JP3178508B2 - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車の
ボディの塗装面における凹凸等の表面欠陥を検出するの
に用いる表面欠陥検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面欠陥検査装置としては、例え
ば、特開昭６４−３８６３８号公報などに記載されたも
のがある。

【０００３】同公報に記載された装置では、被検査体の
被検査面上に光の帯を形成し、この光の帯をカメラによ
り撮像すると共に、この光の帯を移動させてその反射像
を連続且つ段階的に記録し、最終的にこれらの部分的な
像の記録を全体像に編集して、被検査面上の欠陥および
この欠陥の座標情報を出力するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の表面欠陥検査装置にあっては、例えば、
自動車のボディのように複雑な曲面を有する被検査体を
対象とした場合、曲面部分では光の帯（光バンド）の反
射方向が曲率に応じて変化するため、その反射像を常に
カメラのイメージセンタに映し出すための制御が必要に
なり、さらに、自動車のボディの曲面は部位や車種毎に
異なるため、制御がより複雑になるという問題があり、
このような問題を解決することが課題であった。

【０００５】また、欠陥の検出は、光の帯の反射像にお
いて暗部または光の帯における像の輪郭変化として現れ
ることを利用するものであるが、それを自動的にかつ安
定的に検出する方法や装置については何んら考慮がなさ
れていないという問題があり、このような問題を解決す
ることが課題であった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、被検査面が複雑な曲面であっても、簡単
な制御で表面欠陥を自動的に且つ精度良く高速に処理し
て検出することができ、同時に、欠陥サイズの正確な検
出を行うことにより要修正欠陥であるか無修正欠陥であ
るかを正しく判定することができるものとすることによ
り、大幅な検出信頼性（精度）の向上と検出作業時間の
短縮化を図ることが可能である表面欠陥検査装置を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる表面欠陥
検査装置は、請求項１に記載しているように、被検査体
を囲む門型形状を成し且つ被検査体の被検査面に光を照
射して所定の明暗パターンを形成する照明手段と、被検
査体を囲む門型形状を成し且つ被検査体の被検査面から
の反射光に基づいて受光画像を作成する複数の撮像装置
が取り付けられた撮像装置固定手段と、撮像装置により
得られた受光画像に基づいて被検査面上の欠陥を検出し
てその結果を出力する欠陥検査処理手段を備えた表面欠
陥検査装置において、欠陥検査処理手段で検出された移
動欠陥の平均面積から欠陥の大きさを算出する欠陥サイ
ズ算出手段と、欠陥サイズ算出手段で算出された欠陥の
面積（大きさ）から欠陥修正の要否を判定する欠陥判定
手段を備え、照明手段および撮像装置固定手段の門型内
部に被検査体を通過させて被検査面の欠陥検査と欠陥修
正の要否判定を行う構成としたことを特徴としており、
このような構成を上記課題を解決するための手段として
いる。

【０００８】本発明に係わる表面欠陥検査装置の実施態
様においては、請求項２に記載しているように、照明手
段の門型形状は、被検査体の移動方向の正面輪郭にほぼ
適合した形状である構成のものとすることができ、請求
項３に記載しているように、照明手段は、白色の背景板
に、ほぼ等間隔に配置された複数の光源を備えると共
に、光源の被検査面側に、光透過部と艶消し黒色部を交
互に配置した光拡散シートを備え、光源からの光を光拡
散シートの光透過部に通すことにより被検査面上に明暗
パターンを形成する構成のものとすることができ、請求
項４に記載しているように、照明手段の光拡散シート
は、被検査体を囲む門型形状を成す艶消し黒色のシート
ガイドに張ってあり、シートガイドは、光源および背景
板から移動可能である構成のものとすることができる。

【０００９】同じく、本発明に係わる表面欠陥検査装置
の実施態様においては、請求項５に記載しているよう
に、撮像装置固定手段の門型形状は、被検査体の移動方
向の正面輪郭にほぼ適合した形状である構成のものとす
ることができ、請求項６に記載しているように、撮像装
置はＣＣＤカメラであって、各ＣＣＤカメラによる全体
の視野が被検査体の移動方向の正面輪郭に沿った連続し
た帯状を成すと共に、隣接するＣＣＤカメラ同士の視野
が所定の領域でオーバーラップしており、且つ被検査体
の移動方向とＣＣＤカメラの受光画像における水平もし
くは垂直方向とを一致させた構成のものとすることがで
き、請求項７に記載しているように、明暗パターンは、
ＣＣＤカメラに映る明暗パターン数に基づいて明暗パタ
ーンの間隔が変化する構成のものとすることができる。

【００１０】同じく、本発明に係わる表面欠陥検査装置
の実施態様においては、請求項８に記載しているよう
に、ＣＣＤカメラの視野調整、ピント調整およびオーバ
ーラップ量調整は、被検査体の移動方向の正面輪郭にほ
ぼ適合した形状を成し且つその表面に所定間隔の線（格
子線等をも含む）もしくは点の図形が描かれた参照モデ
ルを用いて行う構成のものとすることができ、請求項９
に記載しているように、参照モデルは、被検査体の移動
方向に対する横断面のうちの最大の横断面輪郭にほぼ適
合した形状である構成のものとすることができ、請求項
１０に記載しているように、参照モデルの図形の線以外
の部分の色が被検査体の被検査面の塗装色で最も明度の
高い色であって、上記参照モデルの表面を撮像しながら
ＣＣＤカメラのレンズ絞りおよびシャッタースピードを
調整する構成のものとすることができ、請求項１１に記
載しているように、被検査面の塗装色で塗装され且つカ
メラ視野より大きいテストピースを参照モデルの表面に
接して設け、テストピースを撮像しながらＣＣＤカメラ
のレンズ絞りおよびシャッタースピードを調整する構成
のものとすることができる。

【００１１】同じく、本発明に係わる表面欠陥検査装置
の実施態様においては、請求項１２に記載しているよう
に、検査処理手段は、複数の撮像装置で得られた受光画
像の画像データにおける空間周波数成分のうち高い周波
数領域で且つレベルが所定値以上の成分のみを抽出する
画像強調処理手段と、画像強調処理手段からの時間的に
異なる画像データにおいて被検査体の移動量および移動
方向が所定の条件で一致する目標部分を検出する追跡処
理手段を備えている構成のものとすることができ、請求
項１３に記載しているように、検査処理手段は、検査開
始および検査終了を判断する検査開始終了判定手段と、
検査開始から被検査体の移動量を測定する移動量測定手
段を備え、これらの手段から得た情報に基づいて追跡処
理手段で検出した目標部分の被検査面上の位置を算出
し、その結果を被検査体の展開図上に表示する手段を備
えている構成のものとすることができ、請求項１４に記
載しているように、被検査体の展開図は、被検査体に対
する撮像装置の取付角度および画角に基づいて描かれて
いる構成のものとすることができ、請求項１５に記載し
ているように、被検査体が照明手段および撮像装置固定
手段の門型内部を通過し且つ被検査面の検査を行ってい
る際に被検査体とこの被検査体を移動させる搬送コンベ
アの速度とを一致させる速度一致手段を備えた構成のも
のとすることができる。

【００１２】同じく、本発明に係わる表面欠陥検査装置
の実施態様においては、請求項１６に記載しているよう
に、欠陥判定手段は、追跡処理手段により得られた欠陥
検出結果の面積情報から平均面積を算出し、それを欠陥
の面積とする平均面積処理手段を備えている構成のもの
とすることができ、請求項１７に記載しているように、
欠陥判定手段は、追跡処理手段により得られた欠陥検出
結果の面積情報から平均面積を算出する第１平均面積処
理手段と、この第１平均面積処理手段により得られた平
均面積と所定値以上異なる追跡処理時の時系列欠陥は除
外または平均面積＋所定値とすることにより、再度、欠
陥の面積の平均処理を行い、その値を欠陥の面積とする
第２平均面積処理手段を備えている構成のものとするこ
とができる。

【００１３】同じく、本発明に係わる表面欠陥検査装置
の実施態様においては、請求項１８に記載しているよう
に、検査処理手段は、平均面積処理手段からの欠陥面積
（大きさ）を所定値と比較し、その欠陥面積が所定値未
満の場合は無修正欠陥であると判定し、所定値超過の場
合は要修正欠陥であると判定する欠陥判定手段を備えて
いる構成のものとすることができる。

【００１４】同じく、本発明に係わる表面欠陥検査装置
の実施態様においては、請求項１９に記載しているよう
に、欠陥判定手段は、判定された要修正欠陥のサイズを
表示処理するに際して欠陥の大きさにより表示マークを
異なるものとすることができ、請求項２０に記載してい
るように、欠陥判定手段は、判定された無修正欠陥のサ
イズを表示処理するに際してその表示マークが他の要修
正欠陥の表示マークとは異なるものとすることができ
る。

【００１５】同じく、本発明に係わる表面欠陥検査装置
の実施態様においては、請求項２１に記載しているよう
に、検査処理手段は、抽出した欠陥を膨張処理または膨
張→収縮の順に処理を行った後、面積および重心座標計
算を行う構成のものとすることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる表面欠陥検査
装置によれば、被検査体を囲む門型形状を成す照明手
段、および同じく被検査体を囲む門型形状を成し且つ撮
像装置を備えた撮像装置固定手段を採用し、被検査面上
に光の明暗パターンを形成すると共に、照明手段および
撮像装置固定手段の門型内部に被検査体を通過させて被
検査面の欠陥検査と欠陥修正の要否を行うようにしたか
ら、被検査面に複雑な曲面がある場合であっても、被検
査面全体に対する照明および撮像の条件をほぼ均等にす
ることができ、照明手段や撮像装置さらには被検査体に
対して何ら複雑な制御を行うことなく、簡単な制御で表
面欠陥を自動的に且つ精度良くしかも高速に検出するこ
とができると共に、移動欠陥結果の欠陥面積を平均処理
することにより正確な欠陥サイズの検出を行ってライン
等において修正必要な欠陥であるかどうかの判定を行う
ことにより、要修正欠陥であるか無修正欠陥であるかを
正確に判定することができるため、大幅な検出信頼性
（精度）の向上と検出作業時間の短縮化を実現すること
が可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００１７】本発明の請求項２に係わる表面欠陥検査装
置によれば、照明手段の門型形状は被検査体の移動方向
の正面輪郭にほぼ適合した形状にしたので、請求項１の
効果に加えて、被検査面全体に対する照明条件をより一
層均一なものにすることができ、表面欠陥の検出をより
容易に且つより精度よく行うことができる。

【００１８】本発明の請求項３に係わる表面欠陥検査装
置によれば、請求項１および２の効果に加えて、明暗パ
ターンをより正確に形成することができ、表面欠陥の検
出のさらなる容易化および精度向上に貢献し得る。

【００１９】本発明の請求項４に係わる表面欠陥検査装
置によれば、請求項３の効果に加えて、シートガイドの
移動により、当該シートガイド、光源および背景板のメ
ンテナンスにも容易に対処することができる。

【００２０】本発明の請求項５に係わる表面欠陥検査装
置によれば、撮像装置固定手段の門型形状を被検査物体
の移動方向の正面輪郭にほぼ適合した形状にしたので、
請求項１の効果に加えて、被検査面全体に対する撮像条
件をより一層均一なものにすることができ、表面欠陥の
検出をより容易に且つより精度よく行うことができる。

【００２１】本発明の請求項６に係わる表面欠陥検査装
置によれば、請求項１および５の効果に加えて、被検査
面全体を隙間なく検査することができ、検査のさらなる
精度の向上を実現することができる。

【００２２】本発明の請求項７に係わる表面欠陥検査装
置によれば、請求項６の効果に加えて、検査精度をより
一層向上させることができる。

【００２３】本発明の請求項８〜１１に係わる表面欠陥
検査装置によれば、請求項６および７の効果に加えて、
参照モデルの採用によって、撮像装置の調整をより容易
に且つより迅速に行うことができるとともに、検査精度
をより一層向上させることができる。

【００２４】本発明の請求項１２に係わる表面欠陥検査
装置によれば、請求項１の効果に加えて、表面欠陥をよ
り迅速に且つより正確に検出することができ、また、本
発明の請求項１３に係わる表面欠陥検査装置によれば、
請求項１２の効果に加えて、被検査体の展開図上におい
て表面欠陥を容易に認識することができ、後の修正作業
などに活用することが容易であり、さらに、本発明の請
求項１４に係わる表面欠陥検査装置によれば、請求項１
３の効果に加えて、被検査体の展開図上における表面欠
陥の位置をより正確に表示することができる。

【００２５】さらに、本発明の請求項１５に係わる表面
欠陥検査装置によれば、請求項１、１２および１３の効
果に加えて、被検査体と搬送コンベアの速度を確実に一
致させることができ、検査精度ならびに展開図上におけ
る表面欠陥の表示の精度をより一層高めることができ
る。

【００２６】さらにまた、本発明の請求項１６および１
７に係わる表面欠陥検査装置によれば、欠陥の面積を正
確に検出することができ、請求項１８に係わる表面欠陥
検査装置によれば、前記欠陥の面積をもとにしてこれを
所定値と比較することにより要修正欠陥であるか無修正
欠陥であるかを判定することが可能である。

【００２７】さらにまた、請求項１９および２０に係わ
る表面欠陥検査装置によれば、表示マークの違いによっ
て欠陥の大きさや要修正欠陥であるか無修正欠陥である
かの判断を目視等によって行うことができる。

【００２８】さらにまた、請求項２１に係わる表面欠陥
検査装置によれば、欠陥の割れや分断を防ぐことがで
き、より正確な欠陥の面積（サイズ）を判定することが
できるという効果がもたらされる。

【００２９】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わる表面
欠陥検査装置の一実施例を説明する。この実施例では、
被検査体である自動車のボディにおいて、被検査面であ
る塗装面の欠陥を検査する場合を示している。

【００３０】この実施例による表面欠陥検査装置は、図
１〜図３に示すように、照明手段１と、撮像装置固定手
段２と、撮像装置固定手段２に取り付けられた複数の撮
像装置３と、検査処理手段４を備えている。

【００３１】このうち、照明手段１は、ボディ５の移動
方向の正面輪郭にほぼ適合した門型（アーチ）形状を成
し、被検査面上に所定の明暗パターンを映し出すように
構成されている。

【００３２】また、撮像装置固定手段２は、照明手段１
とほぼ同一形状で照明手段１に並設されている。

【００３３】さらに、撮像装置３は、ＣＣＤカメラ（以
下「カメラ３」と記す）であって、明暗パターンの映る
被検査面を撮像するように、撮像装置固定手段２の所定
の位置に各々取付け固定してある。

【００３４】さらにまた、検査処理手段４は、主に、画
像強調処理手段４１、追跡処理手段４２、欠陥判定手段
４３ａおよび欠陥出力手段４３ｂを備えたホストコンピ
ュータ４３、プリンター４４、欠陥サイズ算出手段（平
均面積算出手段）４５等で構成してあり、カメラ３によ
り得られる明暗パターンのある受光画像を明暗パターン
に平行の走査線によりエッジ（孤立点）抽出処理をす
る。

【００３５】平均面積処理手段４５は、上記追跡処理手
段４２により得られた欠陥検出結果の面積情報から面積
平均処理を行うことによって平均面積を算出し、それを
欠陥の面積（サイズ）とする。次に、欠陥判定手段４３
ａは、前記平均面積処理手段４５からの欠陥面積（サイ
ズ）情報と所定値とを比較し、その欠陥面積が所定値以
下の場合は無修正欠陥であると判定し、また、所定値以
上の場合は要修正欠陥であると判定する。

【００３６】欠陥出力手段４３ｂは前記欠陥判定手段４
３ａで判定された欠陥が要修正欠陥の場合は欠陥の大き
さにより表示マークを異ならせるように出力する。ま
た、欠陥が無修正欠陥である場合は、さらに、上記要修
正欠陥の表示マークとは異なる表示マークとしてモニタ
ーおよびプリンターへ出力する。

【００３７】さらにまた、ボディ５は、台車６に載せら
れると共に、レール７および搬送コンベア８によって照
明手段１および撮像装置固定手段２の門型内部を移動
し、その間に検査処理手段４で所定の処理が行われ、被
検査面であるボディ５の塗装面の検査が行われる。

【００３８】照明手段１および撮像装置固定手段２は、
ボディ５の搬送方向（図２中の矢印Ａの方向）に対して
直交方向に設置されている。また、カメラ３は、調整固
定治具３ａによって撮像装置固定手段２の所定の位置お
よび角度に調整された状態で固定してある。

【００３９】照明手段１は、図１に示すようにボディ５
の移動方向の正面輪郭にほぼ適合した形状とすることに
より、光照射面からボディ５の表面までの距離が部位に
かかわらずほぼ一定となり、これによって照明手段１か
らの光をボディ５の表面にむらなくほぼ均一に照射する
ことができるようにしている。

【００４０】また、照明手段１は、図４および図５に示
すように、光源１０１の光を被検査面にむだなく且つむ
らなく照射するために、白色に着色処理されもしくは光
を拡散反射するように表面処理された複数の背景板１０
２を備え、この背景板１０２に複数の光源１０１がほぼ
等間隔に取り付けられた構造となっている。

【００４１】光源１０１は、Ｕ字管タイプの蛍光灯であ
って、１つの背景板１０２の被検査体側に２列で合計４
本取り付けられ、その裏側に光源１０１を高周波点灯さ
せる電源１０７（図７参照）が取り付けてある。そし
て、光源１０１、背景板１０２および電源１０７を１つ
の照明ユニット１０４とし、この照明ユニット１０４を
図５に示すように門型形状をした支柱１０３に隙間無く
取り付けることにより、照明手段１を構成している。

【００４２】図６に示す光拡散シート１０５は、ボディ
５の正面輪郭形状に合わせて容易に変形できるような可
撓性を有し且つ透光性を有する材料から成るものであっ
て、例えば、艶消し黒色のマスキングテープを等間隔に
貼ることにより、光透過部１０５ａと艶消し黒色部１０
５ｂを交互に配置したものである。ここで、光を拡散す
る理由は、ボディ塗装色がメタリック塗装などといった
場合にメタリックの光輝材の影響を抑えるためである。

【００４３】また、光拡散シート１０５がしわの生じ易
い材質で、このしわによって陰や照明むらが発生する場
合には、図６に示すように、シートガイド１０６により
光拡散シート１０５を下方から支えると共に、この光拡
散シート１０５をボディ５の正面輪郭形状に合わせて張
ることにより、しわの発生を抑える。

【００４４】さらに、シートガイド１０６は、艶消し黒
色に塗装されており、支柱１０３は、光拡散シート１０
５の艶消し黒色部１０５ｂに重なる間隔となっている。
そして、光拡散シート１０５とシートガイド１０６と
は、この支柱１０３において艶消し黒色のボルト、ナッ
トおよびワッシャ（図示せず）により固定してある。

【００４５】さらに、シートガイド１０６には、キャス
ター１０６ａが取り付けてあって、光拡散シート１０５
を張った状態でボディ５の前後方向に移動できる構造と
なっている。したがって、図８に示すようにシートガイ
ド１０６を矢印Ｂ方向に移動させることにより、例え
ば、光源１０１の交換などを容易に行えるものとなる。

【００４６】撮像装置固定手段２は、図９に示すよう
に、ボディ５の移動方向の正面輪郭形状にほぼ合った形
状をなすものである。これは、各カメラ３からボディ５
の表面までの距離をほぼ一定にするためであり、その結
果、全てのカメラ３での視野の大きさがほぼ同一とな
る。ボディ５の形状に応じた距離の細かい調整やカメラ
３の向きの調整は、撮像装置固定手段２の所定位置に固
定された調整固定治具３ａで行われる。そして、調整固
定治具３ａでも調整できないような場合、例えば、ボデ
ィ５のフード（ボンネット）とルーフ（天井）といった
ように高さが大きく異なる面では、レンズの焦点距離を
変えてカメラ３の視野の大きさを調整してもよい。

【００４７】さらに、図１０に示すように、各々隣接す
るカメラ３同士の視野は、所定の大きさ以上でオーバー
ラップした帯状となるように調整されている。上記のよ
うに、フード部とルーフ部とでは高さが大きく異なる
が、図１０からも明らかのように、これらの部位は、同
一のカメラで同時に検査されることはないので、図９に
示すように、フード用のカメラ（３）Ｈ１〜Ｈ８とルー
フ用のカメラ（３）Ｒ１〜Ｒ７とを切り換えて各々調整
してもよい。

【００４８】カメラ３の切り換え位置は、図２１に示す
ように、検査の必要のない前後ウィンドウ部の位置（符
号Ｃで示す）とするのが適当である。このとき、ルーフ
用カメラ（３）Ｒ１〜Ｒ７の視野は、左右の側面用カメ
ラ（３）ＳＬ１〜ＳＬ５、ＳＲ１〜ＳＲ５およびフード
用カメラ（３）Ｈ１〜Ｈ８と同様に、図１０に示すごと
くルーフ部で帯状となる。

【００４９】また、上記カメラ視野のオーバーラップ
は、図１０の斜線部で示すような領域である。ただし、
オーバーラップ量が大きいほどカメラ３の台数が増加し
てしまうので、検出したい欠陥の最小の大きさから画像
の分解能、つまり、カメラ１台あたりの視野の大きさを
決定し、その視野の大きさから被検査面全面を検査する
のに必要なおおよそのカメラ台数を決定し、最終的にオ
ーバーラップ量を設定すればよい。さらに、図１０に示
すように、長方形で表した各々のカメラ視野は、カメラ
受光画像中をボディ５が水平もしくは垂直方向に移動す
るような向きに、斜めになることなく固定される。

【００５０】図１８は検査ラインの概略を示すものであ
って、ボディ５を載せた台車６は、搬送コンベア８によ
って移動する。この搬送コンベア８は、チェーン８１、
駆動装置８２およびフック８４を備えており、駆動装置
８２には回転量情報を検出するパルスジェネレータ８３
が設けてある。そして、台車６の下部の爪６１にフック
８４がひっかかっており、駆動装置８２が矢印Ｄの方向
に回転することによりチェーン８１が駆動され、ボディ
５を矢印Ａの方向に搬送する。

【００５１】このとき、爪６１とフック８４との間にが
たつきがあると、チェーン８１の移動量とボディ５を載
せた台車６の移動量とが厳密には一致しなくなるため、
後述するパルスジェネレータ８３から得られる駆動装置
８２の回転量情報を用いてボディ５の移動量を算出する
時点で誤差が発生し、検出精度が低下してしまう恐れが
ある。そこで、図１８に示すように、フック８４が爪６
１をボディ５の搬送方向の前後から隙間なく常に接触す
るように挟み込む構造としている。さらに、チェーン８
１に余分なたるみがないように調整すれば、ボディ５と
搬送コンベア８の速度とをより一致させることができ
る。

【００５２】また、他の例として、搬送コンベア８およ
びレール７等の全体が搬送方向に対して上り坂となって
いれば、ボディ５の自重で爪６１とフック８４とが常に
接触することとなるため、がたつきは発生しない。この
ような速度一致手段は、この実施例のみに限定されるも
のではない。

【００５３】上記の速度一致手段により、搬送コンベア
８の移動量と一致した台車６に載ったボディ５は、先述
した位置に配置された照明手段１およびカメラ３が取り
付けられた撮像装置固定手段２の門型内部を、レール７
に沿って低速度且つ振動することなくスムーズに移動
し、それと同時に検査処理手段４が以下に説明する手順
でボディ塗装面上の欠陥を自動的に検査する。

【００５４】図１９は、検査処理手段４を構成する画像
強調処理手段４１における画像例および処理フローを示
すものである。

【００５５】照明手段１によって明暗パターンが映し出
された被検査面をカメラ３で撮像すると図１９（ａ）に
示すような原画像ａとなる。そして、図１９の（ｄ）に
示すステップＳ１で画像入力された原画像ａにおいて、
凹凸状の欠陥部Ｅでは光が乱反射するため、図１９の
（ａ）に示すように明パターンでは暗部となって現れ、
欠陥Ｅが暗パターンにある場合は明部となって現れる。

【００５６】この原画像ａに対してステップＳ２で微分
等のエッジ検出処理を行ない、ステップＳ３において所
定のしきい値で２値化すると、図１９の（ｂ）に示すよ
うな画像において輝度変化のあった領域、つまり、空間
周波数の高い領域が白、それ以外の部分が黒となった２
値画像ｂが得られる。この２値画像ｂの白画素に対して
ステップＳ４においてラベリング（番号付け）を行い、
さらにステップＳ５において面積／重心計算を行なう。
この２値画像ｂの白画素において欠陥Ｅは孤立点であ
り、明暗パターンの境界線は画面の上下を横切るような
大きな物体となることから、ステップＳ６において、所
定の判定値で面積判定を行ない、面積の小さい孤立点の
みを抽出すると図１９の（ｃ）に示すような画像とな
る。ここで、ゆず肌といった欠陥にはならない塗装面上
の凹凸があると、これらは図１９の（ｃ）に示すように
欠陥とともに孤立点（以下、これをノイズＮと称す）と
なり、抽出される場合がある。

【００５７】また、上記の２値画像ｂの白画素に対して
ラベリング（番号付け）を行う際に、図２６に示すよう
に、明暗パターンのある受光画像の明暗パターンに平行
の走査線により順次ラベリング（番号付け）を行うこと
により、ラベリング（番号付け）処理時間すなわち孤立
点抽出時間を短縮する。ラベリング（番号付け）は明暗
のラン（エッジ長の始点終点数）とその近接性を見るこ
とにより孤立点を番号付けする。また、図２７はラベリ
ング（番号付け）処理の走査線が明暗パターンに平行と
なるようにカメラ３の向きを変更（明暗パターンと直角
に変更）した場合であり、同様の効果がある。

【００５８】このような画像から欠陥Ｅのみを抽出する
ための追跡処理手段４２の作用について図１９および図
２０を用いて説明する。画像強調処理手段４１において
孤立点を抽出する処理を時間的に連続して行なうと、面
積判定結果の画像は図２０の（ａ）〜（ｆ）に示すよう
なものとなり、これらを重ね合わせると図２０の（ｇ）
に示すようになる。

【００５９】つまり、カメラ３および照明手段１は固定
され、ボディ５は移動するので、カメラ画像においてボ
ディ表面にある欠陥Ｅはボディ５の移動に応じて図２０
の（ｇ）において矢印Ｇの方向に移動するが、ノイズＮ
はボディ５の移動とは無関係にランダムに発生する。し
たがって、これによって、時間的に異なる連続した面積
判定結果の画像から、ボディ５の移動量および移動方向
が所定の条件で一致するものが最終的に欠陥Ｅと判断で
きる。

【００６０】画像における欠陥Ｅの移動方向は、カメラ
３に対してボディ５がどのような方向で通過するかによ
って決定するため、本実施例のようにカメラ３の位置が
固定でボディ５の搬送方向が常に同じであるならば、各
カメラ３毎に決定できる。さらに、カメラ３の視野が、
前述したようにボディ５の搬送方向に平行に設定されて
いれば、欠陥Ｅは画像中の水平もしくは垂直方向に移動
することになる。本実施例では、欠陥Ｅが図２０の
（ｇ）に示すように画像中を真横方向（矢印Ｇ方向）に
移動するような向きにカメラ３が固定されているものと
して説明している。

【００６１】このようにして得られた２つの時間的に異
なる連続した画像において、まず初めに、各画像の各白
画素におけるｙ方向（画面の縦方向）の重心座標の比較
を行なう。上記のように、欠陥Ｅは画像中を真横方向に
移動するため、２つの画像間でｙ方向重心座標がほぼ同
じ白画素があれば、その白画素が欠陥Ｅである可能性が
高いと判断できるため、欠陥候補としてメモリに記憶す
る。

【００６２】次に、ｘ方向の比較であるが、上記欠陥候
補中の白画素において、２つの画像間のｘ方向重心座標
の差が画像における移動画素数、符号が移動方向を表す
ので、図１９の（ｄ）に示すステップＳ７におけるボデ
ィ５の移動量から算出した実移動画素数および画像にお
けるボディ５の移動方向とをステップＳ８で比較し、こ
れらが所定の範囲で一致していれば、その白画素が欠陥
Ｅである可能性がさらに高いと判断できるので、その白
画素の時間的に新しいｘ，ｙ重心座標を記憶する。

【００６３】上記のような一連の処理を繰り返し行な
い、１つの白画素において上記比較の一致回数が所定の
回数以上になったならば、ステップＳ９においてその白
画素を欠陥Ｅと判定し、ステップＳ１０において欠陥リ
ストに最終的な重心座標および面積を書き込んで記憶す
る。そして、追跡処理手段４２では、上記のような処理
をボディ５がカメラ視野に映っている間に連続して行な
い、ボディ５の通過に後、上記欠陥リストをホストコン
ピュータ４３に送る。

【００６４】ここで、上記実移動画素数は、式（１）よ
り算出できる。

【００６５】 実移動画素数Ｘ＝（画像間時間ｔ×ボディ移動速度ｖ×画像サイズＬ） ／カメラ視野Ａ）・・・（１） ここで、画像間時間ｔは、比較する２つの時間的に異な
る画像間の時間差であって、本実施例では画像強調処理
の処理時間に相当する。これは、追跡処置手段４２が画
像強調処理手段４１からデータ（面積判定後の面積／重
心座標データ）を受け取る間隔を計数すれば測定可能で
ある。（例えば、０．１［ｓ］） また、ボディ移動速度ｖは、パルスジェネレータ８３に
よる駆動装置８２の回転量情報からホストコンピュータ
４３が算出し、追跡処理手段４２に随時送られる。（例
えば、１００［ｍｍ／ｓ］） さらに、画像サイズＬは、画像におけるボディ移動方向
の画素数であって、例えば、ｘ×ｙ＝５１２×４８０画
素の画像でボディ５がｘ方向に移動するならば、Ｌ＝５
１２となる。

【００６６】さらにまた、カメラ視野Ａは、被検査面に
おけるカメラ視野のボディ移動方向の寸法であって、例
えば、被検査面において１つのカメラ視野（図１０の長
方形）がｘ×ｙ＝１２０×１００［ｍｍ］でボディ５が
ｘ方向に移動するならば、Ａ＝１２０［ｍｍ］となる。

【００６７】次に、上記画像間時間ｔ、ボディ移動速度
ｖおよびカメラ視野Ａの関係について説明する。

【００６８】本実施例では、画像間時間ｔが画像強調処
理時間に相当するが、時間ｔの間に視野Ａを通過してし
まうほど速度ｖが速すぎると、欠陥があった場合、同一
の欠陥が画像中に２回以上出現しないために上記追跡処
理が成立しない。よって、欠陥が画像中を少なくとも２
回以上映るように時間ｔ、速度ｖおよび視野Ａを設定す
る。

【００６９】また、所定の時間間隔毎にタイマー割り込
みをかけて上記画像強調処理を実行すれば時間ｔが一定
となるため、各種調整や演算が容易となる。なお、画像
強調処理手段４１および追跡処理手段４２は、本実施例
の構成に限定されるものではない。

【００７０】上記のような検査処理手段４でボディ１台
分の検査が終了すると、その欠陥検査結果に基づいて、
ボディ表面上の欠陥位置に相当するにボディ展開図上の
位置にマーク（例えば、●印）を表示するが、この手順
について以下に説明する。

【００７１】まず、検査処理手段４は、検査開始終了判
定手段と、移動量測定手段を備えている。

【００７２】検査開始終了判定手段は、ボディ５の移動
を検出して各種検査処理の開始および終了のタイミング
を判断するもので、例えば、透過型光電スイッチをボデ
ィ搬送方向に対して垂直方向に、且つボディ５の先端お
よび後端が光電スイッチの光りを遮るような高さに、そ
してまた、カメラ視野にボディ先端が映る直前にボディ
５が光電スイッチを遮るような位置に取付ることによっ
て実現できる。このとき、ボディ５および台車６の相対
位置関係が既知であれば、上記光電スイッチを台車６に
合わせて取り付けても良い。

【００７３】また、他の例としては、カメラ視野内にボ
ディ５が入っていてカメラ画像にボディ５が映っている
ときと、ボディ５がなく背景のみが映っているときと
の、画像の輝度の違いを利用して検査の開始および終了
のタイミングを判断してもよい。なお、上記検査開始終
了判定手段は、本実施例に限定されるものではない。

【００７４】移動量測定手段は、検査開始終了判定手段
で検出された検査開始地点を基準としてボディ５の移動
量を測定するものである。本実施例では、上記移動量が
パルスジェネレータ８３から得られる駆動装置８２の回
転情報とホストコンピュータ４３の内部クロック等の時
間情報から移動量を算出する。つまり、検査処理手段４
は常にボディ５の検査位置が把握でき、先の追跡処理手
段４２で検出された欠陥Ｅのボディ上の位置が算出でき
るので、最終的にホストコンピュータ４３では欠陥の面
積／重心座標およびボディ５上での位置情報がリストに
記憶される。

【００７５】上記一連の処理が各カメラ画像に対して実
行され、検出した欠陥のリスト情報に基づいて、例え
ば、図２１に示すようなボディ５の展開図における表示
位置を算出してマークする。

【００７６】この場合、図２１中のｙ方向における欠陥
表示位置は、各々のカメラ視野の大きさおよびカメラ位
置は既知であり、上記のように画像中を移動する欠陥の
ｙ方向重心座標はほとんど変化しないため、展開図の縮
尺度が決まれば容易に算出できる。同様に、ｘ方向の欠
陥表示位置は、上記のように図２１に示す検査開始地点
Ｐを基準としてボディ移動量から算出できる。このよう
に欠陥位置にマークを表示した展開図は、例えば、モニ
ターやプリンターなどの出力装置に出力される。

【００７７】次に、図２８に示す欠陥処理フローを用い
て欠陥サイズ算出手段（平均面積処理手段）４５につい
て説明する。平均面積処理手段４５は、追跡処理手段４
２により得られた移動欠陥の時系列的な欠陥面積情報か
ら平均面積を算出し、その平均面積値を欠陥の正確なサ
イズとする。

【００７８】また、上記平均面積処理手段４５で算出さ
れた平均面積と所定値以上異なる追跡処理（時系列）時
の欠陥は除外または平均面積＋所定値とすることによ
り、再度、追跡処理（時系列）欠陥面積の平均処理を行
い、その値を欠陥の面積とし、次の欠陥判定手段４３ａ
へ送る。

【００７９】ここで、上記追跡処理時の（時系列）欠陥
は膨張または膨張／収縮処理を行われ、図２９に示すよ
うな欠陥の割れ、分断を防ぎ、より正確な面積（サイ
ズ）判定を可能としている。

【００８０】次に、欠陥判定手段４３ａについて説明す
る。

【００８１】欠陥判定手段４３ａは、前記平均面積処理
手段４５からの欠陥面積（サイズ）情報と所定値とを比
較し、その欠陥面積が所定値以下の場合は、すなわち視
覚では気にならないレベルであるため、塗装ラインの修
正工程では修正する必要のない無修正欠陥であると判定
し、また、所定値以上の場合は塗装ラインの修正工程で
は修正する必要のある要修正欠陥であると判定して、欠
陥出力手段４３ｂへ判定結果を送る。

【００８２】さらに、欠陥出力手段４３ｂは前記欠陥判
定手段４３ａで判定された欠陥が要修正欠陥の場合は欠
陥の大きさにより表示マークを異なるように出力する。
また、欠陥が無修正欠陥である場合は、さらに、上記要
修正欠陥の表示マークとは異なる表示マークとして、塗
装ラインの修正工程で容易に判別できるようにモニター
およびプリンターへ出力指示する。

【００８３】図１１は、ドア面およびフード／トランク
面調整用参照モデル９１の概略正面図、平面図および側
面図であってドア面９１ｄおよびフード／トランク面９
１ｆ／ｔに相当するものである。また、図１２は、ピラ
ー面およびルーフ面調整用参照モデル９２の概略正面
図、平面図および側面図であって、ピラー面９２ｐおよ
びリーフ面９２ｒに相当するものである。

【００８４】これらの参照モデル９１，９２の形状は、
図からも明らかであるように、ボディ５の移動方向の正
面輪郭とほぼ適合している。本実施例では、ボディ５の
フード面とルーフ面の高さの差が大きく、それぞれ別の
カメラで検査する構成であるため、２種類の参照モデル
９１，９２を用意しているが、参照モデルの種類はボデ
ィ（被検査体）５の形状に応じて用意すれば良い。ま
た、参照モデル９１，９２の平面および側面には所定の
間隔の格子線が描かれており、各カメラ３でこの格子線
を撮影してモニターで確認しながらカメラ視野を図１０
に示すように調整する。

【００８５】つまり、この格子線は、カメラ視野の大き
さが確認できればよいので、図１４の（ａ）に示すよう
な所定の間隔の点からなるものや、図１４の（ｂ）に示
すようなあらかじめ決定しておいた視野の大きさとほぼ
同じ四角形などの図形からなるものであっても良い。こ
のとき、モニターに映し出された参照モデル９１，９２
の図形を見ながらピント調整も同時に行なう。

【００８６】図１３は、上記調整時における照明手段１
とカメラ３と参照モデル９１（９２）との位置関係を示
す概略平面図である。この場合、ボディ５は搬送コンベ
ア８によりレール７に沿って移動するため、参照モデル
９１（９２）は移動時のボディ５と同じ位置、つまり、
レールに対して９０°でその両端がボディ５の側面と一
致する位置に設置される。

【００８７】図１６は、フード／トランク面およびドア
面調整時における照明手段１とカメラ３と参照モデル９
１との位置関係を示す概略正面図であり、同様に図１７
はルーフ面およびピラー面調整時の概略正面図である。

【００８８】そして、上記と同様に、搬送時のボディ位
置と参照モデル９１，９２の位置を一致させるために、
調整用台９３，９４に参照モデル９１，９２をそれぞれ
載せてカメラ３の各種調整を行なう。

【００８９】図１１，１２に示すように参照モデル９
１，９２の形状は、ボディ５の移動方向の正面輪郭にほ
ぼ適合した形状であるとともに、ボディ５の移動方向に
対する横断面のうちの最大の横断面輪郭に適合していな
ければならない。そして、最も大きい輪郭であるという
ことは、カメラ３からの距離が最も小さいということで
あり、この状態でカメラの視野調整を行なえばそれ以外
の部位ではカメラ３からの距離が遠くなるので隣合うカ
メラ３，３のオーバーラップはかならず存在することと
なる。

【００９０】言いかえると、横断面の輪郭が最大でない
状態でオーバーラップ量を調整すると、図９に示すよう
に、カメラ視野断面は三角形なので、カメラ３とボディ
５との距離が小さくなるほど視野は小さくなるため、調
整時以上の大きさの横断面輪郭を持つ部位では、所定の
オーバーラップ量が確保できない。このためには、参照
モデル９１，９２が最も大きい横断面輪郭に適合した形
状であればよく、自動車のボディ５に関して言えば、例
えば、側面ではドア部、ルーフ部ではルーフ中央部、フ
ード／トランク部では最も高い部位がそれぞれ参照モデ
ルの形状に適している。

【００９１】図１５は、ボディの形状が異なる場合の例
を示すものである。このうち、図１５の（ａ）に示すよ
うに、ボディ５Ａにおける移動方向の正面輪郭がボディ
５Ｂにおける移動方向の正面輪郭に比べて全ての部位で
大きい２種類のボディ５Ａ，５Ｂの場合には、参照モデ
ル９１，９２は、ボディ５Ａの正面輪郭に対応させた図
中の太線のようになる。また、図１５（ｂ）に示すよう
に、ボディ５Ａ，５Ｂの輪郭の大きさが部位によって異
なる場合には、ボディ５Ａ，５Ｂのうち正面輪郭の大き
い方を選んでこれらを滑らかに結ぶ図中の太線のような
形状となる。

【００９２】次に、カメラ３の調整方法について説明す
る。

【００９３】ボディ５の形状や種類によってカメラ３か
ら被検査面までの距離つまり撮影距離が変化するので、
すべての場合でピントが合うようにするためには、カメ
ラ３の被写界深度（ピントの合う範囲）を撮影距離の変
化に対して十分大きくとる必要がある。この被写界深度
は、レンズ絞り値、レンズ焦点距離および撮影距離から
計算することができるので、カメラ視野の大きさ等から
レンズ仕様や撮影距離、および必要な被写界深度を予め
決めれば、およそのレンズ絞り値を決定することができ
る。

【００９４】さらに、カメラ３のシャッタースピード
は、本実施例のようにボディ５が移動している場合、カ
メラ受光画像がブレないような値である必要があるの
で、移動速度も考慮した上でおよその絞りおよびシャッ
タースピードを微調整して決定すれば良い。

【００９５】次に、レンズ絞りおよびシャッタースピー
ドは、被検査面の光反射特性において最も反射率の高い
状態で、カメラ３の出力信号レベルが飽和しないように
オシロスコープ等を用いて調整する。 そして、本実施
例のごとく自動車のボディ５の場合は、白やシルバーメ
タリックといった最も明度の高い塗装色で調整を行なえ
ば良い。また、上記光の反射量は、照明およびカメラ３
と被検査面までの距離で近いほど大きいので、例えば、
本実施例のように照明およびカメラ位置が固定であれ
ば、ボディの５の最大の正面輪郭より作成された先に示
した参照モデル９１，９２の表面で調整を行なえば良
い。

【００９６】上記調整の目安としては、明るさ（輝度）
方向のダイナミックレンジを無駄なく使用するため、カ
メラ３の出力信号レベルがホワイトレベルをオーバーす
る少し手前であればよい。さらに、調整を効率よく行な
うためには、参照モデル９１，９２の視野調整用の図形
が描かれている面の図形以外の背景の部分が、上記のよ
うに白やシルバーメタリックといった反射率の最も高い
状態となっていれば、カメラ３の視野調整とともに調整
を行なうことができる。

【００９７】また、上記のように参照モデル９１，９２
の調整面を塗装することが困難なときは、白やシルバー
メタリックに塗装したカメラ視野より大きいテストピー
スを用意し、調整したいカメラ視野に対応する参照モデ
ル表面に接して置き、それをカメラ３で撮像しながら調
整を行なえば良い。

【００９８】次に、明暗パターンについて説明する。

【００９９】先に説明した画像強調処理手段４１におい
て微分によるエッジ検出を用いた場合、画像中の輝度変
化を抽出するので図１９の（ｂ）に示すように、明暗パ
ターンの境界線も白画素として抽出される。したがっ
て、欠陥Ｅが明暗パターンの境界線付近にあると、欠陥
Ｅと境界線とが一体化してしまい、欠陥Ｅが孤立点とし
て現れない場合がある。

【０１００】さらに、１画面当たりに映る境界線の数が
多くなるほど欠陥Ｅが消える頻度が高くなるため、欠陥
検出精度が低下してしまうことになる。例えば、ボディ
５のフロントフェンダーの先端部は、凸状の曲面をなす
ので、凸レンズの作用をすることから、明暗パターンの
ピッチが部位によらず一定ならば、カメラ画像には平面
部のときよりも多く上記境界線が映ることになり、欠陥
検出精度が低下することとなる。

【０１０１】そこで、上記問題点を解決する一例を図２
４および図２５に基づいて説明する。

【０１０２】図２４および図２５において、点線は光拡
散シート１０５を通過してボディ５の表面で反射し、さ
らにカメラ３の視野に映る明暗パターンを示すもので、
図面に各画像例を示す。例えば、画像中に明暗パターン
境界線が４本現れるようにするためには、明暗パターン
のピッチをボディ５の形状を考慮して設計すれば良い。
ここでは、明暗パターンの境界線の本数が問題であり、
画像における明暗パターンの映り方、つまり、明／暗の
順序は、欠陥での乱反射を利用した検出原理とは無関係
なので何等制限はない。

【０１０３】また、図２４および図２５に示すように、
ボディ５の側面と水平面とにおける明暗パターンのピッ
チが異なる場合は、明暗パターンシートにおける側面か
ら水平面に移行する位置、例えば、門型形状のＲ部にお
いて、明暗パターンが不連続とならないように艶消しの
黒色テープを貼れば、前後のフェンダー面からフード／
トランク面までの間のＲ部でも明暗パターンが極端に歪
むことなく映し出すことができる。

【０１０４】なお、図２４および２５に示す例は、画像
中の境界線を４本としたが、境界線の本数は各カメラ３
において同じである必要はない。また、境界線が少ない
ほど画面中に欠陥の現れる頻度は高くなるが、境界線を
少なくするために明暗パターンのピッチを広げすぎると
欠陥での凹凸による乱反射を利用して欠陥を検出する場
合に、小さい欠陥の検出精度が低下してしまうので、こ
れらを考慮にいれて実験的に明暗パターンを設計すれば
良い。

【０１０５】次に、被検査体の展開図について説明す
る。

【０１０６】本実施例では、ボディ５の形状にかかわら
ずカメラ３の視野に映るボディ表面には照明手段１の明
暗パターンを形成するような構成となっている。つま
り、図２３に示すように、カメラ３がボディ５に対して
斜め前方から撮像するような構成であり、このときのカ
メラ取付角度をθ２、カメラの画角をθ１としている。

【０１０７】このようなカメラ位置で上記の検査処理を
行ない、図２１に示すような通常の展開図に欠陥位置を
表示した場合、実際のボディ上の欠陥位置と一致しない
場合がある。これは、カメラ３が図２３に示すように斜
め前方からの視点で撮像しているのに対して、展開図は
ボディ５の真横（側面図）および真上（水平面）からの
視点で見た図であって、それぞれ視点が異なるためであ
る。このような欠陥の表示ずれを防ぐには、図２２に示
すように、図２２の（ａ）に示す回転なしの状態から、
図２２の（ｂ）に示す回転ありの状態、すなわち、ボデ
ィ５を実際のカメラ３のように斜め前方から見たような
展開図を用いれば良い。そして、このときの展開図の回
転角度は、上記角度θ１，θ２を実験的に決定すれば良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による表面欠陥検査装置を機
能ブロック図と共に示す概略正面説明図である。

【図２】本発明の一実施例による表面欠陥検査装置の概
略平面説明図である。

【図３】本発明の一実施例による表面欠陥検査装置の概
略側面説明図である。

【図４】本発明の一実施例における照明手段の一部を示
す概略説明図である。

【図５】図１の実施例における照明手段とボディとの位
置関係を示す正面説明図である。

【図６】照明手段の光拡散シートおよびシートガイドの
一例を示す概略斜視説明図である。

【図７】照明手段、撮像装置およびボディの位置関係を
表す概略平面説明図である。

【図８】光拡散シートの移動を示す平面説明図である。

【図９】カメラの取付位置の一例を示す概略正面説明図
である。

【図１０】カメラ視野の説明図である。

【図１１】フード／トランク面およびドア面用参照モデ
ルの一例を示す正面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面
図（ｃ）である。

【図１２】ルーフ面およびピラー面用参照モデルの一例
を示す正面図（ａ）、平面図（ｂ）および側面図（ｃ）
である。

【図１３】照明手段、カメラおよび参照モデルの位置関
係を示す概略平面説明図である。

【図１４】参照モデル表面のカメラ視野調整用図形の二
例（ａ）（ｂ）を示す説明図である。

【図１５】参照モデルの異なる形状の二例（ａ）（ｂ）
を説明するための各々概略正面説明図である。

【図１６】図１１に示す参照モデルを用いたカメラ視野
調整の一例を示す概略正面説明図である。

【図１７】図１２に示す参照モデルを用いたカメラ視野
調整の一例を示す概略正面説明図である。

【図１８】コンベアを一部拡大して示す概略側面説明図
である。

【図１９】画像強調処理手段および追跡処理手段におけ
る画像（ａ）〜（ｃ）および処理フロー（ｄ）の一例を
示す説明図である。

【図２０】時間的に異なる画像における欠陥の移動を
（ａ）〜（ｇ）に別けて示す説明図である。

【図２１】カメラ視野および展開図を示す説明図であ
る。

【図２２】ボディを回転させない状態（ａ）およびボデ
ィを回転させた状態（ｂ）を示す説明図である。

【図２３】ボディに対するカメラ取付角度および画角を
示す概略平面説明図である。

【図２４】ボディの側面における明暗パターンを示す概
略平面説明図である。

【図２５】ボディの水平面における明暗パターンを示す
概略側面説明図である。

【図２６】明暗ストライプの処理手順を示す説明図であ
る。

【図２７】カメラ向き変更による処理手順と効果を示す
説明図である。

【図２８】欠陥処理フローを示す説明図である。

【図２９】追跡処理中における画像上の欠陥表示例およ
び膨張／収縮後における画像上の欠陥表示例を示す説明
図である。

【図３０】欠陥表示マークを例示する説明図である。

【符号の説明】

１ 照明手段 ２ 撮像装置固定手段 ３ ＣＣＤカメラ（撮像装置） ４ 欠陥検査処理手段 ５ ボディ（被検査体） ４１ 画像強調処理手段 ４２ 追跡処理手段 ４３ ホストコンピュータ ４３ａ 欠陥判定手段 ４３ｂ 欠陥出力手段 ４５ 欠陥サイズ算出手段（平均面積処理手段） ４４ プリンター ９１，９２ 参照モデル １０１ 光源 １０２ 背景板 １０５ 光拡散シート １０５ａ 光透過部 １０５ｂ 艶消し黒色部 １０６ シートガイド

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−86634（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−29145（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234113（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−136473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−13107（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−94333（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−110108（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−105195（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−207909（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−113626（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−78468（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体を囲む門型形状を成し且つ被検
   査体の被検査面に光を照射して所定の明暗パターンを形
   成する照明手段と、被検査体を囲む門型形状を成し且つ
   被検査体の被検査面からの反射光に基づいて受光画像を
   作成する複数の撮像装置が取り付けられた撮像装置固定
   手段と、撮像装置により得られた受光画像に基づいて被
   検査面上の欠陥を検出してその結果を出力する欠陥検査
   処理手段を備えた表面欠陥検査装置において、欠陥検査
   処理手段で検出された移動欠陥の平均面積から欠陥の大
   きさを算出する欠陥サイズ算出手段と、欠陥サイズ算出
   手段で算出された欠陥の面積（大きさ）から欠陥修正の
   要否を判定する欠陥判定手段を備え、照明手段および撮
   像装置固定手段の門型内部に被検査体を通過させて被検
   査面の欠陥検査と欠陥修正の要否判定を行うことを特徴
   とする表面欠陥検査装置。
2. 【請求項２】 照明手段の門型形状は、被検査体の移動
   方向の正面輪郭にほぼ適合した形状であることを特徴と
   する請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 照明手段は、白色の背景板に、ほぼ等間
   隔に配置された複数の光源を備えると共に、光源の被検
   査面側に、光透過部と艶消し黒色部を交互に配置した光
   拡散シートを備え、光源からの光を光拡散シートの光透
   過部に通すことにより被検査面上に明暗パターンを形成
   することを特徴とする請求項１または２に記載の表面欠
   陥検査装置。
4. 【請求項４】 照明手段の光拡散シートは、被検査体を
   囲む門型形状を成す艶消し黒色のシートガイドに張って
   あり、シートガイドは、光源および背景板から移動可能
   であることを特徴とする請求項３に記載の表面欠陥検査
   装置。
5. 【請求項５】 撮像装置固定手段の門型形状は、被検査
   体の移動方向の正面輪郭にほぼ適合した形状であること
   を特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
6. 【請求項６】 撮像装置はＣＣＤカメラであって、各Ｃ
   ＣＤカメラによる全体の視野が被検査体の移動方向の正
   面輪郭に沿った連続した帯状を成すと共に、隣接するＣ
   ＣＤカメラ同士の視野が所定の領域でオーバーラップし
   ており、且つ被検査体の移動方向とＣＣＤカメラの受光
   画像における水平もしくは垂直方向とを一致させたこと
   を特徴とする請求項１または５に記載の表面欠陥検査装
   置。
7. 【請求項７】 明暗パターンは、ＣＣＤカメラに映る明
   暗パターン数に基づいて明暗パターンの間隔が変化する
   ことを特徴とする請求項６に記載の表面欠陥検査装置。
8. 【請求項８】 ＣＣＤカメラの視野調整、ピント調整お
   よびオーバーラップ量調整は、被検査体の移動方向の正
   面輪郭にほぼ適合した形状を成し且つその表面に所定間
   隔の線もしくは点の図形が描かれた参照モデルを用いて
   行うことを特徴とする請求項６または７に記載の表面欠
   陥検査装置。
9. 【請求項９】 参照モデルは、被検査体の移動方向に対
   する横断面のうちの最大の横断面輪郭にほぼ適合した形
   状であることを特徴とする請求項８に記載の表面欠陥検
   査装置。
10. 【請求項１０】 参照モデルの図形の線以外の部分の色
    が被検査体の被検査面の塗装色で最も明度の高い色であ
    って、上記参照モデルの表面を撮像しながらＣＣＤカメ
    ラのレンズ絞りおよびシャッタースピードを調整するこ
    とを特徴とする請求項８または９に記載の表面欠陥検査
    装置。
11. 【請求項１１】 被検査面の塗装色で塗装され且つカメ
    ラ視野より大きいテストピースを参照モデルの表面に接
    して設け、テストピースを撮像しながらＣＣＤカメラの
    レンズ絞りおよびシャッタースピードを調整することを
    特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の表面
    欠陥検査装置。
12. 【請求項１２】 検査処理手段は、複数の撮像装置で得
    られた受光画像の画像データにおける空間周波数成分の
    うち高い周波数領域で且つレベルが所定値以上の成分の
    みを抽出する画像強調処理手段と、画像強調処理手段か
    らの時間的に異なる画像データにおいて被検査体の移動
    量および移動方向が所定の条件で一致する目標部分を検
    出する追跡処理手段を備えていることを特徴とする請求
    項１に記載の表面欠陥検査装置。
13. 【請求項１３】 検査処理手段は、検査開始および検査
    終了を判断する検査開始終了判定手段と、検査開始から
    被検査体の移動量を測定する移動量測定手段を備え、こ
    れらの手段から得た情報に基づいて追跡処理手段で検出
    した目標部分の被検査面上の位置を算出し、その結果を
    被検査体の展開図上に表示する手段を備えていることを
    特徴とする請求項１２に記載の表面欠陥検査装置。
14. 【請求項１４】 被検査体の展開図は、被検査体に対す
    る撮像装置の取付角度および画角に基づいて描かれてい
    ることを特徴とする請求項１３に記載の表面欠陥検査装
    置。
15. 【請求項１５】 被検査体が照明手段および撮像装置固
    定手段の門型内部を通過し且つ被検査面の検査を行って
    いる際に被検査体とこの被検査体を移動させる搬送コン
    ベアの速度とを一致させる速度一致手段を備えたことを
    特徴とする請求項１，１２および１３のいずれかに記載
    の表面欠陥検査装置。
16. 【請求項１６】 欠陥判定手段は、追跡処理手段により
    得られた欠陥検出結果の面積情報から平均面積を算出
    し、それを欠陥の面積とする平均面積処理手段を備えて
    いることを特徴とする請求項１２に記載の表面欠陥検査
    装置。
17. 【請求項１７】 欠陥判定手段は、追跡処理手段により
    得られた欠陥検出結果の面積情報から平均面積を算出す
    る第１平均面積処理手段と、この第１平均面積処理手段
    により得られた平均面積と所定値以上異なる追跡処理時
    の時系列欠陥は除外または平均面積＋所定値とすること
    により、再度、欠陥の面積の平均処理を行い、その値を
    欠陥の面積とする第２平均面積処理手段を備えているこ
    とを特徴とする請求項１２に記載の表面欠陥検査装置。
18. 【請求項１８】 検査処理手段は、平均面積処理手段か
    らの欠陥面積（大きさ）を所定値と比較し、その欠陥面
    積が所定値以下の場合は無修正欠陥であると判定し、所
    定値以上の場合は要修正欠陥であると判定する欠陥判定
    手段を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の
    表面欠陥検査装置。
19. 【請求項１９】 欠陥判定手段は、判定された要修正欠
    陥のサイズを表示処理するに際して欠陥の大きさにより
    表示マークを異なるものとすることを特徴とする請求項
    １に記載の表面欠陥検査装置。
20. 【請求項２０】 欠陥判定手段は、判定された無修正欠
    陥のサイズを表示処理するに際してその表示マークが他
    の要修正欠陥の表示マークとは異なるものとすることを
    特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
21. 【請求項２１】 検査処理手段は、抽出した欠陥を膨張
    処理または膨張→収縮の順に処理を行った後、面積およ
    び重心座標計算を行うことを特徴とする請求項１に記載
    の表面欠陥検査装置。