光掃引を用いたイメージの併合による表面内の欠陥の検出のシステム
検査された対象物が捕捉イメージ内の欠陥の寸法を増幅する移動の平面ビームの照明によって掃引される、観察カメラによる検査のゾーンを用いて光掃引を用いたイメージの併合による表面内の欠陥の検出のシステム。対応するカメラによって捕捉される対象物の所定の部分のイメージの全てが、その後の処理のために単一のイメージ内に併合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この特許内に保護されている本発明は、光掃引を用いて得られる欠陥の増幅によるイメージ併合のための表面内の欠陥の検出のシステムからなる。
【０００２】
それはしたがって、直径で０．２ミリメートルをさえ凌駕する小型の表面欠陥を検出し、および、それらが生産的工程の品質管理を克服しないで終わるかまたは、最終の消費者に満足感を達成しない可能性もある、品質管理のシステムの問題である。家庭用器具または自動車車体があるので、表面は小さな対象物または大きな対象物に対応するものであることができる。この意味において、このシステムは自動車の車体に関して試験された。
【背景技術】
【０００３】
このように、ＭＯＴＩＶＥ ＭＡＺＤＡの特許文献１（１９８８）がすでに周知であり、それは、照明が可動性である本発明とは対照的に、固定されたシステムの照明によって表面に沿って照明の変化を用いて生成される陰による欠陥のタイプの識別の方法を記載する。本発明では、固定された車両および可動性の照明の掃引のシステムによって、ごく小さい欠陥を探知することが達成される。先の日本特許によって、車両の移動は欠陥を検知されなくする振動を生成する。ＭＯＴＩＶＥ ＴＯＹＯＴＡ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧの特許文献２（２００６）のような他の特許、それは、人工視覚を用いて記載される本発明と対照的に、熱変化に対して同じ欠陥を検出しようと試みる。
【０００４】
ＳＬＩＮＧ ＧＩＫＥＮ ＫＯＧＹＯ ＫＡＢＵＳＨＩＫＩ ＫＡＩＳＨＡの特許文献３（１９９８）、そこでは車体に対する欠陥検出が実行の前に表面に実施され、あり得る歪を探す。この発明は、その実行の前にへこみ、スクラッチおよび組立故障の問題を検出するだけであり、かつ金属表面内または同一の表面内のマイクロ欠陥を検出しない。
【０００５】
ＣＨＵＯ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴの特許文献４（２００２）において、欠陥の検査が、これによって生じ、および、前にすでに記載された歪の課題と共に、移動の車両によって実現される。また、この特許は欠陥によって跡をつけられる工程に集中し、および、欠陥検出のために基本的に照明のシステム（配置および光移動）に言及することなく、同じ１つの検出の工程に関してはそれほどでもない。また、ＣＨＵＯ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴの特許文献５（２００５）は、照明およびカメラの同時移動によって複数の光の放射の要素を処理する。カメラから車体へのまたはその逆のこの相対的な移動は、マイクロ欠陥を検出することが可能でないような、重要な充分な歪を生成する。
【０００６】
人工視覚を使用するＧＬＯＢＡＬ ＦＯＲＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳの特許文献６（２００３）は当時まで公知の照明の全てのシステムを含もうと試み、正確で、指向性で、構造化された拡散照明を使用する可能性に言及しており、それは、カメラでないシステムと共に、レーザーを使用する可能性に異議を唱えさえする。それにもかかわらず、この特許は、新しく同一の重合体表面上だけに集まるドライ表面上のその使用に、困難を示す。同じ出願人による彼らの特許文献７（２００３）特許が、一般的で漠然とした方法で、欠陥の検出の一般的な概念およびロボットによる同じものの修理を示す。それは欠陥の検出も、その位置の検出も、修復も、いかなる方法も特定していない。それはフローの原理について取り扱うだけであり、および、装置の情報を訴え、および、情報の捕捉、遂行および制御のシステムを排他的な方法で請求する。また、ここで記載されている本発明とは対照的に、対象物を検査するためにモデルＣＡＤを有する必要性に言及する。
【０００７】
現れる本発明の背景としてのその全部、それはアプリケーション、用途またはきわめて多様な機能に基づいており、および、そこにあるすべての同様な発明が、機能的で動作可能な限界であることがわかり、したがって、本発明の装置に関して取り除かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本特許ＪＰ６３０６１３７４
【特許文献２】ＷＯ２００６／０５４９６２
【特許文献３】北アメリカ特許ＵＳ５８４４８０１
【特許文献４】北アメリカ特許ＵＳ６３９８７０
【特許文献５】ＷＯ２００５１００９６０
【特許文献６】北アメリカ特許ＵＳ６５３２０６６
【特許文献７】北アメリカ特許ＵＳ２００３０１３９８３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
製造工程において、表面欠陥またはマイクロ欠陥が、固有の製造工程における不正確、材料の均質性の欠如、環境汚染、などによって製品上に生成される。特に塗装した表面において、環境汚染はそれが実行の前に表面内のすでに既存の欠陥を増幅する時に、主な関連性を獲得する。従って、塗装工程の前の、間の、および後の欠陥検出、それは、少しの合格品質水準を支持するために不可欠である。マイクロ欠陥の検出の自動システムは存在せず、それらは労働者の一部の目で見た手動および視覚検査に頼る。これが初歩の、遅いかつ系統的でない工程であり、それが労働者の健康に影響を及ぼす時に、最終製品の品質水準を保証することを可能にしない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、それが、表面の高速での情報の捕捉および遂行を意味する、実時間の欠陥検出によって生産ラインに干渉しないように、生産的工程に導入されることが可能な、受け入れられる数階層の品質の系統的形態の保証が可能なマイクロ欠陥の検出の自動化システムを開発することが必要であると判明する。欠陥の検出、記録および系統的探知によって、ロボットシステムまたは類似した他の機構を用いて欠陥の以降の補正を自動化することができる。
【００１１】
提示する検出のシステムは、検出されるべき表面上の照明の掃引の生成を、人工視覚を用いて対象物の、および、イメージの捕捉のシステムの、位置を固定したままに保つことに基づく。検査されるべき対象物とイメージの捕捉のカメラとの間の固定的な相対位置は、欠陥を不鮮明にし、およびそれらがそれを検知されなくするであろう、これらの間の相対的移動に伴う振動の歪を除去する。これに反して、移動照明に伴う振動、それは、捕捉したイメージに影響を及ぼさない。
【００１２】
照明は、照明の端の近くの、すなわち、陰への光の、および、陰から光への移動における、光学増幅現象のために欠陥を強めることが可能な、一組の狭くて平らな束の光（ｐ．ｅｊ．高周波の蛍光照明）から成る。これらの移動において、固有の欠陥の寸法は、欠陥のまわりの束の境界で最高１０倍の直径を備えた湾曲を得る。限定された数のカメラによってマイクロ欠陥を検出するシステムを適格とするものはこの現象である。
【００１３】
次に、遂行は全ての捕捉イメージの融合イメージで得られ、かつ、それらが他のシステムおよび手順ではそうあるようなそれらの各々ではない。イメージ併合は、多大な時間の消費を伴わずに同じものの単純な重ね合せによってイメージの捕捉の固有のシステム内に実現される。
【発明の効果】
【００１４】
この欠陥の検出のシステムは、すでに同じものの記載された光学増幅の結果として、高感度である。また、それは、カメラおよび対象物が固定されるので、すなわち相対的移動なしで、移動と関連する振動に影響を受ける節に対する高精度のシステムである。捕捉したイメージの一つひとつを処理する代わりに、それがその全部の融合イメージだけを処理するので、それは高速のシステムである。
【００１５】
したがって、それは生産的工程と干渉することなく同じ１つの仕事の速度でそれ自体を適応させる生産ライン内に挿入されることの可能な実時間のサービスシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この検出システムはありうる表面欠陥が検出されたい全てのそれらの位置で、製造の連鎖に沿って設置されることができる。すなわち、表面の成形されたものの後、そのプライミングの後、そのラッカーその他の後。場所は、製造の連鎖のこの位置の重要性および検出の重要性ならびに上述した欠陥の補正の便宜だけに依存する。
【００１７】
何よりもまず、対象物が一組のカメラの観察の下の位置に設置される検査域へ移動される。次に、照明システムが、検査が可能な同じ１つの全てのそれらの部分を照明する表面をカバーする可変の数の平面束を生成する。
【００１８】
この平面束掃引は、捕捉イメージ内のマイクロ欠陥を最大化して、それらを後の遂行によって検出可能にする。すでに表現しているので、この照明は、平らな束の端の近くの、すなわち、陰への光の、および、陰から光への移動における、増幅機構のために、欠陥を強める。１０倍の値まで欠陥の寸法を増幅することが可能なこの現象が、限定された数のカメラによってマイクロ欠陥を検出するシステムを適格とするものである。
【００１９】
この工程中に、捕捉のユニットの各々がその視野に対応するイメージを捕捉して、融合する。イメージの捕捉の工程の後、検査する対象物は、検査域を出ることができるままであり、それらは併合から結果として生じかつユニットの各々と関連するイメージの各々の遂行と同時に進行する。
【００２０】
次に、検出された欠陥は製造の連鎖内部のその将来の補正に向かって、対象物にあるその寸法、形状、などによって分類される。ロボットシステムまたは類似した機構を用いて欠陥の補正の以降の工程を自動化することができるものは、この検出および正確な探知である。
【技術分野】
【０００１】
この特許内に保護されている本発明は、光掃引を用いて得られる欠陥の増幅によるイメージ併合のための表面内の欠陥の検出のシステムからなる。
【０００２】
それはしたがって、直径で０．２ミリメートルをさえ凌駕する小型の表面欠陥を検出し、および、それらが生産的工程の品質管理を克服しないで終わるかまたは、最終の消費者に満足感を達成しない可能性もある、品質管理のシステムの問題である。家庭用器具または自動車車体があるので、表面は小さな対象物または大きな対象物に対応するものであることができる。この意味において、このシステムは自動車の車体に関して試験された。
【背景技術】
【０００３】
このように、ＭＯＴＩＶＥ ＭＡＺＤＡの特許文献１（１９８８）がすでに周知であり、それは、照明が可動性である本発明とは対照的に、固定されたシステムの照明によって表面に沿って照明の変化を用いて生成される陰による欠陥のタイプの識別の方法を記載する。本発明では、固定された車両および可動性の照明の掃引のシステムによって、ごく小さい欠陥を探知することが達成される。先の日本特許によって、車両の移動は欠陥を検知されなくする振動を生成する。ＭＯＴＩＶＥ ＴＯＹＯＴＡ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧの特許文献２（２００６）のような他の特許、それは、人工視覚を用いて記載される本発明と対照的に、熱変化に対して同じ欠陥を検出しようと試みる。
【０００４】
ＳＬＩＮＧ ＧＩＫＥＮ ＫＯＧＹＯ ＫＡＢＵＳＨＩＫＩ ＫＡＩＳＨＡの特許文献３（１９９８）、そこでは車体に対する欠陥検出が実行の前に表面に実施され、あり得る歪を探す。この発明は、その実行の前にへこみ、スクラッチおよび組立故障の問題を検出するだけであり、かつ金属表面内または同一の表面内のマイクロ欠陥を検出しない。
【０００５】
ＣＨＵＯ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴの特許文献４（２００２）において、欠陥の検査が、これによって生じ、および、前にすでに記載された歪の課題と共に、移動の車両によって実現される。また、この特許は欠陥によって跡をつけられる工程に集中し、および、欠陥検出のために基本的に照明のシステム（配置および光移動）に言及することなく、同じ１つの検出の工程に関してはそれほどでもない。また、ＣＨＵＯ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴの特許文献５（２００５）は、照明およびカメラの同時移動によって複数の光の放射の要素を処理する。カメラから車体へのまたはその逆のこの相対的な移動は、マイクロ欠陥を検出することが可能でないような、重要な充分な歪を生成する。
【０００６】
人工視覚を使用するＧＬＯＢＡＬ ＦＯＲＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳの特許文献６（２００３）は当時まで公知の照明の全てのシステムを含もうと試み、正確で、指向性で、構造化された拡散照明を使用する可能性に言及しており、それは、カメラでないシステムと共に、レーザーを使用する可能性に異議を唱えさえする。それにもかかわらず、この特許は、新しく同一の重合体表面上だけに集まるドライ表面上のその使用に、困難を示す。同じ出願人による彼らの特許文献７（２００３）特許が、一般的で漠然とした方法で、欠陥の検出の一般的な概念およびロボットによる同じものの修理を示す。それは欠陥の検出も、その位置の検出も、修復も、いかなる方法も特定していない。それはフローの原理について取り扱うだけであり、および、装置の情報を訴え、および、情報の捕捉、遂行および制御のシステムを排他的な方法で請求する。また、ここで記載されている本発明とは対照的に、対象物を検査するためにモデルＣＡＤを有する必要性に言及する。
【０００７】
現れる本発明の背景としてのその全部、それはアプリケーション、用途またはきわめて多様な機能に基づいており、および、そこにあるすべての同様な発明が、機能的で動作可能な限界であることがわかり、したがって、本発明の装置に関して取り除かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本特許ＪＰ６３０６１３７４
【特許文献２】ＷＯ２００６／０５４９６２
【特許文献３】北アメリカ特許ＵＳ５８４４８０１
【特許文献４】北アメリカ特許ＵＳ６３９８７０
【特許文献５】ＷＯ２００５１００９６０
【特許文献６】北アメリカ特許ＵＳ６５３２０６６
【特許文献７】北アメリカ特許ＵＳ２００３０１３９８３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
製造工程において、表面欠陥またはマイクロ欠陥が、固有の製造工程における不正確、材料の均質性の欠如、環境汚染、などによって製品上に生成される。特に塗装した表面において、環境汚染はそれが実行の前に表面内のすでに既存の欠陥を増幅する時に、主な関連性を獲得する。従って、塗装工程の前の、間の、および後の欠陥検出、それは、少しの合格品質水準を支持するために不可欠である。マイクロ欠陥の検出の自動システムは存在せず、それらは労働者の一部の目で見た手動および視覚検査に頼る。これが初歩の、遅いかつ系統的でない工程であり、それが労働者の健康に影響を及ぼす時に、最終製品の品質水準を保証することを可能にしない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、それが、表面の高速での情報の捕捉および遂行を意味する、実時間の欠陥検出によって生産ラインに干渉しないように、生産的工程に導入されることが可能な、受け入れられる数階層の品質の系統的形態の保証が可能なマイクロ欠陥の検出の自動化システムを開発することが必要であると判明する。欠陥の検出、記録および系統的探知によって、ロボットシステムまたは類似した他の機構を用いて欠陥の以降の補正を自動化することができる。
【００１１】
提示する検出のシステムは、検出されるべき表面上の照明の掃引の生成を、人工視覚を用いて対象物の、および、イメージの捕捉のシステムの、位置を固定したままに保つことに基づく。検査されるべき対象物とイメージの捕捉のカメラとの間の固定的な相対位置は、欠陥を不鮮明にし、およびそれらがそれを検知されなくするであろう、これらの間の相対的移動に伴う振動の歪を除去する。これに反して、移動照明に伴う振動、それは、捕捉したイメージに影響を及ぼさない。
【００１２】
照明は、照明の端の近くの、すなわち、陰への光の、および、陰から光への移動における、光学増幅現象のために欠陥を強めることが可能な、一組の狭くて平らな束の光（ｐ．ｅｊ．高周波の蛍光照明）から成る。これらの移動において、固有の欠陥の寸法は、欠陥のまわりの束の境界で最高１０倍の直径を備えた湾曲を得る。限定された数のカメラによってマイクロ欠陥を検出するシステムを適格とするものはこの現象である。
【００１３】
次に、遂行は全ての捕捉イメージの融合イメージで得られ、かつ、それらが他のシステムおよび手順ではそうあるようなそれらの各々ではない。イメージ併合は、多大な時間の消費を伴わずに同じものの単純な重ね合せによってイメージの捕捉の固有のシステム内に実現される。
【発明の効果】
【００１４】
この欠陥の検出のシステムは、すでに同じものの記載された光学増幅の結果として、高感度である。また、それは、カメラおよび対象物が固定されるので、すなわち相対的移動なしで、移動と関連する振動に影響を受ける節に対する高精度のシステムである。捕捉したイメージの一つひとつを処理する代わりに、それがその全部の融合イメージだけを処理するので、それは高速のシステムである。
【００１５】
したがって、それは生産的工程と干渉することなく同じ１つの仕事の速度でそれ自体を適応させる生産ライン内に挿入されることの可能な実時間のサービスシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この検出システムはありうる表面欠陥が検出されたい全てのそれらの位置で、製造の連鎖に沿って設置されることができる。すなわち、表面の成形されたものの後、そのプライミングの後、そのラッカーその他の後。場所は、製造の連鎖のこの位置の重要性および検出の重要性ならびに上述した欠陥の補正の便宜だけに依存する。
【００１７】
何よりもまず、対象物が一組のカメラの観察の下の位置に設置される検査域へ移動される。次に、照明システムが、検査が可能な同じ１つの全てのそれらの部分を照明する表面をカバーする可変の数の平面束を生成する。
【００１８】
この平面束掃引は、捕捉イメージ内のマイクロ欠陥を最大化して、それらを後の遂行によって検出可能にする。すでに表現しているので、この照明は、平らな束の端の近くの、すなわち、陰への光の、および、陰から光への移動における、増幅機構のために、欠陥を強める。１０倍の値まで欠陥の寸法を増幅することが可能なこの現象が、限定された数のカメラによってマイクロ欠陥を検出するシステムを適格とするものである。
【００１９】
この工程中に、捕捉のユニットの各々がその視野に対応するイメージを捕捉して、融合する。イメージの捕捉の工程の後、検査する対象物は、検査域を出ることができるままであり、それらは併合から結果として生じかつユニットの各々と関連するイメージの各々の遂行と同時に進行する。
【００２０】
次に、検出された欠陥は製造の連鎖内部のその将来の補正に向かって、対象物にあるその寸法、形状、などによって分類される。ロボットシステムまたは類似した機構を用いて欠陥の補正の以降の工程を自動化することができるものは、この検出および正確な探知である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−光掃引を用いて増幅された欠陥によるイメージの併合による表面内の欠陥の検出のシステムであって、検査される対象物が、前記捕捉イメージ内の前記欠陥の寸法を増幅し、移動の平面ビームの照明によってそこにおいて掃引され、観察カメラによる検査のゾーン、前記対応するカメラによって捕捉される前記対象物の決定された部分の前記イメージの全てが、その以降の処理のために単一のイメージに併合されることを特徴とするシステム。
【請求項１】
−光掃引を用いて増幅された欠陥によるイメージの併合による表面内の欠陥の検出のシステムであって、検査される対象物が、前記捕捉イメージ内の前記欠陥の寸法を増幅し、移動の平面ビームの照明によってそこにおいて掃引され、観察カメラによる検査のゾーン、前記対応するカメラによって捕捉される前記対象物の決定された部分の前記イメージの全てが、その以降の処理のために単一のイメージに併合されることを特徴とするシステム。
【公表番号】特表２０１０−５２５３１２（Ｐ２０１０−５２５３１２Ａ）
【公表日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０３５３３（Ｐ２０１０−５０３５３３）
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＳ２００７／０００２３６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１２５７０２
【国際公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（５０９２８３８４５）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１６日（２００７．４．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＳ２００７／０００２３６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１２５７０２
【国際公開日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（５０９２８３８４５）
【Ｆターム（参考）】
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