JPH04152251A - 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、表面状態を検査する表面状態検査
装置に間する。

［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声き込み、２値画像から検ｌ
Ｉ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、下記■
〜■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合には性
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値化がてきない、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、該濃度ヒストクラムｎ　（
ｋ）に基づく標準偏差σを求め、該標準偏差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α。９と比較することにより、被検査体の表面
状態を検定し、この検定結果が表面状態の異常を判定し
た時、更に、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ク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、該適合係数Ｆ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αｆｉｔ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。

［作用コ 本発明によれば、下記■〜■の作用かある。

■テレビカメラ等の汎用性のある撮像装置を用いて表面
状態を検出てき、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
覚で検出てきる。

■濃度ヒストクラムｎ　（ｋ）に基づく標準偏差σをし
きい値Ｑ　ｄｅｖと比較して異常を検定した時、更に多
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
ストク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をしきい値αｆｉｔと比較して詳細に検定するもので
あるから、被検査体の良否を確実に分離し、検定精度を
向上てきる。

［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図は適合係数による検定結果を示
す模式図である。

表面状態検査装置１は、テレビカメラ１０（撮像装置）
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）テレビカメラ１ｏ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１ｏの撮像データ
をＡ／Ｄ変換器２１で例えば８ビツト（２５６Ｎ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）出力袋２３０は、検定袋！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２０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、濃度ヒストクラム
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ｌＯ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（ｎ５Ｍ、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。

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

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

Σに−ｎ’（ｋ） ■上記■の標準偏差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αｄｅｖと比較
することにより、被検査体の表面状態を検定する（第４
図参照）。

この時、σ≦Ｑ　ｄｅｖであれば、異常なしと判定して
検査を終了する。

他方、σ〉αｄｅｖてあれば、より詳細な検定のため以
下の処理を実施する。

■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。

ここて、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αｆｉｔと比較し、 Ｆ≦Ｑ　ｆｉｔ　　　異常なし Ｆ〉αｆｌｔ　　　異常あり　　　　　　・・・（６）
と判定し、結果を出力する（第５図参照）。

この時、しきい値データＱ　（Ｑ　ｄｅｖまたはαｆｉ
ｔｌは、同種表面状態の等級区分（正常／Ｊｌ常）に応
じて１つ存在するものであっても良いが、等級区分（良
／可／不可）に応じて２つ存在するものてあっても良い
。

また、しきい値α（α。９またはＱｔｒｔ）は、異常の
種類（Ｐ）と同数存在するので、α１≦α２≦・・・≦
α、　　　　　・・・（７）ならば、今回検出した異常
に合わせて ａ：αｒ　　（１＝１＋・・・、ｐ）　　　　・・・（
８）と設定すれば良い、そして、各種異常を同時に検出
しようとする場合には、今回検出したい各種異常に対応
する各種ａｌのうちの最小のα１を採用すれば足りる。

尚、第４図は上記■の標準偏差σを用いた検定結果であ
り、しきい値ａ　ｄｅｖにより、良品のサンプル番号３
．６．８及び不良品の全てが次段の処理を施される（○
は良品、・は不良品を示す）。

また、第５図は上記■の適合係数Ｆを用いた検定結果で
あり、しきい値αｆｉｔにより、良品と不良品を確実に
分離できる（Ｏは良品、・は不良品を示す）。

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、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。

■濃度ヒストグラムｎ　（ｋ）に基づく標準偏差σをし
きい値αむ、と比較して異常を検定した時、更に多ヌの
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
しきい値αｆｆ１ｉｔと比較して詳細に検定するもので
あるから、被検査体の良否を確実に分離し、検定精度を
向上てきる。

■しきい値ａ（αｄｅｖまたはαｔＩｔ）を１つ用いて
表面状態を２等級評価（正常／異常等）するたけでなく
、例えばしきい値α（αｄｅｖまたはαｆｉｔ　）を２
つ用いて表面状態を３等級評価（良／可／不可等）する
こともできる。

■しきい値α（αｄｅｖまたはαｔｉｔ　）を表面状態
の種類（表面あれ、色むら等）の数（Ｐ）と同数用意す
ることにより、各種表面状態を検出てきる。

尚、本発明は、表面の異常検査のみでなく、表面状態の
等数分類等のために広く利用できる。

［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、高精度で確実に検査できる。

【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図は適合係数による検定結果を示
す模式図である。 １０・・・撮像装置、 ２０・・・検定装置、 ３０・・・出力装置。

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
   基づく標準偏差σを求め、該標準偏差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α＿ｄ＿ｅ＿ｖと比較することにより、被検査体の表
   面状態を検定し、この検定結果が表面状態の異常を判定
   した時、更に、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、該適合係数Ｆ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α＿ｆ＿ｉ＿ｔ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。