JP2017053766A - Surface imaging device, surface inspection device, and surface imaging method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photographic image of an inspection object having a surface which is clearer than other sections.SOLUTION: A surface imaging device comprises: a light source 14 for emitting light to a sheet surface 22 including inclined planes where part of light reflected by one inclined plane can be made incident on the other inclined plane; and an imaging unit 12 for imaging the sheet surface 22 by receiving both reflected light reflected first by each facing inclined plane irradiated by the light source 14 and reflected light, which is generated by reflecting the light emitted from the light source 12 from one inclined plane to the other inclined plane of the sheet surface 22 and further reflecting the light by the other inclined plane.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジン吸気及び排気のバルブが当接するシート面のように対向する斜面を有する被検査物の表面を撮像する表面撮像装置、表面検査装置、及び表面撮像方法に関する。   The present invention relates to a surface imaging device, a surface inspection device, and a surface imaging method for imaging a surface of an inspection object having slopes facing each other like a seat surface against which engine intake and exhaust valves abut.

光を照射して、被検査物からの反射光の光量を検出し、検出した光量に基づいて検査物の面の傷や欠陥等を検出する表面検査装置が知られている。   2. Description of the Related Art A surface inspection apparatus that irradiates light, detects the amount of reflected light from an object to be inspected, and detects scratches or defects on the surface of the object to be inspected based on the detected amount of light is known.

例えば、特許文献1では、光源からの光ビームを光照射手段を介して被検査物の被検査面である外周面に照射し、受光手段により被検査面からの反射光を受光し、受光した反射光の光量に基づいて被検査面上に存在する欠陥を検出する装置が記載されている。具体的には、光照射手段は、中空回転軸、中空回転軸端部の中心軸上に設けた第1の平面ミラー、該中心軸から離れた位置に設けられ第1の平面ミラーと同期回転する第2の平面ミラー、及び中空回転軸と同軸に周方向に沿って配置された円錐台ミラーを備えている。そして、光源からの光ビームが、中空回転軸内を介し、第1の平面ミラーと、第2の平面ミラーと、円錐台ミラーとによって反射され、円周方向に移動しながら一定の入射角度で被検査面に照射されるように構成されている。   For example, in Patent Document 1, a light beam from a light source is irradiated to an outer peripheral surface that is an inspection surface of an object to be inspected through a light irradiating means, and reflected light from the inspection surface is received and received by a light receiving means. An apparatus for detecting a defect existing on a surface to be inspected based on the amount of reflected light is described. Specifically, the light irradiation means includes a hollow rotary shaft, a first flat mirror provided on the central axis of the hollow rotary shaft end, and a synchronous rotation with the first flat mirror provided at a position away from the central axis. And a truncated cone mirror disposed along the circumferential direction coaxially with the hollow rotation axis. Then, the light beam from the light source is reflected by the first plane mirror, the second plane mirror, and the truncated cone mirror through the inside of the hollow rotating shaft, and moves at a constant incident angle while moving in the circumferential direction. The surface to be inspected is configured to be irradiated.

特開2012−036223号公報JP 2012-036223 A

しかしながら、特許文献1では、光の照射と反射光の受光は同位置に配置した光学系により行うため、検査面からの反射光を受光して鮮明な画像を得るためには、検査面に対する検査光学系の位置決めを精度良く行う必要があり、改善の余地がある。また、この位置決め精度を実現及び維持していくためのアクチュエータを用いる場合にはコストがかかってしまうと共に、位置決めを精度良く行うためにアクチュエータの移動速度も低く抑える必要があるため検査に要する時間が増大する欠点がある。   However, in Patent Document 1, since irradiation of light and reception of reflected light are performed by an optical system arranged at the same position, in order to receive reflected light from the inspection surface and obtain a clear image, inspection on the inspection surface is performed. There is room for improvement because it is necessary to accurately position the optical system. In addition, when an actuator for realizing and maintaining this positioning accuracy is used, it is costly, and it is necessary to keep the moving speed of the actuator low in order to perform positioning accurately. There are increasing drawbacks.

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、被検査物の表面が他の部分に比べて鮮明な撮像画像を得ることを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object of the present invention is to obtain a captured image in which the surface of the inspection object is clearer than other portions.

上記目的を達成するために本発明に係る表面撮像装置は、一方の斜面で反射した光の一部を他方の斜面へ入射可能な対向する斜面を有する被検査物に光を照射する光源と、前記光源から照射されて前記対向する各々の斜面で最初に反射された反射光、及び前記光源から照射されて前記被検査物の前記一方の斜面から前記他方の斜面に反射されて前記他方の斜面で更に反射された反射光の各々の反射光を受光することで被検査物を撮像する撮像部と、を備えている。   In order to achieve the above object, a surface imaging device according to the present invention includes a light source that irradiates light to an object to be inspected having opposing slopes capable of entering a part of light reflected on one slope and entering the other slope, Reflected light that is irradiated from the light source and first reflected on the opposing slopes, and the other slope that is irradiated from the light source and reflected from the one slope to the other slope. And an imaging unit for imaging the object to be inspected by receiving each reflected light of the reflected light.

また、本発明に係る表面撮像方法は、一方の斜面で反射した光の一部を他方の斜面へ入射可能な対向する斜面を有する被検査物に対して、光源から光を照射し、前記光源から照射されて前記対向する各々の斜面で最初に反射された反射光、及び前記光源から照射されて前記被検査物の前記一方の斜面から前記他方の斜面に反射されて前記他方の斜面で更に反射された反射光の各々の反射光を、被検査物を撮像する撮像部に受光させて前記被検査物の撮像を行う。   Further, the surface imaging method according to the present invention irradiates light from a light source onto an inspection object having an opposing slope that allows a part of light reflected by one slope to be incident on the other slope. Reflected from the first inclined surface of the object to be inspected and reflected from the first inclined surface to the other inclined surface, and further reflected by the other inclined surface. The reflected light of each reflected light is received by an imaging unit that images the inspection object, and the inspection object is imaged.

本発明によれば、一方の斜面で反射した光の一部を他方の斜面へ入射可能な対向する斜面を有する被検査物に光源によって光が照射される。   According to the present invention, light is irradiated by a light source onto an object to be inspected having an opposing slope that allows a part of light reflected on one slope to be incident on the other slope.

そして、撮像部では、光源から照射されて対向する各々の斜面で最初に反射された反射光、及び光源から照射されて一方の斜面から他方の斜面に反射されて他方の斜面で更に反射された反射光の各々の反射光を受光することで被検査物が撮像される。これにより、被検査物の斜面の表面が他の部分に比べて鮮明な撮像画像を得ることができる。   Then, in the imaging unit, the reflected light that is irradiated from the light source and first reflected on each of the opposing slopes, and the reflected light that is emitted from the light source, reflected from one slope to the other slope, and further reflected on the other slope The inspection object is imaged by receiving each reflected light of the reflected light. Thereby, the picked-up image where the surface of the slope of a to-be-inspected object is clear compared with another part can be obtained.

なお、光源から照射されて対向する各々の斜面で最初に反射された反射光、及び光源から照射されて被検査物の一方の斜面から他方の斜面に反射されて他方の斜面で更に反射された反射光の各々の反射光を撮像部へ導光する導光部を更に備えてもよい。   The reflected light that was irradiated from the light source and reflected first on each opposing slope, and the light that was emitted from the light source and reflected from one slope of the object to the other slope and further reflected on the other slope. You may further provide the light guide part which guides each reflected light of reflected light to an imaging part.

また、光源から照射された光を予め定めた広がり角の拡散角の光に変換して被検査物に照射するレンズを更に備えてもよい。拡散光を被検査物に照射することで、より鮮明な撮像画像を得ることができる。   Moreover, you may further provide the lens which converts the light irradiated from the light source into the light of the spreading | diffusion angle of the predetermined divergence angle, and irradiates to a to-be-inspected object. By irradiating the inspection object with the diffused light, a clearer captured image can be obtained.

また、被検査物の斜面は、45度の斜面を適用することにより、被検査物の一方の斜面で反射した光を他方の斜面へ確実に反射させることができるので、鮮明な撮像画像を得ることができる。   In addition, by applying a 45 degree slope to the slope of the inspection object, light reflected on one of the inclination faces of the inspection object can be reliably reflected to the other inclination surface, so that a clear captured image is obtained. be able to.

また、被検査物は、エンジン吸気及び排気のバルブが当接する円環状のシート面を適用することができる。   Further, as the object to be inspected, an annular seat surface with which the intake and exhaust valves of the engine abut can be applied.

また、ステムガイドに挿入される軸部と、軸部をステムガイドに挿入した状態でシート面と撮像部間の距離と同距離になるように軸部に配置され、かつ撮像部の撮像面側にケガキ模様が設けられた傘部と、を有する治具を用いて撮像部のピント合わせを行うことにより、撮像部のピント合わせを容易に行うことができる。   In addition, the shaft portion to be inserted into the stem guide and the shaft portion is arranged so as to be the same distance as the distance between the seat surface and the imaging portion with the shaft portion being inserted into the stem guide, and the imaging surface side of the imaging portion The imaging unit can be easily focused by using a jig having an umbrella part provided with a marking pattern on the imaging unit.

また、被検査物の一方の斜面と他方の斜面との間に配置され、双方の斜面で反射した光を入射可能な鏡面を更に備え、撮像部が、光源から照射されて被検査物の一方の斜面から他方の斜面に反射されて他方の斜面で更に反射された反射光の代わりに、光源から照射されて前記被検査物の斜面から鏡面に反射されて鏡面で更に反射された反射光を受光することで被検査物を撮像してもよい。   In addition, the apparatus further includes a mirror surface that is disposed between one inclined surface and the other inclined surface of the inspected object and is capable of receiving light reflected by both inclined surfaces, and the imaging unit is irradiated from the light source and is one of the inspected objects. Instead of the reflected light reflected from one slope to the other and further reflected from the other slope, the reflected light emitted from the light source and reflected from the slope of the inspection object to the mirror surface and further reflected by the mirror surface is reflected. The inspected object may be imaged by receiving light.

上記目的を達成するために本発明に係る表面検査装置は、上記の表面撮像装置と、前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記被検査物の表面の欠陥を検出するための画像処理を行う画像処理部と、を備えている。   In order to achieve the above object, a surface inspection apparatus according to the present invention performs image processing for detecting defects on the surface of the object to be inspected based on the surface imaging apparatus and the imaging result of the imaging unit. An image processing unit.

本発明によれば、上記の表面撮像装置の撮像部の撮像結果に基づいて、被検査物の表面の欠陥を検出するための画像処理が画像処理部によって行われる。すなわち、他の部分よりも鮮明な撮像画像を用いて画像処理部によって画像処理を行うことで、被検査物の表面の欠陥を確実に検出することができる。   According to the present invention, the image processing unit performs image processing for detecting defects on the surface of the inspection object based on the imaging result of the imaging unit of the surface imaging device. That is, it is possible to reliably detect defects on the surface of the inspection object by performing image processing by the image processing unit using a captured image that is clearer than the other portions.

なお、被検査物が、エンジン吸気及び排気のバルブが当接する円環状のシート面とされ、画像処理部が、撮像部によって撮像された円環状の被検査物の画像を矩形状の画像に変換する変換処理、変換処理によって変換された画像のノイズを除去する除去処理、及び除去処理によってノイズが除去された画像をシェーディング補正する補正処理を行ってもよい。このように、円環状の画像を矩形状の画像に変換することで、切削痕をノイズとして除去することが可能となるとと共に、画像処理の対象を絞ることが可能となる。   The object to be inspected is an annular seat surface against which the intake and exhaust valves of the engine come into contact, and the image processing unit converts the image of the annular object to be inspected captured by the imaging unit into a rectangular image. Conversion processing to be performed, removal processing to remove noise of the image converted by the conversion processing, and correction processing to perform shading correction on the image from which noise has been removed by the removal processing may be performed. Thus, by converting an annular image into a rectangular image, it becomes possible to remove cutting marks as noise and to narrow down the target of image processing.

以上説明したように本発明によれば、被検査物の表面が他の部分に比べて鮮明な撮像画像を得ることができる、という効果がある。   As described above, according to the present invention, there is an effect that a captured image can be obtained with a clearer surface of the inspection object than other portions.

本実施形態に係る表面撮像装置を含む表面検査装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the surface inspection apparatus containing the surface imaging device which concerns on this embodiment. (A)は光源からの光が対向する2つのシート面で各々反射される様子を示す側面図であり、(B)は平行光がシート面に入射された場合の反射の様子を示す図であり、(C)は広角の光がシート面に入射された場合の反射の様子を示す図である。(A) is a side view which shows a mode that the light from a light source is each reflected by the two sheet surfaces which oppose, (B) is a figure which shows the mode of reflection when parallel light injects into a sheet surface. FIG. 6C is a diagram showing a state of reflection when wide-angle light is incident on the sheet surface. (A)はバルブシート面撮像用治具の一例を示す斜視図であり、(B)はエンジンシリンダヘッドにバルブシート面撮像用治具を挿入した様子を示す斜視図である。(A) is a perspective view which shows an example of the jig | tool for valve seat surface imaging, (B) is a perspective view which shows a mode that the jig | tool for valve seat surface imaging was inserted in the engine cylinder head. (A)はバルブシート面撮像用治具をステムガイドに挿入する様子を示す図であり、(B)はバルブシート面撮像用治具をステムガイドに挿入完了した状態を示す図である。(A) is a figure which shows a mode that the jig | tool for valve seat surface imaging is inserted in a stem guide, (B) is a figure which shows the state which completed insertion of the jig | tool for valve seat surface imaging in a stem guide. 本実施形態に係る表面検査装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the control part of the surface inspection apparatus which concerns on this embodiment. (A)はシート面のピンホールの撮像画像の一例を示し、(B)は(A)の拡大図であり、(C)はシート面のクラックの撮像画像の一例を示し、(D)は(C)の拡大図である。(A) shows an example of a picked-up image of a pinhole on the sheet surface, (B) is an enlarged view of (A), (C) shows an example of a picked-up image of a crack on the sheet surface, and (D) shows It is an enlarged view of (C). 本実施形態に係る表面検査装置の制御部で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the process performed in the control part of the surface inspection apparatus which concerns on this embodiment. (A)は光源からの光が対向する2つのシート面で各々反射されてシート面の輝度が明るくなる様子を説明するための側面図であり、(B)は正反射を示す側面図であり、(C)は粗面(滑)の場合の拡散反射を示す側面図であり、(D)は粗面(粗)の場合の拡散反射を示す側面図であり、(E)はシート面が粗面(滑)の場合に拡散反射される様子を示す側面図であり、(F)はシート面が粗面(粗)の場合に拡散反射される様子を示す側面図であり、(G)はシート面が粗面(滑)の場合の欠陥部の輝度を示す図であり、(H)はシート面が粗面(粗)の場合の欠陥部の輝度を示す図である。(A) is a side view for explaining how light from a light source is reflected by two opposing sheet surfaces to increase the brightness of the sheet surface, and (B) is a side view showing regular reflection. (C) is a side view showing diffuse reflection in the case of a rough surface (smooth), (D) is a side view showing diffuse reflection in the case of a rough surface (coarse), and (E) is a sheet surface. It is a side view which shows a mode that it is diffusely reflected in the case of a rough surface (smooth), (F) is a side view which shows a mode that it is diffusely reflected when a sheet | seat surface is a rough surface (rough), (G) FIG. 4 is a diagram showing the luminance of a defective portion when the sheet surface is a rough surface (smooth), and (H) is a diagram showing the luminance of the defective portion when the sheet surface is a rough surface (rough). (A)はシート面の撮像画像の例を示し、(B)はシート面の画像を矩形状に変換した例を示し、(C)は(B)の矩形の領域の拡大図であり、(D)は移動平均フィルタによりノイズ除去を行った撮像画像の例を示し、(E)はシェーディング画像の例を示し、(F)は元画像からシェーディング画像を差分した画像の例を示す図である。(A) shows an example of a captured image of the sheet surface, (B) shows an example of converting the image of the sheet surface into a rectangular shape, (C) is an enlarged view of the rectangular region of (B), (D) shows an example of a picked-up image obtained by removing noise using a moving average filter, (E) shows an example of a shading image, and (F) shows an example of an image obtained by subtracting a shading image from an original image. . (A)はシェーディング補正された画像を円環状の画像に変換した例を示し、(B)は欠陥部分の拡大図である。(A) shows an example in which an image subjected to shading correction is converted into an annular image, and (B) is an enlarged view of a defective portion. (A)シート面の斜面が30度でシート面からの反射光を直接撮像する場合のカメラと光源の配置を示し、(B)はシート面の斜面が30度でシート面からの反射光を直接撮像する場合のカメラ、光源、及びハーフミラーの配置を示し、(C)はカメラをシート面に近接させる必要がある様子を示す図である。(A) An arrangement of a camera and a light source in the case where the reflected light from the sheet surface is directly imaged when the inclined surface of the sheet surface is 30 degrees, and (B) is a reflected light from the sheet surface when the inclined surface of the sheet surface is 30 degrees. The arrangement of a camera, a light source, and a half mirror in the case of direct imaging is shown, and (C) is a diagram showing a state in which the camera needs to be close to the sheet surface. 本実施形態の被検査物のシート面として(A)はシート面の角度が60度の場合を示し、(B)はシート面22の角度が50度の場合を示し、(C)はシート面22の角度が45度の場合を示す図である。(A) shows the case where the angle of the sheet surface is 60 degrees, (B) shows the case where the angle of the sheet surface 22 is 50 degrees, and (C) shows the sheet surface. It is a figure which shows the case where the angle of 22 is 45 degree | times. カメラが中心となるように配置したリング状の光源を適用して対向する各々のシート面からの反射光、及び一方のシート面から他方のシート面に反射して更に他方のシート面で反射した反射光の各々の反射光をカメラで撮像する構成を示す図である。Applying a ring-shaped light source arranged so that the camera is at the center, reflected light from each facing sheet surface, reflected from one sheet surface to the other sheet surface, and then reflected on the other sheet surface It is a figure which shows the structure which images each reflected light of reflected light with a camera. 円錐ミラーをシート面に対向するように更に配置した例を示す図である。It is a figure which shows the example which further arrange | positioned the conical mirror so that it might oppose a sheet surface. シェーディング補正を差分で行った場合と、除算で行った場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where shading correction is performed by the difference, and the case where it performs by division.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る表面撮像装置を含む表面検査装置の概略構成を示す図である。なお、本実施形態では、エンジン吸気及び排気のバルブ(以下、単にバルブという。)が挿入されるエンジンシリンダヘッドに設けられたバルブが当接するシート面を被検査物とした例を説明する。また、シート面22は、円錐状とされ、対向する斜面を有する形状の一例として説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a surface inspection apparatus including a surface imaging apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, an example will be described in which a seat surface with which a valve provided in an engine cylinder head into which an engine intake and exhaust valve (hereinafter simply referred to as a valve) is inserted is inspected is used. Further, the sheet surface 22 is conical and will be described as an example of a shape having opposed slopes.

表面検査装置10は、撮像部としてのカメラ12、光源14、レンズ16、及び導光部としてのハーフミラー18を有する表面撮像装置20と、該表面撮像装置20を制御する制御部24とを備えている。   The surface inspection apparatus 10 includes a surface imaging device 20 having a camera 12 as an imaging unit, a light source 14, a lens 16, and a half mirror 18 as a light guide unit, and a control unit 24 that controls the surface imaging device 20. ing.

カメラ12は、エンジン吸気及び排気のバルブが当接するシート面22を被検査物として撮像する。シート面22は、一方から他方に向かって径が徐々に小さくなる円錐状に形成された面とされており、カメラ12は、シート面22の一方側から撮像するようになっている。また、カメラ12は、必要に応じて集光するレンズを撮像面側に設けてもよい。   The camera 12 images the sheet surface 22 with which the engine intake and exhaust valves come into contact as an object to be inspected. The sheet surface 22 is a surface formed in a conical shape whose diameter gradually decreases from one to the other, and the camera 12 captures an image from one side of the sheet surface 22. The camera 12 may be provided with a lens for condensing light on the imaging surface side as necessary.

なお、本実施形態では、被検査物としてのシート面22は、バルブの移動方向と直交する面に対して45度の斜面を有する例を一例として説明する。また、以下の説明では、バルブの移動方向を垂直方向、バルブの移動方向と直交する面を水平面として説明する。   In the present embodiment, an example in which the seat surface 22 as an object to be inspected has an inclined surface of 45 degrees with respect to a surface orthogonal to the moving direction of the valve will be described. In the following description, the moving direction of the valve will be described as a vertical direction, and a plane orthogonal to the moving direction of the valve will be described as a horizontal plane.

カメラ12とシート面22との間には、ハーフミラー18が設けられ、図1に示すように、光源14から照射された光が、レンズ16を介してハーフミラー18に照射され、ハーフミラー18によって反射されて被検査物のシート面22に光が照射される。このとき、レンズ16は、シート面22に対して予め定めた広がり角の照射角度を持った拡散光を照射するように光を集光する。   A half mirror 18 is provided between the camera 12 and the sheet surface 22. As shown in FIG. 1, the light irradiated from the light source 14 is irradiated to the half mirror 18 through the lens 16, and the half mirror 18. Is reflected on the sheet surface 22 of the object to be inspected. At this time, the lens 16 condenses the light so as to irradiate diffused light having an irradiation angle of a predetermined spread angle with respect to the sheet surface 22.

光源14からシート面22に照射された光は、シート面22で垂直方向に反射されてハーフミラー18を介してカメラ12に入射されることにより、カメラ12でシート面を撮像する。   The light emitted from the light source 14 to the sheet surface 22 is reflected by the sheet surface 22 in the vertical direction and is incident on the camera 12 through the half mirror 18, whereby the camera 12 images the sheet surface.

本実施形態では、光源14から光を照射することにより、レンズ16によって拡散光とされた光がハーフミラー18によって反射されてシート面22に照射される。また、シート面22に照射された光は、レンズ16によって拡散光とされているため、各方向に反射され、一部はハーフミラー18の方向へ反射されてハーフミラー18を介してカメラ12に直接入射される。また、本実施形態では、シート面22が45度の斜面とされているので、一部は、図2(A)に示すように、水平方向へ反射されて対向するシート面22へ入射され、対向するシート面22で更に垂直方向に反射されてハーフミラー18を介してカメラ12に入射される。すなわち、カメラ12は、対向するシート面22の各々の斜面で最初に反射された反射光、及び対向する一方のシート面22から他方のシート面22に反射されて他方のシート面22で更に反射された反射光の各々の反射光を受光することで被検査物を撮像する。   In the present embodiment, by irradiating light from the light source 14, the light that has been diffused by the lens 16 is reflected by the half mirror 18 and applied to the sheet surface 22. In addition, since the light irradiated on the sheet surface 22 is diffused by the lens 16, it is reflected in each direction, and part of the light is reflected in the direction of the half mirror 18 and passes through the half mirror 18 to the camera 12. Directly incident. Further, in the present embodiment, since the sheet surface 22 is a 45-degree slope, a part of the sheet surface 22 is reflected in the horizontal direction and incident on the opposite sheet surface 22, as shown in FIG. The light is further reflected in the vertical direction by the facing sheet surface 22 and is incident on the camera 12 via the half mirror 18. That is, the camera 12 reflects the reflected light that is first reflected on each inclined surface of the facing sheet surface 22, and is reflected from the facing one sheet surface 22 to the other sheet surface 22 and further reflected by the other sheet surface 22. The inspected object is imaged by receiving each reflected light of the reflected light.

また、本実施形態では、拡散光がシート面22に入射されることにより、図2(B)に示すように、平行光がシート面22に入射される場合に比べて、図2(C)に示すように、被検査物の表面の微小な凹凸がキャンセルされて凹凸の影響(ノイズ)を低減することが可能となる。   In this embodiment, the diffused light is incident on the sheet surface 22, and as shown in FIG. 2B, compared to the case where the parallel light is incident on the sheet surface 22, FIG. As shown in FIG. 2, the minute unevenness on the surface of the object to be inspected is canceled, and the influence (noise) of the unevenness can be reduced.

ここで、本実施形態に係る表面検査装置10によってシート面の表面を撮像する際に用いるバルブシート面撮像用治具について説明する。図3(A)はバルブシート面撮像用治具の一例を示す斜視図であり、図3(B)はエンジンシリンダヘッドにバルブシート面撮像用治具を挿入した様子を示す斜視図である。また、図4(A)はバルブシート面撮像用治具30をステムガイド38に挿入する様子を示す図であり、図4(B)はバルブシート面撮像用治具をステムガイド38に挿入完了した状態を示す図である。   Here, the valve seat surface imaging jig used when imaging the surface of the seat surface by the surface inspection apparatus 10 according to the present embodiment will be described. FIG. 3A is a perspective view showing an example of a valve seat surface imaging jig, and FIG. 3B is a perspective view showing a state in which the valve seat surface imaging jig is inserted into the engine cylinder head. 4A is a view showing a state where the valve seat surface imaging jig 30 is inserted into the stem guide 38, and FIG. 4B is a diagram illustrating the insertion of the valve seat surface imaging jig into the stem guide 38. It is a figure which shows the state which carried out.

バルブシート面撮像用治具30は、バルブが挿入されるステムガイド38に挿入して、表面撮像装置20のピント合わせや、カメラ12のパラメータ設定等に使用される。   The valve seat surface imaging jig 30 is inserted into a stem guide 38 into which a valve is inserted, and is used for focusing of the surface imaging device 20, parameter setting of the camera 12, and the like.

バルブシート面撮像用治具30は、バルブに類似する形状とされ、傘部32及び軸部34を有している。傘部32は、撮像面側が黒等の光の反射を抑制する塗装等が施されている。また、傘部32の撮像面側には、ケガキ模様が設けられている。ケガキ模様としては、例えば、図3(A)、(B)に示すように、格子状のケガキ模様を適用することができ、ケガキ模様のカメラ12の撮像結果を用いてピント合わせが可能とされている。なお、ケガキ模様は格子状に限るものではなく、他の形状のケガキ模様を適用してもよい。   The valve seat surface imaging jig 30 has a shape similar to a valve, and includes an umbrella portion 32 and a shaft portion 34. The umbrella portion 32 is painted on the imaging surface side to suppress reflection of light such as black. In addition, a marking pattern is provided on the imaging surface side of the umbrella part 32. As the marking pattern, for example, as shown in FIGS. 3A and 3B, a grid-shaped marking pattern can be applied, and focusing can be performed using the imaging result of the marking pattern camera 12. ing. Note that the marking pattern is not limited to a lattice pattern, and marking patterns of other shapes may be applied.

また、傘部32は、シート面22の直径よりも小さい径とされ、カメラ12の撮像時にシート面22全面が撮像可能な大きさとされている。   Further, the umbrella portion 32 has a diameter smaller than the diameter of the seat surface 22, and has a size that allows the entire surface of the seat surface 22 to be imaged when the camera 12 captures an image.

軸部34は、段差部36が設けられており、傘部32に近い方の径が太く、傘部32から遠い方の径が細い、異なる径の軸を有する。本実施形態では、バルブシート面撮像用治具30をステムガイド38に挿入したときに、段差部36がステムガイド38の端部(ステムシールが打ち込まれるエンジンシリンダヘッドに加工された円ボスの端部)40に当接するようになっている。また、軸部34の段差部36がステムガイド38の端部40に当接した状態で、傘部32の撮像面側とシート面22の中央位置(図4(B)の一点鎖線)との高さが一致するようになっている。すなわち、バルブシート面撮像用治具30は、軸部34をステムガイド38に挿入して段差部36がステムガイド38の端部40に当接した状態で、傘部32の撮像面側とカメラ12間の距離と、シート面22の中心位置とカメラ12間の距離とが同距離になる。これにより、傘部32に設けられたケガキ模様を用いてピントを合わせることでシート面22にピントを容易に合わせることが可能とされている。   The shaft portion 34 is provided with a stepped portion 36, and has shafts with different diameters such that the diameter near the umbrella portion 32 is thick and the diameter far from the umbrella portion 32 is thin. In this embodiment, when the valve seat surface imaging jig 30 is inserted into the stem guide 38, the stepped portion 36 is the end of the stem guide 38 (the end of the circular boss processed into the engine cylinder head into which the stem seal is driven). Part) 40. Further, in a state where the stepped portion 36 of the shaft portion 34 is in contact with the end portion 40 of the stem guide 38, the imaging surface side of the umbrella portion 32 and the center position of the seat surface 22 (the dashed line in FIG. 4B). The height is matched. In other words, the valve seat surface imaging jig 30 is configured such that the shaft portion 34 is inserted into the stem guide 38 and the stepped portion 36 is in contact with the end portion 40 of the stem guide 38. The distance between 12 and the distance between the center position of the sheet surface 22 and the camera 12 are the same distance. Accordingly, it is possible to easily focus on the seat surface 22 by focusing using the marking pattern provided on the umbrella portion 32.

なお、本実施形態では、バルブシート面撮像用治具30をステムガイド38に挿入したときに、段差部36がステムガイド38の端部40に当接して、傘部32の撮像面側とシート面22の中央位置との高さを一致させる構成としたが、これに限るものではない。例えば、傘部32がシート面22の中央位置に当接する直径に設定して、傘部32とシート面22を当接することで、段差部36を設けることなく、傘部32の撮像面側とシート面22の中央位置との高さを一致させてもよい。   In the present embodiment, when the valve seat surface imaging jig 30 is inserted into the stem guide 38, the stepped portion 36 comes into contact with the end portion 40 of the stem guide 38, and the imaging surface side of the umbrella 32 and the seat Although the height with the center position of the surface 22 is set to coincide, it is not limited to this. For example, by setting the diameter at which the umbrella part 32 abuts on the center position of the sheet surface 22 and abutting the umbrella part 32 and the sheet surface 22, the imaging part side of the umbrella part 32 can be provided without providing the step part 36. You may make the height with the center position of the sheet | seat surface 22 correspond.

続いて、制御部24について説明する。図5は、本実施形態に係る表面検査装置10の制御部の概略構成を示すブロック図である。   Next, the control unit 24 will be described. FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control unit of the surface inspection apparatus 10 according to the present embodiment.

制御部24は、図5に示すように、CPU24A、ROM24B、RAM24C、及びI/O(入出力インターフェース)24Dがバス24Eに接続されたコンピュータで構成されている。   As shown in FIG. 5, the control unit 24 is composed of a computer in which a CPU 24A, a ROM 24B, a RAM 24C, and an I / O (input / output interface) 24D are connected to a bus 24E.

I/O24Dには、カメラ12及び光源14が接続されており、制御部24の制御により光源14が発光され、カメラ12の撮像を行うと共に、カメラ12の撮像結果を用いてシート面22の表面の欠陥を検出する。シート面の欠陥の検出は、カメラ12の撮像画像に対して各種画像処理を行うことにより、シート面22の欠陥を検出する。   The camera 12 and the light source 14 are connected to the I / O 24D, and the light source 14 emits light under the control of the control unit 24, and the camera 12 is imaged and the surface of the sheet surface 22 is used by using the imaging result of the camera 12. Detect defects. The detection of the defect on the sheet surface detects the defect on the sheet surface 22 by performing various kinds of image processing on the captured image of the camera 12.

ROM24Bには、シート面22を撮像して撮像結果に基づいてシート面の表面の欠陥を検出するためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPU24AがROM24Bに記憶されたプログラムをRAM24Cに展開して実行することにより、シート面22の表面欠陥検出処理が行われる。本実施形態では、シート面22の表面欠陥検出処理を行うことにより、図6(A)、(B)に示すようなピンホールや、図6(C)、(D)に示すようなクラックを検出する。なお、図6(A)はシート面22のピンホールの撮像画像の一例を示し、図6(B)は(A)の拡大図である。また、図6(C)はシート面22のクラックの撮像画像の一例を示し、図6(D)は(C)の拡大図である。   The ROM 24B stores a program for imaging the sheet surface 22 and detecting defects on the surface of the sheet surface based on the imaging result. That is, the CPU 24A develops the program stored in the ROM 24B on the RAM 24C and executes it, whereby the surface defect detection process for the sheet surface 22 is performed. In the present embodiment, by performing surface defect detection processing on the sheet surface 22, pinholes as shown in FIGS. 6A and 6B and cracks as shown in FIGS. 6C and 6D are generated. To detect. 6A shows an example of a captured image of a pinhole on the sheet surface 22, and FIG. 6B is an enlarged view of FIG. FIG. 6C shows an example of a captured image of a crack on the sheet surface 22, and FIG. 6D is an enlarged view of FIG.

次に、制御部24のROM24Bに記憶されたプログラムをCPU24Aが実行することにより行われるシート面22の表面欠陥検出処理の具体例について説明する。図7は、本実施形態に係る表面検査装置10の制御部24で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。   Next, a specific example of the surface defect detection process for the sheet surface 22 performed by the CPU 24A executing the program stored in the ROM 24B of the control unit 24 will be described. FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a flow of processing performed by the control unit 24 of the surface inspection apparatus 10 according to the present embodiment.

ステップ100では、制御部24が光源14及びカメラ12を制御してシート面22の撮像を行ってステップ102へ移行する。すなわち、光源14から光を照射することにより、レンズ16によって拡散光とされた光がハーフミラー18によって反射されてシート面22に照射される。また、シート面22に照射された光は、レンズ16によって拡散光とされているため、図1及び図8(A)に示すように、各方向に反射され、一部はハーフミラー18の方向へ反射されてハーフミラー18を介してカメラ12に直接入射される。厳密には、図8(B)に示すような鏡面ではないため、図8(C)、(D)に示すような細かい凹凸があるため、図8(E)、(F)に示すように、シート面22で拡散反射し、拡散反射により、シート面22の直接反射光もカメラ12に直接入射される。また、本実施形態では、シート面22が45度の斜面とされているので、図1及び図8(A)に示すように、他の一部は、水平方向へ反射されて対向するシート面22へ入射され、対向するシート面22で更に垂直方向に反射されてハーフミラー18を介してカメラ12に入射される。これにより、図9(A)に示すようなシート面22の撮像画像を取得することができる。取得した画像は、シート面22で直接反射した反射光に加えて、シート面22を2回反射した光を含むため、シート面22が他の部分に比べて輝度が高く鮮明な画像となり、欠陥を検出し易くなる。すなわち、シート面22の傷等の欠陥部分については、図8(E)の粗面(滑)や図8(F)の粗面(粗)に示すように、拡散反射成分が多くなり、図8(G)、(H)に示すように、画像輝度が低下して欠陥の検出が容易になる。   In step 100, the control unit 24 controls the light source 14 and the camera 12 to image the sheet surface 22, and the process proceeds to step 102. That is, by irradiating light from the light source 14, the light that has been diffused by the lens 16 is reflected by the half mirror 18 and is applied to the sheet surface 22. Further, since the light applied to the sheet surface 22 is diffused by the lens 16, it is reflected in each direction as shown in FIG. 1 and FIG. And is directly incident on the camera 12 via the half mirror 18. Strictly speaking, since it is not a mirror surface as shown in FIG. 8B, there are fine irregularities as shown in FIGS. 8C and 8D, and as shown in FIGS. 8E and 8F. The sheet surface 22 is diffusely reflected, and the light directly reflected by the sheet surface 22 is directly incident on the camera 12 by the diffuse reflection. In the present embodiment, since the sheet surface 22 is a 45-degree inclined surface, as shown in FIGS. 1 and 8A, the other part of the sheet surface is reflected and opposed in the horizontal direction. Then, the light is incident on the opposite sheet surface 22 in the vertical direction and is incident on the camera 12 via the half mirror 18. Thereby, the captured image of the sheet surface 22 as shown in FIG. 9A can be acquired. Since the acquired image includes light reflected twice on the sheet surface 22 in addition to the reflected light directly reflected on the sheet surface 22, the sheet surface 22 is brighter and clearer than other portions, and the defect Can be easily detected. That is, with respect to a defect portion such as a scratch on the sheet surface 22, the diffuse reflection component increases as shown in the rough surface (smooth) in FIG. 8E and the rough surface (rough) in FIG. As shown in 8 (G) and (H), the luminance of the image is reduced and the detection of the defect becomes easy.

ステップ102では、制御部24が、撮像画像を画像変換してステップ104へ移行する。画像変換は、円環状のシート面22の画像を矩形状の画像に変換する。例えば、図9(A)のシート面22の画像を矩形状に変換した例を図9(B)に示す。シート面22の加工時の切削痕は、シート面の円周に沿った方向に発生するが、シート面22の画像を矩形状にすることにより、切削痕を直線に変換してノイズとして除去し易くすることができる。また、矩形状にすることにより、以降の画像処理の対象部分を絞ることができる。   In step 102, the control unit 24 converts the captured image into an image and proceeds to step 104. In the image conversion, the image of the annular sheet surface 22 is converted into a rectangular image. For example, FIG. 9B shows an example in which the image of the sheet surface 22 in FIG. 9A is converted into a rectangular shape. Cutting traces at the time of processing the sheet surface 22 are generated in a direction along the circumference of the sheet surface. By making the image of the sheet surface 22 rectangular, the cutting traces are converted into straight lines and removed as noise. Can be made easier. In addition, by using a rectangular shape, it is possible to narrow down a target portion for subsequent image processing.

ステップ104では、制御部24が、変換した画像に対してノイズ除去を行ってステップ106へ移行する。ノイズ除去は、例えば、縦長の1×5移動平均フィルタ(シート面22の円周方向に対して直交する方向に長い移動平均フィルタ)を用いて切削痕による影響をノイズとして除去する。図9(C)(図9(B)の矩形の領域の拡大図)に示す画像変換後の画像に対して移動平均フィルタによりノイズ除去を行うことにより、図9(D)に示す画像を得ることができる。なお、ノイズ除去を行う画像処理は周知の技術を適用可能で、移動平均フィルタ以外の画像処理によってノイズを除去してもよい。   In step 104, the control unit 24 removes noise from the converted image and proceeds to step 106. The noise removal uses, for example, a vertically long 1 × 5 moving average filter (a moving average filter that is long in a direction orthogonal to the circumferential direction of the sheet surface 22) to remove the influence of the cutting trace as noise. The image shown in FIG. 9D is obtained by performing noise removal with a moving average filter on the image after the image conversion shown in FIG. 9C (enlarged view of the rectangular region in FIG. 9B). be able to. A known technique can be applied to the image processing for removing noise, and noise may be removed by image processing other than the moving average filter.

ステップ106では、制御部24が、ノイズ除去を行った画像に対してシェーディング補正を行ってステップ108へ移行する。これにより、シート面22の円周方向の輝度ムラが補正される。例えば、211×9(超横長)メジアンフィルタ(シート面22の円周方向に長いメジアンフィルタ)を用いてシェーディング補正を行う。図9(D)の画像に対してメジアンフィルタを用いた処理を行うことで図9(E)に示すシェーディング画像を作成し、元画像(図9(D))からシェーディング画像(図9(E))を差分により取り除くことで、図9(F)に示す画像を得ることができる。これにより、ピンホールやクラック等の欠陥部分を画像上で鮮明にすることが可能となる。なお、シェーディング補正は周知の技術を適用可能で、メジアンフィルタを用いる画像処理ではなく、他のフィルタ等を用いた画像処理を適用してもよい。   In step 106, the control unit 24 performs shading correction on the image from which noise has been removed, and proceeds to step 108. Thereby, luminance unevenness in the circumferential direction of the sheet surface 22 is corrected. For example, the shading correction is performed using a 211 × 9 (super-long landscape) median filter (a median filter long in the circumferential direction of the sheet surface 22). The shading image shown in FIG. 9E is created by performing processing using a median filter on the image of FIG. 9D, and the shading image (FIG. 9E) is generated from the original image (FIG. 9D). )) Is removed by the difference, the image shown in FIG. 9F can be obtained. Thereby, it becomes possible to make a defect part, such as a pinhole and a crack, clear on an image. For shading correction, a well-known technique can be applied, and image processing using other filters or the like may be applied instead of image processing using a median filter.

ステップ108では、制御部24が、シェーディング補正された画像を画像変換してステップ110へ移行する。画像変換は、矩形状の画像を元の円環状のシート面22の画像に変換する。図10(A)に円環状の画像に変換した例を示す。また、図10(B)は、欠陥部分の拡大図を示す。なお、ステップ108は、視覚的に欠陥を発見し易いように実施している処理であり、省略してもよい。   In step 108, the control unit 24 performs image conversion on the shading-corrected image and proceeds to step 110. In the image conversion, a rectangular image is converted into an image of the original annular sheet surface 22. FIG. 10A shows an example of conversion to an annular image. FIG. 10B shows an enlarged view of the defective portion. Note that step 108 is a process performed so that a defect can be easily found visually, and may be omitted.

ステップ110では、制御部24が上述のように各種画像処理を行った画像を用いて欠陥領域の計測を行って一連の処理を終了する。欠陥領域の計測は、例えば、画像情報の画素値に対する予め定めた閾値を用いて欠陥領域の有無や大きさ等を判定し、欠陥があるか否かを検出する。なお、本実施形態では、シート面の対向する面で反射させて撮像するため、欠陥が大きい場合には対向するシート面22の双方に欠陥が写り込んだ画像となることがあり得るが、欠陥として確実に検出することができるので、表面検査装置としては問題なく機能する。   In step 110, the control unit 24 measures the defect area using the image that has been subjected to various image processes as described above, and ends the series of processes. In the measurement of the defective area, for example, the presence / absence or size of the defective area is determined using a predetermined threshold value with respect to the pixel value of the image information to detect whether there is a defect. In this embodiment, since the image is reflected on the opposite surface of the sheet surface and the image is captured, if the defect is large, the image may be an image in which the defect is reflected on both of the opposite sheet surfaces 22. Therefore, it can function as a surface inspection device without any problem.

ところで、本実施形態では、シート面22が、バルブ移動方向と直交する面(水平面)に対して45度の斜面の例を説明したが、斜面が緩やかな場合には、対向するシート面22で反射せずに正反射の光のみを撮像してシート面22全面を観察する配置があり得る。   By the way, in the present embodiment, an example in which the seat surface 22 is a 45-degree inclined surface with respect to a surface (horizontal plane) orthogonal to the valve movement direction has been described. There may be an arrangement in which only the specularly reflected light is imaged without being reflected and the entire sheet surface 22 is observed.

例えば、図11(A)に示すように、シート面22の斜面が30度の場合には、バルブ挿入穴の中心軸上にカメラ12及び光源14を設けて、光源14から照射された光をシート面22で正反射させてカメラ12に入射することが可能となる。また、図11(B)に示すように、カメラ12、ハーフミラー18、及び光源14を用いる場合も光源14から照射された光をハーフミラー18で反射させてシート面22に照射し、シート面22で正反射した光をカメラ12に入射することが可能となる。しかしながら、シート面22の角度が本実施形態の45度のように大きくなると、図11(C)に示すように、カメラ12をシート面22に近接させる必要があり、物理的に配置が厳しくなってしまう。また、ハーフミラー18等のビームスプリッタを配置するスペースもなくなってしまう。なお、図11(A)、(C)のカメラ12と光源14の位置は逆でもよいが、撮像画像内に光源14の配線や補治具等が写り込み、シート面22の円環状の一部が欠けた画像になってしまうので、好ましくない。   For example, as shown in FIG. 11A, when the slope of the seat surface 22 is 30 degrees, the camera 12 and the light source 14 are provided on the central axis of the valve insertion hole, and the light emitted from the light source 14 is irradiated. It becomes possible to enter the camera 12 with regular reflection on the sheet surface 22. Further, as shown in FIG. 11B, also when the camera 12, the half mirror 18, and the light source 14 are used, the light irradiated from the light source 14 is reflected by the half mirror 18 to irradiate the sheet surface 22, and the sheet surface The light specularly reflected at 22 can enter the camera 12. However, when the angle of the sheet surface 22 is increased to 45 degrees in the present embodiment, the camera 12 needs to be close to the sheet surface 22 as shown in FIG. End up. Further, there is no space for arranging the beam splitter such as the half mirror 18. The positions of the camera 12 and the light source 14 shown in FIGS. 11A and 11C may be reversed, but the wiring of the light source 14 and the auxiliary jig are reflected in the captured image, and the circular shape of the sheet surface 22 is obtained. This is not preferable because it results in an image with missing parts.

これに対して、本実施形態では、シート面22へ拡散光を入射することで、シート面が45度に限定されることなく、対向するシート面22で反射した光をカメラ12で撮像することで、シート面22を他の部分よりも鮮明に撮像することが可能となる。   On the other hand, in this embodiment, the diffused light is incident on the sheet surface 22 so that the light reflected by the facing sheet surface 22 is captured by the camera 12 without being limited to 45 degrees. Thus, the sheet surface 22 can be imaged more clearly than other portions.

また、本実施形態において、シート面の角度が45度以上場合、対向するシート面22での反射を利用すると、よりきつい角度のシート面22でもシート面22全周を一度に撮像する配置が可能となる。例えば、図12(A)はシート面22の角度が60度の場合を示し、図12(B)はシート面22の角度が50度の場合を示し、図12(C)はシート面22の角度が45度の場合を示す。これらの場合は、入射する光とカメラ12への反射光が対称の関係になるので、ハーフミラー18等のビームスプリッタが必要となる。但し、反射面での拡散を利用することでビームスプリッタを省略することも可能である。カメラ12と光源14は、シート面22の角度が45度に近いとシート面22から離れた位置に配置できるが、シート面22の角度がきつくなるとシート面22に近接して配置する必要があり、物理的に成り立たなくなってくる。すなわち、本実施形態のように、シート面22が45度の場合は、正反射光のみを考えると、カメラ12と光源14を無限遠に配置する必要がある。しかし現実には、反射面が完全な鏡面でなければ、反射光は正反射の方向にピークを持ちつつもある程度の散乱光成分を含むので、この散乱光のうち都合のよい方向のものを利用することで、シート面22の観察が可能となる。   Further, in the present embodiment, when the angle of the sheet surface is 45 degrees or more, if the reflection on the opposite sheet surface 22 is used, the entire periphery of the sheet surface 22 can be imaged at once even with the sheet surface 22 having a tighter angle. It becomes. For example, FIG. 12A shows a case where the angle of the sheet surface 22 is 60 degrees, FIG. 12B shows a case where the angle of the sheet surface 22 is 50 degrees, and FIG. The case where the angle is 45 degrees is shown. In these cases, since the incident light and the reflected light to the camera 12 are in a symmetrical relationship, a beam splitter such as the half mirror 18 is required. However, the beam splitter can be omitted by utilizing diffusion on the reflecting surface. The camera 12 and the light source 14 can be disposed at a position away from the sheet surface 22 when the angle of the sheet surface 22 is close to 45 degrees. However, when the angle of the sheet surface 22 becomes tight, it is necessary to be disposed close to the sheet surface 22. , It will no longer be physically valid. That is, as in the present embodiment, when the sheet surface 22 is 45 degrees, it is necessary to dispose the camera 12 and the light source 14 at infinity when only specular reflection light is considered. However, in reality, if the reflecting surface is not a perfect mirror surface, the reflected light has a certain amount of scattered light components while having a peak in the direction of specular reflection. By doing so, the sheet surface 22 can be observed.

なお、上記の実施形態では、被検査物としてエンジンシリンダヘッドに設けられたシート面22を一例として挙げて説明したが、被検査物はこれに限るものではない。被検査物としては、対向する面が斜面とされて一方の斜面で反射した光が他方の斜面へ入射可能な斜面を有するものであればよい。   In the above embodiment, the sheet surface 22 provided on the engine cylinder head is described as an example of the inspection object, but the inspection object is not limited thereto. The object to be inspected may be any object as long as the opposing surface is inclined and the light reflected by one inclined surface has an inclined surface that can enter the other inclined surface.

また、上記の実施形態において、カメラ12の位置と光源14の位置とは逆の位置を適用しても上記の実施形態と同様の作用を得ることができる。   In the above embodiment, the same operation as in the above embodiment can be obtained even if a position opposite to the position of the camera 12 and the position of the light source 14 is applied.

また、上記の実施形態では、ハーフミラー18を備えた構成としたが、これに限るものではない。例えば、ハーフミラー18の代わりにビームスプリッタを適用してもよい。或いは、ハーフミラー18を省略して、図13に示すように、カメラ12が中心となるように配置したリング状の光源14を適用して対向する各々のシート面22から最初に反射された反射光、及び一方のシート面22から他方のシート面22に反射して更に他方のシート面22で反射した反射光の各々をカメラ12で撮像する構成としてもよい。   In the above embodiment, the half mirror 18 is provided. However, the present invention is not limited to this. For example, a beam splitter may be applied instead of the half mirror 18. Alternatively, the half mirror 18 is omitted and, as shown in FIG. 13, the reflection first reflected from the respective sheet surfaces 22 facing each other by applying the ring-shaped light source 14 arranged so that the camera 12 is at the center. The camera 12 may be configured to capture light and reflected light reflected from the one sheet surface 22 to the other sheet surface 22 and then reflected from the other sheet surface 22.

また、上記の実施形態では、光源14から照射される光をレンズ16によって予め定めた広がり角の拡散光に変換して被検査物へ照射するようにしたが、これに限るものではない。拡散光に比べて画像の鮮明性が劣るが、例えば、平行光の光を被検査物に照射してシート面22を撮像してもよい。或いは、図14に示すように、円錐ミラー50を更に設けてもよい。図14では、円錐ミラー50がシート面22に対向するように配置して、光源14からの光をシート面22に一様に照射するようになっている。これにより、光源14からの光がシート面22で直接反射された反射光と、シート面22及び円錐ミラー50によって2回反射された反射光とがカメラ12に入射される。このように構成しても上記の実施形態と同様に、シート面22の撮影画像が他の部分より鮮明となる。   In the above embodiment, the light irradiated from the light source 14 is converted into diffused light having a predetermined divergence angle by the lens 16 to irradiate the object to be inspected. However, the present invention is not limited to this. Although the sharpness of the image is inferior to that of the diffused light, for example, the sheet surface 22 may be imaged by irradiating the inspection object with parallel light. Alternatively, as shown in FIG. 14, a conical mirror 50 may be further provided. In FIG. 14, the conical mirror 50 is disposed so as to face the sheet surface 22, and the light from the light source 14 is uniformly irradiated onto the sheet surface 22. Thereby, the reflected light in which the light from the light source 14 is directly reflected by the sheet surface 22 and the reflected light reflected twice by the sheet surface 22 and the conical mirror 50 are incident on the camera 12. Even with this configuration, the captured image on the sheet surface 22 becomes clearer than the other portions, as in the above-described embodiment.

また、上記の実施形態では、ステップ106においてシェーディング補正を行う際に、元画像からシェーディング画像を差分したが、差分ではなく、元画像をシェーディング画像で除算してもよい。例えば、図15(A)に示すように、素地に対して欠陥及びしみがある場合、周囲の明るさによって輝度が変化し、図15(B)に示すようになる。上記の実施形態のようにシェーディング補正を差分で行うと、欠陥やしみの暗さが周囲の明るさにより変動するため、単一の閾値で欠陥やしみを区別することができない。例えば、撮像された明るさの比が、図15(B)に示すように、素地:しみ:欠陥=5:3:1であるとすると、シェーディング補正を差分で行うと、図15(C)のように周囲の明るさによって欠陥やしみの明るさが変動する。一方、除算で行う場合には、図15(D)に示すように、欠陥やしみの暗さが周囲の明るさによらず一定になるので、単一の閾値で欠陥やしみを区別できるようになる。   In the above embodiment, when shading correction is performed in step 106, the shading image is subtracted from the original image, but the original image may be divided by the shading image instead of the difference. For example, as shown in FIG. 15A, when there is a defect or a spot on the substrate, the luminance changes depending on the brightness of the surroundings, as shown in FIG. 15B. When shading correction is performed with a difference as in the above embodiment, the darkness of defects and blots varies depending on the ambient brightness, so that defects and blots cannot be distinguished with a single threshold. For example, as shown in FIG. 15 (B), if the ratio of the captured brightness is base: stain: defect = 5: 3: 1, when shading correction is performed with a difference, FIG. 15 (C) As shown, the brightness of defects and spots varies depending on the ambient brightness. On the other hand, in the case of division, as shown in FIG. 15D, since the darkness of defects and blots is constant regardless of the surrounding brightness, the defects and blots can be distinguished by a single threshold value. become.

また、上記の各実施形態における制御部24で行われる図7の処理は、コンピュータがプログラムを実行することにより行われるソフトウエア処理として説明したが、ハードウエアで行う処理としてもよい。或いは、ソフトウエア及びハードウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。また、ソフトウエアで行う処理とする場合のプログラムは、各種記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。   Moreover, although the process of FIG. 7 performed by the control part 24 in each said embodiment was demonstrated as a software process performed when a computer runs a program, it is good also as a process performed by hardware. Alternatively, the processing may be a combination of both software and hardware. Further, a program for processing performed by software may be stored in various storage media and distributed.

さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。   Furthermore, the present invention is not limited to the above, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

10 表面検査装置
12 カメラ
14 光源
16 レンズ
18 ハーフミラー
20 表面撮像装置
22 シート面
30 バルブシート面撮像用治具
32 傘部
34 軸部
36 段差部
40 端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Surface inspection apparatus 12 Camera 14 Light source 16 Lens 18 Half mirror 20 Surface imaging device 22 Sheet surface 30 Valve seat surface imaging jig 32 Umbrella part 34 Shaft part 36 Step part 40 End part

Claims (10)

一方の斜面で反射した光の一部を他方の斜面へ入射可能な対向する斜面を有する被検査物に光を照射する光源と、
前記光源から照射されて前記対向する各々の斜面で最初に反射された反射光、及び前記光源から照射されて前記被検査物の前記一方の斜面から前記他方の斜面に反射されて前記他方の斜面で更に反射された反射光の各々の反射光を受光することで被検査物を撮像する撮像部と、
を備えた表面撮像装置。
A light source that irradiates a test object having an opposing slope that allows a part of the light reflected on one slope to be incident on the other slope;
Reflected light that is irradiated from the light source and first reflected on the opposing slopes, and the other slope that is irradiated from the light source and reflected from the one slope to the other slope. An imaging unit for imaging the inspection object by receiving each reflected light of the reflected light further reflected in
A surface imaging device comprising:
前記光源から照射されて前記対向する各々の斜面で最初に反射された反射光、及び前記光源から照射されて前記被検査物の前記一方の斜面から前記他方の斜面に反射されて前記他方の斜面で更に反射された反射光の各々の反射光を前記撮像部へ導光する導光部を更に備えた請求項1に記載の表面撮像装置。   Reflected light that is irradiated from the light source and first reflected on the opposing slopes, and the other slope that is irradiated from the light source and reflected from the one slope to the other slope. The surface imaging apparatus according to claim 1, further comprising a light guide unit that guides each reflected light of the reflected light further reflected by the imaging unit to the imaging unit. 前記光源から照射された光を予め定めた広がり角の拡散光に変換して前記被検査物に照射するレンズを更に備えた請求項1又は請求項2に記載の表面撮像装置。   The surface imaging apparatus according to claim 1, further comprising a lens that converts light emitted from the light source into diffused light having a predetermined spread angle and irradiates the inspection object. 前記被検査物の前記斜面は、45度の斜面である請求項1〜3の何れか1項に記載の表面撮像装置。   The surface imaging apparatus according to claim 1, wherein the slope of the inspection object is a 45-degree slope. 前記被検査物は、エンジン吸気及び排気のバルブが当接する円環状のシート面である請求項1〜4の何れか1項に記載の表面撮像装置。   5. The surface imaging device according to claim 1, wherein the inspection object is an annular seat surface with which engine intake and exhaust valves abut. ステムガイドに挿入される軸部と、前記軸部をステムガイドに挿入した状態で前記シート面と前記撮像部間の距離と同距離になるように軸部に配置され、かつ前記撮像部の撮像面側にケガキ模様が設けられた傘部と、を有する治具を用いて前記撮像部のピント合わせを行う請求項5に記載の表面撮像装置。   A shaft portion that is inserted into the stem guide, and is disposed on the shaft portion so as to be the same distance as the distance between the sheet surface and the imaging portion in a state in which the shaft portion is inserted into the stem guide, and the imaging of the imaging portion The surface imaging apparatus according to claim 5, wherein the imaging unit is focused using a jig having an umbrella part provided with a marking pattern on the surface side. 前記被検査物の一方の斜面と他方の斜面との間に配置され、双方の斜面で反射した光を入射可能な鏡面を更に備え、
前記撮像部が、前記光源から照射されて前記被検査物の前記一方の斜面から前記他方の斜面に反射されて前記他方の斜面で更に反射された反射光の代わりに、前記光源から照射されて前記前記被検査物の前記斜面から前記鏡面に反射されて前記鏡面で更に反射された反射光を受光することで被検査物を撮像する請求項1〜6の何れか1項に記載の表面撮像装置。
It is arranged between one slope and the other slope of the inspection object, further comprising a mirror surface capable of entering light reflected by both slopes,
The imaging unit is irradiated from the light source instead of the reflected light that is irradiated from the light source and reflected from the one inclined surface of the inspection object to the other inclined surface and further reflected from the other inclined surface. The surface imaging according to any one of claims 1 to 6, wherein the inspection object is imaged by receiving reflected light reflected from the inclined surface of the inspection object to the mirror surface and further reflected by the mirror surface. apparatus.
一方の斜面で反射した光の一部を他方の斜面へ入射可能な対向する斜面を有する被検査物に対して、光源から光を照射し、
前記光源から照射されて前記対向する各々の斜面で最初に反射された反射光、及び前記光源から照射されて前記被検査物の前記一方の斜面から前記他方の斜面に反射されて前記他方の斜面で更に反射された反射光の各々の反射光を、被検査物を撮像する撮像部に受光させて前記被検査物の撮像を行う表面撮像方法。
Irradiate light from a light source to an object to be inspected having an opposing slope that can be incident on the other slope with a part of the light reflected on one slope,
Reflected light that is irradiated from the light source and first reflected on the opposing slopes, and the other slope that is irradiated from the light source and reflected from the one slope to the other slope. A surface imaging method in which each reflected light of the reflected light further reflected in step (b) is received by an imaging unit that images the inspection object, and the inspection object is imaged.
請求項1〜7の何れか1項に記載の表面撮像装置と、
前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記被検査物の表面の欠陥を検出するための画像処理を行う画像処理部と、
を備えた表面検査装置。
The surface imaging device according to any one of claims 1 to 7,
An image processing unit that performs image processing for detecting defects on the surface of the inspection object based on the imaging result of the imaging unit;
Surface inspection device with
前記被検査物が、エンジン吸気及び排気のバルブが当接する円環状のシート面とされ、
前記画像処理部が、前記撮像部によって撮像された円環状の前記被検査物の画像を矩形状の画像に変換する変換処理、前記変換処理によって変換された画像のノイズを除去する除去処理、及び前記除去処理によってノイズが除去された画像をシェーディング補正する補正処理を行う請求項9に記載の表面検査装置。
The object to be inspected is an annular seat surface with which the engine intake and exhaust valves abut,
A conversion process in which the image processing unit converts an annular image of the inspection object imaged by the imaging unit into a rectangular image; a removal process to remove noise in the image converted by the conversion process; and The surface inspection apparatus according to claim 9, wherein correction processing is performed to perform shading correction on an image from which noise has been removed by the removal processing.
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