JPH10318938A

JPH10318938A - 表面検査装置

Info

Publication number: JPH10318938A
Application number: JP9130054A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yoshida; 田清吉; Yutaka Suzuki; 木裕鈴; Kiyoshi Akutagawa; 川清芥
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-12-04
Anticipated expiration: 2017-05-20
Also published as: JP3271549B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被検査面が複雑な曲面の場合において、ゴミ
ブツ及びハジキ等の凹凸欠陥を検出できるようにする。【解決手段】自動車のボディ５に光を照射し、ボディ
５表面からの反射光に基づいて受光画像を形成し、この
受光画像に基づいてボディ５上に存在する欠陥を検出す
る表面検査装置において、自動車ボディを囲むような門
型形状に配置された光源１０１を含みかつボディ５上に
ピッチ幅の異なる部分を合わせ持つ複合型明暗ストライ
プパターン１０５を形成する照明手段１と、自動車ボデ
ィを囲むような門型形状に配置固定されかつボディ面か
らの反射光に基づいて複数の受光画像を形成する複数の
ＣＣＤカメラ３と、自動車ボディを所定速度にて搬送す
る搬送コンベア８と、ボディ５が照明手段１及びＣＣＤ
カメラ３に囲まれる領域を通過する際に、ＣＣＤカメラ
３により得られる受光画像に基づいて被検査面上の欠陥
を検出しその検出情報を出力する検査処理手段４とを設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は、被検査物体の表面、例
えば、自動車ボディの塗装面における凹凸等のような表
面欠陥を検査する表面検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の表面検査装置としては、例えば、
特開昭６４−３８６３８号公報等に示されたものがあ
る。

【０００３】同公報に開示の表面検査装置は、被検査面
に光の帯を形成し、この光の帯を被検査面上で移動さ
せ、その反射像を連続かつ段階的に記録し、最終的にこ
れら部分的な像の記録を全体像に編集し、被検査面上の
欠陥及びこの欠陥の座標情報を出力するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の表面検査装置においては、以下の如き問題が
あった。

【０００５】例えば、自動車のボディ（車体）塗装面の
欠陥検査において、車体の曲面領域では光の帯（光バン
ド）の反射方向が曲率に応じて変化するため、この反射
像が常にビデオカメラのイメージセンタに映し出される
ような制御が必要となり、又、車体の曲面は、部位や車
種毎に異なるため、上述の制御はより複雑なものとな
る。

【０００６】また、欠陥の検出は、光バンドの反射像に
おいて、暗部又は光バンドにおける像の輪郭変化として
現れることを利用するものであるが、それを自動的に検
出する方法や装置については何等確立されていない。

【０００７】また、現状の自動塗装ラインにおいて発生
する塗装欠陥の種類は、ゴミブツ欠陥等の一般的な凹凸
欠陥（比較的高角度な欠陥）だけでなく、緩い角度の凹
凸欠陥も発生するため、これらの欠陥を同時に検出する
ことは非常に難しいのが現状である。

【０００８】本発明は、上記の如き課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、被検査面が複
雑な曲面であっても、表面欠陥を自動的にかつ精度よく
検出することができ、又、ゴミブツ欠陥等の一般的な凹
凸欠陥（比較的高角度な欠陥）だけでなく、ハジキ等の
緩い角度の凹凸欠陥も同時に精度良く検出することがで
きる表面検査装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
表面検査装置は、被検査物体の被検査面に光を照射し、
被検査面からの反射光に基づいて受光画像を形成し、前
記受光画像に基づいて被検査面上に存在する欠陥を検出
する表面検査装置であって、被検査物体を囲むような門
型形状に配置された光源を含みかつ被検査面上に所定の
明暗パターンを形成する照射手段と、被検査物体を囲む
ような門型形状に配置固定されかつ被検査面からの反射
光に基づいて複数の受光画像を形成する撮像手段と、被
検査物体を所定速度にて搬送する搬送手段と、被検査物
体が前記照明手段及び撮像手段に囲まれる領域を通過す
る際に、前記撮像手段により得られる受光画像に基づい
て被検査面上の欠陥を検出しその検出情報を出力する検
査処理手段とを有する構成となっている。

【００１０】本発明の請求項２に係る表面検査装置は、
前記撮像手段が複数のＣＣＤＤカメラからなる構成とな
っている。

【００１１】本発明の請求項３に係る表面検査装置は、
前記検査処理手段が、撮像手段により得られた受光画像
の画像情報における空間周波数成分のうち所定レベル以
上の高周波数成分のみを抽出する画像処理手段と、前記
画像処理手段により処理されかつ同一の撮像手段により
撮像された時間的に異なる画像情報から被検査物体の移
動量及び移動方向と所定条件下で一致する画像情報を追
跡して検出する追跡処理手段とを有する構成となってい
る。

【００１２】本発明の請求項４に係る表面検査装置は、
前記検査処理手段が、撮像手段により得られた受光画像
の画像情報における空間周波数成分のうち複数のタイプ
の明暗パターンに対応する各々の所定レベル以上の高周
波数成分を同時に抽出する画像処理手段と、前記画像処
理手段により処理されかつ同一の撮像手段により撮像さ
れた時間的に異なる画像情報から被検査物体の移動量及
び移動方向と所定条件下で一致する画像情報を追跡して
検出する追跡処理手段とを有する構成となっている。

【００１３】本発明の請求項５に係る表面検査装置は、
前記画像処理手段が、撮像手段により得られた明暗パタ
ーンを有する画像情報に対してエッジ検出処理を行いか
つ所定輝度レベル以上の成分のみを抽出するべく、エッ
ジ検出処理した処理画像情報におけるエッジ輝度レベル
に関する物理量に基づいて所定の演算を行いしきい値を
算出する第１のしきい値算出手段と、エッジ検出処理し
た処理画像情報に発生するノイズに関する物理量に基づ
いて所定の演算を行いしきい値を算出する第２のしきい
値算出手段と、前記第１及び第２のしきい値算出手段に
より算出された各々のしきい値に基づいて二値化処理を
行う二値化処理手段とを有する構成となっている。

【００１４】本発明の請求項６に係る表面検査装置は、
前記二値化処理手段が、撮像手段により得られた複数の
タイプの明暗パターン領域を有する画像情報において、
明暗パターンのピッチ幅を算出して所定値と比較し、前
記明暗パターンが複数のタイプの明暗パターンのいずれ
の領域に含まれるかを判定する二値化領域判定手段と、
前記二値化領域判定手段により判定された分割領域に対
して前記第１及び第２しきい値算出手段により算出され
た各々のしきい値を適用し同時に二値化処理を行う分割
型二値化処理手段とを有する構成となっている。

【００１５】本発明の請求項７に係る表面検査装置は、
前記二値化処理手段は、撮像手段により得られた複数の
タイプの明暗パターン及び非検査面領域を有する画像情
報において、明暗パターンのピッチ幅を算出して複数の
所定値と比較し、前記明暗パターンがいずれの領域に含
まれるかを判定する二値化領域判定手段と、前記二値化
領域判定手段により判定された分割領域に対して前記第
１及び第２しきい値算出手段により算出された各々のし
きい値及び非検査面領域用の所定しきい値を適用し同時
に二値化処理を行う分割二値化処理手段を有する構成と
なっている。

【００１６】本発明の請求項８に係る表面検査装置は、
前記検査処理手段が、被検査物体が前記照明手段及び撮
像手段により囲まれる領域を通過し始めた時点で検査を
開始しかつ通過し終った時点で検査を終了する判定を行
う検査開始終了判定手段と、前記検査開始終了判定手段
により判定された検査開始時点を基準として被検査物体
の移動量を測定する移動量測定手段とを備え、前記検査
開始終了判定手段及び移動量測定手段により得られた情
報に基づき前記追跡処理手段により検出された画像情報
の被検査面上における位置を算出し、その算出結果を被
検査物体の展開図上に表示する構成となっている。

【００１７】本発明の請求項９に係る表面検査装置は、
前記被検査物体の展開図が、被検査物体に対する前記撮
像手段の取付角度及び画角に基づいて描かれている構成
となっている。

【００１８】本発明の請求項１０に係る表面検査装置
は、前記照明手段の光源からの光を明暗パターンの拡散
光による面照明として被検査面に照射させるような所定
の明暗パターンを有する光拡散シートが前記光源と被検
査物体との間に設けられている構成となっている。

【００１９】本発明の請求項１１に係る表面検査装置
は、前記光拡散シートに形成される明暗パターンが、幅
狭の明暗ストライプパターンと幅広の明暗ストライプパ
ターンを有する複合型明暗ストライプパターンである構
成となっている。

【００２０】本発明の請求項１２に係る表面検査装置
は、前記光拡散シートに形成される明暗パターンが、連
続的にピッチ幅が変化する連続変化ピッチ型明暗ストラ
イプパターンである構成となっている。

【００２１】本発明の請求項１３に係る表面検査装置
は、前記照明手段の光源からの光を明暗パターンの拡散
光による面照明として被検査面に照射させるような所定
の明暗パターンを有する複数の光拡散シートが前記光源
と被検査物体との間に設けられ、前記複数の光拡散シー
トには、ピッチ幅の狭い明暗ストライプパターンを有す
る光拡散シート及びピッチ幅の広い明暗ストライプパタ
ーンを有する光拡散シートが含まれる構成となってい
る。

【００２２】本発明の請求項１４に係る表面検査装置
は、前記光拡散シートが、被検査物体を囲むような門型
形状をなしかつ前記照明手段の光源に対して相対的に移
動可能なシートガイドに張設されている構成となってい
る。

【００２３】本発明の請求項１５に係る表面検査装置
は、被検査物体の移動方向に直交する方向に配列された
前記複数のＣＣＤカメラの視野は、被検査面の横断面輪
郭に沿う連続した帯状をなし、前記ＣＣＤカメラでの受
光画像における水平又は垂直方向と被検査物体の移動方
向とが一致している構成となっている。

【００２４】本発明の請求項１６に係る表面検査装置
は、隣接するＣＣＤカメラ同士の視野が、お互いに所定
領域だけオーバーラップしている構成となっている。

【００２５】本発明の請求項１７に係る表面検査装置
は、前記ＣＣＤカメラの調整が、被検査物体の横断面輪
郭に略適合した形成をなし、かつ、表面に所定の間隔で
点、線、格子線のうち少なくともいずれか１つの参照パ
ターンが描かれた参照モデルを用いて行われる構成とな
っている。

【００２６】本発明の請求項１８に係る表面検査装置
は、前記参照モデルが、被検査物体の最も大きい横断面
輪郭に略適合した形状である構成となっている。

【００２７】本発明の請求項１９に係る表面検査装置
は、前記参照モデルの表面地の色が、被検査面の最も反
射率の高い塗装色と同一である構成となっている。

【００２８】本発明の請求項２０に係る表面検査装置
は、前記ＣＣＤカメラの調整が、被検査面の最も反射率
の高い塗装色と同一色で塗装されかつカメラの視野より
も大きいテストピースを前記参照モデルの表面上に配置
して行う構成となっている。

【００２９】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る表面検査装置に
よれば、移動する被検査物体の表面に明暗パターンを照
射形成し、この明暗パターンが映し出された被検査面を
撮像して、得られる受光画像に基づいて被検査面上の欠
陥を自動的にかつ精度良く検出することができる。ま
た、被検査面が複雑な曲面であっても、表面上の欠陥を
自動的かつ精度良く検出することができる。

【００３０】本発明の請求項２に係る表面検査装置によ
れば、撮像手段としてＣＣＤカメラを用いることによ
り、装置全体をコンパクトに構成することができ、か
つ、高精度な撮像画像を得ることができる。

【００３１】本発明の請求項３に係る表面検査装置によ
れば、被検査物体の表面にある欠陥をより迅速にかつよ
り高精度に検出することができる。

【００３２】本発明の請求項４に係る表面検査装置によ
れば、被検査物体の表面にある種々のタイプの欠陥をよ
り迅速にかつより高精度に検出することができる。

【００３３】本発明の請求項５に係る表面検査装置によ
れば、得られた画像情報において、被検査物体の表面に
ある欠陥情報と信号処理において発生するノイズとを明
確に識別して、高精度に欠陥を検出することができる。

【００３４】本発明の請求項６に係る表面検査装置によ
れば、得られた画像情報を処理して欠陥を検出する際の
検出処理の効率化が達成され、より短時間で欠陥を検出
することができる。

【００３５】本発明の請求項７に係る表面検査装置によ
れば、請求項６の効果に加えて、誤検出が防止でき、よ
り高精度に欠陥を検出することができる。

【００３６】本発明の請求項８に係る表面検査装置によ
れば、必要最小限の検査処理により表面欠陥を迅速かつ
高精度に検出することができると共に、被検査物体の展
開図上において表面欠陥を容易に認識することができ
る。

【００３７】本発明の請求項９に係る表面検査装置によ
れば、請求項８の効果に加えて、被検査物体の展開図上
における表面欠陥の位置をより高精度に表示することが
できる。

【００３８】本発明の請求項１０に係る表面検査装置に
よれば、被検査物体の被検査面上に明暗パターンを正確
に形成することができ、表面欠陥を容易かつ高精度に検
出することができる。

【００３９】本発明の請求項１１ないし１３に係る表面
検査装置によれば、ゴミブツ等の比較的高角度な凹凸欠
陥だけでなく、緩い角度の凹凸欠陥をも、高精度に検出
することができる。

【００４０】本発明の請求項１４に係る表面検査装置に
よれば、シートガイドを照明手段から離れた位置に移動
させることで、例えば照明手段の光源を交換する際に、
その交換作業を容易に行うことができる。

【００４１】本発明の請求項１５及び１６に係る表面検
査装置によれば、検査精度をさらに向上させることがで
きると共に、被検査面全体を隙間なく検査することがで
きる。

【００４２】本発明の請求項１７に係る表面検査装置に
よれば、参照モデルの採用によって、撮像手段の調整を
より容易にかつ迅速に行うことができる。

【００４３】本発明の請求項１８に係る表面検査装置に
よれば、請求項１７の効果に加えて、検査精度をより一
層向上させることができる。

【００４４】本発明の請求項１９に係る表面検査装置に
よれば、撮像手段の調整の効率化を達成することができ
る。

【００４５】本発明の請求項２０に係る表面検査装置に
よれば、参照モデルの表面を塗装することができないよ
うな場合に、撮像手段の調整を効率良く行うことができ
る。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００４７】図１は、本発明に係る表面検査装置の一実
施例を示す正面図であり、自動車の塗装面の欠陥検査を
例にとった場合を示すものである。図１に示すように、
ボディ５の横断面輪郭にほぼ適合するように円弧形状に
形成された照明手段としてのアーチ（門）型照明装置１
は、被検査面上に所定の明暗パターンを映し出すよう構
成されている。また、その明暗パターンは、緩い欠陥
（低角度）を検出するための狭い明暗パターンと、一般
的な凹凸欠陥（高角度な欠陥）を検出するための広い明
暗パターンとを合わせて持つ複合型明暗パターンとして
形成されている。また、照明手段とほぼ同一形状をなし
て併設された固定手段２には、撮像手段としての複数の
ＣＣＤカメラ３が固定されており、明暗パターンが投写
された被検査面を撮像するように、所定の位置に各々配
置されている（図１では１つのＣＣＤカメラ３を示
す。）さらに、これらＣＣＤカメラ３は、これらにより
得られる受光画像に基づいて被検査面上の欠陥を検出し
かつその結果を出力する検査処理手段４に接続されてい
る。この検査処理手段４は、画像処理（強調）部４１、
追跡処理部４２、ホストコンピュータ４３で構成されて
いる。また、画像処理部４１は、図２に示すように、エ
ッジ検出部１３と、エッジを検出処理した画像中のスト
ライプパターン境界部のエッジ輝度レベルに関する物理
量に基づいて所定の演算を行い所定のしきい値を算出す
る第１のしきい値算出部１４、そのしきい値より二値化
処理を行う第１の二値化処理部１６、さらに、エッジ検
出処理した画像に発生するノイズ（明暗ストライプパタ
ーンのエッジを除く）に関する物理量に基づいて所定の
演算を行い所定のしきい値を算出する第２のしきい値算
出部１５、そのしきい値より二値化処理を行う第２の二
値化処理部１７、輝度レベルの高い明暗ストライプパタ
ーンの幅を算出し、複数の所定値との比較からストライ
プのピッチ幅が狭い領域か広い領域か又は非検査面領域
であるかを判定する二値化領域判定部１８等で構成され
ている。

【００４８】さらに、検査処理手段４で検出された欠陥
検出結果は、図１に示すように、プリンター１０で出力
される。

【００４９】一方、台車６に載せられたボディ５は、レ
ール７上の搬送コンベア８によって、照明手段１及びＣ
ＣＤカメラを固定する固定手段２の中を移動し、その時
点で検査処理手段４により所定の処理が行われ、被検査
面であるボディ５の塗装面の欠陥検出検査が行われる。

【００５０】図３は、本装置の概略平面図である。図３
に示すように、照明手段１と固定手段２との位置関係
は、ボディ５の搬送方向（図中の矢印の方向）に対して
垂直に設置され、かつ、アーチ型を形成している。ＣＣ
Ｄカメラ３は、カメラ取付位置及び角度が自在に調整で
きるような構造（図示せず）をした調整固定治具３´を
介して、固定手段２（以下カメラスタンドと称す）に対
して所定の位置及び角度に配置固定されている。

【００５１】図４は、本装置の概略側面図である。図４
に示すように、ボディ５は車輪６´を備える台車６に載
せられ、レール７上の搬送コンベア８（図示せず）によ
り、照明手段１及びカメラスタンド２の中を移動する。

【００５２】ここで、本発明に係る表面検査装置の一部
を構成する照明手段１について説明する。

【００５３】上記照明手段１の形状は、図１に示すよう
に、被検査物体（本実施例ではボディ５）の搬送方向に
直角な方向での横断面輪郭にほぼ適合した形状である。
このような形状とすることにより、照明手段１の光照射
面から被検査物体の表面までの距離が、部位にかかわら
ずほぼ一定となり、よって照明手段１からの光が被検査
物体の表面に斑なくほぼ均一に照射される。

【００５４】次に、照明手段の構造について説明する。

【００５５】照明手段１は、光源の光を被検査面に無駄
なくかつ斑なく照射するために、光源の裏側に白色もし
くは光を拡散反射するよう表面処理された背面板を有
し、この背面板に複数の光源がほぼ等間隔に取り付けら
れた構造となっている。図５及び図６は、その一実施例
を示すものである。

【００５６】図５に示すように、Ｕ字管タイプの蛍光灯
１０１が、背面板１０２にほぼ等間隔に取付られてい
る。また、この蛍光灯１０１は、１つの背面板１０２の
被検査物体側に２列計４本取り付けられ、その裏側に蛍
光灯１０１を高周波点灯させる電源１０７（図８参照）
が取り付けられて照明ユニット１０４を形成している。
このような照明ユニット１０４を図６に示すようなアー
チ形状をした支柱１０３に隙間無く取り付けることによ
り、上記照明手段１が実現できる。

【００５７】次に、照明手段における明暗パターンの形
成手法について説明する。

【００５８】図７は、光拡散シートとしての明暗パター
ンシート１０５及びシートガイド１０６の構成を示す斜
視図であり、図８は、照明手段を構成する部品の位置関
係を説明するための概略断面上視図である。

【００５９】図７に示すように、明暗パターンシート１
０５は、光を拡散する作用を持ち、かつ、被検査物体の
横断面輪郭形状に沿うように容易に変形できるような、
例えばシート状のものに、例えば艶消し黒色のマスキン
グテープのようなもので所定の明暗パターンが施された
ものである。光を拡散する理由は、ボディ５がメタリッ
ク塗装されるような場合に、メタリックの光輝材の影響
を抑えるためである。さらに、明暗パターンシート（拡
散シート）１０５は、狭い明暗ストライプパターンと広
い明暗ストライプパターンを合わせて持つ複合型明暗ス
トライプパターンとして形成されている。

【００６０】また、拡散シート１０５がしわの生じ易い
材質でかつこのしわによって陰や照明斑が発生する場合
は、図７に示すように、拡散シート１０５を下方から支
え、かつ、被検査物体の横断面輪郭形状に張るためのシ
ートガイド１０６を用いることで、上述しわの発生を抑
えることができる。このシートガイド１０６は、艶消し
黒色に塗装されており、シートガイドの支柱は、拡散シ
ート１０５の明暗パターンの暗部内に重なるような間隔
となっている。拡散シート１０５とシートガイド１０６
とは，この支柱部分で艶消し黒色のボルト、ナット、ワ
ッシャ等を用いて固定されている（不図示）。

【００６１】さらに、シートガイド１０６には、図７に
示すように、キャスター１０６´が取り付けられてお
り、拡散シート１０５を張った状態で移動ができる構造
となっている。故に、図６に示すように、照明手段１に
対して移動可能であれば、図９に示すように、シートガ
イド１０６（図中点線）は照明手段１とは別個に独立し
て移動できるので（図中矢印）、例えば照明手段１の蛍
光灯１０１を交換する際に、その交換作業が容易に行え
る。なお、上記照明手段の構成は本実施例に限定される
ものではない。

【００６２】明暗パターンの他の実施例としては、図１
０に示すように、ピッチ幅の狭い明暗ストライプパター
ンから順次ピッチ幅の広い明暗ストライプパターンへ連
続的に変化する連続変化ピッチ型の明暗ストライプパタ
ーンを構成する光拡散シート２０５を採用することがで
きる。

【００６３】次に、撮像手段を固定する固定手段につい
て詳細に説明する。

【００６４】図１１は、固定手段としてのカメラスタン
ド２の概略図を示すものであり、図１２は，カメラの視
野を説明する図である。

【００６５】図１１に示すように、カメラスタンド２
は、ボディ５の横断面輪郭形状にほぼ沿った形状であ
る。これは、カメラ３からボディ５の表面までの距離を
全てのカメラでほぼ一定にするためであり、その結果、
全てのカメラでの視野の大きさがほぼ同一となる。ボデ
ィ５の形状に応じて上述距離の細かい調整やカメラの向
きの調整を行う場合は、カメラスタンド２の所定位置に
固定された調整固定治具３´を調整することにより行わ
れる。調整固定治具３´でも調整できないような場合、
例えば、ボディ５のフード部５ｈ（ボンネット）とルー
フ部５ｒ（天井）といった高さの大きく異なる面では、
レンズの焦点距離を変えてカメラ視野の大きさを調整し
てもよい。

【００６６】さらに、図１２に示すように、各々隣合う
カメラ３同士の視野は、所定の大きさ以上でオーバーラ
ップした帯状となるように調整されている。上記のよう
に、フード部５ｈとルーフ部５ｒでは高さが大きく異な
るが、図からも明らかのように、これらの部位は、同一
のカメラ３で同時に検査されることはないので、図１１
に示すようにフード用（上段列のカメラ３）及びルーフ
用（下段列のカメラ３）と、カメラを切り換えて各々調
整してもよい。カメラ３の切り換え位置Ｌｆ，Ｌｒは、
図１２に示すような検査の必要のない前後ウィンドウ部
５ｗｆ，５ｗｒが適当である。このとき、ルーフ用カメ
ラの視野は、他の側面用カメラ及びフード用カメラと同
様に、ルーフ部で帯状となる。

【００６７】また、上記カメラ視野のオーバーラップ
は、図１２の斜線部３０１のような領域であるが、オー
バーラップ量が大きいほどカメラの台数が増加してしま
う。従って、検出したい欠陥の最小の大きさから画像の
分解能、つまりカメラ１台あたりの視野の大きさを決定
し、その視野の大きさから被検査面全面を検査するのに
必要なおよそのカメラの台数を決定し、最終的にオーバ
ーラップ量を決定すればよい。

【００６８】図１２に示すように、長方形で表した各々
のカメラ視野３０２は、カメラ受光画像中をボディ５が
水平もしくは垂直方向に移動するような向きに、斜めに
なることなく固定される。

【００６９】次に、被検出物体を搬送する搬送手段につ
いて説明する。

【００７０】図１３は、搬送手段を説明するための概略
側面図である。図１３に示すように、搬送コンベア８
は、チェーン８ａ、駆動スプロケット８ｂ、パルスジェ
ネレータ８ｃ、フック８ｄ，８ｅ等により構成される。
パルスジェネレータ８ｃは、駆動スプロケット８ｂの回
転量情報を検出するものであり、ここで得られた情報は
ホストコンピュータ４３に送られる。台車６の下部の爪
６ａには、フック８ｄ，８ｅが引っ掛かっており、駆動
スプロケット８ｂが矢印の方向に回転することにより、
チェーン８ａが駆動しボディ５が搬送される。よって、
爪６ａとフック８ｄ，８ｅとの間に隙間がなければ、チ
ェーン８ａ及び駆動スプロケット８ｂの移動量とボディ
５の移動量とはほぼ一致する。

【００７１】従って、台車６に載せられたボディ５は、
搬送コンベア８により、レール７に沿う方向において上
記のような位置に設置及び固定された照明手段１、及び
ＣＣＤカメラ３が取り付けられたカメラスタンド２の中
を低速度でかつ振動することなくスムーズに移動し、そ
れと同時に、検査処理手段４により、以下に説明する手
順でボディ塗装面上の欠陥が自動的に検出される。

【００７２】次に、撮像手段により得られる受光画像に
基づいて被検査面上の欠陥を検出しその結果を出力する
検査処理手段について説明する。図１４及び図１５は、
塗装面における一般的な凹凸欠陥（比較的高角度）を検
出するための画像処理手段４における画像処理例及び処
理フローの一例を示すものである。

【００７３】上記照明手段によって明暗パターンの映し
出された被検査面をＣＣＤカメラ３で撮像すると、図１
４（ａ）のようになる。この原画像において、凹凸状の
欠陥部では光が乱反射するため、図のように明パターン
１４１では暗部１４３となり現れる。同様に欠陥が暗パ
ターン１４２にある場合は、明部となり現れる。

【００７４】この原画像に対して、微分等のエッジ検出
処理を行い所定のしきい値で２値化すると、図１４
（ｂ）に示すように、画像において輝度変化のあった領
域つまり空間周波数の高い領域１４４が白、それ以外の
部分１４６が黒となった２値画像が得られる。

【００７５】次に、この２値画像の白画素に対して、ラ
ベリング（番号付け）及び面積／重心計算を行う。２値
画像の白画素において欠陥は孤立点として現われ、明暗
パターンの境界線１４４は画面の上下を横切るような大
きな物体となることから、所定の判定値で面積判定を行
い面積の小さい孤立点のみを抽出すると、図１４（ｃ）
に示すような画像となる。

【００７６】ここで、ゆず肌といった欠陥にはならない
塗装面上の凹凸があると、図１４（ｃ）に示すように、
欠陥１４３と共に孤立点１４５（以下、これをノイズと
称す）として抽出される場合がある。

【００７７】また、図１６は、上記図１４及び図１５で
示した塗装面における一般的な凹凸欠陥（比較的高角
度）の検出と同時に、緩い凹凸欠陥をも検出するための
画像処理（強調）フローの一例を示すものである。

【００７８】ここで、一般的な凹凸欠陥（比較的高角度
の欠陥）の検出は、上記図１４及び図１５に示すものと
同様であるので省略する。上記照明手段によって明暗パ
ターンの映し出された被検査面をＣＣＤカメラ３で撮像
すると、図１７（ａ）のようになる。この原画像におい
て、緩い凹凸状の欠陥部では光の乱反射（角度）が小さ
いため、この緩い凹凸状の欠陥部を明暗パターンの中央
で検出するのは難しい。

【００７９】一方、１７（ａ）に示すような明暗パター
ン境界部では、明暗縞の位置関係から反対側の縞パター
ンを反射することができるため、微分等のエッジ処理画
面ではこの境界上の欠陥は、図１７（ｂ）に示すように
高い輝度点となる。この微分画面にて、算出により得ら
れた明暗パターン境界部の輝度平均＋ａのしきい値を用
いて二値化処理を行うと、図１７（ｃ）に示すように、
輝度変化大の領域つまり空間周波数の高い領域（欠陥）
が白、明暗パターン境界部を含むそれ以外の部分が黒と
なる二値画像が得られる。この二値画像の白画素に対し
て、ラベリング（番号付け）及び面積／重心計算を行
う。二値画像の白画素において、欠陥は孤立点であるた
め、所定の判定値で面積判定を行い面積の小さい孤立点
のみを抽出すると、図１７（ｄ）のような画像となる。

【００８０】ここで、上記図１６及び図１７で示した画
像処理（強調）手段の二値化領域判定部及び分割二値化
処理部の例について説明する。

【００８１】二値化領域判定部は、図１８及び図１９に
示すように、明暗ストライプ原画像を明部または暗部の
ピッチ幅の狭い領域（小ピッチ）と広い領域（大ピッ
チ）とに判定分割し、狭い領域は上記で算出されたしき
い値２、広い領域は同じく上記で算出されたしきい値１
を用いて二値化処理を行う。これにより、検出処理の効
率化が達成される。また、上記の明暗ストライプの原画
像において背景等の非検査面がある場合は、図２０に示
すように、明暗ストライプのピッチ幅Ｌが、所定値Ｌ_０
以上の場合には、不要な領域と判断して所定のしきい値
３を適用し、所定値Ｌ_１以下の場合には、狭い領域と判
断して上記で算出されたしきい値２を適用し、Ｌ_０＞Ｌ
＞Ｌ_１の場合は、広い領域と判定して上記で算出された
しきい値１を適用して二値化処理する。これにより、誤
検出が防止できる。

【００８２】ここで、明暗ストライプパターンをピッチ
幅の狭い領域と広い領域とに分割するＸ軸座標Ｘ_０とし
ては、ｎ個のＹ軸上の座標Ｙ_１，Ｙ_２，…，Ｙｎにおい
て、ピッチ幅ＬがＬ_０以上となるｎ個のＸ軸上の座標Ｘ
_１０，Ｘ_２０，…Ｘｎ_０を求め、次式（１）に代入して
得られたその平均値Ｘ_０を適用する。

【００８３】以上により得られた処理データから欠陥のみを抽出する
ための追跡処理４２を図１５及び図２１を用いて説明す
る。上記のような画像強調手段において、孤立点を抽出
する処理を時間的に連続して行うと、その結果得られる
面積判定画像は図２１（ａ）〜（ｆ）のようになり、こ
れらを重ねると図２１（ｇ）のようになる。

【００８４】つまり、カメラ及び照明手段は固定されて
おり、一方、被検査物体であるボディ５は移動するの
で、カメラ画像においてボディ表面にある欠陥２１１
は、ボディの移動に応じて図２１（ｇ）の矢印の方向に
移動するが、ノイズ２１２はボディ５の移動とは無関係
にランダムに発生する。

【００８５】よって、時間的に異なる連続した面積判定
画像から、ボディ５の移動量及び移動方向と所定の条件
で一致するものが、最終的に欠陥２１１と判断できる。
画像における欠陥２１１の移動方向は、カメラ３に対し
てボディ５がどのような方向で通過するかによって決定
されるため、本実施例のようにカメラ３の位置が固定さ
れかつボディ５の搬送方向が常に同じであるならば、各
カメラ毎に決定できる。

【００８６】さらに、カメラ３の視野が、ボディ５の搬
送方向に平行に設定されていれば、欠陥は画像中の水平
方向もしくは垂直方向に移動することになる。本実施例
では、図２１（ｇ）に示すように、欠陥２１１が画像中
を真横（矢印）に移動するような向きに、カメラ３が固
定されているものとする。

【００８７】このようにして得られた時間的に異なる連
続した画像において、まず初めに、各々の画像の白画素
におけるＹ方向（画面の縦方法）の重心座標の比較を行
う。上記のように、欠陥２１１は画像中を真横に移動す
るため、２つの画像間でＹ方向の重心座標がほぼ同じ白
画素があれば、その白画素が欠陥２１１である可能性が
高いと判断できる。従って、この白画素を欠陥候補とし
てメモリに記憶しておく。

【００８８】次に、上記欠陥候補中の白画素において、
２つの画像間のＸ方向の重心座標の差が、画像における
移動画素数を表わし、その配列方向が移動方向を表わす
ので、これらとボディ移動量から算出した実移動画素数
及び画像におけるボディ５の移動方向とを比較し、それ
らの差が、所定の範囲内（一致しているものとみなす範
囲内）にあれば、その白画素が欠陥である可能性がさら
に高いと判断できる。従って、その白画素の時間的に新
しいＸ，Ｙ重心座標をメモリに記憶しておく。

【００８９】上記のような一連の処理を繰り返し行い、
１つの白画素において、上記比較の結果一致する回数が
所定の回数以上になった場合、その白画素を欠陥と判定
し（図１５中の欠陥判定）、欠陥リストに最終的な重心
座標及び面積を書き込み記憶する。

【００９０】追跡処理手段４２は、上記のような処理を
ボディ５がカメラ視野に映っている間連続して行い、ボ
ディ５が通過した後、上記欠陥リストをホストコンピュ
ータ４３に送る。

【００９１】上記実移動画素数Ｎは、次式（２）より算
出できる。

【００９２】Ｎ＝（ｔ×Ｖ×Ｌ）／Ａ・・・（２）ここで、ｔは画像間時間であり、比較する２つの時間的
に異なる画像間の時間差（例えば、０．１秒）で、本実
施例では画像強調処理の処理時間に相当する。これは、
追跡処理手段４２が画像強調手段４１からデータ（面積
判定後の面積／重心座標データ）を受け取る間隔を計数
すれば測定可能である。

【００９３】Ｖは、ボディ５の移動速度（例えば、１０
０ｍｍ／ｓｅｃ）であり、パルスジェネレータ８から送
られる駆動スプロケット８ｂの回転量情報に基づいてホ
ストコンピュータ４３により算出され、追跡処理手段４
２に随時送られる。

【００９４】Ｌは、画像サイズ、すなわち、画像におけ
るボディ５の移動方向の画素数であり、例えば、Ｘ×Ｙ
＝５１２×４８０の画素の画像で、ボディ５がＸ方向に
移動するならば、Ｌ＝５１２となる。

【００９５】Ａは、カメラの視野であり、具体的には、
被検査面におけるカメラの視野のボディ移動方向の寸法
である。例えば、被検査面において、１つのカメラ視野
３０２（図１２参照）が、Ｘ×Ｙ＝１２０ｍｍ×１００
ｍｍで、ボディ５がＸ方向に移動するならば、Ａ＝１２
０ｍｍとなる。

【００９６】ここで、上記画像間時間ｔ、ボディ移動速
度Ｖ及びカメラ視野Ａの関係について説明する。本実施
例では、ｔは画像強調処理時間に相当するが、時間ｔの
間にカメラ視野Ａを通過してしまうほど速度Ｖが速すぎ
ると、欠陥が存在する場合に、同一の欠陥が画像中に２
回以上出現しなくなり、上記追跡処理が成立しない。よ
って、欠陥が画像中に少なくとも２回以上映るように、
画像間時間ｔ、ボディ移動速度Ｖ及びカメラ視野Ａを設
定する必要がある。

【００９７】また、所定の時間間隔毎にタイマー割り込
みをかけて上記画像強調処理を実行すれば、画像間時間
ｔは一定となるため、上記各種の調整や演算が容易とな
る。なお、上記画像強調手段４１及び追跡処理手段４２
は、本実施例に限定されるものではない。

【００９８】上記のような検査処理により、ボディ１台
分の検査が終了すると、その欠陥検査結果に基づいて、
ボディ表面上の欠陥位置に対応するボディ展開図上の位
置にマーク、例えば丸印を表示する。この手順を以下に
説明する。

【００９９】先ず、被検査物体が、照明手段及び撮像手
段に囲まれる領域を移動する際に、その検査を開始する
時期及び終了する時期を判定する検査開始終了判定手段
について説明する。

【０１００】検査開始終了判定手段は、ボディ５の移動
を検出して各種検査処理の開始及び終了のタイミング
（図２２において、線Ｌｓは検査開始位置、線Ｌｅは検
査終了位置を示す）を判断するもので、例えば、透過型
光電スイッチをボディ５の搬送方向に対して垂直方向
に、かつ、ボディ５の先端及び後端が光電スイッチの光
を遮るような高さに、さらに、カメラ視野にボディ５の
先端が映る直前にボディ５が上記光電スイッチを遮るよ
うな位置に取付けることによって実現できる。

【０１０１】ボディ５及び台車６の相対的な位置関係が
既知であれば、上記光電スイッチを台車６に合わせて取
り付けても良い。

【０１０２】他の実施例としては、カメラ視野内にボデ
ィ５が入りカメラ画像にボディ５が映っているとき及び
ボディ５がなく背景が映っているときの画像の輝度の違
いを利用して、検査の開始及び終了のタイミングを判断
してもよい。なお、上記検査開始終了判定手段は、本実
施例に限定されるものではない。

【０１０３】次に、上述の手法により検出された検査開
始時点を基準として被検査物体の移動量を測定する移動
量測定手段について説明する。本実施例では、被検査物
体すなわちボディ５の移動量は、パルスジェネレータ８
ｃから得られる駆動スプロケット８ｂの回転情報及びホ
ストコンピュータ４３の内部クロック等の時間情報から
移動距離として算出することができる。

【０１０４】つまり、検査処理手段４（図１参照）は常
にボディ５の検査位置を把握することができ、これによ
り、上記追跡処理手段４２で検出された欠陥のボディ上
での位置が算出できる。従って、ホストコンピュータ４
３には、最終的に欠陥の面積／重心座標及びボディ上で
の位置情報がリストに記憶される。

【０１０５】上記一連の処理が各々のカメラ画像に対し
て実行され、上記検出した欠陥のリスト情報に基づい
て、例えば図２２に示されるような被検査物体（ボディ
５）の展開図における表示位置を算出してマークする。
図２２中のＹ軸方向における欠陥表示位置は、各々のカ
メラ視野の大きさ及びカメラ位置が既知であり、かつ、
上記のように画像中を移動する欠陥のＹ軸方向の重心座
標がほとんど変化しないことから、展開図の縮尺度が決
まれば容易に算出できる。同様に、Ｘ軸方向における欠
陥表示位置は、図２２中の検査開始位置Ｌｓを基準とし
て、ボディ５の移動量から算出できる。このように、欠
陥位置にマークを表示した展開図は、例えば、モニター
やプリンターなどの出力装置に出力される。

【０１０６】次に、異なるピッチの明暗ストライプパタ
ーンを備えた光拡散シートを複数（本実施例では２個）
有する場合の実施例について、図２３及び図２４に基づ
き説明する。この実施例では、図２３に示すように、被
検査面を撮像する場所が異なるので、被検査面の同一位
置を見るためにカメラ３を２台有し、かつ入力に対応し
て２つの検査処理部４ａ，４ｂを有する。この検査処理
部４ａ，４ｂは、主に画像処理部４１ａ，４１ｂ、追跡
処理部４２ａ，４２ｂ、ホストコンピュータ４３でそれ
ぞれ構成される。

【０１０７】ここで、画像処理部４１ａ，４１ｂは、図
２４に示すように、それぞれの所定値以上の成分を並列
に抽出する。すなわち、狭い明暗ストライプパターン２
３側の検査処理部４ａでは、（ストライプエッジ部輝度
レベル平均＋ａ）により算出したしきい値により二値化
処理が行われる。また、広い明暗ストライプパターン２
３２側の検査処理部４ｂでは、エッジ検出処理した画像
に発生する（ノイズ平均＋ａ）により算出したしきい値
により二値化処理が行われる。以上のような処理により
得られた画像は、図２５に示すようになる。

【０１０８】また、図２６は、他の実施例を示すライン
の概略平面図である。

【０１０９】この実施例では、照明手段１ａ，１ｂとカ
メラスタンド２ａ，２ｂとは、各々アーチ型をなしてお
り、ボディ５の搬送方向（図中の矢印の方向）に配列さ
れている。ここで、照明手段１ａ，１ｂには、異なるピ
ッチの明暗ストライプパターンを有するシートが設置さ
れている。ＣＣＤカメラ３ａ，３ｂは、カメラの取付位
置及び取付角度が自在に調整できるような構造（図示せ
ず）をした調整固定治具３ａ´，３ｂ´により、カメラ
スタンド２ａ，２ｂに所定の位置及び角度にて固定され
ている。尚、欠陥検出手法については上述の実施例と同
様である。

【０１１０】次に、ピッチ幅が連続的に変化する連続変
化ピッチ型明暗ストライプパターンを有する場合の実施
例について、図２７ないし図２９に基づいて説明する。
この実施例は、第１の実施例と同様の構成及び欠陥検出
手法を採用するものであるが、明暗ストライプパターン
２７１（図２８参照）及び追跡処理部の追跡処理条件
（図２９参照）が異なる。具体的には、図２９に示すよ
うに、欠陥のサイズ（大きさ）により追跡条件を変更す
る。又、この場合には、ピッチ幅変化による検出回数の
低下があるため、検出精度を確保するべく画像処理装置
２７２の処理速度を数倍に上げる必要がある。尚、図２
７中の画像処理装置２７２は、前述実施例同様画像処理
及び追跡処理部を有するものである。

【０１１１】次に、参照モデル及び各種カメラの調整方
法について説明する。図３０は、ドア面５ｄ及びフード
／トランク面５ｈｔ調整用の参照モデル９１の正面図
（ａ）、平面図（ｂ）及び側面図（ｃ）をそれぞれ示す
概略図である。図３１は、ピラー面５ｐ及びルーフ面５
ｒ調整用の参照モデル９２の正面図（ａ）、平面図
（ｂ）及び側面図（ｃ）をそれぞれ示す概略図である。

【０１１２】これら参照モデル９１，９２の形状は、図
からも明らかなように、被検査物体の横断面輪郭とほぼ
適合している。本実施例では、自動車ボディ５のフード
面５ｈとルーフ面５ｒの高さの差が大きいため、それぞ
れ別々のカメラで検査するべく、２種類の参照モデル９
１，９２を用意するが、参照モデルの種類は被検査物体
の形状に応じて適宜用意すれば良い。

【０１１３】また、参照モデルの表面には、図のように
参照パターンとしての所定間隔の格子線が描かれてお
り、各カメラでこの格子線を映しモニターで確認しなが
ら、カメラ視野を図１２のように調整する。つまり、上
記格子線は、カメラ視野の大きさが確認できればよいの
で、図３２（ａ）に示すような所定の間隔の点や、図３
２（ｂ）に示すような予め決定しておいた視野の大きさ
とほぼ同じ四角形等の図形でも良い。このとき、モニタ
ーに映した参照モデルの図形を見ながらピント調整も同
時に行う。

【０１１４】図３３は、上記調整時における照明手段１
とカメラ３と参照モデル９１，９２との位置関係を示す
概略平面図である。被検査物体であるボディ５は、搬送
コンベア８によりレール７に沿って移動するため、参照
モデル９１，９２は移動時のボディ５と同じ位置、つま
りレール７に対して９０°で参照モデル９１，９２の両
端がボディ５の側面と一致する位置に設置し、カメラ３
の調整を行う。

【０１１５】図３４は、上記フード／トランク面５ｈｔ
及びドア面５ｄ調整時における照明手段１，カメラ３及
び参照モデル９１の位置関係を示す概略正面図であり、
図３５はルーフ面５ｒ及びピラー面５ｐ調整時における
照明手段１，カメラ３，及び参照モデル９２の位置関係
を示す概略正面図である。図３４及び図３５に示すよう
に、搬送時のボディ５の高さ位置と参照モデル９１，９
２の高さ位置とを一致させるために、調整用台９３，９
４に参照モデル９１，９２をそれぞれ載せてカメラ３の
各種調整を行う。

【０１１６】次に、参照モデルの形状について説明す
る。

【０１１７】図３０及び図３１に示すように、参照モデ
ル９１，９２の形状は、被検査物体であるボディ５の横
断面輪郭にほぼ適合した形状であるとともに、ボディ５
の最も外側つまり最も大きな横断面の輪郭に適合してい
なければならない。最も大きい横断面輪郭に適合すると
いうことは、カメラ３からの輪郭表面までの距離が最も
小さいということであり、この状態でカメラ３の視野調
整を行えば、それ以外の部位ではカメラ３からの距離が
遠くなる。従って、隣合うカメラ３同士のカメラ視野が
必ずオーバーラップすることになる。

【０１１８】すなわち、横断面輪郭が最大でない状態で
オーバーラップ量を調整すると、図１２に示すようにカ
メラ視野の断面は末広がり状の三角形をなすため、カメ
ラ３と被写体（ボディ５）との距離が小さくなるほど視
野が小さくなり、調整時よりも大きい横断面輪郭を持つ
部位では、所定のオーバーラップ量が確保できない。

【０１１９】従って、所定のオーバーラップ量を確保す
るには、参照モデルが被検査物体の最も大きい横断面輪
郭に適合した形状であればよく、自動車のボディ５に関
して言えば、例えば、側面ではドア部５ｄ、ルーフ部５
ｒではその中央部、フード／トランク部５ｈｔでは最も
高い部位に適合するように参照モデルを形成すればよ
い。

【０１２０】図３６は、形状の異なる複数の種類のボデ
ィがある場合の参照モデルの決定手法を説明するもので
ある。図３６（ａ）に示すように、ボディＡとボディＢ
の２種類がある場合は、ボディＡの横断面輪郭の方が全
ての部位で大きいので、参照モデル９１，９２は図中の
太線のような形状にする。また、図３６（ｂ）に示すよ
うに、ボディＡとボディＢの横断面輪郭の大きさが各部
位で異なる場合は、ボディＡ及びボディＢの横断面輪郭
の大きい方を滑らかに結ぶ図中の太線のような形状にす
る。

【０１２１】次に、カメラ３の調整方法について説明す
る。

【０１２２】カメラ３から被検査面までの距離つまり撮
影距離は、被検査物体の形状や種類によって変化するの
で、全ての領域においてピントが合うようにするために
は、カメラ３の被写界深度（ピントの合う範囲）を上記
撮影距離の変化に対して十分大きくとる必要がある。上
記被写界深度は、レンズ絞り値、レンズ焦点距離、撮影
距離から計算することができるので、カメラ視野の大き
さ等からレンズ仕様、撮影距離、及び必要な被写界深度
を予め決めれば、およそのレンズ絞り値を決定すること
ができる。

【０１２３】さらに、カメラ３のシャッタースピード
は、本実施例のように被検査物体が移動している場合、
カメラの受光画像が振れないような値である必要があ
り、上記移動速度も考慮した上でおよその絞り及びシャ
ッタースピードを微調整し決定すれば良い。

【０１２４】以下に、上記絞り及びシャッタースピード
の具体的な調整方法について説明する。レンズの絞り及
びシャッタースピードは、被検査面の光反射特性におい
て最も反射率の高い状態で、カメラの出力信号レベルが
飽和しないように、オシロスコープ等を用いて調整す
る。例えば、被検査物体が自動車ボディのように塗装さ
れている場合は、白やシルバーメタリックといった最も
明度の高い塗装色で調整を行えば良い。また、上記光の
反射量は、照明１及びカメラ３と被検査面までの距離が
短いほど大きいので、例えば本実施例のように照明１及
びカメラ３の位置が固定されていれば、被検査物体の最
大の横断面輪郭より作成された上記参照モデルの表面で
調整を行えば良い。

【０１２５】上記調整の目安としては、明るさ（輝度）
方向のダイナミックレンジを無駄なく使用するため、カ
メラ３の出力信号レベルがホワイトレベルをオーバーす
る少し手前であればよい。さらに、上記参照モデルの視
野調整用の図形（参照パターン）が描かれている面以外
の背景の部分が、上記のように白やシルバーメタリック
といった反射率の最も高い状態となっていれば、上記カ
メラ３の視野調整と一緒にレンズの絞り及びシャッター
スピードの調整を行うことができ、これにより、カメラ
３の調整を効率良く行うことができる。

【０１２６】また、上記のように参照モデルの調整面を
塗装することが困難なときは、上記のような白やシルバ
ーメタリックに塗装したカメラ視野より大きいテストピ
ースを用意し、調整したいカメラ視野に対応する参照モ
デル表面に接して置き、それをカメラ３で撮像しながら
調整を行えば良い。

【０１２７】次に、明暗パターンについて説明する。

【０１２８】上記画像処理（強調）手段において微分に
よるエッジ検出を用いた場合、画像中の輝度変化を抽出
することになるので、図１４（ｂ）に示すように、欠陥
１４３と共に明暗パターンの境界線も白画素１４４とし
て抽出される。よって、欠陥１４３が明暗パターンの境
界線１４４付近にあると、欠陥１４３と境界線１４４と
が一体化してしまい、欠陥１４３が孤立点として現れな
い場合がある。さらに、１画面当たりに映る境界線の数
が多くなるほど欠陥が消える頻度が高くなるため、欠陥
検出精度が悪化してしまうことになる。例えば、ボディ
５のフロントフェンダーの先端部は、凸状の曲面なので
凸レンズの作用をすることから、明暗パターンのピッチ
が部位によらず一定ならば、カメラ画像には平面部の場
合よりも多くの境界線が映ることになり、欠陥検出精度
が悪化してしまう。

【０１２９】図３７及び図３８は、上述の如き問題点を
解決する手法を説明するための図である。

【０１３０】図３７及び図３８において、点線３７１，
３８１はボディ５の表面で反射しカメラ３の視野に映る
明暗パターンシート１０５の位置を示すものであり、そ
のときの画像例は図中の（ａ），（ｂ），（ｃ）のよう
になる。例えば、画像中に明暗パターンの境界線が４本
現れるようにするためには、ボディ５の形状を考慮して
明暗パターンのピッチを設計すれば良い。ここでは、明
暗パターンの境界線の本数が問題であり、画像における
明暗パターンの映り方、つまり、明／暗の順序は欠陥で
の乱反射を利用した検出原理とは無関係なので何等制限
はない。

【０１３１】また、図示するように、ボディ５の側面
（図３７参照）と水平面（図３８参照）とにおける明暗
パターンのピッチが異なる場合は、明暗パターンシート
における側面から水平面に移行する位置、例えばアーチ
形状のＲ部において、明暗パターンが不連続にならない
ように艶消し黒色テープを貼れば、前後のフェンダーか
らフード／トランク面の間のＲ部でも明暗パターンが極
端に歪むことなく映し出される。

【０１３２】図３７及び図３８に示す実施例では、画像
中の境界線を４本としたが、境界線の本数は各カメラに
おいて同じである必要はない。また、境界線が少ないほ
ど画面中に欠陥の現れる頻度は高くなるが、境界線を少
なくするために明暗パターンのピッチを広げすぎると欠
陥での凹凸による乱反射を利用して欠陥を検出する場合
に、小さい欠陥の検出精度が低下してしまうので、これ
らを考慮に入れ実験的に明暗パターンを設計すれば良
い。

【０１３３】次に、被検査物体の展開図について説明す
る。

【０１３４】本実施例では、ボディ５の形状に拘らず、
ＣＣＤカメラ３の視野に映るボディ表面には、照明手段
１により明暗パターンが形成されるような構成となって
いる。つまり、図３９に示すように、ＣＣＤカメラ３が
ボディ５に対して斜め前方から撮像するような構成であ
り、このときのカメラ取付角度をθ_２、カメラの画角を
θ_１とする。このようなカメラ位置で上記検査処理を行
い、図２２に示すような通常の展開図に欠陥位置を表示
した場合、実際のボディ上に存在する欠陥の位置と一致
しない場合がある。これは、図３９に示すように、カメ
ラ３が斜め前方からの視点で撮像するようになっている
のに対して、展開図はボディの真横（側面図）及び真上
（水平面）からの視点で見た図であり、それぞれ視点が
異なるためである。このような欠陥の表示ズレを防ぐに
は、図４０（ｂ）に示すように、ボディ５を実際のカメ
ラ３のように斜め前方から見たような展開図を用いれば
良い。このときの展開図の回転角度は、上記角度θ_１、
θ_２を適用あるいは実験的に決定すれば良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る表面検査装置の一実施例を示す
概略正面図である。

【図２】本発明に係る表面検査装置の一部を構成する
画像処理部を示すブロック図である。

【図３】本発明に係る表面検査装置の一実施例を示す
概略平面図である。

【図４】本発明に係る表面検査装置の一実施例を示す
概略側面図である。

【図５】本発明に係る表面検査装置の一部を構成する
照明手段を示す概略側面図である。

【図６】本発明に係る表面検査装置の一部を構成する
照明手段を示す概略正面図である。

【図７】本発明に係る表面検査装置の一部を構成する
明暗パターン光拡散シート及びシートガイドを示す概略
斜視図である。

【図８】本発明に係る照明手段、撮像手段，被検査物
体等の位置関係を示す概略平面図である。

【図９】本発明に係る明暗パターン光拡散シートの移
動を説明するための平面図である。

【図１０】本発明に係る連続変化ピッチ型明暗パター
ン光拡散シート及びシートガイドを示す概略斜視図であ
る。

【図１１】本発明に係るカメラスタンド及びカメラの
配置関係を示す正面図である。

【図１２】本発明に係るカメラ同士のカメラ視野の状
態を説明するための図である。

【図１３】本発明に係る被検査物体の搬送手段を示す
概略側面図である。

【図１４】本発明に係る画像処理手段による画像処理
の例を示す図である。

【図１５】本発明に係る表面検査処理を示すフローチ
ャートである。

【図１６】本発明に係る表面検査処理の他の実施例を
示すフローチャートである。

【図１７】本発明に係る画像処理手段による画像処理
の他の実施例を示す図である。

【図１８】本発明に係る二値化処理を説明するための
図である。

【図１９】本発明に係る二値化処理を説明するための
図である。

【図２０】本発明に係る二値化処理において背景等の
非検査面が存在する場合の二値化処理を説明するための
図である。

【図２１】本発明に係る画像処理手段により面積判定
が行われた画像を示す図である。

【図２２】本発明に係る被検査物体の展開図における
欠陥の表示を説明するための図である。

【図２３】本発明に係る明暗ストライプパターンとし
て、異なるピッチの明暗ストライプパターンを複数備え
る場合の実施例を説明する図である。

【図２４】図２３に示す実施例における検査処置を示
すフローチャートである。

【図２５】図２３に示す実施例での画像処理の例を示
す図である。

【図２６】本発明に係る照明手段及びカメラ等の配置
の他の実施例を示す平面図である。

【図２７】本発明に係る明暗ストライプパターンとし
て、連続変化ピッチ型明暗ストライプパターンを備える
場合の実施例を説明する図である。

【図２８】本発明に係る明暗ストライプパターンとし
て、連続変化ピッチ型明暗ストライプパターンを備える
場合の実施例を説明する図である。

【図２９】図２７に示す実施例における検査処理を示
すフローチャートである。

【図３０】本発明に係る参照モデルを示す図である。

【図３１】本発明に係る参照モデルを示す図である。

【図３２】本発明に係る参照モデルの表面に設けるマ
ークの他の実施例を示す図である。

【図３３】本発明に係るカメラの調整時における照明
手段、カメラ、参照モデル等の位置関係を示す平面図で
ある。

【図３４】本発明に係る被検査物体としての自動車ボ
ディのフード面，トランク面、及びドア面に対するカメ
ラ調整時の照明手段、カメラ、参照モデル等の位置関係
を示す正面図である。

【図３５】本発明に係る被検査物体としての自動車ボ
ディのルーフ面及びピラー面に対するカメラ調整時の照
明手段、カメラ、参照モデル等の位置関係を示す正面図
である。

【図３６】本発明に係る参照モデルの輪郭の決定手法
を説明するための図である。

【図３７】本発明に係る明暗ストライプパターンを説
明するための図である。

【図３８】本発明に係る明暗ストライプパターンを説
明するための図である。

【図３９】本発明に係るカメラの取り付け方向を説明
するための平面図である。

【図４０】図３９に示すカメラの取り付け状態に対応
するボディの展開図を作成する手法を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１照明手段２カメラスタンド（固定手段）３ＣＣＤカメラ（撮像手段）４検査処理手段５ボディ（被検査物体）６台車７レール８搬送コンベア（搬送手段）８ａチェーン８ｂ駆動スプロケット８ｃパルスジュネレータ８ｄ，８ｅフック１０プリンター１３エッジ検出部１４，１５しきい値算出部１６，１７二値化処理部１８領域判定部４１画像処理部４２追跡処理部４３ホストコンピュータ９１，９２参照モデル９３，９４調整用台１０１蛍光灯１０２背面板１０３支柱１０４照明ユニット１０５明暗ストライプパターン光拡散シート１０６シートガイド２０５連続変化ピッチ型明暗ストライプパターン光拡
散シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物体の被検査面に光を照射し、被
検査面からの反射光に基づいて受光画像を形成し、前記
受光画像に基づいて被検査面上に存在する欠陥を検出す
る表面検査装置であって、被検査物体を囲むような門型形状に配置された光源を含
みかつ被検査面上に所定の明暗パターンを形成する照射
手段と、被検査物体を囲むような門型形状に配置固定さ
れかつ被検査面からの反射光に基づいて複数の受光画像
を形成する撮像手段と、被検査物体を所定速度にて搬送
する搬送手段と、被検査物体が前記照明手段及び撮像手
段に囲まれる領域を通過する際に、前記撮像手段により
得られる受光画像に基づいて被検査面上の欠陥を検出し
その検出情報を出力する検査処理手段とを有することを
特徴とする表面検査装置。
【請求項２】前記撮像手段は、複数のＣＣＤカメラか
らなることを特徴とする請求項１記載の表面検査装置。
【請求項３】前記検査処理手段は、撮像手段により得
られた受光画像の画像情報における空間周波数成分のう
ち所定レベル以上の高周波数成分のみを抽出する画像処
理手段と、前記画像処理手段により処理されかつ同一の
撮像手段により撮像された時間的に異なる画像情報から
被検査物体の移動量及び移動方向と所定条件下で一致す
る画像情報を追跡して検出する追跡処理手段とを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の表面検査装置。
【請求項４】前記検査処理手段は、撮像手段により得
られた受光画像の画像情報における空間周波数成分のう
ち複数のタイプの明暗パターンに対応する各々の所定レ
ベル以上の高周波数成分を同時に抽出する画像処理手段
と、前記画像処理手段により処理されかつ同一の撮像手
段により撮像された時間的に異なる画像情報から被検査
物体の移動量及び移動方向と所定条件下で一致する画像
情報を追跡して検出する追跡処理手段とを有することを
特徴とする請求項１又は２記載の表面検査装置。
【請求項５】前記画像処理手段は、撮像手段により得
られた明暗パターンを有する画像情報に対してエッジ検
出処理を行いかつ所定輝度レベル以上の成分のみを抽出
するべく、エッジ検出処理した処理画像情報におけるエ
ッジ輝度レベルに関する物理量に基づいて所定の演算を
行いしきい値を算出する第１のしきい値算出手段と、エ
ッジ検出処理した処理画像情報に発生するノイズに関す
る物理量に基づいて所定の演算を行いしきい値を算出す
る第２のしきい値算出手段と、前記第１及び第２のしき
い値算出手段により算出された各々のしきい値に基づい
て二値化処理を行う二値化処理手段とを有することを特
徴とする請求項３又は４記載の表面検査装置。
【請求項６】前記二値化処理手段は、撮像手段により
得られた複数のタイプの明暗パターン領域を有する画像
情報において、明暗パターンのピッチ幅を算出して所定
値と比較し、前記明暗パターンが複数のタイプの明暗パ
ターンのいずれの領域に含まれるかを判定する二値化領
域判定手段と、前記二値化領域判定手段により判定され
た分割領域に対して前記第１及び第２しきい値算出手段
により算出された各々のしきい値を適用し同時に二値化
処理を行う分割型二値化処理手段とを有することを特徴
とする請求項５記載の表面検査装置。
【請求項７】前記二値化処理手段は、撮像手段により
得られた複数のタイプの明暗パターン及び非検査面領域
を有する画像情報において、明暗パターンのピッチ幅を
算出して複数の所定値と比較し、前記明暗パターンがい
ずれの領域に含まれるかを判定する二値化領域判定手段
と、前記二値化領域判定手段により判定された分割領域
に対して前記第１及び第２しきい値算出手段により算出
された各々のしきい値及び非検査面領域用の所定しきい
値を適用し同時に二値化処理を行う分割二値化処理手段
を有することを特徴とする請求項５記載の表面検査装
置。
【請求項８】前記検査処理手段は、被検査物体が前記
照明手段及び撮像手段により囲まれる領域を通過し始め
た時点で検査を開始しかつ通過し終った時点で検査を終
了する判定を行う検査開始終了判定手段と、前記検査開
始終了判定手段により判定された検査開始時点を基準と
して被検査物体の移動量を判定する移動量測定手段とを
備え、前記検査開始終了判定手段及び移動量測定手段に
より得られた情報に基づき前記追跡処理手段により検出
された画像情報の被検査面上における位置を算出し、そ
の算出結果を被検査物体の展開図上に表示することを特
徴とする請求項３又は４記載の表面検査装置。
【請求項９】前記被検査物体の展開図は、被検査物体
に対する前記撮像手段の取付角度及び画角に基づいて描
かれていることを特徴とする請求項８記載の表面検査装
置。
【請求項１０】前記照明手段の光源からの光を明暗パ
ターンの拡散光による面照明として被検査面に照射させ
るような所定の明暗パターンを有する光拡散シートが前
記光源と被検査物体との間に設けられていることを特徴
とする請求項１又２記載の表面検査装置。
【請求項１１】前記光拡散シートに形成される明暗パ
ターンは、幅狭の明暗ストライプパターンと幅広の明暗
ストライプパターンを有する複合型明暗ストライプパタ
ーンであることを特徴とする請求項１０記載の表面検査
装置。
【請求項１２】前記光拡散シートに形成される明暗パ
ターンは、連続的にピッチ幅が変化する連続変化ピッチ
型明暗ストライプパターンであることを特徴とする請求
項１０記載の表面検査装置。
【請求項１３】前記照明手段の光源からの光を明暗パ
ターンの拡散光による面照明として被検査面に照射させ
るような所定の明暗パターンを有する複数の光拡散シー
トが前記光源と被検査物体との間に設けられ、前記複数
の光拡散シートには、ピッチ幅の狭い明暗ストライプパ
ターンを有する光拡散シート及びピッチ幅の広い明暗ス
トライプパターンを有する光拡散シートが含まれること
を特徴とする請求項１又は２記載の表面検査装置。
【請求項１４】前記光拡散シートは、被検査物体を囲
むような門型形状をなしかつ前記照明手段の光源に対し
て相対的に移動可能なシートガイドに張設されているこ
とを特徴とする請求項１０ないし１３いずれか１つに記
載の表面検査装置。
【請求項１５】被検査物体の移動方向に直交する方向
に配列された前記複数のＣＣＤカメラの視野は、被検査
面の横断面輪郭に沿う連続した帯状をなし、前記ＣＣＤ
カメラでの受光画像における水平又は垂直方向と被検査
物体の移動方向とが一致していることを特徴とする請求
項２ないし１４いずれか１つに記載の表面検査装置。
【請求項１６】隣接するＣＣＤカメラ同士の視野は、
お互いに所定領域だけオーバーラップしていることを特
徴とする請求項１５記載の表面検査装置。
【請求項１７】前記ＣＣＤカメラの調整は、被検査物
体の横断面輪郭に略適合した形成をなし、かつ、表面に
所定の間隔で点、線、格子線のうち少なくともいずれか
１つの参照パターンが描かれた参照モデルを用いて行わ
れることを特徴とする請求項２ないし１６いずれか１つ
に記載の表面検査装置。
【請求項１８】前記参照モデルは、被検査物体の最も
大きい横断面輪郭に略適合した形状であることを特徴と
する請求項１７記載の表面検査装置。
【請求項１９】前記参照モデルの表面地の色は、被検
査面の最も反射率の高い塗装色と同一であることを特徴
とする請求項１７又は１８記載の表面検査装置。
【請求項２０】前記ＣＣＤカメラの調整は、被検査面
の最も反射率の高い塗装色と同一色で塗装されかつカメ
ラの視野よりも大きいテストピースを前記参照モデルの
表面上に配置して行うことを特徴とする請求項１７又は
１８記載の表面検査装置。