JPH04152250A - 表面状態検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、表面に存在するキズ、ごみ、ざらつき、色む
ら（色調の濃淡）等、表面状態を検出する表面状態検査
装置に関する。

［従来の技術］ 従来、表面キズ検査装置として、画像データを２値画像
メモリ及びグレイメモリに書き込み、２値画像から検査
領域となるマスクパターンを作成し、そのパターンに対
応するグレイメモリ内の平均値、標準偏差を演算して検
出するものがある（特開昭６０−１２４７８３　’）　
。

［発明が解決しようとする課題］ 然しながら、上記従来の表面キズ検査装置には、下証■
〜■の問題点がある。

■検査対象物表面の微妙な異常を検出したい場台には性
能的に不十分である。

■検査時の判定基準となる正確なしきい値の設定が難し
い。

■うまく２値化ができない、ざらつきといった欠陥を検
出できない。

本発明は、ざらつき等も含めた表面状態を、高精度で確
実に検査することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、被検査体の表面を撮像する撮像装置と、撮像
装置の撮像結果に基づいて被検査体の表面状態を検定す
る検定装置と、検定装置の検定結果を出力する出力装置
とを有して構成される表面状態検査装置であって、検定
装置は、撮像装置が撮像した画像データに対する濃度ヒ
ストグラムｎ（ｋ）を求め、該濃度ヒストグラムｎ　（
ｋ）に基づく平均値μ、標準偏差σを求め、多数の良品
サンプルのそれぞれから求めておいた各濃度ヒストグラ
ムの平均値と標準偏差それぞれの平均値μＵ、σＵをも
つ正規分布に従う理論度数ｇ　（ｋ）と、今回の濃度ヒ
ストグラムｎ　（ｋ）との差に相当する適合係数Ｆを求
め、適合係数Ｆと標準偏差σ、もしくは適合係数Ｆと平
均値μ、もしくは適合係数Ｆと標準偏差σと平均値μを
特徴軸とする平面もしくは空間にて、それら特徴量を今
回検定対象としての表面状態に対応して予め設定してお
いた表面状態良否の境界線もしくは境界面と比較するこ
とにより、被検査体の表面状態を検定するようにしたも
のである。

［作用］ 本発明によれば、下記■〜■の作用がある。

■テレビカメラ等の汎用性のある撮像装置を用いて表面
状態を検出でき、装置構成をコンパクトにてきる。

■表面の濃度分布状態により表面状態を検出するもので
あるため、ざらつき等も含めた表面状態を人間に近い感
覚で検出できる。

■多数の良品サンプルのそれぞれから求めておいた各濃
度ヒストグラムの平均値と標準偏差それぞれの平均値μ
ｕ、σｕをもつ正規分布に従う理論度数ｇ　（ｋ）と今
回の濃度ヒストグラムｎ　（ｋ）との差に相当する適合
係数Ｆを求め、適合係数Ｆと標準偏差σ、もしくは適合
係数Ｆと平均値μ、もしくは適合係数Ｆと標準偏差σと
平均値μを特徴軸とする平面もしくは空間にて、それら
特徴量を今回検定対象としての表面状態に対応して予め
設定しておいた表面状態良否の境界線もしくは境界面と
比較することにより、被検査体の表面状態を検定するも
のであるから、被検査体の良否を確実に分離し、検定精
度を向上できる。

［実施例〕 第１図は本発明の検査装置の一例を示すブロック図、第
２図は画像データを示す模式図、第３図は本発明による
検査手順を示す流れ図、第４図は標準偏差による検定結
果を示す模式図、第５図は適合係数と標準偏差を用いた
検定結果を示す模式表面状態検査装置１は、テレビカメ
ラ１０（撮像装Ｎ）と、検定装置２０と、出力装置３０
とを有し、被検査体である例えば熱可塑性発泡体シート
の表面の異常の有無を検査する。

表面状態検査装置１の基本的動作は下記（１）〜（４）
である。

（１）テレどカメラ１０により、発泡体シートの表面を
撮像する。

テレビカメラ１０は、画素単位てサンプリングした多値
画像を検定装置２０に転送する。

（２）検定装置２ｏは、テレビカメラ１０の撮像データ
をＡ／Ｄ変換器２１て例えば８ビツト（２５６階調）に
て量子化し、ＭＸＮ画素のデジタル画像を作り、これを
画像メモリ２２に入力する。

（３）検定装置２０は、画像メモリ、２２に入力された
画像に基づいて、ＣＰＵ２３により表面の異常の有無を
検定する。

（４）出力装置３０は、検定装置２０の検定結果を表示
し、必要により警報を発生せしめる。

尚、撮像装置（１０）としては、テレビカメラの代わり
に、Ｍ個の空間分解能を持つラインセンサを用いても良
く、この場合には、ラインセンサと被検査体とを相対移
動させ、得られるＮ個群のデータを画像メモリに蓄える
。

検定装置ｌ１２０は、必ずしも画像メモリ２２を用いず
、Ａ／Ｄ変換器２１の出力データを直接的にＣＰＵ２３
に入力しても良い。

然るに、上記検定装置２０による検定動作は下記■〜■
の如くなされる（第３図参照）。

■ＭＸＮ画素の画像データに対して、濃度ヒストグラム
ｎ　（ｋ）を求める（ｋ：濃度値、ｎ：度数）。

この濃度ヒストグラムｎ　（ｋ）の作成に際しては、被
検査体において予め予想される異常部分の大きさ、或い
はテレビカメラ１０によるサンプリング密度によっては
、検定装置２０に入力されたＭＸＮ画素全てを使わなく
とも、その中のｍＸｎ（１５Ｍ、ｎ≦Ｎ）画素（第２図
（Ａ）参照）や、また例えばＮが偶数の画素（第２図（
Ｂ）参照）のようにＭＸＮ画素の一部を用いても良い。

■ヒストグラムを滑らかにするため各濃度値を隣同士で
平均化する０例えば、濃度値にの度数ｎ　’　（ｋ）を ｎ　’　（ｋ）　＝　［ｎ　（ｋ−２）　＋　２　ｎ　
（ｋ−１）＋　３　　ｎ　（ｋ）　　＋　２　　ｎ　（
ｋ＋１）＋　ｎ　（ｋ＋２）　　］　／　９　　　　　
　　・・・（１）で置き換える。

■上記平均化した濃度ヒストグラムｎ′（に）に基づき
、その平均値μ、標準偏差σを求める。

Σに−ｎ’（ｋ） μ　： Σｎ　’　（ｋ）　　　　　　　　　　　・・・（２）
■多数の良品サンプルから求めておいた理論度数ｇ　（
ｋ）と今回の濃度ヒストグラムｎ　’　（ｋ）との差に
相当する適合係数Ｆを下記（４）式または（５）式によ
り求める。但し、この適合係数Ｆは、ｇ　（ｋ）≠０の
濃度値について求め、また（４）式と（５）式において
βビット量子化ならばＬ＝２１２−１である。

ｇ　（ｋ）　　　　　　　　　　　　　・・・（５）こ
こで、上述の理論度数ｇ　（ｋ）は、（ａ）多数の良品
サンプルのそれぞれについて、前記■、■と同一のステ
ップを経ることにて、各濃度ヒストグラムの平均値と標
準偏差を求め、（ｂ）それら平均値と標準偏差それぞれ
の平均値μｕ、σｕをもつ正規分布に従って求めたもの
である。

■適合係数Ｆと標準偏差σ、もしくは適合係数Ｆと平均
値μ、もしくは適合係数Ｆと標準偏差σと平均値μを特
徴軸とする平面もしくは空間にて、それら特徴量を今回
検定対象としての表面状態に対応して予め設定しておい
た表面状態良否の境界線もしくは境界面と比較すること
により、被検査体の表面状態を検定し、結果を出力する
。

第４図は濃度ヒストグラムに基づく標準偏差σを、今回
検定対象としての表面状態に対応して予め設定しておい
たしきい値と比較することにより、被検査体の表面状態
を検定した結果であるが、しきい値の設定が困難である
（○は良品、・は不良品を示す）。

これに対し、第５図は本発明の結果であり、第４図にお
けると同一サンプル品について、本発明における適合係
数Ｆと標準偏差σを特徴量とする平面にて、図示の如く
の表面状態良否の境界線を設定したことにより、良品と
不良品を確実に分離できる。

また、第５図の適合係数Ｆと標準偏差σに、平均値μを
組み合わせれば、表面の色の濃淡も検出できるので、濃
度指定範囲外で不良となるものにも適応できる。

次に、上記実施例の作用について説明する。

■テレビカメラ１０等の汎用性のある撮像装置を用いて
表面状態を検出でき、装置構成をコンパクトにできる。

また、処理内容が単純であって、表面状態を短時間で検
定でき被検査体の搬送ライン上でも検査を完了できる。

■表面の濃度分布状態により表面状態を検出するもので
あるため、色むら等も含めた表面状態を、人間に近い感
覚で検出できる。

■多数の良品サンプルのそれぞれから求めておいた各濃
度ヒストグラムの平均値と標準偏差それぞれの平均値μ
ｕ、σｕをもつ正規分布に従う理論度数ｇ　（ｋ）と今
回の濃度ヒストグラムｎ　（ｋ）との差に相当する適合
係数Ｆを求め、適合係数Ｆと標準偏差σ、もしくは適合
係数Ｆと平均値μ、もしくは適合係数Ｆと標準偏差σと
平均値μを特徴軸とする平面もしくは空間にて、それら
特徴量を今回検定対象としての表面状態に対応して予め
設定しておいた表面状態良否の境界線もしくは境界面と
比較することにより、被検査体の表面状態を検定するも
のであるから、被検査体の良否を確実に分離し、検定精
度を向上できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ざらつき等も含めた表面
状態を、高精度て確実に検査てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検査装置の一例を示すブロック図、第
２図は画像データを示す模式図、第３図は本発明による
検査手順を示す流れ図、第４図は標準偏差による検定結
果を示す模式図、第５図は適合係数と標準偏差を用いた
検定結果を示す模式％式％ 特許出願人　積水化学工業株式会社 桟表者　　廣　　１）　　馨 第１図 第２図 （Ａ） （Ｂ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検査体の表面を撮像する撮像装置と、撮像装置
   の撮像結果に基づいて被検査体の表面状態を検定する検
   定装置と、検定装置の検定結果を出力する出力装置とを
   有して構成される表面状態検査装置であって、検定装置
   は、撮像装置が撮像した画像データに対する濃度ヒスト
   グラムｎ（ｋ）を求め、該濃度ヒストグラムｎ（ｋ）に
   基づく平均値μ、標準偏差σを求め、多数の良品サンプ
   ルのそれぞれから求めておいた各濃度ヒストグラムの平
   均値と標準偏差それぞれの平均値μｕ、σｕをもつ正規
   分布に従う理論度数ｇ（ｋ）と、今回の濃度ヒストグラ
   ムｎ（ｋ）との差に相当する適合係数Ｆを求め、適合係
   数Ｆと標準偏差σ、もしくは適合係数Ｆと平均値μ、も
   しくは適合係数Ｆと標準偏差σと平均値μを特徴軸とす
   る平面もしくは空間にて、それら特徴量を今回検定対象
   としての表面状態に対応して予め設定しておいた表面状
   態良否の境界線もしくは境界面と比較することにより、
   被検査体の表面状態を検定するものである表面状態検査
   装置。