JPH0875665A - Method and apparatus for inspecting surface using reverse reflection screen - Google Patents

Method and apparatus for inspecting surface using reverse reflection screen

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JPH0875665A
JPH0875665A JP6211351A JP21135194A JPH0875665A JP H0875665 A JPH0875665 A JP H0875665A JP 6211351 A JP6211351 A JP 6211351A JP 21135194 A JP21135194 A JP 21135194A JP H0875665 A JPH0875665 A JP H0875665A
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JP
Japan
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light source
camera
inspected
image
light
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JP6211351A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Uchida
洋之 内田
Akira Torao
彰 虎尾
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To enhance the detecting sensitivity of the defect of a surface under inspection in a surface inspecting apparatus using a reverse reflection screen. CONSTITUTION: Two light sources 1a and 1b are arranged at positions holding a camera 2 at the upper and lower sides with respect to the surface of a material under inspection 10. A light source switching device 4, which changes the irradiations of the light sources 1a and 1b, in provided. The images of the light sources 1a and 1b are picked up which the camera 2. The differential image is formed from two images and processed with an image processor 6. Thus, the sensitivity is doubled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用鋼板、プラス
チック、ガラス等の表面を対象とした逆反射スクリーン
を用いた検査装置に関する。特に、逆反射スクリーンを
用いて凹凸性の表面欠陥を明暗画像として強調するにあ
たり、コントラストの高い画像を得ることができ、かつ
誤検出が少ない表面検査方法及びその装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection apparatus using a retroreflective screen for the surface of automobile steel plates, plastics, glass and the like. In particular, the present invention relates to a surface inspection method and an apparatus therefor capable of obtaining an image with high contrast and enhancing false detection when emphasizing uneven surface defects as a bright and dark image using a retroreflective screen.

【0002】[0002]

【従来の技術】逆反射スクリーンを用いて表面の凹凸性
の欠陥を検出する原理については、文献Theory
and applications of a sur
face inspection technique
using double−pass retror
eflection(Optical Enginee
ring, September 1993, vo
l.32 No.9)に記載されており、このような装
置を用いて自動車外板、プラスチック等の表面検査に適
用するための技術が、特開平6−26844号公報、特
開平6−34349号公報、特開平6−74913号公
報、特開平6−148082号公報に開示されている。
2. Description of the Prior Art For the principle of detecting irregularities on the surface using a retro-reflective screen, see Theory.
and applications of a sur
face inspection technique
using double-pass controller
effect (Optical Engine)
ring, September 1993, vo
l. 32 No. 9), and a technique for applying such a device to the surface inspection of automobile outer panels, plastics, etc. is disclosed in JP-A-6-26844, JP-A-6-34349, and JP-A-6-34349. It is disclosed in JP-A-6-74913 and JP-A-6-148082.

【0003】図9は逆反射スクリーンを用いた表面検査
装置の基本構成を示す図である。また、図3は被検査面
が平坦な場合の図9のYZ断面の概略図である。この装
置は、逆反射スクリーン13と光源11と光源11の上
部近くに配置したカメラ12とから構成される。光源1
1と逆反射スクリーン13の間に被検査材10を配置
し、光源11の光が被検査材10の表面で反射し、逆反
射スクリーン13に向かうように配置される。逆反射ス
クリーンの表面には直径約60μmのビーズ状の反射球
が敷き詰められているので、逆反射スクリーンに入射す
る光の入射光軸とほぼ同じ方向に反射する特性を有して
いる。
FIG. 9 is a diagram showing the basic structure of a surface inspection apparatus using a retroreflective screen. 3 is a schematic view of the YZ cross section of FIG. 9 when the surface to be inspected is flat. This device comprises a retroreflective screen 13, a light source 11 and a camera 12 arranged near the upper part of the light source 11. Light source 1
The material 10 to be inspected is arranged between 1 and the retroreflective screen 13, and the light from the light source 11 is arranged to be reflected by the surface of the material 10 to be inspected and directed toward the retroreflective screen 13. Since the bead-shaped reflecting spheres having a diameter of about 60 μm are spread over the surface of the retroreflective screen, the retroreflective screen has the property of reflecting light incident on the retroreflective screen in substantially the same direction as the incident optical axis.

【0004】光源11からの光は被検査材10の表面で
反射し、逆反射スクリーン13のビーズ状反射球に入っ
た後、入射光軸とほぼ同じ方向に反射するので、再び被
検査材のほぼ同じ位置の表面で反射して光源11の上部
近くに配置したカメラ12によって捕らえられる。この
構成によって、被検査材10の表面の凹凸の変化が光学
的に強調されるために、カメラ12で撮像した画像によ
り凹凸欠陥の検出を容易に行うことができる。
The light from the light source 11 is reflected on the surface of the material 10 to be inspected, enters the bead-shaped reflecting sphere of the retroreflective screen 13, and then is reflected in substantially the same direction as the incident optical axis. The light is reflected by the surface at substantially the same position and is captured by the camera 12 arranged near the upper portion of the light source 11. With this configuration, since the variation of the unevenness on the surface of the inspection target material 10 is optically emphasized, it is possible to easily detect the unevenness defect from the image captured by the camera 12.

【0005】次に、逆反射スクリーンを用いた表面検査
装置により、凹凸欠陥が光学的に強調される原理を図4
を参照して説明する。被検査材表面のB−C点間に凹部
があり、A点,D点は平坦であるとする。逆反射スクリ
ーン13に敷き詰められているビーズ状反射球21は入
射光に対して図示するような指向性の反射光強度分布2
2を有する。
Next, the principle of optically emphasizing unevenness defects by a surface inspection device using a retroreflective screen is shown in FIG.
Will be described with reference to. It is assumed that there is a recess between points B and C on the surface of the material to be inspected and points A and D are flat. The bead-shaped reflecting spheres 21 spread over the retro-reflecting screen 13 have a directional reflected light intensity distribution 2 as shown in the figure for incident light.
2

【0006】光源の上部近くに配置された図示しないカ
メラ12は逆反射スクリーンからの反射光が被検査材の
表面で再反射する光を捕らえている。カメラ方向から見
ると、被検査材の平坦なA点,D点では逆反射スクリー
ンの各反射球の入射光軸に対して反時計方向に角度αで
反射される中間強さの光で照射されているので、カメラ
の画像は中間的な明るさとなる。
A camera 12 (not shown) arranged near the top of the light source captures the light reflected from the retroreflective screen and re-reflected on the surface of the material to be inspected. When viewed from the camera direction, flat points A and D of the material to be inspected are irradiated with light of intermediate intensity which is reflected at an angle α in the counterclockwise direction with respect to the incident optical axis of each reflecting sphere of the retroreflective screen. Therefore, the image of the camera has intermediate brightness.

【0007】一方、カメラ方向から見ると、B点(カメ
ラからみて下り坂)では反射角βの強い光で照射され、
C点(カメラから見て上り坂)では反射角γの弱い反射
光で照射されている。従って、カメラ12の画像は平坦
なA点、D点に比較して、カメラから見て下り坂のB点
では明るく、カメラから見て上り坂のC点では暗くな
る。
On the other hand, when viewed from the camera direction, at point B (downhill when viewed from the camera), light with a strong reflection angle β is emitted,
At point C (uphill as seen from the camera), the reflected light with a weak reflection angle γ is emitted. Therefore, the image of the camera 12 is brighter at the point B on the downhill as viewed from the camera and darker at the point C on the uphill as viewed from the camera, as compared with the flat points A and D.

【0008】次に、図5を参照して、カメラ15を光源
14の下側近くに配置して撮像した場合の画像について
説明する。図5は、カメラ15を光源14の下に配置し
た表面検査装置の機器構成を示す概略図であり、被検査
面が平坦な場合の断面図である。なお、図3及び図5に
示される逆反射スクリーンへの入射光と反射光とのなす
角度α31、α32は等しくてもよく、異なっていてもよ
い。
Next, with reference to FIG. 5, an image when the camera 15 is arranged near the lower side of the light source 14 and imaged will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing a device configuration of a surface inspection device in which the camera 15 is arranged below the light source 14, and is a cross-sectional view when the surface to be inspected is flat. The angles α 31 and α 32 formed by the incident light and the reflected light on the retroreflective screen shown in FIGS. 3 and 5 may be the same or different.

【0009】図6は図示していないカメラ15を光源1
4の下側近くに配置して、表面の凹凸が光学的に強調さ
れる原理を説明する図である。被検査材表面のB−C点
間に凹部があり、A点、D点は平坦である場合である。
光源の下部近くに配置された図示しないカメラ15は逆
反射スクリーンからの反射光が被検査材の表面で再反射
する光を捕らえている。カメラ方向から見ると、被検査
材の平坦なA点,D点では逆反射スクリーンの各反射球
の入射光軸に対して時計方向に角度αで反射される中間
強さの光で反射されているので、カメラの画像は中間的
な明るさとなる。一方、カメラ方向から見ると、B点
(カメラから見て下り坂)では反射角γの弱い光で照射
され、C点(カメラから見て上り坂)では反射角βの強
い光で照射されている。従って、カメラ12の画像は、
平坦なA点、D点に比較して、カメラから見て下り坂の
B点では暗く、一方のカメラから見て上り坂のC点では
明るくなる。
FIG. 6 shows a camera 15 (not shown) as a light source 1.
4 is a diagram for explaining the principle that the unevenness of the surface is optically emphasized by arranging it near the lower side of FIG. This is a case where there is a recess between points B and C on the surface of the material to be inspected and points A and D are flat.
A camera 15 (not shown) arranged near the lower part of the light source captures the light reflected from the retroreflective screen and re-reflected on the surface of the material to be inspected. When viewed from the camera direction, at flat points A and D of the material to be inspected, it is reflected by light of intermediate intensity which is reflected at an angle α in the clockwise direction with respect to the incident optical axis of each reflecting sphere of the retroreflective screen. Therefore, the image of the camera has an intermediate brightness. On the other hand, when viewed from the camera direction, light is emitted with a weak reflection angle γ at point B (downhill as seen from the camera) and light with strong reflection angle β at point C (uphill as seen from the camera). There is. Therefore, the image of the camera 12 is
Compared to the flat points A and D, the point B on the downhill as seen from the camera is darker and the point C on the uphill as seen from one camera is brighter.

【0010】以上説明したように、光源の上部の近くに
配置したカメラで撮影した画像と、光源の下部の近くに
配置したカメラで撮像した画像では欠陥の傾斜による明
暗が逆転することが知られている。
As described above, it is known that the lightness and darkness due to the inclination of the defect are reversed in the image taken by the camera arranged near the upper part of the light source and the image taken by the camera arranged near the lower part of the light source. ing.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】先に説明した通り、逆
反射スクリーンを用いた表面検査装置は、表面の傾斜角
度を光学的に強調する装置であり、原理上は、どれほど
微小な傾斜角度であっても検出できるはずである。とこ
ろが、実際にはビーズ状反射球の大きさ、撮像カメラの
感度、分解能、被検査材の表面の粗さ成分等の影響によ
り、検出できる凹凸欠陥には限界がある。このため、よ
り小さな欠陥を抽出するためには、傾斜を強調する光学
的な感度を向上させなければならない。
As described above, the surface inspection device using the retro-reflective screen is a device that optically emphasizes the inclination angle of the surface. Even if there is, it should be detectable. However, in reality, there are limits to the uneven defects that can be detected due to the influence of the size of the bead-shaped reflecting sphere, the sensitivity of the imaging camera, the resolution, the surface roughness component of the material to be inspected, and the like. Therefore, in order to extract smaller defects, it is necessary to improve the optical sensitivity for enhancing the inclination.

【0012】また、冷延鋼板のような金属表面では、表
面の粗さによる影響で、そのままの表面では欠陥の検出
が難しく、表面に薄い油を塗布しなければならない。図
7(a)はこのような被検査材10の金属表面近傍の拡
大断面図、図7(b)はこれに油を塗布した表面を示す
ものである。図7(a)に示すように、油膜がないと入
射光31は散乱した反射光となるが、油膜34を塗布す
ることによって、図7(b)に示すように、表面の粗さ
に相当する成分を覆い隠し、油膜表面で入射光31を散
乱させずに反射光32として反射させることができる。
この場合、油膜34の表面が被検査材10の表面の凹凸
を正確に擬似しなければならないが、基本的に凹部には
油が流れ込み、凸部では油が流れ出すために、油膜表面
では凹凸部の傾斜角度は被検査材の表面傾斜角度よりも
小さくなる。従って、検出装置にはより一層の高感度化
が必要となる。
On a metal surface such as a cold-rolled steel sheet, it is difficult to detect defects on the surface as it is due to the influence of surface roughness, and a thin oil must be applied to the surface. FIG. 7 (a) is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the metal surface of such a material 10 to be inspected, and FIG. 7 (b) shows the surface coated with oil. As shown in FIG. 7A, if there is no oil film, the incident light 31 becomes scattered reflected light, but by applying the oil film 34, as shown in FIG. 7B, it corresponds to the surface roughness. The incident light 31 can be reflected as reflected light 32 without being scattered by the oil film surface.
In this case, the surface of the oil film 34 has to accurately simulate the unevenness of the surface of the material to be inspected 10. However, basically, the oil flows into the concave portion and the oil flows out from the convex portion. Is smaller than the surface inclination angle of the material to be inspected. Therefore, the detection device needs to have higher sensitivity.

【0013】さらに、被検査材の表面の地合い、表面に
付着した塵、油の気泡などが微小欠陥として誤検出され
るために、欠陥検出感度を高くすると同時に誤検出を少
なくできるような検査装置であることが望まれる。本発
明は、このような課題を解決し、微小欠陥を検出できる
高感度で、かつ誤検出のない逆反射スクリーンを用いた
表面検査と方法およびその装置を提供することを目的と
している。
Further, the texture of the surface of the material to be inspected, dust adhering to the surface, oil bubbles, etc. are erroneously detected as minute defects, so that the defect detection sensitivity can be increased and at the same time the erroneous detection can be reduced. Is desired. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a surface inspection and method using a retroreflective screen which is capable of detecting microscopic defects and has high sensitivity and no false detection, and an apparatus therefor.

【0014】逆反射スクリーンを用いた表面検査方法
は、逆反射スクリーンと光源とを光源からの光が被検査
材の表面で反射して前記逆反射スクリーンに向かう相対
的な位置に配置し、被検査材の表面を前記光源で照射し
たときの反射光を逆反射スクリーンで被検査材の表面に
戻し、被検査材の表面で再反射した光を光源の近くに配
置したカメラで撮像することにより、被検査材の表面の
欠陥部の凹凸変化を強調された明暗画像として得る表面
検査方法である。
In the surface inspection method using the retroreflective screen, the retroreflective screen and the light source are arranged at a relative position where the light from the light source is reflected by the surface of the material to be inspected and is directed to the retroreflective screen, By returning the reflected light when the surface of the inspection material is irradiated by the light source to the surface of the inspection material with a retro-reflective screen, and capturing the light re-reflected on the surface of the inspection material with a camera arranged near the light source. A surface inspection method for obtaining a bright and dark image in which the unevenness of the defect portion on the surface of the material to be inspected is emphasized.

【0015】また、逆反射スクリーンを用いた表面検査
装置は、逆反射スクリーンと光源とを光源からの光が被
検査材の表面で反射して前記逆反射スクリーンに向かう
相対的な位置に配置し、被検査材の表面を前記光源で照
射したときの反射光を逆反射スクリーンで被検査材の表
面に戻し、被検査材の表面で再反射した光を光源の近く
に配置したカメラで撮像することにより、被検査材の表
面の欠陥部の凹凸変化を強調された明暗画像として得る
表面検査装置である。
Further, in the surface inspection apparatus using the retroreflective screen, the retroreflective screen and the light source are arranged at relative positions where the light from the light source is reflected on the surface of the material to be inspected and is directed to the retroreflective screen. The reflected light when the surface of the material to be inspected is irradiated with the light source is returned to the surface of the material to be inspected by a retro-reflection screen, and the light re-reflected on the surface of the material to be inspected is imaged by a camera arranged near the light source. Thus, the surface inspection apparatus obtains a bright and dark image in which the unevenness change of the defective portion on the surface of the inspection target material is emphasized.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明方法の第1の発明
は、逆反射スクリーンを用いる表面検査方法において、
2つの異なる入射角度で照射された被検査材表面の同一
個所の2つの反射光の映像をそれぞれ撮像し、撮像した
2つの画像の差分画像を作成し、この差分画像を処理す
ることを特徴とする逆反射スクリーンを用いた表面検査
方法である。
A first aspect of the method of the present invention is a surface inspection method using a retroreflective screen,
It is characterized in that images of two reflected lights at the same position on the surface of the material to be inspected irradiated with two different incident angles are respectively captured, a differential image of the two captured images is created, and the differential image is processed. It is a surface inspection method using a retroreflective screen.

【0017】また本発明方法の第2の発明は、逆反射ス
クリーンを用いる表面検査方法において、被検査材表面
の同一個所の反射光の映像を2つの異なる反射角度でそ
れぞれ撮像し、撮像した2つの画像の差分画像を作成
し、この差分画像を処理することを特徴とする逆反射ス
クリーンを用いた表面検査方法である。上記本発明方法
を好適に実施することができる本発明の第1の装置は、
逆反射スクリーンを用いた表面検査装置において、被検
査材表面に対して1つのカメラを上下に挟む位置に配置
した2つの光源と、この照射する光源を切り替える光源
切替装置と、照射する光源を切替えて撮像した2つの画
像から差分画像を作成しこの差分画像を処理する画像処
理装置とを備えたことを特徴とする逆反射スクリーンを
用いた表面検査装置である。また本発明の第2の装置
は、被検査材表面に対して1つの光源を上下に挟む位置
に配置した2台のカメラと、この2台のカメラで撮像し
た画像から差分画像を作成しこの差分画像を処理する画
像処理装置を備えたことを特徴とする逆反射スクリーン
を用いた表面検査装置である。
A second invention of the method of the present invention is a surface inspection method using a retro-reflective screen, wherein images of reflected light at the same place on the surface of the material to be inspected are imaged at two different reflection angles, respectively. A surface inspection method using a retroreflective screen, which is characterized in that a differential image of two images is created and the differential image is processed. The first device of the present invention capable of suitably carrying out the above-mentioned method of the present invention is
In a surface inspection device using a retro-reflective screen, two light sources arranged so that one camera is vertically sandwiched with respect to the surface of the material to be inspected, a light source switching device for switching the light source for irradiation, and a light source for irradiation are switched. A surface inspection apparatus using a retro-reflective screen, comprising: an image processing apparatus that creates a difference image from two images captured by the image processing apparatus and processes the difference image. The second apparatus of the present invention creates two difference images from images captured by these two cameras and two cameras arranged at positions where one light source is vertically sandwiched with respect to the surface of the material to be inspected. It is a surface inspection apparatus using a retroreflective screen, which is equipped with an image processing apparatus for processing a differential image.

【0018】[0018]

【作用】逆反射スクリーンによって凹凸性の欠陥が強調
される原理によれば、光源の上方に設置されたカメラ
と、光源の下方に設置されたカメラでは、凹凸の傾斜方
向によって撮像される画像の明暗が逆転する。詳しいメ
カニズムは図4、図6を用いて説明した通りである。す
なわち、光源の上方に設置されたカメラでは、カメラか
ら見て下り傾斜面が平坦部よりも明るくなり、カメラか
ら見て上り傾斜面が平坦部よりも暗くなる。逆に、光源
の下方に設置されたカメラでは、カメラから見て下り傾
斜面が平坦部よりも暗くなり、カメラから見て上り傾斜
面が平坦部よりも明るくなる。そのため、光源とカメラ
の相対的な配置が互いに逆になっている条件で画像を撮
像し、それぞれの画像を差し引いた差分画像では、どち
らか一方のみの条件で撮像した画像に比べて、凹凸の傾
斜による画像の明暗がほぼ倍に強調されている。一方、
被検査材表面の傾斜によらない表面の地合い、塵、油の
気泡などの明暗は、どちらの条件で撮像しても明暗の逆
転が起こらないので、画像を差し引くことによってほぼ
相殺される。従って、差分後の画像は欠陥の傾斜による
部分のみが明暗像として残される。画像処理装置はこの
ような差分画像を生成し、処理する機能を有するもので
あり、微小欠陥であってもコントラストのよい画像が得
られるので、欠陥を容易に検出することができる。
According to the principle that the concave and convex defects are emphasized by the retro-reflective screen, the camera installed above the light source and the camera installed below the light source have a The light and dark are reversed. The detailed mechanism is as described with reference to FIGS. That is, in the camera installed above the light source, the downward slope is brighter than the flat portion when viewed from the camera, and the upward slope is darker than the flat portion when viewed from the camera. On the contrary, in the camera installed below the light source, the downward slope is darker than the flat portion when viewed from the camera, and the upward slope is brighter than the flat portion when viewed from the camera. Therefore, images are taken under the condition that the relative positions of the light source and the camera are opposite to each other, and the difference image obtained by subtracting the respective images has unevenness compared to the images taken under only one of the conditions. The lightness and darkness of the image due to the tilt is almost doubled. on the other hand,
The texture of the surface that does not depend on the inclination of the surface of the material to be inspected, the brightness of the air bubbles of dust, oil, etc. does not occur under any condition, and therefore, the inversion of the brightness does not occur. Therefore, in the image after the difference, only the portion due to the inclination of the defect is left as the light and dark image. The image processing apparatus has a function of generating and processing such a difference image, and an image with good contrast is obtained even for a minute defect, so that the defect can be easily detected.

【0019】また、差分画像では、被検査材の表面の地
合い、表面に付着した塵、油の気泡などが、差分によっ
て相殺されるので、これらを欠陥として検出することが
なくなる。この結果、欠陥検出感度が高く、誤検出を少
なくした逆反射スクリーンを用いた表面欠陥装置が実現
できるのである。
Further, in the difference image, the texture of the surface of the material to be inspected, the dust and oil bubbles adhering to the surface are canceled by the difference, and therefore these are not detected as defects. As a result, it is possible to realize a surface defect device using a retroreflective screen with high defect detection sensitivity and less false detection.

【0020】[0020]

【実施例】図1は本発明による第1の実施例装置の構成
を示す図である。図1は、逆反射スクリーン3と光源1
a、1bとを光源1a、1bからの入射光31が被検査
材10の表面で反射して前記逆反射スクリーン3に向か
う相対的な位置に配置し、被検査材10の表面を前記光
源で照射した時の反射光32を逆反射スクリーン3で被
検査材10の表面に戻し、被検査材10の表面で再反射
した光を光源の近くに配置したカメラ2で撮像すること
により、被検査材10の表面の欠陥部の凹凸変化を強調
された明暗画像として得る逆反射スクリーン3を用いた
表面検査装置であって、その特徴的な構成は、逆反射ス
クリーン3と、1台のカメラ2と、このカメラ2に対し
て上下位置に配置した2つの光源1a,1bと、シャッ
タ5a、5bと、光源選択装置4と、画像処理装置6と
から構成される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment device according to the present invention. FIG. 1 shows a retroreflective screen 3 and a light source 1.
a and 1b are arranged at relative positions where the incident light 31 from the light sources 1a and 1b is reflected on the surface of the inspected material 10 toward the retro-reflective screen 3, and the surface of the inspected material 10 is changed by the light source. The reflected light 32 when irradiated is returned to the surface of the inspected material 10 by the retro-reflective screen 3, and the light re-reflected on the surface of the inspected material 10 is imaged by the camera 2 arranged near the light source, thereby inspecting A surface inspection apparatus using a retroreflective screen 3 that obtains a bright and dark image in which unevenness of a defect portion on the surface of the material 10 is emphasized, and its characteristic configuration is the retroreflective screen 3 and one camera 2 It is composed of two light sources 1a and 1b arranged at the upper and lower positions with respect to the camera 2, shutters 5a and 5b, a light source selection device 4, and an image processing device 6.

【0021】光源選択装置4は画像処理装置6とリンク
して、光源1a,1bの前に設置されたシャッタ5a,
5bの開閉を制御して、被検査材10の表面を照射する
光源を切り替える。カメラ2は光源1aで照射された被
検査材10の表面及び光源1bで照射された被検査材1
0の表面を撮像する。画像処理装置6は、光源1aで照
射された被検査材10の表面の画像、及び光源1bで照
射された被検査材10の表面の画像から差分画像を生成
し、欠陥の検出を行い、欠陥の等級、種類等を判定し、
図示していない出力装置に検査結果を送信する。
The light source selection device 4 is linked to the image processing device 6, and is connected to the shutters 5a, 5a installed in front of the light sources 1a, 1b.
The opening and closing of 5b is controlled to switch the light source for irradiating the surface of the inspection material 10. The camera 2 includes the surface of the inspection object 10 irradiated by the light source 1a and the inspection object 1 irradiated by the light source 1b.
The surface of 0 is imaged. The image processing device 6 generates a difference image from the image of the surface of the inspection material 10 irradiated by the light source 1a and the image of the surface of the inspection material 10 irradiated by the light source 1b, detects a defect, and detects the defect. The grade, type, etc. of
The inspection result is transmitted to an output device (not shown).

【0022】図1の装置による表面検査方法は次の通り
である。先ず、光源選択装置4によりシャッタ5aを
開、シャッタ5bを閉とし、カメラ2の上方に設置した
第1の光源1aを用いて、被検査材10の表面を照射す
る。カメラ2の上方に設置した第1の光源1aから発せ
られた光が被検査材10の表面にて反射し、逆反射スク
リーン3に向かい、逆反射スクリーン3で反射し、被検
査材10の表面に戻され、被検査材10の表面で再反射
して、カメラ2によって捕らえられる。カメラ2で撮像
されたこの画像は画像処理装置6内に記憶される。
The surface inspection method by the apparatus of FIG. 1 is as follows. First, the shutter 5a is opened and the shutter 5b is closed by the light source selection device 4, and the surface of the inspected material 10 is irradiated with the first light source 1a installed above the camera 2. The light emitted from the first light source 1a installed above the camera 2 is reflected on the surface of the inspected material 10 toward the retroreflective screen 3, and is reflected by the retroreflective screen 3 to be the surface of the inspected material 10. And is reflected again on the surface of the material 10 to be inspected and captured by the camera 2. This image captured by the camera 2 is stored in the image processing device 6.

【0023】次いで、光源選択装置4によりシャッタ5
aを閉、シャッタ5bを開とし、カメラ2の下方に設置
した第2の光源1bを用いて、被検査材10の表面を照
射する。カメラ2の上方に設置した第1の光源1aから
の光はシャッタで遮断され、カメラ2の下方に設置した
第2の光源1bから発せられた光が同様の経路を経て、
カメラ2によって捕らえられる。カメラ2で撮像された
画像は画像処理装置6内に記憶される。次に画像処理装
置6で光源1aで照射された被検査材10の表面の画像
及び光源1bで照射された被検査材10の表面の画像か
ら差分画像を生成し、欠陥の検出を行い、欠陥の等級、
種類等を判定し図示しない出力装置に検査結果を送信す
る。
Next, the shutter 5 is operated by the light source selection device 4.
A is closed and the shutter 5b is opened, and the surface of the inspected material 10 is irradiated with the second light source 1b installed below the camera 2. The light from the first light source 1a installed above the camera 2 is blocked by the shutter, and the light emitted from the second light source 1b installed below the camera 2 passes through the same path,
Captured by camera 2. The image captured by the camera 2 is stored in the image processing device 6. Next, the image processing apparatus 6 generates a difference image from the image of the surface of the inspection material 10 irradiated by the light source 1a and the image of the surface of the inspection material 10 irradiated by the light source 1b, detects a defect, and detects the defect. The grade of
The type etc. are judged and the inspection result is transmitted to an output device (not shown).

【0024】以上の実施例では、光源の切り替えは光源
選択装置4でシャッタの開閉を行うこととしたが、光源
選択装置4で光源の電源の入り、切りを行うこととして
もよい。なお、図1において、2つの光源からの光が逆
反射スクリーン3で反射したときの入射光と反射光との
なす角度α11とα12は等しくてもよく異なっていてもよ
い。
In the above embodiment, the light source is switched by opening and closing the shutter by the light source selecting device 4, but the light source selecting device 4 may be turned on and off. In FIG. 1, the angles α 11 and α 12 formed by the incident light and the reflected light when the lights from the two light sources are reflected by the retroreflective screen 3 may be the same or different.

【0025】図2は本発明による逆反射スクリーンを用
いた表面検査方法及び装置を示す第2の実施例の構成を
示す図である。図2において、被検査材10の表面にて
光源1から発せられた光が反射し、その光は逆反射スク
リーン3によって再度被検査材10の表面に照射され
る。被検査材10の表面で再反射した光は、光源1の上
方に設置されたカメラ2aと、光源1の下方に設置され
たカメラ2bによって捕らえられる。カメラ2a,2b
は被検査材10の表面の同じ個所に焦点が合うように設
置されており、被検査材10の法線に対してそれぞれθ
1 、θ2 の撮像角度に設定されている。画像処理装置7
は、カメラ2a、2bのそれぞれの画像について、撮像
角度の違いによって生じる歪を補正して画像の縮尺を同
一にした後、カメラ2aの画像とカメラ2bの画像の差
分画像を生成する。さらに差分画像に対して欠陥検出、
認識に必要な処理ロジックを施す。本実施例では、画像
処理装置7によって画像の歪を補正したが、あらかじめ
歪が発生しないように受光装置の配列を調整したカメラ
2a,2bを用いてもよい。なお、図2において、逆反
射スクリーンへの入射光と反射光とのなす角度α21とα
22とは等しくてもよく異なっていてもよい。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a second embodiment showing a surface inspection method and apparatus using a retroreflective screen according to the present invention. In FIG. 2, the light emitted from the light source 1 is reflected on the surface of the material 10 to be inspected, and the light is irradiated onto the surface of the material 10 to be inspected again by the retroreflective screen 3. The light re-reflected on the surface of the material 10 to be inspected is captured by the camera 2 a installed above the light source 1 and the camera 2 b installed below the light source 1. Cameras 2a, 2b
Is installed so that the same point on the surface of the material 10 to be inspected is in focus, and is θ with respect to the normal line of the material 10 to be inspected.
The imaging angle is set to 1 and θ 2 . Image processing device 7
For each of the images of the cameras 2a and 2b, the distortion caused by the difference in the imaging angle is corrected to make the scale of the images the same, and then a difference image between the image of the camera 2a and the image of the camera 2b is generated. Furthermore, defect detection for the difference image,
Apply processing logic required for recognition. In the present embodiment, the image processing device 7 corrects the image distortion, but it is also possible to use the cameras 2a and 2b in which the arrangement of the light receiving devices is adjusted in advance so that the distortion does not occur. In FIG. 2, the angle α 21 between the incident light on the retro-reflective screen and the reflected light is
It may be equal to or different from 22 .

【0026】上記第1実施例、第2実施例の構成によ
り、被検査材10の表面の欠陥の傾斜方向に応じて画像
の明暗が逆転した2枚の画像の差を求めることができ
る。また、被検査材10の表面の傾斜によらないノイズ
成分を相殺することができる。図8は、図1による実施
例による装置で得られた差分画像と図1に示す光源1a
のみを用いて撮像した従来技術による画像のグレイレベ
ル信号を示すものである。図では、画像信号を正規化す
るために、グレイレベルの平均値が輝度ゼロになるよう
に設定されている。図で明らかなように、本発明による
差分画像では、欠陥を示す信号強度が大きく変化してお
り、欠陥検出感度が向上していることが確認できる。
With the configurations of the first and second embodiments, it is possible to obtain the difference between two images in which the lightness and darkness of the images are reversed according to the inclination direction of the defect on the surface of the material 10 to be inspected. Further, it is possible to cancel the noise component that does not depend on the inclination of the surface of the inspection object 10. FIG. 8 is a difference image obtained by the apparatus according to the embodiment of FIG. 1 and the light source 1a shown in FIG.
FIG. 7 shows a gray level signal of a conventional image captured using only the image. In the figure, in order to normalize the image signal, the average value of the gray levels is set to zero brightness. As is clear from the figure, it can be confirmed that in the difference image according to the present invention, the signal intensity indicating a defect is greatly changed, and the defect detection sensitivity is improved.

【0027】以上説明した実施例により、微小欠陥の検
出を可能とし、かつ誤検出の少ない逆反射スクリーンを
用いた表面検査装置が実現できる。
According to the embodiment described above, it is possible to realize a surface inspection apparatus using a retroreflective screen which enables detection of minute defects and has few false detections.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、逆反射スクリーンを用
いた表面検査装置において、従来の表面検査装置では検
出できなかった微小な欠陥を検出することが可能とな
り、同時に欠陥によらない画像の明暗を消去することが
できるので誤検出を少なくすることができる。この結
果、より精密な表面検査に効果を発揮する。
According to the present invention, in a surface inspection apparatus using a retro-reflective screen, it becomes possible to detect minute defects which cannot be detected by the conventional surface inspection apparatus, and at the same time, it is possible to detect an image that does not depend on the defects. Since the light and dark can be erased, false detection can be reduced. As a result, it is effective for more precise surface inspection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による逆反射スクリーンを用いた表面検
査装置の第1の実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a surface inspection apparatus using a retroreflective screen according to the present invention.

【図2】本発明による逆反射スクリーンを用いた表面検
査装置の第2の実施例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of a surface inspection apparatus using a retroreflective screen according to the present invention.

【図3】カメラが光源の上方に配置された表面検査装置
の機器構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a device configuration of a surface inspection device in which a camera is arranged above a light source.

【図4】図3の光学配置における逆反射スクリーンによ
って凹凸が強調される原理を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a principle in which unevenness is emphasized by a retroreflective screen in the optical arrangement of FIG.

【図5】カメラが光源の下方に配置された表面検査装置
の機器構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a device configuration of a surface inspection device in which a camera is arranged below a light source.

【図6】図5の光学配置における逆反射スクリーンによ
って凹凸が強調される原理を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a principle in which unevenness is emphasized by a retroreflective screen in the optical arrangement of FIG.

【図7】油を塗布した表面における光の反射を説明する
図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating light reflection on a surface coated with oil.

【図8】本発明による欠陥信号と従来技術による欠陥信
号の比較を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a comparison between a defect signal according to the present invention and a defect signal according to the related art.

【図9】カメラが光源の上方に配置された表面検査装置
の機器構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a device configuration of a surface inspection device in which a camera is arranged above a light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 1a 第1の光源 1b 第2の光源 2 カメラ 2a 第1のカメラ 2b 第2のカメラ 3 逆反射スクリーン 4 光源選択装置 5a,5b シャッタ 6 画像処理装置 7 画像処理装置 10 被検査材 11 光源 12 カメラ 13 逆反射スクリーン 14 光源 15 カメラ 21 ビーズ状反射球 22 反射光強度分布 23 反射光強度分布 31 入射光 32 反射光 33 カメラ方向 34 油膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 light source 1a 1st light source 1b 2nd light source 2 camera 2a 1st camera 2b 2nd camera 3 retroreflection screen 4 light source selection device 5a, 5b shutter 6 image processing device 7 image processing device 10 inspected material 11 light source 12 camera 13 retro-reflective screen 14 light source 15 camera 21 beaded reflective sphere 22 reflected light intensity distribution 23 reflected light intensity distribution 31 incident light 32 reflected light 33 camera direction 34 oil film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 1/00 7/60 9061−5H G06F 15/70 350 G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G06T 1/00 7/60 9061-5H G06F 15/70 350 G

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 逆反射スクリーンを用いる表面検査方法
において、2つの異なる入射角度で照射された被検査材
表面の同一個所の2つの反射光の映像をそれぞれ撮像
し、撮像した2つの画像の差分画像を作成し、該差分画
像を処理することを特徴とする逆反射スクリーンを用い
た表面検査方法。
1. A surface inspection method using a retro-reflective screen, wherein images of two reflected lights at the same location on the surface of a material to be inspected irradiated at two different incident angles are respectively captured, and the difference between the two captured images. A surface inspection method using a retroreflective screen, which comprises creating an image and processing the difference image.
【請求項2】 逆反射スクリーンを用いる表面検査方法
において、被検査材表面の同一個所の反射光の映像を2
つの異なる反射角度でそれぞれ撮像し、撮像した2つの
画像の差分画像を作成し、該差分画像を処理することを
特徴とする逆反射スクリーンを用いた表面検査方法。
2. In a surface inspection method using a retro-reflective screen, two images of reflected light at the same spot on the surface of the material to be inspected are displayed.
A surface inspection method using a retroreflective screen, characterized in that images are picked up at three different reflection angles, a difference image between the two picked-up images is created, and the difference image is processed.
【請求項3】 逆反射スクリーンを用いた表面検査装置
において、被検査材表面に対して1つのカメラを上下に
挟む位置に配置した2つの光源と、該照射する光源を切
り替える光源切替装置と、照射する光源を切替えて撮像
した2つの画像から差分画像を作成し、該差分画像を処
理する画像処理装置とを備えたことを特徴とする逆反射
スクリーンを用いた表面検査装置。
3. A surface inspection apparatus using a retroreflective screen, wherein two light sources are arranged at positions where one camera is vertically sandwiched with respect to the surface of the material to be inspected, and a light source switching device for switching the light source for irradiation. A surface inspection apparatus using a retroreflective screen, comprising: an image processing device that creates a difference image from two images that are picked up by switching the illuminating light source and that processes the difference image.
【請求項4】 逆反射スクリーンを用いた表面検査装置
において、被検査材表面に対して1つの光源を上下に挟
む位置に配置した2つのカメラと、該2つのカメラで撮
像した画像から差分画像を作成し、該差分画像を処理す
る画像処理装置とを備えたことを特徴とする逆反射スク
リーンを用いた表面検査装置。
4. A surface inspection apparatus using a retro-reflective screen, two cameras arranged at positions where one light source is vertically sandwiched with respect to the surface of the material to be inspected, and a difference image from the images captured by the two cameras. And an image processing device for processing the difference image, the surface inspection device using a retroreflective screen.
JP6211351A 1994-09-05 1994-09-05 Method and apparatus for inspecting surface using reverse reflection screen Withdrawn JPH0875665A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011083989A3 (en) * 2010-01-07 2011-11-10 주식회사 쓰리비시스템 Defect inspection device
JP2022087382A (en) * 2020-12-01 2022-06-13 勇祐 鈴木 Inspection method and inspection system

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