JP2011203222A - Device and method for detecting defect - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect an irregularity defect on an inspection surface of an inspection object by an inexpensive and simple device constitution.SOLUTION: A defect detection device includes: an irradiation device 1; an imaging device 2; and a processing device 3. The irradiation device 1 irradiates the inspection surface B having diffusion reflectivity of the inspection object A with light from an oblique direction. The imaging device 2 is entered by light passing the inspection surface B from the irradiation device 1. A range irradiated directly with irradiation light from the irradiation device 1 on the inspection surface B is defined as a direct irradiation area, and a range irradiated with diffused light generated by diffusion of the irradiation light in the direct irradiation area on the inspection surface B is defined as a diffused light irradiation area. The processing device 3 provides a first inspection domain in the direct irradiation area on the picked-up image picked up by the imaging device 2, and sets a second inspection domain in the diffused light irradiation area, and detects a defect related to irregularities on the inspection surface B by using brightness information of at least either of the first inspection domain and the second inspection domain.

Description

本発明は、検査対象の被検査面に発生する凹凸欠陥を検出する欠陥検出装置および欠陥検出方法に関する。   The present invention relates to a defect detection apparatus and a defect detection method for detecting an uneven defect generated on a surface to be inspected.

従来から、検査対象の被検査面に発生する凹凸欠陥を検出する欠陥検出装置は種々開発されている。従来の欠陥検出装置の一例としては、被検査面に欠陥がなければ照明光の反射光がカメラに検出される明領域と被検査面に欠陥がなければ反射光が検出されない暗領域との2つの領域を用いて被検査面の欠陥を検出する装置がある(例えば特許文献1,2参照)。この欠陥検出装置は、カメラと被検査面との間に遮光体を備えることによって、被検査面に明領域および暗領域を形成している。   Conventionally, various defect detection apparatuses for detecting uneven defects generated on the inspection target surface to be inspected have been developed. As an example of a conventional defect detection device, there are two areas: a bright area where reflected light of illumination light is detected by the camera if there is no defect on the inspection surface and a dark area where reflected light is not detected if there is no defect on the inspection surface. There is an apparatus that detects defects on a surface to be inspected using two regions (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In this defect detection device, a light area and a dark area are formed on the surface to be inspected by providing a light shielding body between the camera and the surface to be inspected.

また、従来の欠陥検出装置の他の例としては、検査対象の被検査面に明領域と暗領域との境界が生じるように被検査面を照明して凹凸欠陥を検出する装置が知られている(例えば特許文献3参照)。この欠陥検出装置は、被検査面に明領域と暗領域との境界が生じるように特殊な照射装置を用いて被検査面を照射し、明領域と暗領域との境界に凹凸欠陥が存在した場合に、凹凸欠陥が存在する部分に明暗反転部が生じることを利用して、被検査面の凹凸欠陥を検出する。   As another example of a conventional defect detection apparatus, there is known an apparatus that detects an uneven defect by illuminating a surface to be inspected so that a boundary between a bright region and a dark region is formed on the surface to be inspected. (For example, refer to Patent Document 3). This defect detector irradiates a surface to be inspected using a special irradiation device so that a boundary between a bright region and a dark region is generated on the surface to be inspected, and an uneven defect exists at the boundary between the light region and the dark region. In this case, the unevenness defect on the surface to be inspected is detected by utilizing the fact that the bright / dark reversal portion is generated in the portion where the unevenness defect exists.

特開2007−40853号公報JP 2007-40853 A 特開2005−257681号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-257681 特開2001−349716号公報JP 2001-349716 A

しかしながら、従来の欠陥検出装置では、検査対象の被検査面に明領域と暗領域とを形成するために、遮光体を追加したり、特殊な照射装置を用いたりする必要があるため、コストが上がり、装置構成も複雑になるという問題があった。   However, in the conventional defect detection device, it is necessary to add a light shielding body or use a special irradiation device in order to form a bright region and a dark region on the inspection target surface to be inspected. As a result, there is a problem that the device configuration becomes complicated.

本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、低コストかつ単純な装置構成で検査対象の被検査面の凹凸欠陥を精度よく検出することができる欠陥検出装置および欠陥検出方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a defect detection apparatus and a defect detection method capable of accurately detecting irregularities on a surface to be inspected with a low-cost and simple apparatus configuration. Is to provide.

本発明の欠陥検出装置は、検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する照射装置と、前記照射装置から光が照射される前記被検査面を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する処理装置とを備え、前記被検査面において前記照射装置の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、前記撮像装置は、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように配置され、前記処理装置は、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第1の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第2の検査領域を設定し、前記第1の検査領域および前記第2の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出することを特徴とする。   A defect detection apparatus according to the present invention includes an irradiation device that irradiates light on an inspection target surface having diffuse reflectivity from an oblique direction, and an imaging device that images the inspection target surface irradiated with light from the irradiation device. And a processing device that detects defects related to the unevenness of the surface to be inspected using a captured image captured by the image capturing device, and directly irradiates a range in which the irradiation light of the irradiation device is directly irradiated on the surface to be inspected An area in which the diffused light generated by the diffusion of the irradiation light in the direct irradiation area is irradiated on the surface to be inspected is a diffused light irradiation area, and the imaging apparatus has the direct irradiation area and the diffused light irradiation. And the processing apparatus sets a first inspection area in the direct irradiation area in the captured image and a second in the diffused light irradiation area. Set the inspection area, and detects the defect using at least one of the luminance information of the first test area and the second inspection area.

この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域および前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する抽出機能と、前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能とを有することが好ましい。   In this defect detection apparatus, the processing apparatus extracts an area having lower brightness than the surrounding area in the direct irradiation area and an area having higher brightness than the surrounding area in the diffused light irradiation area as defect candidate areas, and It is preferable to have a determination function for determining that the defect exists in the defect candidate area when the size of the defect candidate area is larger than a preset threshold value.

この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域を第1の領域として抽出し、前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域を第2の領域として抽出する第1の抽出機能と、前記第1の領域を含み予め設定された大きさを有する第1の設定領域の平均輝度および前記第2の領域を含み予め設定された大きさを有する第2の設定領域の平均輝度を算出する第1の算出機能と、前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記平均輝度を用いて2値化しきい値を求める第2の算出機能と、前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記2値化しきい値を用いて2値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する第2の抽出機能と、前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能とを有することが好ましい。   In this defect detection apparatus, the processing apparatus extracts a region having a lower brightness than the surrounding area in the direct irradiation area as a first area, and a region having a higher brightness than the surrounding area in the diffused light irradiation area. A first extraction function for extracting the first setting area, an average luminance of the first setting area including the first area and a predetermined size, and a first size including the second area and a predetermined size. A first calculation function for calculating an average luminance of two setting areas; a second calculation function for obtaining a binarized threshold value using the average luminance for each of the direct irradiation area and the diffused light irradiation area; A second extraction function for extracting a defect candidate area by performing binarization processing using the binarization threshold for each of the direct irradiation area and the diffused light irradiation area, and a size of the defect candidate area It is preferred to have a judging function and the defect is present in the defect candidate region is greater than order set threshold value.

この欠陥検出装置において、前記処理装置は、前記第2の抽出機能として、前記第1の領域および前記第2の領域の少なくとも一方が前記欠陥候補領域として抽出されなかった場合、前記2値化しきい値を変更して再び2値化処理を行って前記欠陥候補領域を再抽出することが好ましい。   In this defect detection apparatus, the processing apparatus, as the second extraction function, performs binarization threshold when at least one of the first area and the second area is not extracted as the defect candidate area. It is preferable to re-extract the defect candidate area by changing the value and performing binarization processing again.

この欠陥検出装置において、前記欠陥の種類を入力する種類入力装置を備え、前記処理装置は、前記種類入力装置で入力された前記種類に応じて、前記欠陥の検出に用いる検査領域を前記第1の検査領域および前記第2の検査領域の中から選択することが好ましい。   The defect detection apparatus includes a type input device that inputs a type of the defect, and the processing device sets an inspection region used for detection of the defect according to the type input by the type input device. It is preferable to select from the inspection area and the second inspection area.

この欠陥検出装置において、前記検査対象を搬送する搬送装置を備え、前記撮像装置は、前記搬送装置で前記検査対象が搬送されることによって前記被検査面の所定部分が前記直接照射エリアに到達したタイミングと当該所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したタイミングとで撮像し、前記処理装置は、前記所定部分が前記直接照射エリアに到達したときの撮像画像と前記所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したときの撮像画像とを用いて前記欠陥を検出することが好ましい。   The defect detection apparatus includes a transport device that transports the inspection target, and the imaging device has reached a direct irradiation area with a predetermined portion of the surface to be inspected as the inspection target is transported by the transport device. An image is taken at a timing and a timing at which the predetermined portion reaches the diffused light irradiation area, and the processing device captures an image when the predetermined portion reaches the direct irradiation area and the predetermined portion is at the diffused light irradiation area. It is preferable that the defect is detected using a captured image when reaching the position.

この欠陥検出装置において、前記欠陥の凹凸量を入力する凹凸量入力装置と、前記凹凸量入力装置で入力された前記凹凸量に応じて前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離を可変する駆動装置とを備え、前記撮像装置は、前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離が可変された後に前記被検査面を撮像することが好ましい。   In this defect detection apparatus, an unevenness amount input device for inputting the unevenness amount of the defect, and an optical axis between the irradiation device and the surface to be inspected according to the unevenness amount input by the unevenness amount input device It is preferable that the imaging device captures the surface to be inspected after the distance on the optical axis between the irradiation device and the surface to be inspected is varied.

この欠陥検出装置において、前記照射装置は、前記被検査面に拡散光を照射することが好ましい。   In this defect detection apparatus, it is preferable that the irradiation apparatus irradiates the surface to be inspected with diffused light.

この欠陥検出装置において、前記撮像装置に入射する光の光量を減少させる光量調整部を備えることが好ましい。   This defect detection apparatus preferably includes a light amount adjustment unit that reduces the amount of light incident on the imaging device.

本発明の欠陥検出方法は、検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する第1のステップと、前記被検査面を撮像する第2のステップと、前記第2のステップで撮像した撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する第3のステップとを有し、前記被検査面において照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、前記第2のステップにおいては、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように撮像し、前記第3のステップにおいては、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第1の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第2の検査領域を設定し、前記第1の検査領域および前記第2の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出することを特徴とする。   The defect detection method of the present invention includes a first step of irradiating light on a surface to be inspected having diffuse reflectivity from an oblique direction, a second step of imaging the surface to be inspected, and the second step. A third step of detecting a defect related to the unevenness of the surface to be inspected using the captured image captured in the step, and a range in which the irradiation light is directly irradiated on the surface to be inspected is defined as a direct irradiation area, and On the inspection surface, a range irradiated with diffused light generated by diffusion of the irradiated light in the direct irradiation area is defined as a diffused light irradiation area. In the second step, the direct irradiation area, the diffused light irradiation area, In the third step, the first inspection area is set in the direct irradiation area in the captured image and the diffused light irradiation area is set in the third step. Set 2 of the inspection area, and detects the defect using at least one of the luminance information of the first test area and the second inspection area.

本発明によれば、検査対象の被検査面において照射装置の照射光が直接照射される直接照射エリアと、被検査面において直接照射エリアでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される拡散光照射エリアとの少なくともいずれかの領域の輝度情報を用いて凹凸欠陥を検出することができるので、例えば遮光体や特殊な照射装置などを備えなくても、低コストかつ単純な装置構成で検査対象の被検査面の凹凸欠陥を精度よく検出することができる。   According to the present invention, the direct irradiation area where the irradiation light of the irradiation apparatus is directly irradiated on the inspection target surface to be inspected, and the diffused light generated by the diffusion of the irradiation light in the direct irradiation area is irradiated on the inspection target surface. Since unevenness defects can be detected using the luminance information of at least one of the diffused light irradiation area, for example, a low-cost and simple device configuration can be used without a light shield or special irradiation device. It is possible to accurately detect uneven defects on the surface to be inspected.

実施形態1に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the defect detection apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 同上に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、直接照射エリアと拡散光照射エリアとを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a direct irradiation area and a diffused light irradiation area in the picked-up image imaged with the imaging device which concerns on the same as the above. 同上に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、(a)は拡散光照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図、(b)は直接照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図である。In the picked-up image picked up by the image pickup apparatus according to the above, (a) shows a case where a defect exists in the diffused light irradiation area, and (b) shows a case where a defect exists in the direct irradiation area. 同上に係る欠陥検出装置において、欠陥領域を示す図である。It is a figure which shows a defect area | region in the defect detection apparatus which concerns on the same as the above. 同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the defect detection method which concerns on the same as the above. 実施形態2に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a defect detection method according to the second embodiment. 実施形態3に係る欠陥検出装置において、(a)は平均輝度が25であって2値化しきい値が60である場合の撮像画像を示す図、(b)は2値化画像の要部を示す図、(c)は平均輝度が60であって2値化しきい値が40である場合の撮像画像を示す図、(d)は2値化画像の要部を示す図である。In the defect detection apparatus according to the third embodiment, (a) is a diagram illustrating a captured image when the average luminance is 25 and the binarization threshold is 60, and (b) illustrates a main part of the binarized image. FIG. 4C is a diagram showing a captured image when the average luminance is 60 and the binarization threshold is 40, and FIG. 4D is a diagram showing a main part of the binarized image. 同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the defect detection method which concerns on the same as the above. 実施形態4に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a defect detection method according to a fourth embodiment. 実施形態5に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the defect detection apparatus which concerns on Embodiment 5. FIG. 同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the defect detection method which concerns on the same as the above. 実施形態6に係る撮像装置で撮像された撮像画像において、(a)は直接照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図、(b)は拡散光照射エリアに欠陥が存在する場合を示す図である。In the captured image imaged with the imaging device which concerns on Embodiment 6, (a) is a figure which shows the case where a defect exists in a direct irradiation area, (b) is a figure which shows the case where a defect exists in a diffused light irradiation area. is there. 同上に係る欠陥検出装置において、(a)は駆動信号を示す図、(b)は撮像信号を示す図である。In the defect detection apparatus according to the above, (a) shows a drive signal, and (b) shows an imaging signal. 同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the defect detection method which concerns on the same as the above. 実施形態7に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the defect detection apparatus which concerns on Embodiment 7. FIG. 同上に係る欠陥検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the defect detection method which concerns on the same as the above. 実施形態8に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the defect detection apparatus which concerns on Embodiment 8. FIG. 実施形態9に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the defect detection apparatus which concerns on Embodiment 9. FIG. 同上に係る偏光フィルタを示す図である。It is a figure which shows the polarizing filter which concerns on the same as the above.

(実施形態1)
実施形態1に係る欠陥検出装置は、図1に示すように、検査対象Aの被検査面Bに発生する凹凸欠陥を検出する装置である。本実施形態の欠陥検出装置は、照射装置1と、撮像装置2と、処理装置3と、搬送装置4とを備えている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the defect detection apparatus according to the first embodiment is an apparatus that detects a concavo-convex defect generated on a surface B to be inspected A. The defect detection device according to the present embodiment includes an irradiation device 1, an imaging device 2, a processing device 3, and a transport device 4.

検査対象Aは、例えば被検査面Bがつや出し処理された木材である。上記木材としては木質床材などがある。被検査面Bは拡散反射性を有している。なお、被検査面Bは着色塗装されていることもある。   The inspection target A is, for example, wood from which the surface B to be inspected is polished. Examples of the timber include wooden flooring. The surface B to be inspected has diffuse reflectivity. Note that the surface B to be inspected may be colored and painted.

照射装置1は、例えばLEDや蛍光灯などを用いてライン状の光を発するライン照明装置であり、検査対象Aの被検査面Bに斜め方向(取付角度θ1)から光を照射する。つまり、被検査面Bには、照射装置1からの照射光が照射される。照射装置1の取付角度θ1は15度とする。照射装置1からの照明は、多色照明であってもよい。   The irradiation device 1 is a line illuminating device that emits line-shaped light using, for example, an LED or a fluorescent lamp, and irradiates light on the surface B to be inspected A from an oblique direction (attachment angle θ1). That is, the irradiation surface 1 is irradiated with the irradiation light from the irradiation device 1. The attachment angle θ1 of the irradiation device 1 is 15 degrees. The illumination from the irradiation device 1 may be multicolor illumination.

撮像装置2は、例えばエリアセンサカメラやラインセンサカメラなどであり、照射装置1から被検査面Bを通った光が入射する。撮像装置2の取付角度θ2は、例えば検査対象Aに対して斜め上方である。本実施形態では、取付角度θ2は30度とする。撮像装置2は、搬送停止時または搬送時のいずれかの状態にある検査対象Aを撮像する。   The imaging device 2 is, for example, an area sensor camera or a line sensor camera, and light that has passed through the surface to be inspected B from the irradiation device 1 is incident thereon. The mounting angle θ2 of the imaging device 2 is obliquely upward with respect to the inspection object A, for example. In the present embodiment, the attachment angle θ2 is 30 degrees. The imaging device 2 captures an image of the inspection object A that is in either the state of conveyance stop or the state of conveyance.

処理装置3は、撮像装置2で撮像された撮像画像を用いて被検査面Bの凹凸欠陥を検出する。つまり、処理装置3は、搬送時または搬送停止時のいずれかの状態にある検査対象Aが撮像された画像を用いて欠陥検出処理を行う。   The processing device 3 detects a concavo-convex defect on the surface B to be inspected using the captured image captured by the imaging device 2. That is, the processing device 3 performs defect detection processing using an image obtained by imaging the inspection target A that is in either the transport state or the transport stop state.

搬送装置4は、例えば駆動コンベアなどであり、検査対象Aを搬送する。なお、搬送装置4は、検査対象Aを搬送できる手段であれば上記に限定されない。   The conveyance device 4 is, for example, a drive conveyor and conveys the inspection target A. In addition, if the conveying apparatus 4 is a means which can convey the test object A, it will not be limited to the above.

図2に示すように、被検査面Bにおいて照射装置1の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアCとする。被検査面Bにおいて直接照射エリアCでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアDとする。   As shown in FIG. 2, a range in which the irradiation light of the irradiation apparatus 1 is directly irradiated on the inspection surface B is defined as a direct irradiation area C. A range irradiated with diffused light generated by diffusion of irradiation light in the direct irradiation area C on the inspection surface B is defined as a diffusion light irradiation area D.

拡散光照射エリアDでは、欠陥に対してあらゆる方向および角度から光が照射されるので、欠陥の陰影がつきやすくなる。つまり、欠陥に明暗部が発生しやすくなる。欠陥に直接光を照射しても同様の効果が得られるが、直接的な光であって、光の回り込みのため、明暗部が検出しにくくなる場合もある。   In the diffused light irradiation area D, since the light is irradiated from all directions and angles with respect to the defect, the defect is easily shaded. That is, a bright and dark part is likely to occur in the defect. The same effect can be obtained by directly irradiating the defect with light. However, since the light is direct light, it may be difficult to detect the bright and dark part due to the wraparound of the light.

本実施形態では、直接照射エリアCからの拡散光が欠陥に照射されることで、拡散光照射エリアDにおいて明暗領域がより発生しやすくなる。   In the present embodiment, a light and dark region is more likely to be generated in the diffused light irradiation area D by irradiating the defect with the diffused light from the direct irradiation area C.

図2に示すように、撮像装置2は、直接照射エリアCと拡散光照射エリアDとを撮像領域に含むように配置されている。カメラ視軸Oを中心として2つのエリアC,Dが撮像画像内に入る。一例として、拡散光照射エリアDは、中心が直接照射エリアCの中心から通常20mm〜25mm離れたエリアである(図2の距離L)。拡散光照射エリアDは、拡散光が照射される範囲と、評価する欠陥凹凸量に合わせた分解能とにより設定される。   As shown in FIG. 2, the imaging device 2 is arranged so as to include a direct irradiation area C and a diffused light irradiation area D in the imaging region. Two areas C and D with the camera visual axis O as the center enter the captured image. As an example, the diffused light irradiation area D is an area whose center is usually 20 mm to 25 mm away from the center of the direct irradiation area C (distance L in FIG. 2). The diffused light irradiation area D is set by the range irradiated with the diffused light and the resolution matched to the amount of defect unevenness to be evaluated.

処理装置3は、例えばマイクロプロセッサ(MPU)などを主構成要素とし、撮像画像において直接照射エリアCに第1の検査領域を設定するとともに拡散光照射エリアDに第2の検査領域を設定する。処理装置3は、第1の検査領域および第2の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて欠陥を検出する。図3(a)は、拡散光照射エリアDに欠陥Eが存在する場合を示し、図3(b)は、直接照射エリアCに欠陥Eが存在する場合を示す。図4は、2値化画像の欠陥領域である。   The processing device 3 includes, for example, a microprocessor (MPU) as a main component, and sets a first inspection region in the direct irradiation area C and a second inspection region in the diffused light irradiation area D in the captured image. The processing device 3 detects a defect using luminance information of at least one of the first inspection region and the second inspection region. 3A shows a case where a defect E exists in the diffused light irradiation area D, and FIG. 3B shows a case where a defect E exists in the direct irradiation area C. FIG. FIG. 4 shows a defect area of the binarized image.

次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図5を用いて説明する。まず、照射装置1が検査対象Aの被検査面Bを照射し、撮像装置2が被検査面Bを撮像する(図5のS1)。その後、処理装置3は、撮像画像から直接照射エリアCを抽出する(切り出す)(S2)。その後、処理装置3は、2値化しきい値を用いて直接照射エリアCに対して2値化処理を行う(S3)。処理装置3は、2値化画像から画素値の低い黒領域を検出(抽出)し、検出領域とする(S4)。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する(S5)。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Aが不良であると判定する(S6)。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置3は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Aが良品であると判定する(S7)。処理装置3は、全ての検出領域に対してステップS5からステップS7までの処理を実行する(S8)。その後、拡散光照射エリアDが抽出されていないため(S9)、拡散光照射エリアDを抽出する(切り出す)(S10)。その後、処理装置3は、2値化しきい値を用いて拡散光照射エリアDに対して2値化処理を行う(S3)。処理装置3は、2値化画像から画素値の高い白領域を検出(抽出)し、検出領域とする(S4)。その後、処理装置3は、ステップS5からステップS8までの処理を実行する。その後、直接照射エリアCおよび拡散光照射エリアDの両方での処理が完了し(S9)、欠陥検出の動作を終了する。   Next, a defect detection method using the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the irradiation device 1 irradiates the inspection surface B of the inspection object A, and the imaging device 2 images the inspection surface B (S1 in FIG. 5). Thereafter, the processing device 3 extracts (cuts out) the irradiation area C directly from the captured image (S2). Thereafter, the processing device 3 performs binarization processing on the direct irradiation area C using the binarization threshold (S3). The processing device 3 detects (extracts) a black region having a low pixel value from the binarized image and sets it as a detection region (S4). Thereafter, it is determined whether or not the detection area is larger than the set area (S5). If the detection area is larger than the set area, it is determined that there is a defect in the detection area and the inspection object A is defective (S6). When the detection area is equal to or smaller than the set area, the processing device 3 determines that there is no defect in the detection area, and determines that the inspection target A is a non-defective product (S7). The processing device 3 executes the processing from step S5 to step S7 for all the detection areas (S8). Thereafter, since the diffused light irradiation area D is not extracted (S9), the diffused light irradiation area D is extracted (cut out) (S10). Thereafter, the processing device 3 performs binarization processing on the diffused light irradiation area D using the binarization threshold (S3). The processing device 3 detects (extracts) a white region having a high pixel value from the binarized image and sets it as a detection region (S4). Thereafter, the processing device 3 executes the processing from step S5 to step S8. Thereafter, the processing in both the direct irradiation area C and the diffused light irradiation area D is completed (S9), and the defect detection operation ends.

以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、検査対象Aの被検査面Bにおいて照射装置1の照射光が直接照射される直接照射エリアCと、被検査面Bにおいて直接照射エリアCでの照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される拡散光照射エリアDとの輝度情報を用いて凹凸欠陥を検出することができるので、例えば遮光体や特殊な照射装置などを備えなくても、低コストかつ単純な装置構成で検査対象Aの被検査面Bの凹凸欠陥を精度よく検出することができる。   As described above, according to the defect detection apparatus and the defect detection method of the present embodiment, the direct irradiation area C where the irradiation light of the irradiation apparatus 1 is directly irradiated on the inspection surface B of the inspection object A and the direct irradiation on the inspection surface B. Since the unevenness defect can be detected by using the luminance information with the diffused light irradiation area D irradiated with the diffused light generated by the diffusion of the irradiated light in the area C, for example, a light shield or a special irradiation device is provided. Even if it is not, it is possible to accurately detect the concavo-convex defect of the inspection surface B of the inspection object A with a low-cost and simple apparatus configuration.

(実施形態2)
実施形態2に係る欠陥検出装置は、2値化画像ではなく撮像画像そのものから欠陥を検出する点で、実施形態1に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図1,2および図6を用いて説明する。なお、実施形態1と同様の構成要素については説明を省略する。
(Embodiment 2)
The defect detection apparatus according to the second embodiment is different from the defect detection apparatus according to the first embodiment in that a defect is detected not from a binarized image but from a captured image itself. Hereinafter, the defect detection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the description of the same components as those in the first embodiment is omitted.

本実施形態の処理装置3(図1参照)は、抽出機能と、判定機能とを有している。処理装置3は、抽出機能として、直接照射エリアC(図2参照)内において周囲より輝度の低い領域および拡散光照射エリアD(図2参照)内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する。   The processing device 3 (see FIG. 1) of the present embodiment has an extraction function and a determination function. As the extraction function, the processing device 3 uses, as the extraction function, a defect candidate region for a region having lower brightness than the surroundings in the direct irradiation area C (see FIG. 2) and a region having higher brightness than the surroundings in the diffuse light irradiation area D (see FIG. 2) Extract as

処理装置3は、判定機能として、欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に欠陥候補領域に欠陥が存在すると判定する。   As a determination function, the processing device 3 determines that a defect exists in the defect candidate area when the size of the defect candidate area is larger than a preset threshold value.

同一欠陥でも直接照射エリアCと拡散光照射エリアDとで見え方が異なる。そのため、この見え方を利用して欠陥を検出する。凸形欠陥の場合、直接照射エリアCにおいて膨らみが影として発生する。凹形欠陥の場合、拡散光照射エリアDにおいて凹みが輝点として発生する。   Even in the same defect, the direct irradiation area C and the diffused light irradiation area D are different in appearance. Therefore, a defect is detected using this appearance. In the case of a convex defect, a bulge occurs as a shadow in the direct irradiation area C. In the case of a concave defect, a dent is generated as a bright spot in the diffused light irradiation area D.

次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図6を用いて説明する。まず、照射装置1が検査対象Aの被検査面Bを照射し、撮像装置2が被検査面Bを撮像する(図6のS11)。その後、処理装置3は、撮像画像から直接照射エリアCを抽出する(切り出す)(S12)。その後、処理装置3は、撮像画像の直接照射エリアCから、「最低輝度+α」以下の輝度を有する領域を抽出し、検出領域とする(S13)。また、処理装置3は、撮像画像から拡散光照射エリアDを抽出する(切り出す)(S14)。その後、処理装置3は、撮像画像の拡散光照射エリアDから、「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域を抽出し、検出領域とする(S15)。その後、ステップS13とステップS15とで抽出した検出領域のそれぞれに対して、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する(S16)。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Aが不良であると判定する(S17)。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置3は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Aが良品であると判定する(S18)。処理装置3は、全ての検出領域に対してステップS16からステップS18までの処理を実行し(S19)、欠陥検出の動作を終了する。   Next, a defect detection method using the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the irradiation apparatus 1 irradiates the inspection surface B of the inspection object A, and the imaging apparatus 2 images the inspection surface B (S11 in FIG. 6). Thereafter, the processing device 3 extracts (cuts out) the irradiation area C directly from the captured image (S12). Thereafter, the processing device 3 extracts a region having a luminance equal to or lower than “minimum luminance + α” from the direct irradiation area C of the captured image, and sets it as a detection region (S13). Further, the processing device 3 extracts (cuts out) the diffused light irradiation area D from the captured image (S14). Thereafter, the processing device 3 extracts a region having a luminance of “maximum luminance−β” or more from the diffused light irradiation area D of the captured image, and sets it as a detection region (S15). Thereafter, it is determined whether or not the detection area area is larger than the set area area for each of the detection areas extracted in step S13 and step S15 (S16). If the detection area is larger than the set area, it is determined that there is a defect in the detection area and the inspection object A is defective (S17). When the detection area is equal to or smaller than the set area, the processing device 3 determines that there is no defect in the detection area, and determines that the inspection target A is a non-defective product (S18). The processing device 3 executes the processing from step S16 to step S18 for all the detection areas (S19), and ends the defect detection operation.

以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、凹凸量が少なく検出が困難な凹凸欠陥であっても、撮像画像において凹凸欠陥と周囲との間に輝度差が発生するので、凹凸欠陥を容易に検出することができる。   As described above, according to the defect detection apparatus and the defect detection method of the present embodiment, even in the case of an uneven defect that is difficult to detect with a small amount of unevenness, a luminance difference occurs between the uneven defect and the surroundings in the captured image. Irregularity defects can be easily detected.

(実施形態3)
実施形態3に係る欠陥検出装置は、平均輝度に応じて2値化しきい値を変更する点で、実施形態1に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図1および図7,8を用いて説明する。なお、実施形態1と同様の構成要素については説明を省略する。
(Embodiment 3)
The defect detection apparatus according to the third embodiment is different from the defect detection apparatus according to the first embodiment in that the binarization threshold value is changed according to the average luminance. Hereinafter, the defect detection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the description of the same components as those in the first embodiment is omitted.

検査対象Aの被検査面Bは、品種によって表面状態や塗装色が異なるため、撮像画像における見え方が異なる。つまり、撮像範囲の平均輝度が異なる。品種により輝度差が35あるので、同一の2値化しきい値で2値化処理すれば、正確に抽出することができなくなるため、2値化しきい値を可変する。   The surface B to be inspected of the inspection target A has a different appearance on the captured image because the surface state and the paint color are different depending on the type. That is, the average brightness of the imaging range is different. Since there is a luminance difference of 35 depending on the product type, if the binarization process is performed with the same binarization threshold value, accurate extraction cannot be performed, so the binarization threshold value is varied.

本実施形態の処理装置3(図1参照)は、第1の抽出機能と、第1の算出機能と、第2の算出機能と、第2の抽出機能と、判定機能とを有している。   The processing device 3 (see FIG. 1) of the present embodiment has a first extraction function, a first calculation function, a second calculation function, a second extraction function, and a determination function. .

処理装置3は、第1の抽出機能として、直接照射エリアC内において周囲より輝度の低い領域を第1の領域として抽出し、拡散光照射エリアD内において周囲より輝度の高い領域を第2の領域として抽出する。   As a first extraction function, the processing device 3 extracts a region having a lower brightness than the surroundings in the direct irradiation area C as a first region, and a region having a higher brightness than the surroundings in the diffused light irradiation area D as the second region. Extract as a region.

処理装置3は、第1の算出機能として、第1の領域を含み予め設定された大きさを有する第1の設定領域の平均輝度および第2の領域を含み予め設定された大きさを有する第2の設定領域の平均輝度を算出する。処理装置3は、撮像範囲内から所定領域を抽出して平均輝度を算出する。平均輝度を算出する領域は任意に設定するが、より表面状態を反映させるため、各撮像範囲内をできるだけ広くとるなどを実施する。一例は100×30画素である。   The processing device 3 has, as a first calculation function, an average luminance of a first setting area including a first area and a predetermined size and a first size including a second area and a predetermined size. The average brightness of the two setting areas is calculated. The processing device 3 extracts a predetermined area from the imaging range and calculates the average luminance. The area for calculating the average luminance is arbitrarily set. However, in order to reflect the surface state more, each imaging range is set as wide as possible. An example is 100 × 30 pixels.

処理装置3は、第2の算出機能として、直接照射エリアCおよび拡散光照射エリアDごとに、第1の算出機能で算出した平均輝度を用いて2値化しきい値を求める。つまり、平均輝度に応じた2値化しきい値を任意に設定する。   As the second calculation function, the processing device 3 obtains a binarization threshold value for each of the direct irradiation area C and the diffused light irradiation area D using the average luminance calculated by the first calculation function. That is, a binarization threshold value corresponding to the average luminance is arbitrarily set.

処理装置3は、第2の抽出機能として、2値化しきい値を用いて2値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する。   The processing apparatus 3 performs a binarization process using a binarization threshold as a second extraction function, and extracts a defect candidate area.

処理装置3は、判定機能として、欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に欠陥候補領域に欠陥が存在すると判定する。つまり、処理装置3は、抽出領域の面積値を比較して欠陥を検出する。   As a determination function, the processing device 3 determines that a defect exists in the defect candidate area when the size of the defect candidate area is larger than a preset threshold value. That is, the processing device 3 detects the defect by comparing the area values of the extraction regions.

次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図8を用いて説明する。まず、照射装置1が検査対象Aの被検査面Bを照射し、撮像装置2が被検査面Bを撮像する(図8のS21)。その後、処理装置3は、撮像画像から直接照射エリアCを抽出する(切り出す)(S22)。その後、処理装置3は、撮像画像の直接照射エリアCから、最低輝度領域(「最低輝度+α」以下の輝度を有する領域)を抽出する(S23)。その後、処理装置3は、抽出領域(抽出画素)を中心に100×30画素の平均輝度を算出する(S24)。直接照射エリアCであるため(S25)、平均輝度が220より大きいか否かを判定する(S26)。平均輝度が220より大きい場合、2値化しきい値を160に設定する(S27)。平均輝度が220以下である場合、2値化しきい値を120に設定する(S28)。その後、処理装置3は、設定した2値化しきい値を用いて直接照射エリアCに対して2値化処理を行う(S32)。処理装置3は、2値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする(S33)。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する(S34)。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Aが不良であると判定する(S35)。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置3は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Aが良品であると判定する(S36)。処理装置3は、全ての検出領域に対してステップS34からステップS36までの処理を実行する(S37)。その後、拡散光照射エリアDが抽出されていないため(S38)、拡散光照射エリアDを抽出する(切り出す)(S39)。その後、処理装置3は、撮像画像の拡散光照射エリアDから、最高輝度領域(「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域)を抽出する(S23)。その後、処理装置3は、抽出領域(抽出画素)を中心に100×30画素の平均輝度を算出する(S24)。その後、平均輝度が30より大きいか否かを判定する(S29)。平均輝度が30より大きい場合、2値化しきい値を40に設定する(S30)。平均輝度が30以下である場合、2値化しきい値を60に設定する(S31)。その後、処理装置3は、設定した2値化しきい値を用いて拡散光照射エリアDに対して2値化処理を行う(S32)。処理装置3は、2値化画像から画素値の大きい白領域を抽出する(S33)。その後、ステップS34からステップS37までの処理を実行する。その後、直接照射エリアCおよび拡散光照射エリアDの両方での処理が完了し(S38)、欠陥検出の動作を終了する。   Next, a defect detection method using the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the irradiation apparatus 1 irradiates the inspection surface B of the inspection object A, and the imaging apparatus 2 images the inspection surface B (S21 in FIG. 8). Thereafter, the processing device 3 extracts (cuts out) the irradiation area C directly from the captured image (S22). Thereafter, the processing device 3 extracts the lowest luminance region (region having a luminance equal to or lower than “lowest luminance + α”) from the direct irradiation area C of the captured image (S23). Thereafter, the processing device 3 calculates an average luminance of 100 × 30 pixels around the extraction region (extraction pixel) (S24). Since it is the direct irradiation area C (S25), it is determined whether or not the average luminance is greater than 220 (S26). If the average luminance is greater than 220, the binarization threshold is set to 160 (S27). If the average luminance is 220 or less, the binarization threshold is set to 120 (S28). Thereafter, the processing apparatus 3 performs binarization processing on the direct irradiation area C using the set binarization threshold (S32). The processing device 3 extracts a black area having a small pixel value from the binarized image and sets it as a detection area (S33). Thereafter, it is determined whether or not the detection area is larger than the set area (S34). If the detection area is larger than the set area, it is determined that there is a defect in the detection area and the inspection target A is defective (S35). When the detection area is equal to or smaller than the set area, the processing device 3 determines that there is no defect in the detection area, and determines that the inspection target A is a good product (S36). The processing device 3 executes the processing from step S34 to step S36 for all the detection areas (S37). Thereafter, since the diffused light irradiation area D is not extracted (S38), the diffused light irradiation area D is extracted (cut out) (S39). Thereafter, the processing device 3 extracts the highest luminance region (region having a luminance of “highest luminance−β” or higher) from the diffused light irradiation area D of the captured image (S23). Thereafter, the processing device 3 calculates an average luminance of 100 × 30 pixels around the extraction region (extraction pixel) (S24). Thereafter, it is determined whether or not the average luminance is greater than 30 (S29). If the average luminance is greater than 30, the binarization threshold is set to 40 (S30). If the average luminance is 30 or less, the binarization threshold is set to 60 (S31). Thereafter, the processing device 3 performs binarization processing on the diffused light irradiation area D using the set binarization threshold (S32). The processing device 3 extracts a white region having a large pixel value from the binarized image (S33). Thereafter, the processing from step S34 to step S37 is executed. Thereafter, the processing in both the direct irradiation area C and the diffused light irradiation area D is completed (S38), and the defect detection operation is terminated.

以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、被検査面Bの状態の影響を低減させることができるので、微小な凹凸欠陥を検出することができる。   As described above, according to the defect detection device and the defect detection method of the present embodiment, the influence of the state of the surface B to be inspected can be reduced, so that a minute uneven defect can be detected.

(実施形態4)
実施形態4に係る欠陥検出装置は、2値化しきい値を再設定することが可能である点で、実施形態3に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図1を用いて説明する。なお、実施形態3と同様の構成要素については説明を省略する。
(Embodiment 4)
The defect detection apparatus according to the fourth embodiment is different from the defect detection apparatus according to the third embodiment in that the binarization threshold can be reset. Hereinafter, the defect detection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. Note that description of the same components as those in the third embodiment is omitted.

本実施形態の処理装置3は、第2の抽出機能として、第1の領域および第2の領域の少なくとも一方が欠陥候補領域として抽出されなかった場合、2値化しきい値を変更して再び2値化処理を行って欠陥候補領域を再抽出する。処理装置3は、検出領域中に、平均輝度を算出した最高輝度領域または最低輝度領域が検出されていない場合、2値化しきい値を再設定して2値化処理を行い、再検出した検出領域において判定を行う。   When at least one of the first region and the second region is not extracted as a defect candidate region, the processing device 3 according to the present embodiment changes the binarization threshold value to 2 again as the second extraction function. The defect candidate area is re-extracted by performing the value processing. When the highest luminance region or the lowest luminance region for which the average luminance is calculated is not detected in the detection region, the processing device 3 resets the binarization threshold value, performs the binarization process, and detects the detected again A determination is made in the region.

上記手順により、1つのエリアC,Dに対して最大2回の2値化処理を行うことで、撮像範囲において最高輝度領域や最低輝度領域を検出する。2値化しきい値を複数設定し、複数回の2値化処理を行うことで正確に欠陥を検出することができる。   By performing the binarization process twice for each area C and D by the above procedure, the highest luminance region and the lowest luminance region are detected in the imaging range. A defect can be accurately detected by setting a plurality of binarization threshold values and performing binarization processing a plurality of times.

次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図9を用いて説明する。まず、照射装置1が検査対象Aの被検査面Bを照射し、撮像装置2が被検査面Bを撮像する(図9のS41)。その後、処理装置3は、撮像画像から直接照射エリアCを抽出する(切り出す)(S42)。その後、処理装置3は、撮像画像の直接照射エリアCから、最低輝度領域(「最低輝度+α」以下の輝度を有する領域)を抽出する(S43)。その後、処理装置3は、抽出領域(抽出画素)を中心に100×30画素の平均輝度を算出する(S44)。直接照射エリアCである場合(S45)、平均輝度が220より大きいか否かを判定する(S46)。平均輝度が220より大きい場合、2値化しきい値を140に設定する(S47)。平均輝度が220以下である場合、2値化しきい値を120に設定する(S48)。その後、処理装置3は、設定した2値化しきい値を用いて直接照射エリアCに対して2値化処理を行う(S52)。処理装置3は、2値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする(S53)。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する(S54)。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Aが不良であると判定する(S55)。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置3は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Aが良品であると判定する(S56)。処理装置3は、ステップS54からステップS56までの処理を全ての検出領域に対して実行する(S57)。   Next, a defect detection method using the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the irradiation apparatus 1 irradiates the inspection surface B of the inspection object A, and the imaging apparatus 2 images the inspection surface B (S41 in FIG. 9). Thereafter, the processing device 3 extracts (cuts out) the irradiation area C directly from the captured image (S42). Thereafter, the processing device 3 extracts the lowest luminance region (region having a luminance equal to or lower than “lowest luminance + α”) from the direct irradiation area C of the captured image (S43). Thereafter, the processing device 3 calculates an average luminance of 100 × 30 pixels around the extraction region (extraction pixel) (S44). When it is the direct irradiation area C (S45), it is determined whether or not the average luminance is greater than 220 (S46). If the average luminance is greater than 220, the binarization threshold is set to 140 (S47). If the average luminance is 220 or less, the binarization threshold is set to 120 (S48). Thereafter, the processing device 3 performs binarization processing on the direct irradiation area C using the set binarization threshold (S52). The processing device 3 extracts a black area having a small pixel value from the binarized image and sets it as a detection area (S53). Thereafter, it is determined whether or not the detection area is larger than the set area (S54). If the detection area is larger than the set area, it is determined that there is a defect in the detection area and the inspection object A is defective (S55). When the detection area is equal to or smaller than the set area, the processing device 3 determines that there is no defect in the detection area, and determines that the inspection target A is a non-defective product (S56). The processing device 3 executes the processing from step S54 to step S56 for all the detection areas (S57).

その後、後述の2次抽出が完了しているか否かを判定する(S58)。2次抽出が完了していない場合、最低輝度領域を抽出しているか否かを判定する(S59)。最低輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアCに対する処理中であるので(S60)、2値化しきい値を160に再設定する(S61)。その後、2次抽出が終了し(S63)、再設定した2値化しきい値を用いて2値化処理を行う(S52)。   Thereafter, it is determined whether or not secondary extraction described later has been completed (S58). If the secondary extraction has not been completed, it is determined whether or not the lowest luminance region has been extracted (S59). If the minimum luminance area is not extracted, the process is being performed on the direct irradiation area C (S60), and the binarization threshold is reset to 160 (S61). Thereafter, the secondary extraction ends (S63), and binarization processing is performed using the reset binarization threshold (S52).

その後、拡散光照射エリアDが抽出されていないため(S64)、拡散光照射エリアDを抽出する(切り出す)(S65)。その後、拡散光照射エリアDに対して、ステップS43およびステップS44の処理を実行する。その後、平均輝度が30より大きいか否かを判定する(S49)。平均輝度が30より大きい場合、2値化しきい値を70に設定する(S50)。平均輝度が30以下である場合、2値化しきい値を80に設定する(S51)。その後、処理装置3は、設定した2値化しきい値を用いて拡散光照射エリアDに対して2値化処理を行う(S52)。処理装置3は、2値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする(S53)。その後、ステップS54からステップS57までの処理を実行する。   Thereafter, since the diffused light irradiation area D is not extracted (S64), the diffused light irradiation area D is extracted (cut out) (S65). Then, the process of step S43 and step S44 is performed with respect to the diffused light irradiation area D. Thereafter, it is determined whether or not the average luminance is greater than 30 (S49). If the average luminance is greater than 30, the binarization threshold is set to 70 (S50). If the average luminance is 30 or less, the binarization threshold is set to 80 (S51). Thereafter, the processing device 3 performs binarization processing on the diffused light irradiation area D using the set binarization threshold (S52). The processing device 3 extracts a white area having a large pixel value from the binarized image and sets it as a detection area (S53). Thereafter, the processing from step S54 to step S57 is executed.

その後、2次抽出が完了しているか否かを判定する(S58)。2次抽出が完了していない場合、最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する(S59)。最高輝度領域が抽出されていない場合、拡散光照射エリアDに対する処理中であるので(S60)、2値化しきい値を60に再設定する(S62)。その後、2次抽出が終了し(S63)、再設定した2値化しきい値を用いて2値化処理を行う(S52)。その後、直接照射エリアCおよび拡散光照射エリアDの両方での処理が完了し(S64)、欠陥検出の動作を終了する。   Thereafter, it is determined whether or not the secondary extraction is completed (S58). If the secondary extraction has not been completed, it is determined whether or not the highest luminance region has been extracted (S59). If the highest brightness area is not extracted, the process is being performed on the diffused light irradiation area D (S60), and the binarization threshold is reset to 60 (S62). Thereafter, the secondary extraction ends (S63), and binarization processing is performed using the reset binarization threshold (S52). Thereafter, the processing in both the direct irradiation area C and the diffused light irradiation area D is completed (S64), and the defect detection operation ends.

以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、撮像画像の輝度情報に応じて最適な2値化しきい値を設定することができるので、微小な凹凸欠陥を検出することができる。   As described above, according to the defect detection apparatus and the defect detection method of the present embodiment, an optimal binarization threshold value can be set according to the luminance information of the captured image, so that a minute uneven defect can be detected. .

(実施形態5)
実施形態5に係る欠陥検出装置は、図10に示すように入力装置5を備えている点で、実施形態1に係る欠陥検出装置(図1参照)と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図10,11を用いて説明する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 5)
The defect detection apparatus according to the fifth embodiment is different from the defect detection apparatus according to the first embodiment (see FIG. 1) in that an input device 5 is provided as shown in FIG. Hereinafter, the defect detection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, about the component similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

入力装置5は、例えばタッチパネルやキーボードなどであり、欠陥の種類が入力される。入力装置5は、処理装置3に接続されていて、入力値(入力情報)を処理装置3へ伝達する。入力装置5は、本発明の種類入力装置に相当する。   The input device 5 is, for example, a touch panel or a keyboard, and a defect type is input. The input device 5 is connected to the processing device 3 and transmits an input value (input information) to the processing device 3. The input device 5 corresponds to the type input device of the present invention.

本実施形態の処理装置3は、入力装置5からの入力値に基づいて、該当する処理を実施する。処理装置3は、入力装置5で入力された種類に応じて、欠陥の検出に用いる検査領域を第1の検査領域および第2の検査領域の中から選択する。   The processing device 3 of the present embodiment performs a corresponding process based on the input value from the input device 5. The processing device 3 selects an inspection region to be used for defect detection from the first inspection region and the second inspection region according to the type input by the input device 5.

次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図11を用いて説明する。まず、照射装置1が検査対象Aの被検査面Bを照射し、撮像装置2が被検査面Bを撮像する(図11のS71)。その後、処理装置3は、凸欠陥のみを抽出するのか、凹欠陥および凸欠陥の両方を抽出するのかを決定する(S72)。凸欠陥のみを抽出する場合、処理装置3は、撮像画像から直接照射エリアCを抽出する(切り出す)(S73)。その後、処理装置3は、撮像画像の直接照射エリアCから、最低輝度領域(「最低輝度+α」以下の輝度を有する領域)を抽出する(S75)。その後、処理装置3は、抽出領域(抽出画素)を中心に100×30画素の平均輝度を算出する(S76)。直接照射エリアCである場合(S77)、平均輝度が220より大きいか否かを判定する(S78)。平均輝度が220より大きい場合、2値化しきい値を140に設定する(S79)。平均輝度が220以下である場合、2値化しきい値を120に設定する(S80)。その後、処理装置3は、設定した2値化しきい値を用いて直接照射エリアCに対して2値化処理を行う(S84)。処理装置3は、2値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする(S85)。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する(S86)。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Aが不良であると判定する(S87)。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置3は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Aが良品であると判定する(S88)。処理装置3は、ステップS86からステップS88までの処理を全ての検出領域に対して実行する(S89)。   Next, a defect detection method using the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the irradiation apparatus 1 irradiates the inspection surface B of the inspection object A, and the imaging apparatus 2 images the inspection surface B (S71 in FIG. 11). Thereafter, the processing device 3 determines whether to extract only the convex defect or both the concave defect and the convex defect (S72). When extracting only the convex defect, the processing device 3 extracts (cuts out) the irradiation area C directly from the captured image (S73). Thereafter, the processing device 3 extracts the lowest luminance region (region having a luminance equal to or lower than “lowest luminance + α”) from the direct irradiation area C of the captured image (S75). Thereafter, the processing device 3 calculates an average luminance of 100 × 30 pixels around the extraction region (extraction pixel) (S76). When it is the direct irradiation area C (S77), it is determined whether or not the average luminance is larger than 220 (S78). If the average luminance is greater than 220, the binarization threshold is set to 140 (S79). When the average luminance is 220 or less, the binarization threshold is set to 120 (S80). Thereafter, the processing device 3 performs a binarization process on the direct irradiation area C using the set binarization threshold (S84). The processing device 3 extracts a black region having a small pixel value from the binarized image and sets it as a detection region (S85). Thereafter, it is determined whether or not the detection area is larger than the set area (S86). If the detection area is larger than the set area, it is determined that there is a defect in the detection area and the inspection target A is defective (S87). When the detection area is equal to or smaller than the set area, the processing device 3 determines that there is no defect in the detection area, and determines that the inspection target A is a good product (S88). The processing device 3 executes the processing from step S86 to step S88 for all the detection areas (S89).

その後、後述の2次抽出が完了しているか否かを判定する(S90)。2次抽出が完了していない場合、最低輝度領域を抽出しているか否かを判定する(S91)。最低輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアCに対する処理中であるので(S92)、2値化しきい値を160に再設定する(S93)。その後、2次抽出が終了し(S95)、再設定した2値化しきい値を用いて2値化処理を行う(S84)。その後、2次抽出が既に完了しているので(S90)、欠陥検出の動作を終了する。   Thereafter, it is determined whether or not secondary extraction described later is completed (S90). If the secondary extraction has not been completed, it is determined whether or not the lowest luminance region has been extracted (S91). If the lowest luminance area is not extracted, the process is being performed on the direct irradiation area C (S92), and the binarization threshold is reset to 160 (S93). Thereafter, the secondary extraction is completed (S95), and binarization processing is performed using the reset binarization threshold (S84). Thereafter, since the secondary extraction has already been completed (S90), the defect detection operation is terminated.

一方、ステップS72において、凹欠陥および凸欠陥の両方を検出する場合、処理装置3は、拡散光照射エリアDを抽出する(S74)。その後、処理装置3は、撮像画像の拡散光照射エリアDから、最高輝度領域(「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域)を抽出する(S75)。その後、処理装置3は、抽出領域(抽出画素)を中心に100×30画素の平均輝度を算出する(S76)。拡散光照射エリアDである場合(S77)、平均輝度が30より大きいか否かを判定する(S81)。平均輝度が30より大きい場合、2値化しきい値を70に設定する(S82)。平均輝度が30以下である場合、2値化しきい値を80に設定する(S83)。その後、処理装置3は、設定した2値化しきい値を用いて拡散光照射エリアDに対して2値化処理を行う(S84)。処理装置3は、2値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする(S85)。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する(S86)。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Aが不良であると判定する(S87)。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置3は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Aが良品であると判定する(S88)。処理装置3は、ステップS86からステップS88までの処理を全ての検出領域に対して実行する(S89)。   On the other hand, when detecting both a concave defect and a convex defect in step S72, the processing apparatus 3 extracts the diffused light irradiation area D (S74). Thereafter, the processing device 3 extracts the highest luminance region (region having a luminance of “highest luminance−β” or higher) from the diffused light irradiation area D of the captured image (S75). Thereafter, the processing device 3 calculates an average luminance of 100 × 30 pixels around the extraction region (extraction pixel) (S76). When it is the diffused light irradiation area D (S77), it is determined whether or not the average luminance is greater than 30 (S81). If the average luminance is greater than 30, the binarization threshold is set to 70 (S82). If the average luminance is 30 or less, the binarization threshold is set to 80 (S83). Thereafter, the processing apparatus 3 performs binarization processing on the diffused light irradiation area D using the set binarization threshold (S84). The processing device 3 extracts a white area having a large pixel value from the binarized image and sets it as a detection area (S85). Thereafter, it is determined whether or not the detection area is larger than the set area (S86). If the detection area is larger than the set area, it is determined that there is a defect in the detection area and the inspection target A is defective (S87). When the detection area is equal to or smaller than the set area, the processing device 3 determines that there is no defect in the detection area, and determines that the inspection target A is a good product (S88). The processing device 3 executes the processing from step S86 to step S88 for all the detection areas (S89).

その後、後述の2次抽出が完了しているか否かを判定する(S90)。2次抽出が完了していない場合、最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する(S91)。最高輝度領域が抽出されていない場合、拡散光照射エリアDに対する処理中であるので(S92)、2値化しきい値を60に再設定する(S94)。その後、2次抽出が終了し(S95)、再設定した2値化しきい値を用いて2値化処理を行う(S84)。その後、2次抽出が既に完了しているので(S90)、欠陥検出の動作を終了する。   Thereafter, it is determined whether or not secondary extraction described later is completed (S90). If the secondary extraction has not been completed, it is determined whether or not the highest luminance region has been extracted (S91). If the highest luminance area is not extracted, the process is being performed on the diffused light irradiation area D (S92), and the binarization threshold is reset to 60 (S94). Thereafter, the secondary extraction is completed (S95), and binarization processing is performed using the reset binarization threshold (S84). Thereafter, since the secondary extraction has already been completed (S90), the defect detection operation is terminated.

以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Bの凹凸欠陥の数が多くなっても処理時間を短縮することができるとともに、選択した種別の欠陥を正確に検出することができる。   As described above, according to the defect detection apparatus of the present embodiment, the processing time can be shortened and the selected type of defect can be accurately detected even when the number of the concavo-convex defects on the inspection surface B increases. .

(実施形態6)
実施形態6に係る欠陥検出装置は、1つの欠陥を直接照射エリアCと拡散光照射エリアDの両方のエリアで検出する点で、実施形態4に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図1および図12,13を用いて説明する。なお、実施形態4と同様の構成要素については説明を省略する。
(Embodiment 6)
The defect detection apparatus according to the sixth embodiment is different from the defect detection apparatus according to the fourth embodiment in that one defect is detected in both the direct irradiation area C and the diffused light irradiation area D. Hereinafter, the defect detection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, description is abbreviate | omitted about the component similar to Embodiment 4. FIG.

本実施形態の撮像装置2は、搬送装置4で検査対象Aが搬送されることによって被検査面Bの所定部分が直接照射エリアCに到達したタイミングと所定部分が拡散光照射エリアDとに到達したタイミングとで撮像する。図13(a)に示す駆動信号がHの間で搬送装置4により検査対象Aが搬送される。本実施形態の撮像装置2は、搬送装置4が駆動中に、図13(b)に示すように撮像タイミング信号を2回発生することで、2枚の撮像画像を撮像する。   In the imaging apparatus 2 of the present embodiment, when the inspection target A is transported by the transport device 4, the predetermined part of the surface B to be inspected directly reaches the irradiation area C and the predetermined part reaches the diffused light irradiation area D. Images are taken at the timing. While the driving signal shown in FIG. 13A is H, the inspection object A is conveyed by the conveying device 4. The imaging device 2 of the present embodiment captures two captured images by generating the imaging timing signal twice as shown in FIG. 13B while the transport device 4 is driven.

本実施形態の処理装置3は、所定部分が直接照射エリアCに到達したときの撮像画像と所定部分が拡散光照射エリアDに到達したときの撮像画像とを用いて、所定部分に存在する欠陥を検出する。本実施形態の処理装置3は、図12に示すようにずれ量δが所定の画素数範囲内であれば、欠陥として判定する。一例として、ずれ量δが±10画素以内であれば、欠陥と判定する。   The processing apparatus 3 according to the present embodiment uses a captured image obtained when the predetermined portion directly reaches the irradiation area C and a captured image obtained when the predetermined portion reaches the diffused light irradiation area D. Is detected. As shown in FIG. 12, the processing device 3 according to the present embodiment determines a defect if the deviation amount δ is within a predetermined number of pixels. As an example, if the deviation amount δ is within ± 10 pixels, it is determined as a defect.

処理装置3は、直接照射エリアCの検出領域の面積値で設定面積値よりも大きくなる(不良判定される)領域について、拡散光照射エリアDの検出領域のX座標と近い場合にのみ欠陥を判定する。   The processing device 3 detects a defect only when the area value of the detection area in the direct irradiation area C is larger than the set area value (defect is determined) and is close to the X coordinate of the detection area in the diffused light irradiation area D. judge.

次に、本実施形態に係る検査検出装置を用いた欠陥検出方法について図14を用いて説明する。まず、照射装置1が検査対象Aの被検査面Bを照射し、撮像装置2が被検査面Bを撮像する(図14のS101)。その後、処理装置3は、撮像画像から直接照射エリアCを抽出する(切り出す)(S102)。その後、処理装置3は、撮像画像の直接照射エリアCから、最低輝度領域(「最低輝度+α」以下の輝度を有する領域)を抽出する(S103)。その後、処理装置3は、抽出領域(抽出画素)を中心に100×30画素の平均輝度を算出する(S104)。直接照射エリアCである場合(S105)、平均輝度が220より大きいか否かを判定する(S106)。平均輝度が220より大きい場合、2値化しきい値を140に設定する(S107)。平均輝度が220以下である場合、2値化しきい値を120に設定する(S108)。その後、処理装置3は、設定した2値化しきい値を用いて直接照射エリアCに対して2値化処理を行う(S112)。処理装置3は、2値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする(S113)。その後、拡散光照射エリアDが抽出されていないので(S114)、処理装置3は、撮像画像から拡散光照射エリアDを抽出する(切り出す)(S115)。その後、処理装置3は、撮像画像の拡散光照射エリアDから、最高輝度領域(「最高輝度−β」以上の輝度を有する領域)を抽出する(S103)。その後、処理装置3は、抽出領域(抽出画素)を中心に100×30画素の平均輝度を算出する(S104)。拡散光照射エリアDである場合(S105)、平均輝度が30より大きいか否かを判定する(S109)。平均輝度が30より大きい場合、2値化しきい値を70に設定する(S110)。平均輝度が30以下である場合、2値化しきい値を80に設定する(S111)。その後、処理装置3は、設定した2値化しきい値を用いて拡散光照射エリアDに対して2値化処理を行う(S112)。処理装置3は、2値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする(S113)。   Next, a defect detection method using the inspection detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the irradiation apparatus 1 irradiates the inspection surface B of the inspection object A, and the imaging apparatus 2 images the inspection surface B (S101 in FIG. 14). Thereafter, the processing device 3 extracts (cuts out) the irradiation area C directly from the captured image (S102). Thereafter, the processing device 3 extracts the lowest luminance region (region having a luminance equal to or lower than “lowest luminance + α”) from the direct irradiation area C of the captured image (S103). Thereafter, the processing device 3 calculates an average luminance of 100 × 30 pixels around the extraction region (extraction pixel) (S104). When it is the direct irradiation area C (S105), it is determined whether or not the average luminance is larger than 220 (S106). If the average luminance is greater than 220, the binarization threshold is set to 140 (S107). If the average luminance is 220 or less, the binarization threshold is set to 120 (S108). Thereafter, the processing device 3 performs a binarization process on the direct irradiation area C using the set binarization threshold (S112). The processing device 3 extracts a black region having a small pixel value from the binarized image and sets it as a detection region (S113). Thereafter, since the diffused light irradiation area D is not extracted (S114), the processing device 3 extracts (cuts out) the diffused light irradiation area D from the captured image (S115). Thereafter, the processing device 3 extracts a maximum luminance region (region having a luminance equal to or higher than “maximum luminance−β”) from the diffused light irradiation area D of the captured image (S103). Thereafter, the processing device 3 calculates an average luminance of 100 × 30 pixels around the extraction region (extraction pixel) (S104). When it is the diffused light irradiation area D (S105), it is determined whether or not the average luminance is greater than 30 (S109). If the average luminance is greater than 30, the binarization threshold is set to 70 (S110). If the average luminance is 30 or less, the binarization threshold is set to 80 (S111). Thereafter, the processing apparatus 3 performs binarization processing on the diffused light irradiation area D using the set binarization threshold (S112). The processing device 3 extracts a white area having a large pixel value from the binarized image and sets it as a detection area (S113).

その後、直接照射エリアCの検出領域を順に読み出す(S116)。読み出した検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する(S117)。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、拡散光照射エリアDの検出領域を読み出す(S118)。読み出した検出領域のX座標が直接照射エリアCで読み出した検出領域のX座標の±10画素以内であるか否かを判定する(S119)。読み出した検出領域のX座標が直接照射エリアCで読み出した検出領域のX座標の±10画素以内である場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Aが不良であると判定する(S120)。一方、拡散光照射エリアDで読み出された全ての検出領域のX座標が直接照射エリアCで読み出した検出領域のX座標の±10画素以上である場合(S119,S121)、処理装置3は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Aが良品であると判定する(S122)。処理装置3は、ステップS116からステップS122までの処理を、直接照射エリアCの全ての検出領域に対して実行する(S123)。   Then, the detection area of the direct irradiation area C is read in order (S116). It is determined whether or not the read detection area is larger than the set area (S117). When the detection area area is larger than the set area area, the detection area of the diffused light irradiation area D is read (S118). It is determined whether or not the X coordinate of the read detection area is within ± 10 pixels of the X coordinate of the detection area read in the direct irradiation area C (S119). When the X coordinate of the read detection area is within ± 10 pixels of the X coordinate of the detection area read in the direct irradiation area C, it is determined that a defect exists in the detection area and the inspection target A is defective (S120). . On the other hand, when the X coordinates of all the detection areas read out in the diffused light irradiation area D are ± 10 pixels or more of the X coordinates of the detection areas read out in the direct irradiation area C (S119, S121), the processing device 3 Then, it is determined that there is no defect in the detection area, and it is determined that the inspection target A is a non-defective product (S122). The processing device 3 executes the processing from step S116 to step S122 for all detection areas in the direct irradiation area C (S123).

その後、後述の2次抽出が完了しているか否かを判定する(S124)。2次抽出が完了していない場合、最低輝度領域・最高輝度領域を抽出しているか否かを判定する(S125)。最低輝度領域・最高輝度領域が抽出されていない場合、直接照射エリアCの2値化しきい値を160に再設定し、拡散光照射エリアDの2値化しきい値を60に再設定する(S126)。その後、2次抽出が終了し(S127)、再設定した2値化しきい値を用いて2値化処理を行う(S112)。その後、2次抽出が終了し(S124)、欠陥検出の動作を終了する。   Thereafter, it is determined whether or not secondary extraction described later is completed (S124). If the secondary extraction has not been completed, it is determined whether or not the lowest luminance region and the highest luminance region are extracted (S125). When the lowest luminance region and the highest luminance region are not extracted, the binarization threshold value of the direct irradiation area C is reset to 160, and the binarization threshold value of the diffused light irradiation area D is reset to 60 (S126). ). Thereafter, the secondary extraction ends (S127), and binarization processing is performed using the reset binarization threshold (S112). Thereafter, the secondary extraction ends (S124), and the defect detection operation ends.

以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、被検査面Bの所定部分に対して直接照射エリアCを用いた欠陥検出と拡散光照射エリアDを用いた欠陥検出とを併用することができるので、より厳密な欠陥判定処理を行うことができ、凹凸欠陥を高精度に検出することができる。つまり、2つのエリアC,Dの撮像情報を用いて判定するため、ダブルチェックを行うことになり、誤検出を低減することができる。   As described above, according to the defect detection apparatus and the defect detection method of the present embodiment, defect detection using the direct irradiation area C and defect detection using the diffused light irradiation area D are used in combination on a predetermined portion of the inspection surface B. Therefore, it is possible to perform a more strict defect determination process, and it is possible to detect uneven defects with high accuracy. That is, since the determination is performed using the imaging information of the two areas C and D, a double check is performed, and erroneous detection can be reduced.

(実施形態7)
実施形態7に係る欠陥検出装置は、図15に示すように入力装置5と駆動装置6とを備えている点で、実施形態5に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図15,16を用いて説明する。なお、実施形態5と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 7)
The defect detection apparatus according to the seventh embodiment is different from the defect detection apparatus according to the fifth embodiment in that an input device 5 and a drive device 6 are provided as shown in FIG. Hereinafter, the defect detection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, about the component similar to Embodiment 5, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態の入力装置5は、タッチパネルやキーボードなどであり、欠陥の凹凸量が入力される。本実施形態の入力装置5は、本発明の凹凸量入力装置に相当する。   The input device 5 of the present embodiment is a touch panel, a keyboard, or the like, and a defect unevenness amount is input. The input device 5 of the present embodiment corresponds to the unevenness amount input device of the present invention.

本実施形態の処理装置3は、入力装置5からのこの入力値に基づいて照射装置1を駆動する駆動量を設定する。   The processing device 3 of the present embodiment sets a driving amount for driving the irradiation device 1 based on the input value from the input device 5.

駆動装置6は、入力装置5で入力された凹凸量に応じて照射装置1と被検査面Bとの間の光軸上における距離を可変する。駆動装置6としては、照射装置1に直動シリンダなどの駆動機構を有し、照射方向と同方向に照射装置1を駆動する。駆動装置6の駆動量は、入力装置5より入力された凹凸量と撮像情報とに基づいて処理装置3で算出される。   The driving device 6 varies the distance on the optical axis between the irradiation device 1 and the surface B to be inspected according to the amount of unevenness input by the input device 5. As the driving device 6, the irradiation device 1 has a drive mechanism such as a linear motion cylinder, and drives the irradiation device 1 in the same direction as the irradiation direction. The driving amount of the driving device 6 is calculated by the processing device 3 based on the unevenness amount input from the input device 5 and the imaging information.

本実施形態では、入力装置5に入力された凹凸量に応じて拡散光照射エリアDのあるべき平均輝度を設定し、次に拡散光照射エリアD内に設定した所定範囲の平均輝度を算出し、設定した拡散光照射エリアDのあるべき平均輝度に対して実際の平均輝度に応じた駆動量を算出し、駆動機構を駆動する。   In the present embodiment, the average luminance that should be in the diffused light irradiation area D is set according to the amount of unevenness input to the input device 5, and then the average luminance of a predetermined range set in the diffused light irradiation area D is calculated. Then, a drive amount corresponding to the actual average brightness is calculated with respect to the desired average brightness of the set diffused light irradiation area D, and the drive mechanism is driven.

本実施形態の撮像装置2は、照射装置1と被検査面Bとの間の光軸上における距離が可変された後に撮像する。   The imaging device 2 of the present embodiment captures an image after the distance on the optical axis between the irradiation device 1 and the surface B to be inspected is varied.

検出する凹凸量に応じて凹凸欠陥の明暗領域における明領域と暗領域の面積が異なる。凹凸量が大きければ、明領域が大きな面積で検出されるため、比較的周囲の輝度の影響を受けにくいが、凹凸量が小さければ、明領域の検出面積は小さく影響を受けやすい。このことから、検出凹凸量が大きければ、周辺輝度は高くてもよく、小さければ低くなるように、比較する平均輝度を設定する。   The area of the bright area and the dark area in the light and dark area of the uneven defect differs depending on the amount of unevenness to be detected. If the unevenness amount is large, the bright area is detected in a large area, and therefore, it is relatively less affected by the surrounding luminance. However, if the unevenness amount is small, the detection area of the bright area is small and easily affected. Therefore, the average luminance to be compared is set so that the peripheral luminance may be high if the detected unevenness amount is large and low if it is small.

駆動量は、比較する平均輝度よりも大きければ、暗くなるように検査対象Aから遠くなる方向に駆動し、小さければ明るくなるように駆動する。このように駆動動作を行うことで、凹凸欠陥の凹凸量に応じた最適な照明条件を構成するとともに、撮像情報(撮像画像)も最適となるため、より正確に欠陥を検出することができる。   If the drive amount is larger than the average brightness to be compared, the drive amount is driven away from the inspection object A so as to be dark, and if the drive amount is small, the drive amount is increased. By performing the driving operation in this way, it is possible to configure an optimal illumination condition according to the unevenness amount of the uneven defect and to optimize the imaging information (captured image), so that the defect can be detected more accurately.

次に、本実施形態に係る欠陥検出装置を用いた欠陥検出方法について図16を用いて説明する。まず、検出凹凸量を読み出す(図16のS131)。凹凸量が50μm未満であるか否かを判定する(S132)。凹凸量が50μm以上である場合、比較平均輝度を60とする(S133)。凹凸量が50μm未満である場合、比較平均輝度を40とする(S134)。その後、照射装置1が検査対象Aの被検査面Bを照射し、撮像装置2が予備撮像を行う(S135)。その後、拡散光照射エリアDを抽出する(切り出す)(S136)。その後、所定範囲内の平均輝度を算出する(S137)。その後、算出した平均輝度が比較平均輝度未満であるか否かを判定する(S138)。平均輝度が比較平均輝度以上である場合、駆動量を+40mmとする(S139)。平均輝度が比較平均輝度未満である場合、駆動量を−40mmとする(S140)。その後、照射装置1を駆動する(S141)。   Next, a defect detection method using the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the detected unevenness amount is read (S131 in FIG. 16). It is determined whether the unevenness is less than 50 μm (S132). When the unevenness amount is 50 μm or more, the comparative average luminance is set to 60 (S133). When the unevenness is less than 50 μm, the comparative average luminance is set to 40 (S134). Thereafter, the irradiation apparatus 1 irradiates the inspection surface B of the inspection object A, and the imaging apparatus 2 performs preliminary imaging (S135). Thereafter, the diffused light irradiation area D is extracted (cut out) (S136). Thereafter, the average luminance within the predetermined range is calculated (S137). Thereafter, it is determined whether or not the calculated average luminance is less than the comparative average luminance (S138). When the average luminance is equal to or higher than the comparative average luminance, the driving amount is set to +40 mm (S139). When the average luminance is less than the comparative average luminance, the driving amount is set to −40 mm (S140). Thereafter, the irradiation apparatus 1 is driven (S141).

その後、撮像装置2が検査対象Aの被検査面Bを撮像する(S142)。その後、処理装置3は、撮像画像から直接照射エリアCを抽出する(切り出す)(S143)。その後、処理装置3は、2値化しきい値を用いて直接照射エリアCに対して2値化処理を行う(S144)。処理装置3は、2値化画像から画素値の小さい黒領域を抽出し、検出領域とする(S145)。その後、検出領域面積が設定領域面積より大きいか否かを判定する(S146)。検出領域面積が設定領域面積以下である場合、処理装置3は、検出領域には欠陥が存在しないと判定し、検査対象Aが良品であると判定する(S147)。検出領域面積が設定領域面積より大きい場合、検出領域に欠陥が存在し、検査対象Aが不良であると判定する(S148)。処理装置3は、ステップS146からステップS148までの処理を全ての検出領域に対して実行する(S149)。その後、拡散光照射エリアDの抽出が完了していないため(S150)、拡散光照射エリアDを抽出する(切り出す)(S151)。その後、処理装置3は、2値化しきい値を用いて拡散光照射エリアDに対して2値化処理を行う(S144)。処理装置3は、2値化画像から画素値の大きい白領域を抽出し、検出領域とする(S145)。その後、ステップS146からステップS149までの処理を実行する。その後、直接照射エリアCおよび拡散光照射エリアDの両方での処理が完了し(S150)、照射装置1を初期駆動位置に戻し(S152)、欠陥検出の動作を終了する。   Thereafter, the imaging device 2 images the inspection surface B of the inspection object A (S142). Thereafter, the processing device 3 extracts (cuts out) the irradiation area C directly from the captured image (S143). Thereafter, the processing device 3 performs binarization processing on the direct irradiation area C using the binarization threshold (S144). The processing device 3 extracts a black area having a small pixel value from the binarized image and sets it as a detection area (S145). Thereafter, it is determined whether the detection area is larger than the set area (S146). When the detection area is equal to or smaller than the set area, the processing device 3 determines that there is no defect in the detection area, and determines that the inspection target A is a non-defective product (S147). If the detection area is larger than the set area, it is determined that there is a defect in the detection area and the inspection target A is defective (S148). The processing device 3 executes the processing from step S146 to step S148 for all the detection areas (S149). Thereafter, since the extraction of the diffused light irradiation area D is not completed (S150), the diffused light irradiation area D is extracted (cut out) (S151). Thereafter, the processing device 3 performs binarization processing on the diffused light irradiation area D using the binarization threshold (S144). The processing device 3 extracts a white region having a large pixel value from the binarized image and sets it as a detection region (S145). Thereafter, the processing from step S146 to step S149 is executed. Thereafter, the processing in both the direct irradiation area C and the diffused light irradiation area D is completed (S150), the irradiation apparatus 1 is returned to the initial drive position (S152), and the defect detection operation is terminated.

以上、本実施形態の欠陥検出装置および欠陥検出方法によれば、検出する凹凸量に応じた最適な撮像画像を獲得することができるので、凹凸欠陥をより正確に検出することができる。   As described above, according to the defect detection device and the defect detection method of the present embodiment, an optimal captured image corresponding to the amount of unevenness to be detected can be acquired, and thus the uneven defect can be detected more accurately.

(実施形態8)
実施形態8に係る欠陥検出装置は、照射装置1が被検査面Bに拡散光を照射する点で、実施形態1に係る欠陥検出装置(図1参照)と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図17を用いて説明する。なお、実施形態1と同様の構成要素については説明を省略する。
(Embodiment 8)
The defect detection apparatus according to the eighth embodiment is different from the defect detection apparatus according to the first embodiment (see FIG. 1) in that the irradiation apparatus 1 irradiates the inspection surface B with diffused light. Hereinafter, the defect detection apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that the description of the same components as those in the first embodiment is omitted.

拡散光が欠陥に照射されることで、欠陥に明暗部が発生しやすくなっているが、欠陥形状や検査対象Aの表面状態によっては拡散光が不足することがある。   By irradiating the diffused light with the defect, a bright and dark portion is likely to be generated in the defect. However, the diffused light may be insufficient depending on the defect shape and the surface state of the inspection target A.

そこで、本実施形態の照射装置1は、図17に示すように拡散板11を備えている。照射装置1の照射光自体を拡散光にすることで、さらに多くの拡散光を欠陥に照射する。   Therefore, the irradiation apparatus 1 of this embodiment includes a diffusion plate 11 as shown in FIG. By making the irradiation light itself of the irradiation apparatus 1 into diffused light, more diffused light is irradiated onto the defect.

以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Bの状態により拡散光が十分獲得できない場合でも、拡散光照射エリアDに必要な拡散光を供給することができるので、凹凸欠陥を正確に検出することができる。   As described above, according to the defect detection apparatus of this embodiment, even when diffused light cannot be sufficiently obtained due to the state of the surface B to be inspected, the necessary diffused light can be supplied to the diffused light irradiation area D. It can be detected accurately.

(実施形態9)
実施形態9に係る欠陥検出装置は、照射光の光量を変化する点で、実施形態1に係る欠陥検出装置と相違する。以下、本実施形態の欠陥検出装置について図18,19を用いて説明する。なお、実施形態1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 9)
The defect detection apparatus according to the ninth embodiment is different from the defect detection apparatus according to the first embodiment in that the amount of irradiation light is changed. Hereinafter, the defect detection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, about the component similar to Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

照射装置1からの照射光が強すぎると、撮像画像において直接照射エリアCの領域に輝度が飽和するサチレーションが発生し、凹凸量が小さい場合にはエリア内に発生する微小な黒領域が埋もれてしまい、微小領域を検出することができない場合がある。つまり、欠陥の明暗領域が明確ではなくなったり、サチレーションが発生していない場合よりも微小領域になったりすることがある。   If the irradiation light from the irradiation device 1 is too strong, a saturation in which the luminance is directly saturated in the region of the irradiation area C occurs in the captured image, and if the unevenness amount is small, a minute black region generated in the area is buried. Therefore, there is a case where a minute region cannot be detected. In other words, the bright and dark areas of the defect may not be clear, or the area may be smaller than when no saturation occurs.

そこで、本実施形態の欠陥検出装置は、図18に示すように、光量調整部として偏光フィルタ7,8を備えている。偏光フィルタ7,8は、撮像装置2に入射する光の光量を少なくする。偏光フィルタ7は、偏光方向を照射装置1の照射光のライン方向に合わせ、偏光フィルタ8は、偏光方向を偏光フィルタ7の偏光方向に対して10度傾くように合わせる。本実施形態では、偏光フィルタ7,8を適用してサチレーションの発生を防止し、直接照射エリアC内の微小領域が埋もれることなく上記微小領域を検出することができる。   Therefore, the defect detection apparatus according to the present embodiment includes polarizing filters 7 and 8 as a light amount adjustment unit as shown in FIG. The polarizing filters 7 and 8 reduce the amount of light incident on the imaging device 2. The polarizing filter 7 adjusts the polarization direction to the line direction of the irradiation light of the irradiation device 1, and the polarizing filter 8 adjusts the polarization direction so as to be inclined by 10 degrees with respect to the polarization direction of the polarizing filter 7. In this embodiment, the polarization filters 7 and 8 are applied to prevent the occurrence of saturation, and the minute area can be detected without the minute area in the direct irradiation area C being buried.

以上、本実施形態の欠陥検出装置によれば、被検査面Bの状態により反射光が過検出され撮像画像から欠陥を検出することができない場合であっても、偏光フィルタ7,8(光量調整部)によって、撮像装置2に入射される光の光量を適切に調整することができるので、欠陥をより精度よく検出することができる。   As described above, according to the defect detection apparatus of the present embodiment, even when the reflected light is overdetected depending on the state of the inspection surface B and the defect cannot be detected from the captured image, the polarization filters 7 and 8 (light amount adjustment). Part), the amount of light incident on the imaging device 2 can be adjusted appropriately, so that defects can be detected more accurately.

なお、偏光フィルタ7,8は一例であり、偏光フィルタ7,8の角度も一例である。また、照射装置1および撮像装置2のいずれか一方に偏光フィルタを設置しても同じ効果を得ることができる。   The polarizing filters 7 and 8 are an example, and the angles of the polarizing filters 7 and 8 are also an example. Further, the same effect can be obtained even if a polarizing filter is provided in either one of the irradiation device 1 and the imaging device 2.

なお、実施形態1〜9の欠陥検出装置の各機能は、適宜組み合わせて用いることができる。   In addition, each function of the defect detection apparatus of Embodiments 1-9 can be used in combination as appropriate.

1 照射装置
11 拡散板
2 撮像装置
3 処理装置
4 搬送装置
5 入力装置(種類入力装置、凹凸量入力装置)
6 駆動装置
7,8 偏光フィルタ(光量調整部)
A 検査対象
B 被検査面
C 直接照射エリア
D 拡散光照射エリア
E 欠陥
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Irradiation device 11 Diffusion plate 2 Imaging device 3 Processing device 4 Transfer device 5 Input device (type input device, unevenness amount input device)
6 Driving device 7, 8 Polarizing filter (light quantity adjustment unit)
A Inspection object B Surface to be inspected C Direct irradiation area D Diffuse light irradiation area E Defect

Claims (10)

検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する照射装置と、
前記照射装置から光が照射される前記被検査面を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する処理装置とを備え、
前記被検査面において前記照射装置の照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、
前記撮像装置は、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように配置され、
前記処理装置は、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第1の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第2の検査領域を設定し、前記第1の検査領域および前記第2の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする欠陥検出装置。
An irradiation device for irradiating light from an oblique direction onto a surface to be inspected having diffuse reflectivity; and
An imaging device for imaging the surface to be inspected that is irradiated with light from the irradiation device;
A processing device that detects a defect related to the unevenness of the surface to be inspected using a captured image captured by the imaging device;
A range in which the irradiation light of the irradiation device is directly irradiated on the surface to be inspected is a direct irradiation area, and a range in which diffused light generated by diffusion of the irradiation light in the direct irradiation area is irradiated on the surface to be inspected. As a diffused light irradiation area,
The imaging device is arranged to include the direct irradiation area and the diffused light irradiation area in an imaging region,
The processing apparatus sets a first inspection region in the direct irradiation area in the captured image and sets a second inspection region in the diffused light irradiation area, and the first inspection region and the second inspection The defect detection apparatus, wherein the defect is detected using luminance information of at least one of the areas.
前記処理装置は、
前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域および前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域をそれぞれ欠陥候補領域として抽出する抽出機能と、
前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能と
を有することを特徴とする請求項1記載の欠陥検出装置。
The processor is
An extraction function for extracting a region having a lower brightness than the surroundings in the direct irradiation area and a region having a higher brightness than the surroundings in the diffused light irradiation area as defect candidate regions,
The defect detection apparatus according to claim 1, further comprising: a determination function that determines that the defect exists in the defect candidate area when a size of the defect candidate area is larger than a preset threshold value.
前記処理装置は、
前記直接照射エリア内において周囲より輝度の低い領域を第1の領域として抽出し、前記拡散光照射エリア内において周囲より輝度の高い領域を第2の領域として抽出する第1の抽出機能と、
前記第1の領域を含み予め設定された大きさを有する第1の設定領域の平均輝度および前記第2の領域を含み予め設定された大きさを有する第2の設定領域の平均輝度を算出する第1の算出機能と、
前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記平均輝度を用いて2値化しきい値を求める第2の算出機能と、
前記直接照射エリアおよび前記拡散光照射エリアごとに、前記2値化しきい値を用いて2値化処理を行って欠陥候補領域を抽出する第2の抽出機能と、
前記欠陥候補領域の大きさが予め設定されたしきい値より大きい場合に前記欠陥候補領域に前記欠陥が存在すると判定する判定機能と
を有することを特徴とする請求項1記載の欠陥検出装置。
The processor is
A first extraction function for extracting, as a first region, a region having a lower luminance than the surroundings in the direct irradiation area, and extracting a region having a higher luminance than the surroundings as a second region in the diffused light irradiation area;
An average brightness of a first setting area including the first area and having a preset size and an average brightness of a second setting area including the second area and having a preset size are calculated. A first calculation function;
A second calculation function for obtaining a binarization threshold value using the average luminance for each of the direct irradiation area and the diffused light irradiation area;
A second extraction function for performing a binarization process using the binarization threshold for each of the direct irradiation area and the diffused light irradiation area to extract a defect candidate area;
The defect detection apparatus according to claim 1, further comprising: a determination function that determines that the defect exists in the defect candidate area when a size of the defect candidate area is larger than a preset threshold value.
前記処理装置は、前記第2の抽出機能として、前記第1の領域および前記第2の領域の少なくとも一方が前記欠陥候補領域として抽出されなかった場合、前記2値化しきい値を変更して再び2値化処理を行って前記欠陥候補領域を再抽出することを特徴とする請求項3記載の欠陥検出装置。   In the second extraction function, when at least one of the first region and the second region is not extracted as the defect candidate region, the processing apparatus changes the binarization threshold value again. The defect detection apparatus according to claim 3, wherein binarization processing is performed to re-extract the defect candidate area. 前記欠陥の種類を入力する種類入力装置を備え、
前記処理装置は、前記種類入力装置で入力された前記種類に応じて、前記欠陥の検出に用いる検査領域を前記第1の検査領域および前記第2の検査領域の中から選択する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
A type input device for inputting the type of the defect,
The processing device selects an inspection region used for detection of the defect from the first inspection region and the second inspection region according to the type input by the type input device. The defect detection apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記検査対象を搬送する搬送装置を備え、
前記撮像装置は、前記搬送装置で前記検査対象が搬送されることによって前記被検査面の所定部分が前記直接照射エリアに到達したタイミングと当該所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したタイミングとで撮像し、
前記処理装置は、前記所定部分が前記直接照射エリアに到達したときの撮像画像と前記所定部分が前記拡散光照射エリアに到達したときの撮像画像とを用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
A transport device for transporting the inspection object;
The imaging apparatus includes a timing at which a predetermined portion of the surface to be inspected reaches the direct irradiation area and a timing at which the predetermined portion reaches the diffused light irradiation area when the inspection target is transferred by the transfer device. Image
The processing apparatus detects the defect using a captured image when the predetermined portion reaches the direct irradiation area and a captured image when the predetermined portion reaches the diffused light irradiation area. The defect detection apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記欠陥の凹凸量を入力する凹凸量入力装置と、
前記凹凸量入力装置で入力された前記凹凸量に応じて前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離を可変する駆動装置とを備え、
前記撮像装置は、前記照射装置と前記被検査面との間の光軸上における距離が可変された後に前記被検査面を撮像する
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。
An unevenness input device for inputting the unevenness amount of the defect;
A driving device that varies the distance on the optical axis between the irradiation device and the surface to be inspected according to the unevenness amount input by the unevenness input device;
The image pickup device picks up an image of the surface to be inspected after a distance on the optical axis between the irradiation device and the surface to be inspected is varied. The defect detection apparatus described.
前記照射装置は、前記被検査面に拡散光を照射することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。   The defect detection apparatus according to claim 1, wherein the irradiation apparatus irradiates the surface to be inspected with diffused light. 前記撮像装置に入射する光の光量を減少させる光量調整部を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の欠陥検出装置。   The defect detection device according to claim 1, further comprising a light amount adjustment unit that reduces a light amount of light incident on the imaging device. 検査対象の拡散反射性を有する被検査面に斜め方向から光を照射する第1のステップと、
前記被検査面を撮像する第2のステップと、
前記第2のステップで撮像した撮像画像を用いて前記被検査面の凹凸に関する欠陥を検出する第3のステップとを有し、
前記被検査面において照射光が直接照射される範囲を直接照射エリアとし、前記被検査面において前記直接照射エリアでの前記照射光の拡散によって発生する拡散光が照射される範囲を拡散光照射エリアとし、
前記第2のステップにおいては、前記直接照射エリアと前記拡散光照射エリアとを撮像領域に含むように撮像し、
前記第3のステップにおいては、前記撮像画像において前記直接照射エリアに第1の検査領域を設定するとともに前記拡散光照射エリアに第2の検査領域を設定し、前記第1の検査領域および前記第2の検査領域の少なくとも一方の輝度情報を用いて前記欠陥を検出する
ことを特徴とする欠陥検出方法。
A first step of irradiating light from an oblique direction onto a surface to be inspected having diffuse reflectivity;
A second step of imaging the surface to be inspected;
A third step of detecting a defect related to the unevenness of the surface to be inspected using the captured image captured in the second step,
A range in which the irradiation light is directly irradiated on the surface to be inspected is a direct irradiation area, and a range in which the diffusion light generated by diffusion of the irradiation light in the direct irradiation area is irradiated on the surface to be inspected is a diffusion light irradiation area. age,
In the second step, imaging is performed so as to include the direct irradiation area and the diffused light irradiation area in an imaging region,
In the third step, in the captured image, a first inspection area is set in the direct irradiation area and a second inspection area is set in the diffused light irradiation area, and the first inspection area and the first inspection area are set. The defect detection method, wherein the defect is detected using luminance information of at least one of the two inspection areas.
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