JP2023106244A - Visual inspection device - Google Patents

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Takamichi Suzuki
貴仁 樋野
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Abstract

To conduct the visual inspection of a test object having a convex mirror surface easily with good accuracy.SOLUTION: A visual inspection device 1 comprises: a base 10 which is configured so that a test object 90 having a convex mirror plane 91 is located on a reference axis 80; a lighting device 20 which is configured so that illumination light including a changeable prescribed pattern is radiated in a direction along the reference axis 80; a perimeter mirror 30 which is configured so that a reflection plane 32 tilted with respect to the reference axis 80 is disposed so as to enclose a space around the reference axis 80, and illumination light radiated from the lighting device 20 and passing through a periphery of the test object 90 is reflected by the reflection plane 32 toward the convex mirror plane 91; an imaging device 40 which is configured to image a direction of the convex mirror plane 91 via the space around the reference axis 80 of the perimeter mirror 30; and an information processing device 50 for conducting analysis regarding a surface of the convex mirror plane 91 on the basis of a pattern of reflection by the convex mirror plane 91, of illumination light including the pattern that is included in the image obtained by the imaging device 40.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、外観検査装置に関する。 The present invention relates to a visual inspection apparatus.

被検査体の外観検査方法として、光を当てた被検査体を撮像装置で撮影し、得られた画像に対して所定の画像処理を行うことで、被検査体表面の傷等の欠陥の有無を検査する方法が知られている。この方法では、被検査体に欠陥があると、欠陥部で被検査体に当てた光が拡散反射するため、欠陥部に関して撮像装置に入射する光量の増加又は減少といった変化が認められる。画像処理でこのような変化を検出することで、欠陥の特定が行われ得る。一方、被検査体が鏡面である場合には、照明光以外の環境が被検査体に映り込んだり、照射した光の反射光が強く欠陥部の拡散反射が反射光で打ち消されてしまったりして、同様の方法で欠陥部を検出することは一般に困難である。 As a method of visual inspection of an object to be inspected, the object to be inspected is photographed with an imaging device and the obtained image is subjected to predetermined image processing to determine the presence or absence of defects such as scratches on the surface of the object to be inspected. is known. In this method, if the object to be inspected has a defect, the light applied to the object to be inspected at the defective portion is diffusely reflected. Defects can be identified by detecting such changes in image processing. On the other hand, if the object to be inspected has a mirror surface, the environment other than the illumination light may be reflected on the object to be inspected, or the reflected light of the irradiated light may be strong and the diffuse reflection of the defect part may be canceled by the reflected light. Therefore, it is generally difficult to detect defects by the same method.

被検査体が鏡面である場合の外観検査方法として、例えば特許文献1に開示されているように、鏡面に対して縞状の明暗パターンを投射し、その画像を取得する方法が知られている。この方法では、傷等の欠陥がある場合、その部分で縞状の明暗パターンが歪むため、画像に基づいて欠陥部を検出しやすい。このような方法を用いる場合、被検査体の形状等に応じて、パターンの投射方法、撮影方法等について、適切に設定する必要があることが知られている。 As an appearance inspection method for an object to be inspected having a mirror surface, a method of projecting a striped light and dark pattern onto the mirror surface and obtaining an image thereof is known, as disclosed in Patent Document 1, for example. . In this method, if there is a defect such as a scratch, the striped light-and-dark pattern is distorted at that portion, so it is easy to detect the defective portion based on the image. It is known that when using such a method, it is necessary to appropriately set the pattern projection method, the imaging method, and the like according to the shape of the object to be inspected.

特開2017-15647号公報JP 2017-15647 A

本発明は、凸曲面鏡面を有する被検査体の外観検査を容易に精度良く行うことを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to easily and accurately inspect the appearance of an object having a convex curved mirror surface.

本発明の一態様によれば、外観検査装置は、基準軸上に凸曲面鏡面を有する被検査体が配置されるように構成された基台と、前記凸曲面鏡面の凸側と反対側に配置され、電子ディスプレイを含み、変更可能な所定の模様を含む照明光を前記基準軸に沿った方向に放射するように構成された照明装置と、前記基台に対して前記照明装置と反対側に配置され、前記基準軸に対して傾斜した反射面が前記基準軸周りの空間を囲むように設けられ、前記照明装置から放射されて前記被検査体の周囲を通過した前記照明光を前記反射面で前記凸曲面鏡面に向けて反射するように構成された全周ミラーと、前記全周ミラーに対して前記基台と反対側に配置され、前記全周ミラーの前記基準軸周りの空間を介して、前記凸曲面鏡面の方向を撮影するように構成された撮像装置と、前記撮像装置によって得られた画像に含まれる前記模様を含む照明光の前記凸曲面鏡面による反射のパターンに基づいて、前記凸曲面鏡面の表面に関する解析を行う情報処理装置とを備える。 According to one aspect of the present invention, an appearance inspection apparatus includes a base on which an object to be inspected having a convex curved mirror surface on a reference axis is arranged, and a base on the side opposite to the convex side of the convex curved mirror surface. a lighting device disposed and including an electronic display and configured to emit illumination light including a changeable predetermined pattern in a direction along the reference axis; and a side opposite the lighting device with respect to the base. and a reflecting surface inclined with respect to the reference axis is provided so as to surround a space around the reference axis to reflect the illumination light emitted from the illumination device and passing around the object to be inspected. an omnidirectional mirror configured to reflect light toward the convex curved mirror surface on its surface; an imaging device configured to capture an image in the direction of the convex curved mirror surface through an imaging device; and based on the pattern of reflection by the convex curved mirror surface of the illumination light including the pattern included in the image obtained by the imaging device and an information processing device for analyzing the surface of the convex curved mirror surface.

本発明によれば、凸曲面鏡面を有する被検査体の外観検査を容易に精度良く行える。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the appearance inspection of the to-be-inspected object which has a convex curved mirror surface can be performed easily and accurately.

図1は、一実施形態に係る外観検査装置の構成例の概略を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an outline of a configuration example of a visual inspection apparatus according to one embodiment. 図2は、実施例において用いた被検査体の形状を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the shape of an object to be inspected used in the example. 図3は、実施例において液晶パネルに提示させた明暗のパターンの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a light-dark pattern presented on the liquid crystal panel in the embodiment. 図4は、実施例において撮像装置の撮影により得られた画像の一例である。FIG. 4 is an example of an image captured by an imaging device in the example. 図5は、図4に示す画像を、学習済みモデルに入力した際の出力画像の一例である。FIG. 5 is an example of an output image when the image shown in FIG. 4 is input to the trained model.

外観検査装置の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の外観検査装置は、凸曲面鏡面を有する被検査体を検査する装置であり、特に、凸曲面鏡面に打痕傷等の欠陥があるか否かを検査する装置である。凸曲面には、外側に凸の様々な曲面が含まれ得る。凸曲面は、例えば、球体、楕円体等の外表面の一部を含む曲面であってもよい。 An embodiment of a visual inspection apparatus will be described with reference to the drawings. The appearance inspection apparatus of this embodiment is an apparatus for inspecting an object having a convex curved mirror surface, and in particular, an apparatus for inspecting whether or not the convex curved mirror surface has defects such as dents. Convex curved surfaces may include various outwardly convex curved surfaces. The convex curved surface may be, for example, a curved surface including a part of the outer surface of a sphere, an ellipsoid, or the like.

[外観検査装置の構成]
図1は、本実施形態に係る外観検査装置1の構成例の概略を模式的に示している。図1に示すように、外観検査装置1は、基台10と、照明装置20と、全周ミラー30と、撮像装置40と、情報処理装置50とを備える。図1には、被検査体として、円柱体の上部に半球状の凸曲面鏡面91が設けられている被検査体90が示されている。
[Configuration of Appearance Inspection Device]
FIG. 1 schematically shows an outline of a configuration example of a visual inspection apparatus 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1 , the visual inspection apparatus 1 includes a base 10 , an illumination device 20 , an all-around mirror 30 , an imaging device 40 and an information processing device 50 . FIG. 1 shows, as an object to be inspected, an object 90 to be inspected in which a hemispherical convex curved mirror surface 91 is provided on the top of a cylindrical body.

基台10は、被検査体90が配置される構造体である。この例では、基台10の載置面12は水平に設けられている。基台10の中央に鉛直に基準軸80を設けることとする。この例では、外観検査装置1は、被検査体90がその円柱体の中心軸を基準軸80と一致させるようにして基台10の載置面12の上に載置されるように構成されている。基台10の中央部には、後述の照明光を透過させる透明部14が設けられている。透明部14は、例えばガラス板によって形成されている。基台10は、中央部分の透明部14のみが例えばガラス板によって形成されていてもよいし、基台10の全体がガラス板によって形成されていてもよい。 The base 10 is a structure on which an object 90 to be inspected is arranged. In this example, the mounting surface 12 of the base 10 is provided horizontally. A reference axis 80 is provided vertically in the center of the base 10 . In this example, the visual inspection apparatus 1 is configured such that an object 90 to be inspected is mounted on the mounting surface 12 of the base 10 such that the central axis of the cylindrical body of the object 90 coincides with the reference axis 80 . ing. A transparent portion 14 is provided in the central portion of the base 10 for transmitting illumination light, which will be described later. The transparent portion 14 is made of, for example, a glass plate. As for the base 10, only the central transparent portion 14 may be formed of, for example, a glass plate, or the entire base 10 may be formed of a glass plate.

ここで示した基台10の構成は一例であり、基台は、基準軸80上に凸曲面鏡面91を有する被検査体90が配置されるように構成されていれば、他の構成を有していてもよい。例えば、基台は、被検査体90を固定するための治具を備えていてもよい。被検査体90の円柱体の中心軸が水平となるように基台が被検査体90を保持する場合には、基準軸80が水平となり、以下で説明する他の部分もそれに応じて配置が変更されることになる。基台は、被検査体90の周囲を後述の照明光が通過できるように構成されていれば、どのような構成を有していてもよい。 The configuration of the base 10 shown here is just an example, and the base may have other configurations as long as the base is configured so that the inspected object 90 having the convex curved mirror surface 91 on the reference axis 80 is arranged. You may have For example, the base may have a jig for fixing the object 90 to be inspected. When the base supports the object 90 to be inspected so that the central axis of the cylindrical body of the object 90 is horizontal, the reference axis 80 is horizontal, and the other parts described below are arranged accordingly. will be changed. The base may have any configuration as long as it is configured such that illumination light, which will be described later, can pass around the object 90 to be inspected.

照明装置20は、基台10の下方に配置されている。すなわち、照明装置20は、凸曲面鏡面91の凸側と反対側に配置されている。照明装置20は、液晶パネル22と、バックライト24とを備える。液晶パネル22は、バックライト24の基台10側に設けられている。液晶パネル22は、多数の画素を有しており、画素ごとに少なくとも実質的に光が透過する状態と透過しない状態とで切り替えられるように構成されている。バックライト24から出射した光は、液晶パネル22を透過して基台10の方向に照射される。照明装置20の投射光軸は基準軸80と一致するように、照明装置20は配置されている。この照明光は、被検査体90の周囲を通り抜けるように、十分広い面積に照射される。 The lighting device 20 is arranged below the base 10 . That is, the illumination device 20 is arranged on the opposite side of the convex curved mirror surface 91 to the convex side. The illumination device 20 has a liquid crystal panel 22 and a backlight 24 . The liquid crystal panel 22 is provided on the base 10 side of the backlight 24 . The liquid crystal panel 22 has a large number of pixels, and is configured such that each pixel can be switched between a state in which at least light is substantially transmitted and a state in which light is not transmitted. The light emitted from the backlight 24 passes through the liquid crystal panel 22 and is irradiated in the direction of the base 10 . The illumination device 20 is arranged such that the projection optical axis of the illumination device 20 coincides with the reference axis 80 . This illumination light is applied to a sufficiently wide area so as to pass around the object 90 to be inspected.

液晶パネル22がパターンを提示することで、バックライト24から出射して液晶パネル22を透過した照明光は、明部と暗部とを含む模様を有する照明光となる。この模様は、例えば、明部と暗部とが交互に繰り返す縞状のパターンである。このパターンは、例えば、基準軸80を中心として放射状に延びる明部と暗部とが円周方向に交互に繰り返すパターンであり得る。また、このパターンは、例えば、基準軸80を中心とした同心円状の明部と暗部とが半径方向に交互に繰り返すパターンであり得る。明部と暗部との幅や数が異なる複数のパターンが用意され得る。 Since the liquid crystal panel 22 presents a pattern, the illumination light emitted from the backlight 24 and transmitted through the liquid crystal panel 22 becomes illumination light having a pattern including bright portions and dark portions. This pattern is, for example, a striped pattern in which bright portions and dark portions are alternately repeated. This pattern may be, for example, a pattern in which bright portions and dark portions radially extending around the reference axis 80 are alternately repeated in the circumferential direction. Also, this pattern may be, for example, a pattern in which concentric bright portions and dark portions are alternately repeated in the radial direction around the reference axis 80 . A plurality of patterns having different widths and numbers of bright portions and dark portions may be prepared.

ここで示した照明装置20の構成は一例であり、照明装置は、各種の電子ディスプレイを含み、変更可能な所定の模様を含む照明光が基準軸80に沿って進行するように放射されるように構成されていれば、他の構成を有していてもよい。例えば、照明装置20は、有機ELディスプレイのような電子ディスプレイを含んでいてもよい。ここで、基準軸80に沿ってとは、照明光の照射方向が基準軸80に沿った方向であればよく、照明光が平行光である必要はないし、光軸が一致している必要などもない。 The configuration of the illumination device 20 shown here is an example, and the illumination device may include various types of electronic displays such that illumination light containing a predetermined changeable pattern is emitted such that it travels along the reference axis 80. may have other configurations. For example, lighting device 20 may include an electronic display such as an organic EL display. Here, "along the reference axis 80" means that the irradiation direction of the illumination light is the direction along the reference axis 80, and the illumination light does not need to be parallel light, and the optical axes need to match. Nor.

全周ミラー30は、基台10に対して照明装置20と反対側に、すなわち、基台10の上方に設けられている。全周ミラー30は、円錐台の内側面の形状の反射面32を有する。全周ミラー30は、この円錐台の上底面及び下底面にあたる部分が開放された形状を有する。ここで、全周ミラー30は、この円錐台の中心軸が基準軸80と一致するように、円錐台の下底面を基台10の方向に向けて設けられている。すなわち、反射面32は、基準軸80に対して傾斜しており、基準軸80の周りの空間を囲むように設けられている。反射面32は、被検査体90の凸曲面鏡面91を囲むように設けられている。全周ミラー30は、照明装置20から照射され、基台10の透明部14を透過して、被検査体90の周囲を通過した照明光を、反射面32で被検査体90の凸曲面鏡面91に向けて反射するように構成されている。 The omnidirectional mirror 30 is provided on the side of the base 10 opposite to the illumination device 20 , that is, above the base 10 . The all-around mirror 30 has a reflective surface 32 in the shape of the inner surface of a truncated cone. The omnidirectional mirror 30 has a shape in which the upper and lower bottom surfaces of this truncated cone are open. Here, the omnidirectional mirror 30 is provided with the lower bottom surface of the truncated cone directed toward the base 10 so that the central axis of the truncated cone coincides with the reference axis 80 . That is, the reflecting surface 32 is inclined with respect to the reference axis 80 and provided so as to surround the space around the reference axis 80 . The reflecting surface 32 is provided so as to surround the convex curved mirror surface 91 of the inspected object 90 . The omnidirectional mirror 30 is illuminated by the illumination device 20 , passes through the transparent portion 14 of the base 10 , and passes around the object 90 to be inspected. It is configured to reflect towards 91 .

撮像装置40は、撮影レンズ及びイメージエリアセンサを備える。撮像装置40は、全周ミラー30の上方に、すなわち、全周ミラー30に対して基台10と反対側に、配置されている。撮像装置40は、全周ミラー30の開放された円錐台の上底面及び下底面を介して、すなわち、全周ミラー30内の基準軸80周りの空間を介して、被検査体90の凸曲面鏡面91側を撮影するように構成されている。被検査体90の凸曲面鏡面91が基準軸80に対して対称形状である場合には特に、撮像装置40は、その撮影光軸を基準軸80に一致させるように配置されることが好ましい。撮像装置40は、撮影により得られた画像情報を情報処理装置50に送信するように構成されている。 The imaging device 40 includes a photographing lens and an image area sensor. The imaging device 40 is arranged above the omnidirectional mirror 30 , that is, on the opposite side of the omnidirectional mirror 30 from the base 10 . The imaging device 40 captures the convex curved surface of the inspection object 90 via the upper and lower bottom surfaces of the open truncated cone of the all-around mirror 30 , that is, through the space around the reference axis 80 inside the all-around mirror 30 . It is configured to photograph the mirror surface 91 side. Particularly when the convex curved mirror surface 91 of the object to be inspected 90 is symmetrical with respect to the reference axis 80 , the imaging device 40 is preferably arranged so that its photographing optical axis is aligned with the reference axis 80 . The imaging device 40 is configured to transmit image information obtained by photography to the information processing device 50 .

情報処理装置50は、各種集積回路を有するコンピュータを備える。情報処理装置50は、記録装置等に記録されたプログラムに従って動作する。情報処理装置50は、照明装置20の動作を制御する。情報処理装置50には、上述の照明装置20から放射される照明光の複数のパターン、すなわち、液晶パネル22が提示する複数のパターンの情報が記録されている。情報処理装置50は、記録されたパターンの情報を用いて照明装置20の動作を制御する。情報処理装置50は、液晶パネル22によるパターンの提示について制御する。また、情報処理装置50は、バックライト24の出射光量等について制御する。また、情報処理装置50は、撮像装置40の動作を制御する。情報処理装置50は、撮像装置40による露出、焦点距離等の撮影条件、撮影タイミングなどを制御する。 The information processing device 50 includes a computer having various integrated circuits. The information processing device 50 operates according to a program recorded in a recording device or the like. The information processing device 50 controls the operation of the lighting device 20 . The information processing device 50 records a plurality of patterns of illumination light emitted from the lighting device 20 described above, that is, information of a plurality of patterns presented by the liquid crystal panel 22 . The information processing device 50 controls the operation of the illumination device 20 using the recorded pattern information. The information processing device 50 controls presentation of patterns by the liquid crystal panel 22 . The information processing device 50 also controls the amount of light emitted from the backlight 24 and the like. The information processing device 50 also controls the operation of the imaging device 40 . The information processing device 50 controls shooting conditions such as exposure and focal length of the imaging device 40, shooting timing, and the like.

また、情報処理装置50は、撮像装置40から取得した画像情報に基づいて、被検査体90に関する解析を行う。特に、情報処理装置50は、撮像装置40によって得られた画像に含まれる模様を含む照明光の凸曲面鏡面91による反射のパターンに基づいて、凸曲面鏡面91の表面に関する解析を行う。情報処理装置50は、例えば、被検査体90の良又は不良の判定や、欠陥部分の検出などといった解析のためのプログラムを備える。この解析には、人工知能が用いられてもよい。例えば、情報処理装置50は、予め誤差逆伝搬法等の手法を用いて例えば良品の画像を教師データとした機械学習により構築された学習済みモデルを備えていてもよい。情報処理装置50は、この学習済みモデルを用いて、撮像装置40から取得した画像情報に基づいて、被検査体90の良品又は不良品の判定、すなわち、欠陥の有無の判定を行うことができる。 The information processing device 50 also analyzes the inspection object 90 based on the image information acquired from the imaging device 40 . In particular, the information processing device 50 analyzes the surface of the convex mirror surface 91 based on the reflection pattern of the illumination light including the pattern included in the image obtained by the imaging device 40 from the convex curved mirror surface 91 . The information processing device 50 includes, for example, a program for analysis such as determining whether the object to be inspected 90 is good or bad and detecting defective portions. Artificial intelligence may be used for this analysis. For example, the information processing apparatus 50 may have a trained model that is constructed in advance by machine learning using a technique such as the error backpropagation method and using, for example, non-defective images as teacher data. Using this learned model, the information processing device 50 can determine whether the object to be inspected 90 is good or defective, that is, whether or not there is a defect, based on the image information acquired from the imaging device 40. .

[外観検査装置の動作]
外観検査装置1の動作について説明する。情報処理装置50は、照明装置20の動作を制御して、照明装置20に照明光を放射させる。より具体的には、情報処理装置50の制御下で液晶パネル22は、例えば明部と暗部とが交互に繰り返すパターンを提示する。バックライト24は、情報処理装置50の制御下で液晶パネル22の方向へ光を放射する。バックライト24から出射した光は、液晶パネル22を通過することで、液晶パネル22が提示したパターンを含む照明光となる。この照明光は、基台10の透明部14を透過し、被検査体90の周囲を通過し、全周ミラー30の反射面32に至る。反射面32は、この照明光を被検査体90の凸曲面鏡面91に向けて反射させる。その結果、液晶パネル22で提示されたパターンが、投射面である被検査体90の凸曲面鏡面91に投射される。
[Operation of Appearance Inspection Device]
The operation of the appearance inspection apparatus 1 will be described. The information processing device 50 controls the operation of the lighting device 20 to cause the lighting device 20 to emit illumination light. More specifically, under the control of the information processing device 50, the liquid crystal panel 22 presents, for example, a pattern in which bright portions and dark portions are alternately repeated. The backlight 24 emits light toward the liquid crystal panel 22 under the control of the information processing device 50 . Light emitted from the backlight 24 passes through the liquid crystal panel 22 and becomes illumination light including the pattern presented by the liquid crystal panel 22 . This illumination light passes through the transparent portion 14 of the base 10 , passes around the object 90 to be inspected, and reaches the reflecting surface 32 of the full-circumference mirror 30 . The reflecting surface 32 reflects this illumination light toward the convex curved mirror surface 91 of the object 90 to be inspected. As a result, the pattern presented on the liquid crystal panel 22 is projected onto the convex curved mirror surface 91 of the object to be inspected 90, which is the projection surface.

撮像装置40は、情報処理装置50の制御下で、パターンが投射された被検査体90の特に凸曲面鏡面91の部分を撮影する。撮像装置40は、撮影により得られた画像情報を情報処理装置50へ送信する。情報処理装置50は、撮像装置40から取得した画像情報に基づいて、被検査体90の凸曲面鏡面91に関する欠陥の有無等を判定する。 Under the control of the information processing device 50, the imaging device 40 captures an image of the inspected object 90 on which the pattern is projected, especially the convex curved mirror surface 91 portion. The imaging device 40 transmits image information obtained by shooting to the information processing device 50 . The information processing device 50 determines whether or not there is a defect on the convex curved mirror surface 91 of the inspection object 90 based on the image information acquired from the imaging device 40 .

なお、1つの被検査体90に対する検査において、1回の撮影により得られた1枚の画像に基づいて解析が行われてもよいし、複数の画像に基づいて解析が行われてもよい。すなわち、被検査体90に複数種類のパターンが投射されて複数の画像が取得され、これら複数の画像に基づいて解析が行われてもよい。例えば、明暗の縞模様の線が細いほど(間隔が狭いほど)高分解能が得られるところ、傷等の大きさなどに応じて検出されやすい投射パターンの線幅が異なることがある。そこで、線幅が異なる複数のパターンを用いて解析が行われてもよい。また、明部と暗部とを横切るように傷等が存在する場合に、当該傷等が検出されやすいところ、例えば傷等が明部内又は暗部内に収まっていると、当該傷等が検出されないおそれがある。そこで、明暗のパターンを移動させることで、このような傷等も検出することができるようになる。また、放射状の縞模様と同心円状の縞模様とといったように、パターンを変更することによってこのような傷等も検出することができるようになる。 Incidentally, in the inspection of one object 90 to be inspected, analysis may be performed based on one image obtained by one shot, or analysis may be performed based on a plurality of images. That is, a plurality of patterns may be projected onto the object 90 to be inspected, a plurality of images may be acquired, and analysis may be performed based on these plurality of images. For example, while the finer the lines of the bright and dark stripe pattern (the narrower the spacing), the higher the resolution, the line width of the projected pattern that is easily detected may differ depending on the size of the scratch or the like. Therefore, analysis may be performed using a plurality of patterns with different line widths. In addition, when there is a flaw or the like that crosses a bright portion and a dark portion, the flaw or the like is likely to be detected, for example, if the flaw or the like is contained in the bright or dark portion, the flaw or the like may not be detected. There is Therefore, by moving the pattern of light and dark, it becomes possible to detect such flaws. In addition, by changing the pattern, such as a radial striped pattern and a concentric striped pattern, it becomes possible to detect such a flaw or the like.

[実施例]
外観検査装置1の実施例について説明する。図2は、本実施例に用いた被検査体90の形状を示す図である。この被検査体90は、円柱部92の上に凸曲面鏡面91が設けられた形状を有している。凸曲面鏡面91の頂部93は水平に切断された形状となっており、中央部には中心軸に沿って孔94が設けられている。このような被検査体90を外観検査装置1の基台10の載置面12の上に、その中心軸が基準軸80と一致するように載置した。
[Example]
An embodiment of the appearance inspection apparatus 1 will be described. FIG. 2 is a diagram showing the shape of an inspection object 90 used in this embodiment. This inspected object 90 has a shape in which a convex curved mirror surface 91 is provided on a cylindrical portion 92 . A top portion 93 of the convex curved mirror surface 91 is horizontally cut, and a hole 94 is provided in the central portion along the central axis. Such an object 90 to be inspected was mounted on the mounting surface 12 of the base 10 of the visual inspection apparatus 1 so that its central axis coincided with the reference axis 80 .

図3は、液晶パネル22に提示させた明暗のパターンを示す。この図に示すように、本実施例では、基準軸80を中心として放射状に延びる明部と暗部とが円周方向に交互に繰り返すパターンを用いた。 FIG. 3 shows a light-dark pattern presented on the liquid crystal panel 22 . As shown in this figure, this embodiment uses a pattern in which bright portions and dark portions radially extending around a reference axis 80 are alternately repeated in the circumferential direction.

図4は、撮像装置40の撮影により得られた画像例である。被検査体90の凸曲面鏡面91の周縁部に、被検査体90の中心軸を中心として放射状に延びる明部と暗部とが円周方向に交互に繰り返すパターンが投射されている。得られた画像には、このパターンの反射パターンが認められる。 FIG. 4 is an example of an image captured by the imaging device 40 . A pattern in which bright portions and dark portions are alternately repeated in the circumferential direction is projected on the periphery of the convex curved mirror surface 91 of the object 90 to be inspected. A reflection pattern of this pattern can be seen in the resulting image.

予め誤差逆伝搬法を用い、良品の画像を教師データとした機械学習により学習済みモデルを生成した。情報処理装置50において、この学習済みモデルに、撮像装置40で取得した画像を入力した。図5は、図4に示す画像を、学習済みモデルに入力した際の出力画像の一例である。図5より、白色である部分82に欠陥があることが分かった。図4を見ると、この部分81では、明暗の縞模様が乱れていることがわかる。 A trained model was generated by machine learning using the error backpropagation method and using images of good products as training data. In the information processing device 50, an image acquired by the imaging device 40 is input to this trained model. FIG. 5 is an example of an output image when the image shown in FIG. 4 is input to the trained model. From FIG. 5, it was found that the white portion 82 had a defect. It can be seen from FIG. 4 that the bright and dark striped pattern is disturbed in this portion 81 .

以上の通り、本実施形態に係る外観検査装置1を用いることで、凸曲面鏡面91における欠陥を検出することができ、凸曲面鏡面91について、良品又は不良品の判定が可能であることが明らかになった。 As described above, by using the visual inspection apparatus 1 according to the present embodiment, it is possible to detect defects in the convex curved mirror surface 91, and it is clear that it is possible to determine whether the convex curved mirror surface 91 is a non-defective product or a defective product. Became.

[外観検査装置について]
上述の実施形態の外観検査装置1では、凸曲面鏡面91を検査するにあたり、明暗の縞模様を投射する。撮影によって鏡面の画像を得る場合、一般には画像から微細な表面形状を特定することは困難であるが、縞模様のパターンを投射してその反射パターンを撮影することによって、鏡面の微細な表面形状が特定しやすくなる。
[About visual inspection equipment]
In the appearance inspection apparatus 1 of the above-described embodiment, when inspecting the convex curved mirror surface 91, a bright and dark striped pattern is projected. When obtaining an image of a mirror surface by photographing, it is generally difficult to identify the fine surface shape from the image. becomes easier to identify.

被検査体90にパターンを投射する方法はさまざまあり得る。例えば、縞模様を印刷した透過フィルムを円筒形にして被検査体90の周囲に配置して外側から光を投射する方法などが考えられる。これに対して、本実施形態が対象としているような凸曲面鏡面91の検査では、被検査体90の上方から縞模様を投射した方が、パターンがきれいに投射されることが見出された。 Various methods of projecting the pattern onto the device under test 90 are possible. For example, a method of forming a transparent film printed with a striped pattern into a cylindrical shape and arranging it around the object 90 to be inspected and projecting light from the outside can be considered. On the other hand, in the inspection of the convex curved mirror surface 91 targeted by the present embodiment, it was found that projecting the striped pattern from above the object 90 to be inspected produced a clearer pattern.

また、透過フィルムにパターンを印刷する場合には、線幅に印刷技術に応じた制限があったり、種々のパターンを変更しながら投射するには複数の透過フィルムを用意してそれらを交換する必要があったり、パターンを移動させるには物理的に透過フィルムを移動させる移動機構が必要となったりする。例えば、明暗パターンが一定であると、検出できる傷等の大きさ、位置等が制限されることがある。また、被検査体に応じて異なる透過フィルムを用意する必要も生じ得る。これに対して、液晶パネル22を用いて照明光のパターンを形成することで、種々のパターンを比較的容易に形成することができ、パターンを変更したり移動させたりすることも容易となり、検査時間を短くすることもできる。 In addition, when a pattern is printed on a transparent film, the line width is limited according to the printing technology, and in order to project while changing various patterns, it is necessary to prepare a plurality of transparent films and replace them. In other cases, a moving mechanism for physically moving the transparent film is required to move the pattern. For example, if the light-dark pattern is constant, the size, position, etc. of a flaw that can be detected may be limited. Moreover, it may be necessary to prepare different transmissive films depending on the object to be inspected. On the other hand, by forming patterns of illumination light using the liquid crystal panel 22, various patterns can be formed relatively easily, and the patterns can be easily changed and moved, which facilitates inspection. You can also shorten the time.

照明装置20には、有機ELディスプレイなどといった自発光パネルを使用してもよい。ただし、有機ELディスプレイなどでは、十分な輝度を得ることが比較的困難である。これに対して、本実施形態のように、液晶パネル22及びバックライト24で照明装置20を構成することで、バックライト24に高輝度光源を用いることが容易となる。その結果、十分な光量を容易に得ることができる。したがって、液晶パネル22及びバックライト24を用いることは、一つの好ましい態様である。 A self-luminous panel such as an organic EL display may be used for the lighting device 20 . However, it is relatively difficult to obtain sufficient luminance in an organic EL display or the like. On the other hand, by configuring the illumination device 20 with the liquid crystal panel 22 and the backlight 24 as in the present embodiment, it becomes easy to use a high-brightness light source for the backlight 24 . As a result, a sufficient amount of light can be obtained easily. Therefore, using the liquid crystal panel 22 and the backlight 24 is one preferred mode.

平面の液晶パネル22を用いて形成された照明光を、上方から被検査体90の凸曲面鏡面91に投射する必要があるところ、被検査体90を挟むように互いに対向する照明装置20と円錐台内側面形状の反射面32を有する全周ミラー30とを配置することで、これを良好に実現できることが見出された。 Illumination light formed using a flat liquid crystal panel 22 needs to be projected from above onto the convex curved mirror surface 91 of the object 90 to be inspected. It has been found that this can be satisfactorily achieved by arranging an all-around mirror 30 having a reflective surface 32 with a trapezoidal side surface.

画像の解析において、機械学習により作成した学習済みモデルを用いることで、高精度に傷等に由来するパターンの歪を検出することが可能であることが見出された。 In image analysis, it was found that it is possible to detect pattern distortion caused by scratches or the like with high accuracy by using a trained model created by machine learning.

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。 Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications can be made within the scope of the present invention. Nor.

1 外観検査装置
10 基台
12 載置面
14 透明部
20 照明装置
22 液晶パネル
24 バックライト
30 全周ミラー
32 反射面
40 撮像装置
50 情報処理装置
80 基準軸
90 被検査体
91 凸曲面鏡面

Reference Signs List 1 appearance inspection device 10 base 12 mounting surface 14 transparent part 20 lighting device 22 liquid crystal panel 24 backlight 30 all-around mirror 32 reflecting surface 40 imaging device 50 information processing device 80 reference axis 90 object to be inspected 91 convex curved mirror surface

Claims (5)

基準軸上に凸曲面鏡面を有する被検査体が配置されるように構成された基台と、
前記凸曲面鏡面の凸側と反対側に配置され、電子ディスプレイを含み、変更可能な所定の模様を含む照明光を前記基準軸に沿った方向に放射するように構成された照明装置と、
前記基台に対して前記照明装置と反対側に配置され、前記基準軸に対して傾斜した反射面が前記基準軸周りの空間を囲むように設けられ、前記照明装置から放射されて前記被検査体の周囲を通過した前記照明光を前記反射面で前記凸曲面鏡面に向けて反射するように構成された全周ミラーと、
前記全周ミラーに対して前記基台と反対側に配置され、前記全周ミラーの前記基準軸周りの空間を介して、前記凸曲面鏡面の方向を撮影するように構成された撮像装置と、
前記撮像装置によって得られた画像に含まれる前記模様を含む照明光の前記凸曲面鏡面による反射のパターンに基づいて、前記凸曲面鏡面の表面に関する解析を行う情報処理装置と
を備える外観検査装置。
a base on which an object to be inspected having a convex curved mirror surface is arranged on a reference axis;
an illumination device disposed opposite the convex side of the convex curved mirror surface, including an electronic display, configured to emit illumination light including a predetermined changeable pattern in a direction along the reference axis;
A reflective surface disposed on the opposite side of the base from the illumination device and inclined with respect to the reference axis is provided so as to surround a space around the reference axis, and radiated from the illumination device to the inspected object. an all-around mirror configured to reflect the illumination light that has passed around the body toward the convex curved mirror surface with the reflecting surface;
an imaging device disposed on the side opposite to the base with respect to the omnidirectional mirror and configured to photograph the direction of the convex curved mirror surface through the space around the reference axis of the omnidirectional mirror;
and an information processing device that analyzes the surface of the convex mirror surface based on the reflection pattern of the illumination light including the pattern included in the image obtained by the imaging device from the convex mirror surface.
前記照明装置は、液晶パネルとバックライトとを有し、前記バックライトから出射した光が前記液晶パネルを通過することで前記模様を含む照明光が放射されるように構成されている、請求項1に記載の外観検査装置。 3. The illumination device has a liquid crystal panel and a backlight, and is configured such that illumination light including the pattern is emitted when light emitted from the backlight passes through the liquid crystal panel. 2. The visual inspection apparatus according to 1. 前記基台は、前記被検査体が載置されるように構成された透明部を有し、
前記照明装置から放射された光は、前記透明部を透過して前記全周ミラーに至るように構成されている、
請求項1又は2に記載の外観検査装置。
The base has a transparent portion configured to mount the object to be inspected,
The light emitted from the illumination device is configured to pass through the transparent portion and reach the full-circumference mirror.
The visual inspection apparatus according to claim 1 or 2.
前記模様は、前記基準軸を中心として放射状に延びる明部と暗部とが円周方向に交互に繰り返すパターンを含む、又は、
前記模様は、前記基準軸を中心とした同心円状の明部と暗部とが半径方向に交互に繰り返すパターンを含む、
請求項1乃至3の何れかに記載の外観検査装置。
The pattern includes a pattern in which bright portions and dark portions radially extending around the reference axis are alternately repeated in the circumferential direction, or
The pattern includes a pattern in which concentric bright portions and dark portions are alternately repeated in the radial direction around the reference axis,
The visual inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記情報処理装置は、良品の画像を教師データとして誤差逆伝搬法により作成した学習済みモデルを用いて、前記被検査体の良品又は不良品の判定を行うように構成されている、請求項1乃至4の何れかに記載の外観検査装置。

2. The information processing device is configured to determine whether the object to be inspected is a non-defective product or a defective product using a trained model created by error backpropagation using an image of a non-defective product as teaching data. 5. The visual inspection apparatus according to any one of thru|or 4.

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