JP7471533B2 - Appearance inspection device and appearance inspection method - Google Patents

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Description

本開示は、外観検査装置及び外観検査方法に関する。 The present disclosure relates to an appearance inspection device and an appearance inspection method.

走査部で試料を水平な面内にて走査し、試料に対して線状に光を照射する照明と、鏡面反射光を検出しないように開口を調整し、散乱光を検出する撮像デバイスと、画像を比較処理して欠陥候補を判定する画像処理部と、を備える欠陥検査方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。A defect inspection method has been proposed that includes a scanning unit that scans a sample in a horizontal plane, an illumination device that irradiates the sample with light in a linear manner, an imaging device that adjusts an aperture so as not to detect specularly reflected light and detects scattered light, and an image processing unit that compares and processes the images to determine possible defects (see, for example, Patent Document 1).

特開2009-53132号公報JP 2009-53132 A

特許文献1には、線状光源を用いて散乱光のみを検出することにより被検査体を検査する構成が開示されているが、特許文献1に開示された構成では、被検査体に対する検査精度が必ずしも向上しない。Patent document 1 discloses a configuration for inspecting an object by using a linear light source to detect only scattered light, but the configuration disclosed in Patent document 1 does not necessarily improve the inspection accuracy of the object.

本開示の目的は、被検査体に対する検査精度を向上させることが可能な外観検査装置又は外観検査方法を提供することである。 The object of the present disclosure is to provide an appearance inspection device or an appearance inspection method capable of improving the inspection accuracy of the object being inspected.

本開示の外観検査装置は、
延伸方向に対して垂直な断面が同一の表面形状を有する被検査体の表面の外観を検査する外観検査装置であって、
前記被検査体を照らす照明と、
前記照明を制御する照明制御部と、
前記被検査体を撮像する撮像デバイスと、
前記撮像デバイスから前記被検査体の画像を取得する画像取得部と、
前記画像に対して画像処理を行い、前記被検査体の前記外観の良否を判定し、良否判定結果を出力する良否判定部と、を備え、
前記照明の発光する領域は、前記被検査体において鏡面反射した前記撮像デバイスの各画素に入射する主光線と交差する領域になるように決定されるか、又は、前記被検査体において鏡面反射した前記撮像デバイスの各画素に入射する主光線と交差する領域以外になるように決定され、
前記被検査体を照らす前記照明の光は、前記被検査体の前記延伸方向に対する垂直な断面の表面形状に基づき、非直線形状で照射されることを特徴とする。
本開示の外観検査方法は、
延伸方向に対して垂直な断面が同一の表面形状を有する被検査体の表面の外観を検査する外観検査方法であって、
照明によって前記被検査体を照らすステップと、
撮像デバイスによって前記被検査体を撮像するステップと、
前記被検査体の画像を取得するステップと、
前記画像に対して画像処理を行うステップと、
前記被検査体の前記外観の良否を判定するステップと、
良否判定結果を出力するステップと、を備え、
前記照明の発光する領域は、前記被検査体において鏡面反射した前記撮像デバイスの各画素に入射する主光線と交差する領域になるように決定されるか、
又は、前記被検査体において鏡面反射した前記撮像デバイスの各画素に入射する主光線と交差する領域以外になるように決定され、
前記被検査体を照らす前記照明の光は、前記被検査体の前記延伸方向に対する垂直な断面の表面形状に基づき、非直線形状で照射されることを特徴とする。
The appearance inspection apparatus of the present disclosure is
A visual inspection apparatus for inspecting the visual appearance of a surface of an object to be inspected, the surface shape of which is uniform in a cross section perpendicular to a stretching direction, comprising:
A light that illuminates the object to be inspected;
A lighting control unit that controls the lighting;
an imaging device for imaging the object to be inspected;
an image acquisition unit that acquires an image of the object to be inspected from the imaging device;
a quality determination unit that performs image processing on the image, determines whether the appearance of the object to be inspected is good or bad, and outputs a quality determination result;
an area where the illumination is emitted is determined to be an area where a chief ray incident on each pixel of the imaging device and specularly reflected on the object under test intersects with the chief ray incident on each pixel of the imaging device and specularly reflected on the object under test, or is determined to be an area other than an area where a chief ray incident on each pixel of the imaging device and specularly reflected on the object under test intersects with the chief ray;
The illumination light that illuminates the object under inspection is irradiated in a non-linear shape based on the surface shape of a cross section of the object under inspection perpendicular to the extension direction .
The appearance inspection method of the present disclosure includes:
A visual inspection method for inspecting the visual appearance of a surface of an object to be inspected, the surface shape of which is uniform in cross section perpendicular to a stretching direction, comprising the steps of:
illuminating the object under test with illumination;
capturing an image of the object to be inspected by an imaging device;
acquiring an image of the object to be inspected;
performing image processing on the image;
A step of determining whether the appearance of the object to be inspected is good or bad;
and outputting a pass/fail judgment result.
The illumination light emitting area is determined to be an area intersecting with a principal ray that is specularly reflected on the inspection object and enters each pixel of the imaging device, or
Alternatively, the area is determined to be outside an area intersecting a principal ray that is specularly reflected on the test object and incident on each pixel of the imaging device,
The illumination light that illuminates the object under inspection is irradiated in a non-linear shape based on the surface shape of a cross section of the object under inspection perpendicular to the extension direction .

本開示によれば、被検査体に対する検査精度を向上させることが可能な外観検査装置又は外観検査方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide an appearance inspection device or an appearance inspection method that can improve the inspection accuracy of the object being inspected.

実施の形態1に係る外観検査装置の構成を概略的に示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus according to a first embodiment. 制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example of a hardware configuration of a control unit. 制御部のハードウェア構成の他の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating another example of a hardware configuration of the control unit. 被検査体を検査する外観検査方法の一例を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing an example of a visual inspection method for inspecting an object to be inspected. 被検査体の表面の正常部分を撮像している状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which a normal portion of the surface of an object to be inspected is imaged. 被検査体の表面の異常部分を撮像している状態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a state in which an abnormal portion on the surface of an object to be inspected is being imaged. 比較例としての外観検査装置において被検査体の表面の正常部分を撮像している状態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a state in which a normal portion of the surface of an object to be inspected is imaged in a visual inspection device serving as a comparative example. 比較例としての外観検査装置において被検査体の表面の異常部分を撮像している状態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a state in which an abnormal portion on the surface of an object to be inspected is imaged in a visual inspection device as a comparative example. 変形例としての外観検査装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus as a modified example. 実施の形態2に係る外観検査装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus according to a second embodiment. 被検査体の表面の正常部分を撮像している状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which a normal portion of the surface of an object to be inspected is imaged. 被検査体の表面の異常部分を撮像している状態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a state in which an abnormal portion on the surface of an object to be inspected is being imaged. 実施の形態3に係る外観検査装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus according to a third embodiment. 実施の形態4に係る外観検査装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus according to a fourth embodiment. 実施の形態4の変形例1としての外観検査装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus serving as a first modification of the fourth embodiment. 実施の形態4の変形例2としての外観検査装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus according to a second modification of the fourth embodiment. 実施の形態4の変形例3としての外観検査装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus serving as a third modification of the fourth embodiment.

以下、本開示に係る実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態1.
実施の形態1に係る外観検査装置1の構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る外観検査装置1の構成を概略的に示す図である。
外観検査装置1は、照明100と、照明制御部200と、撮像デバイス300と、画像取得部400と、良否判定部500とを有する。外観検査装置1は、被検査体600の表面の外観を検査する。外観検査装置1は、被検査体600の表面の外観に関する異常を診断することができる。言い換えると、外観検査装置1は、被検査体600の表面の形状又は状態に関する異常を診断することができる。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1.
The configuration of a visual inspection device 1 according to the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus 1 according to the first embodiment.
The appearance inspection apparatus 1 has a lighting unit 100, an illumination control unit 200, an imaging device 300, an image acquisition unit 400, and a quality determination unit 500. The appearance inspection apparatus 1 inspects the appearance of the surface of an object under inspection 600. The appearance inspection apparatus 1 can diagnose abnormalities related to the appearance of the surface of the object under inspection 600. In other words, the appearance inspection apparatus 1 can diagnose abnormalities related to the shape or state of the surface of the object under inspection 600.

照明100は、可視光、赤外線、紫外線などの光を照射する光源を有する。照明100は、被検査体600を照らす。本実施の形態では、照明100は、発光する領域110を有する。発光する領域110を、「発光領域」とも称する。The lighting 100 has a light source that emits light such as visible light, infrared light, and ultraviolet light. The lighting 100 illuminates the test object 600. In this embodiment, the lighting 100 has a light-emitting region 110. The light-emitting region 110 is also referred to as the "light-emitting region."

照明制御部200は、照明100を制御する。すなわち、照明制御部200は、照明100の点灯及び消灯を制御する装置である。したがって、照明100は、照明制御部200によって制御されることで発光する。The lighting control unit 200 controls the lighting 100. In other words, the lighting control unit 200 is a device that controls the turning on and off of the lighting 100. Therefore, the lighting 100 emits light by being controlled by the lighting control unit 200.

撮像デバイス300は、被検査体600を撮像する。例えば、撮像デバイス300は、搬送されている被検査体600を撮像する。撮像デバイス300は、例えば、ラインカメラである。撮像デバイス300は、エリアカメラを用いて特定の行に該当する画素のみを用いて画像を取得する装置でもよい。The imaging device 300 captures an image of the object 600 to be inspected. For example, the imaging device 300 captures an image of the object 600 to be inspected while it is being transported. The imaging device 300 is, for example, a line camera. The imaging device 300 may be a device that uses an area camera to acquire an image using only pixels corresponding to a specific row.

画像取得部400は、撮像デバイス300から被検査体600の画像を取得する。例えば、画像取得部400は、撮像デバイス300を制御し、被検査体600の画像を取得する。画像取得部400は、被検査体600の画像を良否判定部500に送ることができる。The image acquisition unit 400 acquires an image of the inspected object 600 from the imaging device 300. For example, the image acquisition unit 400 controls the imaging device 300 to acquire an image of the inspected object 600. The image acquisition unit 400 can send the image of the inspected object 600 to the pass/fail judgment unit 500.

良否判定部500は、画像取得部400から被検査体600の画像を取得する。良否判定部500は、被検査体600の画像に対して画像処理を行い、被検査体600の外観の良否を判定し、良否判定結果を出力する。The quality determination unit 500 acquires an image of the inspected object 600 from the image acquisition unit 400. The quality determination unit 500 performs image processing on the image of the inspected object 600, determines whether the appearance of the inspected object 600 is good or bad, and outputs a quality determination result.

被検査体600は、曲面を有する。被検査体600は、特定の方向に関して同一の表面形状を有し、複数の法線方向によって形成されている。被検査体600は、例えば、エスカレーター向けの手摺、エレベーター向けのガイドレール、鉄道向けのレール、トロリ等である。外観検査装置1において、被検査体600は、同一の表面形状を有する断面と直交する方向に搬送されながら検査される。The object 600 to be inspected has a curved surface. The object 600 to be inspected has the same surface shape in a specific direction and is formed by multiple normal directions. The object 600 to be inspected is, for example, a handrail for an escalator, a guide rail for an elevator, a rail for a railway, a trolley, etc. In the visual inspection device 1, the object 600 to be inspected is inspected while being transported in a direction perpendicular to a cross section having the same surface shape.

照明100の発光する領域110は、照明100から被検査体600に向けて光が発する領域である。照明100の発光する領域110は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が鏡面反射光又は拡散反射光のいずれか一方を検出するように決定される。本実施の形態では、照明100の発光する領域110は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が鏡面反射光を検出するように決定される。The light-emitting region 110 of the illumination 100 is a region from which light is emitted from the illumination 100 toward the object under test 600. The light-emitting region 110 of the illumination 100 is determined based on the surface condition of the object under test 600 so that the imaging device 300 detects either specular reflected light or diffuse reflected light. In this embodiment, the light-emitting region 110 of the illumination 100 is determined based on the surface condition of the object under test 600 so that the imaging device 300 detects specular reflected light.

被検査体600の表面の状態とは、例えば、凹凸などの形状である。The surface condition of the test object 600 refers to, for example, the shape, such as unevenness.

すなわち、本実施の形態では、照明100の発光する領域110は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が鏡面反射光を検出し、拡散反射光を検出しないように決定された領域である。図1に示される例では、照明100の発光する領域110は、被検査体600において鏡面反射によって反射したときに撮像デバイス300の画素に入射する主光線700と、照明100とが交差する領域である。一方、図1に示される例では、被検査体600において鏡面反射によって反射したときに撮像デバイス300の画素に入射する主光線700と、照明100とが交差しない領域は、照明100の非発光領域である。すなわち、図1に示される例では、撮像デバイス300は鏡面反射光を検出し、拡散反射光を検出しない。That is, in this embodiment, the light-emitting region 110 of the illumination 100 is a region determined based on the surface state of the test object 600 so that the imaging device 300 detects specular reflected light and does not detect diffuse reflected light. In the example shown in FIG. 1, the light-emitting region 110 of the illumination 100 is a region where the illumination 100 intersects with the chief ray 700 that enters the pixel of the imaging device 300 when reflected by specular reflection on the test object 600. On the other hand, in the example shown in FIG. 1, the region where the illumination 100 does not intersect with the chief ray 700 that enters the pixel of the imaging device 300 when reflected by specular reflection on the test object 600 is a non-light-emitting region of the illumination 100. That is, in the example shown in FIG. 1, the imaging device 300 detects specular reflected light and does not detect diffuse reflected light.

主光線700とは、撮像デバイス300の絞りの中心を通る光線である。言い換えると、主光線700とは、撮像デバイス300の入射瞳の中心を通る光線である。主光線700は光であるため、被検査体600に入射すると被検査体600で反射する。The chief ray 700 is a ray that passes through the center of the aperture of the imaging device 300. In other words, the chief ray 700 is a ray that passes through the center of the entrance pupil of the imaging device 300. Since the chief ray 700 is light, when it enters the object under test 600, it is reflected by the object under test 600.

照明100は、照明100(具体的には、光源)からの光を遮蔽する遮光材を有してもよい。遮光材は、例えば、金属材料である。例えば、照明100のうちの、発光する領域110以外の領域に遮光材が設けられる。すなわち、照明100の非発光領域に遮光材が設けられる。その結果、照明100の発光する領域110が構成される。The lighting 100 may have a light-blocking material that blocks light from the lighting 100 (specifically, the light source). The light-blocking material is, for example, a metal material. For example, the light-blocking material is provided in an area of the lighting 100 other than the light-emitting area 110. In other words, the light-blocking material is provided in the non-light-emitting area of the lighting 100. As a result, the light-emitting area 110 of the lighting 100 is formed.

発光する領域110は、例えば、実験、シミュレーション、又はこれらの両方によって決定される。発光する領域110を決定する方法の例を以下に説明する。The luminous region 110 may be determined, for example, by experiment, simulation, or both. An example of a method for determining the luminous region 110 is described below.

実験によって発光する領域110を決定する方法の一例について説明する。照明100の発光面をN×Mの領域に分割して考える。ここで、N、Mは自然数である。次に、N×Mの領域の各領域のみを発光させた条件下で、被検査体600の画像を取得する。この場合、取得した画像において高い輝度を持つ領域がある場合、その領域は主光線700と公差しているとして、発光する領域110として決定する。一方で、取得した画像全体が低い輝度である場合、その領域は主光線700と交差していないとして、発光する領域110から除外する。以上の手続きをN×Mの全ての領域について行うことで、照明100において発光する領域110を決定することができる。An example of a method for determining the light-emitting region 110 through an experiment will be described. Consider dividing the light-emitting surface of the lighting 100 into N×M regions. Here, N and M are natural numbers. Next, an image of the test object 600 is acquired under conditions in which only each region of the N×M regions is illuminated. In this case, if there is a region with high brightness in the acquired image, that region is determined to be the light-emitting region 110 as it intersects with the chief ray 700. On the other hand, if the entire acquired image has low brightness, that region is excluded from the light-emitting region 110 as it does not intersect with the chief ray 700. By performing the above procedure for all N×M regions, the light-emitting region 110 in the lighting 100 can be determined.

発光する領域110がシミュレーションによる方法によって決定される場合、照明100の発光する領域110は、例えば、レイトレーシング法によって決定される。シミュレーションによって発光する領域110を決定する方法の一例について説明する。まず、撮像デバイス300の画素に入射する主光線700をレイトレーシング法などの方法によって計算する。計算した主光線700と、照明100とが交差する部分については、発光する領域110とする。When the light-emitting area 110 is determined by a simulation method, the light-emitting area 110 of the illumination 100 is determined, for example, by a ray tracing method. An example of a method for determining the light-emitting area 110 by simulation will be described. First, the chief ray 700 incident on the pixel of the imaging device 300 is calculated by a method such as the ray tracing method. The portion where the calculated chief ray 700 and the illumination 100 intersect is set as the light-emitting area 110.

なお、精度を向上させるために、被検査体600の形状情報を取得する構成であってもよい。また、照明100と、撮像デバイス300と、被検査体600との位置関係に関する情報を取得する構成であってもよい。撮像デバイス300のレンズ設計等の光学系の設計情報を取得する構成であってもよい。In order to improve accuracy, the configuration may be such that shape information of the inspected object 600 is acquired. The configuration may also be such that information regarding the positional relationship between the illumination 100, the imaging device 300, and the inspected object 600 is acquired. The configuration may also be such that design information of the optical system, such as the lens design of the imaging device 300, is acquired.

実験とシミュレーションの両方による方法の一例について説明する。この方法は、まずシミュレーションによって発光する領域110を決定する。次に、決定した発光する領域110を用いて、被検査体600の画像を取得する。この場合、計算条件と実条件との差異により一部の鏡面反射光を取得できていない画素がある場合、発光する領域110の調整を行う。以上の手続きによって、発光する領域110を高い精度で決定することができる。An example of a method that uses both experiment and simulation will be described. In this method, the luminous region 110 is first determined by simulation. Next, an image of the inspected object 600 is acquired using the determined luminous region 110. In this case, if there are pixels for which specular reflected light has not been acquired due to differences between the calculated conditions and the actual conditions, the luminous region 110 is adjusted. By using the above procedure, the luminous region 110 can be determined with high accuracy.

図2は、制御部42のハードウェア構成の一例を示す図である。
図3は、制御部42のハードウェア構成の他の例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a hardware configuration of the control unit 42. As shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing another example of the hardware configuration of the control unit 42. In FIG.

照明制御部200、画像取得部400、及び良否判定部500は、例えば、制御部42で構成される。この場合、制御部42は、例えば、少なくとも1つのプロセッサ42a及び少なくとも1つのメモリ42bで構成される。プロセッサ42aは、例えば、メモリ42bに格納されるプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)である。この場合、照明制御部200、画像取得部400、及び良否判定部500の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとしてメモリ42bに格納することができる。この構成により、制御部42の機能を実現するためのプログラムは、コンピュータによって実行される。The lighting control unit 200, the image acquisition unit 400, and the pass/fail judgment unit 500 are, for example, configured by the control unit 42. In this case, the control unit 42 is, for example, configured by at least one processor 42a and at least one memory 42b. The processor 42a is, for example, a CPU (Central Processing Unit) that executes a program stored in the memory 42b. In this case, the functions of the lighting control unit 200, the image acquisition unit 400, and the pass/fail judgment unit 500 are realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. The software and firmware can be stored in the memory 42b as a program. With this configuration, the program for realizing the function of the control unit 42 is executed by the computer.

メモリ42bは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体であり、例えば、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)などの揮発性メモリ、不揮発性メモリ、又は揮発性メモリと不揮発性メモリとの組み合わせである。 Memory 42b is a computer-readable recording medium, for example, a volatile memory such as RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory), a non-volatile memory, or a combination of volatile and non-volatile memory.

制御部42は、複数のプロセッサ42a及び複数のメモリ42bを有してもよい。この場合、照明制御部200、画像取得部400、及び良否判定部500の機能は、これらの複数のプロセッサ42a及び複数のメモリ42bによって実現される。The control unit 42 may have multiple processors 42a and multiple memories 42b. In this case, the functions of the lighting control unit 200, the image acquisition unit 400, and the quality determination unit 500 are realized by these multiple processors 42a and multiple memories 42b.

制御部42は、単一回路及び複合回路などの専用のハードウェアとしての処理回路42cで構成されてもよい。処理回路42cは、例えば、システムLSIである。この場合、照明制御部200、画像取得部400、及び良否判定部500の機能は、処理回路42cで実現される。The control unit 42 may be configured with a processing circuit 42c as dedicated hardware such as a single circuit or a composite circuit. The processing circuit 42c is, for example, a system LSI. In this case, the functions of the lighting control unit 200, the image acquisition unit 400, and the pass/fail determination unit 500 are realized by the processing circuit 42c.

外観検査装置1の動作及び被検査体600を検査する外観検査方法について以下に説明する。
図4は、被検査体600を検査する外観検査方法の一例を示すフローチャートである。
図4に示される例では、被検査体600の表面の外観を検査する外観検査方法は、照明100によって被検査体600を照らすステップS1と、撮像デバイス300によって被検査体600を撮像するステップS2と、被検査体600の画像を取得するステップS3と、ステップS3で取得された画像に対して画像処理を行うステップS4と、被検査体600の外観の良否を判定するステップS5と、良否判定結果を出力するステップS6とを含む。この外観検査方法において、照明100の発光する領域110は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が鏡面反射光又は拡散反射光のいずれか一方を検出するように決定される。本実施の形態では、照明100の発光する領域110は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が鏡面反射光のみを検出するように決定される。
The operation of the visual inspection device 1 and the visual inspection method for inspecting the object under inspection 600 will be described below.
FIG. 4 is a flow chart showing an example of a visual inspection method for inspecting the object under inspection 600.
In the example shown in Fig. 4, the appearance inspection method for inspecting the appearance of the surface of the inspected object 600 includes step S1 of illuminating the inspected object 600 with the illumination 100, step S2 of imaging the inspected object 600 with the imaging device 300, step S3 of acquiring an image of the inspected object 600, step S4 of performing image processing on the image acquired in step S3, step S5 of judging the quality of the appearance of the inspected object 600, and step S6 of outputting the quality judgment result. In this appearance inspection method, the area 110 emitted by the illumination 100 is determined based on the state of the surface of the inspected object 600 so that the imaging device 300 detects either specular reflected light or diffuse reflected light. In this embodiment, the area 110 emitted by the illumination 100 is determined based on the state of the surface of the inspected object 600 so that the imaging device 300 detects only specular reflected light.

被検査体600は、例えば、円筒状の押出成形品である。すなわち、被検査対象が、円筒状の押出成形品である。被検査体600を検査するとき、この押出成形品は、例えば、同一の表面形状を有する断面と直交する方向に搬送される。なお、被検査体600は、円筒状に限定されるものではなく、一方向に関して同一の表面形状を有していれば、楕円形状であってもよいし、検査対象の表面が単に曲面又は平面であってもよい。The object to be inspected 600 is, for example, a cylindrical extrusion molded product. That is, the object to be inspected is a cylindrical extrusion molded product. When inspecting the object to be inspected 600, the extrusion molded product is transported, for example, in a direction perpendicular to a cross section having the same surface shape. Note that the object to be inspected 600 is not limited to a cylindrical shape, and may be an elliptical shape as long as it has the same surface shape in one direction, or the surface of the object to be inspected may simply be a curved or flat surface.

ステップS1では、照明100は、照明制御部200によって制御されることで発光する。発光する領域110は、撮像デバイス300の画素に入射する主光線700と、照明100とが交差する領域である。In step S1, the lighting 100 emits light by being controlled by the lighting control unit 200. The light-emitting area 110 is the area where the chief ray 700 incident on the pixel of the imaging device 300 and the lighting 100 intersect.

ステップS2では、撮像デバイス300は画像取得部400によって制御され、被検査体600を撮像する。 In step S2, the imaging device 300 is controlled by the image acquisition unit 400 to image the object to be inspected 600.

ステップS3では、画像取得部400は、撮像デバイス300によって撮像された画像を取得する。In step S3, the image acquisition unit 400 acquires an image captured by the imaging device 300.

図5は、被検査体600の表面の正常部分を撮像している状態を示す図である。図5に示される例では、被検査体600の表面の全てが正常部分である。
正常部分とは、設計通りに製造された、異常のない部分を意味する。図5に示される例では、撮像デバイス300の画素に入射する主光線700の全ては、発光する領域110と交差する。したがって、撮像デバイス300の全ての画素において鏡面反射光が検出され、輝度は高くなる。
Fig. 5 is a diagram showing a state in which an image of a normal portion of the surface of the inspection object 600 is being captured. In the example shown in Fig. 5, the entire surface of the inspection object 600 is a normal portion.
A normal portion means a portion that is manufactured as designed and has no abnormalities. In the example shown in Fig. 5, all of the chief rays 700 incident on the pixels of the imaging device 300 intersect with the light-emitting region 110. Therefore, specular reflected light is detected in all pixels of the imaging device 300, and the brightness is high.

図6は、被検査体600の表面の異常部分601を撮像している状態を示す図である。図6に示される例では、被検査体600の表面の一部に異常部分601が存在している。
異常部分601とは、設計通りに製造されず、凹凸等が発生している部分を意味する。異常部分601では、正常部分に入射した場合とは異なる方向に光線が反射するので、異常部分601へ入射し撮像デバイス300に到達する主光線は、発光する領域110とは交差しない主光線701である。したがって、異常部分601を撮像する撮像デバイス300の画素において鏡面反射光は検出されないため、輝度は低くなる。すなわち、撮像デバイス300によって検出される輝度は、正常部分では高くなり、異常部分では低くなる。
6 is a diagram showing a state in which an image of an abnormal portion 601 on the surface of an object to be inspected 600 is being captured. In the example shown in FIG. 6, the abnormal portion 601 exists on a part of the surface of the object to be inspected 600.
The abnormal portion 601 refers to a portion that is not manufactured according to design and has irregularities or the like. In the abnormal portion 601, light rays are reflected in a direction different from that when they are incident on a normal portion, so the chief ray that is incident on the abnormal portion 601 and reaches the imaging device 300 is the chief ray 701 that does not intersect with the light-emitting region 110. Therefore, the specular reflected light is not detected in the pixels of the imaging device 300 that image the abnormal portion 601, and the luminance is low. In other words, the luminance detected by the imaging device 300 is high in normal portions and low in abnormal portions.

比較例について以下に説明する。
図7は、比較例としての外観検査装置において被検査体600の表面の正常部分を撮像している状態を示す図である。
比較例としての外観検査装置の照明100では、被検査体600に対向する面の全てが発光する領域111である。撮像デバイス300の画素に入射する主光線700の全ては、照明100に交差するため、撮像デバイス300の全ての画素において鏡面反射光が検出され、輝度は高くなる。
A comparative example will be described below.
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a normal portion of the surface of an object to be inspected 600 is imaged in a visual inspection apparatus serving as a comparative example.
In the illumination 100 of the visual inspection apparatus as the comparative example, the entire surface facing the inspected object 600 is the light-emitting region 111. Since all of the chief rays 700 incident on the pixels of the imaging device 300 intersect with the illumination 100, specular reflected light is detected in all pixels of the imaging device 300, and the luminance becomes high.

図8は、比較例としての外観検査装置において被検査体600の表面の異常部分601を撮像している状態を示す図である。
異常部分に入射して反射方向が正常部分のときとは異なる主光線701も含めて、主光線は照明100に交差するため、撮像デバイス300の全ての画素において鏡面反射光が検出され、輝度は高くなる。すなわち、比較例において、撮像デバイス300によって検出される輝度は、異常部分でも高くなるため、正常部分と異常部分との間で差異が生じない。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which an abnormal portion 601 on the surface of an object to be inspected 600 is imaged in a visual inspection apparatus as a comparative example.
Since the chief rays, including the chief ray 701 that is incident on the abnormal portion and has a reflection direction different from that in the normal portion, intersect with the illumination 100, specular reflected light is detected in all pixels of the image capture device 300, and the luminance increases. That is, in the comparative example, the luminance detected by the image capture device 300 is high even in the abnormal portion, and no difference occurs between the normal portion and the abnormal portion.

ステップS4からステップS6では、良否判定部500は、画像取得部400から受け取った画像に対して画像処理を行い、被検査体600の外観の良否を判定し、良否判定結果を出力する。In steps S4 to S6, the pass/fail judgment unit 500 performs image processing on the image received from the image acquisition unit 400, judges whether the appearance of the inspected object 600 is pass/fail, and outputs the pass/fail judgment result.

本実施の形態では、図5、図6で説明した通り、正常部分に対応する画像と異常部分に対応する画像との間で輝度に差異が生じる。良否判定部500は、微分フィルタ等の画像処理アルゴリズムによって、周辺の画素を比較して輝度に変化が生じているかどうか判定し、変化が生じている部分を異常と判定することができる。In this embodiment, as described in Figures 5 and 6, a difference in brightness occurs between the image corresponding to the normal part and the image corresponding to the abnormal part. The pass/fail determination unit 500 uses an image processing algorithm such as a differential filter to compare surrounding pixels and determine whether a change in brightness has occurred, and can determine that the part where a change has occurred is abnormal.

なお、図7及び図8に示される比較例では、正常部分と異常部分とで輝度に変化が生じないため、良否判定部500は、画像から正常か異常かを判定することができない。In the comparative example shown in Figures 7 and 8, since there is no change in brightness between normal and abnormal parts, the pass/fail judgment unit 500 cannot judge whether the image is normal or abnormal.

次に、実施の形態1に係る外観検査装置1の利点について説明する。
本実施の形態によれば、照明100の発光する領域110は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が鏡面反射光のみを検出するように決定される。したがって、撮像デバイス300によって撮像された画像において、正常部分は高い輝度となり、異常部分は低い輝度となり、正常部分と異常部分との間で輝度に差異が生じる。その結果、良否判定部500の良否判定の精度が向上し、被検査体600に対する検査精度を向上させることができる。
Next, advantages of the visual inspection device 1 according to the first embodiment will be described.
According to this embodiment, the region 110 where the illumination 100 emits light is determined based on the surface state of the inspected object 600 so that the imaging device 300 detects only specularly reflected light. Therefore, in the image captured by the imaging device 300, normal parts have high brightness and abnormal parts have low brightness, resulting in a difference in brightness between the normal parts and the abnormal parts. As a result, the accuracy of the pass/fail judgment by the pass/fail judgment section 500 is improved, and the inspection accuracy of the inspected object 600 can be improved.

照明100が照明100(具体的には、光源)からの光を遮蔽する遮光材を有する場合、発光する領域110を容易に形成することができる。例えば、既製品の照明に遮光材を取り付けてもよい。この場合、照明100のコストを低減することができる。When the lighting 100 has a light-blocking material that blocks light from the lighting 100 (specifically, the light source), the light-emitting area 110 can be easily formed. For example, a light-blocking material may be attached to a ready-made lighting. In this case, the cost of the lighting 100 can be reduced.

さらに、シミュレーションによって発光する領域110の決定する際、被検査体600の形状情報を取得する構成、照明100、撮像デバイス300、及び被検査体600の間の位置関係に関する情報を取得する構成、撮像デバイス300のレンズ設計等の光学系の設計情報を取得する構成を追加することによって、シミュレーションの精度を上げ、検査精度を向上させることができる。 Furthermore, when determining the light-emitting area 110 by simulation, the accuracy of the simulation can be improved and the inspection accuracy can be enhanced by adding a configuration for acquiring shape information of the object 600 to be inspected, a configuration for acquiring information regarding the positional relationship between the illumination 100, the imaging device 300, and the object 600 to be inspected, and a configuration for acquiring design information of the optical system, such as the lens design of the imaging device 300.

発光する領域110は、被検査体600の製造公差を考慮して決定してもよい。これにより、被検査体600の製造公差によって主光線700の位置が変動しても、主光線700が発光する領域110と交差するよう、発光する領域110を決定可能である。したがって、被検査体600の表面に製造公差が生じている場合でも、画像の輝度の変化は生じないため、誤検知を低減することができる。The light-emitting region 110 may be determined taking into account the manufacturing tolerance of the inspected object 600. This makes it possible to determine the light-emitting region 110 so that the chief ray 700 intersects with the light-emitting region 110 even if the position of the chief ray 700 varies due to the manufacturing tolerance of the inspected object 600. Therefore, even if there is a manufacturing tolerance on the surface of the inspected object 600, the brightness of the image does not change, and false detections can be reduced.

照明100は、線状の光源を有してもよい。これによって、面状の照明と比較して、発光する素子が少ないため、照明を低コスト化することができる。The lighting 100 may have a linear light source. This allows for lower costs for the lighting, since there are fewer light-emitting elements compared to planar lighting.

〈実施の形態1の変形例〉
図9は、変形例としての外観検査装置1Aの構成を概略的に示す図である。
変形例としての外観検査装置1Aは、固定部材800をさらに備える点で、図1に示される外観検査装置1と異なる。固定部材800は、照明100、撮像デバイス300、及び被検査体600の間の位置関係を固定する。これにより、固定部材800は、撮像デバイス300と、照明100と、被検査体600との位置関係を予め設定した条件にすることができる。図9に示される例では、固定部材800は、照明100及び撮像デバイス300を固定している。さらに、固定部材800は、予め定められた位置で被検査体600と接触する部分を有する。これにより、撮像デバイス300と、照明100と、被検査体600との位置関係を予め設定された位置関係に設定することができる。
<Modification of the First Embodiment>
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a visual inspection apparatus 1A as a modified example.
The appearance inspection apparatus 1A as a modified example differs from the appearance inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 in that it further includes a fixing member 800. The fixing member 800 fixes the positional relationship between the illumination 100, the imaging device 300, and the object under inspection 600. As a result, the fixing member 800 can set the positional relationship between the imaging device 300, the illumination 100, and the object under inspection 600 to a preset condition. In the example shown in FIG. 9, the fixing member 800 fixes the illumination 100 and the imaging device 300. Furthermore, the fixing member 800 has a portion that contacts the object under inspection 600 at a predetermined position. As a result, the positional relationship between the imaging device 300, the illumination 100, and the object under inspection 600 can be set to a preset positional relationship.

被検査体600と接触する固定部材800の部分については、被検査体600を傷つけないよう、ローラ又はベアリングを用いてもよい。固定部材800は、被検査体600の周辺の構造物に固定して、撮像デバイス300、照明100、及び被検査体600の位置関係を予め定められた条件に設定してもよい。この構成により、照明100、撮像デバイス300、及び被検査体600の位置関係を予め定められた条件に容易に調整でき、位置調整に係る作業コストを削減することができる。For the portion of the fixing member 800 that comes into contact with the object under test 600, rollers or bearings may be used so as not to damage the object under test 600. The fixing member 800 may be fixed to a structure surrounding the object under test 600, and the positional relationship between the imaging device 300, the illumination 100, and the object under test 600 may be set to a predetermined condition. With this configuration, the positional relationship between the illumination 100, the imaging device 300, and the object under test 600 can be easily adjusted to a predetermined condition, and the labor costs associated with the position adjustment can be reduced.

外観検査装置1Aは、外光を遮蔽する暗室(図示しない)をさらに有してもよい。この場合、照明100、撮像デバイス300、及び被検査体600は、暗室によって覆われている。この構成により、撮像デバイス300が不要な外光を検出することがないため、検査精度をより向上させることができる。なお、暗室を構成するために、部屋全体を遮光してもよいし、暗箱を用いてもよいし、遮光カーテン又は遮光幕で照明100、撮像デバイス300、及び被検査体600を覆うことで遮光してもよい。The appearance inspection device 1A may further include a darkroom (not shown) that blocks external light. In this case, the lighting 100, the imaging device 300, and the object under inspection 600 are covered by the darkroom. With this configuration, the imaging device 300 does not detect unnecessary external light, so that the inspection accuracy can be further improved. In addition, to configure the darkroom, the entire room may be light-shielded, a dark box may be used, or the lighting 100, the imaging device 300, and the object under inspection 600 may be light-shielded by covering them with light-shielding curtains or screens.

実施の形態2.
実施の形態2に係る外観検査装置2の構成について説明する。
図10は、実施の形態2に係る外観検査装置2の構成を概略的に示す図である。
外観検査装置2は、照明101と、照明制御部201と、撮像デバイス300と、画像取得部400と、良否判定部501とを有する。実施の形態2に係る外観検査装置2では、照明101が実施の形態1に係る外観検査装置1の照明100と異なる。具体的には、照明101の発光する領域112の位置が、実施の形態1に係る外観検査装置1の照明100の発光する領域110と異なる。
Embodiment 2.
The configuration of a visual inspection device 2 according to the second embodiment will be described.
FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus 2 according to the second embodiment.
The appearance inspection apparatus 2 has an illumination 101, an illumination control unit 201, an imaging device 300, an image acquisition unit 400, and a pass/fail determination unit 501. In the appearance inspection apparatus 2 according to the second embodiment, the illumination 101 is different from the illumination 100 of the appearance inspection apparatus 1 according to the first embodiment. Specifically, the position of the light-emitting area 112 of the illumination 101 is different from the light-emitting area 110 of the illumination 100 of the appearance inspection apparatus 1 according to the first embodiment.

照明101は、可視光、赤外線、紫外線などの光を照射する光源を有する。照明101は、被検査体600を照らす。本実施の形態では、照明101は、発光する領域112を有する。発光する領域112を、「発光領域」とも称する。The lighting 101 has a light source that emits light such as visible light, infrared light, and ultraviolet light. The lighting 101 illuminates the inspected object 600. In this embodiment, the lighting 101 has a light-emitting region 112. The light-emitting region 112 is also referred to as a "light-emitting region."

照明制御部200と、撮像デバイス300と、画像取得部400とは、実施の形態1と同様である。 The lighting control unit 200, the imaging device 300, and the image acquisition unit 400 are the same as in embodiment 1.

良否判定部501は、画像取得部400から被検査体600の画像を取得する。良否判定部501は、被検査体600の画像に対して画像処理を行い、被検査体600の外観の良否を判定し、良否判定結果を出力する。本実施の形態では、発光する領域112が実施の形態1における発光する領域110と異なるため、画像処理の内容は実施の形態1における画像処理の内容と必ずしも一致しない。The pass/fail judgment unit 501 acquires an image of the inspected object 600 from the image acquisition unit 400. The pass/fail judgment unit 501 performs image processing on the image of the inspected object 600, judges whether the appearance of the inspected object 600 is pass/fail, and outputs a pass/fail judgment result. In this embodiment, the light-emitting area 112 is different from the light-emitting area 110 in embodiment 1, so the content of the image processing does not necessarily match the content of the image processing in embodiment 1.

照明101の発光する領域112は、照明101から被検査体600に向けて光が発する領域である。本実施の形態では、照明101の発光する領域112は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が拡散反射光を検出し、鏡面反射光を検出しないように決定された領域である。具体的には、照明101の発光する領域112は、被検査体600において鏡面反射したときに撮像デバイス300の画素に入射する主光線700と、照明101とが交差しない領域である。一方、図10に示される例では、被検査体600において鏡面反射によって反射したときに撮像デバイス300の画素に入射する主光線700と、照明100とが交差する領域は、照明101の非発光領域である。すなわち、図10に示される例では、撮像デバイス300は拡散反射光を検出し、鏡面反射光を検出しない。The light-emitting region 112 of the illumination 101 is a region where light is emitted from the illumination 101 toward the object under test 600. In this embodiment, the light-emitting region 112 of the illumination 101 is a region determined based on the surface state of the object under test 600 so that the imaging device 300 detects diffuse reflected light and does not detect specular reflected light. Specifically, the light-emitting region 112 of the illumination 101 is a region where the chief ray 700 that enters the pixel of the imaging device 300 when specularly reflected on the object under test 600 does not intersect with the illumination 101. On the other hand, in the example shown in FIG. 10, the region where the chief ray 700 that enters the pixel of the imaging device 300 when reflected by specular reflection on the object under test 600 and the illumination 100 intersect is a non-light-emitting region of the illumination 101. That is, in the example shown in FIG. 10, the imaging device 300 detects diffuse reflected light and does not detect specular reflected light.

照明101は、照明101(具体的には、光源)からの光を遮蔽する遮光材を有してもよい。遮光材は、例えば、金属材料である。例えば、照明100のうちの、発光する領域112以外の領域に遮光材が設けられる。すなわち、照明101の非発光領域に遮光材が設けられる。その結果、照明101の発光する領域112が構成される。The lighting 101 may have a light-blocking material that blocks light from the lighting 101 (specifically, the light source). The light-blocking material is, for example, a metal material. For example, the light-blocking material is provided in an area of the lighting 100 other than the light-emitting area 112. In other words, the light-blocking material is provided in a non-light-emitting area of the lighting 101. As a result, the light-emitting area 112 of the lighting 101 is formed.

発光する領域112は、例えば、実験、シミュレーション、又はこれらの両方によって決定される。発光する領域112を決定する方法の例を以下に説明する。The luminous region 112 may be determined, for example, by experiment, simulation, or both. An example of a method for determining the luminous region 112 is described below.

実験によって発光する領域112を決定する方法の一例について説明する。照明101の発光面をN×Mの領域に分割して考える。ここで、N、Mは自然数である。次に、N×Mの領域の各領域のみを発光させた条件下で、被検査体600の画像を取得する。この場合、取得した画像において画像全体が低い輝度である場合、その領域は主光線700と公差していないとして、発光する領域112とする。一方で、取得した画像の一部に高い輝度を得られた箇所があった場合、その領域は主光線700と交差しているとして、発光する領域112から除外する。以上の手続きをN×Mの全ての領域について行うことで、照明101において発光する領域112を決定することができる。An example of a method for determining the light-emitting region 112 through an experiment is described below. The light-emitting surface of the illumination 101 is divided into N×M regions. Here, N and M are natural numbers. Next, an image of the test object 600 is acquired under conditions in which only each region of the N×M regions is illuminated. In this case, if the entire image has low brightness, that region is determined to be a light-emitting region 112, since it does not intersect with the chief ray 700. On the other hand, if there is a part of the acquired image where high brightness is obtained, that region is determined to intersect with the chief ray 700, and is excluded from the light-emitting region 112. By performing the above procedure for all N×M regions, the light-emitting region 112 in the illumination 101 can be determined.

シミュレーションによって発光する領域112を決定する方法の一例について説明する。まず、撮像デバイス300の画素に入射する主光線700をレイトレーシング法などの方法によって計算する。計算した主光線700と、照明101とが交差しない部分については、発光する領域112とする。An example of a method for determining the light-emitting region 112 by simulation will be described below. First, the chief ray 700 incident on the pixel of the imaging device 300 is calculated by a method such as a ray tracing method. The part where the calculated chief ray 700 and the illumination 101 do not intersect is determined as the light-emitting region 112.

発光する領域112の精度を向上させるために、外観検査装置2は、被検査体600の形状情報を取得する構成であってもよい。外観検査装置2は、照明100と、撮像デバイス300と、被検査体600との位置関係に関する情報を取得する構成であってもよい。外観検査装置2は、撮像デバイス300のレンズ設計等の光学系の設計情報を取得する構成であってもよい。In order to improve the accuracy of the luminous region 112, the appearance inspection device 2 may be configured to acquire shape information of the inspected object 600. The appearance inspection device 2 may be configured to acquire information regarding the positional relationship between the illumination 100, the imaging device 300, and the inspected object 600. The appearance inspection device 2 may be configured to acquire design information of the optical system, such as the lens design of the imaging device 300.

実験とシミュレーションの両方による方法の一例について説明する。この方法は、まずシミュレーションによって発光する領域112を決定する。次に、決定した発光する領域112を用いて、被検査体600の画像を取得する。この場合、計算条件と実条件との差異により一部の鏡面反射光を取得している画素があった場合、発光する領域112の調整を行う。以上の手続きによって、発光する領域112を高い精度で決定することができる。An example of a method that uses both experiment and simulation will be described. In this method, the emitting region 112 is first determined by simulation. Next, an image of the inspected object 600 is acquired using the determined emitting region 112. In this case, if there is a pixel that receives some specular reflected light due to a difference between the calculated conditions and the actual conditions, the emitting region 112 is adjusted. By the above procedure, the emitting region 112 can be determined with high accuracy.

外観検査装置2の動作及び被検査体600を検査する外観検査方法について以下に説明する。
被検査体600の表面の外観を検査する外観検査方法は、図4に示されるように、照明100によって被検査体600を照らすステップS1と、撮像デバイス300によって被検査体600を撮像するステップS2と、被検査体600の画像を取得するステップS3と、ステップS3で取得された画像に対して画像処理を行うステップS4と、被検査体600の外観の良否を判定するステップS5と、良否判定結果を出力するステップS6とを含む。本実施の形態では、照明100の発光する領域110は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が拡散反射光のみを検出するように決定される。
The operation of the visual inspection device 2 and the visual inspection method for inspecting the object under inspection 600 will be described below.
4, the appearance inspection method for inspecting the appearance of the surface of the inspected object 600 includes step S1 of illuminating the inspected object 600 with the illumination 100, step S2 of imaging the inspected object 600 with the imaging device 300, step S3 of acquiring an image of the inspected object 600, step S4 of performing image processing on the image acquired in step S3, step S5 of judging the quality of the appearance of the inspected object 600, and step S6 of outputting the quality judgment result. In this embodiment, the light-emitting region 110 of the illumination 100 is determined based on the state of the surface of the inspected object 600 so that the imaging device 300 detects only diffuse reflected light.

被検査体600は、例えば、円筒状の押出成形品である。すなわち、被検査対象が、円筒状の押出成形品である。被検査体600を検査するとき、この押出成形品は、例えば、同一の表面形状を有する断面と直交する方向に搬送される。The object 600 to be inspected is, for example, a cylindrical extrusion molded product. That is, the object to be inspected is a cylindrical extrusion molded product. When inspecting the object 600 to be inspected, the extrusion molded product is transported, for example, in a direction perpendicular to a cross section having the same surface shape.

ステップS1では、照明101は、照明制御部200によって制御されることで発光する。発光する領域112は、撮像デバイス300の画素に入射する主光線700と、照明101とが交差しない領域である。In step S1, the illumination 101 emits light by being controlled by the illumination control unit 200. The illuminated area 112 is an area where the chief ray 700 incident on the pixel of the imaging device 300 does not intersect with the illumination 101.

ステップS2では、撮像デバイス300は画像取得部400によって制御され、被検査体600を撮像する。 In step S2, the imaging device 300 is controlled by the image acquisition unit 400 to image the object to be inspected 600.

ステップS3では、画像取得部400は撮像デバイス300によって撮像された画像を取得する。 In step S3, the image acquisition unit 400 acquires the image captured by the imaging device 300.

図11は、被検査体600の表面の正常部分を撮像している状態を示す図である。図11に示される例では、被検査体600の表面の全てが正常部分である。
正常部分とは、設計通りに製造された、異常のない部分を意味する。図11に示される例では、撮像デバイス300の画素に入射する主光線700の全てが、発光する領域112と交差しない。したがって、撮像デバイス300の全ての画素において鏡面反射光が検出されず、輝度は低くなる。
Fig. 11 is a diagram showing a state in which an image of a normal portion of the surface of the inspection object 600 is being captured. In the example shown in Fig. 11, the entire surface of the inspection object 600 is a normal portion.
A normal portion means a portion that is manufactured as designed and has no abnormalities. In the example shown in Fig. 11, none of the chief rays 700 incident on the pixels of the imaging device 300 intersect with the light-emitting region 112. Therefore, no specular reflected light is detected in any of the pixels of the imaging device 300, resulting in low brightness.

図12は、被検査体600の表面の異常部分601を撮像している状態を示す図である。図12に示される例では、被検査体600の表面の一部に異常部分601が存在している。
異常部分601とは、設計通りに製造されず、凹凸等が発生している部分を意味する。異常部分601では、正常部分に入射した場合とは異なる方向に光線が反射するので、異常部分601へ入射し撮像デバイス300に到達する主光線は、発光する領域112と交差する主光線701である。したがって、異常部分601を撮像する撮像デバイス300の画素において、拡散反射光が検出されるため、輝度は高くなる。すなわち、撮像デバイス300によって検出される輝度は、正常部分では低くなり、異常部分では高くなる。
Fig. 12 is a diagram showing a state in which an image of an abnormal portion 601 on the surface of an object to be inspected 600 is being captured. In the example shown in Fig. 12, the abnormal portion 601 exists on a part of the surface of the object to be inspected 600.
The abnormal portion 601 means a portion that is not manufactured according to design and has irregularities or the like. In the abnormal portion 601, light is reflected in a direction different from that when it is incident on a normal portion, so the chief ray that is incident on the abnormal portion 601 and reaches the imaging device 300 is the chief ray 701 that intersects with the light-emitting region 112. Therefore, in the pixels of the imaging device 300 that image the abnormal portion 601, diffuse reflected light is detected, and the brightness becomes high. In other words, the brightness detected by the imaging device 300 is low in normal portions and high in abnormal portions.

ステップS4からステップS6では、良否判定部501は、画像取得部400から受け取った画像に対して画像処理を行い、被検査体600の外観の良否を判定し、良否判定結果を出力する。In steps S4 to S6, the pass/fail judgment unit 501 performs image processing on the image received from the image acquisition unit 400, judges whether the appearance of the inspected object 600 is pass/fail, and outputs the pass/fail judgment result.

本実施の形態では、正常部分に対応する画像と異常部分に対応する画像との間で輝度に差異が生じる。良否判定部500は、微分フィルタ等の画像処理アルゴリズムによって、周辺の画素を比較して輝度に変化が生じているかどうか判定し、変化が生じている部分を異常と判定することができる。In this embodiment, a difference in luminance occurs between an image corresponding to a normal portion and an image corresponding to an abnormal portion. The pass/fail determination unit 500 uses an image processing algorithm such as a differential filter to compare surrounding pixels and determine whether a change in luminance has occurred, and can determine that the portion where a change has occurred is abnormal.

次に、実施の形態2の外観検査装置2の利点について説明する。
本実施の形態によれば、照明101の発光する領域112は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が拡散反射光のみを検出するように決定される。したがって、撮像デバイス300によって撮像された画像において、正常部分は低い輝度となり、異常部分は高い輝度となり、正常部分と異常部分との間で輝度に差異が生じる。その結果、良否判定部500の良否判定の精度が向上し、被検査体600に対する検査精度を向上させることができる。
Next, advantages of the visual inspection device 2 according to the second embodiment will be described.
According to this embodiment, the region 112 where the illumination 101 emits light is determined based on the surface state of the inspected object 600 so that the imaging device 300 detects only diffuse reflected light. Therefore, in the image captured by the imaging device 300, normal parts have low luminance and abnormal parts have high luminance, resulting in a difference in luminance between the normal parts and the abnormal parts. As a result, the accuracy of the pass/fail judgment by the pass/fail judgment section 500 is improved, and the inspection accuracy of the inspected object 600 can be improved.

照明101が照明101(具体的には、光源)からの光を遮蔽する遮光材を有する場合、発光する領域112を容易に形成することができる。例えば、既製品の照明に遮光材を取り付けてもよい。この場合、照明101のコストを低減することができる。When the lighting 101 has a light-shielding material that blocks light from the lighting 101 (specifically, the light source), the light-emitting area 112 can be easily formed. For example, a light-shielding material may be attached to a ready-made lighting. In this case, the cost of the lighting 101 can be reduced.

さらに、シミュレーションによって発光する領域112の決定する際、被検査体600の形状情報を取得する構成、照明101、撮像デバイス300、及び被検査体600の間の位置関係に関する情報を取得する構成、撮像デバイス300のレンズ設計等の光学系の設計情報を取得する構成を追加することによって、シミュレーションの精度を上げ、検査精度を向上させることができる。 Furthermore, when determining the light-emitting area 112 by simulation, the accuracy of the simulation can be improved and the inspection accuracy can be enhanced by adding a configuration for acquiring shape information of the object 600 to be inspected, a configuration for acquiring information regarding the positional relationship between the illumination 101, the imaging device 300, and the object 600 to be inspected, and a configuration for acquiring design information of the optical system, such as the lens design of the imaging device 300.

発光する領域112は、被検査体600の製造公差を考慮して決定してもよい。これにより、被検査体600の製造公差によって主光線700の位置が変動しても、主光線700が発光する領域112と交差しないよう、発光する領域112を決定可能である。したがって、被検査体600の表面に製造公差が生じている場合でも、画像の輝度の変化は生じないため、誤検知を低減することができる。The light-emitting region 112 may be determined taking into consideration the manufacturing tolerance of the inspected object 600. This makes it possible to determine the light-emitting region 112 so that the chief ray 700 does not intersect with the light-emitting region 112 even if the position of the chief ray 700 varies due to the manufacturing tolerance of the inspected object 600. Therefore, even if there is a manufacturing tolerance on the surface of the inspected object 600, there is no change in the brightness of the image, and false detections can be reduced.

実施の形態1の変形例と同様に、外観検査装置2は、外光を遮蔽する暗室をさらに有してもよい。この場合、照明101、撮像デバイス300、及び被検査体600は、暗室によって覆われている。この構成により、撮像デバイス300が不要な外光を検出することがないため、検査精度をより向上させることができる。As in the modified example of the first embodiment, the appearance inspection device 2 may further include a darkroom that blocks external light. In this case, the illumination 101, the imaging device 300, and the object under inspection 600 are covered by the darkroom. With this configuration, the imaging device 300 does not detect unnecessary external light, thereby further improving the inspection accuracy.

実施の形態3.
実施の形態3に係る外観検査装置3の構成について説明する。
図13は、実施の形態3に係る外観検査装置3の構成を概略的に示す図である。
外観検査装置3は、照明102と、照明制御部202と、撮像デバイス300と、画像取得部400と、良否判定部500と、から構成される。
Embodiment 3.
The configuration of a visual inspection device 3 according to the third embodiment will be described.
FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus 3 according to the third embodiment.
The appearance inspection device 3 is composed of a lighting unit 102 , a lighting control unit 202 , an imaging device 300 , an image acquisition unit 400 , and a quality determination unit 500 .

照明102は、複数の発光素子102Aを有する。各発光素子102Aは、可視光、赤外線、又は紫外線を照射することができる。この構成により、照明102は、被検査体600を照らす。本実施の形態では、照明102は、発光する領域113を有する。発光する領域113を、「発光領域」とも称する。照明102は、例えば、ディスプレイである。The lighting 102 has a plurality of light-emitting elements 102A. Each light-emitting element 102A can emit visible light, infrared light, or ultraviolet light. With this configuration, the lighting 102 illuminates the test object 600. In this embodiment, the lighting 102 has a light-emitting area 113. The light-emitting area 113 is also referred to as a "light-emitting area." The lighting 102 is, for example, a display.

照明制御部202は、照明102の各発光素子102Aの点灯と消灯を制御する装置である。すなわち、複数の発光素子102Aの各々は、照明制御部202によって制御される。したがって、照明102は、照明制御部202によって制御されることで発光する。The lighting control unit 202 is a device that controls the turning on and off of each light-emitting element 102A of the lighting 102. That is, each of the multiple light-emitting elements 102A is controlled by the lighting control unit 202. Therefore, the lighting 102 emits light by being controlled by the lighting control unit 202.

撮像デバイス300と、画像取得部400は、良否判定部500は、実施の形態1に記載と同様である。The imaging device 300, image acquisition unit 400, and quality determination unit 500 are the same as described in embodiment 1.

照明102の発光する領域113は、照明102から被検査体600に向けて光が発する領域である。具体的には、照明102の発光する領域113は、複数の発光素子102Aのうちの点灯している発光素子102Aによって構成された領域である。The light-emitting region 113 of the illumination 102 is a region from which light is emitted from the illumination 102 toward the test object 600. Specifically, the light-emitting region 113 of the illumination 102 is a region formed by the lit light-emitting elements 102A among the multiple light-emitting elements 102A.

点灯させる発光素子102Aは、複数の発光素子102Aの点灯に起因する被検査体600の画像に基づいて決定される。その結果、実施の形態1と同様に、発光する領域113は、被検査体600の表面の状態に基づいて、撮像デバイス300が鏡面反射光を検出し、拡散反射光を検出しないように決定される。The light-emitting element 102A to be lit is determined based on an image of the test object 600 resulting from the lighting of the multiple light-emitting elements 102A. As a result, similar to the first embodiment, the light-emitting region 113 is determined based on the surface condition of the test object 600 so that the imaging device 300 detects specular reflected light and does not detect diffuse reflected light.

発光する領域113は、例えば、実験、シミュレーション、又はこれらの両方によって決定される。発光する領域110を決定する方法の例を以下に説明する。The luminous region 113 may be determined, for example, by experiment, simulation, or both. An example of a method for determining the luminous region 110 is described below.

実験によって発光する領域113を決定する方法の一例について説明する。本実施の形態では、実施の形態1に示した方法を自動化することが可能である。まず照明102の発光面をN×Mの領域に分割して考える。ここで、N、Mは自然数である。次に、発光させる画素を予め決められたパターンで切り替えながら、N×Mの領域の各領域のみを発光させた条件下で、被検査体600の画像を取得する。この場合、各条件において取得した画像において高い輝度を得られた領域があるか画像処理で確認を行う。高い輝度を得られた領域がある場合、その領域は主光線700と公差しているとして、発光する領域113とする。一方で、画像処理によって、取得した画像全体が低い輝度であることを確認した場合、その領域は主光線700と交差していないとして、発光する領域113から除外する。以上の手続きによって、照明102において発光する領域113を自動的に決定することができる。An example of a method for determining the luminous region 113 through an experiment will be described. In this embodiment, it is possible to automate the method shown in the first embodiment. First, consider dividing the light-emitting surface of the illumination 102 into N×M regions. Here, N and M are natural numbers. Next, while switching the pixels to be illuminated in a predetermined pattern, an image of the test object 600 is acquired under conditions in which only each region of the N×M regions is illuminated. In this case, image processing is performed to check whether there is a region in the image acquired under each condition where high brightness is obtained. If there is a region where high brightness is obtained, the region is considered to cross the main ray 700 and is determined to be the luminous region 113. On the other hand, if it is confirmed by image processing that the entire acquired image has low brightness, the region is considered not to cross the main ray 700 and is excluded from the luminous region 113. By the above procedure, the luminous region 113 in the illumination 102 can be automatically determined.

シミュレーションによる方法については、実施の形態1に記載の通りの方法で発光する領域113を決定することができる。 Regarding the simulation method, the emitting area 113 can be determined in the manner described in embodiment 1.

外観検査装置3の動作について以下に説明する。
被検査体600は、例えば、円筒状の押出成形品である。すなわち、被検査対象が、円筒状の押出成形品である。被検査体600を検査するとき、この押出成形品は、例えば、同一の表面形状を有する断面と直交する方向に搬送される。
The operation of the visual inspection device 3 will be described below.
The object 600 to be inspected is, for example, a cylindrical extrusion molded product. That is, the object to be inspected is a cylindrical extrusion molded product. When inspecting the object 600 to be inspected, the extrusion molded product is transported in a direction perpendicular to a cross section having the same surface shape.

照明102は、照明制御部202によって制御されることで発光する。発光する領域113は、撮像デバイス300の画素に入射する主光線700と、照明102とが交差する領域である。The lighting 102 emits light by being controlled by the lighting control unit 202. The light-emitting area 113 is the area where the chief ray 700 incident on the pixel of the imaging device 300 and the lighting 102 intersect.

撮像デバイス300は画像取得部400によって制御され、被検査体600を撮像する。 The imaging device 300 is controlled by the image acquisition unit 400 and captures an image of the object to be inspected 600.

画像取得部400は撮像デバイス300が撮像した画像を取得する。 The image acquisition unit 400 acquires the image captured by the imaging device 300.

実施の形態1で説明したように、撮像デバイス300によって検出される輝度は、正常部分では高くなり、異常部分では低くなる。As described in embodiment 1, the brightness detected by the imaging device 300 is high in normal areas and low in abnormal areas.

良否判定部500は、画像取得部400から受け取った画像に対して画像処理を行い、被検査体600の外観の良否を判定し、良否判定結果を出力する。実施の形態1で説明したように、良否判定部500は、微分フィルタ等の画像処理アルゴリズムによって、正常か異常かを判定し、良否判定結果を出力する。The pass/fail judgment unit 500 performs image processing on the image received from the image acquisition unit 400, judges whether the appearance of the inspected object 600 is good or bad, and outputs the pass/fail judgment result. As described in the first embodiment, the pass/fail judgment unit 500 judges whether the object is normal or abnormal using an image processing algorithm such as a differential filter, and outputs the pass/fail judgment result.

次に、実施の形態3に係る外観検査装置3の利点について説明する。
実施の形態3に係る外観検査装置3は、実施の形態1に記載の利点を有する。
Next, advantages of the appearance inspection device 3 according to the third embodiment will be described.
The appearance inspection device 3 according to the third embodiment has the advantages described in the first embodiment.

さらに、本実施の形態によれば、照明102として、各発光素子102Aの点灯を制御できる機器を用いることができるので、特注の照明が不要となる。その結果、外観検査装置3のコストを低減することができる。Furthermore, according to the present embodiment, since a device capable of controlling the lighting of each light-emitting element 102A can be used as the lighting 102, custom lighting is not required. As a result, the cost of the appearance inspection device 3 can be reduced.

さらに、本実施の形態によれば、発光する領域113を決定する際に、点灯させる各発光素子102Aを変化させながら、画像を取得し、各発光素子102Aが鏡面反射に寄与するかどうかを自動的に決定させることができる。したがって、シミュレーションの実施や、複数の発光する領域113を用意した実験的な検証を実施せずに、低コストで発光する領域113を決定することができる。Furthermore, according to this embodiment, when determining the light-emitting region 113, images are acquired while changing the light-emitting elements 102A to be turned on, and it is possible to automatically determine whether each light-emitting element 102A contributes to specular reflection. Therefore, the light-emitting region 113 can be determined at low cost without performing simulations or experimental verification in which multiple light-emitting regions 113 are prepared.

本実施の形態では、発光する領域113は、鏡面反射光を検出するように決定された領域であるが、実施の形態2のように、発光する領域113は、鏡面反射光を検出せずに、拡散反射光を検出するように決定された領域でもよい。In this embodiment, the light-emitting area 113 is an area determined to detect specular reflected light, but as in embodiment 2, the light-emitting area 113 may also be an area determined to detect diffuse reflected light without detecting specular reflected light.

実施の形態4.
実施の形態4に係る外観検査装置4の構成について説明する。
図14は、実施の形態4に係る外観検査装置4の構成を概略的に示す図である。
外観検査装置4は、発光する領域110を有する照明100と、照明制御部200と、撮像デバイス300と、画像取得部400と、良否判定部500と、形状情報取得部900とを有する。実施の形態4に係る外観検査装置4は、形状情報取得部900をさらに有する点で実施の形態1に係る外観検査装置1と異なる。実施の形態4では、照明100の発光する領域110は、形状情報取得部900によって取得された情報に基づいて決定された領域である。
Embodiment 4.
The configuration of a visual inspection device 4 according to the fourth embodiment will be described.
FIG. 14 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus 4 according to the fourth embodiment.
The appearance inspection apparatus 4 includes an illumination 100 having a light-emitting region 110, an illumination control unit 200, an imaging device 300, an image acquisition unit 400, a quality determination unit 500, and a shape information acquisition unit 900. The appearance inspection apparatus 4 according to the fourth embodiment differs from the appearance inspection apparatus 1 according to the first embodiment in that it further includes the shape information acquisition unit 900. In the fourth embodiment, the light-emitting region 110 of the illumination 100 is an area determined based on information acquired by the shape information acquisition unit 900.

形状情報取得部900は、被検査体600の表面の形状に関する情報を取得する。照明100の発光する領域110は、形状情報取得部900によって取得された情報に基づいて決定される。被検査体600の表面形状の情報を取得することで、鏡面反射光又は拡散反射光のいずれか一方を検出するための、照明100の発光する領域110を決定することができる。The shape information acquisition unit 900 acquires information regarding the shape of the surface of the inspected object 600. The area 110 emitted by the illumination 100 is determined based on the information acquired by the shape information acquisition unit 900. By acquiring information regarding the surface shape of the inspected object 600, it is possible to determine the area 110 emitted by the illumination 100 for detecting either specular reflected light or diffuse reflected light.

〈実施の形態4の変形例1〉
図15は、実施の形態4の変形例1としての外観検査装置5の構成を概略的に示す図である。
外観検査装置5は、発光する領域110を有する照明100と、照明制御部200と、撮像デバイス300と、画像取得部400と、良否判定部500と、位置関係情報取得部1000とを有する。位置関係情報取得部1000が追加された点が実施の形態の外観検査装置1と異なる。実施の形態4の変形例1では、照明100の発光する領域110は、位置関係情報取得部1000によって取得された情報に基づいて決定された領域である。
<First Modification of the Fourth Embodiment>
FIG. 15 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus 5 according to a first modification of the fourth embodiment.
The appearance inspection apparatus 5 has an illumination 100 having a light-emitting area 110, an illumination control unit 200, an imaging device 300, an image acquisition unit 400, a quality determination unit 500, and a positional relationship information acquisition unit 1000. It differs from the appearance inspection apparatus 1 of the embodiment in that the positional relationship information acquisition unit 1000 is added. In the first modification of the fourth embodiment, the light-emitting area 110 of the illumination 100 is an area determined based on information acquired by the positional relationship information acquisition unit 1000.

位置関係情報取得部1000は、被検査体600の位置に関する情報を取得する。照明100の発光する領域110は、位置関係情報取得部1000によって取得された情報に基づいて決定される。照明100と、撮像デバイス300と、被検査体600の位置関係の情報を取得することで、鏡面反射光又は拡散反射光のいずれか一方を検出するための、照明100の発光する領域110を決定することができる。The positional relationship information acquisition unit 1000 acquires information regarding the position of the inspected object 600. The light-emitting area 110 of the illumination 100 is determined based on the information acquired by the positional relationship information acquisition unit 1000. By acquiring information regarding the positional relationship between the illumination 100, the imaging device 300, and the inspected object 600, it is possible to determine the light-emitting area 110 of the illumination 100 for detecting either specularly reflected light or diffusely reflected light.

〈実施の形態4の変形例2〉
図16は、実施の形態4の変形例2としての外観検査装置6の構成を概略的に示す図である。
外観検査装置6は、発光する領域110を有する照明100と、照明制御部200と、撮像デバイス300と、画像取得部400と、良否判定部500と、製造公差情報取得部1100とを有する。製造公差情報取得部1100が追加された点が実施の形態の外観検査装置1と異なる。実施の形態4の変形例2では、照明100の発光する領域110は、製造公差情報取得部1100によって取得された情報に基づいて決定された領域である。
<Modification 2 of the fourth embodiment>
FIG. 16 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus 6 according to a second modification of the fourth embodiment.
The appearance inspection apparatus 6 includes an illumination 100 having a light-emitting region 110, an illumination control unit 200, an imaging device 300, an image acquisition unit 400, a quality determination unit 500, and a manufacturing tolerance information acquisition unit 1100. The appearance inspection apparatus 6 differs from the appearance inspection apparatus 1 of the embodiment in that the manufacturing tolerance information acquisition unit 1100 is added. In the second modification of the fourth embodiment, the light-emitting region 110 of the illumination 100 is an area determined based on information acquired by the manufacturing tolerance information acquisition unit 1100.

製造公差情報取得部1100は、被検査体600の製造公差に関する情報を取得する。照明100の発光する領域110は、製造公差情報取得部1100によって取得された情報に基づいて決定される。被検査体600の製造公差情報を加味して照明100の発光する領域110を決定することで、製造公差に起因する輝度変化が発生しなくなり誤検知を低減することができる。The manufacturing tolerance information acquisition unit 1100 acquires information regarding the manufacturing tolerance of the inspected object 600. The light-emitting area 110 of the illumination 100 is determined based on the information acquired by the manufacturing tolerance information acquisition unit 1100. By determining the light-emitting area 110 of the illumination 100 taking into account the manufacturing tolerance information of the inspected object 600, luminance changes caused by manufacturing tolerances are prevented, and false detections can be reduced.

〈実施の形態4の変形例3〉
図17は、実施の形態4の変形例3としての外観検査装置7の構成を概略的に示す図である。
外観検査装置7は、発光する領域110を有する照明100と、照明制御部200と、撮像デバイス300と、画像取得部400と、良否判定部500と、撮像デバイス情報取得部1200とを有する。撮像デバイス情報取得部1200が追加された点が実施の形態の外観検査装置1と異なる。実施の形態4の変形例3では、照明の発光する領域110は、撮像デバイス情報取得部1200によって取得された情報に基づいて決定された領域である。
<Modification 3 of the fourth embodiment>
FIG. 17 is a diagram illustrating a schematic configuration of a visual inspection apparatus 7 according to a third modification of the fourth embodiment.
The appearance inspection apparatus 7 has an illumination 100 having a light-emitting area 110, an illumination control unit 200, an imaging device 300, an image acquisition unit 400, a quality determination unit 500, and an imaging device information acquisition unit 1200. It differs from the appearance inspection apparatus 1 of the embodiment in that the imaging device information acquisition unit 1200 is added. In the third modification of the fourth embodiment, the light-emitting area 110 of the illumination is an area determined based on information acquired by the imaging device information acquisition unit 1200.

撮像デバイス情報取得部1200は、撮像デバイス300の光学系に関する情報を取得する。照明100の発光する領域110は、撮像デバイス情報取得部1200によって取得された情報に基づいて決定される。撮像デバイス300の光学系に関する情報を取得することで、鏡面反射光又は鏡面反射光を除く反射光のいずれか一方のみを検出するための、照明100の発光する領域120を決定することができる。The imaging device information acquisition unit 1200 acquires information about the optical system of the imaging device 300. The light-emitting area 110 of the lighting 100 is determined based on the information acquired by the imaging device information acquisition unit 1200. By acquiring information about the optical system of the imaging device 300, it is possible to determine the light-emitting area 120 of the lighting 100 for detecting only either specular reflected light or reflected light excluding specular reflected light.

以上に説明した各実施の形態における特徴及び変形例における特徴は、互いに組み合わせることができる。The features of each embodiment and variant described above can be combined with each other.

1,2,3,4,5,6,7 外観検査装置、 100,101 照明、 110,112,113 発光する領域、 200,202 照明制御部、 300 撮像デバイス、 400 画像取得部、 500,501 良否判定部、 600 被検査体、 700 主光線、 900 形状情報取得部、 1000 位置関係情報取得部、 1100 製造公差情報取得部、 1200 撮像デバイス情報取得部。 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Appearance inspection apparatus, 100, 101 Lighting, 110, 112, 113 Light-emitting area, 200, 202 Lighting control unit, 300 Imaging device, 400 Image acquisition unit, 500, 501 Pass/fail judgment unit, 600 Inspected object, 700 Chief light ray, 900 Shape information acquisition unit, 1000 Positional relationship information acquisition unit, 1100 Manufacturing tolerance information acquisition unit, 1200 Imaging device information acquisition unit.

Claims (9)

延伸方向に対して垂直な断面が同一の表面形状を有する被検査体の表面の外観を検査する外観検査装置であって、
前記被検査体を照らす照明と、
前記照明を制御する照明制御部と、
前記被検査体を撮像する撮像デバイスと、
前記撮像デバイスから前記被検査体の画像を取得する画像取得部と、
前記画像に対して画像処理を行い、前記被検査体の前記外観の良否を判定し、良否判定結果を出力する良否判定部と、を備え、
前記照明の発光する領域は、前記被検査体において鏡面反射した前記撮像デバイスの各画素に入射する主光線と交差する領域になるように決定されるか、又は、前記被検査体において鏡面反射した前記撮像デバイスの各画素に入射する主光線と交差する領域以外になるように決定され、
前記被検査体を照らす前記照明の光は、前記被検査体の前記延伸方向に対する垂直な断面の表面形状に基づき、非直線形状で照射されることを特徴とする、
外観検査装置。
A visual inspection apparatus for inspecting the visual appearance of a surface of an object to be inspected, the surface shape of which is uniform in a cross section perpendicular to a stretching direction, comprising:
A light that illuminates the object to be inspected;
A lighting control unit that controls the lighting;
an imaging device for imaging the object to be inspected;
an image acquisition unit that acquires an image of the object to be inspected from the imaging device;
a quality determination unit that performs image processing on the image, determines whether the appearance of the object to be inspected is good or bad, and outputs a quality determination result;
an area where the illumination is emitted is determined to be an area where a chief ray incident on each pixel of the imaging device and specularly reflected on the object under test intersects with the chief ray incident on each pixel of the imaging device and specularly reflected on the object under test, or is determined to be an area other than an area where a chief ray incident on each pixel of the imaging device and specularly reflected on the object under test intersects with the chief ray;
the illumination light illuminating the object to be inspected is irradiated in a non-linear shape based on a surface shape of a cross section perpendicular to the extension direction of the object to be inspected.
Visual inspection equipment.
前記照明の発光する領域は、前記撮像デバイスが鏡面反射光を検出し、拡散反射光を検出しないように決定された領域である請求項1に記載の外観検査装置。 The visual inspection device according to claim 1, wherein the area where the illumination is emitted is an area determined so that the imaging device detects specular reflected light and does not detect diffuse reflected light. 前記照明の発光する領域は、前記撮像デバイスが拡散反射光を検出し、鏡面反射光を検出しないように決定された領域である請求項1に記載の外観検査装置。 The visual inspection device according to claim 1, wherein the area where the illumination is emitted is an area determined so that the imaging device detects diffuse reflected light and does not detect specular reflected light. 前記被検査体の前記表面の形状に関する情報を取得する形状情報取得部をさらに備え、
前記照明の発光する領域は、前記形状情報取得部によって取得された情報に基づいて決定された領域である請求項1から3のいずれか1項に記載の外観検査装置。
a shape information acquiring unit that acquires information about a shape of the surface of the object to be inspected,
4. The visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the area where the illumination is emitted is an area determined based on the information acquired by the shape information acquisition unit.
前記被検査体の位置に関する情報を取得する位置関係情報取得部をさらに備え、
前記照明の発光する領域は、前記位置関係情報取得部によって取得された情報に基づいて決定された領域である請求項1から3のいずれか1項に記載の外観検査装置。
a positional relationship information acquiring unit for acquiring information regarding a position of the object to be inspected,
4. The visual inspection apparatus according to claim 1, wherein the area where the illumination is emitted is an area determined based on the information acquired by the positional relationship information acquisition unit.
前記照明は、前記照明からの光を遮蔽する遮光材を有し、
前記照明のうちの、前記発光する領域以外の領域に前記遮光材が設けられている
請求項1から5のいずれか1項に記載の外観検査装置。
The lighting has a light blocking material that blocks light from the lighting,
The visual inspection device according to claim 1 , wherein the light blocking material is provided in an area of the illumination other than the area where the light is emitted.
前記照明は、複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子の各々は、前記照明制御部によって制御され、
前記照明の発光する領域は、前記複数の発光素子のうちの点灯している発光素子によって構成された領域である
請求項1から5のいずれか1項に記載の外観検査装置。
The illumination has a plurality of light-emitting elements,
Each of the plurality of light-emitting elements is controlled by the illumination control unit,
The visual inspection device according to claim 1 , wherein the region illuminated by the illumination is a region constituted by light-emitting elements among the plurality of light-emitting elements that are turned on.
点灯させる前記発光素子は、前記複数の発光素子の点灯に起因する前記被検査体の前記画像に基づいて決定される請求項7に記載の外観検査装置。 The visual inspection device according to claim 7, wherein the light-emitting elements to be lit are determined based on the image of the object to be inspected resulting from the lighting of the plurality of light-emitting elements. 延伸方向に対して垂直な断面が同一の表面形状を有する被検査体の表面の外観を検査する外観検査方法であって、
照明によって前記被検査体を照らすステップと、
撮像デバイスによって前記被検査体を撮像するステップと、
前記被検査体の画像を取得するステップと、
前記画像に対して画像処理を行うステップと、
前記被検査体の前記外観の良否を判定するステップと、
良否判定結果を出力するステップと、を備え、
前記照明の発光する領域は、前記被検査体において鏡面反射した前記撮像デバイスの各画素に入射する主光線と交差する領域になるように決定されるか、
又は、前記被検査体において鏡面反射した前記撮像デバイスの各画素に入射する主光線と交差する領域以外になるように決定され、
前記被検査体を照らす前記照明の光は、前記被検査体の前記延伸方向に対する垂直な断面の表面形状に基づき、非直線形状で照射されることを特徴とする、
外観検査方法。
A visual inspection method for inspecting the visual appearance of a surface of an object to be inspected, the surface shape of which is uniform in cross section perpendicular to a stretching direction, comprising the steps of:
illuminating the object under test with illumination;
capturing an image of the object to be inspected by an imaging device;
acquiring an image of the object to be inspected;
performing image processing on the image;
A step of determining whether the appearance of the object to be inspected is good or bad;
and outputting a pass/fail judgment result.
The illumination light emitting area is determined to be an area intersecting with a principal ray that is specularly reflected on the inspection object and enters each pixel of the imaging device, or
Alternatively, the area is determined to be outside an area intersecting a principal ray that is specularly reflected on the test object and incident on each pixel of the imaging device,
the illumination light illuminating the object to be inspected is irradiated in a non-linear shape based on a surface shape of a cross section perpendicular to the extension direction of the object to be inspected .
Visual inspection method.
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