspection apparatus of the present invention is a handy instrument that can be easily applied to each part of the surface of an object to be tested such as the surface of an automobile body by hand. By adjusting the position of the object illumination lamp, it is possible to easily obtain a captured image in which the defect state on the object surface is most clearly reflected. Using a notebook computer as a computer system unit, a small and portable surface inspection apparatus can be realized.
W・・被検物、10・・撮像ユニット、20・・ピューターシステム部(ノート型パソコン)、30・・プリンタ、1・・電子撮像器(CCDマイクロスコープ)、2・・フード、3・・開口部、4・・被検物照明ランプ、5・・被検物照明ランプを位置移動操作するためのノブ W ······················································ Putor system unit (notebook type PC), 30 ·· Printer, 1 ·· Electronic imager (CCD microscope) Opening, 4 .... Test object illumination lamp, 5 .... Knob for moving the position of the test object illumination lamp
Claims (10)
被検物表面を撮像する電子撮像器と、前記電子撮像器の対物側から前方に突出していて、被検物表面に対面する開口部を有するフードと、前記フードの内側に位置移動可能に配設されている被検物照明ランプと、前記被検物照明ランプを位置移動操作するためのノブと、を有することを特徴とする表面検査装置に用いる撮像ユニット。 An imaging unit used in a surface inspection apparatus that images a surface of a test object and inspects the image by image processing,
An electronic imager that images the surface of the test object, a hood that protrudes forward from the object side of the electronic imager and that has an opening facing the surface of the test object, and that can be moved to the inside of the hood. An imaging unit for use in a surface inspection apparatus, comprising: an object illumination lamp provided; and a knob for moving the position of the object illumination lamp.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008052814A JP2009210367A (en) | 2008-03-04 | 2008-03-04 | Imaging unit used for surface inspection device and surface inspection device |
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017111078A (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社東芝 | Water leakage detection device |
JP2023140336A (en) * | 2022-03-22 | 2023-10-04 | エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー | Method of inspecting coated surface for coating defects |
-
2008
- 2008-03-04 JP JP2008052814A patent/JP2009210367A/en active Pending
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