JPH1172439A - 表面検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体パネルの表面における傾斜角度の緩やか
な凹凸，突起等のプレス欠陥をインラインにて高精度に
検出できるようにする。 【解決手段】 車体パネル１０の被検査面に照明光を照
射する線状光源１１，１３と、被検査面を撮像しつつ被
検査面からの反射光に基づいて受光画像を形成するＣＣ
Ｄカメラ１２，１４と、ＣＣＤカメラにより得られる受
光画像に基づいて被検査面上に存在する欠陥を検出しそ
の検出情報を出力する検査処理手段とを備える表面検査
装置において、被検査面の一方側斜め上方から被検査面
に対して８０°〜９０°の入射角度αで照明光を照射す
るように線状光源１１，１３を配置し、被検査面の他方
側斜め情報の位置にて、被検査面から入射角度αよりも
小さい反射角度βで反射される前記照射光の乱反射光を
受光するようにＣＣＤカメラ１２，１４を配置する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検査物体の表
面、例えば、自動車の車体パネルをプレス成形した際の
プレス面における凹凸等の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、
特開平８−５５７３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、図１４に
示すように、被検査物体であるワーク１の一方側斜め上
方に位置してワーク１の表面に面状の照明光を照射する
面状光源２と、ワーク１の他方側斜め上方に位置してワ
ーク１の表面を撮像する撮像装置としてのエリアセンサ
カメラ３とを備え、ワーク１の表面に存在する異物や突
起を検出するようになっている。

【０００４】また、同公報に開示の他の表面検査装置
は、図１５に示すように、ワーク１の一方側斜め上方に
位置してワーク１の表面に線状の照明光を照射する線状
光源４と、ワーク１の他方側斜め上方に位置してワーク
１の表面を撮像する撮像装置としてのラインセンサカメ
ラ５とを備え、ワーク１の表面に存在する微小突起等を
も検出するようになっている。

【０００５】上記両表面検査装置においては、光源２，
４による照明光の入射角度αと撮像装置３，５が捕える
反射光の反射角度βとは、共に８０°以上でかつ９０°
より小さい範囲となっており、又、上記入射角度αと反
射角度βはほぼ同一の角度となっている。従って、撮像
画像６としては、正反射光を捕えることになり、ワーク
１の表面に存在する異物や欠陥を影として、すなわち、
明部６ａ中の暗点６ｂとして撮像するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
従来の表面検査装置においては、照明光の入射角度αと
撮像装置により撮像される反射光の反射角度βとは、共
に８０°以上９０°未満の値でかつ正反射光による検出
手法（すなわち、α＝β）となっている為、曲面を有す
る車体パネル等を検査対象として、その表面に存在する
比較的傾斜角度の緩かな凹凸や突起等をインラインで検
査する場合には、以下の如き問題が生じる。

【０００７】すなわち、撮像角度（９０°−β）が１０
°以下と浅い角度であるため、エリアセンサカメラを用
いた場合は被写界深度の点で制約を受け検出範囲が極端
に狭くなり、又、撮像範囲が一方向のみに極端に大きく
なって分解能が低下するため、欠陥の撮像画像が歪み、
精度良く検出することが困難になる。

【０００８】さらに、車体パネルは、一般に曲面（曲率
半径Ｒ）を有する形状となっているため、上記の如き最
適な入射角度αすなわち照射角度（９０°−α）及び撮
像角度（９０°−β）の条件を車体パネル面上で維持す
ることが難しく、インライン化を行うことができない。

【０００９】本発明は、上記の如き従来技術の問題点に
鑑みて達成されたものであり、その目的とするところ
は、曲面形状を有する車体パネル等の表面における傾斜
角度の緩やかな凹凸や突起等のプレス欠陥をインライン
でかつ高精度に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。

【００１０】

【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照明光を照射
する照明手段と、被検査面を撮像しつつ被検査面からの
反射光に基づいて受光画像を形成する撮像手段と、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
に存在する欠陥を検出しその検出情報を出力する検査処
理手段とを備える表面検査装置であって、前記照明手段
は、被検査面の一方側斜め上方から被検査面に対して所
定入射角度で照明光を照射するように配置され、前記撮
像手段は、被検査面の他方側斜め上方の位置にて、被検
査面から前記所定入射角度よりも小さい反射角度で反射
される前記照明光の乱反射光を受光するように配置され
た構成となっている。

【００１１】本発明の請求項２に係る表面検査装置は、
被検査物体の被検査面に照明光を照射する照明手段と、
被検査面を撮像しつつ被検査面からの反射光に基づいて
受光画像を形成する撮像手段と、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に存在する欠陥を
検出しその検出情報を出力する検査処理手段と、被検査
面の種類を入力する被検査面種入力手段と、被検査面の
移送方向における位置情報を検出する被検査面位置検出
手段と、前記被検査面種入力手段により得られる被検査
面種情報及び前記被検査面位置検出手段により得られる
位置情報に対応した被検査面の曲面形状及び傾斜角度情
報を特定する被検査面情報特定手段と、前記被検査面情
報特定手段により得られる被検査面の角度情報及び前記
被検査面位置検出手段により得られる被検査面の位置情
報に基づき前記照明手段の照射角度及び高さ位置を制御
する照射角度位置制御手段と、前記被検査面情報特定手
段により得られる被検査面の角度情報及び前記被検査面
位置検出手段により得られる被検査面の位置情報に基づ
き前記撮像手段の撮像角度及び高さ位置を制御する撮像
角度位置制御手段とを備える表面検査装置であって、前
記照明手段は、前記照射角度位置制御手段により、被検
査面に照射される照明光の入射角度が常に一定になるよ
うに制御され、前記撮像手段は、前記撮像角度位置制御
手段により、被検査面から前記入射角度よりも小さい反
射角度で反射される前記照明光の乱反射光を受光するよ
うに制御される構成となっている。

【００１２】本発明の請求項３に係る表面検査装置は、
前記請求項１又は２に係る表面検査装置において、前記
照明手段が、被検査面の移送方向前面部を照射する前面
照明手段及び被検査面の移送方向後面部を照射する後面
照射手段を有し、前記撮像手段が、被検査面からの反射
光に基づいて被検査面の移送方向前面部を撮像する前面
撮像手段及び被検査面からの反射光に基づいて被検査面
の移送方向後面部を撮像する後面撮像手段を有し、前記
前面照明手段及び後面照明手段の切り替え及び前記前面
撮像手段及び後面撮像手段の切り替えを行う前後照明撮
像切り替え手段を設けた構成となっている。

【００１３】本発明の請求項４に係る表面検査装置は、
被検査物体の被検査面に照明光を照射する照明手段と、
被検査面を撮像しつつ被検査面からの反射光に基づいて
受光画像を形成する撮像手段と、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に存在する欠陥を
検出しその検出情報を出力する検査処理手段と、被検査
面の種類を入力する被検査面種入力手段と、被検査面の
移送方向における位置情報を検出する被検査面位置検出
手段と、前記被検査面種入力手段により得られる被検査
面種情報及び前記被検査面位置検出手段により得られる
位置情報に対応した被検査面の曲面形状及び傾斜角度情
報を特定する被検査面情報特定手段と、前記被検査面情
報特定手段により得られる被検査面の角度情報及び前記
被検査面位置検出手段により得られる被検査面の位置情
報に基づき被検査面の傾斜角度及び高さ位置を制御する
被検査面角度位置制御手段とを備える表面検査装置であ
って、前記被検査面は、前記被検査面角度位置制御手段
により、前記照明手段及び撮像手段による照射角度及び
撮像角度が常に一定になるように制御される構成となっ
ている。

【００１４】本発明の請求項５に係る表面検査装置は、
被検査物体の被検査面に照明光を照射する照明手段と、
被検査面を撮像しつつ被検査面からの反射光に基づいて
受光画像を形成する撮像手段と、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に存在する欠陥を
検出しその検出情報を出力する検査処理手段と、被検査
面の種類を入力する被検査面種入力手段と、被検査物体
移送時の設置傾斜角度を入力する被検査物体設置角度入
力手段と、被検査面の移送方向における位置情報を検出
する被検査面位置検出手段と、前記被検査面種入力手段
により得られる被検査面種情報、前記被検査物体設置角
度入力手段により得られる角度情報、及び前記被検査面
位置検出手段により得られる位置情報に対応した被検査
面の曲面形状及び傾斜角度情報を特定する被検査面情報
特定手段と、前記被検査面情報特定手段により得られる
被検査面の角度情報及び前記被検査面位置検出手段によ
り得られる被検査面の位置情報に基づき前記照明手段の
照射角度及び高さ位置を制御する照射角度位置制御手段
と、前記被検査面情報特定手段により得られる被検査面
の角度情報及び前記被検査面位置検出手段により得られ
る被検査面の位置情報に基づき前記撮像手段の撮像角度
及び高さ位置を制御する撮像角度位置制御手段とを備え
る表面検査装置であって、前記照明手段は、前記照射角
度位置制御手段により、被検査面に照射される照明光の
入射角度が常に一定になるように制御され、前記撮像手
段は、前記撮像角度位置制御手段により、被検査面から
前記入射角度よりも小さい反射角度で反射される前記照
明光の乱反射光を受光するように制御される構成となっ
ている。

【００１５】本発明の請求項６に係る表面検査装置は、
前記請求項１ないし５に係る表面検査装置において、前
記照明手段が線状光源からなり、前記撮像手段がＣＣＤ
カメラからなる構成となっている。

【００１６】

【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、照明手段による照明光の被検査面への入射角度
αを例えば８０°以上９０°未満の範囲、すなわち、照
射角度（９０°−α）を真横に近い１０°以下の低角度
とし、撮像手段により受光される反射光の反射角度βを
例えば上記入射角度αよりも小さい５０°ないし７５°
の範囲のもの、すなわち、撮像角度（９０°−β）を照
射角度（９０°−α）よりも大きい１５°ないし４０°
の範囲の中間角度とすることで、被検査面に対して真横
に近い低角度で照射されて高い反射率が得られる反射光
のうち、欠陥以外の散乱表面による正反射光よりも小さ
い反射角度で反射する緩やかな凹凸，突起等による乱反
射光を高輝度で捕えることができる。

【００１７】これにより、表面光沢度が低くかつ曲面を
有する被検査物体、例えばプレス成形した車体パネルの
表面における緩やかな凹凸，突起等の欠陥を高精度で確
実に検出することができる。

【００１８】本発明の請求項２に係る表面検出装置によ
れば、照明手段による照明光の被検査面への入射角度α
を例えば８０°以上９０°未満の範囲、すなわち、照射
角度（９０°−α）を常に真横に近い１０°以下の一定
角度となるように制御することができ、又、撮像手段に
より受光される反射光の反射角度βを例えば上記入射角
度αよりも小さい５０°ないし７５°の範囲、すなわ
ち、撮像角度（９０°−β）を常に照射角度（９０°−
α）よりも大きい１５°ないし４０°の範囲の中間角度
となるように制御することができる。

【００１９】これにより、所定の速度で移送される被検
査物体、例えば、インラインでの車体パネルの表面を検
査する際に、ラインを止めることなく車体パネルを移送
させつつ表面における緩やかな凹凸，突起等の欠陥を高
精度で確実にかつ連続的に検査することができる。

【００２０】本発明の請求項３に係る表面検査装置によ
れば、被検査物体の被検査面が、例えば、一般の車体パ
ネルのように、その中間部領域に頂部を有し前後両端に
向かって下がり傾斜をなすような凸状の曲面形状をなす
ものである場合に、前面領域と後面領域とで照明手段及
び撮像手段の対を切り替えて表面の検査を行うことがで
きる。

【００２１】これにより、被検査面に対する照射角度
（９０°−α）及び撮像角度（９０°−β）を前述の如
き所望の範囲に設定することができ、車体パネル等の被
検査面における緩やかな凹凸，突起等の欠陥を被検査面
の全域において高精度でかつ確実に検出することができ
る。

【００２２】本発明の請求項４に係る表面検査装置によ
れば、被検査面の傾斜角度等を調節することで、被検査
面に対する照射角度（９０°−α）及び撮像角度（９０
°−β）を前述の如き所望の範囲に設定することがで
き、車体パネル等の被検査面における緩やかな凹凸，突
起等の欠陥を高精度でかつ確実に検出することができ
る。

【００２３】本発明の請求項５に係る表面検査装置によ
れば、被検査物体、例えば、車体パネルを移送するベル
トコンベア等の載置面、すなわち、車体パネルの設置基
準面が傾斜している場合は、このベルトコンベアに載せ
られる車体パネルも傾斜した状態で移送されることにな
るが、被検査物体設置角度入力手段によりこの傾斜角度
を入力することで、この傾斜角度分を補正して、被検査
面に対する照射角度（９０°−α）及び撮像角度（９０
°−β）を前述の如き所望の範囲に設定することができ
る。

【００２４】これにより、車体パネル等の被検査面にお
ける緩やかな凹凸，突起等の欠陥を高精度でかつ確実に
検出することができる。

【００２５】本発明の請求項６に係る表面検査装置によ
れば、表面光沢度が低くかつ曲面を有する車体パネル等
の被検査面における緩やかな凹凸，突起等の欠陥をイン
ラインにてより高精度でかつ確実に検出することができ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に基づいて説明する。

【００２７】図１は、本発明に係る表面検査装置の一実
施例を示す構成図であり、プレス成形された自動車の車
体パネル表面における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、この表面検査装置で
は、被検査物体としての車体パネル１０の移送方向
（Ｌ）前面部に照明光を照射する前面照明手段としての
線状光源１１と、上記線状光源１１による照明光の反射
光を受光して受光画像を形成する前面撮像手段としての
ＣＣＤカメラ１２と、車体パネル１０の移送方向（Ｌ）
後面部に照明光を照射する後面照明手段としての線状光
源１３と、上記線状光源１３による照明光の反射光を受
光して受光画像を形成する後面撮像手段としてのＣＣＤ
カメラ１４と、被検査面すなわち車体パネル１０がベル
トコンベア（不図示）等で移送される場合の移送方向
（Ｌ）における位置情報を検出する被検査面位置検出手
段としてのパネル位置検出センサ１５等を基本構造とし
て備えている。

【００２８】ここで、上記線状光源１１，１３は、それ
ぞれ車体パネル１０の一方側斜め上方に配置されて、照
射される照明光のパネル表面への入射角度αがそれぞれ
８０°以上９０°未満の範囲、すなわち、照射角度（９
０°−α）が１０°以下となるように方向付けられてい
る。また、上記ＣＣＤカメラ１２，１４は、それぞれが
上記線状光源１１，１３と対になって協働するように、
車体パネル１０の上記一方側に対する他方側斜め上方に
配置されて、上記入射角度αよりも小さい５０°〜７５
°の範囲の反射角度βで反射される乱反射光を受光する
ように、すなわち、撮像角度（９０°−β）が１５°〜
４０°の範囲の中間角度となるように方向付けられてい
る。

【００２９】また、上記線状光源１１，１３及びＣＣＤ
カメラ１２，１４は、それぞれ照射起点の高さ位置及び
照射角度、受光点の高さ位置及び撮像角度を調節するた
めの調節機構（不図示）を備えており、車体パネル１０
の移送に伴って傾斜角度が変化するパネル面に対して、
常に上述の範囲の所定の照射角度及び撮像角度に保持さ
れるように調節可能となっている。

【００３０】上記のような照射角度（９０°−α）及び
撮像角度（９０°−β）の範囲に線状光源１１，１３及
びＣＣＤカメラ１２，１４を方向付けることで、真横に
近い低角度で照射光が照射され、高い反射率が得られる
反射光のうち、欠陥以外の散乱表面による正反射光より
も小さい反射角度で反射する緩やかな凹凸，突起等の欠
陥による乱反射光を高輝度で捕えることができる。

【００３１】この原理を説明すると、図２に示すよう
に、まず、線状光源１１，１３から車体パネル１０の表
面に対して入射角度αで照明光が照射される。そして、
欠陥でない散乱表面に照射された照射光は、反射角度α
（＝入射角度）の正反射光となり、傾斜角度θの凸状欠
陥１０ａに照射された照明光は、反射角度β（＝α−
θ）の乱反射光となる。

【００３２】この時、線状光源１１，１３の照射角度
（９０°−α）は、パネル表面に対して１０°以下とい
う浅い角度であるため、反射光分布の指向性が高まるシ
ーン現象によって高い反射率が得られる。これにより、
欠陥部以外の散乱表面による反射角度αの反射光分布
と、欠陥部による反射角度β（＝α−θ）の反射光分布
とが、明確に区別できるようになる。

【００３３】ここで、図３に示すように、照明光の照射
角度（９０°−α）が１０°以下であれば、欠陥部の画
像は、図４に示すように高輝度で得られることになり、
この傾向は、図３に示すように照射角度が小さい程顕著
になる。

【００３４】また、ＣＣＤカメラ１２，１４で撮像する
際の感度は、撮像角度が反射角度β（＝α−θ）の乱反
射光を捕えるような角度、すなわち、９０°−βのとき
が最も高くなるが、反射光は角度的に分布をもってお
り、又、欠陥部の傾斜角度θが緩やかな程正反射角度α
と乱反射角度βとが近づくため、撮像角度θｃとして
は、正反射光の反射角度αからできるだけ遠ざけ、か
つ、乱反射光の反射角度β（＝α−θ）にできるだけ近
づけた角度が好ましい。例えば、図５に示すように、撮
像角度θｃを１５°〜４０°の範囲に設定することによ
り、欠陥等を高輝度で捕えることができる。

【００３５】尚、ＣＣＤカメラ１２，１４は、車体パネ
ル１０の被検査面に対して角度をもって設置されること
から、被写界深度が浅く前後端の画像にぼけを生じる場
合がある。この場合、線状光源１１，１３の照度を高く
して強力に照射する一方、ＣＣＤカメラ１２，１４の絞
りを絞ってできるだけ被写界深度を深くすることで、傾
斜角度θが緩やかで高さが非常に低い欠陥部でも、この
欠陥部のみを高輝度部分として捕えることができる。

【００３６】さらに、上記表面検査装置においては、図
１に示すように、車体パネル１０の種類を入力するため
の被検査面種入力手段としてのパネル種入力手段１６
と、前述パネル位置検出センサ１５により得られる車体
パネル１０の位置情報及び上記パネル種入力手段１６に
入力されたパネル種情報に基づき、これらの情報に対応
した位置での車体パネル１０被検査面の曲面形状及び傾
斜角度情報を特定する被検査面情報特定手段としてのパ
ネル面情報特定手段１７と、上記パネル面情報特定手段
１７により得られるパネル面の角度情報及び上記パネル
位置検出センサ１５により得られる車体パネル１０の位
置情報に基づき、線状光源１１，１３の照射角度及び高
さ位置を制御する照射角度位置制御手段とＣＣＤカメラ
１２，１４の撮像角度及び高さ位置を制御する撮像角度
位置制御手段との役割をなす照射／撮像角度位置制御手
段１８とを備えている。

【００３７】そして、上記照射／撮像角度位置制御手段
１８により出力される制御信号に基づき、各々の調節機
構（不図示）がコントロールされて、車体パネル１０の
被検査面に対する線状光源１１，１３及びＣＣＤカメラ
１２，１４の照射角度及び撮像角度が、常に所定の値と
なるように制御される。

【００３８】また、上記パネル位置検出センサ１５によ
り得られる車体パネル１０の移動方向（Ｌ）における位
置情報及びパネル面情報特定手段１７により得られるパ
ネル面の角度情報に基づき、車体パネル１０の前面部を
照明及び撮像する線状光源１１及びＣＣＤカメラ１２の
対と、車体パネル１０の後面部を照明及び撮像する線状
光源１３及びＣＣＤカメラ１４の対との切り替えを行う
前後照明撮像切り替え手段１９を備えている。

【００３９】すなわち、この前後照明撮像切り替え手段
１９の出力信号に基づいて、検査可能な範囲の境界付近
で照明電源切り替えスイッチ２０及び画像入力切り替え
スイッチ２１が作動し、上記線状光源１１及びＣＣＤカ
メラ１２により車体パネル１０前面部の受光画像が得ら
れ、又、上記線状光源１３及びＣＣＤカメラ１４により
車体パネル１０後面部の受光画像が得られるようになっ
ている。

【００４０】そして、取り込まれた受光画像は、画像処
理手段２２によって、図６に示すようなエッジ抽出処理
（ステップＳ_２）、２値化処理（ステップＳ_３）、欠陥
抽出処理（ステップＳ_４）等の画像処理が行われ、ディ
スプレイ等の表示手段２３によって出力される。

【００４１】上記パネル面情報特定手段１７、照射／撮
像角度位置制御手段１８、及び前後照明撮像切り替え手
段１９としては、ホストコンピュータ２４がそれらの役
割をなし、又、上記画像入力切り替えスイッチ２１、画
像処理手段２２、及び表示手段２３等により、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に存在す
る欠陥を検出しその検出情報を出力する検査処理手段２
５が構成されている。

【００４２】上記構成からなる表面検査装置において、
線状光源１１，１３及びＣＣＤカメラ１２，１４の照射
角度及び撮像角度等の制御を行う場合は、先ず、ベルト
コンベア（不図示）等で矢印Ｌ方向に移送される車体パ
ネル１０の位置をパネル位置検出センサ１５により検出
し、続いて、パネル種入力手段１６により予め入力され
たパネル種情報と上記位置情報に基づいて、パネル面を
前端から順にトレースしつつ、ホストコンピュータ２４
で各々の位置に対応する照射角度、撮像角度等を算出
し、調節機構に制御信号を送って線状光源１１，１３の
照射角度及び高さ並びにＣＣＤカメラ１２，１４の撮像
角度及び高さをパネル面の位置毎にコントロールする。

【００４３】具体的には、図７に示すように、撮像角度
θｃ，撮像高さ△Ｚ_２及び照射角度θｓ，照射高さ△Ｚ
_１いずれも、階段状にパルス的に切り替えて制御する。
このような制御手法とするのは、線状光源１１，１３及
びＣＣＤカメラ１２，１４の照射角度及び撮像角度は、
ともに検査可能な角度に幅（マージン）をもっているた
め、検査不可能となる角度に外れることのないように制
御すればよいからであり、又、高さについては、線状光
源１１，１３がある程度の許容幅（指向性）をもってい
るため、車体パネル１０の曲面によって変化する高さに
合わせて、線状光源が被検査面を照射できるように制御
すればよいからである。尚、これら角度θｃ，θｓ及び
高さ△Ｚ_２，△Ｚ_１を車体パネル１０の表面に沿ってリ
ニアに制御すれば、より最適な検査が行える。

【００４４】また、上記構成からなる表面検査装置にお
いて、凸状をなす車体パネル１０の前面部と後面部とに
おける照明及び撮像の切り替え手法については、図８
（ａ）に示すように、先ず線状光源１１及びＣＣＤカメ
ラ１２により、車体パネル１０の前面部を照射及び撮像
する。そして、矢印Ｌ方向における車体パネル１０の移
送に伴ない、パネル表面の傾斜方向が逆向きになる頂点
付近に達した時点で、前後の照明及び撮像の切り替えを
行い、図８（ｂ）に示すように、線状光源１３及びＣＣ
Ｄカメラ１４により、車体パネル１０の後面部を照射及
び撮像する。

【００４５】これにより、車体パネル１０を移送させつ
つ、車体パネル１０の表面全域における緩やかな凹凸，
突起等の欠陥を高精度でかつ確実に検出することが可能
となる。

【００４６】上記実施例においては、線状光源１１，１
３及びＣＣＤカメラ１２，１４の組を２対設けた場合を
示したが、車体パネル１０の被検査面全域において、１
つの照明手段により、照射角度θｓを１０°以下に設定
できるような傾斜角度をもつ車体パネルの場合は、図９
に示すように、１つの線状光源１１と１つのＣＣＤカメ
ラ１２とにより、車体パネル１０´の全域を検査するこ
とができる。

【００４７】この場合の表面検査装置としては、上記１
対の線状光源１１及びＣＣＤカメラ１２の他に、パネル
位置検出センサ１５，パネル種入力手段１６、パネル面
情報特定手段１７、照射／撮像角度位置制御手段１８、
画像処理手段２２、表示手段２３、及び照明電源２６等
を備えていればよく、前述の如き切り替え手段１９等は
不要となる。

【００４８】尚、上記構成の表面検査装置においては、
ホストコンピュータ２７が、パネル面情報特定手段１７
及び照射／撮像角度位置制御手段１８等の役割りをな
し、又、画像処理手段２２，表示手段２３等により検査
処理手段２８が構成されている。

【００４９】図１０は、本発明に係る表面検査装置の他
の実施例を示す構成図である。この実施例に係る表面検
査装置は、図１０に示すように、車体パネル１０の一方
側斜め上方の所定の高さ位置でかつ所定の照射角度に固
定された線状光源１１´と、車体パネル１０の他方側斜
め上方の所定の高さ位置でかつ所定の撮像角度に固定さ
れたＣＣＤカメラ１２´と、ベルトコンベア（不図示）
等により移送される車体パネル１０の移送方向（Ｌ）に
おける位置を検出するパネル位置検出センサ１５と、照
明電源２６と、ベルトコンベア上に設けられて車体パネ
ル１０を支持すると共に支持部分における車体パネル１
０の高さを調節する高さ調節機構３０と、車体パネル１
０の種類を入力するためのパネル種入力手段１６と、上
記パネル位置検出センサ１５により得られる車体パネル
１０の位置情報及び上記パネル種入力手段１６に入力さ
れたパネル種情報に基づき車体パネル１０検査部分の曲
面形状及び傾斜角度情報を特定するパネル面情報特定手
段１７と、上記パネル面情報特定手段１７により得られ
る検査部分の角度情報及び上記パネル位置検出センサ１
５により得られる位置情報に基づいて車体パネル１０被
検査面の傾斜角度及び高さ位置を制御する被検査面角度
位置制御手段としてのパネル角度位置制御手段２９とを
備えており、このパネル角度位置制御手段２９の出力信
号により、各々の高さ調節機構３０がコントロールされ
て、車体パネル１０の被検査面における傾斜角度等が所
定の値となるように制御される。

【００５０】そして、ＣＣＤカメラ１２により得られた
受光画像は、画像処理手段２２により図６に示すような
処理が行われ、表示手段２３により表示されることにな
る。

【００５１】尚、上記パネル情報特定手段１７及びパネ
ル角度位置制御手段２９としては、ホストコンピュータ
３１がその役割をなし、又、上記画像処理手段２２及び
表示手段２３等により検査処理手段２８が構成されてい
る。

【００５２】上記構成からなる表面検査装置において、
車体パネル１０被検査面の所定基準面に対する傾斜角度
及び高さ位置を制御する場合は、先ず、ベルトコンベア
（不図示）等で矢印Ｌ方向に移送される車体パネル１０
の位置をパネル位置検出センサ１５により検出し、続い
て、パネル種入力手段１６により予め入力されたパネル
種情報と上記位置情報に基づいて、パネル面を前端から
順にトレースしつつ、ホストコンピュータ３１で車体パ
ネル１０の所定基準面例えば水平面に対する傾斜角度を
算出し、高さ調節機構３０に制御信号を送って、車体パ
ネル１０上の検査部分が例えば常に水平となるようにコ
ントロールする。

【００５３】具体的には、図１１に示すように、車体パ
ネル１０の水平面に対する角度を階段状にパルス的に切
り替えて制御する。このような制御手法とするのは、線
状光源１１´及びＣＣＤカメラ１２´の照射角度及び撮
像角度は、ともに検査可能な角度に幅（マージン）を持
っているため、検査不可能となる角度に外れることのな
いように制御すればよいからである。尚、車体パネル１
０の曲面に沿ってリニアに制御すれば、より最適な検査
が行える。

【００５４】また、上記高さ調節機構３０により車体パ
ネル１０の角度及び高さを変化させる手法としては、前
後の高さ調節機構３０のうち一方を固定して他方のみを
駆動制御する手法、あるいは、前後各々の高さ調節機構
３０をそれぞれ別個に駆動制御する手法等がある。さら
に、車体パネル１０の裏側曲面に沿うローラー等をベル
トコンベアとは別個に設けて、このローラー等に沿わし
て車体パネル１０を移送させ、検査部分を常に水平に維
持するような手法等を採用することもできる。

【００５５】図１２及び図１３は、本発明に係る表面検
査装置のさらに別の実施例を示す構成図及び一部拡大図
である。この実施例に係る表面検査装置は、車体パネル
１０を移送するベルトコンベア等の基準面が傾斜してい
る場合での検査に用いるものであり、前述図１に示す表
面検査装置に対して、車体パネル１０移送時の設置傾斜
角度、すなわち、ベルトコンベア４０の基準面が所定基
準面例えば水平面に対して傾斜する角度θｂを入力する
被検査物体設置角度入力手段としてのパネル設置基準角
度入力手段３２を追加した構成となっており、パネル面
情報特定手段１７は、パネル種入力手段１６に入力され
たパネル種情報、パネル位置検出センサ１５により得ら
れる位置情報、及びパネル設置基準角度入力手段３２に
入力されるベルトコンベア基準面の傾斜角度情報に基づ
いて、これらの情報に対応する位置における検査部分の
曲面形状及び傾斜角度情報を特定するようになってい
る。

【００５６】そして、上記パネル面情報特定手段１７に
より得られるパネル面角度情報及び上記パネル位置検出
センサ１５により得られる位置情報に基づき、ベルトコ
ンベア基準面の傾斜角度分を補正しつつ、各々の調節機
構がコントロールされて、線状光源１１，１３及びＣＣ
Ｄカメラ１２，１４の角度及び高さ位置が、常に所定の
値となるように制御される。

【００５７】上記構成によれば、車体パネル１０を移送
するベルトコンベア４０の基準面（載置面）が傾斜して
いる場合であっても、車体パネル１０の表面における緩
やかな凹凸，突起等の欠陥を高精度でかつ確実に検出す
ることができる。

【００５８】以上述べた実施例に係る線状光源１１，１
１´，１３としては、例えば、ハロゲンランプ、強力な
メタルハライド、あるいは、さらに強力なキセノンメタ
ルハライド等を使用して、直接もしくは光ファイバ等を
介してレンズまで導き線状に集光させるものを用いるこ
とができる。また、撮像手段としては、ＣＣＤカメラに
限らず、その他各種の撮像装置を用いることができる。

【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
略構成図である。

【図２】本発明に係る表面検査装置の原理を説明するた
めの図である。

【図３】照明手段による照明光の照射角度と受光画像の
輝度との関係を示すグラフである。

【図４】本発明に係る表面検査装置により得られる受光
画像を示す図である。

【図５】撮像手段の撮像角度と受光画像の輝度との関係
を示すグラフである。

【図６】本発明に係る検査処理手段により行われる処理
を示すフローチャートである。

【図７】照明手段及び撮像手段の角度及び高さ位置の制
御例を示す図である。

【図８】照明手段及び撮像手段により被検査面を照射し
て撮像する状態を示す図であり、（ａ）は被検査面の前
面部を照射及び撮像する状態、（ｂ）は被検査面の後面
部を照射及び撮像する状態を示す。

【図９】本発明に係る表面検査装置の他の実施例を示す
概略構成図である。

【図１０】本発明に係る表面検査装置のさらに別の実施
例を示す概略構成図である。

【図１１】図１０に示す表面検査装置において、被検査
面の傾斜角度及び高さの制御例を示す図である。

【図１２】本発明に係る表面検査装置のさらに別の実施
例を示す概略構成図である。

【図１３】図１２に示す表面検査装置の一部拡大図であ
る。

【図１４】従来の表面検査装置における照射及び撮像の
原理を説明する図である。

【図１５】従来の表面検査装置における照射及び撮像の
原理を説明する図である。

【符号の説明】

１０ 車体パネル（被検査物体） １１ 線状光源（照明手段） １２ ＣＣＤカメラ（撮像手段） １３ 線状光源（照明手段） １４ ＣＣＤカメラ（撮像手段） １５ パネル位置検出センサ（被検査面位置検出手段） １６ パネル種入力手段（被検査面種入力手段） １７ パネル面情報特定手段（被検査面情報特定手段） １８ 照射／撮像角度位置制御手段 １９ 前後照明撮像切り替え手段 ２０ 照明電源切り替えスイッチ ２１ 画像入力切り替えスイッチ ２２ 画像処理手段 ２３ 表示手段 ２４ ホストコンピュータ ２５ 検査処理手段 ２６ 照明電源 ２７ ホストコンピュータ ２８ 検査処理手段 ２９ パネル角度位置制御手段（被検査面角度位置制御
手段） ３０ 高さ調節機構 ３１ ホストコンピュータ ３２ パネル設置基準角度入力手段（被検査物体設置基
準角度入力手段） ４０ ベルトコンベア

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物体の被検査面に照明光を照射す
   る照明手段と、 被検査面を撮像しつつ被検査面からの反射光に基づいて
   受光画像を形成する撮像手段と、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に存在する欠陥を
   検出しその検出情報を出力する検査処理手段とを備える
   表面検査装置であって、 前記照明手段は、被検査面の一方側斜め上方から被検査
   面に対して所定入射角度で照明光を照射するように配置
   され、 前記撮像手段は、被検査面の他方側斜め上方の位置に
   て、被検査面から前記所定入射角度よりも小さい反射角
   度で反射される前記照明光の乱反射光を受光するように
   配置されている、ことを特徴とする表面検査装置。
2. 【請求項２】 被検査物体の被検査面に照明光を照射す
   る照明手段と、被検査面を撮像しつつ被検査面からの反
   射光に基づいて受光画像を形成する撮像手段と、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に
   存在する欠陥を検出しその検出情報を出力する検査処理
   手段と、被検査面の種類を入力する被検査面種入力手段
   と、被検査面の移送方向における位置情報を検出する被
   検査面位置検出手段と、前記被検査面種入力手段により
   得られる被検査面種情報及び前記被検査面位置検出手段
   により得られる位置情報に対応した被検査面の曲面形状
   及び傾斜角度情報を特定する被検査面情報特定手段と、
   前記被検査面情報特定手段により得られる被検査面の角
   度情報及び前記被検査面位置検出手段により得られる被
   検査面の位置情報に基づき前記照明手段の照射角度及び
   高さ位置を制御する照射角度位置制御手段と、前記被検
   査面情報特定手段により得られる被検査面の角度情報及
   び前記被検査面位置検出手段により得られる被検査面の
   位置情報に基づき前記撮像手段の撮像角度及び高さ位置
   を制御する撮像角度位置制御手段とを備える表面検査装
   置であって、 前記照明手段は、前記照射角度位置制御手段により、被
   検査面に照射される照明光の入射角度が常に一定になる
   ように制御され、 前記撮像手段は、前記撮像角度位置制御手段により、被
   検査面から前記入射角度よりも小さい反射角度で反射さ
   れる前記照明光の乱反射光を受光するように制御され
   る、ことを特徴とする表面検査装置。
3. 【請求項３】 前記照明手段は、被検査面の移送方向前
   面部を照射する前面照明手段及び被検査面の移送方向後
   面部を照射する後面照射手段を有し、 前記撮像手段は、被検査面からの反射光に基づいて被検
   査面の移送方向前面部を撮像する前面撮像手段及び被検
   査面からの反射光に基づいて被検査面の移送方向後面部
   を撮像する後面撮像手段を有し、 前記前面照明手段及び後面照明手段の切り替え及び前記
   前面撮像手段及び後面撮像手段の切り替えを行う前後照
   明撮像切り替え手段を有する、ことを特徴とする請求項
   １又は２記載の表面検査装置。
4. 【請求項４】 被検査物体の被検査面に照明光を照射す
   る照明手段と、被検査面を撮像しつつ被検査面からの反
   射光に基づいて受光画像を形成する撮像手段と、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に
   存在する欠陥を検出しその検出情報を出力する検査処理
   手段と、被検査面の種類を入力する被検査面種入力手段
   と、被検査面の移送方向における位置情報を検出する被
   検査面位置検出手段と、前記被検査面種入力手段により
   得られる被検査面種情報及び前記被検査面位置検出手段
   により得られる位置情報に対応した被検査面の曲面形状
   及び傾斜角度情報を特定する被検査面情報特定手段と、
   前記被検査面情報特定手段により得られる被検査面の角
   度情報及び前記被検査面位置検出手段により得られる被
   検査面の位置情報に基づき被検査面の傾斜角度及び高さ
   位置を制御する被検査面角度位置制御手段とを備える表
   面検査装置であって、 前記被検査面は、前記被検査面角度位置制御手段によ
   り、前記照明手段及び撮像手段による照射角度及び撮像
   角度が常に一定になるように制御される、ことを特徴と
   する表面検査装置。
5. 【請求項５】 被検査物体の被検査面に照明光を照射す
   る照明手段と、被検査面を撮像しつつ被検査面からの反
   射光に基づいて受光画像を形成する撮像手段と、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に
   存在する欠陥を検出しその検出情報を出力する検査処理
   手段と、被検査面の種類を入力する被検査面種入力手段
   と、被検査物体移送時の設置傾斜角度を入力する被検査
   物体設置角度入力手段と、被検査面の移送方向における
   位置情報を検出する被検査面位置検出手段と、前記被検
   査面種入力手段により得られる被検査面種情報、前記被
   検査物体設置角度入力手段により得られる角度情報、及
   び前記被検査面位置検出手段により得られる位置情報に
   対応した被検査面の曲面形状及び傾斜角度情報を特定す
   る被検査面情報特定手段と、前記被検査面情報特定手段
   により得られる被検査面の角度情報及び前記被検査面位
   置検出手段により得られる被検査面の位置情報に基づき
   前記照明手段の照射角度及び高さ位置を制御する照射角
   度位置制御手段と、前記被検査面情報特定手段により得
   られる被検査面の角度情報及び前記被検査面位置検出手
   段により得られる被検査面の位置情報に基づき前記撮像
   手段の撮像角度及び高さ位置を制御する撮像角度位置制
   御手段とを備える表面検査装置であって、 前記照明手段は、前記照射角度位置制御手段により、被
   検査面に照射される照明光の入射角度が常に一定になる
   ように制御され、 前記撮像手段は、前記撮像角度位置制御手段により、被
   検査面から前記入射角度よりも小さい反射角度で反射さ
   れる前記照明光の乱反射光を受光するように制御され
   る、 ことを特徴とする表面検査装置。
6. 【請求項６】 前記照明手段が線状光源からなり、前記
   撮像手段がＣＣＤカメラからなる、ことを特徴とする請
   求項１ないし５いずれか１つに記載の表面検査装置。