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JP2016118518A - Appearance inspection device - Google Patents

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JP2016118518A
JP2016118518A JP2014259712A JP2014259712A JP2016118518A JP 2016118518 A JP2016118518 A JP 2016118518A JP 2014259712 A JP2014259712 A JP 2014259712A JP 2014259712 A JP2014259712 A JP 2014259712A JP 2016118518 A JP2016118518 A JP 2016118518A
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JP
Japan
Prior art keywords
unit
light source
light
imaging
luminance
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014259712A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
泰三 田原
Taizo Tawara
泰三 田原
伸一 金井
Shinichi Kanai
伸一 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Mobility Corp
Original Assignee
Omron Automotive Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Omron Automotive Electronics Co Ltd filed Critical Omron Automotive Electronics Co Ltd
Priority to JP2014259712A priority Critical patent/JP2016118518A/en
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an appearance inspection device that can perform, quickly at a low cost, inspection as to whether a defect is present on a surface of a stereoscopic inspection target having a curved surface.SOLUTION: An appearance inspection device 1 comprises: a plurality of irradiation parts 10 that irradiate a surface of a stereoscopic inspection target with light; an imaging part 20 that photographs light emitted from the plurality of irradiation parts and reflected on the surface; a display part 30 that displays the light photographed by the imaging part as an image; and a light source control part 40 that controls luminance of the plurality of irradiation parts. The light source control part controls the luminance of each of the irradiation parts so that gradation of a stereoscopic surface in the image displayed by the display part becomes uniform.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、検査対象物の外観検査装置に関し、特に、立体の検査対象物の外観検査を行う装置に関する。   The present invention relates to an appearance inspection apparatus for an inspection object, and more particularly to an apparatus for inspecting an appearance of a three-dimensional inspection object.

従来から、プリント基板などの平面状の対象物の外観を撮像し画像を生成し、その画像から検査対象物の良不良の検査を行う装置は知られている。例えば、特許文献1は、チップ部品を実装したときの画像から実装状態の良品、不良品を判定することを目的とした画像認識装置を開示する。この画像認識装置は、チップ部品の両電極部分を撮像して得られる画像データに対してウィンドウを設定し、このウィンドウの枠から輝点の外端までの間隔を4か所で求め、これら間隔が等しい場合に、チップ部品が実装されていない画像と認識してチップ部品の実装の不良品と判定し、各間隔が等しくない場合にチップ部品の良品と判定する。   2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus that captures an appearance of a planar object such as a printed circuit board, generates an image, and inspects the inspection object for good or bad from the image is known. For example, Patent Document 1 discloses an image recognition apparatus for the purpose of determining whether a mounted product is good or defective from an image when a chip component is mounted. This image recognition apparatus sets a window for image data obtained by imaging both electrode portions of a chip component, and obtains four intervals from the frame of the window to the outer edge of the bright spot. Are equal to each other, it is determined that the chip component is not mounted, and the chip component is determined to be defective. If the intervals are not equal, the chip component is determined to be non-defective.

また、特許文献2は、三次元画像および二次元画像を用いた複数種類の外観検査に対応しつつ外観検査に要する手間やコストを低減することを目的とした外観検査用照明装置を開示する。この外観検査用照明装置は、透過性反射板と、カバーと、フレームと、第1〜4の光源部を含む。第1〜3の光源部から発せされた光は、透過性反射板を透過して被検査物を通る仮想平面に対して第1〜3の角度で交差して被検査物を照射する。そして、第4の光源部から発せられた光は透過性反射板の下面で拡散され反射されることで被検査物を照射する。   Patent Document 2 discloses an illumination device for visual inspection aimed at reducing labor and cost required for visual inspection while supporting a plurality of types of visual inspection using three-dimensional images and two-dimensional images. The illumination device for appearance inspection includes a transmissive reflector, a cover, a frame, and first to fourth light source units. The light emitted from the first to third light source sections passes through the transmissive reflector and crosses the virtual plane passing through the inspection object at the first to third angles and irradiates the inspection object. And the light emitted from the 4th light source part is diffused and reflected by the lower surface of a transmissive reflecting plate, and irradiates a to-be-inspected object.

また、特許文献3は、実装基板に配設されたハンダ部分を確実に抽出して、クリームハンダの配設状態を判別することを目的とした実装基板検査装置を開示する。この実装基板検査装置は、クリームハンダが配設された実装基板に対して小入射角で赤外光および可視光を照射し、実装基板からの赤外光および可視光の正反射光を撮像し、この撮像結果に基づいてクリームハンダの配設状態を判別する。   Further, Patent Document 3 discloses a mounting board inspection apparatus for the purpose of reliably extracting a solder portion provided on a mounting board and determining the arrangement state of cream solder. This mounting board inspection device irradiates infrared light and visible light at a small incident angle to a mounting board on which cream solder is disposed, and images infrared light and regular reflection light of visible light from the mounting board. The arrangement state of the cream solder is determined based on the imaging result.

特開平8−219739号公報JP-A-8-219739 特開2010−237034号公報JP 2010-237034 A 特開2007−103665号公報JP 2007-103665 A

しかし、立体的な検査対象物に対して、その表面における傷などの欠陥の有無を検査できる装置は存在しない。
そこで、本発明では、立体的であって曲面を有する検査対象物の表面における欠陥の有無の検査を、高速かつ安価に行うことができる外観検査装置を提供する。
However, there is no apparatus capable of inspecting a three-dimensional inspection object for the presence or absence of defects such as scratches on the surface thereof.
Accordingly, the present invention provides an appearance inspection apparatus that can inspect the presence or absence of defects on the surface of an inspection target that is three-dimensional and has a curved surface at high speed and at low cost.

上記課題を解決するために、立体の検査対象物の表面に光を照射する複数の照射部と、その複数の照射部が照射した光が表面から反射した光を撮像する撮像部と、その撮像部が撮像した光を画像として表示する表示部と、複数の照射部の輝度を制御する光源制御部と、を備え、光源制御部は、表示部が表示する画像における立体的な表面の階調が均一となるようにそれぞれの照射部の輝度を制御する外観検査装置が提供される。
これによれば、検査対象物の検査対象表面の階調が均一となるように画像を表示することで傷などの凹凸部分での階調差が際立ち、立体的であって曲面を有する検査対象物の表面における欠陥の有無を検査する外観検査装置を提供できる。
In order to solve the above-described problems, a plurality of irradiation units that irradiate light on the surface of a three-dimensional inspection object, an imaging unit that images light reflected from the surface by the light irradiated by the plurality of irradiation units, and the imaging A display unit that displays light captured by the unit as an image, and a light source control unit that controls the luminance of the plurality of irradiation units, and the light source control unit is a three-dimensional surface gradation in an image displayed by the display unit There is provided an appearance inspection apparatus that controls the brightness of each irradiation unit so that the light intensity becomes uniform.
According to this, by displaying an image so that the gradation of the inspection object surface of the inspection object is uniform, the gradation difference in the uneven portion such as a scratch is conspicuous, and the inspection object is three-dimensional and has a curved surface An appearance inspection apparatus for inspecting the presence or absence of defects on the surface of an object can be provided.

さらに、撮像部は、同一の表面から反射した光を複数回撮像し、光源制御部は、撮像部が同一の表面を複数回撮像する際、表面と撮像部を結ぶ仮想の第1直線に対して、表面と照射部を結ぶ仮想の第2直線が異なる角度を以って撮像するように照射部の輝度を制御することを特徴としてもよい。
これによれば、一方向から照射した光の反射光では見つけられない傷などの凹凸部分を、異なる方向から照射した複数の反射光を撮像することにより、立体的な曲面にあるさまざまな凹凸部分であってもその有無を発見できるようになる。また、検査対象物を移動させることなく、各々異なる位置に配置された複数ある照射部の輝度を制御するだけなので、高速に検査することができる。
Further, the imaging unit images the light reflected from the same surface a plurality of times, and the light source control unit applies a virtual first straight line connecting the surface and the imaging unit when the imaging unit images the same surface a plurality of times. The brightness of the irradiating unit may be controlled so that a virtual second straight line connecting the surface and the irradiating unit is imaged at different angles.
According to this, various uneven portions on a three-dimensional curved surface can be obtained by imaging a plurality of reflected light irradiated from different directions, such as scratches that cannot be found with reflected light of light irradiated from one direction. Even so, it will be possible to discover the presence or absence. In addition, since only the brightness of a plurality of irradiation units arranged at different positions is controlled without moving the inspection object, inspection can be performed at high speed.

さらに、略半球状のドーム部をさらに備え、複数の照射部は、そのドーム部の内面に配置されることを特徴としてもよい。
これによれば、複数の照射部が配置されたドーム部の中心に検査対象物を配置することで、立体的な検査対象物の外観を検査することができる。
Furthermore, it may further include a substantially hemispherical dome portion, and the plurality of irradiation portions may be arranged on an inner surface of the dome portion.
According to this, the external appearance of the three-dimensional inspection object can be inspected by disposing the inspection object at the center of the dome where the plurality of irradiation parts are disposed.

さらに、撮像部は複数からなり、光源制御部は、各撮像部が撮像する画像における立体的な表面の階調が均一となるように制御することを特徴としてもよい。
これによれば、検査対象物の検査対象表面の階調が均一となるように、それぞれの画像を表示することで傷などの凹凸部分での階調差が際立ち、一度に複数の方向から、立体的であって曲面を有する検査対象物の表面における欠陥の有無を検査することができる。
Further, the imaging unit may include a plurality of units, and the light source control unit may control the three-dimensional surface gradation in an image captured by each imaging unit to be uniform.
According to this, by displaying each image so that the gradation of the surface to be inspected of the inspection object is uniform, the gradation difference in the uneven portion such as a scratch stands out, and from a plurality of directions at once, It is possible to inspect the presence or absence of a defect on the surface of the inspection object that is three-dimensional and has a curved surface.

さらに、複数の撮像部はドーム部に配置され、検査対象物および撮像部を移動させることなく、立体の検査対象物の底面以外を撮像することを特徴としてもよい。
これによれば、検査対象物および撮像部を移動させることなく、一度に立体の検査対象物の底面以外を撮像することで、立体の検査対象物を高速かつ安価に検査することができる。
Further, the plurality of imaging units may be arranged in the dome unit, and may image other than the bottom surface of the three-dimensional inspection object without moving the inspection object and the imaging unit.
According to this, it is possible to inspect the three-dimensional inspection object at a high speed and at low cost by capturing images other than the bottom surface of the three-dimensional inspection object at a time without moving the inspection object and the imaging unit.

以上説明したように、本発明によれば、立体的であって曲面を有する検査対象物の表面における欠陥の有無を、高速かつ安価に検査を行うことができる外観検査装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an appearance inspection apparatus that can inspect the presence or absence of defects on the surface of an inspection object that is three-dimensional and has a curved surface at high speed and at low cost. .

本発明に係る第一実施例の外観検査装置のブロック図。1 is a block diagram of an appearance inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明に係る第一実施例の外観検査装置の概観図(ドーム部の1/4を切欠いた図)。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The external view of the external appearance inspection apparatus of 1st Example which concerns on this invention (The figure which notched 1/4 of the dome part). 本発明に係る第一実施例の外観検査装置における照射部と撮像部の配置図(底面側からみた場合)。The layout of the irradiation part and imaging part in the appearance inspection apparatus of the first embodiment according to the present invention (when viewed from the bottom side). 本発明に係る第一実施例の外観検査装置における撮像部の配置図。(A)図3のI−I断面における。(B)図3のII−II断面における。FIG. 3 is a layout diagram of an imaging unit in the appearance inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. (A) In the II cross section of FIG. (B) In the II-II cross section of FIG. 複数の照射部から均一な光を照射する場合の各照射部の輝度を示す説明図。Explanatory drawing which shows the brightness | luminance of each irradiation part in the case of irradiating uniform light from several irradiation part. 複数の照射部から均一な光を照射した場合の、検査対象物の表面の輝度を示す説明図。Explanatory drawing which shows the brightness | luminance of the surface of a test subject at the time of irradiating uniform light from several irradiation parts. 本発明に係る第一実施例の外観検査装置における、各照射部の輝度を示す説明図。Explanatory drawing which shows the brightness | luminance of each irradiation part in the external appearance inspection apparatus of 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施例の外観検査装置における、検査対象物の表面の輝度を示す説明図。Explanatory drawing which shows the brightness | luminance of the surface of a test target object in the external appearance inspection apparatus of 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施例の外観検査装置における、反射光角度の異なる複数の撮像から傷を発見する方法を説明する説明図であって、(A)撮像する表面と撮像部を結ぶ仮想の第1直線に対して、当該表面と照射部を結ぶ仮想の第2直線がなす角度が最も大きい場合、(B)撮像する表面と撮像部を結ぶ仮想の第1直線に対して、当該表面と照射部を結ぶ仮想の第2直線がなす角度が中間の場合、(C)撮像する表面と撮像部を結ぶ仮想の第1直線に対して、当該表面と照射部を結ぶ仮想の第2直線がなす角度が最も小さい場合。It is explanatory drawing explaining the method to discover a crack | wound from several imaging from which reflected light angle differs in the external appearance inspection apparatus of 1st Example which concerns on this invention, Comprising: (A) The virtual surface which connects the surface and imaging part to image When the angle formed by the virtual second straight line connecting the surface and the irradiation unit with respect to the first straight line is the largest, (B) the surface and the virtual first straight line connecting the imaging surface and the imaging unit When the angle formed by the virtual second straight line connecting the irradiation unit is intermediate, (C) the virtual second straight line connecting the surface and the irradiation unit is compared with the virtual first straight line connecting the imaging surface and the imaging unit. When the angle to make is the smallest. 本発明に係る第一実施例の外観検査装置における明視野撮像を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the bright field imaging in the external appearance inspection apparatus of 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施例の外観検査装置における暗視野撮像を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the dark field imaging in the external appearance inspection apparatus of 1st Example which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施例の外観検査装置における表示部の表示例。The example of a display of the display part in the external appearance inspection apparatus of 1st Example which concerns on this invention. 検査対象物の例(車両用窓昇降スイッチ)。(A)正面、(B)上面、(C)背面、(D)右側面、(E)左側面。Example of inspection object (vehicle window lift switch). (A) Front, (B) Top, (C) Back, (D) Right side, (E) Left side.

以下では、図面を参照しながら、本発明に係る実施例について説明する。
<第一実施例>
図1乃至図4を参照し、本実施例における外観検査装置1を説明する。外観検査装置1は、LEDで構成される照射部10と、デジタルカメラから構成される撮像部20と、パーソナルコンピュータ(PC)のディスプレイから構成される表示部30と、パーソナルコンピュータ上で起動されるソフトウェアから構成される光源制御部40および撮像制御部60と、照射部10および撮像部20が配置されたドーム部50と、を備える。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Example>
With reference to FIG. 1 thru | or FIG. 4, the external appearance inspection apparatus 1 in a present Example is demonstrated. The appearance inspection apparatus 1 is activated on a personal computer, an irradiation unit 10 configured by LEDs, an imaging unit 20 configured by a digital camera, a display unit 30 configured by a display of a personal computer (PC). The light source control unit 40 and the imaging control unit 60 configured by software, and the dome unit 50 in which the irradiation unit 10 and the imaging unit 20 are arranged are provided.

照射部10は、1パネルに8つのLEDを搭載したパネル64個から構成されており、半球状のドーム部50の内面にほぼ均等に、検査対象物の上方および側方に配置され、検査対象物に対し、光をそれぞれ異なる入射角度をもって照射する。これにより、照射部10は、ドーム部50の中心に置かれる立体状の検査対象物の底面以外のすべて面に対して光を照射することができ、立体的な検査対象物の外観を検査することができる。もちろん、照射部10がドーム状のドーム部50の内面に配置されることは一例であり、これに限定されるものではなく、立体の検査対象物の表面を万遍なく光を照射できるように配置されるものであればよい。   The irradiation unit 10 is composed of 64 panels each having eight LEDs mounted on one panel. The irradiation unit 10 is arranged almost uniformly on the inner surface of the hemispherical dome unit 50 above and to the side of the inspection object. The object is irradiated with light at different incident angles. Thereby, the irradiation part 10 can irradiate light with respect to all surfaces other than the bottom face of the three-dimensional test object placed in the center of the dome part 50, and inspects the external appearance of the three-dimensional test object. be able to. Needless to say, the irradiation unit 10 is disposed on the inner surface of the dome-shaped dome unit 50, and is not limited to this. The surface of the three-dimensional inspection object can be uniformly irradiated with light. Anything can be used.

撮像部20は、7台のカメラから構成されており、半球状のドーム部50の中心に配置される検査対象物のすべての表面を撮像できるように配置され、照射部10からの光の照射に対する検査対象物からの反射光が入射可能な位置に配置される。1台(カメラ3/CAM3)はドーム部50の天頂に、4台(カメラ2/CAM2、カメラ4/CAM4、カメラ5/CAM5、カメラ6/CAM6)は、天頂と地平線のほぼ中間(地平線から45°または30°の位置)に、1台(カメラ7/CAM7)はドーム部50の地平線付近に、1台(カメラ1/CAM1)は地平線より下30°の位置に、配置される。   The imaging unit 20 is composed of seven cameras, is arranged so as to be able to image all surfaces of the inspection object arranged at the center of the hemispherical dome unit 50, and irradiates light from the irradiation unit 10. Is disposed at a position where the reflected light from the inspection object can enter. One (camera 3 / CAM3) is at the zenith of the dome 50, and four (camera 2 / CAM2, camera 4 / CAM4, camera 5 / CAM5, camera 6 / CAM6) are approximately halfway between the zenith and the horizon (from the horizon). One (camera 7 / CAM7) is arranged near the horizon of the dome 50, and one (camera 1 / CAM1) is arranged at a position 30 ° below the horizon.

もちろん、撮像部20の数や撮像部20が上述のように配置されることは一例であり、これに限定されるものではなく、照射部10が照射した光が検査対象物の表面から反射した光を漏れなく撮像できるように配置されるものであればよい。撮像部20を構成するカメラは、オートフォーカス機能を有し、様々な検査対象物に対応する。ドーム状に配置された照射部10から十分な光量を検査対象物の検査対象表面に与えることで、レンズの絞りを絞ることにより、広いフォーカス深度を持たせることができる。   Of course, the number of the imaging units 20 and the arrangement of the imaging units 20 as described above are merely examples, and the present invention is not limited to this. The light emitted by the irradiation unit 10 is reflected from the surface of the inspection object. What is necessary is just to be arrange | positioned so that it can image without leaking light. The camera constituting the imaging unit 20 has an autofocus function and corresponds to various inspection objects. By providing a sufficient amount of light from the irradiation unit 10 arranged in a dome shape to the inspection target surface of the inspection target, it is possible to provide a wide focus depth by narrowing the aperture of the lens.

照射部10は、PC上で稼働する光源制御部40と接続された照明電源に接続されており、照明電源から光源制御部40が制御した電力を受けて、様々な輝度で、例えば256段階の輝度で、検査対象物を照射する。光源制御部40は、1つ1つのLED、本実施例では512個のLEDのそれぞれの輝度を、または、パネル毎の輝度を、制御する。また、撮像部20は、PC上で稼働する撮像制御部60とLANハブを介して接続されている。   The irradiation unit 10 is connected to an illumination power source connected to a light source control unit 40 operating on a PC. The illumination unit 10 receives power controlled by the light source control unit 40 from the illumination power source, and has various luminances, for example, 256 levels. The test object is irradiated with brightness. The light source control unit 40 controls the brightness of each LED, in this embodiment, 512 LEDs, or the brightness of each panel. The imaging unit 20 is connected to an imaging control unit 60 operating on the PC via a LAN hub.

撮像制御部60は、光源制御部40と同期して、撮像部20から適切なタイミングで検査対象物の表面の画像を取得する。表示部30は、撮像制御部60が取得した検査対象物の表面の画像を表示する。すなわち、表示部30は、撮像部20が撮像した検査対象物の表面で反射した光を画像として表示する。   The imaging control unit 60 acquires an image of the surface of the inspection object from the imaging unit 20 at an appropriate timing in synchronization with the light source control unit 40. The display unit 30 displays an image of the surface of the inspection object acquired by the imaging control unit 60. That is, the display unit 30 displays the light reflected by the surface of the inspection object imaged by the imaging unit 20 as an image.

光源制御部40は、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象物の表面の階調が均一となるように照射部10の光源の輝度を制御する。この制御について、後述する。   The light source control unit 40 controls the luminance of the light source of the irradiation unit 10 so that the gradation of the surface of the three-dimensional inspection object in the image displayed by the display unit 30 is uniform. This control will be described later.

立体的であって曲面を有する検査対象物の表面に光を照射し、その反射光を撮像する場合、カメラのダイナミックレンジを超える部分(白飛びや黒つぶれ)が生ずることがある。このような部分に傷などの不良がある場合には、該不良を見分けることができず、不良品の検査漏れとなってしまう。従って、このような白飛びや黒つぶれとなる部分を生じさせないように、検査対象物の表面に照射する光の輝度およびその表面に対する照射角度を変化させることで、ダイナミックレンジを超える部分を生じさせないようにしたり、カメラのダイナミックレンジを超える部分を移動させたりすることで、検査対象物のすべての表面(曲面を含む)を検査することが可能となる。   When light is irradiated onto the surface of an inspection object that is three-dimensional and has a curved surface, and the reflected light is imaged, a portion (out-of-focus or underexposure) exceeding the dynamic range of the camera may occur. If there is a defect such as a scratch in such a portion, the defect cannot be distinguished, resulting in an inspection failure of a defective product. Therefore, by changing the brightness of the light irradiating the surface of the object to be inspected and the irradiation angle with respect to the surface so as not to cause such a portion that becomes overexposed or underexposed, a portion exceeding the dynamic range is not generated. By doing so, or by moving a part that exceeds the dynamic range of the camera, it is possible to inspect all surfaces (including curved surfaces) of the inspection object.

図5および図6は、カメラ4が、図11に示す検査対象物の例の車両用窓昇降スイッチTを撮像する場合を示す。カメラ4は、図3および図4でも示すように、検査対象物の後方であって斜め45度上方から検査対象物を撮像するカメラである。車両用窓昇降スイッチTをカメラ4から撮像する場合、車両用窓昇降スイッチTの背面(図11の(C))および上面(図11の(B))の両方を撮像することとなる。この撮像面は、撮像画像において左右方向の曲率がなく上下方向の曲率がある曲面となる。上下方向の曲率は、主に凸形状の曲率を有するが、図6Bに示すように一部に凹形状の曲率を有する部分もある。   5 and 6 show a case where the camera 4 images the vehicle window lift switch T as an example of the inspection object shown in FIG. As shown in FIGS. 3 and 4, the camera 4 is a camera that captures an image of the inspection object from behind the inspection object and obliquely above 45 degrees. When the vehicle window elevating switch T is imaged from the camera 4, both the rear surface (FIG. 11C) and the upper surface (FIG. 11B) of the vehicle window elevating switch T are imaged. This imaging surface is a curved surface having no curvature in the left-right direction and having a curvature in the vertical direction in the captured image. The curvature in the vertical direction mainly has a convex curvature, but there is also a part having a concave curvature in part as shown in FIG. 6B.

図5Aは、カメラ4で撮像する際、照射部10の光源の輝度を同じ輝度(本例では100段階中の32という輝度)にしていることを示す。そして、図5Bは、光源をこのような輝度にした場合において、カメラ4が撮像した画像を示す。また、図5Bは、この画像における上下方向の輝度分布(実線)および左右方向の輝度分布(点線)を重ねて示している。たとえば、車両用窓昇降スイッチTの左右方向には曲率がないので、照射部10の光源の輝度をすべて同じ輝度にしても、凹形状の曲率部分において、左右方向の輝度分布はほぼ一定(点線)である。   FIG. 5A shows that the luminance of the light source of the irradiating unit 10 is set to the same luminance (in this example, the luminance of 32 in 100 steps) when the image is taken by the camera 4. FIG. 5B shows an image captured by the camera 4 when the light source has such luminance. FIG. 5B shows the luminance distribution in the vertical direction (solid line) and the luminance distribution in the horizontal direction (dotted line) in this image. For example, since there is no curvature in the left-right direction of the vehicle window lift switch T, the luminance distribution in the left-right direction is almost constant (dotted line) in the concave curvature portion even when all the light sources of the irradiation unit 10 have the same luminance. ).

一方、車両用窓昇降スイッチTの上下方向には、上から下へ凸形状(凸曲率)、凹形状(凹曲率)、凸形状(凸曲率)というように、様々な曲率が存在するので、照射部10の光源の輝度をすべて同じ輝度にしてカメラ4が撮像すると、上下方向の輝度分布(実線)は大きく異なるものとなる。すなわち、画像における上部は、天頂辺りの照射部からの正反射光を捉えているため、非常に明るい輝度として映っており、逆に、凹形状の部分は、照射部からの光があまり届いていないために暗い輝度として映っており、曲率の変化に応じて輝度分布も変化することとなる。このように、特に曲面を有する立体物を撮像する場合、照射する光を考慮しないと白飛びや黒つぶれやそれらに近い画像が得られることとなり、その部分に傷などがあっても発見することができない。   On the other hand, in the vertical direction of the vehicle window lift switch T, there are various curvatures such as convex shape (convex curvature), concave shape (concave curvature), convex shape (convex curvature) from top to bottom, When the camera 4 captures images with all the light sources of the irradiating unit 10 having the same luminance, the vertical luminance distribution (solid line) is greatly different. In other words, the upper part of the image captures the specularly reflected light from the irradiating part around the zenith, so it appears as a very bright luminance, and conversely, the concave part receives too much light from the irradiating part. Therefore, it is reflected as dark luminance, and the luminance distribution changes according to the change in curvature. In this way, especially when imaging a three-dimensional object with a curved surface, if you do not consider the light to irradiate, you will be able to obtain whiteout, blackout and similar images, and discover even if there are scratches etc. I can't.

これに対して、図6Aは、光源制御部40が、表示部30が表示する画像における車両用窓昇降スイッチTの表面の階調が均一となるように照射部10の光源の輝度を制御したものを示す。カメラ4の周囲の照明部の輝度を中間くらいの輝度(100段階中の40、56、63)として正反射の光を確保しつつ、天頂辺りの照明部の輝度を抑え目の輝度(100段階中の8、16、24など)として白飛びを回避し、かつ凹部の輝度を向上させるために後方地平線辺りの照射部の輝度を高く(100段階中の95)している。このように、光源制御部40が照射部10の光源の輝度を制御することで、図6Bが示すように、凸形状(凸曲率)、凹形状(凹曲率)、凸形状(凸曲率)というように、様々な曲率が存在しても、ほぼ一定の上下方向の輝度分布(実線)を実現している。   In contrast, in FIG. 6A, the light source control unit 40 controls the luminance of the light source of the irradiation unit 10 so that the gradation of the surface of the vehicle window lift switch T in the image displayed on the display unit 30 is uniform. Show things. The luminance of the illumination unit around the camera 4 is set to a medium level (40, 56, 63 in 100 steps), and the regular reflection light is secured, while the luminance of the illumination unit near the zenith is suppressed and the luminance of the eyes (100 steps). In order to avoid overexposure and improve the brightness of the recesses, the brightness of the irradiated area around the rear horizon is increased (95 in 100 steps). As described above, the light source control unit 40 controls the luminance of the light source of the irradiation unit 10, and as shown in FIG. 6B, the convex shape (convex curvature), the concave shape (concave curvature), and the convex shape (convex curvature). Thus, even if there are various curvatures, a substantially constant vertical luminance distribution (solid line) is realized.

このように、撮像面全体における輝度分布がほぼ一定となり、検査対象物の検査対象表面の階調が均一となるように画像を表示すれば、傷や異物などの凹凸部分でのわずかな階調差が際立つこととなり、立体的であって曲面を有する検査対象物の表面における欠陥の有無を検査する外観検査装置を提供できる。   In this way, if the image is displayed so that the luminance distribution on the entire imaging surface is almost constant and the gradation of the inspection target surface of the inspection target is uniform, a slight gradation on the uneven part such as a scratch or a foreign object The difference becomes conspicuous, and it is possible to provide an appearance inspection apparatus that inspects for the presence or absence of defects on the surface of an inspection object that is three-dimensional and has a curved surface.

図7は、上記と同様、カメラ4が車両用窓昇降スイッチTを撮像する場合、すなわち、1つの撮像部20が同一の表面を複数回撮像する場合、光源制御部40は照射部10の輝度をそれぞれ変更して、それぞれの画像において当該表面の階調が均一となるように制御して撮像した画像を示す。図7(A)は、カメラ4の周囲の照射部からの照射は抑えて正反射を少なくして、代わりにカメラ4からは遠く離れた照射部からの照射を多めにして、撮像表面の全体的な輝度が最も暗くなるように制御して撮像された画像である。すなわち、本図は、検査対象物の撮像する表面と撮像部20を結ぶ仮想の直線に対して、当該表面と照射部10を結ぶ仮想の直線がなす角度が最も大きい場合を示す。なお、照射部がある広がりがある場合は、その広がりの中における平均的な位置と言ってよい。図7(A)では、小さいが際立った階調差を生じている部分を傷または異物としての凹凸があることを示しており、本図はこの微細な傷等を3つ(AS1、AS2、AS3)表示している。   FIG. 7 shows that, as described above, when the camera 4 images the vehicle window lift switch T, that is, when one imaging unit 20 captures the same surface multiple times, the light source control unit 40 determines the luminance of the irradiation unit 10. Each of the images is changed, and an image captured by controlling the gradation of the surface to be uniform in each image is shown. FIG. 7A shows the entire imaging surface by suppressing the irradiation from the irradiation unit around the camera 4 to reduce the regular reflection and increasing the irradiation from the irradiation unit far away from the camera 4 instead. It is the image imaged by controlling so that the general luminance becomes the darkest. That is, this figure shows a case where the angle formed by the virtual straight line connecting the surface and the irradiation unit 10 is the largest with respect to the virtual straight line connecting the imaging surface of the inspection object and the imaging unit 20. In addition, when there exists a breadth with an irradiation part, it may be said that it is an average position in the breadth. FIG. 7A shows that a small but remarkable gradation difference part has scratches or irregularities as foreign matters, and this figure shows three fine scratches (AS1, AS2, AS3) is displayed.

図7(B)は、カメラ4の周囲の照射部とカメラ4からは遠く離れた照射部の中間的な位置にある照射部からの照射を多めにして、図7(A)と後述する(C)の照射の中間的な照射を行うように制御して撮像された画像である。すなわち、本図は、検査対象物の撮像する表面と撮像部20を結ぶ仮想の直線に対して、当該表面と照射部10を結ぶ仮想の直線がなす角度が中間的な場合を示す。図7(B)では、際立った階調差を生じている部分を傷または異物としての凹凸を、AS3とAS4として2つ表示している。   FIG. 7 (B) will be described later with reference to FIG. 7 (A), with more irradiation from the irradiation unit at the intermediate position between the irradiation unit around the camera 4 and the irradiation unit far from the camera 4. It is the image imaged by controlling to perform intermediate irradiation of irradiation of C). That is, this figure shows a case where an angle formed by a virtual straight line connecting the surface and the irradiation unit 10 is intermediate to a virtual straight line connecting the imaging surface of the inspection object and the imaging unit 20. In FIG. 7B, two irregularities as scratches or foreign matters are displayed as AS3 and AS4 in a portion where a remarkable gradation difference occurs.

また、図7(C)は、カメラ4の周囲の照射部からの照射を多めにして、図7(A)と(B)に比べて最も正反射が多くなるように制御して撮像された画像である。すなわち、本図は、検査対象物の撮像する表面と撮像部20を結ぶ仮想の直線に対して、当該表面と照射部10を結ぶ仮想の直線がなす角度が最も小さい場合を示す。図7(C)では、際立った階調差を生じている部分を傷または異物としての凹凸を、AS2とAS3として2つ表示している。   Further, FIG. 7C was picked up and imaged in such a manner that the specular reflection was maximized as compared with FIGS. 7A and 7B, with more irradiation from the irradiation unit around the camera 4. It is an image. That is, this figure shows a case where the angle formed by the virtual straight line connecting the surface and the irradiation unit 10 is the smallest with respect to the virtual straight line connecting the imaging surface of the inspection object and the imaging unit 20. In FIG. 7C, two uneven portions as AS2 and AS3 are displayed as a scratch or a foreign substance in a portion where a remarkable gradation difference occurs.

上述したことから理解されるように、同じカメラから同じ表面を検査対象表面の階調が均一となるように撮像しても、照射の角度によって、傷などの凹凸を際立った階調差として表示できるものとできないものがある。たとえば、AS3の凹凸は、すべての画像で表示されているが、AS1の凹凸は(A)のみで、AS4の凹凸は(B)のみで表示されている。このように、異なった照射角度で照射した光の下で複数回撮像し、複数の画像を得、それぞれの画像で捉えられた傷等の凹凸のORを取れば(和集合を作れば)、傷等を見逃すことが少なくなる。   As understood from the above, even if the same surface is imaged from the same camera so that the gradation of the surface to be inspected is uniform, unevenness such as scratches is displayed as a remarkable gradation difference depending on the irradiation angle. There are things that can and cannot be done. For example, the unevenness of AS3 is displayed in all images, but the unevenness of AS1 is displayed only in (A), and the unevenness in AS4 is displayed only in (B). In this way, if multiple images are obtained under light irradiated at different irradiation angles, a plurality of images are obtained, and OR of irregularities such as scratches captured in each image is taken (if a union is made), Less likely to miss a scratch.

すなわち、光源制御部40は、撮像部20が同一の検査対象表面を複数回撮像する際、その表面と撮像部20を結ぶ仮想の第1直線に対して、その表面と照射部10を結ぶ仮想の第2直線が異なる角度を以って撮像するように照射部10の輝度を制御すれば、一方向から照射した光の反射光では見つけられない傷などの凹凸部分を、異なる方向から照射した複数の反射光を撮像することで、立体的な曲面にあるさまざまな凹凸部分であってもその有無を発見できるようになる。また、検査対象物の角度を変化させるなど物理的に移動させることなく、各々異なる位置に配置された複数ある照射部の輝度を制御するだけなので、高速に検査することができる。   That is, when the imaging unit 20 captures the same inspection target surface a plurality of times, the light source control unit 40 is configured to connect the surface and the irradiation unit 10 to a virtual first straight line connecting the surface and the imaging unit 20. If the brightness of the irradiating unit 10 is controlled so that the second straight line is imaged at different angles, the uneven portions such as scratches that cannot be found by the reflected light of the light irradiated from one direction are irradiated from different directions. By imaging a plurality of reflected lights, the presence or absence of various uneven portions on a three-dimensional curved surface can be found. In addition, since the brightness of a plurality of irradiation units arranged at different positions is controlled without physically moving the object to be inspected, such as changing the angle of the inspection object, high-speed inspection can be performed.

以下では、光源制御部40による検査対象物の検査対象表面への光の照射が2つの照射パターンにより行われる場合を説明する。1つは、カメラに正反射させるような角度で光を照射し、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象表面の階調が均一となるようにするものである。この照明パターン(以下、明視野法という)においては、表示部30が表示する画像全体が明るくなり、検査対象表面の凹凸(傷)は暗く映る(輝度が小さくなる)。   Below, the case where light irradiation to the inspection object surface of the inspection object by the light source control unit 40 is performed by two irradiation patterns will be described. One is to irradiate light at an angle that causes regular reflection on the camera so that the gradation of the three-dimensional surface to be inspected in the image displayed on the display unit 30 is uniform. In this illumination pattern (hereinafter referred to as the bright field method), the entire image displayed by the display unit 30 becomes bright, and the unevenness (scratches) on the surface to be inspected appear dark (the luminance decreases).

もう1つは、検査対象表面に0度を超え40度以下程度の角度から光を照射し、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象表面の階調が均一となるようにするものである。この照明パターン(以下、暗視野法という)においては、表示部30が表示する画像全体が暗くなり、検査対象表面の凹凸(傷)は明るく映る(輝度が大きくなる)。   The other is to irradiate light on the surface to be inspected from an angle of more than 0 degree and not more than 40 degrees so that the gradation of the three-dimensional surface to be inspected in the image displayed on the display unit 30 is uniform. It is. In this illumination pattern (hereinafter referred to as the dark field method), the entire image displayed by the display unit 30 becomes dark, and the unevenness (scratches) on the surface to be inspected appear bright (the luminance increases).

より具体的には、図8および図9は、図11に示す検査対象物の例の車両用窓昇降スイッチTを明視野法および暗視野法で照射する照射パターンを示している。図8(A)は、検査対象物の右側面を明視野法で照射する方法を示す。光源制御部40は、撮像部20のCAM5により検査対象物Tの右側面を撮像するために、CAM5の近傍であって、CAM5とドーム部の地平線に挟まれた領域にある照射部10の光源(LED)を光らす。これらの光源は、検査対象表面へ向かって照射されそこから反射する光が、CAM5のカメラのレンズに到達する位置に存するものである。   More specifically, FIGS. 8 and 9 show irradiation patterns for irradiating the vehicle window raising / lowering switch T of the example of the inspection object shown in FIG. 11 by the bright field method and the dark field method. FIG. 8A shows a method of irradiating the right side surface of the inspection object by the bright field method. The light source control unit 40 illuminates the light source of the irradiation unit 10 in the vicinity of the CAM 5 and between the CAM 5 and the horizon of the dome so that the CAM 5 of the imaging unit 20 images the right side surface of the inspection target T. Light up (LED). These light sources exist at a position where the light that is irradiated toward the surface to be inspected and reflected therefrom reaches the lens of the CAM 5 camera.

また、光源制御部40は、CAM5に対して、検査対象表面全体の輝度が平均的な輝度(256段階の階調がある場合、中間の値となる128近傍となる輝度)となるように、これらの光源の輝度を制御する。光源制御部40は、このように光源を制御することで、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象物の検査対象表面の階調が均一となる。この画像の階調が中心の128近傍であるほど、傷等が示す異常値との乖離が大きくなるため、感度が高くなり、好ましい。例えば、検査対象表面が全体的に平均的な輝度であるときに、傷などの凹凸はその輝度とは大きく異なる輝度の値を示す。   Further, the light source control unit 40 is configured so that the luminance of the entire surface to be inspected with respect to the CAM 5 is an average luminance (in the case of 256 gradation levels, the luminance is in the vicinity of 128 which is an intermediate value). The brightness of these light sources is controlled. The light source control unit 40 controls the light source in this way, so that the gradation of the inspection target surface of the three-dimensional inspection target in the image displayed by the display unit 30 becomes uniform. The closer the gradation of this image is to the center of 128, the greater the deviation from the abnormal value indicated by a scratch or the like. For example, when the surface to be inspected has an average brightness as a whole, unevenness such as a flaw shows a brightness value that is significantly different from the brightness.

図8(B)は、検査対象物の正面を明視野法で照射する方法を示す。光源制御部40は、撮像部20のCAM1により検査対象物Tの正面を撮像するために、CAM1の直ぐ上にある照射部10の光源から天頂付近までの光源を光らす。これらの光源は、検査対象表面へ向かって照射されそこから反射する光が、CAM1のカメラのレンズに到達する位置に存するものである。この検査対象表面は、左右方向の曲率がなく上下方向の曲率がある曲面なので、この領域の光源を光らすだけでよい。   FIG. 8B shows a method of irradiating the front of the inspection object by the bright field method. The light source control unit 40 illuminates the light source from the light source of the irradiation unit 10 immediately above the CAM 1 to the vicinity of the zenith in order to image the front of the inspection target T by the CAM 1 of the imaging unit 20. These light sources exist at a position where the light that is irradiated toward the surface to be inspected and reflected therefrom reaches the lens of the CAM1 camera. Since the surface to be inspected is a curved surface having no curvature in the horizontal direction and having a curvature in the vertical direction, it is only necessary to illuminate the light source in this region.

また、光源制御部40は、CAM1に対して、検査対象表面全体の輝度が平均的な輝度となるように、これらの光源の輝度を制御する。CAM1の直ぐ上にある光源から照射される光は、検査対象表面から正反射に近い形で反射するので輝度は通常大きくなる。一方、天頂付近の光源から照射され検査対象表面から反射する光の輝度は通常小さくなる。従って、検査対象表面全体の輝度が平均的な輝度となるようにするためには、CAM1の直ぐ上にある光源から照射される光の輝度を、天頂付近の光源から照射される光の輝度に比べて相対的に小さくする。光源制御部40は、このように光源を制御することで、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象物の表面の階調が均一となる。   The light source control unit 40 controls the luminance of these light sources so that the luminance of the entire surface to be inspected becomes an average luminance with respect to the CAM 1. The light emitted from the light source immediately above the CAM 1 is reflected from the surface to be inspected in a form close to regular reflection, so that the luminance is usually increased. On the other hand, the brightness of light emitted from a light source near the zenith and reflected from the surface to be inspected is usually small. Therefore, in order to make the luminance of the entire surface to be inspected become an average luminance, the luminance of the light emitted from the light source immediately above the CAM 1 is changed to the luminance of the light emitted from the light source near the zenith. Make it relatively small. The light source control unit 40 controls the light source in this way, so that the gradation of the surface of the three-dimensional inspection object in the image displayed by the display unit 30 becomes uniform.

図8(C)は、検査対象物の上面を明視野法で照射する方法を示す。光源制御部40は、撮像部20のCAM3により検査対象物Tの上面を撮像するために、CAM3の前後方向にある照射部10の光源を光らす。これらの光源は、検査対象表面へ向かって照射されそこから反射する光が、CAM3のカメラのレンズに到達する位置に存するものである。この検査対象表面は、左右方向の曲率がなく上下方向の曲率がある曲面なので、この領域の光源を光らすだけでよい。   FIG. 8C shows a method of irradiating the upper surface of the inspection object by the bright field method. The light source control unit 40 illuminates the light source of the irradiation unit 10 in the front-rear direction of the CAM 3 in order to image the upper surface of the inspection target T by the CAM 3 of the imaging unit 20. These light sources exist at a position where light that is irradiated toward and reflected from the surface to be inspected reaches the lens of the CAM 3 camera. Since the surface to be inspected is a curved surface having no curvature in the horizontal direction and having a curvature in the vertical direction, it is only necessary to illuminate the light source in this region.

また、光源制御部40は、CAM3に対して、検査対象表面全体の輝度が平均的な輝度となるように、これらの光源の輝度を制御する。CAM3の最も近い位置にある光源から照射される光は、検査対象表面から正反射に近い形で反射するので輝度は通常大きくなる。一方、CAM3と離れた位置にある光源から照射され検査対象表面から反射する光の輝度は通常小さくなる。従って、検査対象表面全体の輝度が平均的な輝度となるようにするためには、CAM3近傍の光源から照射される光の輝度を、CAM3から離れた位置にある光源から照射される光の輝度に比べて相対的に小さくする。光源制御部40は、このように光源を制御することで、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象物の表面の階調が均一となる。   The light source controller 40 controls the luminance of these light sources so that the luminance of the entire surface to be inspected becomes an average luminance with respect to the CAM 3. Since the light emitted from the light source closest to the CAM 3 is reflected from the surface to be inspected in a form close to regular reflection, the luminance is usually increased. On the other hand, the brightness of light emitted from a light source located at a position away from the CAM 3 and reflected from the surface of the inspection object is usually small. Therefore, in order to make the luminance of the entire surface to be inspected become an average luminance, the luminance of light emitted from the light source near the CAM 3 is set to the luminance of light emitted from the light source located at a position away from the CAM 3. Make it relatively small compared to. The light source control unit 40 controls the light source in this way, so that the gradation of the surface of the three-dimensional inspection object in the image displayed by the display unit 30 becomes uniform.

図8(D)は、検査対象物の背面を明視野法で照射する方法を示す。光源制御部40は、撮像部20のCAM7により検査対象物Tの背面を撮像するために、CAM7の近傍であって、CAM7とドーム部の地平線に挟まれた領域にある照射部10の光源を光らす。これらの光源は、検査対象表面へ向かって照射されそこから反射する光が、CAM7のカメラのレンズに到達する位置に存するものである。   FIG. 8D shows a method of irradiating the back surface of the inspection object by the bright field method. The light source control unit 40 captures the light source of the irradiation unit 10 in the vicinity of the CAM 7 and between the CAM 7 and the horizon of the dome so that the back surface of the inspection target T is captured by the CAM 7 of the imaging unit 20. Shine. These light sources exist at a position where the light that is irradiated toward the surface to be inspected and reflected therefrom reaches the lens of the CAM 7 camera.

また、光源制御部40は、CAM7に対して、検査対象表面全体の輝度が平均的な輝度となるように、これらの光源の輝度を制御する。光源制御部40は、このように光源を制御することで、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象物の表面の階調が均一となる。   The light source control unit 40 controls the luminance of these light sources so that the luminance of the entire surface to be inspected becomes an average luminance with respect to the CAM 7. The light source control unit 40 controls the light source in this way, so that the gradation of the surface of the three-dimensional inspection object in the image displayed by the display unit 30 becomes uniform.

説明に使用した検査対象物は、CAM1、3、7の方向(一方向)の曲率で構成された曲面なので、これらのカメラの線上にある光源を使用して、検査対象面の輝度が均一になるようにした。白飛びが起こる場合、左右側面の間の正面/上面/背面上に線状に起こる。この照明方法では、斜め横方向の光は使用する必要はない。しかし、一方向の曲率ではなく二方向の曲率を有する曲面である場合、光源制御部40は、他の位置にある光源も適宜使用して、それぞれの撮像部20(CAM1〜7)に対して、検査対象表面全体の輝度が平均的な輝度となるように、これらの光源の輝度を制御する。   The inspection object used for the explanation is a curved surface composed of curvatures in the directions of CAMs 1, 3, and 7 (one direction). Therefore, the luminance of the inspection object surface is made uniform by using the light source on the line of these cameras. It was made to become. When whiteout occurs, it occurs linearly on the front / top / back side between the left and right sides. In this illumination method, it is not necessary to use light in an oblique lateral direction. However, in the case of a curved surface having a curvature in two directions instead of a curvature in one direction, the light source control unit 40 also appropriately uses light sources at other positions to each imaging unit 20 (CAM1 to CAM7). The brightness of these light sources is controlled so that the brightness of the entire surface to be inspected becomes an average brightness.

なお、上述した、合計4つのカメラを使った明視野法の撮像は、4面別々に照射して1面ずつ撮像することもできるし、同時に4面に照射して1度に4面を撮像することもできる。   In addition, the above-described bright field imaging using a total of four cameras can irradiate four surfaces separately to capture one surface at a time, or simultaneously irradiate four surfaces and image four surfaces at a time. You can also

図9(A)は、検査対象物の正面を暗視野法で照射する方法を示す。光源制御部40は、撮像部20のCAM1により検査対象物Tの正面を撮像するために、CAM1の直ぐ上にある照射部10の光源や天頂付近の光源(図中垂直LED)を使用せず、CAM1からみて左右方向に離れて地平線付近にある光源を光らせる。即ち、撮像するカメラからみて、検査対象表面を挟み込むような位置にある光源(図中側面LED)を光らせる。たとえば、カメラに対して両側60°〜90°付近の位置にある光源を使用する。それより内側だと検査対象表面が光りだし、不良部分のコントラストを下げることになる。これらの光源から照射され検査対象表面で反射した光は、わずかにCAM1のカメラのレンズに到達する。   FIG. 9A shows a method of irradiating the front of the inspection object by the dark field method. The light source control unit 40 does not use the light source of the irradiation unit 10 immediately above CAM 1 or the light source near the zenith (vertical LED in the drawing) in order to image the front of the inspection target T by the CAM 1 of the imaging unit 20. The light source in the vicinity of the horizon is lit up in the left-right direction as viewed from CAM1. That is, a light source (side LED in the figure) that is positioned so as to sandwich the surface to be inspected as viewed from the camera to be imaged is illuminated. For example, a light source located at a position near 60 ° to 90 ° on both sides with respect to the camera is used. If it is inside, the surface to be inspected will shine and the contrast of the defective part will be lowered. The light emitted from these light sources and reflected from the surface of the inspection object slightly reaches the lens of the CAM1 camera.

また、光源制御部40は、CAM1に対して、検査対象表面全体の輝度が小さくなるように、例えば、256段階の階調がある場合検査対象表面の平均輝度値が20程度の輝度となるように、これらの光源の輝度を制御する。光源制御部40は、このように光源を制御することで、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象物の表面の階調が輝度の小さいところで均一となる。この画像の階調が輝度の小さいところで均一であるほど、傷等が示す異常値との乖離が大きくなるため、感度が高くなり、好ましい。   Further, the light source control unit 40 is configured such that the average luminance value of the inspection target surface is about 20 in the case where there are 256 levels of gradations, for example, so that the luminance of the entire inspection target surface is small with respect to CAM1. In addition, the brightness of these light sources is controlled. The light source control unit 40 controls the light source in this way, so that the gradation of the surface of the three-dimensional inspection object in the image displayed by the display unit 30 becomes uniform where the luminance is low. The more uniform the gradation of the image is, the lower the luminance, the greater the deviation from the abnormal value indicated by scratches and the like, and thus the higher the sensitivity, which is preferable.

図9(B)〜(D)は、検査対象物の左側面/右側面/背面を暗視野法で照射する方法を示す。光源制御部40は、撮像部20のCAM6/CAM5/CAM7により検査対象物Tの左側面/右側面/背面を撮像するために、CAM6/CAM5/CAM7近傍の光源を使用せず、CAM6/CAM5/CAM7からみて左右方向に離れて地平線付近にある光源を光らせる。即ち、撮像するカメラからみて、検査対象表面を挟み込むような位置にある光源を光らせる。これらの光源から照射され検査対象表面で反射した光は、その少ない量がCAM6/CAM5/CAM7のカメラのレンズに到達する。   FIGS. 9B to 9D show a method of irradiating the left side / right side / back side of the inspection object by the dark field method. The light source control unit 40 does not use the light source in the vicinity of the CAM 6 / CAM 5 / CAM 7 in order to image the left side / right side / back side of the inspection target T by the CAM 6 / CAM 5 / CAM 7 of the imaging unit 20, and uses the CAM 6 / CAM 5 / Lit in the left and right direction as seen from CAM7 and illuminate a light source near the horizon. That is, the light source located at a position where the surface to be inspected is sandwiched as viewed from the camera to be imaged is illuminated. A small amount of the light emitted from these light sources and reflected from the surface of the inspection object reaches the lens of the CAM6 / CAM5 / CAM7 camera.

また、光源制御部40は、CAM6/CAM5/CAM7に対して、検査対象表面全体の輝度が小さくなるように、例えば、256段階の階調がある場合検査対象表面の平均輝度値が20程度の輝度となるように、これらの光源の輝度を制御する。光源制御部40は、このように光源を制御することで、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象物の表面の階調が均一となる。   Further, the light source control unit 40 has an average luminance value of the inspection target surface of about 20 when there are 256 gradations so that the luminance of the entire inspection target surface is smaller than that of the CAM6 / CAM5 / CAM7. The luminance of these light sources is controlled so that the luminance is obtained. The light source control unit 40 controls the light source in this way, so that the gradation of the surface of the three-dimensional inspection object in the image displayed by the display unit 30 becomes uniform.

なお、上述した暗視野法の撮像において、合計4つのカメラを使った明視野法の撮像は、4面別々に照射して1面ずつ撮像することもできるし、同時に4面に照射して1度に4面を撮像することもできる。しかし、明視野法の撮像とは同時にはできない。   In the dark field imaging described above, the bright field imaging using a total of four cameras can irradiate four surfaces separately to capture one surface at a time. It is also possible to image four sides at a time. However, it cannot be performed simultaneously with bright field imaging.

上述したように、光源制御部40は表示部30が表示する画像における立体的な検査対象表面の階調が均一となるようにそれぞれの照射部の輝度を制御することで、立体的であって曲面を有する検査対象物の表面における欠陥の有無を検査することができる。また、光源制御部40は、撮像するカメラに正反射させるよう検査対象表面と直角に近い角度で光を照射し、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象表面の階調が均一となるように制御し、および、検査対象表面に30度程度の角度から光を照射し、表示部30が表示する画像における立体的な検査対象表面の階調が均一となるように制御する。これによれば、立体的であって曲面を有する検査対象物の表面における欠陥の有無を、さらに高い精度で検査を行うことができる外観検査装置を提供することができる。   As described above, the light source control unit 40 is three-dimensional by controlling the luminance of each irradiation unit so that the gradation of the three-dimensional inspection target surface in the image displayed on the display unit 30 is uniform. The presence or absence of defects on the surface of the inspection object having a curved surface can be inspected. In addition, the light source control unit 40 irradiates light at an angle close to a right angle to the inspection target surface so that the camera to be imaged is regularly reflected, and the gradation of the three-dimensional inspection target surface in the image displayed on the display unit 30 is uniform. In addition, the surface of the inspection target is irradiated with light from an angle of about 30 degrees, and the gradation of the three-dimensional inspection target surface in the image displayed on the display unit 30 is controlled to be uniform. According to this, it is possible to provide an appearance inspection apparatus that can inspect the presence or absence of defects on the surface of an inspection object that is three-dimensional and has a curved surface with higher accuracy.

なお、検査対象物の表面における傷などの欠陥の有無の検査は、表示部30に表示された検査対象表面を目視することにより、検査者が欠陥の有無の判断を行ってもよいし、均一な階調からの乖離が所定以上大きくなった場合に自動的に欠陥と判断するようにしてもよい。   Inspecting the presence or absence of defects such as scratches on the surface of the inspection object, the inspector may determine the presence or absence of defects by visually observing the surface of the inspection object displayed on the display unit 30, or uniform. When the deviation from a certain gradation becomes larger than a predetermined value, it may be automatically determined as a defect.

また、光源制御部40は、撮像部20のそれぞれのカメラが撮像する画像における立体的な検査対象表面の階調が均一となるように制御することが好ましい。これによれば、検査対象物の表面の階調が均一となるように、それぞれの画像を表示することで、一度に複数の方向から、立体的であって曲面を有する検査対象物の表面における欠陥の有無を検査することができる。   Moreover, it is preferable that the light source control part 40 controls so that the gradation of the three-dimensional inspection object surface in the image which each camera of the imaging part 20 images becomes uniform. According to this, by displaying each image so that the gradation of the surface of the inspection object is uniform, the surface of the inspection object having a three-dimensional and curved surface can be viewed from a plurality of directions at a time. The presence or absence of defects can be inspected.

また、外観検査装置1は、検査対象物Tおよび撮像部20を移動させることなく、立体の検査対象物Tの底面以外を撮像する。これによれば、検査対象物Tおよび撮像部20を移動させることなく、一度に立体の検査対象物の底面以外を撮像することで、立体の検査対象物を高速かつ安価に検査することができる。   Further, the appearance inspection apparatus 1 captures images other than the bottom surface of the three-dimensional inspection target T without moving the inspection target T and the imaging unit 20. According to this, it is possible to inspect the three-dimensional inspection object at high speed and at low cost by imaging other than the bottom surface of the three-dimensional inspection object at a time without moving the inspection object T and the imaging unit 20. .

本発明に係る外観検査装置1は、検査対象物に360度半球状に配置された照射部10と7方向から撮像部20(カメラ)を配置し、光源の位置と輝度をカメラごとに調節し、検査対象物を移動させることなく連続撮像することにより、例えば1つの検査対象物あたり1秒程度の高速検査を可能とした。外観検査装置1は、全方位に配置された照射部10を切り替えることによって、検査対象物に照射される光の角度を変更し、同じカメラでも光の当てる角度を変化させることにより、各曲面に対する反射光の光量を調節することができる。これにより、外観検査装置1は、受像する階調の幅をせばめることにより、安価なダイナミックレンジの低いカメラでの撮像を可能となり、安価な検査を可能とした。   The appearance inspection apparatus 1 according to the present invention includes an irradiation unit 10 arranged in a 360-degree hemisphere on an inspection object and an imaging unit 20 (camera) from seven directions, and adjusts the position and luminance of the light source for each camera. For example, high-speed inspection of about 1 second per inspection object can be performed by continuously imaging without moving the inspection object. The appearance inspection apparatus 1 changes the angle of light irradiated to the inspection object by switching the irradiation unit 10 arranged in all directions, and changes the angle of light irradiation even with the same camera, so that each curved surface is changed. The amount of reflected light can be adjusted. As a result, the appearance inspection apparatus 1 can capture images with an inexpensive camera with a low dynamic range by narrowing the range of gradations to be received, thereby enabling an inexpensive inspection.

図10は、外観検査装置1における表示部30の表示例を示す。この表示例では、1つの表示部30が7つカメラから取得した画像を一体的に表示しており、自動的に欠陥の有無を判断し、判断結果を文字等で表示している。   FIG. 10 shows a display example of the display unit 30 in the appearance inspection apparatus 1. In this display example, one display unit 30 integrally displays images acquired from seven cameras, automatically determines the presence / absence of a defect, and displays the determination result in characters or the like.

なお、本発明に係る外観検査装置の検査対象となる検査対象物は、周囲からの光の照射が直接届く表面から構成されている限り、その形状や大きななどにおいて限定されることはない。   The inspection object to be inspected by the appearance inspection apparatus according to the present invention is not limited in shape, size, or the like as long as it is composed of a surface that can be directly irradiated with light from the surroundings.

なお、本発明は、例示した実施例に限定するものではなく、特許請求の範囲の各項に記載された内容から逸脱しない範囲の構成による実施が可能である。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。   In addition, this invention is not limited to the illustrated Example, The implementation by the structure of the range which does not deviate from the content described in each item of a claim is possible. That is, although the present invention has been particularly illustrated and described with respect to particular embodiments, it should be understood that the present invention has been described in terms of quantity, quantity, and amount without departing from the scope and spirit of the present invention. In other detailed configurations, various modifications can be made by those skilled in the art.

1 外観検査装置
10 照射部
20 撮像部
30 表示部
40 光源制御部
50 ドーム部
60 撮像制御部
T 検査対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Appearance inspection apparatus 10 Irradiation part 20 Imaging part 30 Display part 40 Light source control part 50 Dome part 60 Imaging control part T Inspection object

Claims (5)

立体の検査対象物の表面に光を照射する複数の照射部と、
前記複数の照射部が照射した光が前記表面から反射した光を撮像する撮像部と、
前記撮像部が撮像した光を画像として表示する表示部と、
前記複数の照射部の輝度を制御する光源制御部と、
を備え、
前記光源制御部は、前記表示部が表示する画像における立体的な前記表面の階調が均一となるようにそれぞれの前記照射部の輝度を制御する、
外観検査装置。
A plurality of irradiation units for irradiating light on the surface of the three-dimensional inspection object;
An imaging unit that images light reflected from the surface by the light irradiated by the plurality of irradiation units;
A display unit that displays light captured by the imaging unit as an image;
A light source control unit for controlling the luminance of the plurality of irradiation units;
With
The light source control unit controls the luminance of each irradiation unit so that the three-dimensional gradation of the surface in the image displayed by the display unit is uniform.
Appearance inspection device.
前記撮像部は、同一の前記表面から反射した光を複数回撮像し、
前記光源制御部は、前記撮像部が前記同一の表面を複数回撮像する際、前記表面と前記撮像部を結ぶ仮想の第1直線に対して、前記表面と前記照射部を結ぶ仮想の第2直線が異なる角度を以って撮像するように前記照射部の輝度を制御することを特徴とする請求項1に記載の外観検査装置。
The imaging unit images light reflected from the same surface multiple times,
The light source control unit, when the imaging unit images the same surface a plurality of times, is a virtual second line connecting the surface and the irradiation unit with respect to a virtual first straight line connecting the surface and the imaging unit. The appearance inspection apparatus according to claim 1, wherein the brightness of the irradiating unit is controlled so that the straight lines are imaged at different angles.
略半球状のドーム部をさらに備え、
前記複数の照射部は、前記ドーム部の内面に配置されることを特徴とする請求項2に記載の外観検査装置。
It further includes a substantially hemispherical dome,
The visual inspection apparatus according to claim 2, wherein the plurality of irradiation units are disposed on an inner surface of the dome unit.
前記撮像部は複数からなり、
前記光源制御部は、各前記撮像部が撮像する画像における立体的な前記表面の階調が均一となるように制御することを特徴とする請求項3に記載の外観検査装置。
The imaging unit consists of a plurality of
The appearance inspection apparatus according to claim 3, wherein the light source control unit controls the three-dimensional gradation of the surface in an image captured by each of the imaging units to be uniform.
前記複数の撮像部は前記ドーム部に配置され、前記検査対象物および前記撮像部を移動させることなく、立体の前記検査対象物の底面以外を撮像することを特徴とする請求項4に記載の外観検査装置。   The plurality of imaging units are arranged in the dome unit, and images other than the bottom surface of the three-dimensional inspection object without moving the inspection object and the imaging unit. Appearance inspection device.
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