JPH09288066A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

表面欠陥検査装置

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JPH09288066A
JPH09288066A JP8102763A JP10276396A JPH09288066A JP H09288066 A JPH09288066 A JP H09288066A JP 8102763 A JP8102763 A JP 8102763A JP 10276396 A JP10276396 A JP 10276396A JP H09288066 A JPH09288066 A JP H09288066A
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surface defect
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Kojiro Yanagi
宏二郎 柳
Seiichi Kato
清一 加藤
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 色ものの多品種生産に係る被検査物の表面欠
陥の検査ができる表面欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 光線を被検査物4に当ててその反射光を
CCDカメラ33で捕らえ、得られた画像出力データを
オートゲインコントロール(AGC)回路37に導入す
ることにより、全ての色の出力を一定電圧レベルまで引
き上げ、色差に起因する出力電圧差をキャンセルして得
られる出力電圧データもしくは微分、積分処理した出力
電圧データを中央処理装置34に導入して全色統一のし
きい値と比較して判定することにより、被検査物4の表
面欠陥部分の異常出力を発見し、出力装置36に出力す
る表面欠陥検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、従来、例えば様々
な色の装飾用シート等の被検査物の表面のスジ、ブツと
いった欠陥を目視で検査していたものを、CCDカメラ
を用いて、様々な色の被検査物の表面形状欠陥を検出す
る表面欠陥検査装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来より、被検査物に光を当てて表面の凹
凸を捕らえるという外観検査法が行われており、例え
ば、特開平5−296941号公報には、その反射光を
CCDカメラで捕らえ、光量の変化に基づき検査対象物
の欠陥を検出する機構を有する表面欠陥検査装置が開示
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の方法は、同一色の製品には効果的であるが、
異なる色の製品を多く持つ多品種製品群に適用して、同
じしきい値に基づいて判断すると、製品の色により検査
結果が異なり、色によって検査結果が甘くなったり、厳
しくなったりするため、誤検出を免れることができなか
った。即ち、一様に同じしきい値を設定すると、ある色
では良品部分を不良品として認識したり、またある色で
は不良品部分を良品として認識するという問題が発生す
ることになる。
【0004】そこで、本発明者らはCCDカメラの捕ら
える出力データが、被検査物の色により異なる理由を追
求したところ、被検査物の色と出力電圧との間に、一定
の関があることをつきとめた。つまり、光学的に、CC
Dカメラからの出力電圧と製品の色との間には明確な相
関関係が成立していることが明確となった。
【0005】本発明は、上記の如き知見に基づいて、従
来の問題点を解消し、色ものの多品種生産に係る被検査
物の表面欠陥の検査ができる表面欠陥検査装置を提供す
ることを目的としてなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1および2に記載
の発明において、被検査物の表面欠陥とは、例えば、同
一厚みのシート状被検査物表面に山形又は谷形の連続し
たいわゆるスジ状欠陥がある状態や、一部が盛り上がっ
たいわゆるブツ状欠陥がある状態をいう。
【0007】請求項1および2に記載の発明におけるし
きい値とは、良品サンプルの平均出力電圧値にオフセッ
ト値を上乗せしたものであり、良品サンプルの平均出力
電圧値および不良品サンプルの異常出力電圧値から適宜
求められる。しきい値としては、上限値もしくは下限
値、あるいは上限値と下限値の両方を設定することがで
きる。
【0008】まず、本願の請求項1に記載の発明(以
下、本発明1という)について説明する。本発明1は、
光線を被検査物に当てて、その透過光もしくは反射光を
CCDカメラで捕らえ、得られた画像信号を変換した出
力電圧もしくは更に微分、積分処理された出力電圧を中
央処理装置に導入して、上記中央処理装置内で外部入力
装置から送信される被検査物の各色に対応したしきい値
と上記出力電圧とを比較することにより、被検査物の表
面欠陥部分の異常出力を発見し、出力装置に出力する表
面欠陥検査装置において、上記しきい値を特定の関係式
から色毎に求めることを特徴とするものである。
【0009】本発明1では、CCDカメラからの画像信
号から得られる被検査物の出力電圧について、以下のよ
うな関係があることが確認された。 V=kΣ+a ・・・(1)
【0010】式(1)中の各記号の意味は以下の通りで
ある。 V:被検査物の出力電圧(単位:ボルト) k:比例定数 Σ:全光線の総和(光源の分光エネルギー分布×製品色
の分光反射率×CCDの相対感度) a:V切片
【0011】図1は、式(1)中のΣの例としての、蛍
光灯光源からの照射光、および蛍光灯の白フィルムでの
反射光の各波長における分光エネルギー分布、更には各
波長におけるCCDカメラの相対感度を図示したもので
ある。図2は、CCDカメラで実際に測定した、様々な
色の被検査物の出力電圧Vと、各色の全光線の総和Σと
の関係を示したものである。
【0012】上記Σは、前述の通り、製品色の分光反射
率、つまり色の要素をパラメーターとして含むものであ
って、光学的に、CCDカメラからの画像信号から得ら
れる被検査物の出力電圧と色との間には明確な相関関係
が成立し、色の違いによる検査結果への影響は、これに
由来していることが明確となった。
【0013】そこで、本発明1においては、被検査物の
色としきい値との間の関係式を明確にし、各色毎のしき
い値を簡単な測定と計算から容易に算出できるように
し、全ての色の被検査物の表面欠陥についてほぼ同じ精
度の検査を実施でき、被検査物の色による検査結果の違
いをなくすることができるものである。
【0014】即ち、まず、ある数品種から上記(1)式
を予め求めておく。次に、ある条件において、基準とな
る色(例えば、白色)のΣと被検査物の色(例えば、赤
色)のΣを測定することにより、ある検査条件における
両出力電圧および出力電圧比が求められる。更に予め基
準となる色のしきい値を求めておき、それに上記出力電
圧比を掛け合わせることで、上記基準となる色のしきい
値とほぼ同一の精度を有する被検査物のしきい値を容易
に求めることができ、この結果、必要とする他の全ての
色のしきい値を容易に求めることができる。これを外部
入力装置に記憶させ、検査時に中央処理装置に被検査物
の色に対応したしきい値信号を送信することにより、目
的が達成されるものである。
【0015】また、出力電圧波形を微分処理もしくは積
分処理することにより、出力電圧波形の異常波形を際立
たせ、この際のしきい値と比較することにより、より効
果的に異常出力の検出が可能となる。
【0016】次に、本願の請求項2に記載の発明(以
下、本発明2という)について説明する。本発明2は、
光線を被検査物に当てて、その透過光もしくは反射光を
CCDカメラで捕らえ、得られた画像信号を変換した出
力電圧もしくは更に微分、積分処理された出力電圧を、
オートゲインコントロール回路に導入することにより全
ての色の出力電圧を自動的に一定電圧レベルまで引き上
げ、色間差に起因する出力電圧差をキャンセルした出力
電圧となし、中央処理装置に導入してしきい値と比較し
て判定することにより、被検査物の表面欠陥部分の異常
出力を発見し、出力装置に出力する表面欠陥検査装置で
ある。
【0017】本発明2は、全ての色の被検査物の表面欠
陥について、同じしきい値を用いて検査を実施できるよ
うにしたものであり、オートゲインコントロール回路
(以下、「AGC回路」とする)を用いることで、全て
の色特有の平均出力電圧を一定値に自動的に引き上げ、
色の要素を消去して被検査物の表面欠陥を検出すること
ができるようにしたものである。即ち、AGC回路に
て、どの被検査物の出力電圧も一定電圧レベル(例え
ば、3ボルト)まで引き上げることにより色の要素を消
去した出力電圧にすることができるので、この出力電圧
データを中央処理装置にて色の要素とは全く関係のない
全色統一のしきい値に基づいて被検査物の表面欠陥を判
定することができるのである。
【0018】また、本発明1と同様に、一定電圧レベル
までオートゲインされた出力電圧を微分処理もしくは積
分処理することにより、出力電圧波形の異常波形を際立
たせ、しきい値と比較することにより、より効果的に異
常出力の検出が可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。被検査物として軟質塩化ビニル樹脂
製のカラーフィルムを用いた。軟質塩化ビニル樹脂製カラーフィルムの作成 塩化ビニル樹脂100重量部、可塑剤としてジオクチル
フタレート20重量部、安定剤としてBa−Zn系安定
剤5重量部、各種顔料15重量部および有機溶剤60重
量部からなる軟質塩化ビニル樹脂ゾルを工程紙上に塗布
乾燥し、加熱溶融することにより様々な色の軟質塩化ビ
ニル樹脂製カラーフィルム(厚み100μm)を得た。
【0020】表面欠陥フィルムの作成 次いで、表面に欠陥のない白色およびダークブルーの軟
質塩化ビニル樹脂フィルムの表面に、目視で表面欠陥と
して認識されるようなカッターによる疵および熱ローラ
ーによる加圧スジを形成することによって表面欠陥フィ
ルムを作成した。
【0021】実施例1 表面欠陥検査装置として使用したものを図3に示す。こ
の表面欠陥検査装置1は、被検査物2が通されたロール
11の幅方向と平行に、蛍光灯光源12が配置されてい
る。蛍光灯光源12からの照射光を被検査物2に当て、
その入射角と直角をなす方向に反射する反射光を捕らえ
るようにCCDカメラ13が配置されている。
【0022】CCDカメラ13は中央処理装置14に連
結されており、CCDカメラ13からの出力電圧を中央
処理装置14に導入することができるようになってい
る。15はしきい値が入力される外部入力装置であり、
中央処理装置14と連結されており、入力されたしきい
値を中央処理装置14に送信することができるようにな
っている。
【0023】上記しきい値とCCDカメラからの出力電
圧とを比較することで表面欠陥部分の異常出力を確認す
る。中央処理装置14には、出力装置16が連結されて
おり、被検査物2の表面欠陥部分の異常出力を出力する
ことができるようになっている。
【0024】図3に示す装置1を用いて、被検査物とし
ての種々の色のフィルムに対して蛍光灯光源12から光
線を当ててその反射光をCCDカメラ13で捕らえ、得
られた出力電圧(V)と全光線の総和(Σ)との関係を
算出したところ、図2に示す通りとなった。この関係を
前述の式(1)に当てはめると、 V=0.0044×Σ+0.62 ・・・(2) という関係となる。このときの試験範囲内でのΣの、最
大値は白色フィルムの208.3であり、最小値はダー
クブルーフィルムの12.2であった。
【0025】そして、実際の白色フィルムにおいて、良
品サンプルと欠陥サンプルの出力電圧から決定した上限
のしきい値を5ボルトとしたとき、それに対応するダー
クブルーフィルムの上限のしきい値を計算すると、 5:X = (0.0044×208.3+0.6
2):(0.0044×12.2+0.62) X = 2.19(ボルト)となる。 これと同様にして、その他の色のしきい値を計算して、
外部入力装置15に入力した。
【0026】被検査物として、上記各色の表面欠陥フィ
ルムに対して蛍光灯光源12から光線を当ててその反射
光をCCDカメラ13で捕らえ、得られた出力電圧(ボ
ルト)を、中央処理装置14にて、外部入力装置15か
ら送信されるフィルムの各色に対応したしきい値に基づ
いて判定して、フィルムの表面欠陥部分の異常出力を出
力装置に出力した。これにより、上記各色のフィルムの
表面欠陥は、全て表面欠陥として認識されていることが
確認された。
【0027】実施例2 表面欠陥検査装置として使用したものを図4に示す。こ
の表面欠陥検査装置3は、被検査物4が通されたロール
31の幅方向と平行に、蛍光灯光源32が配置されてい
る。蛍光灯光源32からの照射光を被検査物4に当て、
その入射角と直角をなす方向に反射する反射光を捕らえ
るようにCCDカメラ33が配置されている。
【0028】CCDカメラ33から得られた画像出力デ
ータは、AGC回路37を経て中央処理装置34に連結
されており、CCDカメラ33からの出力をAGC回路
37を経ることにより全ての色に対して一定電圧(この
場合は3ボルト)まで引き上げた後、中央処理装置34
に導入することができるようになっている。
【0029】中央処理装置34には、出力装置36が連
結されており、被検査物4の表面欠陥部分の異常出力を
出力することができるようになっている。AGC回路と
して、全ての色の出力電圧が一定電圧レベルである3ボ
ルトとなるようなものを用いた。
【0030】図4に示すように、被検査物としての白色
とダークブルーの間の各色のフィルム4に対して蛍光灯
光源32から光線を当ててその反射光をCCDカメラ3
3で捕らえ、得られた出力電圧(ボルト)を、AGC回
路37を経て中央処理装置34に導入した。
【0031】AGC回路にて、全ての色の出力を3ボル
トまで引き上げて、色間差に起因する出力電圧差をキャ
ンセルした出力となし、この出力を中央処理装置34に
導入して、しきい値(良品サンプルと欠陥サンプルの出
力電圧から決定した上限のしきい値、この場合は5ボル
ト)に基づいて判定し、フィルムの表面欠陥部分の異常
出力を出力装置に出力した。
【0032】実施例1で作成した上記各色のフィルムに
ついて測定したところ、上記各色のフィルムの表面欠陥
は、全て表面欠陥として認識されていることが確認され
た。
【0033】
【発明の効果】本発明1の表面欠陥検査装置は、上記の
如き構成を有しているので、例えば、装飾用シート等の
ように様々な色品種を要求される製品の表面欠陥の検出
において、各色のしきい値を簡単に求めることができ、
色に関係なく同一レベルの表面欠陥検査ができるものと
なっている。また、本発明2の表面欠陥検査装置は、上
記の如き構成とされているので、例えば、装飾用シート
等の様々な色品種を要求される製品の表面欠陥の検出に
おいて、各色毎にしきい値を測定し、色毎に変更するこ
となく、ただ1つのしきい値で色に関係なく同一レベル
の表面欠陥検査ができるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】式(1)中のΣの例としての、蛍光灯光源から
の照射光および白フィルムでの反射光の各波長における
分光エネルギー分布、および各波長におけるCCDの相
対感度を図示したグラフである。
【図2】CCDカメラで実際に測定した様々な色の被検
査物の出力電圧(V)と、各色の反射による全光線の総
和(Σ)との関係を示したグラフである。
【図3】実施例1で使用した表面欠陥検査用の装置、及
び表面欠陥検査装置を説明する模式図である。
【図4】実施例2で使用した表面欠陥検査用の装置、及
び表面欠陥検査装置を説明する模式図である。
【符号の説明】
1,3 装置 2,4 被検査物 11,31 ローラ 12,32 蛍光灯光源 13,33 CCDカメラ 14,34 中央処理装置 15 外部入力装置 16,36 出力装置 37 AGC回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光線を被検査物に当てて、その透過光も
    しくは反射光をCCDカメラで捕らえ、得られた画像信
    号を変換した出力電圧もしくは更に微分、積分処理され
    た出力電圧を中央処理装置に導入して、上記中央処理装
    置内で外部入力装置から送信される被検査物の各色に対
    応したしきい値と上記出力電圧とを比較することによ
    り、被検査物の表面欠陥部分の異常出力を発見し、出力
    装置に出力する表面欠陥検査装置において、 上記しきい値を設定する際に、予め各色と出力電圧との
    関係を下式(1) V=kΣ+a ・・・(1) 〔但し、V:被検査物の出力電圧、k:比例定数、Σ:
    全光線の総和(光源の分光エネルギー分布×被検査物の
    色の分光反射率×CCDの相対感度)、a:V切片をそ
    れぞれ示す〕から求めておき、更にこれに基準となる色
    の出力電圧と、被検査物の色の出力電圧との相対比を乗
    ずることにより、全ての色のしきい値を個々に設定する
    ことを特徴とする表面欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】 光線を被検査物に当てて、その透過光も
    しくは反射光をCCDカメラで捕らえ、得られた画像信
    号を変換した出力電圧もしくは更に微分、積分処理され
    た出力電圧を、オートゲインコントロール回路に導入す
    ることにより全ての色の出力電圧を自動的に一定電圧レ
    ベルまで引き上げて色間差に起因する出力電圧差をキャ
    ンセルした出力電圧となし、中央処理装置に導入してし
    きい値と比較して判定することにより、被検査物の表面
    欠陥部分の異常出力を発見し、出力装置に出力する表面
    欠陥検査装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009047940A1 (ja) * 2007-10-12 2009-04-16 Osaka Sangyo University 異物検出装置、異物検出方法、及びコンピュータプログラム
JP2014089156A (ja) * 2012-10-31 2014-05-15 Toyota Motor Corp 外観検査方法
CN111007076A (zh) * 2018-10-05 2020-04-14 柯尼卡美能达株式会社 图像检查装置、图像检查方法以及图像检查程序

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CN111007076B (zh) * 2018-10-05 2022-08-23 柯尼卡美能达株式会社 图像检查装置、图像检查方法以及记录介质

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