JP2006038550A - Painted surface inspection device - Google Patents
Painted surface inspection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006038550A JP2006038550A JP2004217003A JP2004217003A JP2006038550A JP 2006038550 A JP2006038550 A JP 2006038550A JP 2004217003 A JP2004217003 A JP 2004217003A JP 2004217003 A JP2004217003 A JP 2004217003A JP 2006038550 A JP2006038550 A JP 2006038550A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- light source
- optical axis
- coating surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 52
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 60
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 60
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 5
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 3
- 241000951471 Citrus junos Species 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
本発明は、塗面を面状に光照射する面光源と、検査対象塗面での正反射光を入射させるイメージセンサと、このイメージセンサの画像信号のレベル変化を検出する画像処理により、塗面の欠陥の有無を検査する画像処理装置とを備えた塗面検査装置に関するものである。 The present invention includes a surface light source that irradiates a coating surface in a planar shape, an image sensor that makes regular reflection light incident on the coating surface to be inspected, and image processing that detects a level change of an image signal of the image sensor. The present invention relates to a coating surface inspection apparatus including an image processing apparatus that inspects for the presence or absence of surface defects.
特許文献1により、搬送されてくる車両の表面を照明する面光源としての直管形蛍光灯と、照明領域を撮像するCCDカメラとを車両搬送ラインに配置した車両用塗面検査装置が周知となっている。これにより、レーザ光に依らずに面光源の拡散光を利用する簡単な構成の光学系により、反射角の緩やかなゆず肌に対しては反射光レベルは低下させることなく、ゆず肌と弁別して反射角の変化による反射光レベルの低下を基にゴミに起因するブツ、傷等の凹凸状の微小欠陥を画像処理により検出することができる。
しかしながら、この塗面検査装置は拡散光の塗面での反射光の撮像を前提にするために、直管形蛍光灯の横幅方向の塗面に対する光照射範囲もある程度広げることができるが、所定の照射光量に対する検出感度の点で改良の余地が残される。そこで、特許文献2により、面光源が、直管形蛍光灯の前方に配置され、かつその横幅と同程度もしくは狭い横幅を有する縦長のスリットと、このスリットの前方に配置され、かつ直管形蛍光灯の横幅よりも広い横幅を有し、スリットを通して入射する横幅方向の照射光を平行光に変換する縦長のフレネルレンズとを備え、イメージセンサから出力される画像信号レベルが、正常塗面に対応する高信号レベルから低下するのを検出して車両外面の塗面に生じている微小欠陥を検知する車両用塗面検査装置が開示されている。 However, since this coating surface inspection device is premised on imaging reflected light on the coating surface of diffused light, the light irradiation range for the coating surface in the horizontal width direction of the straight tube fluorescent lamp can be expanded to some extent. There remains room for improvement in terms of detection sensitivity with respect to the amount of irradiation light. Therefore, according to Patent Document 2, the surface light source is disposed in front of the straight tube fluorescent lamp, and has a vertically long slit having a width approximately equal to or narrower than the width thereof, and is disposed in front of the slit, and has a straight tube shape. It has a width that is wider than the width of the fluorescent lamp, and a vertically long Fresnel lens that converts the incident light in the width direction incident through the slit into parallel light, and the image signal level output from the image sensor is on the normal coating surface. There has been disclosed a coating surface inspection device for a vehicle that detects a minute defect occurring on a coating surface of a vehicle outer surface by detecting a drop from a corresponding high signal level.
さらに、光源としては、発光ダイオード群を面状に配列したテールランプ、ストップランプ等の車両用灯具が周知であり、特許文献3によりアウタレンズに沿って面状に配列された発光ダイオードの前面にフレネルレンズをそれぞれ配置して配光を制御するようにした車両用灯具も開示されている。このように発光ダイオードを利用すると、蛍光灯のように点灯時点から照度が一定になるまで時間を要することなく、しかも長寿命のメインテナンスフリーの光源が実現される。 Further, as a light source, a vehicular lamp such as a tail lamp or a stop lamp in which light emitting diode groups are arranged in a planar shape is well known. According to Patent Document 3, a Fresnel lens is formed on the front surface of a light emitting diode arranged in a planar shape along an outer lens. A vehicular lamp is also disclosed in which each of the lamps is arranged to control light distribution. When a light emitting diode is used in this way, a maintenance-free light source with a long life is realized without requiring time until the illuminance becomes constant from the time of lighting as in a fluorescent lamp.
一方、イメージセンサとしては、特許文献4或は特許文献5等により、上面に複数の画素電極が配設された信号読出し用の基板上に、第1導電型キャリア阻止層及び第2導電型キャリア阻止層間に成層させ、その間にバイアスにより印加により高S/N比下でアバランシェ増倍作用を有する受光層を介在させた固体撮像素子が周知である。さらに、特許文献6によれば、このような解像度・S/N比・感度を大幅に向上させ得る固体撮像素子を用いた内視鏡も周知であり、顕微鏡に匹敵する解像度で対象部位を観察可能にしている。
特許文献2により、直管形蛍光灯の前方に、スリット及びフレネルレンズを配置した面光源の場合、横幅方向の拡散を抑制して、反射角を変化させるブツ等の微小欠陥からの正反射光の入射が高感度に低減して検知精度を向上させ得るが、横幅方向の平行光への変換範囲は直管形蛍光灯の形状により制限され、また蛍光灯を前提にする以上、輝度の安定度或は保守性の点で発光ダイオード群の光源には及ばない問題がある。そこで、本出願人は、特願2003−384778により、それぞれの光軸が円弧中心点に一致するように、円弧状に配列された複数個の発光ダイオードを奥行き方向へ配列した発光ダイオード群による光源と、この光源に円弧中心点の前方で対面し、かつこの円弧中心点を焦点とするフレネルレンズとを備え、このフレネルレンズが、円弧状配列の複数個の発光ダイオードのそれぞれの光軸を含む光軸面に沿って焦点を通過する各発光ダイオードの照射光を光軸面に沿って平行に出射させる表面検査用面光源を提案した。これにより、フレネルレンズを介して広い範囲に安定した輝度の平行光を照射でき、したがって円弧配列方向の拡散が抑制された正反射光の撮像画像を処理することにより、円弧配列方向に広い範囲の塗面の微小欠陥がその反射光の変化で高感度に検査できる。 According to Patent Document 2, in the case of a surface light source in which a slit and a Fresnel lens are arranged in front of a straight tube fluorescent lamp, specular reflection light from a microdefect such as a chip that suppresses diffusion in the width direction and changes a reflection angle. However, the range of conversion to parallel light in the horizontal width direction is limited by the shape of the straight tube fluorescent lamp, and as long as a fluorescent lamp is assumed, the luminance is stable. There is a problem that does not reach the light source of the light emitting diode group in terms of the degree of maintenance or maintainability. Therefore, according to Japanese Patent Application No. 2003-384778, the applicant of the present invention has a light source by a light emitting diode group in which a plurality of light emitting diodes arranged in an arc shape are arranged in the depth direction so that each optical axis coincides with the arc center point. And a Fresnel lens facing the light source in front of the arc center point and focusing on the arc center point, and the Fresnel lens includes optical axes of a plurality of light emitting diodes arranged in an arc shape. A surface light source for surface inspection has been proposed that emits the irradiation light of each light emitting diode passing through the focal point along the optical axis plane in parallel along the optical axis plane. Accordingly, it is possible to irradiate a parallel light having a stable luminance over a wide range via the Fresnel lens, and thus processing a captured image of specularly reflected light in which diffusion in the arc arrangement direction is suppressed, so that a wide range in the arc arrangement direction is obtained. Small defects on the coating surface can be inspected with high sensitivity by changing the reflected light.
しかしながら、通常のCCDカメラの使用を前提にした場合、微細な検出感度に限界があり、したがって面光源の改良だけでは、異物混入或いは塗装対象面の傷に起因する微小欠陥等は高精度で検出されとしても、塗膜の表面張力の変動に起因する微小凹部(所謂ハジキ)、塗料垂れに起因する微小凸部(所謂タレ)、気泡が弾けた際に生じるリング状凸部(所謂ワキ)等の凹凸傾斜が相対的に緩やかな塗膜自体の微小欠陥の検出は難しい点で改良の余地が残されている。 However, if it is assumed that a normal CCD camera is used, there is a limit to the fine detection sensitivity. Therefore, by improving the surface light source alone, it is possible to detect minute defects, etc. due to foreign matter contamination or scratches on the surface to be painted with high accuracy. Even so, minute recesses (so-called repellency) caused by fluctuations in the surface tension of the coating film, minute projections (so-called sagging) caused by paint dripping, ring-like projections (so-called waks) generated when bubbles bounce, etc. There is still room for improvement in that it is difficult to detect minute defects in the coating film itself having a relatively gentle uneven slope.
本発明は、このような点に鑑みて、面状に光照射に対する正反射光を入射させるイメージセンサの撮像特性に応じて、さらに微細に塗面を検査し得る塗面検査装置を提供することを目的とする。 In view of such a point, the present invention provides a coating surface inspection apparatus that can inspect a coating surface more finely according to the imaging characteristics of an image sensor that makes regular reflection light incident on light in a plane shape. With the goal.
本発明は、この目的を達成するために、アバランシェ増倍作用を有する受光層を備えたアバランシェ増倍型固体撮像カメラの塗面に対する微細な撮像性能に着眼して、請求項1により、検査対象塗面を面状に光照射する面光源と、検査対象塗面での正反射光を入射させるイメージセンサと、このイメージセンサの画像信号のレベル変化を検出する画像処理により、塗面の欠陥の有無を検査する画像処理装置とを備えた塗面検査装置において、面光源が、それぞれの光軸が円弧中心点に一致するように、円弧状に配列された複数個の発光ダイオードを奥行き方向へ配列した前記発光ダイオード群による光源と、この光源に円弧中心点の前方で対面し、かつこの円弧中心点を焦点とするフレネルレンズとを備えると共に、このフレネルレンズが、円弧状配列の複数個の発光ダイオードのそれぞれの光軸を含む光軸面に沿って焦点を通過する各発光ダイオードの照射光を光軸面に沿って平行に出射させると共に、イメージセンサがアバランシェ増倍型撮像カメラであることを特徴とする。 In order to achieve this object, the present invention pays attention to the fine imaging performance with respect to the coating surface of the avalanche multiplication type solid-state imaging camera provided with the light receiving layer having an avalanche multiplication effect. The surface light source that illuminates the paint surface in a planar shape, the image sensor that makes specular reflection light incident on the paint surface to be inspected, and the image processing that detects the level change of the image signal of this image sensor, the defect of the paint surface In a coating surface inspection apparatus including an image processing apparatus for inspecting presence or absence, a plurality of light emitting diodes arranged in an arc shape in the depth direction are arranged so that each surface light source coincides with an arc center point. A light source by the group of light emitting diodes arranged, and a Fresnel lens facing the light source in front of the arc center point and focusing on the arc center point, and the Fresnel lens, The irradiation light of each light emitting diode passing through the focal point along the optical axis plane including the optical axis of each of the plurality of light emitting diodes arranged in an arc shape is emitted in parallel along the optical axis plane, and the image sensor performs avalanche multiplication. It is a type imaging camera.
これにより、円弧状配列の各発光ダイオードの円弧中心点であるフレネルレンズの焦点を通過する照射光が、フレネルレンズに入射して平行光として出射され、円弧配列方向の拡散が抑制された正反射光の高解像度・高感度下で撮像した画像の処理により、円弧配列方向に広い範囲の塗面の微小欠陥がその反射光の変化で微細に検査される。したがって、請求項2により、画像処理装置が、検査対象塗面の傷もしくは付着した塵に起因する微小欠陥に加えて、正常な塗装対象面の塗膜自体の欠陥に起因する微小欠陥を検出する欠陥判定手段を備えることが可能になる。 As a result, the irradiation light that passes through the focal point of the Fresnel lens, which is the arc center point of each light-emitting diode in the arc-shaped array, enters the Fresnel lens and is emitted as parallel light, and regular reflection in which diffusion in the arc array direction is suppressed. By processing an image picked up under high resolution and high sensitivity of light, a minute defect on the coating surface in a wide range in the arc arrangement direction is finely inspected by a change in the reflected light. Therefore, according to claim 2, the image processing apparatus detects the micro defect caused by the defect of the coating film itself on the normal coating target surface in addition to the micro defect caused by the scratch or adhering dust on the coating surface to be inspected. It becomes possible to provide a defect determination means.
アバランシェ増倍型撮像カメラにより出力可能な高S/N比のアナログ画像信号を前提に簡単に微小欠陥を画像表示するためには、請求項3により、画像処理装置が、アバランシェ増倍型撮像カメラの撮像画像の読出し走査により出力されるアナログ画像信号の微分処理によりアナログ微分信号を出力する微分処理手段と、所定レベルを超えるアナログ微分信号が、連続する複数の読出し走査ライン及びこの読出し走査方向の所定の走査幅で規定される走査範囲内に隣合って検出される微分信号検出領域の広さにより欠陥の有無を判定する欠陥判定手段と、検査対象塗面に対して生じたアナログ微分信号を画面表示する画面表示手段とを備える。出射光の平行度をさらに高めるには、請求項4の発明により、焦点位置に、奥行き方向に沿ってスリットが形成される。各発光ダイオード間の出射光量を平滑するには、請求項5の発明により、発光ダイオード群及び焦点位置のいずれか一方に、発光ダイオードの出射光の指向角を広くする拡散板が配置される。 In order to easily display a minute defect on the premise of an analog image signal having a high S / N ratio that can be output by an avalanche multiplication type imaging camera, the image processing apparatus according to claim 3, the avalanche multiplication type imaging camera Differential processing means for outputting an analog differential signal by differential processing of an analog image signal output by reading scanning of the picked-up image, and an analog differential signal exceeding a predetermined level includes a plurality of continuous read scanning lines and in the read scanning direction. Defect determination means for determining the presence / absence of a defect based on the width of a differential signal detection area detected next to each other within a scanning range defined by a predetermined scanning width, and an analog differential signal generated with respect to a coating surface to be inspected Screen display means for displaying a screen. In order to further increase the parallelism of the emitted light, a slit is formed in the focal position along the depth direction. In order to smooth the amount of light emitted between the light emitting diodes, according to the invention of claim 5, a diffusing plate that widens the directivity angle of the light emitted from the light emitting diodes is disposed at either the light emitting diode group or the focal position.
請求項1の発明によれば、円弧面状に配列された発光ダイオード群により、フレネルレンズを介して広い範囲に安定した輝度の平行光を照射でき、したがって円弧配列方向の拡散が抑制された正反射光の撮像画像を処理することにより、円弧配列方向に広い範囲の塗面の微小欠陥がその反射光の変化で高い検知精度検出され、しかも安定光源により安定的に検査できる。発光ダイオード群の円弧配列により、任意の形状の面光源が製作可能になる。加えて、イメージセンサとして、高解像度・高S/N比・高感度の特性を有するアバランシェ増倍型固体撮像カメラの採用により、従来検出が難しかった正常な塗装対象面上の塗膜自体の凹凸傾斜が所謂ブツ等に較べて相対的に緩やかな微小欠陥も検出可能となる。つまり、請求項2の発明により塗膜の表面張力の変動、塗料垂れ、気泡の弾け等に起因する塗膜自体の微小欠陥も検出可能となる。また、請求項3の発明により高S/N比のアナログの画像信号が得られることにより、簡単なアナログ式の微分処理により、微小欠陥の画像信号のエッジが標準輝度に対して明暗に強調されてそのまま画面表示することが可能となる。請求項4の発明によれば、発光ダイオードの拡散する照射光を遮光することにより、平行度が一層向上して解像度が向上する。請求項5の発明によれば、多少の平行度の低下を甘受して発光ダイオード群の輝度を均一化できる。 According to the first aspect of the present invention, the light emitting diodes arranged in an arcuate plane can irradiate parallel light having a stable brightness over a wide range via the Fresnel lens, and thus the positive diffusion in which the diffusion in the arc arrangement direction is suppressed. By processing the captured image of the reflected light, a small defect on the coating surface in a wide range in the arc arrangement direction can be detected with high detection accuracy by the change of the reflected light, and can be stably inspected by a stable light source. A surface light source having an arbitrary shape can be manufactured by the arc arrangement of the light emitting diode group. In addition, by using an avalanche multiplication type solid-state imaging camera with high resolution, high S / N ratio, and high sensitivity as an image sensor, the unevenness of the coating film itself on the normal coating target surface, which was difficult to detect conventionally It is also possible to detect minute defects whose inclination is relatively gentle compared to so-called bumps. That is, according to the second aspect of the invention, it is possible to detect minute defects in the coating film itself caused by fluctuations in the surface tension of the coating film, dripping of paint, bounce of bubbles, and the like. According to the third aspect of the present invention, an analog image signal having a high S / N ratio can be obtained, so that the edge of the image signal of a minute defect is emphasized brightly and darkly with respect to the standard luminance by a simple analog differential process. Display on the screen as it is. According to the fourth aspect of the present invention, the parallelism is further improved and the resolution is improved by shielding the irradiation light diffused by the light emitting diode. According to the invention of claim 5, the brightness of the light emitting diode group can be made uniform by accepting a slight decrease in parallelism.
図1乃至図5を基に本発明の実施の形態による塗面検査装置を説明する。図1は車両用として構成された塗面検査装置を示すもので、車両1の搬送路の両側にロボット39、39aが配置され、それぞれのロボットアーム9、9aの先端部に取付けられた基部29には、面光源10及びイメージセンサとしてのHARP(High-gain Avalanche Rushing amorphous Photoconductor)、即ちアバランシェ受光層を備えたアバランシェ増倍型固体撮像カメラ(浜松ホトニクス株式会社製、商品名AP
イメージャカメラ、型名C9148)21よりなる撮像装置20が取付けられている。ロボット39、39aは、撮像装置20を順にシフトさせるように塗面上を走査し、かつ各走査位置で塗面に対面する3次元位置及び3軸方向の角度を任意に制御可能になっている。アバランシェ増倍型固体撮像カメラ21は、フレネルレンズ15の例えば50cmの前方位置の塗面での照射領域よりも広い横幅で、200mm程度の縦幅の範囲の正反射光が入射するように配向されている。
A coating surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a coating surface inspection apparatus configured for a vehicle, in which
An
このアバランシェ増倍型固体撮像カメラ21は、512×512画素の高解像度を備えると共に、通常のCCDカメラに対して高S/N比で電子増幅を行い、塗膜を微細に高感度で検出することができる。撮像装置20には、アバランシェ増倍型固体撮像カメラ21により、撮像画面を読出し走査方向に高速度で読出して出力される連続的なアナログの画像信号のレベルが、微小欠陥に起因して通常の高い信号レベルから低下するのを検出する画像処理装置30が付属している。
The avalanche multiplication type solid-
この画像処理装置は、例えば、図2に示すように、アバランシェ増倍型固体撮像カメラ21から供給されるアナログ画像信号を増幅してCR(コンデンサ、抵抗器)のアナログ式の微分回路により微分処理を行ってアナログの微分波形信号を出力する微分処理手段31と、その微分された検査対象塗面の撮像画面の画像信号を画面表示する画面表示装置32と、読出し走査ラインに沿って読出し走査されたフレネルレンズ15の横幅よりも僅かに狭い横幅約8cm、奥行き方向20cm範囲の画像信号を横幅方向へ読出し走査した画像データを実際の処理範囲として、微分により生じる対状の正負のパルスのそれぞれのピーク間の振幅を検出して所定レベルを超える画像信号を欠陥候補信号としてそのピーク間の微小画素に対応したアドレスを格納する欠陥候補検出部33a及び連続する複数の読出し走査ライン及びこの読出し走査方向の所定の走査幅で規定される走査範囲内に、隣合って欠陥候補信号が検出される微分信号検出領域の面積を判断する面積判断部33bを備えて欠陥の有無を判断する欠陥判定手段33と、検査データを格納する検査データ格納手段34とを備えている。
This image processing apparatus, for example, as shown in FIG. 2, amplifies an analog image signal supplied from an avalanche multiplication type solid-
この検査データ格納手段及び欠陥判定手段33は、パーソナルコンピュータにより構成されると共に、画面表示装置32はロボットアーム9,9a側の双方の画像信号を入力されて、画面表示手段としてこのパーソナルコンピュータに共通の付属装置を構成している。この画面表示装置には、撮像装置20を順にシフトさせるように塗面上を走査するロボット39、39aの各ロボット走査位置データと共に、所属のアナログの微分波形信号をディジタル化して格納するパーソナルコンピュータ利用の表示データ格納手段32aが付属すると共に、検査対象の車体輪郭のグラフィック表示データ及び欠陥部位を指示する後述のマークデータを内蔵しており、検査対象塗面全域或は指示された領域の微分波形信号を再度D/A変換して微小欠陥を対応する車体上の塗面位置にマークと共に表示する。
The inspection data storage means and the defect determination means 33 are constituted by a personal computer, and the
微分処理手段31のCRの時定数は、塗面上の例えば幅が0.2mm程度の微小欠陥に対応して読出し走査方向の微小領域で検出される細いパルス信号のレベル低下による立下り及びその復帰による立上りを検知し得るように十分小さく設定されている。欠陥候補検出部33aは、微分波形信号をA/D変換して、塗面の0.2mm乃至1.5mm程度に相当する読出し走査方向の微小領域で対状に発生した正負のパルスのそれぞれのピーク間の振幅を演算して、所定の振幅を越えた場合、所属の領域のアドレスと共に欠陥候補信号として記憶する。面積判断部33bは、欠陥候補信号が隣接して検出される塊領域もしくは線状領域の大きさを基に塗面で見て面積例えば0.5mm2を上廻るか否かを判断し、上廻る場合に、その部位を指示する欠陥信号を出力する。検査データ格納手段34は、欠陥信号が出力されたロボット走査位置で特定された塗面位置を欠陥位置データとして格納する。
The CR time constant of the differential processing means 31 is a fall due to a decrease in the level of a thin pulse signal detected in a minute region in the readout scanning direction corresponding to a minute defect having a width of, for example, about 0.2 mm on the coating surface, and its It is set sufficiently small so that the rise due to the return can be detected. The defect
図4及び図5は車両用塗面を検査するための面光源10を示すもので、それぞれの光軸が円弧中心点に一致するように、円弧状に配列した複数個の発光ダイオード11aを基面12に奥行き方向へさらに配列した発光ダイオード群で構成される光源11と、この光源にその円弧中心点の前方で対面し、かつこの円弧中心点を焦点Fとするフレネルレンズ15と、焦点Fの位置で奥行き方向へ縦長のスリット16を形成するスリット板17とを備えて、それぞれケース13に収納されている。
4 and 5 show a
フレネルレンズ15は、半径が8cm程度の円弧状配列の複数個の発光ダイオード11aの横幅よりも広く設定され、焦点Fを通って光源11を奥行き方向へ2分割する対称面に対して対称に配置され、複数個の円弧状発光ダイオード11aの各光軸を含む光軸面、即ち前述の対称面の直交面に沿って焦点Fを通過する入射光を前述の光軸面に沿って平行に偏向する。また、フレネルレンズ15の横幅は10cm、奥行き幅は直管形蛍光灯に対応して30cm程度であり、前述の光軸面に沿って横幅が1cm程度のスリット16を通過する各発光ダイオード11aの照射光を平行に出射させるように、横幅方向へ発光ダイオードの個数よりも大幅に多い個数のフレネル面が形成されている。発光ダイオード11aは青色の発光を行い、その光軸に対して横幅方向へ約±10°、奥行き方向へ±20°程度の出射光量の指向角で光照射を行う。
The
このように構成された塗面検査装置の動作は次の通りである。発光ダイオード11aの円弧配列及びスリット16の絞りにより、フレネルレンズ15にその焦点もしくはその近辺を通過する照射光が入射し、平行光もしくは略平行光で検査対象塗面が照射される。撮像装置20は、その反射光をアバランシェ増倍型固体撮像カメラ21で撮像して、その撮像範囲のアナログの画像信号を画像処理装置30に供給する。円弧配列方向の拡散が抑制された正反射光の撮像画像が、検査対象塗面の微小欠陥がその反射光で高感度に高解像度下で検知され、円弧配列の発光ダイオード11aの光軸面に沿った横幅方向の読出し走査により広い範囲を高精度に効率良く検査できる。しかも波長の短い青色光により一層敏感な振幅変化で検知される。
The operation of the coating surface inspection apparatus configured as described above is as follows. Due to the arc arrangement of the
即ち、図3において、同図1段目に中央部の読出し走査方向の断面を示すように、塗面に前述のブツ、ハジキ、タレ、ワキ(同図3段目に塗面での平面視の形状を示す)の微小欠陥を発生していると、図で見て横方向の読み出し走査により、その中央部について同図2段目に示す微分波形信号がそれぞれ発生する。ブツ、タレは凸状であるが、画像信号は暗く検知されるために先ず立下がりを生じて対状に立上がりを生じる。同様に、読出し走査が図で見て順に上方から下方へ行われるごとに、微小欠陥の形状に応じた微分波形信号が発生する。 That is, in FIG. 3, the above-mentioned irregularity, repelling, sagging, and sword (on the third stage in FIG. 2), the differential waveform signal shown in the second row of FIG. 2 is generated at the center by scanning in the horizontal direction as viewed in the figure. The projections and sagging are convex, but the image signal is detected dark, so that it first falls and rises in pairs. Similarly, a differential waveform signal corresponding to the shape of a minute defect is generated each time readout scanning is performed from the top to the bottom in order as viewed in the figure.
画面表示装置32の画面には、図1に示すように、検査終了後に、車体輪郭の画像上に微分波形の画像が表示される。その際、図3の4段目に標準輝度□に対して順に明るくなる△○及び順に暗くなる▲●の概略的に5段階で示すように、微分波形信号により微小欠陥が表示される(その画像の大きさを便宜上揃えてある)。横幅が狭いと、微分波形自体がその輝度に応じて表示されるが、広くなると中間領域は一旦標準輝度になる。つまり、微小欠陥のエッジでの画像信号レベルの立上がりにより輝度が標準輝度レベルより上昇し、立下りで下降することにより、微小欠陥が読出し走査方向の両側のエッジの明暗により鮮明に画像表示される。また、微小欠陥であると判断された画像位置には、×印のマークが表示される。画面表示装置32に対する指示により、特定領域の検査面を拡大して表示することもできる。
On the screen of the
尚、別の実施の形態による画面表示装置として、塗面検査装置が静止状態で塗面検査を行うように構成されている場合、アバランシェ増倍型固体撮像カメラ21の撮像と同期状態でその撮像範囲のアナログの画像信号を一旦格納することなくそのまま表示するように構成することもできる。前述の実施の形態による面光源において、焦点位置のスリットは廃止しても、全ての発光ダイオードの光軸がフレネルレンズの焦点を指向していることにより、多少の平行度の低下を甘受して広範囲の平行変換が可能である。さらに、図6に示すように、図1において、スリット16に各発光ダイオード11aの光軸に対して横幅方向の指向角を広げる拡散板19を配置することにより、多少の平行度の低下を甘受して光源11の横幅方向の輝度を均一化できる。同様に、同図に示すように光源11に沿って拡散板19aを拡散板19に代えて配置することも考えられる。
As a screen display device according to another embodiment, when the coating surface inspection device is configured to perform the coating surface inspection in a stationary state, the imaging is performed in a synchronized state with the imaging of the avalanche multiplication type solid-
別の実施の形態による画像処理装置としては、前述の連続アナログ波形の微分処理を行うことなく、従来通り一旦ディジタルの画像信号をメモリに取込み、CPUにより画像信号レベルの急峻なレベル変化を検出することによっても前述の各種の微小欠陥は検出可能である。例えば、欠陥判定手段として、図7に示すように、読出し走査方向の画像信号に対して微小欠陥に起因する高画像レベルからの立下がり点Tf及び立上り点Trを検出し、これらの差が基準値を上廻ると、その画素ラインデータを微小欠陥候補として判定する。さらに、順に隣合う微小欠陥候補の読出し走査ラインのデータで形成される微小欠陥候補領域が外接する方形Rを作成し、その縦横の長さをそれぞれ算出して、いずれかが所定の長さを上廻ると微小欠陥と判定する。 As an image processing apparatus according to another embodiment, a digital image signal is once taken into a memory as before without performing the above-described differential processing of a continuous analog waveform, and a sharp level change of the image signal level is detected by a CPU. In this way, the above-described various micro defects can be detected. For example, as shown in FIG. 7, as the defect determination means, a falling point Tf and a rising point Tr from a high image level caused by a minute defect are detected from an image signal in the readout scanning direction, and the difference between them is determined as a reference. If the value is exceeded, the pixel line data is determined as a candidate for a minute defect. Further, a rectangle R formed by circumscribing a minute defect candidate region formed by data of readout scanning lines of adjacent minute defect candidates in order is calculated, and the vertical and horizontal lengths are respectively calculated, and one of them has a predetermined length. If it exceeds, it is judged as a micro defect.
1 車両
10 面光源
11 光源
11a 発光ダイオード
15 フレネルレンズ
16 スリット
21 アバランシェ増倍型固体撮像カメラ
32 画面表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
面光源が、それぞれの光軸が円弧中心点に一致するように、円弧状に配列された複数個の発光ダイオードを奥行き方向へ配列した前記発光ダイオード群による光源と、この光源に前記円弧中心点の前方で対面し、かつこの円弧中心点を焦点とするフレネルレンズとを備えると共に、このフレネルレンズが、円弧状配列の複数個の前記発光ダイオードのそれぞれの前記光軸を含む光軸面に沿って前記焦点を通過する各前記発光ダイオードの照射光を前記光軸面に沿って平行に出射させると共に、イメージセンサがアバランシェ増倍型撮像カメラであることを特徴とする塗面検査装置。 A surface light source that illuminates the surface to be inspected in a plane, an image sensor that makes regular reflection light incident on the surface to be inspected, and image processing that detects a change in the level of the image signal of the image sensor. In a coating surface inspection apparatus provided with an image processing apparatus that inspects for the presence or absence of defects,
The surface light source includes a light source by the light emitting diode group in which a plurality of light emitting diodes arranged in an arc shape are arranged in the depth direction so that each optical axis coincides with the arc center point, and the arc center point on the light source. And a Fresnel lens that faces the arc center point, and the Fresnel lens extends along an optical axis plane that includes the optical axis of each of the plurality of light emitting diodes arranged in an arc shape. The coating surface inspection apparatus is characterized in that the light emitted from each of the light emitting diodes passing through the focal point is emitted in parallel along the optical axis surface, and the image sensor is an avalanche multiplication imaging camera.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004217003A JP2006038550A (en) | 2004-07-26 | 2004-07-26 | Painted surface inspection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004217003A JP2006038550A (en) | 2004-07-26 | 2004-07-26 | Painted surface inspection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006038550A true JP2006038550A (en) | 2006-02-09 |
Family
ID=35903707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004217003A Pending JP2006038550A (en) | 2004-07-26 | 2004-07-26 | Painted surface inspection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006038550A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014357A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Kanto Auto Works Ltd | Surface inspection device and surface inspection method |
| CN102680487A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-19 | C.R.F.阿西安尼顾问公司 | System and method for monitoring painting quality of components, in particular of motor-vehicle bodies |
| KR101427972B1 (en) | 2013-07-09 | 2014-08-08 | 현대자동차 주식회사 | Device for detecting welding quality of automotive and method for detecting welding quality |
| CN107389686A (en) * | 2017-06-08 | 2017-11-24 | 深圳市智能机器人研究院 | A kind of detection robot system and its detection method for locomotive bottom |
| JP2022543370A (en) * | 2019-07-29 | 2022-10-12 | ビーエーエスエフ コーティングス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Device and method for monitoring the drying/curing process of coatings |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06235616A (en) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Daido Steel Co Ltd | Running wire diameter measuring device |
| JP2000193601A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Suzuki Motor Corp | Surface defect inspection equipment |
| JP2001087226A (en) * | 1999-08-04 | 2001-04-03 | Oculus Optikgeraete Gmbh | Slit projector |
| JP2001133409A (en) * | 1999-08-23 | 2001-05-18 | Kanto Auto Works Ltd | Coating-surface inspection apparatus for vehicle |
| JP2001183304A (en) * | 1999-12-23 | 2001-07-06 | Byk Gardner Gmbh | Device for quantitative evaluation of surface quality |
| JP2003222594A (en) * | 2001-10-09 | 2003-08-08 | Byk Gardner Gmbh | Device (system) for illuminating measurement surface, and device and method for identifying visual characteristic of object |
-
2004
- 2004-07-26 JP JP2004217003A patent/JP2006038550A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06235616A (en) * | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Daido Steel Co Ltd | Running wire diameter measuring device |
| JP2000193601A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Suzuki Motor Corp | Surface defect inspection equipment |
| JP2001087226A (en) * | 1999-08-04 | 2001-04-03 | Oculus Optikgeraete Gmbh | Slit projector |
| JP2001133409A (en) * | 1999-08-23 | 2001-05-18 | Kanto Auto Works Ltd | Coating-surface inspection apparatus for vehicle |
| JP2001183304A (en) * | 1999-12-23 | 2001-07-06 | Byk Gardner Gmbh | Device for quantitative evaluation of surface quality |
| JP2003222594A (en) * | 2001-10-09 | 2003-08-08 | Byk Gardner Gmbh | Device (system) for illuminating measurement surface, and device and method for identifying visual characteristic of object |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 電子情報通信学会技術研究報告, vol. 95, no. 114, JPN6009010429, 22 June 1995 (1995-06-22), pages 25 - 30, ISSN: 0001266949 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014357A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-22 | Kanto Auto Works Ltd | Surface inspection device and surface inspection method |
| CN102680487A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-19 | C.R.F.阿西安尼顾问公司 | System and method for monitoring painting quality of components, in particular of motor-vehicle bodies |
| US9207188B2 (en) | 2011-02-28 | 2015-12-08 | C.R.F. Società Consortile Per Azioni | System and method for monitoring painting quality of components, in particular of motor-vehicle bodies |
| KR101427972B1 (en) | 2013-07-09 | 2014-08-08 | 현대자동차 주식회사 | Device for detecting welding quality of automotive and method for detecting welding quality |
| CN107389686A (en) * | 2017-06-08 | 2017-11-24 | 深圳市智能机器人研究院 | A kind of detection robot system and its detection method for locomotive bottom |
| CN107389686B (en) * | 2017-06-08 | 2020-03-31 | 深圳市智能机器人研究院 | Detection robot system for locomotive bottom and detection method thereof |
| JP2022543370A (en) * | 2019-07-29 | 2022-10-12 | ビーエーエスエフ コーティングス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Device and method for monitoring the drying/curing process of coatings |
| JP7337252B2 (en) | 2019-07-29 | 2023-09-01 | ビーエーエスエフ コーティングス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Device and method for monitoring the drying/curing process of coatings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1359534B1 (en) | Method and system for imaging an object or pattern | |
| US7382457B2 (en) | Illumination system for material inspection | |
| US20110310244A1 (en) | System and method for detecting a defect of a substrate | |
| JP2008513742A (en) | Optical inspection of planar media using direct image techniques. | |
| CN101484775A (en) | Surface inspection device | |
| US9746420B2 (en) | Differential scan imaging systems and methods | |
| US8144968B2 (en) | Method and apparatus for scanning substrates | |
| JP2009244037A (en) | Illuminating light source and pattern inspection device using the same | |
| JPH11337504A (en) | Inspection method and apparatus for discriminating defects in glass sheet | |
| KR20180116154A (en) | Inspection apparatus for cover glass | |
| US11415528B2 (en) | Method and apparatus for automated in-line inspection of optically transparent materials | |
| JPH04321212A (en) | Symbol/character identifying device for sample to be identified | |
| JP2006038550A (en) | Painted surface inspection device | |
| GB2446961A (en) | Pointing device | |
| JP2006242814A (en) | Surface inspection device | |
| JPH11108844A (en) | Light source device for inspection of mirror surface materials and transmission materials | |
| JP3058777B2 (en) | Paint surface inspection method and apparatus using image signal | |
| JP4014027B2 (en) | Inspection system for minute defects on painted surfaces of vehicles | |
| JP2017125805A (en) | Flaw defect checking device for sheet | |
| JP2006292412A (en) | Surface inspection system, surface inspection method and substrate manufacturing method | |
| JP4117789B2 (en) | Surface light source device for surface inspection | |
| JP2002139439A (en) | Diffusion light source for inspection | |
| JPH10185830A (en) | Transparent sheet inspection equipment | |
| JP2019100968A (en) | Macro inspection device inspecting top surface of protrusion on stage front surface | |
| JP2006258778A (en) | Method and device for inspecting surface defect |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060908 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090310 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090508 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091006 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091204 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100525 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101130 |