WO2008123604A1 - 表面検査装置 - Google Patents

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WO2008123604A1
WO2008123604A1 PCT/JP2008/056739 JP2008056739W WO2008123604A1 WO 2008123604 A1 WO2008123604 A1 WO 2008123604A1 JP 2008056739 W JP2008056739 W JP 2008056739W WO 2008123604 A1 WO2008123604 A1 WO 2008123604A1
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WO
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light
image
unit
dark
image processing
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/056739
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French (fr)
Inventor
Yasunori Asada
Original Assignee
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Application filed by Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha filed Critical Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • G01N2021/8896—Circuits specially adapted for system specific signal conditioning

Definitions

  • the present invention relates to a surface inspection apparatus for detecting defects on a surface to be inspected, such as a collision occurring on a painted surface.
  • the painted surface is irradiated with light, the reflected light of the irradiated light is imaged, and the captured image is processed.
  • Devices that detect changes in brightness that occur in defective parts such as bumps are widely used.
  • diffuse flat light having uniform brightness within the irradiation range
  • parallel light is used as light to be applied to the coating surface.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-6 3 9 5 9 discloses a technique for applying a light / dark pattern to light applied to a coating surface in order to detect defects such as bumps by irradiating the coating surface with light. Is disclosed.
  • the irradiation range of the diffusion flat light that is, the width dimension Wa of the light source 1 2 0
  • Conditions are limited, such as narrowing.
  • the camera 1 1 0 reflects directly on the slope of the bump 1 9 1.
  • the painted surface 1 90 including the part of the bump 1 9 1 is generally regarded as a bright part. It may be difficult to detect as ⁇ .
  • the coating surface is curved, there is a problem that the inspection field of the surface scissors device becomes very small.
  • the painted surface 1 90 is a convex curved surface
  • the light irradiated to the i painted surface 1 90 is 0 at the center of the light irradiation range by the light source 1 2 0.
  • the light is reflected directly and enters the camera 110, but the light reflected at a position slightly away from the center is reflected to the outside of the camera 110, resulting in a very small inspection field.
  • a picked-up image 170 as shown in FIG. 19 is obtained.
  • the captured image 170 is subjected to the following image processing to detect a collision.
  • 51 7 0 b having a low brightness appear alternately in a line shape.
  • 9 1 exists in the area of bright part 1 7 0 a, and the shape of hit 1 9 1 appears as ⁇ 1 7 0 c.
  • the brightness changes abruptly at the boundary between the bright part 1 7 0 a and the dark parts 1 7 0 b and 1 7 0 c, and the change in brightness is used to detect the hit 1 9 1 Image processing is performed on the screen.
  • a smoothing process is applied to the captured image 1 70 obtained by capturing the reflected light of the light having a light and dark pattern irradiated on the painted surface 1 90 with the camera 1 1 0 to reduce the noise.
  • the image shown in Fig. (A) is obtained.
  • the bright part 1 7 0 a and Bf ⁇ 1 7 0 b form a line-shaped light and dark pattern.
  • the bright part 1 7 0 a hits 1 9 0 and the shape of 1 9 1 exists as 1 7 0 c. Yes.
  • the image shown in Fig. 20 (b) is obtained by differentiating the image.
  • the processed image shown in Fig. 20 (b) is brighter (brighter) in the image shown in Fig. 20 (a) where the brightness change is larger, and the darker the brightness change is ( (The brightness is low).
  • the white portion corresponding to the boundary portion between the bright portion 170a and the dark portion 170b is formed in a line shape, and the white portion corresponding to the boundary portion between the bright portion 170a and the dark portion 170c is formed in an annular shape.
  • the image shown in FIG. 20 (b) contains a line-shaped white portion due to the light brightness pattern and an annular white portion due to the presence of the bump 191.
  • the line-shaped white portion of the light brightness pattern is image-processed.
  • the removal of the line-shaped white part is performed based on the difference in size between the line-shaped white part and the annular white part, for example, the line-shaped white part extending in the vertical direction is removed. Process or remove the white part where the vertical or horizontal dimension of the white part is beyond the maximum range of the size of the normally imaginable bumps.
  • a light / dark pattern is formed, and irradiation is performed to irradiate the surface to be inspected with diffused light having a gradation of lightness at the boundary between the bright part and the dark part in the light / dark pattern.
  • An image capturing unit that captures reflected light reflected by the front fiber pair surface, and an image processing device that detects a defect on the surface of the S target by performing image processing on the captured image captured by the image capturing unit
  • the image processing apparatus includes a differentiation processing unit that performs differential processing on the captured image, and a binarization processing unit that performs binarization processing on the captured image after differentiation processing.
  • the light irradiation range (inspection field of view) is ensured regardless of whether the inspection target surface is a flat surface or a curved surface.
  • the surface inspection apparatus it is not necessary to separate and remove the white portion corresponding to the boundary portion of the light and dark pattern that appears after the differentiation process from the annular white portion due to the presence of the bump. Nagaku The binarization process can be performed immediately after the differentiation process to detect hits. As a result, it is possible to reduce the burden of image processing as compared with “ ⁇ *”, and it is possible to reduce the processing time while suppressing the image processing capability of the image processing apparatus.
  • the irradiation unit preferably includes a light source that emits light, a diffusion plate that diffuses the light, and a slit that imparts a gradation pattern with gradation to the diffused light that has passed through the diffusion plate. According to this, it is possible to obtain diffused light having a clear pattern with gradation with a simple and inexpensive configuration.
  • an irradiation unit that irradiates the target surface with diffused light in which a bright and dark pattern is formed, and an imaging unit that images the reflected light reflected from the inspection target surface;
  • An image processing device that detects a defect on the surface of the inspection target by performing image processing on the captured image captured by the imaging unit, and the imaging unit captures reflected light from the surface of the inspection target from a plurality of locations.
  • the image processing apparatus includes a differentiation processing unit that performs differential processing on the captured image, and a binarization processing unit that performs binarization processing on the captured image after the differentiation processing.
  • the dark part based on the defective part in the other captured images is the bright part of the bright and dark pattern (the bright part based on the defective part).
  • the part it can be expected to be located in the light and dark pattern, and it is a powerful ability to detect the presence or absence of defects such as bumps.
  • the wrinkles between a plurality of image pickup positions in the image pickup unit are set so that a defect that exists in an image picked up at at least one of the image pickup positions is located at a place that does not reach the boundary of the clear pattern. It is preferable. According to this, among the captured images captured from a plurality of locations, the dark part based on the defective part in at least one captured image is always the bright part of the light / dark pattern (in the case of the bright part based on the defective part, the ra of the light / dark pattern) Therefore, it is possible to reliably detect the presence of a defect such as a bump.
  • an irradiation unit that irradiates the surface to be inspected with diffused light in which a bright and dark pattern is formed, and an imaging unit that images the reflected light reflected on the surface to be inspected previously
  • an image processing device that detects a defect on the surface of the object to be detected in advance by performing image processing on the captured image captured by the imaging unit, and the irradiation unit strobes the diffused light, and the imaging unit
  • the reflected light is imaged in synchronism with the strobe light emitted from the irradiation unit.
  • the irradiating unit by configuring the irradiating unit to perform strobe light emission that instantaneously emits diffused light and performing imaging by the imaging unit, it is possible to reduce the duty ratio of the energization in the irradiating unit, When the irradiating part is caused to emit light, it is possible to brighten the light emitted by flowing a large current. By brightening the light emitted from the irradiating unit, the lens aperture of the imaging unit can be reduced and the depth of the subject can be increased.
  • a pin that is different from the surface to be inspected together with the surface to be inspected It becomes possible to pick up the light and dark pattern located at the heel position more smoothly, and when the captured image is processed, it is possible to detect the part with defects such as bumps with high accuracy. Become.
  • an irradiation unit that irradiates light on the surface to be inspected, an imaging unit that images reflected light reflected on the target surface, and an image captured by the imaging unit
  • An image processing device that detects a defect on the surface to be inspected by performing image processing on the captured image, and the imaging unit is configured to be able to adjust a focal position at the time of imaging, and the focus position at the time of imaging is to be inspected The position is adjusted to a position shifted from the surface.
  • noise components with large contrast such as dust adhering to the surface to be inspected and metallic or mica contained in the paint on the painted surface that is the surface of the surface, are taken from the captured image! That will be ⁇
  • the front surface E ⁇ target surface is a coated surface to which a paint is applied. According to this, the presence or absence of defects such as bumps on the painted surface can be detected, and the inspection accuracy of the painted surface can be improved.
  • the surface to be inspected is a flat surface or a curved surface
  • a light irradiation range (glance field) is ensured, and a defect such as a hit on the surface to be inspected is missing. It is ⁇ J ability to detect the fall with high accuracy.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a surface inspection apparatus.
  • FIG. 2 is a diagram showing a captured image of diffused light having a gradation pattern with gradation irradiated from an irradiation unit.
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view showing a grace field when diffusing light is applied to a curved painted surface.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view showing an image picked up by a camera when diffused light to which a light and dark pattern is given is irradiated on the paint surface in a large range.
  • FIG. 5 is a diagram showing a captured image that has not yet been subjected to the image processing.
  • FIG. 6 is a diagram showing a captured image on which smoothing processing has been performed.
  • FIG. 7 is a diagram showing a captured image on which differentiation processing has been performed.
  • FIG. 8 is a diagram showing a captured image on which differentiation processing has been performed.
  • FIG. 9 is a side cross-sectional view showing the inspection head in a state where the focus of the camera is shifted by a predetermined amount from the paint surface to the camera side.
  • FIG. 10 is a diagram showing a captured image that exists in a state where a dark part based on a bump is located on a boundary part between a bright part and a dark part of a bright / dark pattern.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a surface inspection apparatus having a configuration in which a plurality of cameras are provided.
  • FIG. 12 is a side view showing the positional relationship between the first camera, the second camera, the paint surface, and the slit surface.
  • FIG. 13 shows the distance between the positions of the points of interest on the paint surfaces of the 1st and 2nd cameras, which are reflected on the slits, the same as the repeated pitch between the bright and dark areas of the slits.
  • FIG. 6 is a side view showing a state in which an interval between the first camera and the second camera is set.
  • FIG. 14 shows the point of interest on the painted surface of the first and second cameras on the slit.
  • FIG. 6 is a side view showing a state in which the interval between the first camera and the second camera is set such that the interval between the insertion positions is the same as the width dimension of the bright portions of the slits arranged alternately.
  • FIG. 15 is a diagram showing an image captured by the first camera and an image captured by the second camera.
  • FIG. 16 is a side cross-sectional view showing a light reflection path in the case of detecting a coating surface collision using diffuse flat light.
  • FIG. 17 is a side cross-sectional view showing a light reflection path when a coating surface collision is detected using diffuse flat light with an enlarged irradiation range.
  • FIG. 18 is a side cross-sectional view showing a light reflection path in the case of detecting a collision of a painted surface constituted by a curved surface using parallel light.
  • FIG. 19 is a view showing a photographed image when light having a slit-like light / dark pattern is irradiated onto the paint surface.
  • FIG. 20 (a) is a diagram showing a state in which the captured image obtained by capturing the reflected light of the light having a bright and dark pattern irradiated on the paint surface with a camera is subjected to smoothing processing.
  • (B) is a diagram showing a state in which differentiation processing is performed on the captured image of FIG. 20 (a), and
  • FIG. 20 (c) is a line shape with respect to the captured image of FIG. 20 (b).
  • FIG. 3 is a diagram showing a state where image processing for binarizing a white portion and binarization processing are performed.
  • the surface scissor device 1 shown in FIG. 1 irradiates the coating surface 90 which is a symmetric surface with light, captures the reflected light of the irradiated light, and performs image processing on the captured image.
  • This is a device that detects defective parts such as bumps on the surface 90.
  • Inspection head 1 of the surface inspection device 1 0 Includes an irradiating unit 12 for irradiating the painted surface 90 with light, a camera 11 serving as an imaging unit for imaging reflected light from the painted surface 90, and a half mirror 16.
  • the irradiation unit 12 includes a light source 13 that is a light emitting means such as an LED, a diffuser plate 14 that diffuses light generated by the light source 13, and diffused light that has passed through the diffuser plate 14. And a slit 15 for providing a gradation pattern with gradation.
  • a light source 13 that is a light emitting means such as an LED
  • a diffuser plate 14 that diffuses light generated by the light source 13, and diffused light that has passed through the diffuser plate 14.
  • a slit 15 for providing a gradation pattern with gradation.
  • the surface inspection apparatus 1 includes a light source control device 20 that controls light emission of the light source 13 of the irradiation unit 12, a camera controller 30 that controls imaging of the camera 11, and a camera 1 Lens 1 Lens 1 8 Lens aperture control device 4 0, Image processing device 5 0 performs image processing of captured image captured by camera 1 1
  • a mobile robot 60 that performs movement and the like, and a robot control panel 61 that controls the movement and the like of the mobile robot 60 are provided.
  • the light emitted from the light source 13 of the irradiating unit 12 is diffused by passing through the expansion bottle 14 to become diffused light, and then passes through the slit 15 to provide a gradient-attached light.
  • the diffused light has a bright and dark pattern.
  • the light irradiated on the painted surface 90 is reflected immediately above the painted surface 90 and imaged by the camera 11.
  • a captured image 80 of the reflected light of the light irradiated onto the painted surface 90 is obtained by a line-shaped bright portion 80 a and a line-shaped 0t3 ⁇ 4 80 b.
  • a line-shaped bright portion 80 a and a line-shaped 0t3 ⁇ 4 80 b are light having a TO-like light and dark pattern arranged mutually, and the boundary between the bright part 80a and the dark part 80b
  • the boundary portion 80 c has a gradation in which the brightness gradually changes from the bright portion 80 a to the dark portion 80 (or from the dark portion 80 b to the bright portion 80 a).
  • the change in brightness at the boundary between the defective dark part 80 d due to bump 9 1 and the surrounding bright part 80 a is abrupt, and in the duraf shown in Fig. 2, the defective dark part 80 d And light part 8
  • the captured image 80 captured by the camera 11 is input to the image processing device 50, and the image processing is performed by the image processing device 50 to detect the presence or absence of the collision 91.
  • the image processing device 50 includes a smoothing processing unit 51 that smoothes the captured image 80, a differentiation processing unit 52 that differentiates the captured image 80, and an imaging A binarization processing unit 53 for binarizing the image 80 is provided.
  • the light irradiated from the irradiation unit 1 2 is composed of diffused light (diffused flat light).
  • the inspection field of view can be made larger.
  • each irradiation point of the curved surface in the light irradiation range includes light that has come from the outside, so the central portion in the light irradiation range is irradiated. Not only the emitted light, but also the light that is irradiated to the position away from the center Is also reflected directly above, so that it is possible to take an image with the force mela 11 and the inspection field of view can be enlarged.
  • the light irradiated on the paint surface 90 is composed of diffused light and has a light and dark pattern, which increases the light irradiation range (inspection field of view). However, it is possible to detect the collision 9 1 with high accuracy.
  • the bump 9 1 when the bump 91 is present in the bright part of the irradiation light, the dark part pattern located on both sides of the bright part is imprinted on the tilting surface of the bump 91 and captured by the camera 11. At the same time, since the irradiated light is reflected immediately above the painted surface 90 around the bump 9 1 and is captured by the camera 11 1, the bump 9 1 can be characteristically captured in the captured image 80. (In this example, as shown in FIG. 2, it can be regarded as a defective dark part 80 d that exists in the bright part 80 a).
  • FIG. 4 the path of light emitted from the irradiation section 12 through the slit 15 is shown by a straight line, and the path of 80 b formed by the slit 15 is shown by a dotted line. .
  • the coating surface 90 is irradiated with diffused light to which a light and dark pattern is applied, so that the coating surface 90 is a flat surface or a curved surface.
  • the collision 91 is detected as follows.
  • FIG. 5 shows a captured image 80 that has not yet undergone image processing. That is, the captured image 80 in FIG. 5 includes noise 80 0 e in addition to the dark portion 80 0 d due to the bright portion 80 0 a, dark portion 80 b, boundary portion 80 c, and bump 9 1. Is present.
  • This noise 80 e is caused by dust adhering to the painted surface 90, metallic mica contained in the paint applied to the painted surface 90, and the like.
  • a and dark part 8 0 b in order to produce shading in bright part 80 a, noise 8 0 e appears as a dark part, and in 0 b noise 8 0 e appears as a bright part). May be mistaken.
  • the captured image 80 captured by the camera 11 is input to the image processing device 50, and the smoothing processing unit 51 of the image processing device 50 applies the captured image 80 to the captured image 80.
  • FIG. 6 shows a captured image 80 that has undergone smoothing processing and has been subjected to noise 80 e force.
  • the differential processing unit 52 of the image processing device 50 performs differential processing.
  • the captured image 80 that has been subjected to the differentiation process appears black as the brightness change is smaller in the captured image 80 before the differentiation process, and appears white as the brightness change increases.
  • a portion corresponding to the boundary portion 80 c appears in an intermediate color (gray) between black and white. Further, since the defect 0f3 ⁇ 4158 O d based on the bump 91 has no change in brightness, the portion corresponding to the defect dark portion 80 d appears in black, and the defect dark portion 80 d and the light portion 80 0 a Since the boundary portion has a sharp change in brightness, the portion corresponding to the boundary portion appears white.
  • the portion corresponding to the boundary portion 80 c appears in gray, and the boundary portion between the defect dark portion 80 d based on the bump 91 and the bright portion 80 a
  • the part corresponding to is appearing in black except in white.
  • the binarization processing unit 5 3 of the image processing device 50 performs binarization processing in which each part of the 13 ⁇ 4 image image 80 is represented by either white or black.
  • the threshold value of white and black is higher than the brightness of the portion corresponding to the boundary portion 80 c (the gray portion in the captured image 80 after differentiation)
  • the bump 9 1 Is set to a value smaller than the brightness of the portion corresponding to the boundary between the defective dark portion 80 d and the bright portion 80 a based on (a white portion in the captured image 80 after the differential processing).
  • the painted surface 90 is irradiated with diffused light having a gradation pattern with gradation, and the captured image 80 of the painted surface 90 captured by the camera 11 is captured.
  • differentiation and binarization it is possible to detect the hit 91.
  • the paint surface is illuminated with light and dark patterns that do not have gradation at the boundary between the bright part and Bt ⁇ as in «, the brightness of the boundary part between the bright part and the dark part of the light and dark pattern
  • the change is abrupt, and when the captured image is differentiated, the part corresponding to the boundary part of the light and dark pattern appears in white, so the white part due to the boundary part of the light and dark pattern and the annular white part due to the presence of the collision are mixed.
  • the white part due to the boundary of the light and dark pattern has the same brightness as the white part due to the bump and cannot be removed by the binarization process. Therefore, the white part due to the boundary part of the light and dark pattern before the binarization process is performed.
  • the process of ⁇ 3 ⁇ 4 is required.
  • the surface inspection apparatus 1 can detect a collision 91 by performing binarization processing immediately after the differentiation processing, as described above, and can reduce the burden of image processing compared to. Thus, it is possible to reduce the processing time while suppressing the image processing capability of the image processing apparatus 50.
  • This surface inspection device 1 can detect the presence or absence of defects such as bumps on the painted surface by making the painted surface of the car body in an automobile a symmetric surface and can improve the inspection accuracy of the painted surface. .
  • the diffused light having a gradation pattern with light and darkness that is applied to the painted surface 90 is a light source 13 composed of LEDs and the like, and the light generated by the light source 13 is diffused light. Since it is configured to be generated by the irradiation unit 12 having the ⁇ 14 and the slit 15 that gives the light and dark pattern with gradation to the diffused light that has passed through the diffusion plate 14, The ability to obtain diffuse light with a light and dark pattern with gradation in a simple and inexpensive configuration is the J ability.
  • the light / dark pattern of the slit 15 is configured as a slit-like pattern in which line-shaped bright portions 80 a and dark portions 80 b are alternately arranged.
  • Other patterns such as a pattern in which polka-dotted bright parts 80a are dispersed in the ground pattern of the pattern may be used, and the pattern shape is not particularly limited.
  • the following configuration is used to increase the depth of the subject. 9 1
  • the detection ability is improved and stabilized.
  • the surface disgusting device 1 is configured to irradiate the coating surface 90 with the irradiation unit 12 force using the eight mirror 16 and the irradiation surface 1 2 to the coating surface 90.
  • the path of light (through the dotted line in Fig. 1) to the force mela 1 1 via the light path is between the camera 1 1 and the painted surface 90 (in Fig. 1). It is longer than the route indicated by the one-dot chain line).
  • imaging with the camera 11 is performed as follows.
  • the mobile robot 60 moves the head 3 ⁇ 4 to the location to be imaged on the paint surface 90.
  • the ropot control panel 61 When the moving ropot 60 reaches a place to be imaged, the ropot control panel 61 outputs a trigger signal to the light source controller 20.
  • the light source control device 20 to which the trigger one signal is input outputs a light emission command to the light source 13 and simultaneously outputs a trigger signal to the camera controller 30.
  • the camera controller 30 to which the trigger signal has been input outputs an imaging command to the camera 11.
  • Light source control unit 20 Light source 13 to which a light emission command is input is emitted from light source 1 3, Camera controller 1 30 Camera to which a command is input from camera 1 1 is operated by a shutter and paint surface 9 0 The reflected light from is imaged.
  • the light source 13 emits strobe light that emits light with a large amount of light for a short time
  • the power lens 11 1 performs an imaging operation in synchronization with the light emission operation of the light source 13.
  • the lens aperture of the lens 11 of the camera 11 is appropriately adjusted by the camera lens aperture device 40 according to the light emission conditions of the light source 13 before the camera 11 starts the imaging operation.
  • the exposure time of the camera 11 during imaging depends on the color of the painted surface 90, etc. 3 ⁇ 4 !: Adjusted by camera controller 30.
  • the captured image 80 captured by the camera 11 is transferred to the image processing device 50, and the image processing device 50 performs image processing on the captured image 80 as described above.
  • the duty ratio of the energization in the light source 13 can be reduced. It is ⁇ J ability to brighten the light emitted by passing a large current when emitting light.
  • the aperture of the lens 1 8 of the camera 1 1 can be reduced, and the depth of field can be increased.
  • the light emitted from the irradiating unit 12 is described as the diffused light having a gradation pattern with gradation.
  • the light emitted from the irradiating unit 12 has gradation.
  • the illuminator 12 emits strobe light, and the camera 11 1 captures reflected light in synchronization with the stroboscope light emitted by the illuminator 12.
  • the subject depth of the camera 1 1 can be increased.
  • the focus of the camera 1 1 is adjusted to the surface of the painted surface as shown in FIG.
  • the picked-up image includes noise 8 0 e ⁇ 80 0 e ⁇ caused by dust adhering to the paint surface 90, or metallic mica contained in the paint.
  • the captured image 80 It is preferable that the noise 80 0 e is reduced because the light portion 80 0 a and the dark portion 80 b may be dark and shaded and may be mistaken for a defective portion such as a bump 90.
  • the noise 80 0 e is obtained by smoothing the captured image.
  • the noise 80 0 e can be more reliably removed by configuring the surface inspection apparatus 1 as follows. Is possible.
  • the camera 11 is focused by shifting the focus of the camera 11 from the paint surface 90 by the predetermined amount of the camera 11 and taking an image with the camera 11 of the paint surface 90.
  • Noise 80 e component having a large contrast such as dust adhering to the surface 90 or mesh or mica contained in the paint can be obtained from the captured image.
  • smoothing processing is performed by the smoothing processing unit 51 of the image processing device 50 on the captured image 80 which is captured with the focus shifted from the painted surface 90, so that noise can be more reliably generated. 80 0 e can be removed, and the accuracy of detecting defects such as bump 9 1 can be improved.
  • removing the noise 80 0 e by shifting the focus of the camera 1 1 from the painted surface 90 0 to capture the reflected light on the painted surface 90 0 with diffused light and dark patterns with gradation.
  • it is applied when imaging reflected light on the surface 90 0.
  • the diffused light of the light / dark pattern without gradation, or the diffused light or parallel light without the light / dark pattern is applied. Is also possible.
  • the defect dark portion 80 d based on the bump 91 is present on the boundary portion 90 c between the light portion 80 a and the dark portion 80 b of the light-dark pattern. If so, it is difficult to detect the presence of Bump 9 1.
  • the surface inspection apparatus 1 always detects the defect 80 d that is on the bright part 80 a or the dark part 80 b of the light-dark pattern and not on the boundary part 90 c. It can also be configured to be able to.
  • the surface inspection apparatus 1 shown in FIG. 11 is provided with a plurality of first cameras 1 1 a and second cameras 1 1 b as cameras 11 for capturing an image of the painted surface 90.
  • the first camera 11a and the second camera 11b are arranged at a predetermined interval in the repetitive direction between the bright part 80a and the dark part 80b of the light / dark pattern of the irradiated light on the painting surface 90. Is placed.
  • the distance W between the first camera 1 1 a and the second camera 1 1 b is determined by the first and second cameras 1 1 a ′ l 1 b
  • one of the reflection positions N 1 and N 2 of the point of interest N on the slit 15 is necessarily the bright part 1 5 a and dark part 1 of the slit 1 5.
  • the dimension is set to exist at 5 b (that is, the position corresponding to the bright part 80 a or the position corresponding to the dark part 80 b of the captured image 80).
  • the interval P o between the reflection positions N 1 and N 2 is a repetitive pitch P between the bright portions 15 a and dark portions 15 b of the slits 15 arranged alternately.
  • both the reflection positions N 1 and N 2 are the bright portions 1 5 of the slit 1 5 a field located at the boundary 15c between the a and the dark 15b (that is, the position corresponding to the boundary 80c of the captured image 80c). There is a match.
  • the interval Po between the reflection positions N1 and ⁇ 2 is the same as the width dimension Pa of the bright part 15a or the width dimension Pb of the dark part 15b in the slit 15.
  • both of the reflection positions N 1 and N 2 are the boundary portions 15 between the bright portion 15 a and the dark portion 15 b of the slit 15.
  • c that is, a position corresponding to the boundary portion 80 c of the captured image 80
  • FIG. 14 shows the case where the interval Po is the same as the width dimension Pa of the bright portion 15a) .
  • the width dimension P a of the bright part 15 a of the slit 15 and the width dimension P b of the dark part 15 b are formed to be the same, the width dimension P a of the bright part 15 a and the width dimension P of the dark part 15 b Each b is half of the repetitive pitch P (1/2 P).
  • the interval Po between the reflection positions N1 and N2 is the same as the repeat pitch P, the width dimension Pa of the bright part 15a, and the dark part 15b.
  • the first camera 11 a and the second camera 1 lb are disposed so as to avoid the interval W that is the same as the width dimension P b of the first camera 11 a.
  • the first camera 11a and the second camera 11b are arranged to avoid the interval W where the interval Po between the reflection positions ⁇ 1 and ⁇ 2 is K times the repeat pitch P (K is an integer). It is.
  • both the reflection positions ⁇ 1 and ⁇ 2 are the boundary portions 15c of the bright portions 15a and 15b of the slit 15 (that is, The position of the captured image 80 is a position that corresponds to the boundary 80c), and is placed away from the PSW, and any one of the reflected positions N1-N2 is always the bright part 15a and dark part 15 of the slit 15. b (that is, the position corresponding to the bright part 80.a of the captured image 80) Or a dark part 80 b).
  • ⁇ Ll, ⁇ L2, and f3 ⁇ 4RSW are calculated by the following equation:
  • the interval Po is the repetition pitch P and K times the repetition pitch P (K is an integer), and the bright portion 15 a
  • the width dimension of Pa and the width dimension P of 5b are not set to be the same.
  • both the reflection positions N 1 and N 2 are not located at the boundary 15 c between the bright part 15 a and the dark part 15 b of the slit 15, for example, as shown in FIG.
  • the defect 80d (or bright part) based on the bump 91 is located in the bright part 80a (or dark part 8Ob) (based on the presence of a defect such as the bump 91).
  • the contrast generated on the captured image 80 becomes a bright part when located in the dark part 80 b).
  • the captured images 80 and 80 of the painted surface 90 captured simultaneously by the first camera 11a and the second camera 11b are input to the image processing apparatus 50, respectively.
  • image processing apparatus 50 after selecting the captured image 80 on the side where the defect B ⁇ 80d (or bright defect portion) is located in the bright portion 80a (or 8Ob), Then, image processing such as smoothing processing, differentiation processing, and binarization processing as described above is performed to detect defects 91 and the like.
  • a plurality of first cameras 1 1 a and second cameras 1 1 b are used as the cameras 11 1 to obtain captured images 8 0 and 80 captured from a plurality of locations.
  • the mobile robot 60 moves the position of the camera 11 to locate the same location on the painted surface 90 It is also possible to obtain captured images 8 0 and 80 captured from a plurality of locations by capturing images from the location after movement.
  • the imaging by the camera 11 is not limited to being performed from two locations, and it can be configured to input captured images of the painted surface 90 captured from three or more locations to the image processing device 50. .
  • the reflected light from the coating surface 90 is configured to be imaged from a plurality of locations. Even if d is located at the boundary portion 8 0 c between the bright portion 8 0 a and the dark portion 80 b, the defective dark portion 8 0 d in the other captured image 80 is the bright portion 8 0 a (defective bright portion). In this case, it can be expected to be located at BtgB 80 b), and it will be possible to detect the presence or absence of defects such as bump 91 properly.
  • the interval is set such that the defective dark part 80 d existing in the picked-up image picked up at at least one of the pick-up positions is located at a place not over the boundary part 80 c of the light-dark pattern. Since the value of W is set, at least one captured image 8 0 In this case, the defect ra80d is always located in the bright part 80a (8 Ob in the case of a defective bright part), so that it is possible to reliably detect the presence or absence of the defect 91 or the like.
  • the present invention can be usefully used as a surface inspection device for detecting defects on the surface to be inspected, such as bumps generated on the painted surface.

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Abstract

従来の表面検査装置では、塗装表面が曲面であると表面検査装置の検査視野を非常に小さくする必要があり、塗装表面を広い範囲にわたって検査する場合には多大な時間を要していた。また、表面検査装置における画像処理部の負担が大きく、処理時間が長くなってしまう傾向があった。係る課題を解決する表面検査装置１は、明暗パターンが形成され、該明暗パターンにおける明部と暗部との境界部に明度のグラデーションを有する拡散光を、塗装表面９０に照射する照射部１２と、前記塗装表面９０で反射した反射光を撮像するカメラ１１と、前記撮像部にて撮像された撮像画像８０を画像処理して前記塗装表面９０のぶつ９１を検出する画像処理装置５０とを備え、前記画像処理装置５０は、前記撮像画像８０を微分処理する微分処理部５２と、微分処理後の撮像画像８０を二値化処理する二値化処理部５３とを備える。

Description

明 細 書
表面検査装置 技術分野
本発明は、 塗装表面に生じるぶつ等、 検査対象表面の欠陥を検出するための表面検 査装置に関する。 背景技術
従来、自動車のボディの塗装表面に生じる「ぶつ」等の欠陥を検査する装置として、 塗装表面に光を照射し、 照射した光の反射光を撮像して、 撮像画像を画像処理するこ とにより、 ぶつ等の欠陥部分に発生する明るさの変化を検出する装置が広く用いられ ている。
このような装置を用いる場合、 塗装表面に照射する光として、 照射範囲内で一様の 明るさを有する拡散光（以降「拡散フラット光」 と記載する)、又は平行光が用いられ ている。
また、 特開平 1 1— 6 3 9 5 9号公報には、 塗装表面に光を照射してぶつ等の欠陥 部分を検出するために、 塗装表面に照射する光に明暗のパターンを付与する技術が開 示されている。
前述のごとく、 拡散フラット光を用いて塗装表面のぶつを検出する場合について、 第 1 6図を用いて説明する。 第 1 6図に示すように、 ぶつ 1 9 1が存在する部分の塗 装表面 1 9 0に光源 1 2 0から拡散フラット光を照、射すると、 略半球形状のぶつ 1 9 1の惧斜面に照射された光は、 外方へ散乱して上方に配置されるカメラ 1 1 0に戻つ てこない（第 1 6図中に示す点線は外方へ散乱する光である）。 このため、ぶつ 1 9 1 が存在する部分の塗装表面 1 9 0を前記カメラ 1 1 0により撮像すると、 ぶつ 1 9 1 の部分が俯部となり、 その他の塗装表面 1 9 0が明部となった画像を得ることができ る。 この画像を処理することにより、 ぶつ 1 9 1を他の塗装表面 1 9 0と区別して検 出すること力河能となっている。
但し、 このように拡散フラット光を塗装表面 1 9 0に照射してぶつ 1 9 1を適切に 検出することは難しく、 拡散フラット光の照射範囲 （つまり前記光源 1 2 0の幅寸法 Wa) を狭くする等、 条件が制限される。
例えば、 第 1 7図に示すように、 光源 1 2 0の幅寸法 W aを伸ばして光の照射範囲 を大きくした場合は、 ぶつ 1 9 1の斜面で 直に反射して前記カメラ 1 1 0に する場合がある。 言い換えれば、 ぶつ 1 9 1が存在する部分に全方向から光がまわり こんで、 ぶつ 1 9 1の部分を含む塗装表面 1 9 0が全体的に明部として捉えられ、 ぶ つ 1 9 1を ^^として検出することが困難となる場合がある。
従って、 拡散フラット光を用いて塗装表面のぶつを検出する場合は、 光の照射範囲 を狭めて表面検査装置の検査視野を非常に小さくする必要があり、 例えば自動車のポ ディの塗装表面ような広い範囲を検査する必要がある場合には、 全ての範囲を検査す るために多大な時間を要することとなる。 このため、 製造工程のラインコンベアタク ト内で検査を終えることが困難となる。
また、 平行光を用いて塗装表面のぶつを検出する場合、 ぶつ部分に光がまわりこむ ことを抑制できるため、前述のように拡散フラット光を用いた場合の不具合はないが、 検査対象となる塗装表面が曲面である は、 表面髓装置の検査視野が非常に小さ くなつてしまうという問題がある。 例えば、 第 1 8図に示すように、 塗装表面 1 9 0が凸曲面である場合は、 光源 1 2 0による光の照射範囲の中心部分では、 i 塗装表面 1 9 0に照射した光が 0 ^直に反射 してカメラ 1 1 0に入射することとなるが、 中心部から少し離れた位置で反射した光 はカメラ 1 1 0の外側に反射するため、 検査視野が非常に小さくなつてしまう。 従って、 例えば自動車のボディの塗装表面ように、 多くの曲面を有している塗装表 面を広い範囲にわたって検査する場合には、 全ての範囲を検査するために多大な時間 を要することとなる。 このため、 製造工程のラインコンベア夕クト内で検査を終える ことが困難となる。
また、 例えばスリツト状の明暗パターンを有する光を塗装表面に照射することによ つてぶつの検出を行う場合には、 第 1 9図に示すような纖の撮像画像 1 7 0が得ら れる。 この撮像画像 1 7 0に対して次のような画像処理を行ってぶつを検出するよう にしている。
第 1 9図に示すように、 撮像画像 1 7 0では、 明度が高い明部 1 7 0 aと明度が低 い fft¾|51 7 0 bとが交互にライン形状に表れており、 前記ぶつ 1 9 1が明部 1 7 0 a の領域に存在していて、 ぶつ 1 9 1の形状が ^ 1 7 0 cとして現れている。
この場合、 明部 1 7 0 aと暗部 1 7 0 bおよび 1 7 0 cとの境界部では明度が 急激に変化しており、 この明度の変化を利用してぶつ 1 9 1を検出するように画像処 理が行われる。
塗装表面 1 9 0に照射した明暗パターンを有する光の反射光をカメラ 1 1 0にて撮 像して得られた撮像画像 1 7 0に平滑化処理を施してノイズを減少させて第 2 0図 ( a) に示す画像が得られる。 明部 1 7 0 aと Bf^ 1 7 0 bとでライン形状の明暗パ ターンが形成され 明部 1 7 0 aにぶつ 1 9 1の形状が 1 7 0 cとして存在して いる。
第 20図 （a) に示す画像を得た後、 その画像を微分処理することにより第 20図 (b) に示す画像が得られる。
第 20図 （b) に示す»処理後の画像は、 第 20図 （a) に示す画像で明度変化 の大きい箇所ほど明るく （明度カ缟く）表わされ、明度変化が小さい箇所ほど暗く （明 度が低く） 表わされている。
具体的には、 第 20図 （a) における明部 170a内、 暗部 170b内、 および暗 部 170 c内では明度の変ィ匕がないため、 第 20図 （b) においてこれらの箇所に相 当する部分は黒色で表わされている。また、明部 170 aと Bf^ 170bとの境界部、 および ¾月部 170aと 170cとの境界部は明度の変化が大きく、 白色で表わさ れている。
この明部 170aと暗部 170bとの境界部に相当する白色部分はライン状に形成 され 明部 170 aと暗部 170cとの境界部に相当する白色部分は円環状に形成さ れている。
このように、 第 20図 （b) に示す画像には、 光の明暗パターンによるライン状の 白色部と、 ぶつ 191の存在による円環状の白色部とが混在している。 次に、 光の明 暗パターンによるライン状の白色部を画像処理により^ Sする。
このライン状の白色部の除去は、 ライン状の白色部と円環状の白色部との形状ゃ大 きさの違いに基づいて行い、 例えば上下方向に長く延びたライン形状の白色部を除去 する処理、 又は白色部の上下寸法または左右寸法が通常想定できるぶつの大きさの最 大範囲を超えている白色部を除去する処理を行う。
その後、 ライン状の白色部を鉄した画像に対して二値化処理を施して、 画像上に 残存しているノイズ等を (^して、 第 2 0図 （c ) に示す画像が得られる。 この第 2 0図 （c ) に示す画像には、 ぶつ 1 9 1に相当する箇所にのみ白色部分が れ、 この 白色部分に基づいてぶつ 1 9 1の検出を行うようにしている。
このように、 従来、 明暗パターンを有する光を照射して塗装表面のぶつ等の欠陥を 検出する場合は、 撮像画像 1 7 0を微分処理した後に、 同等の明度を有した光の明暗 パターンによるライン状の白色部と、 ぶつ 1 9 1の存在による円環状の白色部とが混 在することとなるため（第 2 0図（b) に示す状態)、ぶつ 1 9 1の存在を検出するた めにはライン状の白色部を除去するための画像処理を行う必要がある。 このため、 表 面嫌装置における画像処理部の負担が大きぐ 該画像処理部には高い画像処理能力 が求められるとともに、 処理時間が長くなつてしまう傾向があった。
そこで、 本発明では、 画像処理部での画像処理の負担を減少して処理時間を短縮し つつ、 対^ ¾面が曲面であった場合でも広い^ ¾視野で高精度に検査することが できる表面^ ¾装置を提供することを課題とする。 発明の開示
本発明の第一の態様である表面検査装置においては、 明暗パターンが形成され、 該 明暗パターンにおける明部と暗部との境界部に明度のグラデーションを有する拡散光 を、 検査対象表面に照射する照射部と、 前繊查対^ ¾面で反射した反射光を撮像す る撮像部と、 前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記 S対象表面の 欠陥を検出する画像処理装置とを備え、 前記画像処理装置は、 前記撮像画像を微分処 理する微分処理部と、 微分処理後の撮像画像を二値化処理する二値化処理部とを備え るものである。 このように、明暗のパターンが付与された拡散光を髓対象表面に照射することで、 検査対象表面が平面であるか曲面であるかにかかわらず、 光の照射範囲 （検査視野） を確保しつつ、 検査対象表面におけるぶつ等の欠陥の検出を高精度に行うことが可能 となる。
また、 第一の態様に係る表面検査装置においては、 微分処理後に現れる明暗パター ンの境界部に相当する白色部を、 ぶつの存在による円環状の白色部から切り離して除 去する処理が必要ではなぐ 微分処理の直後に二値化処理を行うことでぶつの検出を 行うことができる。 これにより、 «έ*に比べて画像処理の負担を軽減することができ て、 画像処理装置の画像処理能力を抑えつつ、 処理時間を短縮することが可能と なる。
特に、 前記照射部は、 光を発する光源と、 前記光を拡散させる拡散板と、 前記拡散 板を通過した拡散光にグラデーション付きの明暗パターンを付与するスリットとを備 えることが好ましい。 これによれば、 簡単かつ安価な構成でグラデーション付きの明 喑パターンを有した拡散光を得ることが 能となる。
本発明の第二の態様である表面検査装置においては、 明暗のパターンが形成される 拡散光を、 対象表面に照射する照射部と、 前記検査対象表面で反射した反射光を 撮像する撮像部と、 前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象 表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、 前記撮像部は、 検査対象表面からの反 射光を複数の箇所から撮像可能であり、 前記画像処理装置は、 前記撮像画像を微分処 理する微分処理部と、 微分処理後の撮像画像を二値化処理する二値化処理部とを備え るものである。
これによれば、 複数の箇所から撮像した撮像画像のうち、 例えば一方の撮像画像に おいて欠陥部分に基づく «が明暗パターンの明部と Bt^との境界部に位置していた としても、 他の撮像画像における欠陥部分に基づく暗部が明暗パターンの明部 （欠陥 部分に基づく明部の場合は明暗パターンの に位置することが期待でき、 ぶつ等 の欠陥の有無を適切に検出すること力河能となる。
特に、 前記撮像部における複数の撮像位置間の瞧は、 少なくとも何れか一つの撮 像位置にて撮像した画像に存在する欠陥が、 明喑パターンの境界部にかからない場所 に位置するように設定することが好ましい。 これによれば、 複数の箇所から撮像した 撮像画像のうち、 少なくとも一つの撮像画像における欠陥部分に基づく暗部が、 必ず 明暗パターンの明部 （欠陥部分に基づく明部の場合は明暗パターンの ra) に位置す ることとなり、 確実にぶつ等の欠陥の有無を検出することが可能となる。
本発明の第三の態様である表面検査装置においては、 明暗のパターンが形成される 拡散光を、 検査対象表面に照射する照射部と、 前言 査対象表面で反射した反射光を 撮像する撮像部と、 前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前識查対象 表面の欠陥を検出する画像処理装置とを備え、 前記照射部は、 前記拡散光をストロボ 発光し、 前記撮像部は、 前記照射部でのストロボ発光に同期して反射光の撮像を行う ものである。
このように、 照射部が拡散光を瞬間的に発光させるストロボ発光を行って、 撮像部 による撮像を行うように構成することで、 照射部における通電のデューティ一比を小 さくすることができ、 該照射部を発光させる際に大電流を流して発する光を明るくす ることが 能となる。 照射部からの発光を明るくすることで、 撮像部のレンズの絞り を小さくすることができ、 被写体深度を深くすることが可能となる。
これによれば、 撮像部にて、 検査対象表面とともに、 謹査対象表面と異なるピン 卜位置に位置している明暗パターンをよりはつきりと撮像することが可能となり、 撮 像画像を画像処理した際に、 ぶつ等の欠陥が 在する部分を高精度に検出することが 可能となる。
本発明の第四の態様である表面髓装置においては、 検査対象表面に光を照射する 照射部と、 前言 対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、 前記撮像部にて 撮像された撮像画像を画像処理して前言 査対象表面の欠陥を検出する画像処理装置 とを備え、 前記撮像部は、 撮像時の焦点位置を調節可能に構成され、 前記撮像時の焦 点位置を検査対象表面からずらした位置に調節するものである。
これによれば、 検査対滅面に付着した埃や、 髓対^ ¾面となる塗装表面の塗料 内に含まれるメタリックや雲母等といった、 大きなコントラストを有したノイズ成分 を撮像画像から!^することカ^ J倉 gとなる。
本発明に係る表面概装置においては、 前言 E ^対象表面は、 塗料が塗布された塗 装表面であることが好ましい。 これによれば、 前記塗装表面におけるぶつ等の欠陥の 有無を検出することができ、 塗装表面の検査精度を向上させることができる。
以上のように、 本発明によれば、 検査対象表面が平面であるか曲面であるかにかか わらず、 光の照射範囲 （猶視野） を確保しつつ、 髓対象表面におけるぶつ等の欠 陥の検出を高精度に行うことが^ J能となって.いる。
また、 に比べて画像処理の負担を軽減することができて、 画像処理装置の画像 処理能力を抑えつつ、 検査処理時間を短縮すること力河能となる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 表面検査装置を示すブロック図である。 第 2図は、 照射部から照射されるグラデーション付きの明暗パターンを有した拡散 光の撮像画像を示す図である。
第 3図は、 拡散光を曲面の塗装表面に照射した場合の猶視野を示す側面断面図で ある。
第 4図は、 明暗のパターンが付与された拡散光を大きな範囲で塗装表面に照射した 場合のカメラによる撮像状態を示す側面断面図である。
第 5図は、 まだ ¾ί像処理が行われていない撮像画像を示す図である。
第 6図は、 平滑化処理が行われた撮像画像を示す図である。
第 7図は、 微分処理が行われた撮像画像を示す図である。
第 8図は、 微分処理が行われた撮像画像を示す図である。
第 9図は、 カメラのピントを塗装表面からカメラ側に所¾«だけずらした状態の 検査へッドを示す側面断面図である。
第 1 0図は、 ぶつに基づく暗部が明暗パターンの明部と暗部との境界部にかかった 状態で存在して撮像画像を示す図である。
第 1 1図は、 カメラを複数設けた構成の表面検査装置を示すブロック図である。 第 1 2図は、 第 1カメラ、 第 2カメラ、 塗装表面およびスリット面の位置関係を示 す側面図である。
第 1 3図は、 第 1 ·第 2カメラの塗装表面における注目点の、 スリット上での写り 込み位置の間隔が、 交互に配置されるスリツ卜の明部と暗部との繰り返しピッチと同 じになるように、 前記第 1カメラと第 2カメラとの間隔を設定した状態を示す側面図 である。
第 1 4図は、 第 1 ·第 2カメラの塗装表面における注目点の、 スリット上での写り 込み位置の間隔が、 交互に配置されるスリツ卜の明部の幅寸法と同じになるように、 前記第 1カメラと第 2カメラとの間隔を設定した状態を示す側面図である。
第 1 5図は、 第 1カメラによる撮像画像と第 2カメラによる撮像画像とを示す図で ある。
第 1 6図は、 拡散フラット光を用いて塗装表面のぶつを検出する場合の光の反射経 路を示す側面断面図である。
第 1 7図は、 照射範囲を大きくした拡散フラット光を用いて塗装表面のぶつを検出 する場合の光の反射経路を示す側面断面図である。
第 1 8図は、 曲面に構成される塗装表面のぶつを平行光を用いて検出する場合の光 の反射経路を示す側面断面図である。
第 1 9図は、 スリット状の明暗パターンを有する光を塗装表面に照射した場合の撮 像画像を示す図である。
第 2 0図 （a) は、 塗装表面に照射した明暗パターンを有する光の反射光をカメラ にて撮像して得られた撮像画像に平滑化処理を施した状態を示す図、 第 2 0図 （b) は第 2 0図（a)の撮像画像に対して微分処理を行った状態を示す図、第 2 0図（c ) は第 2 0図 （b) の撮像画像に対してライン状の白色部を^ ¾する画像処理、 および 二値化処理を施した状態を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1図に示す表面髓装置 1は、 猶対称表面となる塗装表面 9 0に対して光を照 射し、 照射した光の反射光を撮像して、 撮像画像を画像処理することにより、 塗装表 面 9 0のぶつ等の欠陥部分検出する装置である。 該表面検査装置 1の検査へッド 1 0 は、 塗装表面 9 0に光を照射する照射部 1 2と、 塗装表面 9 0からの反射光を撮像す る撮像部となるカメラ 1 1と、 ハーフミラ一 1 6とを備えている。
前記照射部 1 2は、 L ED等の発光手段である光源 1 3と、 前記光源 1 3で発生し た光を拡散光とする拡散板 1 4と、 前記拡散板 1 4を通過した拡散光にグラデーショ ン付きの明暗パターンを付与するスリット 1 5とを備えている。
また、 前記表面検査装置 1は、 前記照射部 1 2の光源 1 3の発光を制御する光源制 御装置 2 0と、 前記カメラ 1 1の撮像を制御するカメラコントローラ一 3 0と、 ΙίίΙ己 カメラ 1 1のレンズ 1 8の絞りを制御するレンズ絞り制御装置 4 0と、 カメラ 1 1に て撮像した撮像画像の画像処理を行う画像処理装置 5 0と、 前言 Ξ ^へッド 1 0の移 動等を行う移動ロボット 6 0と、 前記移動ロボット 6 0の動き等を制御するロボット 制御盤 6 1とを備えている。
前記照射部 1 2の光源 1 3から発せられた光は前記拡 «瓶 1 4を通過することによ り拡散されて拡散光となり、 その後前記スリット 1 5を通過することにより、 グラデ ーション付きの明暗パターンを備えた拡散光となる。
前記照射部 1 2からは、 グラデーション付きの明暗パターンを備えた拡散光となつ た光が 水平方向に照射され、 照射された光は前記ノヽーフミラ一 1 6にて睡直下方 へ反射して、 前記塗装表面 9 0に照射される。
前記塗装表面 9 0に照射された光は、 該塗装表面 9 0で 直上方に反射して、 前 記カメラ 1 1にて撮像される。
第 2図に示すように、 前記塗装表面 9 0へ照射した光の反射光の前記カメラ 1 1に よる撮像画像 8 0は、 ライン状の明部 8 0 aとライン状の 0t¾ 8 0 bとが 互に配置 された TO状の明暗パターンを有した光であり、 前記明部 8 0 aと暗部 8 0 bとの境 界部 8 0 cは、 明部 8 0 aから暗部 8 0 にかけて （または暗部 8 0 bから明部 8 0 aにかけて） 明度が序々に変化していくグラデーションが形成されている。
また、 前記撮像画像 8 0における中央の明部 8 0 aには、 塗装表面 9 0に存在する ぶつ 9 1に起因する略円形状の欠陥暗部 8 0 dが存在している。
前記境界部 8 0 cにはグラデーションが形成されているため、 該境界部 8 0 cの明 部 8 0 a力、ら ff§¾ 8 0 bへの方向 （または Bf¾ 8 0 bから明部 8 0 aへの方向） にお レては明度が序々に変化しており、 第 2図に示すグラフでは、 Bt^ 8 0 bと明部 8 0 aとの境界部 8 0 cの明度変化を示す曲線が慎斜している。
一方、 ぶつ 9 1に起因する欠陥暗部 8 0 dと、 その周囲の明部 8 0 aとの境界部に おける明度の変化は急激であり、 第 2図に示すダラフでは、 欠陥暗部 8 0 dと明部 8
0 aとの境界部の明度変化を示す曲線が 垂直に変化している。
このように、 カメラ 1 1にて撮像された撮像画像 8 0は、 前記画像処理装置 5 0に 入力され、該画像処理装置 5 0にて画像処理が行われてぶつ 9 1の有無が検出される。 なお、 第 1図に示すように、 前記画像処理装置 5 0は、 撮像画像 8 0を平滑化処理 する平滑化処理部 5 1、 撮像画像 8 0を微分処理する微分処理部 5 2、 および撮像画 像 8 0を二値化処理する二値化処理部 5 3を備えている。
ここで、 第 3図に示すように、 塗装表面 9 0が曲面であった場合、 照射部 1 2から 照射される光は拡散光 （拡散フラット光） に構成されているため、 表面検査装置 1に おける検査視野を大きく構成することができる。
つまり、 例えば拡散光が凸の曲面に照射された場合、 光の照射範囲における前記曲 面の各照射点には外側から回り込んできた光も含まれるため、 光の照射範囲における 中心部分に照射された光だけでなく、 中心部分から外側に離れた位置に照射される光 も直上方に反射することとなって前記力メラ 1 1にて撮像することが可能となり、 検 査視野を大きくすることができる。
また、 第 4図に示すように、 塗装表面 9 0に照射される光は、 拡散光に構成される とともに、 明暗のパターンが付与されているので、 光の照射範囲 （検査視野） を大き くしても、 ぶつ 9 1を高精度に検出することが可能となっている。
つまり、例えばぶつ 9 1が照射光の明部に存在している場合、ぶつ 9 1の傾斗面に、 前記明部の両側に位置する暗部のパターンが写し込まれてカメラ 1 1に撮像されると ともに、 ぶつ 9 1の周囲の塗装表面 9 0では照射光が直上方に反射してカメラ 1 1に よって撮像されるため、 前記撮像画像 8 0においてぶつ 9 1を特徴的に捉えることが 可能となる （本例の場合、 第 2図に示すように、 明部 8 0 aの中に存在する欠陥暗部 8 0 dとして捉えることができる）。
なお、 第 4図において、 スリツト 1 5を抜けて照射部 1 2から照射される光の経路 は直線で示しており、 スリット 1 5によって形成される 8 0 bの経路は点線で示 している。
このように、 表面検査装置 1においては、 明暗のパターンが付与された拡散光を塗 装表面 9 0に照射するようにしているので、 塗装表面 9 0が平面であるか曲面である 力 こかかわらず、 光の照射範囲 （難視野） を確保しつつ、 ぶつ 9 1等の欠陥の検出 を高精度に行うことが可能となっている。
以上のように構成される表面検査装置 1では、 次のようにしてぶつ 9 1の検出が行 われる。
まず、 前記照射部 1 2により塗装表面 9 0に対してグラデーション付きの明暗パ夕 ーンを有した拡散光を照射し、 塗装表面 9 0での反射光をカメラ 1 1にて撮像する。 第 5図には、 まだ画像処理が行われていない撮像画像 8 0を示している。 つまり、 第 5図の撮像画像 8 0には、 前記明部 8 0 a、 暗部 8 0 b、 境界部 8 0 c、 およびぶ つ 9 1による欠陥暗部 8 0 dに加えて、 ノイズ 8 0 eが存在している。
このノイズ 8 0 eは、 塗装表面 9 0に付着した埃や、 塗装表面 9 0に塗布される塗 料に含まれるメタリックゃ雲母等に起因するものであり、 撮像画像 8 0の明部 8 0 a および暗部 8 0 bに濃淡を生じさせるため （明部 8 0 aではノイズ 8 0 eは暗部とし て現れ、 0 bではノイズ 8 0 eは明部として現れる）、ぶつ 9 0等の欠陥部分と 誤認する可能性がある。
そこで、 表面猶装置 1においては、 カメラ 1 1にて撮像した撮像画像 8 0を画像 処理装置 5 0に入力し、 該画像処理装置 5 0の平滑化処理部 5 1により撮像画像 8 0 に対して平滑化処理を施し、 ノイズ 8 0 eを！ ^する。
第 6図には、 平滑化処理が行われて、 ノイズ 8 0 e力 された撮像画像 8 0を示 している。
次に、 第 6図に示した平滑化処理が行われた撮像画像 8。に対して、 画像処理装置 5 0の微分処理部 5 2により微分処理を施す。
微分処理が行われた撮像画像 8 0は、 微分処理を行う前の撮像画像 8 0において明 度の変化が小さい部分ほど黒く現れ、 明度の変化が大きいほど白く現れる。
従って、 本例の場合は、 微分処理を行う前の前記明部 8 0 aおよび暗部 8 O bは明 度の変化がないため、 第 7図に示すように、 微分処理後の撮像画像 8 0においては、 前記明部 8 0 aおよび暗部 8 0 bに相当する箇所は黒色に現れる。
また、 前記境界部 8 0 c や力ぬ明度変化があるため、 該境界部 8 0 cに相当す る箇所は黒色と白色との中間色 （灰色） に現れる。 さらに、 ぶつ 9 1に基づく前記欠陥 0f¾158 O dは明度の変化がないため、 該欠陥暗 部 8 0 dに相当する箇所は黒色に現れ、 該欠陥暗部 8 0 dと明部 8 0 aとの境界部は 急激な明度変化があるため、 該境界部に相当する箇所は白色に現れる。
このように、 微分処理を行った撮像画像 8 0は、 前記境界部 8 0 cに相当する箇所 が灰色に現れ、 ぶつ 9 1に基づく欠陥暗部 8 0 dと明部 8 0 aとの境界部に相当する 箇所が白色に現れる以外は黒色に現れている。
次に、 微分処理した撮像画像 8。に対して、 画像処理装置 5 0の二値化処理部 5 3 により、 1¾1像画像 8 0の各部を白と黒との何れかで表わす二値化処理を施す。 この場合、 白と黒との閾値は、 前記境界部 8 0 cに相当する箇所 （微分処理後の撮 像画像 8 0において灰色の箇所） の明度よりも高い値であり、 かつ前記ぶつ 9 1に基 づく欠陥暗部 8 0 dと明部 8 0 aとの境界部に相当する箇所 （微分処理後の撮像画像 8 0において白色の箇所） の明度よりも小さい値となるように設定する。
微分処理が行われた撮像画像 8 0に対して二値化処理を施すと、 第 8図に示すよう に、 ぶつ 9 1に基づく欠陥暗部 8 0 dと明部 8 0 aとの境界部に相当する箇所が白色 に現れ、 他の部分 （前記明部 8 0 a、 Bt¾ 8 0 b、 境界部 8 0 c、 およ J¾ ¾ 8 0 d に相当する部分） は黒色に現れることとなり、 白色に現れる前記欠陥暗部 8 0 dと明 部 8 0 aとの境界部に相当する箇所により、 ぶつ 9 1の存在を検出することが可能と なる。
このように、 表面検査装置 1においては、 塗装表面 9 0に対してグラデーション付 きの明暗パターンを有した拡散光を照射し、 カメラ 1 1にて撮像した塗装表面 9 0の 撮像画像 8 0に対して微分処理および二値化処理を行うことで、 ぶつ 9 1の検出を行 うことが可能となっている。 ここで、 «のように明部と Bt^との境界にグラデーションを有さない明暗パ夕一 ンの光を塗装表面に照射した場合は、 明暗パターンの明部と暗部との境界部の明度変 化が急激であり、 撮像画像を微分処理すると明暗パターンの境界部に相当する部分が 白色に現れるので、 明暗パターンの境界部による白色部とぶつの存在による円環状の 白色部とが混在することとなる。 この明暗パターンの境界部による白色部は、 ぶつに よる白色部と同じ明度であって二値化処理により除去することができないため、 二値 化処理を行う前に明暗パターンの境界部による白色部を^ ¾する処理が必要となる。 し力 、 本表面検査装置 1では、 前述のように微分処理の直後に二値化処理を行う ことでぶつ 9 1の検出を行うことができ、 に比べて画像処理の負担を軽減するこ とができて、 画像処理装置 5 0の画像処理能力を抑えつつ、 «処理時間を短縮する ことが 能となっている。
本表面検査装置 1は、自動車における車体の塗装表面を猶対称表面とすることで、 塗装表面のぶつ等の欠陥の有無を検出することができ、 塗装表面の検査精度を向上さ せることができる。
また、 塗装表面 9 0に照射される、 グラデーション付きの明暗パターンを有した拡 散光は、 L ED等で構成される光源 1 3と、 前記光源 1 3で発生した光を拡散光とす る拡證 1 4と、 前記拡散板 1 4を通過した拡散光にグラデーション付きの明暗パ夕 ーンを付与するスリット 1 5とを備えた照射部 1 2にて生成するように構成している ので、 簡単かつ安価な構成でグラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光を得 ることが^ J能となっている。
なお、 本例の表面検査装置 1においては、 前記スリツト 1 5の明暗パターンはライ ン状の明部 8 0 aと暗部 8 0 bとが交互に配列されるスリット状のパターンに構成さ れているが、 明部 8 0 aと暗部 8 0 bとが格子状に配置されるパターンや、 明部 8 0 aの地模様に水玉状の暗部 8 0 bが分散 （または暗部 8 0 bの地模様に水玉状の明部 8 0 aが分散） しているパターン等、 他のパターンでもよく、 特にパターン形状を限 定するものではない。
また、 表面検査装置 1においては、 照射部 1 2からの光が照射された塗装表面 9 0 をカメラ 1 1により撮像するときに、 次のように構成して被写体深度を深くして、 ぶ つ 9 1の検出能力の向上および安定化を図っている。
つまり、 表面嫌装置 1では、 前記八一フミラー 1 6を用いて照射部 1 2力、らの光 を塗装表面 9 0に照射するように構成しており、 照射部 1 2から塗装表面 9 0を経由 して力メラ 1 1へ至る光の経路 （第 1図において点線にて記載される経路） の方が、 カメラ 1 1と塗装表面 9 0との間の光の経路 （第 1図において 1点鎖線にて記載され る経路） よりも長くなつている。
このように、 カメラ 1 1から塗装表面 9 0までの と照射部までの距離とが¾¾ つていて、 カメラ 1 1のピントを塗装表面 9 0に合わせた場合に、 カメラ 1 1の被写 体深度が浅いと、 照射部 1 2のスリット 1 5にはピン卜が、合わず、 該スリット 1 5の 明暗パターンをカメラ 1 1に写し込むことができない。
このような状態では、 拡散反射成分の影響を受けた塗装表面 9 0の画像しか取り込 むことができず、 ぶつ 9 1等の欠陥部分の他の部分に対するコントラストを得ること が困難であるため、 ぶつ 9 1等の欠陥部分を高精度に検出することができない。 これに対し、 カメラ 1 1の被写体深度が深い場合には、 塗装表面 9 0にピントを合 わせると、 塗装表面 9 0から前記スリット 1 5までの間にわたってピントが合ってい る状態とすることができる。 これにより、 カメラ 1 1にスリット 1 5の明暗パターン がはつきりと写り込むこととなってぶつ 9 1等の欠陥部分の他の部分に対するコント ラストを十分に得ることができ、 高精度なぶつ 9 1等の欠陥部分の検出を行うことが 可能となる。
そこで、 表面難装置 1においては、 被写体深度を深くするために、 カメラ 1 1に よる撮像を次のように行っている。
ロボット制御盤 6 1の制御により、 移動ロボット 6 0が^ ¾へッド 1 0を、 塗装表 面 9 0における撮像対象となる場所まで移動させる。
移動ロポット 6 0が撮像対象となる場所に達すると、 ロポット制御盤 6 1は前記光 源制御装置 2 0に対してトリガ一信号を出力する。
トリガ一信号が入力された光源制御装置 2 0は、 光源 1 3に対して発光指令を出力 し、 同時にカメラコントローラー 3 0にトリガー信号を出力する。
トリガ一信号が入力されたカメラコントローラ一 3 0は、 カメラ 1 1に対して撮像 指令を出力する。
光源制御装置 2 0からの発光指令が入力された光源 1 3は発光し、 カメラコント口 一ラー 3 0からの撮 «令が入力されたカメラ 1 1はシャッターを作動させて塗装表 面 9 0からの反射光を撮像する。
この場合、 光源 1 3は大きな光量で短時間の発光が行われるストロボ発光をし、 力 メラ 1 1は光源 1 3の発光動作に同期して撮像動作を行う。
また、 カメラ 1 1のレンズ 1 8は、 カメラ 1 1が撮像動作を開始する前に、 カメラ レンズ絞り装置 4 0により、 光源 1 3の発光条件等に応じてレンズ絞りが適宜調節さ れる。
さらに、 撮像時におけるカメラ 1 1の露光時間は、 塗装表面 9 0の色等に応じて前 記カメラコントローラー 3 0により ¾!：調節される。
カメラ 1 1にて撮像された撮像画像 8 0は画像処理装置 5 0に転送され 画像処理 装置 5 0にて前述のごとく撮像画像 8 0に対する画像処理が行われる。
このように、 光源 1 3を瞬間的に発光させてカメラ 1 1による撮像を行うように構 成することで、 光源 1 3における通電のデューティ一比を小さくすることができ、 該 光源 1 3を発光させる際に大電流を流して発する光を明るくすることが^ J能となる。 光源 1 3からの発光を明るくすることで、 カメラ 1 1のレンズ 1 8の絞りを小さく することができ、 被写体深度を深くすることが可能となる。
これにより、 カメラ 1 1にて、 塗装表面 9 0とともにスリット 1 5の明暗パターン をよりはっきりと撮像することが可能となり、 撮像画像を画像処理した際に、 ぶつ 9 1が存 る部分を高精度に検出することが T能となる。
なお、 本例では、 照射部 1 2からストロボ発光する光を、 グラデーション付きの明 暗パターンを有した拡散光とした場合について説明したが、 該照射部 1 2から発する 光を、 グラデーションを有さない明暗パターンの拡散光とした場合でも、 照射部 1 2 にてストロボ発光を行うとともに、 前記カメラ 1 1にて前記照射部 1 2でのストロボ 発光に同期して反射光の撮像を行うことで、 カメラ 1 1の被写体深度を深くすること が可能である。
また、 本表面猶装置 1において、 照射部 1 2からの光が照射された塗装表面 9 0 をカメラ 1 1により撮像する場合、 カメラ 1 1のピントを塗装表面に合わせると、 第 5図に示すように、 撮像画像には、 塗装表面 9 0に付着した埃や、 塗料に含まれるメ タリックゃ雲母等に起因するノイズ 8 0 e · 8 0 e · · ·が れる。
撮像画像に前述のようなノイズ 8 0 e · 8 0 e · · ·が生じると、 撮像画像 8 0の 明部 8 0 aおよび暗部 8 0 bに濃淡が生じて、 ぶつ 9 0等の欠陥部分と誤認する可能 性があるため、 ノイズ 8 0 eは^することが好ましい。
従って、 前述の例では撮像画像を平滑化処理することによりノイズ 8 0 eを し たが、 表面検査装置 1を次のように構成することで、 ノイズ 8 0 eをさらに確実に除 去することが可能となる。
つまり、 第 9図に示すように、 カメラ 1 1のピントを塗装表面 9 0からカメラ 1 1 擦こ所定 ί«だけずらして、 塗装表面 9 0のカメラ 1 1による撮像を行うことで、 塗 装表面 9 0に付着した埃や塗料内に含まれるメ夕リックゃ雲母等の大きなコントラス トを有したノイズ 8 0 e成分を撮像画像から^ ¾することが可能となる。
この場合、 カメラ 1 1のピントを塗装表面 1 1からカメラ 1 1側へずらす «は、 例えばカメラ 1 1と塗装表面 9 0との間の »の 1 0 %〜2 0 %程度に設定するよう に構成している。
また、 ピントを塗装表面 9 0からずらして撮像した撮像画像 8 0に対して、 前記画 像処理装置 5 0の平滑化処理部 5 1により平滑化処理を行うことで、 さらに確実にノ ィズ 8 0 eを除去することができ、 ぶつ 9 1等の欠陥の検出精度を向上させることが できる。
なお、 カメラ 1 1のピントを塗装表面 9 0からずらして撮像することによりノイズ 8 0 eを除去することは、 グラデーション付きの明暗パターンを有した拡散光の塗装 表面 9 0での反射光を撮像する際に適用することはもちろんのこと、 グラデーション を有さない明暗パターンの拡散光や、 明暗パターンを有さない拡散光や平行光の塗装 表面 9 0での反射光を撮像する際に適用するも可能である。
また、 第 1図に示した表面検査装置 1にて塗装表面 9 0の画像を撮像した場合、 例 えば第 1 0図に示すように、 ぶつ 9 1に基づく欠陥暗部 8 0 dが、 明暗パターンの明 部 8 0 aと暗部 8 0 bとの境界部 9 0 c上にかかった状態で存在していた場合、 ぶつ 9 1の存在を検出することは困難である。
そこで、 本表面検査装置 1においては、 明暗パターンの明部 8 0 aまたは暗部 8 0 b上に していて、 境界部 9 0 cにかかっていない状態の前記欠陥 8 0 dを、 必ず検出することができるように構成することもできる。
つまり、 第 1 1図に示す表面検査装置 1には、 塗装表面 9 0の画像を撮像するカメ ラ 1 1として、 複数の第 1カメラ 1 1 aおよび第 2カメラ 1 1 bが設けられている。 前記第 1カメラ 1 1 aおよび第 2カメラ 1 1 bは、 塗装表面 9 0における照射光の 明暗パターンの明部 8 0 aと暗部 8 0 bとの繰り返し方向に、 所定の間隔を隔てて配 置されている。
第 1 2図に示すように、 前記第 1カメラ 1 1 aと第 2カメラ 1 1 bとの間隔 Wは、 各第 1 ·第 2カメラ 1 1 a ' l 1 bにて塗装表面 9 0のある注目点 Nを捉えたときに、 その注目点 Nの前記スリット 1 5上での写り込み位置 N 1 · N 2の何れか一方が、 必 ずスリット 1 5の明部 1 5 aおよび暗部 1 5 b (すなわち前記撮像画像 8 0の明部 8 0 aに相当する位置または暗部 8 0 bに相当する位置） に存在するような寸法に設定 されている。
例えば、 第 1 3図に示すように、 前記写り込み位置 N 1 · N 2の間隔P oが、 交互 に配置されるスリット 1 5の明部 1 5 aと暗部 1 5 bとの繰り返しピッチ Pと同じに なるように、 前記第 1カメラ 1 1 aと第 2カメラ 1 1 bとの間 RSWを設定すると、 前 記写り込み位置 N 1 · N 2の両方がスリット 1 5の明部 1 5 aと暗部 1 5 bとの境界 部 1 5 c (すなわち前記撮像画像 8 0の境界部 8 0 cに相当する位置） に位置する場 合がある。
また、 第 14図に示すように、 前記写り込み位置 N1 · Ν2の間隔 Poが、 スリツ ト 15における明部 15 aの幅寸法 Paまたは暗部 15 bの幅寸法 P bと同じになる ように、 前記第 1カメラ 1 l aと第 2カメラ 1 lbとの間隔 Wを設定すると、 前記写 り込み位置 N 1 · N 2の両方がスリット 15の明部 15 aと暗部 15 bとの境界部 1 5 c (すなわち前記撮像画像 80の境界部 80 cに相当する位置） に位置する場合が ある (第 14図には前記間隔 Poが明部 15 aの幅寸法 P aと同じ場合を示している)。 なお、 スリット 15の明部 15 aの幅寸法 P aと暗部 15 bの幅寸法 P bとが同じ に形成されている場合、 明部 15 aの幅寸法 P aおよび暗部 15 bの幅寸法 P bは、 それぞれ前記繰り返しピッチ Pの半分の寸法 （ 1 / 2 P ) となる。
従って、本例の表面検査装置 1においては、前述のように、前記写り込み位置 N1 . N2の間隔 Poが、 繰り返しピッチ Pと同じになったり、 明部 15 aの幅寸法 Paや 暗部 15 bの幅寸法 P bと同じになったりする間隔 Wを避けて前記第 1カメラ 11 a と第 2カメラ 1 l bとを配置している。
なお、 前記第 1カメラ 11 aと第 2カメラ 11 bとは、 前記写り込み位置 Ν1 ·Ν 2の間隔 Poが、 繰り返しピッチ Pの K倍 （Kは整数） となる間隔 Wも避けて配置さ れる。
つまり、 第 1カメラ 11 aおよび第 2カメラ 11 bは、 前記写り込み位置 Ν1 ·Ν 2の両方が、 前記スリット 15の明部 15 aおよ 15 bの境界部 15 c (すな わち前記撮像画像 80の境界部 80cに相当する位置） に することとなる間 PSW を避けて配置され、 該写り込み位置 N 1 - N2の何れか一方が、 必ずスリット 15の 明部 15 aおよび暗部 15 b (すなわち前記撮像画像 80の明部 80. aに相当する位 置または暗部 80 bに相当する位置） に存在するように構成されている。
また、 前記力メラ 11から塗装表面 90までの »を L 1、 塗装表面 90カゝらスリ ット 15までの距離を L 2とすると、 前記間隔 P oは、
Po= (L2XW) ZL 1
の式により求めることができるが、 前記賺 Ll、 瞧 L2、 および f¾RSWは、 前 記間隔 Poが、前記繰り返しピッチ Pおよび繰り返しピッチ Pの K倍（Kは整数)、な らびに明部 15 aの幅寸法 Paおよ 5 bの幅寸法 P bと同じにならないよう に設定される。
前記間隔 Wは、 明部 15aの幅寸法 Paと暗部 15bの幅寸法 Pbとが同じに形成 されている場合等には、 例えば前記写り込み位置 N1 · N2の間隔Poが、 前記繰り 返しピッチ Pの 1 4や 3Z4の大きさとなるように （つまり、 Po= (1Z4) P や Po= (3/4) Pとなるように） 設定される。
このように設定をすることで、 前記写り込み位置 N 1 · N 2の両方がスリット 15 の明部 15 aと暗部 15 bとの境界部 15 cに位置することがなく、 例えば第 15図 示すように、 一方の第 1カメラ 11 aの撮像画像 80における明部 80 aと暗部 80 bとの境界部 80 cに、 ぶつ 91に基づく欠陥 0 dが位置していたときには、 他方の第 2カメラ 11 bの撮像画像 80においては、 ぶつ 91に基づく欠陥 80 d (または欠陥明部） は明部 80 a (または暗部 8 Ob) に位置することとなる （ぶ つ 91等の欠陥の存在に基づいて撮像画像 80上に生じるコントラストは、 暗部 80 bに位置しているときには明部となる)。
本例の表面検査装置 1では、 第 1カメラ 11 aおよび第 2カメラ 11 bにより同時 に撮像された塗装表面 90の撮像画像 80 · 80がそれぞれ画像処理装置 50に入力 され 該画像処理装置 5 0では、 前記欠陥 B ^8 0 d (または欠陥明部） が明部 8 0 a (または 8 O b) に位置している側の撮像画像 8 0を ¾Ιϋ1択した上で、 前述 のような平滑化処理、 微分処理、 および二値化処理といった画像処理を施して、 ぶつ 9 1等の欠陥の検出が行われる。
なお、 本例ではカメラ 1 1として複数の第 1カメラ 1 1 aおよび第 2カメラ 1 1 b を用いて、複数の箇所から撮像した撮像画像 8 0 · 8 0を得るように構成しているが、 カメラ 1 1として 1台のカメラのみを用いて、 ある箇所から塗装表面 9 0を撮像した 後に、 前記移動ロボット 6 0によりカメラ 1 1の位置を移動させて、 塗装表面 9 0の 同じ場所を、 移動後の箇所から撮像することにより、 複数の箇所から撮像した撮像画 像 8 0 · 8 0を得ることも可能である。
また、 カメラ 1 1による撮像は二箇所から行うことに限るものではなく、 3箇所以 上から撮像した塗装表面 9 0の撮像画像を画像処理装置 5 0に入力するように構 figf ることもできる。
このように、 本例の表面驢装置 1においては、 塗装表面 9 0からの反射光を複数 の箇所から撮像可能に構成しているので、 例えば一方の撮像画像 8 0において前記欠 陥暗部 8 0 dが明部 8 0 aと暗部 8 0 bとの境界部 8 0 cに位置していたとしても、 他の撮像画像 8 0における欠陥暗部 8 0 dが前記明部 8 0 a (欠陥明部の場合は BtgB 8 0 b) に位置することが期待でき、 ぶつ 9 1等の欠陥の有無を適切に検出すること が可能となる。
特に、 本表面嫌装置 1では、 少なくとも何れか一つの撮像位置にて撮像した撮像 画像に存在する欠陥暗部 8 0 dが、 明暗パターンの境界部 8 0 cにかからない場所に 位置するように前記間隔 Wの値を設定しているので、 少なくとも一つの撮像画像 8 0 における欠陥 ra80dが、 必ず前記明部 80 a (欠陥明部の場合は 8 Ob) に 位置することとなり、 確実にぶつ 91等の欠陥の有無を検出することが^ J能となって いる。 産業上の利用可能性
本発明は、 塗装表面に生じるぶつ等、 検査対象表面の欠陥を検出するための表面検 査装置として有用に利用可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 明暗パターンが形成され、 該明暗パターンにおける明部と暗部との境界部に明 度のグラデーションを有する拡散光を、 検査対^ ¾面に照射する照射部と、
前言 B^S対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記^ ¾対象表面の欠陥を検出 する画像処理装置とを備え、
前記画像処理装置は、 前記撮像画像を微分処理する微分処理部と、 微分処理後の撮 像画像を二値化処理する二値化処理部とを備える、
ことを特徴とする表面^ S装置。
2. 前記照射部は、 光を発する光源と、 前記光を拡散させる拡 i¾と、 前記拡籠 を通過した拡散光にグラデーション付きの明暗パ夕一ンを付与するスリッ卜とを備え る、
ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の表面検査装置。
3. 明暗のパターンが形成される拡散光を、 検査対象表面に照射する照射部と、 前記検査対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記^ g対象表面の欠陥を検出 する画像処理装置とを備え、
前記撮像部は、 検査対象表面からの反射光を複数の箇所から撮像可能であり、 前記画像処理装置は、 前記撮像画像を微分処理する微分処理部と、 微分処理後の撮 像画像を二値化処理する二値化処理部とを備える、
ことを特徴とする表面検査装置。
4. 前記撮像部における複数の撮像位置間の醒は、 少なくとも何れか一つの撮像位置にて撮像した画像に存在する欠陥が、 明喑パ夕一 ンの境界部にかからない場所に位置するように設定する、
ことを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の表面検査装置。
5. 明暗のパターンが形成される拡散光を、 検査対象表面に照射する照射部と、 前言 Β«対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前言 3^査対象表面の欠陥を検出 する画像処理装置とを備え、
前記照射部は、 前記拡散光をストロボ発光し、
前記撮像部は、 前記照射部でのストロボ発光に同期して反射光の撮像を行う、 ことを特徵とする表面検査装置。
6 · 対^ ¾面に光を照射する照射部と、
前言 E ^対象表面で反射した反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像部にて撮像された撮像画像を画像処理して前記検査対象表面の欠陥を検出 する画像処理装置とを備え、
前記撮像部は、 撮像時の焦点位置を調節可能に構成され、 前記撮像時の焦点位置を 検査対^ ¾面からずらした位置に調節する、
ことを特徴とする表面検査装置。
7. 前言 査対象表面は、 塗料が塗布された塗装表面である、
ことを特徴とする請求の範囲第 1項〜請求の範囲第 6項の何れか一項に記載の表面 検査装置。
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