欠陥検査装置
【課題】検査対象物の屈曲した被検査面や湾曲した被検査面に対して適正な照明を与えるとともに、従来技術の問題点を抑制する欠陥検査装置を提供する。
【解決手段】検査対象物１の被検査面に明・暗・明パターンを作り出すべく被検査面を覆うように照明する円弧状照射面を有する照明手段２と、前記被検査面における明・暗・明パターンの暗部領域を撮像する撮像手段３と、前記照明手段と前記撮像手段とを一体的に保持する保持手段５と、前記保持手段と前記被検査面との相対位置を変更設定する位置決め手段６と、前記撮像手段によって取得された撮影画像における前記暗部領域から、画像処理を用いて前記被検査面上の欠陥を検出する欠陥検出手段７４とを備える欠陥検査装置。
【解決手段】検査対象物１の被検査面に明・暗・明パターンを作り出すべく被検査面を覆うように照明する円弧状照射面を有する照明手段２と、前記被検査面における明・暗・明パターンの暗部領域を撮像する撮像手段３と、前記照明手段と前記撮像手段とを一体的に保持する保持手段５と、前記保持手段と前記被検査面との相対位置を変更設定する位置決め手段６と、前記撮像手段によって取得された撮影画像における前記暗部領域から、画像処理を用いて前記被検査面上の欠陥を検出する欠陥検出手段７４とを備える欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の被検査面における微細欠陥を画像処理に基づいて検出する欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したような欠陥検出装置は、自動車の生産過程における塗装面の欠陥を検出するためなどに利用されている。例えば、例えば、被検査面に所定の明暗縞（ストライプ）パターンを映し出し、被検査面上に凹凸などの欠陥があった場合に得られる明度（輝度）差や明度（輝度）変化をもった受光画像を微分することにより、被検査面の表面の欠陥を検出する表面欠陥検査装置が知られている（特許文献１参照）。このような表面欠陥検査装置では、パターン幅に匹敵するような比較的大きな凸状の表面欠陥を検出することを意図しており、より小さな微小欠陥を検出しようとすると誤検出する可能性が高くなる。
【０００３】
微小欠陥を検出する装置として、ストライプ格子を取り付けた照明装置によってストライプ状の明暗パターンを塗装面に照射し、そのストライプ状の明暗パターンが照射されている領域を被検査面を移動させながら順次撮影して得られた複数の撮影画像から画像処理を通じて塗装面の欠陥を検出する欠陥検査装置が知られている（特許文献２参照）。しかしながら、この装置を屈曲したり湾曲したりしている被検査面に対する欠陥検査に適用した場合、ストライプ状の明暗パターンの映り込みが小さくかつ均一に被検査面を照らすためには大型の照明が必要となり明暗パターンが乱れがちとなり誤認識が生じやすい。また、前述した特許文献１の装置と同様に、その照明中心線と撮影中心線とが被検査面の法線に対して等角となるように照明装置と撮影装置を配置しているので、遠近の視差による欠陥サイズ算出精度の低下も生じる。
【０００４】
レーザー照明と、この照明光が被検査面で反射光をライン状ＣＣＤアレイで取り込み、微小ピッチで移動させ複数ラインのライン画像を取得することで２次元画像を生成し、この２次元画像における輝度変化部分を欠陥として検出する外観検査装置も知られている（特許文献３参照）。この装置でも、照明光の光軸とライン状ＣＣＤアレイの撮影中心軸とが正確に被検査面上で交わらないと取得される画像が不鮮明となるため、正確な位置調整が必要となる。また、被検査面をライン走査するので、送りピッチのばらつきが直接画像の送り方向の乱れにつながるので、コストのかさむ高い送り精度が必要となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−７３１３９号公報（３−５頁、図２、図５）
【特許文献２】特開平８−１４５９０６号公報（段落番号００３５−００５６、図５、図６）
【特許文献３】特開２００２−１３１２３８号公報（段落番号００１３−００２８、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記実状に鑑み、本発明の目的は、検査対象物の屈曲した被検査面や湾曲した被検査面に対して適正な照明を与えるとともに、従来技術の問題点を抑制する欠陥検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る欠陥検査装置は、検査対象物の被検査面に明・暗・明パターンを作り出すべく被検査面を覆うように照明する円弧状照射面を有する照明手段と、前記被検査面における明・暗・明パターンの暗部領域を撮像する撮像手段と、前記照明手段と前記撮像手段とを一体的に保持する保持手段と、前記保持手段と前記被検査面との相対位置を変更設定する位置決め手段と、前記撮像手段によって取得された撮影画像における前記暗部領域から、画像処理を用いて前記被検査面上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを備える。
【０００８】
この構成によれば、被検査面は、円弧状照射面を有する照明手段によって多方向から照射される。従って、被検査面が屈曲形状ないしは湾曲形状であっても、そのような被検査面の法線方向にも照明光を当てることができる。つまり、非検査面に対して真上からだけではなく側面からも照明光を照射することができる。さらに、保持手段によって一体化された照明手段と撮像手段とが位置決め手段によって被検査面に対する位置を適正に維持することができるので、撮像手段の被写界深度内において多方向から照明された被検査面の所定箇所が正確に撮像され、適正な撮影画像が取得できる。また、非検査面に映し出された明・暗・明パターンの暗部領域を欠陥検出領域としているので、欠陥部で反射して撮像手段に達した微小な反射光を撮影画像の暗部領域で周囲との輝度差から高い精度で検出することができる。
【０００９】
本発明に係る欠陥検査装置における特徴構成として、前記照明手段が、その内周面に前記照射面を形成した第1円弧状照明セグメントと第２円弧状照明セグメントとを有し、前記第1円弧状照明セグメントと前記第２円弧状照明セグメントとが隙間をあけて並設され、前記撮像手段はその撮影中心軸が前記円弧状照明セグメントの周方向中央でかつ前記円弧状照明セグメント間の隙間内を通るように配置されることも好適である。これにより、簡単な構成にもかかわらず、被検査面に対して上方および両側方からの照明光によってその被検査面に適正な明・暗・明パターンを作り出すことができる。その際、場合によっては２つの円弧状照明セグメントの隙間から入射するかもしれない外乱光によるノイズ発生を回避するため、撮像に差し支えない範囲でこの隙間に暗幕を設置することが好ましい。
【００１０】
検査面が大きく湾曲していることで側方に位置することになる検査面部分に対しても、適正に照明光が当たるようにするため、前記円弧状照明セグメントの中心角が最大１８０度となるように延びた、つまり半円リング状の形状に構成することが好適である。さらに、その半円リング状の照明セグメントの内周面に形成される照射面には複数のＬＥＤを一様分布配置することで、一様で安定した照明光を得ることができる。
【００１１】
円弧状照明セグメントの照射面から照射される照明光の光軸は実質的にはその円弧の中心に集合することになるので、その位置に撮像手段の焦点が合わされた姿勢で照明手段と撮像手段とが保持手段によって一体化される。従って、このように設定された撮像手段の焦点位置に被検査面を位置決めすることで最適な撮影画像が得られる。この位置決めを正確かつ容易に実現するため、本発明に係る欠陥検査装置における１つの好適な形態では、前記被検査面上に第1スリット光を照射する第1スリット光照射部と前記被検査面上に前記第1スリット光と交差する第２スリット光を照射する第２スリット光照射部とを有するスリット光照射手段が備えられ、前記撮像手段によって取得された撮影画像から算定された前記被検査面上の前記第1スリット光と第２スリット光との交差位置に基づいて前記撮像手段と前記被検査面との間の距離が前記位置決め手段によって調整される。この構成では、撮像手段の焦点位置（照明光の集合点でもある）である基準ポイントで第1スリット光と第２スリット光とが交わるように照明手段と撮像手段の相対位置関係を設定するとともに、その基準ポイントの像が撮影画像の所定の座標点、例えば中心座標となるように設定しておく。次に、被検査面上での第1スリット光と第２スリット光との交点が撮影画像の中心座標に位置するように保持手段と被検査面との相対位置を決定することで、実質的に撮像手段の焦点位置で被検査面を検査することができる。その際、保持手段と被検査面との間の距離誤差は第1スリット光と第２スリット光との交点の中心座標からのずれとして撮影画像から読み取ることができる。通常、このスリット光はレーザビームによって作り出すと好適である。
【００１２】
また、本発明に係る欠陥検出装置における特徴構成として、前記欠陥検出手段が、撮影画像における前記暗部領域に含まれる画素の輝度を用いて求められた第1欠陥抽出条件に基づいて予備欠陥領域を抽出し、さらに前記予備欠陥領域の外側近傍の画素の輝度を用いて求められた第２欠陥抽出条件に基づいて最終的な欠陥部を特定することも好適である。本発明における欠陥検出装置では、照明されている被検査面に欠陥が存在した場合に撮像された明・暗・明パターンの暗部領域に映り込む明るい部分の存在により欠陥の可能性を判定する。つまり、特定部分とその周囲との輝度差が欠陥検出の基本となるので、特定部分とその周囲とを切り分ける欠陥抽出条件の設定が重要である。従って、上記の好適な構成では、撮影画像全体から算定された第1欠陥抽出条件に基づいて予備欠陥領域を抽出する。さらにこの抽出された予備欠陥領域の外側近傍の位置する正常とみなされる画素の輝度を用いて求められた第２欠陥抽出条件に基づいて最終的な欠陥部を判定する評価を行う。これにより、ノイズの影響を受けにくい精度の高い欠陥検出が実現するとともに、この二段階の欠陥検出プロセスを採用することにより結果的には欠陥検出プロセスが効率的に行われ、その処理時間も短縮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による欠陥検出装置が自動車用ドアのノブの表面検査に適用された実施形態を説明する。図１は、コンベヤ１１によって搬送されてくる被検査対象物１としてのドアノブの湾曲した表面（被検査面）を検査する欠陥検査装置の全体を示す側面図であり、図２はその正面図である。この欠陥検査装置は、保持手段としてのホルダ５と、このホルダ５を操作アーム６ａの先端部に装着したロボット６と、ロボット６を操作するロボットコントローラ６０と、実質的にコンピュータによって構築されているメインコントローラ７を備えている。
【００１４】
ホルダ５は、照明手段としての照明ユニット２と、スリット光照射手段としてのスリット光照射ユニット４と、撮像手段としての撮像ユニット３とを所定の姿勢で一体的に保持しており、欠陥検出のためのセンサーヘッドとして機能する。図３には、ホルダ５を省略して、照明ユニット２とスリット光照射ユニット４と撮像ユニット３との間の相互の位置関係とその形状を説明するためのセンサーヘッドの模式図が側面図の形で示されており、図４には、同じものが正面図の形で示されている。
【００１５】
図４から明らかなように、照明ユニット２は、屈曲した被検査面や湾曲した被検査面に明・暗・明パターンを作り出すために、互いにセグメント軸心（円弧軸心）方向に隙間２３をあけて並設された第1円弧状照明セグメント２１と第２円弧状照明セグメント２２とから構成されている。第1円弧状照明セグメント２１及び第２円弧状照明セグメント２２は、そのセグメント中心角が最大で約１８０度となっている半円リング形状であり、その内周面にはＬＥＤが一様分布配置されている。これにより、各円弧状照明セグメント２１、２２の内周面は円弧状照射面として機能する。第1円弧状照明セグメント２１と第２円弧状照明セグメント２２との寸法は被検査対象物１の寸法によって異なるが、自動車用ドアノブを被検査対象物１とする場合では、そのセグメント半径は２００mm程度が適している。また、隙間２３の幅は、検出すべき欠陥の傾斜角度等に依存して調整するのが好ましく、１０〜１００mmの間で選択される。このような照明ユニット２の構成により、両円弧状照明セグメント２１、２２のＬＥＤが点灯すると、円弧状照明セグメント２１、２２の円弧中心を通る平面、この実施形態では円弧状照明セグメント２１、２２の各自由端を含む平面を照明光の被照射面とすると、図５で模式的に示されるような、明・暗・明パターンが作り出される。従って、被検査面を図５で示される被照射面にほぼ一致するように位置決めすることにより、２つの間隔をあけて配置された円弧状照明セグメント２１、２２の照射面からの実質的に１８０度にわたる方向からの照明光によって被検査面を覆うように照射することができ、この被検査面に明・暗・明パターンが作り出される。なお、隙間２３から外乱光が入射する可能性がある場合には、撮像に差し支えない範囲で暗幕によりこの隙間２３を遮蔽するとよい。
【００１６】
本発明では、被検査面に作り出された明・暗・明パターンの暗部領域の撮影画像を欠陥検出のための評価画像とするため、撮像ユニット３はこの暗部領域を撮像するように配置される。撮像ユニット３は、カメラ３０とレンズ３１とから構成される。撮像ユニット３は、図３に示すように、その撮影中心軸が円弧状照明セグメントの周方向中央でかつ２つの円弧状照明セグメント２１、２２の隙間２３を通って、円弧状照明セグメント２１、２２のセグメント軸心と交わるように配置される。前述したように、セグメント軸心を含む被照射面が被検査面となるので、この被照射面で焦点が合うようにレンズ３１が調整される。これにより、カメラ３０は被検査面に作り出された明・暗・明パターンの暗部領域が撮影中心となる撮影画像を取り込むことができる。
【００１７】
スリット光照射ユニット４は、上述した被照射面、つまり被検査面上に第1スリット光を照射する第1スリット光照射部４１と、第1スリット光と交差（この実施形態では直交）する第２スリット光を被検査面上に照射する第２スリット光照射部４２とを備える。第1スリット光照射部４１と第２スリット光照射部４２とは、照明ユニット２の隙間２３の上方で撮像ユニット３を挟むように配置されている。第1スリット光照射部４１及び第２スリット光照射部４２の姿勢は、第1スリット光は照明ユニット２の円弧上の隙間２３に平行となり、かつ基準となる被照射面上で、第1スリット光と第２スリット光との交点が撮像ユニット３の撮影中心軸に一致するように調整される。これにより、基準となる被照射面を照射している第1スリット光と第２スリット光とを撮影している撮像ユニット３の撮影視野は、図６に示すようになり、撮影視野中心（撮影画像中心）に第1スリット光と第２スリット光との交点が位置する。従って、欠陥検査に先立って、被検査対象物１の被検査面に第1スリット光と第２スリット光とを照射し、この交点が正確に撮影視野中心にくるようにロボット６をティーチングすることで、撮像ユニット３と被検査面との適正距離が保証される。また、その際に、第1スリット光の被検査面での映り込みが直線になるように調整することで、撮像ユニット３に対する被検査面の適正な向きが保証される。
【００１８】
メインコントローラ７は、本発明に特に関係する機能部として、スリット光照射制御部７１、照明制御部７２、撮像制御部７３、欠陥検出制御部（欠陥検出手段の一例）７４をプログラムまたはハードウエアあるいはその両方によって構築している。スリット光照射制御部７１はスリット光照射ユニット４を制御し、照明制御部７２は照明ユニット２を制御し、撮像制御部７３は撮像ユニット３を制御する。欠陥検出制御部７４は、撮像ユニット３によって取得された前記明・暗・明パターンの暗部領域の撮影画像が被検査面上の欠陥検出のためにメインコントローラ７に送られる。欠陥検出制御部７４は送られてきた画像から画像処理を用いて欠陥を検出する。
【００１９】
次に、上述したように構成された欠陥検査装置における欠陥検出のための撮像原理を説明する。図７はその撮像原理を示す模式図である。凹状半球面として示されている欠陥は、照明ユニット２によって照射された被検査面の撮像画像におけるよる輝度濃淡差に基づいて検出される。通常、非検査面の正常部分では、円弧状照射による照明光が正反射するので、明・暗・明パターンの暗部領域の撮影画像には映らず、暗部領域は暗いままである。これに対して欠陥部分では、正常な面(水平面)と比べて傾斜（約３°以上）した面が生じるので、その傾斜面で反射された照明光が明・暗・明パターンの暗部領域の撮影画像に映り込み、暗部領域における明点として現れる。従って、検査幅：Ｋは明・暗・明パターンの暗部幅：Ｂより小さくなる。なお、欠陥検出の決め手となる欠陥傾斜に対する検出感度は第１円弧状セグメント２１と第２円弧状セグメント２２との間隔：Ｌ3に依存するので、検出すべき欠陥に最適な間隔：Ｌ3を設定するとよい。また図から理解できるように、撮像ユニット３と照明ユニット２との角度、つまり撮影中心軸と被検査面との交点を中心とする撮像ユニット３と照明ユニット２との角度をθ1とすると、欠陥検出角度：θ2はθ1の半分から４５°程度となる。
【００２０】
次に、上述したように構成された欠陥検査装置における欠陥検出処理の一例を説明する。図８は欠陥検出処理のメインルーチンのフローチャートを示し、図９は欠陥検出画像処理ルーチンのフローチャートを示す。
【００２１】
まず、コンベヤ１１によって搬入されてきた検査対象物１がセンサーヘッドを構成するホルダ５の下方にセットされる（＃０１）。ホルダ５をロボットアームに取り付けたロボットは予めこの検査対象物１に対する動きに関してティーチングされている。照明ユニット２が照明制御部７２によって制御され、第１円弧状照明セグメント２１と第２円弧状照明セグメント２２とが点灯する（＃０１）。ロボットコントローラ６０によるロボット６の動作制御が開始し、検査対象物１の被検査面に対する検査開始ポイントから検査終了ポイントまで連続的な移動(走査)が始まる。
【００２２】
ロボット６によるホルダ５の移動中に、被検査面に生じた明・暗・明パターンにおける暗部領域が走査方向で部分的にオーバーラップしながらカメラ３０によって撮像される（＃０４）。撮像により生成された撮影画像はメインコントローラ７の欠陥検出制御部７４に転送される（＃０５）。欠陥検出制御部７４に転送された撮影画像は、同じ図８において欠陥検出ルーチンの形で示されている欠陥評価処理に利用される。このカメラ３０による撮像と撮影画像の転送はその走査が検査終了ポイントに達するまで、つまり全検査領域の撮像が完了するまで続けられる（＃０６）。全検査領域の撮像が完了すると（＃０６Yes分岐）、第１円弧状照明セグメント２１と第２円弧状照明セグメント２２とが消灯されるともに（＃０７）、ロボット６に対する動作制御も終了する（＃０８）。さらに、欠陥検出ルーチンが完了しているかどうかがチェックされ（＃０９）、欠陥検出ルーチンが完了していると（＃０９Yes分岐）、このメインルーチンも終了する。
【００２３】
欠陥検出ルーチンは、メインルーチンのステップ＃０５でカメラ３０から転送されてくる、被検査面に生じた明・暗・明パターンにおける暗部領域の撮影画像を画像処理して、被検査面上の欠陥を評価するルーチンである。カメラ３０から転送されてきた撮影画像は欠陥検出制御部７４に入力され（＃１１）、その撮影画像はメモリの所定エリアに展開される（＃１２）。メモリに展開された撮影画像は、本発明による欠陥検出画像処理を通じて欠陥検出される（＃１３）。この欠陥検出画像処理の内容は、サブルーチンとして図９に示されており、後で詳しく説明される。１つの撮影画像に対する欠陥検出画像処理を通じて得られた評価結果は、一時的に格納される（＃１４）。検査対象部１における被検査面全体をカバーするように取得された全ての撮影画像に対する欠陥検出画像処理が完了したかどうかチェックされる（＃１５）。全撮影画像の処理が完了すると（＃１５Yes分岐）、ステップ＃１４で格納された全ての評価結果が読み出される（＃１６）。読み出された評価結果は集計され、これに基づいて検査対象物１の総合検査結果が作成され、モニタ７ａやプリンタ７ｂを通じて出力される（＃１７）。
【００２４】
図９に示されている欠陥検出画像処理ルーチンでは、メモリに展開されている撮影画像（以後これは元撮影画像とも呼ばれる）をワーキングエリアに読み込み、平滑化フィルタにより画像の平滑化を行う（＃２１）。この平滑化処理では、注目画素の近傍３×３画素の平均をとって、それを注目画素の画素値とすることで、画像平滑化と画像縮小とが行われる。この縮小された撮影画像は処理用画像と呼ばれる。次に、この処理用画像の輝度ヒストグラムを算出し、算出された輝度ヒストグラムにおいて予め決められた下限輝度と上限輝度の範囲内で最大面積となる輝度をこの処理用画像の基準輝度、つまり第１欠陥抽出条件として算出する（＃２２）。つぎに、算出された基準輝度を基準としてそこから上下で所定幅の輝度範囲を閾値条件として、処理用画像に対して二値化処理が行われる（＃２３）。二値化処理によって生じた閉領域又は擬似閉領域に対して予備欠陥領域としてラベリングを行う（＃２４）。ラベルを付与された領域の内、予め設定された面積（画素数）以下の領域を削除して、予備欠陥領域を絞り込む選択を行う（＃２４）。選択された領域内のノイズが、公知のノイズキャンセルアルゴリズムを用いてキャンセルされる（＃２５）。このノイズキャンセルされた領域が欠陥検出の第１マスクとして後で利用される。
【００２５】
また、処理用画像に対して空間微分フィルタを用いて微分処理（エッジ強調処理）を行う（＃３１）。元撮影画像の微分処理画像（エッジ強調画像）に対して予め設定されている閾値を用いて二値化処理を行い、予備欠陥領域の輪郭を生成し、この輪郭で囲まれた領域を予備欠陥抽出領域と算定する（＃３２）。算定された予備欠陥抽出領域に対してさらに１０画素分以上の膨張処理を施し、欠陥抽出マスクとしての第２マスクを生成する（＃３３）。この第２マスクと前述した第１マスクとの論理積をとって、最終的な欠陥抽出マスクを作成する（＃３４）。なお、この最終的な欠陥抽出マスクは元撮影画像を３分の１縮小した処理用画像に基づいているので、この欠陥抽出マスクを３倍拡大して、元撮影画像に適合できるようにする。
【００２６】
ステップ＃３５で作成された欠陥抽出マスクを元撮影画像に適用して、欠陥抽出領域の外側近傍画素の輝度の平均値を、正常画素の基準輝度、つまり第２欠陥抽出条件として求める（＃４１）。次に、この基準輝度と元撮影画像の各画素の輝度との差分を演算し、輝度差画像を作成する。さらに、作成された輝度差画像に対して予め設定されている閾値で二値化処理を行う（＃４２）。二値化処理によって生じた閉領域又は擬似閉領域に対して欠陥領域としてラベリングを行う（＃４３）。ラベルを付与された領域の内、予め設定された面積（画素数）以下の領域を削除して、欠陥領域を絞り込む選択を行う（＃４５）。最終的に残った欠陥領域に対してその統計学的特徴や幾何学的特徴などの特徴量を求める（＃４６）。求められた特徴量に対して、予め設定されている閾値を適用して、検出された欠陥(領域)の最終評価、「ＯＫ」または「ＮＧ」を決定する（＃４７）。
【００２７】
上述した実施の形態では、センサーヘッドとして機能するホルダ５はティーチングされたロボットによって被検査面上を動かされていたが、このような形態に限定されるわけではなく、例えばバランサーなどを用いることで検査者がマニュアルでホルダ５を動かす構成を採用してもよい。
【００２８】
上述した欠陥検出画像処理ルーチンでは、二値化処理等で用いられる閾値が予め設定されていたが、これに代えて、処理すべき画像の特性に応じてその閾値を調整または新規に算出するような動的な閾値を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による欠陥検査装置の実施形態の１つを模式的に示す側面図
【図２】図１の欠陥検査装置を模式的に示す正面図
【図３】欠陥検出のためのセンサーヘッドにおける構成要素の位置関係を説明する説明図
【図４】図３のセンサーヘッドを正面側から示す説明図
【図５】撮影視野における明・暗・明パターンを示す説明図
【図６】被検査面上における第1スリット光をと第２スリット光との関係を示す説明図
【図７】欠陥検出の原理を示す説明図
【図８】欠陥検出処理のメインルーチンを示すフローチャート
【図９】欠陥検出画像処理ルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
【００３０】
１：検査対象物
２：照明ユニット（照明手段）
３：撮像ユニット（撮影手段）
４：スリット光照射ユニット（スリット光照射手段）
５：ホルダ（保持手段）
６：ロボット（位置決め手段）
７：メインコントローラ
２１：第1円弧状照明セグメント
２２：第２円弧状照明セグメント
２３：隙間
３０：カメラ
４１：第１スリット光照射部
４２：第２スリット光照射部
７１：スリット光照射制御部
７２：照明制御部
７３：撮像制御部
７４：欠陥検出制御部（欠陥検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物の被検査面における微細欠陥を画像処理に基づいて検出する欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したような欠陥検出装置は、自動車の生産過程における塗装面の欠陥を検出するためなどに利用されている。例えば、例えば、被検査面に所定の明暗縞（ストライプ）パターンを映し出し、被検査面上に凹凸などの欠陥があった場合に得られる明度（輝度）差や明度（輝度）変化をもった受光画像を微分することにより、被検査面の表面の欠陥を検出する表面欠陥検査装置が知られている（特許文献１参照）。このような表面欠陥検査装置では、パターン幅に匹敵するような比較的大きな凸状の表面欠陥を検出することを意図しており、より小さな微小欠陥を検出しようとすると誤検出する可能性が高くなる。
【０００３】
微小欠陥を検出する装置として、ストライプ格子を取り付けた照明装置によってストライプ状の明暗パターンを塗装面に照射し、そのストライプ状の明暗パターンが照射されている領域を被検査面を移動させながら順次撮影して得られた複数の撮影画像から画像処理を通じて塗装面の欠陥を検出する欠陥検査装置が知られている（特許文献２参照）。しかしながら、この装置を屈曲したり湾曲したりしている被検査面に対する欠陥検査に適用した場合、ストライプ状の明暗パターンの映り込みが小さくかつ均一に被検査面を照らすためには大型の照明が必要となり明暗パターンが乱れがちとなり誤認識が生じやすい。また、前述した特許文献１の装置と同様に、その照明中心線と撮影中心線とが被検査面の法線に対して等角となるように照明装置と撮影装置を配置しているので、遠近の視差による欠陥サイズ算出精度の低下も生じる。
【０００４】
レーザー照明と、この照明光が被検査面で反射光をライン状ＣＣＤアレイで取り込み、微小ピッチで移動させ複数ラインのライン画像を取得することで２次元画像を生成し、この２次元画像における輝度変化部分を欠陥として検出する外観検査装置も知られている（特許文献３参照）。この装置でも、照明光の光軸とライン状ＣＣＤアレイの撮影中心軸とが正確に被検査面上で交わらないと取得される画像が不鮮明となるため、正確な位置調整が必要となる。また、被検査面をライン走査するので、送りピッチのばらつきが直接画像の送り方向の乱れにつながるので、コストのかさむ高い送り精度が必要となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−７３１３９号公報（３−５頁、図２、図５）
【特許文献２】特開平８−１４５９０６号公報（段落番号００３５−００５６、図５、図６）
【特許文献３】特開２００２−１３１２３８号公報（段落番号００１３−００２８、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記実状に鑑み、本発明の目的は、検査対象物の屈曲した被検査面や湾曲した被検査面に対して適正な照明を与えるとともに、従来技術の問題点を抑制する欠陥検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る欠陥検査装置は、検査対象物の被検査面に明・暗・明パターンを作り出すべく被検査面を覆うように照明する円弧状照射面を有する照明手段と、前記被検査面における明・暗・明パターンの暗部領域を撮像する撮像手段と、前記照明手段と前記撮像手段とを一体的に保持する保持手段と、前記保持手段と前記被検査面との相対位置を変更設定する位置決め手段と、前記撮像手段によって取得された撮影画像における前記暗部領域から、画像処理を用いて前記被検査面上の欠陥を検出する欠陥検出手段とを備える。
【０００８】
この構成によれば、被検査面は、円弧状照射面を有する照明手段によって多方向から照射される。従って、被検査面が屈曲形状ないしは湾曲形状であっても、そのような被検査面の法線方向にも照明光を当てることができる。つまり、非検査面に対して真上からだけではなく側面からも照明光を照射することができる。さらに、保持手段によって一体化された照明手段と撮像手段とが位置決め手段によって被検査面に対する位置を適正に維持することができるので、撮像手段の被写界深度内において多方向から照明された被検査面の所定箇所が正確に撮像され、適正な撮影画像が取得できる。また、非検査面に映し出された明・暗・明パターンの暗部領域を欠陥検出領域としているので、欠陥部で反射して撮像手段に達した微小な反射光を撮影画像の暗部領域で周囲との輝度差から高い精度で検出することができる。
【０００９】
本発明に係る欠陥検査装置における特徴構成として、前記照明手段が、その内周面に前記照射面を形成した第1円弧状照明セグメントと第２円弧状照明セグメントとを有し、前記第1円弧状照明セグメントと前記第２円弧状照明セグメントとが隙間をあけて並設され、前記撮像手段はその撮影中心軸が前記円弧状照明セグメントの周方向中央でかつ前記円弧状照明セグメント間の隙間内を通るように配置されることも好適である。これにより、簡単な構成にもかかわらず、被検査面に対して上方および両側方からの照明光によってその被検査面に適正な明・暗・明パターンを作り出すことができる。その際、場合によっては２つの円弧状照明セグメントの隙間から入射するかもしれない外乱光によるノイズ発生を回避するため、撮像に差し支えない範囲でこの隙間に暗幕を設置することが好ましい。
【００１０】
検査面が大きく湾曲していることで側方に位置することになる検査面部分に対しても、適正に照明光が当たるようにするため、前記円弧状照明セグメントの中心角が最大１８０度となるように延びた、つまり半円リング状の形状に構成することが好適である。さらに、その半円リング状の照明セグメントの内周面に形成される照射面には複数のＬＥＤを一様分布配置することで、一様で安定した照明光を得ることができる。
【００１１】
円弧状照明セグメントの照射面から照射される照明光の光軸は実質的にはその円弧の中心に集合することになるので、その位置に撮像手段の焦点が合わされた姿勢で照明手段と撮像手段とが保持手段によって一体化される。従って、このように設定された撮像手段の焦点位置に被検査面を位置決めすることで最適な撮影画像が得られる。この位置決めを正確かつ容易に実現するため、本発明に係る欠陥検査装置における１つの好適な形態では、前記被検査面上に第1スリット光を照射する第1スリット光照射部と前記被検査面上に前記第1スリット光と交差する第２スリット光を照射する第２スリット光照射部とを有するスリット光照射手段が備えられ、前記撮像手段によって取得された撮影画像から算定された前記被検査面上の前記第1スリット光と第２スリット光との交差位置に基づいて前記撮像手段と前記被検査面との間の距離が前記位置決め手段によって調整される。この構成では、撮像手段の焦点位置（照明光の集合点でもある）である基準ポイントで第1スリット光と第２スリット光とが交わるように照明手段と撮像手段の相対位置関係を設定するとともに、その基準ポイントの像が撮影画像の所定の座標点、例えば中心座標となるように設定しておく。次に、被検査面上での第1スリット光と第２スリット光との交点が撮影画像の中心座標に位置するように保持手段と被検査面との相対位置を決定することで、実質的に撮像手段の焦点位置で被検査面を検査することができる。その際、保持手段と被検査面との間の距離誤差は第1スリット光と第２スリット光との交点の中心座標からのずれとして撮影画像から読み取ることができる。通常、このスリット光はレーザビームによって作り出すと好適である。
【００１２】
また、本発明に係る欠陥検出装置における特徴構成として、前記欠陥検出手段が、撮影画像における前記暗部領域に含まれる画素の輝度を用いて求められた第1欠陥抽出条件に基づいて予備欠陥領域を抽出し、さらに前記予備欠陥領域の外側近傍の画素の輝度を用いて求められた第２欠陥抽出条件に基づいて最終的な欠陥部を特定することも好適である。本発明における欠陥検出装置では、照明されている被検査面に欠陥が存在した場合に撮像された明・暗・明パターンの暗部領域に映り込む明るい部分の存在により欠陥の可能性を判定する。つまり、特定部分とその周囲との輝度差が欠陥検出の基本となるので、特定部分とその周囲とを切り分ける欠陥抽出条件の設定が重要である。従って、上記の好適な構成では、撮影画像全体から算定された第1欠陥抽出条件に基づいて予備欠陥領域を抽出する。さらにこの抽出された予備欠陥領域の外側近傍の位置する正常とみなされる画素の輝度を用いて求められた第２欠陥抽出条件に基づいて最終的な欠陥部を判定する評価を行う。これにより、ノイズの影響を受けにくい精度の高い欠陥検出が実現するとともに、この二段階の欠陥検出プロセスを採用することにより結果的には欠陥検出プロセスが効率的に行われ、その処理時間も短縮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による欠陥検出装置が自動車用ドアのノブの表面検査に適用された実施形態を説明する。図１は、コンベヤ１１によって搬送されてくる被検査対象物１としてのドアノブの湾曲した表面（被検査面）を検査する欠陥検査装置の全体を示す側面図であり、図２はその正面図である。この欠陥検査装置は、保持手段としてのホルダ５と、このホルダ５を操作アーム６ａの先端部に装着したロボット６と、ロボット６を操作するロボットコントローラ６０と、実質的にコンピュータによって構築されているメインコントローラ７を備えている。
【００１４】
ホルダ５は、照明手段としての照明ユニット２と、スリット光照射手段としてのスリット光照射ユニット４と、撮像手段としての撮像ユニット３とを所定の姿勢で一体的に保持しており、欠陥検出のためのセンサーヘッドとして機能する。図３には、ホルダ５を省略して、照明ユニット２とスリット光照射ユニット４と撮像ユニット３との間の相互の位置関係とその形状を説明するためのセンサーヘッドの模式図が側面図の形で示されており、図４には、同じものが正面図の形で示されている。
【００１５】
図４から明らかなように、照明ユニット２は、屈曲した被検査面や湾曲した被検査面に明・暗・明パターンを作り出すために、互いにセグメント軸心（円弧軸心）方向に隙間２３をあけて並設された第1円弧状照明セグメント２１と第２円弧状照明セグメント２２とから構成されている。第1円弧状照明セグメント２１及び第２円弧状照明セグメント２２は、そのセグメント中心角が最大で約１８０度となっている半円リング形状であり、その内周面にはＬＥＤが一様分布配置されている。これにより、各円弧状照明セグメント２１、２２の内周面は円弧状照射面として機能する。第1円弧状照明セグメント２１と第２円弧状照明セグメント２２との寸法は被検査対象物１の寸法によって異なるが、自動車用ドアノブを被検査対象物１とする場合では、そのセグメント半径は２００mm程度が適している。また、隙間２３の幅は、検出すべき欠陥の傾斜角度等に依存して調整するのが好ましく、１０〜１００mmの間で選択される。このような照明ユニット２の構成により、両円弧状照明セグメント２１、２２のＬＥＤが点灯すると、円弧状照明セグメント２１、２２の円弧中心を通る平面、この実施形態では円弧状照明セグメント２１、２２の各自由端を含む平面を照明光の被照射面とすると、図５で模式的に示されるような、明・暗・明パターンが作り出される。従って、被検査面を図５で示される被照射面にほぼ一致するように位置決めすることにより、２つの間隔をあけて配置された円弧状照明セグメント２１、２２の照射面からの実質的に１８０度にわたる方向からの照明光によって被検査面を覆うように照射することができ、この被検査面に明・暗・明パターンが作り出される。なお、隙間２３から外乱光が入射する可能性がある場合には、撮像に差し支えない範囲で暗幕によりこの隙間２３を遮蔽するとよい。
【００１６】
本発明では、被検査面に作り出された明・暗・明パターンの暗部領域の撮影画像を欠陥検出のための評価画像とするため、撮像ユニット３はこの暗部領域を撮像するように配置される。撮像ユニット３は、カメラ３０とレンズ３１とから構成される。撮像ユニット３は、図３に示すように、その撮影中心軸が円弧状照明セグメントの周方向中央でかつ２つの円弧状照明セグメント２１、２２の隙間２３を通って、円弧状照明セグメント２１、２２のセグメント軸心と交わるように配置される。前述したように、セグメント軸心を含む被照射面が被検査面となるので、この被照射面で焦点が合うようにレンズ３１が調整される。これにより、カメラ３０は被検査面に作り出された明・暗・明パターンの暗部領域が撮影中心となる撮影画像を取り込むことができる。
【００１７】
スリット光照射ユニット４は、上述した被照射面、つまり被検査面上に第1スリット光を照射する第1スリット光照射部４１と、第1スリット光と交差（この実施形態では直交）する第２スリット光を被検査面上に照射する第２スリット光照射部４２とを備える。第1スリット光照射部４１と第２スリット光照射部４２とは、照明ユニット２の隙間２３の上方で撮像ユニット３を挟むように配置されている。第1スリット光照射部４１及び第２スリット光照射部４２の姿勢は、第1スリット光は照明ユニット２の円弧上の隙間２３に平行となり、かつ基準となる被照射面上で、第1スリット光と第２スリット光との交点が撮像ユニット３の撮影中心軸に一致するように調整される。これにより、基準となる被照射面を照射している第1スリット光と第２スリット光とを撮影している撮像ユニット３の撮影視野は、図６に示すようになり、撮影視野中心（撮影画像中心）に第1スリット光と第２スリット光との交点が位置する。従って、欠陥検査に先立って、被検査対象物１の被検査面に第1スリット光と第２スリット光とを照射し、この交点が正確に撮影視野中心にくるようにロボット６をティーチングすることで、撮像ユニット３と被検査面との適正距離が保証される。また、その際に、第1スリット光の被検査面での映り込みが直線になるように調整することで、撮像ユニット３に対する被検査面の適正な向きが保証される。
【００１８】
メインコントローラ７は、本発明に特に関係する機能部として、スリット光照射制御部７１、照明制御部７２、撮像制御部７３、欠陥検出制御部（欠陥検出手段の一例）７４をプログラムまたはハードウエアあるいはその両方によって構築している。スリット光照射制御部７１はスリット光照射ユニット４を制御し、照明制御部７２は照明ユニット２を制御し、撮像制御部７３は撮像ユニット３を制御する。欠陥検出制御部７４は、撮像ユニット３によって取得された前記明・暗・明パターンの暗部領域の撮影画像が被検査面上の欠陥検出のためにメインコントローラ７に送られる。欠陥検出制御部７４は送られてきた画像から画像処理を用いて欠陥を検出する。
【００１９】
次に、上述したように構成された欠陥検査装置における欠陥検出のための撮像原理を説明する。図７はその撮像原理を示す模式図である。凹状半球面として示されている欠陥は、照明ユニット２によって照射された被検査面の撮像画像におけるよる輝度濃淡差に基づいて検出される。通常、非検査面の正常部分では、円弧状照射による照明光が正反射するので、明・暗・明パターンの暗部領域の撮影画像には映らず、暗部領域は暗いままである。これに対して欠陥部分では、正常な面(水平面)と比べて傾斜（約３°以上）した面が生じるので、その傾斜面で反射された照明光が明・暗・明パターンの暗部領域の撮影画像に映り込み、暗部領域における明点として現れる。従って、検査幅：Ｋは明・暗・明パターンの暗部幅：Ｂより小さくなる。なお、欠陥検出の決め手となる欠陥傾斜に対する検出感度は第１円弧状セグメント２１と第２円弧状セグメント２２との間隔：Ｌ3に依存するので、検出すべき欠陥に最適な間隔：Ｌ3を設定するとよい。また図から理解できるように、撮像ユニット３と照明ユニット２との角度、つまり撮影中心軸と被検査面との交点を中心とする撮像ユニット３と照明ユニット２との角度をθ1とすると、欠陥検出角度：θ2はθ1の半分から４５°程度となる。
【００２０】
次に、上述したように構成された欠陥検査装置における欠陥検出処理の一例を説明する。図８は欠陥検出処理のメインルーチンのフローチャートを示し、図９は欠陥検出画像処理ルーチンのフローチャートを示す。
【００２１】
まず、コンベヤ１１によって搬入されてきた検査対象物１がセンサーヘッドを構成するホルダ５の下方にセットされる（＃０１）。ホルダ５をロボットアームに取り付けたロボットは予めこの検査対象物１に対する動きに関してティーチングされている。照明ユニット２が照明制御部７２によって制御され、第１円弧状照明セグメント２１と第２円弧状照明セグメント２２とが点灯する（＃０１）。ロボットコントローラ６０によるロボット６の動作制御が開始し、検査対象物１の被検査面に対する検査開始ポイントから検査終了ポイントまで連続的な移動(走査)が始まる。
【００２２】
ロボット６によるホルダ５の移動中に、被検査面に生じた明・暗・明パターンにおける暗部領域が走査方向で部分的にオーバーラップしながらカメラ３０によって撮像される（＃０４）。撮像により生成された撮影画像はメインコントローラ７の欠陥検出制御部７４に転送される（＃０５）。欠陥検出制御部７４に転送された撮影画像は、同じ図８において欠陥検出ルーチンの形で示されている欠陥評価処理に利用される。このカメラ３０による撮像と撮影画像の転送はその走査が検査終了ポイントに達するまで、つまり全検査領域の撮像が完了するまで続けられる（＃０６）。全検査領域の撮像が完了すると（＃０６Yes分岐）、第１円弧状照明セグメント２１と第２円弧状照明セグメント２２とが消灯されるともに（＃０７）、ロボット６に対する動作制御も終了する（＃０８）。さらに、欠陥検出ルーチンが完了しているかどうかがチェックされ（＃０９）、欠陥検出ルーチンが完了していると（＃０９Yes分岐）、このメインルーチンも終了する。
【００２３】
欠陥検出ルーチンは、メインルーチンのステップ＃０５でカメラ３０から転送されてくる、被検査面に生じた明・暗・明パターンにおける暗部領域の撮影画像を画像処理して、被検査面上の欠陥を評価するルーチンである。カメラ３０から転送されてきた撮影画像は欠陥検出制御部７４に入力され（＃１１）、その撮影画像はメモリの所定エリアに展開される（＃１２）。メモリに展開された撮影画像は、本発明による欠陥検出画像処理を通じて欠陥検出される（＃１３）。この欠陥検出画像処理の内容は、サブルーチンとして図９に示されており、後で詳しく説明される。１つの撮影画像に対する欠陥検出画像処理を通じて得られた評価結果は、一時的に格納される（＃１４）。検査対象部１における被検査面全体をカバーするように取得された全ての撮影画像に対する欠陥検出画像処理が完了したかどうかチェックされる（＃１５）。全撮影画像の処理が完了すると（＃１５Yes分岐）、ステップ＃１４で格納された全ての評価結果が読み出される（＃１６）。読み出された評価結果は集計され、これに基づいて検査対象物１の総合検査結果が作成され、モニタ７ａやプリンタ７ｂを通じて出力される（＃１７）。
【００２４】
図９に示されている欠陥検出画像処理ルーチンでは、メモリに展開されている撮影画像（以後これは元撮影画像とも呼ばれる）をワーキングエリアに読み込み、平滑化フィルタにより画像の平滑化を行う（＃２１）。この平滑化処理では、注目画素の近傍３×３画素の平均をとって、それを注目画素の画素値とすることで、画像平滑化と画像縮小とが行われる。この縮小された撮影画像は処理用画像と呼ばれる。次に、この処理用画像の輝度ヒストグラムを算出し、算出された輝度ヒストグラムにおいて予め決められた下限輝度と上限輝度の範囲内で最大面積となる輝度をこの処理用画像の基準輝度、つまり第１欠陥抽出条件として算出する（＃２２）。つぎに、算出された基準輝度を基準としてそこから上下で所定幅の輝度範囲を閾値条件として、処理用画像に対して二値化処理が行われる（＃２３）。二値化処理によって生じた閉領域又は擬似閉領域に対して予備欠陥領域としてラベリングを行う（＃２４）。ラベルを付与された領域の内、予め設定された面積（画素数）以下の領域を削除して、予備欠陥領域を絞り込む選択を行う（＃２４）。選択された領域内のノイズが、公知のノイズキャンセルアルゴリズムを用いてキャンセルされる（＃２５）。このノイズキャンセルされた領域が欠陥検出の第１マスクとして後で利用される。
【００２５】
また、処理用画像に対して空間微分フィルタを用いて微分処理（エッジ強調処理）を行う（＃３１）。元撮影画像の微分処理画像（エッジ強調画像）に対して予め設定されている閾値を用いて二値化処理を行い、予備欠陥領域の輪郭を生成し、この輪郭で囲まれた領域を予備欠陥抽出領域と算定する（＃３２）。算定された予備欠陥抽出領域に対してさらに１０画素分以上の膨張処理を施し、欠陥抽出マスクとしての第２マスクを生成する（＃３３）。この第２マスクと前述した第１マスクとの論理積をとって、最終的な欠陥抽出マスクを作成する（＃３４）。なお、この最終的な欠陥抽出マスクは元撮影画像を３分の１縮小した処理用画像に基づいているので、この欠陥抽出マスクを３倍拡大して、元撮影画像に適合できるようにする。
【００２６】
ステップ＃３５で作成された欠陥抽出マスクを元撮影画像に適用して、欠陥抽出領域の外側近傍画素の輝度の平均値を、正常画素の基準輝度、つまり第２欠陥抽出条件として求める（＃４１）。次に、この基準輝度と元撮影画像の各画素の輝度との差分を演算し、輝度差画像を作成する。さらに、作成された輝度差画像に対して予め設定されている閾値で二値化処理を行う（＃４２）。二値化処理によって生じた閉領域又は擬似閉領域に対して欠陥領域としてラベリングを行う（＃４３）。ラベルを付与された領域の内、予め設定された面積（画素数）以下の領域を削除して、欠陥領域を絞り込む選択を行う（＃４５）。最終的に残った欠陥領域に対してその統計学的特徴や幾何学的特徴などの特徴量を求める（＃４６）。求められた特徴量に対して、予め設定されている閾値を適用して、検出された欠陥(領域)の最終評価、「ＯＫ」または「ＮＧ」を決定する（＃４７）。
【００２７】
上述した実施の形態では、センサーヘッドとして機能するホルダ５はティーチングされたロボットによって被検査面上を動かされていたが、このような形態に限定されるわけではなく、例えばバランサーなどを用いることで検査者がマニュアルでホルダ５を動かす構成を採用してもよい。
【００２８】
上述した欠陥検出画像処理ルーチンでは、二値化処理等で用いられる閾値が予め設定されていたが、これに代えて、処理すべき画像の特性に応じてその閾値を調整または新規に算出するような動的な閾値を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による欠陥検査装置の実施形態の１つを模式的に示す側面図
【図２】図１の欠陥検査装置を模式的に示す正面図
【図３】欠陥検出のためのセンサーヘッドにおける構成要素の位置関係を説明する説明図
【図４】図３のセンサーヘッドを正面側から示す説明図
【図５】撮影視野における明・暗・明パターンを示す説明図
【図６】被検査面上における第1スリット光をと第２スリット光との関係を示す説明図
【図７】欠陥検出の原理を示す説明図
【図８】欠陥検出処理のメインルーチンを示すフローチャート
【図９】欠陥検出画像処理ルーチンを示すフローチャート
【符号の説明】
【００３０】
１：検査対象物
２：照明ユニット（照明手段）
３：撮像ユニット（撮影手段）
４：スリット光照射ユニット（スリット光照射手段）
５：ホルダ（保持手段）
６：ロボット（位置決め手段）
７：メインコントローラ
２１：第1円弧状照明セグメント
２２：第２円弧状照明セグメント
２３：隙間
３０：カメラ
４１：第１スリット光照射部
４２：第２スリット光照射部
７１：スリット光照射制御部
７２：照明制御部
７３：撮像制御部
７４：欠陥検出制御部（欠陥検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の被検査面に明・暗・明パターンを作り出すべく被検査面を覆うように照明する円弧状照射面を有する照明手段と、
前記被検査面における明・暗・明パターンの暗部領域を撮像する撮像手段と、
前記照明手段と前記撮像手段とを一体的に保持する保持手段と、
前記保持手段と前記被検査面との相対位置を変更設定する位置決め手段と、
前記撮像手段によって取得された撮影画像における前記暗部領域から、画像処理を用いて前記被検査面上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、
を備える欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照明手段は、その内周面に前記照射面を形成した第1円弧状照明セグメントと第２円弧状照明セグメントとを有し、前記第1円弧状照明セグメントと前記第２円弧状照明セグメントとは隙間をあけて並設されており、前記撮像手段はその撮影中心軸が前記円弧状照明セグメントの周方向中央でかつ前記円弧状照明セグメント間の隙間内を通るように配置されている請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記円弧状照明セグメントの中心角が最大１８０度であり、前記照射面には多数のＬＥＤが一様分布配置されている請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記被検査面上に第1スリット光を照射する第1スリット光照射部と前記被検査面上に前記第1スリット光と交差する第２スリット光を照射する第２スリット光照射部とを有するスリット光照射手段が備えられ、前記撮像手段によって取得された撮影画像から算定された前記被検査面上の前記第1スリット光と第２スリット光との交差位置に基づいて前記撮像手段と前記被検査面との間の距離が前記位置決め手段によって調整される請求項１から３のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記欠陥検出手段は、撮影画像における前記暗部領域に含まれる画素の輝度から求められた第1欠陥抽出条件に基づいて予備欠陥領域を抽出し、さらに前記予備欠陥領域の外側近傍の画素の輝度から求められた第２欠陥抽出条件に基づいて最終的な欠陥部を特定する請求項１から４のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【請求項１】
検査対象物の被検査面に明・暗・明パターンを作り出すべく被検査面を覆うように照明する円弧状照射面を有する照明手段と、
前記被検査面における明・暗・明パターンの暗部領域を撮像する撮像手段と、
前記照明手段と前記撮像手段とを一体的に保持する保持手段と、
前記保持手段と前記被検査面との相対位置を変更設定する位置決め手段と、
前記撮像手段によって取得された撮影画像における前記暗部領域から、画像処理を用いて前記被検査面上の欠陥を検出する欠陥検出手段と、
を備える欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照明手段は、その内周面に前記照射面を形成した第1円弧状照明セグメントと第２円弧状照明セグメントとを有し、前記第1円弧状照明セグメントと前記第２円弧状照明セグメントとは隙間をあけて並設されており、前記撮像手段はその撮影中心軸が前記円弧状照明セグメントの周方向中央でかつ前記円弧状照明セグメント間の隙間内を通るように配置されている請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記円弧状照明セグメントの中心角が最大１８０度であり、前記照射面には多数のＬＥＤが一様分布配置されている請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記被検査面上に第1スリット光を照射する第1スリット光照射部と前記被検査面上に前記第1スリット光と交差する第２スリット光を照射する第２スリット光照射部とを有するスリット光照射手段が備えられ、前記撮像手段によって取得された撮影画像から算定された前記被検査面上の前記第1スリット光と第２スリット光との交差位置に基づいて前記撮像手段と前記被検査面との間の距離が前記位置決め手段によって調整される請求項１から３のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記欠陥検出手段は、撮影画像における前記暗部領域に含まれる画素の輝度から求められた第1欠陥抽出条件に基づいて予備欠陥領域を抽出し、さらに前記予備欠陥領域の外側近傍の画素の輝度から求められた第２欠陥抽出条件に基づいて最終的な欠陥部を特定する請求項１から４のいずれか一項に記載の欠陥検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−９１４１０（Ｐ２０１０−９１４１０Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６１６１９（Ｐ２００８−２６１６１９）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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