JP3017572B2 - 表面状態検査方法 - Google Patents
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
-
- G—PHYSICS
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- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9515—Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表面状態検査方法、特
に、光照射手段により被検査面に光を照射し、その被検
査面からの反射光を捕らえて受光画像を作成し、該受光
画像中の明度差に基づいて被検査面の表面状態を検査す
る表面状態検査方法に関する。
に、光照射手段により被検査面に光を照射し、その被検
査面からの反射光を捕らえて受光画像を作成し、該受光
画像中の明度差に基づいて被検査面の表面状態を検査す
る表面状態検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車ボディの塗装面等の表面状態を検
査する技術として、例えば特開昭６２−２３３７１０号
公報には、検査対象物の被検査面に光を照射して、その
反射光をスクリーン上に投影させ、その投影像の鮮映度
から被検査面の表面欠陥を自動的に検出する技術が開示
されている。
査する技術として、例えば特開昭６２−２３３７１０号
公報には、検査対象物の被検査面に光を照射して、その
反射光をスクリーン上に投影させ、その投影像の鮮映度
から被検査面の表面欠陥を自動的に検出する技術が開示
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に被検査面に光を照射し、その反射光を捕らえて映像処
理することにより表面欠陥を検出する場合に、表面欠陥
の検出に適した所定の明暗勾配で明から暗へ、あるいは
暗から明に光度が次第に変化する明暗光を被検査面に照
射し、欠陥部分の周囲に対する明度変化を明瞭にするこ
とにより、欠陥検出の精度を向上させることが考えられ
ている。また、検査能率を向上させるために、面光源を
用いて被検査面の広い範囲を照射することが考えられて
いるが、この面光源により広範囲の被検査面を単一の明
暗光により照射した場合には、照射領域の拡大に伴って
明暗光の明暗勾配が予め設定された所定の勾配より緩や
かなものとなって、表面欠陥の検出精度が低下する。
に被検査面に光を照射し、その反射光を捕らえて映像処
理することにより表面欠陥を検出する場合に、表面欠陥
の検出に適した所定の明暗勾配で明から暗へ、あるいは
暗から明に光度が次第に変化する明暗光を被検査面に照
射し、欠陥部分の周囲に対する明度変化を明瞭にするこ
とにより、欠陥検出の精度を向上させることが考えられ
ている。また、検査能率を向上させるために、面光源を
用いて被検査面の広い範囲を照射することが考えられて
いるが、この面光源により広範囲の被検査面を単一の明
暗光により照射した場合には、照射領域の拡大に伴って
明暗光の明暗勾配が予め設定された所定の勾配より緩や
かなものとなって、表面欠陥の検出精度が低下する。
【０００４】また、例えば、自動車のボディ等の曲面形
状とされた被検査面に対して面光源より明暗光を照射す
ると、その曲面形状により反射光量が変化することにな
って、その反射光を捕らえた映像中の明暗勾配が予め設
定された所定の勾配より大きく変化し、このため、表面
欠陥の検出精度が低下する。
状とされた被検査面に対して面光源より明暗光を照射す
ると、その曲面形状により反射光量が変化することにな
って、その反射光を捕らえた映像中の明暗勾配が予め設
定された所定の勾配より大きく変化し、このため、表面
欠陥の検出精度が低下する。
【０００５】そこで本発明は、被検査面に明暗光を照射
してその表面状態を検査する場合に、より広範囲の被検
査面を精度良く検査するこができると共に、該被検査面
が曲面形状とされている場合であっても検査精度が低下
することのない表面状態検査方法を提供することを目的
とする。
してその表面状態を検査する場合に、より広範囲の被検
査面を精度良く検査するこができると共に、該被検査面
が曲面形状とされている場合であっても検査精度が低下
することのない表面状態検査方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
めに、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【０００７】 まず 、本願の請求項１に係る発明（以下、
第１発明という）は、光照射手段より被検査面に光を照
射し、その被検査面からの反射光を捕らえて受光画像を
作成し、該受光画像中の明度差に基づいて被検査面の表
面状態を検査する表面状態検査方法において、上記光照
射手段より被検査面に対して明から暗への変化が所定の
勾配で繰り返され、且つその明暗勾配が被検査面の曲率
に基づいて設定されている明暗光を照射することを特徴
とする。
第１発明という）は、光照射手段より被検査面に光を照
射し、その被検査面からの反射光を捕らえて受光画像を
作成し、該受光画像中の明度差に基づいて被検査面の表
面状態を検査する表面状態検査方法において、上記光照
射手段より被検査面に対して明から暗への変化が所定の
勾配で繰り返され、且つその明暗勾配が被検査面の曲率
に基づいて設定されている明暗光を照射することを特徴
とする。
【０００８】 また 、本願の請求項２に係る発明（以下、
第２発明という）は、光照射手段より被検査面に光を照
射し、その被検査面からの反射光を捕らえて受光画像を
作成し、該受光画像中の明度差に基づいて被検査面の表
面状態を検査する表面状態検査方法において、上記光照
射手段より被検査面に対して明から暗への変化が繰り返
され、且つ明部に光を完全に透光させる透光領域もしく
は暗部に光を完全に遮光する遮光領域の少なくともいず
れか一方が構成された明暗光を照射することを特徴す
る。
第２発明という）は、光照射手段より被検査面に光を照
射し、その被検査面からの反射光を捕らえて受光画像を
作成し、該受光画像中の明度差に基づいて被検査面の表
面状態を検査する表面状態検査方法において、上記光照
射手段より被検査面に対して明から暗への変化が繰り返
され、且つ明部に光を完全に透光させる透光領域もしく
は暗部に光を完全に遮光する遮光領域の少なくともいず
れか一方が構成された明暗光を照射することを特徴す
る。
【０００９】
【作用】第１発明によれば、被検査面に明から暗への変
化が繰り返されている明暗光が照射されることになり、
これにより、被検査面の広い範囲に単一の明暗光を照射
する場合のように、該明暗光の明暗勾配が、被検査面の
表面状態を精度良く検査するために予め設定された所定
の勾配より緩やかとなることが確実に防止されることに
なって、広い範囲の被検査面を精度良く検査することが
可能となり、その検査能率が向上することになる。さら
に加えて、被検査面の曲率に基づいて明暗光の明暗勾配
が設定されているので、被検査面の曲面形状に起因する
反射光量の過不足が補正されることになり、これによ
り、曲面形状に合致した所定の明暗勾配の明暗光により
被検査面が適切に照射されることになって、表面状態の
検査精度が向上することになる。
化が繰り返されている明暗光が照射されることになり、
これにより、被検査面の広い範囲に単一の明暗光を照射
する場合のように、該明暗光の明暗勾配が、被検査面の
表面状態を精度良く検査するために予め設定された所定
の勾配より緩やかとなることが確実に防止されることに
なって、広い範囲の被検査面を精度良く検査することが
可能となり、その検査能率が向上することになる。さら
に加えて、被検査面の曲率に基づいて明暗光の明暗勾配
が設定されているので、被検査面の曲面形状に起因する
反射光量の過不足が補正されることになり、これによ
り、曲面形状に合致した所定の明暗勾配の明暗光により
被検査面が適切に照射されることになって、表面状態の
検査精度が向上することになる。
【００１０】 ところで、明から暗への変化が繰り返され
ている明暗光においては、明部と暗部とが互いに干渉す
ることになる。即ち、明部が暗部に影響され、また暗部
が明部に影響されることになって、明から暗への移行領
域における明暗変化の度合いが低下することが懸念され
るのであるが、第２発明によれば、明から暗への変化が
繰り返されている明暗光において、その明部に光を完全
に透光させる透光領域もしくは暗部に光を完全に遮光す
る遮光領域の少なくともいずれか一方が構成されている
ので、明部もしくは暗部が強調されることになって、明
から暗への移行領域における明暗変化がより鮮明とな
り、その結果、被検査面からの反射光を捕らえて受光画
像を作成する場合に、その画像がより明瞭なものとな
り、これにより、検査精度が一段と向上することにな
る。
ている明暗光においては、明部と暗部とが互いに干渉す
ることになる。即ち、明部が暗部に影響され、また暗部
が明部に影響されることになって、明から暗への移行領
域における明暗変化の度合いが低下することが懸念され
るのであるが、第２発明によれば、明から暗への変化が
繰り返されている明暗光において、その明部に光を完全
に透光させる透光領域もしくは暗部に光を完全に遮光す
る遮光領域の少なくともいずれか一方が構成されている
ので、明部もしくは暗部が強調されることになって、明
から暗への移行領域における明暗変化がより鮮明とな
り、その結果、被検査面からの反射光を捕らえて受光画
像を作成する場合に、その画像がより明瞭なものとな
り、これにより、検査精度が一段と向上することにな
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１２】 まず、本発明に係る表面状態検査方法によ
り自動車の車体塗装面を検査するように構成された表面
状態検査装置について説明すると、図１に示すように、
塗装検査ステーションＳに搬送された車体１の近傍に
は、該車体１の塗膜面１ａを検査して塗装欠陥の有無を
検出する表面状態検査装置２が配置されており、この検
査装置２は、台座３に載置されたロボット装置４を有
し、該ロボット装置４の先端アーム４ａに光照射手段５
と、ＣＣＤカメラ６とが支持金具７を介して取り付けら
れ、これらの光照射手段５とＣＣＤカメラ６とが、塗装
ステーションＳに搬入された車体１の表面、即ち、該車
体１の塗膜面１ａをトレースし、その際、上記光照射手
段５により照射された光が車体１の塗膜面１ａで反射さ
れてＣＣＤカメラ６に受光されるようになっている。
り自動車の車体塗装面を検査するように構成された表面
状態検査装置について説明すると、図１に示すように、
塗装検査ステーションＳに搬送された車体１の近傍に
は、該車体１の塗膜面１ａを検査して塗装欠陥の有無を
検出する表面状態検査装置２が配置されており、この検
査装置２は、台座３に載置されたロボット装置４を有
し、該ロボット装置４の先端アーム４ａに光照射手段５
と、ＣＣＤカメラ６とが支持金具７を介して取り付けら
れ、これらの光照射手段５とＣＣＤカメラ６とが、塗装
ステーションＳに搬入された車体１の表面、即ち、該車
体１の塗膜面１ａをトレースし、その際、上記光照射手
段５により照射された光が車体１の塗膜面１ａで反射さ
れてＣＣＤカメラ６に受光されるようになっている。
【００１３】 また、上記のような光照射手段５とＣＣＤ
カメラ６とによる塗装欠陥検査においては、ホストコン
ピュータ８によって与えられる指令によりロボットコン
トローラ９が制御され、このロボットコントローラ９の
信号がロボット装置４に送られて、該ロボット装置４に
内蔵された所定のアクチュエータ（図示せず）が駆動さ
れ、これにより、ロボット装置４は光照射手段５および
ＣＣＤカメラ６が車体１の塗膜面１ａをなぞるようにそ
れらを移動させると共に、上記ＣＣＤカメラ６により得
られる受光画像を画像処理プロセッサ１０に送る。そし
て、この画像処理プロセッサ１０は、ＣＣＤカメラ６か
らのビデオ信号を増幅したのち微分し、その微分信号の
データをホストコンピュータ８に伝送して解析させ、こ
れにより、車体１の塗膜面１ａ上の塗装欠陥の有無なら
びに欠陥箇所の座標および塗装欠陥の形状、その大小を
検出するように構成されている。
カメラ６とによる塗装欠陥検査においては、ホストコン
ピュータ８によって与えられる指令によりロボットコン
トローラ９が制御され、このロボットコントローラ９の
信号がロボット装置４に送られて、該ロボット装置４に
内蔵された所定のアクチュエータ（図示せず）が駆動さ
れ、これにより、ロボット装置４は光照射手段５および
ＣＣＤカメラ６が車体１の塗膜面１ａをなぞるようにそ
れらを移動させると共に、上記ＣＣＤカメラ６により得
られる受光画像を画像処理プロセッサ１０に送る。そし
て、この画像処理プロセッサ１０は、ＣＣＤカメラ６か
らのビデオ信号を増幅したのち微分し、その微分信号の
データをホストコンピュータ８に伝送して解析させ、こ
れにより、車体１の塗膜面１ａ上の塗装欠陥の有無なら
びに欠陥箇所の座標および塗装欠陥の形状、その大小を
検出するように構成されている。
【００１４】 次に、上記の光照射手段５の構成について
説明すると、この光照射手段５は、図２に示すように、
一側面が開放されたボックス１１内に設けられた光源と
しての複数の蛍光灯（特に蛍光灯に限定されるものでは
ない）１２…１２と、これらの蛍光灯１２の前面に設け
られてボックス１１の一側面を閉塞する光フィルタ１３
および拡散スクリーン１４とで構成されている。そし
て、上記光フィルタ１３は、各蛍光灯１２により照射さ
れる光を明から暗に、あるいは暗から明への変化が繰り
返される明暗光に変換し得るように、透過場所によって
光の透過率が異なるように構成されている。即ち、本実
施例においては、図２に示す互いに直交するＸ，Ｙ方向
のうちＸ方向についてのみ透過率が小から大に繰り返し
変化するように構成されており、この光フィルタ１３に
より、図３に示すように、上記Ｘ方向に沿って所定の輝
度勾配で暗から明への変化が繰り返されている明暗光が
形成され、この明暗光が上記車体１の塗膜面１ａに照射
されるようになっている。
説明すると、この光照射手段５は、図２に示すように、
一側面が開放されたボックス１１内に設けられた光源と
しての複数の蛍光灯（特に蛍光灯に限定されるものでは
ない）１２…１２と、これらの蛍光灯１２の前面に設け
られてボックス１１の一側面を閉塞する光フィルタ１３
および拡散スクリーン１４とで構成されている。そし
て、上記光フィルタ１３は、各蛍光灯１２により照射さ
れる光を明から暗に、あるいは暗から明への変化が繰り
返される明暗光に変換し得るように、透過場所によって
光の透過率が異なるように構成されている。即ち、本実
施例においては、図２に示す互いに直交するＸ，Ｙ方向
のうちＸ方向についてのみ透過率が小から大に繰り返し
変化するように構成されており、この光フィルタ１３に
より、図３に示すように、上記Ｘ方向に沿って所定の輝
度勾配で暗から明への変化が繰り返されている明暗光が
形成され、この明暗光が上記車体１の塗膜面１ａに照射
されるようになっている。
【００１５】 また、上記拡散スクリーン１４は、光フィ
ルタ１３を透過した光を拡散させて車体１の塗膜面１ａ
にムラなく明暗光を照射するためのものである。
ルタ１３を透過した光を拡散させて車体１の塗膜面１ａ
にムラなく明暗光を照射するためのものである。
【００１６】 ところで、上記光フィルタ１３により構成
される明暗光の輝度勾配は、塗装欠陥を精度良く検出す
るために、予め所定の勾配となるように設定されている
のであるが、車体１の塗膜面１ａの形状が曲面形状とさ
れている場合には、その曲率の大小により反射光量が変
化することになり、ＣＣＤカメラ６により得られる受光
画像中の明暗勾配が大きく変化することになる。このた
め、受光画像中の明暗勾配が、塗装欠陥の検出精度を低
下させることのない所定の勾配となるように、曲面形状
とされた塗膜面１ａの曲率の大小に応じてその塗膜面１
ａに照射する明暗光の勾配を変化させるように、該塗膜
面１ａの曲率に応じた明暗勾配の明暗光を形成すること
のできる透過率の異なる光フィルタ１３が使用されるよ
うになっている。
される明暗光の輝度勾配は、塗装欠陥を精度良く検出す
るために、予め所定の勾配となるように設定されている
のであるが、車体１の塗膜面１ａの形状が曲面形状とさ
れている場合には、その曲率の大小により反射光量が変
化することになり、ＣＣＤカメラ６により得られる受光
画像中の明暗勾配が大きく変化することになる。このた
め、受光画像中の明暗勾配が、塗装欠陥の検出精度を低
下させることのない所定の勾配となるように、曲面形状
とされた塗膜面１ａの曲率の大小に応じてその塗膜面１
ａに照射する明暗光の勾配を変化させるように、該塗膜
面１ａの曲率に応じた明暗勾配の明暗光を形成すること
のできる透過率の異なる光フィルタ１３が使用されるよ
うになっている。
【００１７】 以上のように構成された表面状態検査装置
２では、塗装ステーションＳに塗装済みの車体１が搬入
されるのに伴い欠陥検査作業が開始さることになる。即
ち、上記ロボット装置４が、ロボットコントローラ９に
制御されて、光照射手段５とＣＣＤカメラ６とを一定の
間隔で保った状態で、且つこれらを塗膜面１ａに対して
適切な距離を確保した状態で該塗膜面１ａに沿って移動
させる。そして、そのときに上記光照射手段５により、
図４に示すように、ＣＣＤカメラ６の視野Ｆをカバーす
る比較的広い塗膜面１ａに対してＸ方向に暗から明への
変化が連続して繰り返される明暗光５ａが照射される。
このため、塗膜面１ａには暗から明への変化が繰り返さ
れる明度変化のある光照射領域が形成され、また、該光
照射領域からの反射光を受光するＣＣＤカメラ６には、
図５に示すように、上記明暗光５ａの暗から明への変化
方向Ｘに対応する矢印Ｘ１で示す方向に、暗から明に変
化する明暗ある受光画像１５が作成されることになる。
２では、塗装ステーションＳに塗装済みの車体１が搬入
されるのに伴い欠陥検査作業が開始さることになる。即
ち、上記ロボット装置４が、ロボットコントローラ９に
制御されて、光照射手段５とＣＣＤカメラ６とを一定の
間隔で保った状態で、且つこれらを塗膜面１ａに対して
適切な距離を確保した状態で該塗膜面１ａに沿って移動
させる。そして、そのときに上記光照射手段５により、
図４に示すように、ＣＣＤカメラ６の視野Ｆをカバーす
る比較的広い塗膜面１ａに対してＸ方向に暗から明への
変化が連続して繰り返される明暗光５ａが照射される。
このため、塗膜面１ａには暗から明への変化が繰り返さ
れる明度変化のある光照射領域が形成され、また、該光
照射領域からの反射光を受光するＣＣＤカメラ６には、
図５に示すように、上記明暗光５ａの暗から明への変化
方向Ｘに対応する矢印Ｘ１で示す方向に、暗から明に変
化する明暗ある受光画像１５が作成されることになる。
【００１８】 なお、図５において、符号ｌは、暗から明
への変化が繰り返されている明暗光５ａ中における暗か
ら明への一変化領域を示し、また、各領域ｌにおいて線
の密度が粗である程、明度が高く、線の密度が密である
程、明度が低いことを示している。
への変化が繰り返されている明暗光５ａ中における暗か
ら明への一変化領域を示し、また、各領域ｌにおいて線
の密度が粗である程、明度が高く、線の密度が密である
程、明度が低いことを示している。
【００１９】 従って、車体１の塗膜面１ａの光照射領域
に欠陥があると、該欠陥に対応する一変化領域からの明
暗光５ａにより、その欠陥の形状に応じて該欠陥部の明
度が変化し、例えば、図４に示すような凸欠陥Ａの場合
には、その欠陥Ａの凸面鏡作用により、図５に示すよう
に、受光画像１５中における暗から明に変化する一変化
領域ｌ内に、一側部に暗部ａ１が他側部に明部ａ２が隣
合わせとなった暗から明に変化する凸欠陥部ａが認識さ
れることになり、また、図４に示すような凹欠陥Ａ′の
場合には、その欠陥Ａ′の凹面鏡作用により、図５に示
すように、受光画像１５中における暗から明に変化する
一変化領域ｌ内に、一側部に明部ａ１′が他側部に暗部
ａ２′が隣合わせとなった明から暗に変化する凹欠陥部
ａ′が認識されることになる。
に欠陥があると、該欠陥に対応する一変化領域からの明
暗光５ａにより、その欠陥の形状に応じて該欠陥部の明
度が変化し、例えば、図４に示すような凸欠陥Ａの場合
には、その欠陥Ａの凸面鏡作用により、図５に示すよう
に、受光画像１５中における暗から明に変化する一変化
領域ｌ内に、一側部に暗部ａ１が他側部に明部ａ２が隣
合わせとなった暗から明に変化する凸欠陥部ａが認識さ
れることになり、また、図４に示すような凹欠陥Ａ′の
場合には、その欠陥Ａ′の凹面鏡作用により、図５に示
すように、受光画像１５中における暗から明に変化する
一変化領域ｌ内に、一側部に明部ａ１′が他側部に暗部
ａ２′が隣合わせとなった明から暗に変化する凹欠陥部
ａ′が認識されることになる。
【００２０】 そして、ＣＣＤカメラ６は、その受光画像
の明るさの変化に応じて変化するビデオ信号を画像処理
プロセッサ１０に出力する。この場合、上記のような凸
欠陥Ａの場合には、図６に示すようなレベル変化のある
ビデオ信号が出力され、また、上記のような凹欠陥Ａ′
である場合には、図７に示すようなレベル変化のあるビ
デオ信号が出力されることになり、これらのビデオ信号
の変化状態に基づいて塗装欠陥の位置の座標、形状およ
び大きさを検出し、これをホストコンピュータ８内のメ
モリーに記憶する。そして、塗装欠陥の補修時には、メ
モリー内の記憶内容を取り出し、その欠陥の種類に応じ
た所定の補修動作が実行されることになる。
の明るさの変化に応じて変化するビデオ信号を画像処理
プロセッサ１０に出力する。この場合、上記のような凸
欠陥Ａの場合には、図６に示すようなレベル変化のある
ビデオ信号が出力され、また、上記のような凹欠陥Ａ′
である場合には、図７に示すようなレベル変化のあるビ
デオ信号が出力されることになり、これらのビデオ信号
の変化状態に基づいて塗装欠陥の位置の座標、形状およ
び大きさを検出し、これをホストコンピュータ８内のメ
モリーに記憶する。そして、塗装欠陥の補修時には、メ
モリー内の記憶内容を取り出し、その欠陥の種類に応じ
た所定の補修動作が実行されることになる。
【００２１】 このように、本実施例によれば、車体１の
塗膜面１ａが曲面形状とされている場合に、その曲率に
基づいて予め設定された所定の勾配の明暗光を形成し得
る光フィルタ１３が使用され、該塗膜面１ａの曲面形状
に起因する反射光量の過不足が補正されることなり、こ
れにより、曲面形状に合致した所定の明暗勾配の明暗光
により塗膜面１ａが適切に照射されることになって、塗
装欠陥の検査精度が向上することになる。
塗膜面１ａが曲面形状とされている場合に、その曲率に
基づいて予め設定された所定の勾配の明暗光を形成し得
る光フィルタ１３が使用され、該塗膜面１ａの曲面形状
に起因する反射光量の過不足が補正されることなり、こ
れにより、曲面形状に合致した所定の明暗勾配の明暗光
により塗膜面１ａが適切に照射されることになって、塗
装欠陥の検査精度が向上することになる。
【００２２】 ところで、上記のように、暗から明への変
化が繰り返されている明暗光５ａにおいては、暗部と明
部とが互いに干渉することになる。即ち、暗部が明部に
影響され、また明部が暗部に影響されることになって、
暗から明への変化領域における明暗変化の度合いが低下
することが懸念されるのであるが、これに対処するよう
に構成された光照射手段を図８に基づいて説明すると、
この光照射手段５′は、上記の実施例と同様に、一側面
が解放されたボックス１１′内に設けられた光源として
の複数の蛍光灯（特に蛍光灯に限定されるものではな
い）１２′…１２′と、これらの蛍光灯１２′の前面に
設けられてボックス１１′の一側面を閉塞する光フィル
タ１３′および拡散スクリーン１４′とで構成されてい
る。そして、上記光フィルタ１３′は、各蛍光灯１２′
により照射される光を明から暗に、あるいは暗から明へ
の変化が繰り返されている明暗光に変換し得るように、
透過場所によって光の透過率が異なるように構成されお
り、本実施例においては、図８に示す互いに直交する
Ｘ，Ｙ方向のうちＸ方向についてのみ透過率が小から大
に繰り返し変化するように構成されている。そして、こ
の光フィルタ１３′は、明から暗への変化が繰り返され
る明暗光の暗部に相当する部位に光を遮光する複数の遮
光部１３ａ′…１３ａ′が設けられたものであり、これ
によれば、図９に細線（イ）で示す遮光部１３ａ′が設
けられていない場合の明暗変化に比べて、実線（ロ）で
示すように暗部がより強調されることになって、暗から
明への変化領域における明暗変化がより鮮明となり、そ
の結果、被検査面としての塗膜面（図示せず）からの反
射光を捕らえて受光画像を作成する場合に、その画像が
より明瞭なものとなって、検査精度が一段と向上するこ
とになる。
化が繰り返されている明暗光５ａにおいては、暗部と明
部とが互いに干渉することになる。即ち、暗部が明部に
影響され、また明部が暗部に影響されることになって、
暗から明への変化領域における明暗変化の度合いが低下
することが懸念されるのであるが、これに対処するよう
に構成された光照射手段を図８に基づいて説明すると、
この光照射手段５′は、上記の実施例と同様に、一側面
が解放されたボックス１１′内に設けられた光源として
の複数の蛍光灯（特に蛍光灯に限定されるものではな
い）１２′…１２′と、これらの蛍光灯１２′の前面に
設けられてボックス１１′の一側面を閉塞する光フィル
タ１３′および拡散スクリーン１４′とで構成されてい
る。そして、上記光フィルタ１３′は、各蛍光灯１２′
により照射される光を明から暗に、あるいは暗から明へ
の変化が繰り返されている明暗光に変換し得るように、
透過場所によって光の透過率が異なるように構成されお
り、本実施例においては、図８に示す互いに直交する
Ｘ，Ｙ方向のうちＸ方向についてのみ透過率が小から大
に繰り返し変化するように構成されている。そして、こ
の光フィルタ１３′は、明から暗への変化が繰り返され
る明暗光の暗部に相当する部位に光を遮光する複数の遮
光部１３ａ′…１３ａ′が設けられたものであり、これ
によれば、図９に細線（イ）で示す遮光部１３ａ′が設
けられていない場合の明暗変化に比べて、実線（ロ）で
示すように暗部がより強調されることになって、暗から
明への変化領域における明暗変化がより鮮明となり、そ
の結果、被検査面としての塗膜面（図示せず）からの反
射光を捕らえて受光画像を作成する場合に、その画像が
より明瞭なものとなって、検査精度が一段と向上するこ
とになる。
【００２３】 更にまた、図８に示すように、各遮光部１
３ａ′にそれぞれ隣接させて明から暗への変化が繰り返
される明暗光の明部に相当する光フィルタの部位に光を
完全に通過させる複数のスリット１３ｂ′…１３ｂ′を
開設した場合には、図１０に細線（イ）で示すスリット
１３ｂ′が設けられていない場合の明暗変化に比べて、
実線（ハ）で示すように明部がより強調されることにな
って、明から暗への変化領域における明暗変化がより鮮
明となり、その結果、被検査面からの反射光を捕らえて
受光画像を作成する場合に、その画像がより明瞭なもの
となって、検査精度が一段と向上することになる。更
に、上記遮光部１３ａ′とスリット１３ｂ′とを併用す
ることにより、暗部ならびに明部がそれぞれ強調される
ことになって、明から暗への変化領域における明暗変化
がより一段と鮮明となり、受光画像がより一層明瞭なも
のとなる。
３ａ′にそれぞれ隣接させて明から暗への変化が繰り返
される明暗光の明部に相当する光フィルタの部位に光を
完全に通過させる複数のスリット１３ｂ′…１３ｂ′を
開設した場合には、図１０に細線（イ）で示すスリット
１３ｂ′が設けられていない場合の明暗変化に比べて、
実線（ハ）で示すように明部がより強調されることにな
って、明から暗への変化領域における明暗変化がより鮮
明となり、その結果、被検査面からの反射光を捕らえて
受光画像を作成する場合に、その画像がより明瞭なもの
となって、検査精度が一段と向上することになる。更
に、上記遮光部１３ａ′とスリット１３ｂ′とを併用す
ることにより、暗部ならびに明部がそれぞれ強調される
ことになって、明から暗への変化領域における明暗変化
がより一段と鮮明となり、受光画像がより一層明瞭なも
のとなる。
【００２４】 次に、上記各実施例における光フィルタ１
３，１３′を用いることなく光源の出力を調整すること
により明暗勾配を可変し得るように構成された光照射手
段を図１１に示す。この光照射手段２５は、ボックス３
１の前面に、光源としての多数の発光ダイオード３２ａ
…３２ａがＸ方向およびＹ方向に所定の間隔で行列配置
されたマトリックス光源３２を有すると共に、その前面
に上記各実施例と同様の拡散スクリーン３４が設けられ
たものであり、上記各発光ダイオード３２ａはそれぞれ
光度調整が可能とされており、本実施例においては、Ｘ
方向について各ダイオード３２ａの光度を可変調整し得
るように構成されている。これにより、Ｘ方向に、明か
ら暗に、あるいは暗から明への変化が繰り返される明暗
光が照射されるようになっている。
３，１３′を用いることなく光源の出力を調整すること
により明暗勾配を可変し得るように構成された光照射手
段を図１１に示す。この光照射手段２５は、ボックス３
１の前面に、光源としての多数の発光ダイオード３２ａ
…３２ａがＸ方向およびＹ方向に所定の間隔で行列配置
されたマトリックス光源３２を有すると共に、その前面
に上記各実施例と同様の拡散スクリーン３４が設けられ
たものであり、上記各発光ダイオード３２ａはそれぞれ
光度調整が可能とされており、本実施例においては、Ｘ
方向について各ダイオード３２ａの光度を可変調整し得
るように構成されている。これにより、Ｘ方向に、明か
ら暗に、あるいは暗から明への変化が繰り返される明暗
光が照射されるようになっている。
【００２５】 そして、図１２に示すように、上記光照射
手段２５、ＣＣＤカメラ２６、ホストコンピュータ２８
および画像処理プロセッサ３０により上記実施例と同様
の表面状態検査装置２２が構成され、上記画像処理プロ
セッサ３０では、ＣＣＤカメラ２６からのビデオ信号を
解析処理し、これに基づいて欠陥の検出を行う。また、
ホストコンピュータ２８は、上記画像処理プロセッサ３
０からの信号に基づいて光照射手段２５の光度を適切に
制御するための信号を出力するようになっている。
手段２５、ＣＣＤカメラ２６、ホストコンピュータ２８
および画像処理プロセッサ３０により上記実施例と同様
の表面状態検査装置２２が構成され、上記画像処理プロ
セッサ３０では、ＣＣＤカメラ２６からのビデオ信号を
解析処理し、これに基づいて欠陥の検出を行う。また、
ホストコンピュータ２８は、上記画像処理プロセッサ３
０からの信号に基づいて光照射手段２５の光度を適切に
制御するための信号を出力するようになっている。
【００２６】 次に、上記光照射手段２５の光度調整動作
を、図１３に示すフローチャートに基づいて説明する
と、まず、ステップＳ１においてＣＣＤカメラ２６によ
り作成された受光画像を取り込み、次いで、ステップＳ
２で、図１４に示す被検査面としての車体の塗膜面（図
示せず）上に照射された明暗光中における明から暗への
変化の一繰返区間長さ１およびその区間の実際の明度ｍ
を検出する。次いで、ステップＳ３においては、図１５
に示す予め設定された基準の明度Ｍと基準の一繰返区間
長さＬとを読み出し、ステップＳ４においては、基準の
明度Ｍおよび基準の一繰返区間長さＬとなるように補正
値を演算する。即ち、塗膜面上の実際の明度ｍに対する
基準明度Ｍの比（Ｍ／ｍ）を求め、この値に、一繰返区
間を構成する各発光ダイオード３２ａへの実際の出力値
ｙを乗ずることにより補正出力Ｙを演算すると共に、塗
膜面上の実際の区間長さｌに対する基準の区間長さの比
（Ｌ／ｌ）を求め、この値に、明から暗への一繰返区間
を構成する各発光ダイオード３２ａの実際の出力区間長
さｌ′を乗ずることにより補正区間長さＬ′を演算す
る。そして、上記演算により求めた補正区間長さＬ′と
補正出力Ｙとの比（Ｙ／Ｌ′）に基づいて明暗勾配θを
演算する。その後、ステップＳ５では、上記ステップＳ
４で演算された明暗勾配θとなるように明から暗への一
繰返区間を構成する各発光ダイオード３２ａ毎の出力値
Ｙを設定し、それを各発光ダイオード３２ａに出力す
る。そして、ステップＳ６では、上記一連の欠陥検査処
理を実行し、ステップＳ７で欠陥検査の完了を確認して
制御を終了する。
を、図１３に示すフローチャートに基づいて説明する
と、まず、ステップＳ１においてＣＣＤカメラ２６によ
り作成された受光画像を取り込み、次いで、ステップＳ
２で、図１４に示す被検査面としての車体の塗膜面（図
示せず）上に照射された明暗光中における明から暗への
変化の一繰返区間長さ１およびその区間の実際の明度ｍ
を検出する。次いで、ステップＳ３においては、図１５
に示す予め設定された基準の明度Ｍと基準の一繰返区間
長さＬとを読み出し、ステップＳ４においては、基準の
明度Ｍおよび基準の一繰返区間長さＬとなるように補正
値を演算する。即ち、塗膜面上の実際の明度ｍに対する
基準明度Ｍの比（Ｍ／ｍ）を求め、この値に、一繰返区
間を構成する各発光ダイオード３２ａへの実際の出力値
ｙを乗ずることにより補正出力Ｙを演算すると共に、塗
膜面上の実際の区間長さｌに対する基準の区間長さの比
（Ｌ／ｌ）を求め、この値に、明から暗への一繰返区間
を構成する各発光ダイオード３２ａの実際の出力区間長
さｌ′を乗ずることにより補正区間長さＬ′を演算す
る。そして、上記演算により求めた補正区間長さＬ′と
補正出力Ｙとの比（Ｙ／Ｌ′）に基づいて明暗勾配θを
演算する。その後、ステップＳ５では、上記ステップＳ
４で演算された明暗勾配θとなるように明から暗への一
繰返区間を構成する各発光ダイオード３２ａ毎の出力値
Ｙを設定し、それを各発光ダイオード３２ａに出力す
る。そして、ステップＳ６では、上記一連の欠陥検査処
理を実行し、ステップＳ７で欠陥検査の完了を確認して
制御を終了する。
【００２７】 これによれば、光照射手段２５により塗膜
面に照射された明暗光の該塗膜面上における実際の明度
ｍおよび一繰返区間長さｌに基づいて明暗勾配が検出さ
れ、この検出値と被検査面の形状に応じて予め設定され
た明暗勾配の基準地とを比較し、その差を解消するよう
に上記光照射手段２５における各発光ダイオード３２ａ
の出力が調整されるようになっているので、塗膜面が曲
面形状であっても、該塗膜面をその形状に応じて予め設
定された所定の明暗勾配の明暗光により適切に照射する
ことが可能となり、その検査精度が向上することにな
る。
面に照射された明暗光の該塗膜面上における実際の明度
ｍおよび一繰返区間長さｌに基づいて明暗勾配が検出さ
れ、この検出値と被検査面の形状に応じて予め設定され
た明暗勾配の基準地とを比較し、その差を解消するよう
に上記光照射手段２５における各発光ダイオード３２ａ
の出力が調整されるようになっているので、塗膜面が曲
面形状であっても、該塗膜面をその形状に応じて予め設
定された所定の明暗勾配の明暗光により適切に照射する
ことが可能となり、その検査精度が向上することにな
る。
【００２８】 なお、図１１に示す光照射手段２５におい
て、各発光ダイオード３２ａに換えてボックス３１の前
面に多数のグラスファイバーの一端を臨ませて配置する
と共に、これらの各グラスファイバーの他端にそれぞれ
上記発光ダイオード３２ａを接続するように構成しても
良い。
て、各発光ダイオード３２ａに換えてボックス３１の前
面に多数のグラスファイバーの一端を臨ませて配置する
と共に、これらの各グラスファイバーの他端にそれぞれ
上記発光ダイオード３２ａを接続するように構成しても
良い。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、第１発明によれば、被検
査面に明から暗への変化が繰り返されている明暗光が照
射されることになり、これにより、被検査面の広い範囲
に単一の明暗光を照射する場合のように、該明暗光の明
暗勾配が、被検査面の表面状態を精度良く検査するため
に予め設定された所定の勾配より緩やかとなることが確
実に防止されることになって、広い範囲の被検査面を精
度良く検査することが可能となり、その検査能率が向上
することになる。さらに加えて、被検査面の曲率に基づ
いて明暗光の明暗勾配が設定されているので、被検査面
の曲面形状に起因する反射光量の過不足が補正されるこ
とになり、これにより、曲面形状に合致した所定の明暗
勾配の明暗光により被検査面が適切に照射されることに
なって、表面状態の検査精度が向上することになる。
査面に明から暗への変化が繰り返されている明暗光が照
射されることになり、これにより、被検査面の広い範囲
に単一の明暗光を照射する場合のように、該明暗光の明
暗勾配が、被検査面の表面状態を精度良く検査するため
に予め設定された所定の勾配より緩やかとなることが確
実に防止されることになって、広い範囲の被検査面を精
度良く検査することが可能となり、その検査能率が向上
することになる。さらに加えて、被検査面の曲率に基づ
いて明暗光の明暗勾配が設定されているので、被検査面
の曲面形状に起因する反射光量の過不足が補正されるこ
とになり、これにより、曲面形状に合致した所定の明暗
勾配の明暗光により被検査面が適切に照射されることに
なって、表面状態の検査精度が向上することになる。
【００３０】 また、第２ 発明によれば、明から暗への変
化が繰り返されている明暗光において、その明部に光を
完全に透光させる透光領域もしくは暗部に光を完全に遮
光する遮光領域の少なくともいずれか一方が構成されて
いるので、明から暗への移行領域における明暗変化がよ
り鮮明となり、その結果、被検査面からの反射光を捕ら
えて受光画像を作成する場合に、その画像がより明瞭な
ものとなり、これにより、検査精度が一段と向上するこ
とになる。
化が繰り返されている明暗光において、その明部に光を
完全に透光させる透光領域もしくは暗部に光を完全に遮
光する遮光領域の少なくともいずれか一方が構成されて
いるので、明から暗への移行領域における明暗変化がよ
り鮮明となり、その結果、被検査面からの反射光を捕ら
えて受光画像を作成する場合に、その画像がより明瞭な
ものとなり、これにより、検査精度が一段と向上するこ
とになる。
【図１】 表面状態検査装置の斜視図。
【図２】 光照射手段の分解斜視図。
【図３】 明暗勾配のパターンを示すグラフ。
【図４】 光照射手段による照射状態およびＣＣＤカ
メラによる受光状態を示す拡大図。
メラによる受光状態を示す拡大図。
【図５】 受光画像の部分拡大図。
【図６】 凸欠陥部が発生した付近における一走査線
上のビデオ信号の変化状態を示すグラフ。
上のビデオ信号の変化状態を示すグラフ。
【図７】 凹欠陥部が発生した付近における一走査線
上のビデオ信号の変化状態を示すグラフ。
上のビデオ信号の変化状態を示すグラフ。
【図８】 他の実施例の光照射手段の分解斜視図。
【図９】 遮光部が設けられた場合の明暗勾配のパタ
ーンを示すグラフ。
ーンを示すグラフ。
【図１０】 スリットが設けられた場合に明暗勾配のパ
ターンを示すグラフ。
ターンを示すグラフ。
【図１１】 マトリックス光源を有する光照射手段の分
解斜視図。
解斜視図。
【図１２】 他の実施例の表面状態検査装置の概略構成
図。
図。
【図１３】 マトリックス光源の光度調整動作を示すフ
ローチャート図。
ローチャート図。
【図１４】 塗膜面上に照射された実際の明暗光の明暗
勾配を示すグラフ。
勾配を示すグラフ。
【図１５】 基準の明暗光の明暗勾配を示すグラフ。
１ 車体 １ａ 塗膜面 ２，２２ 表面状態検査装置 ５，５′，２５ 光照射手段 ５ａ 明暗光 ６，２６ ＣＣＤカメラ ８，２８ ホストコンピュータ １０，３０ 画像処理プロセッサ １３ａ′ 遮光部 １３ｂ′ スリット １５ 受光画像 Ａ，Ａ′ 塗装欠陥
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−180438（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−204359（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30
Claims (2)
- 【請求項１】 光照射手段より被検査面に光を照射し、
その被検査面からの反射光を捕らえて受光画像を作成
し、該受光画像中の明度差に基づいて被検査面の表面状
態を検査する表面状態検査方法であって、上記光照射手
段より被検査面に対して明から暗への変化が所定の勾配
で繰り返され、且つその明暗勾配が被検査面の曲率に基
づいて設定されている明暗光を照射することを特徴とす
る表面状態検査方法。 - 【請求項２】 光照射手段より被検査面に光を照射し、
その被検査面からの反射光を捕らえて受光画像を作成
し、該受光画像中の明度差に基づいて被検査面の表面状
態を検査する表面状態検査方法であって、上記光照射手
段より被検査面に対して明から暗への変化が繰り返さ
れ、且つ明部に光を完全に透光させる透光領域もしくは
暗部に光を完全に遮光する遮光領域の少なくともいずれ
か一方が構成された明暗光を照射することを特徴する表
面状態検査方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225038A JP3017572B2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 表面状態検査方法 |
| US08/261,023 US5477268A (en) | 1991-08-08 | 1994-06-14 | Method of and apparatus for finishing a surface of workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3225038A JP3017572B2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 表面状態検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545142A JPH0545142A (ja) | 1993-02-23 |
| JP3017572B2 true JP3017572B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=16823081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3225038A Expired - Fee Related JP3017572B2 (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | 表面状態検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3017572B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5734742A (en) * | 1994-09-19 | 1998-03-31 | Nissan Motor Co., Ltd. | Inspection system and process |
| US20080218763A1 (en) * | 2006-03-21 | 2008-09-11 | Hans Weber Maschinenfabrik Gmbh | Apparatus for optically determining the surface contour of flat workpieces in a wide belt abrading machine |
| US7711182B2 (en) * | 2006-08-01 | 2010-05-04 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method and system for sensing 3D shapes of objects with specular and hybrid specular-diffuse surfaces |
| JP5829280B2 (ja) | 2011-09-30 | 2015-12-09 | オリンパス株式会社 | 内面形状測定装置、検出ヘッド及び内視鏡装置 |
| JP5182833B1 (ja) * | 2012-06-19 | 2013-04-17 | バイスリープロジェクツ株式会社 | 表面検査装置および表面検査方法 |
| IT201700095993A1 (it) * | 2017-08-24 | 2019-02-24 | Angelo Vicino | Dispositivo portatile per la rilevazione di ammaccature da grandine sulla carrozzeria di un veicolo o simili |
| CN112381710A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-02-19 | 中铭谷智能机器人(广东)有限公司 | 一种用于汽车钣喷的2d视觉算法系统 |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP3225038A patent/JP3017572B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545142A (ja) | 1993-02-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |