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公開番号2025006429
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023107221
出願日2023-06-29
発明の名称画像処理装置、画像処理方法
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類G01N 21/88 20060101AFI20250109BHJP(測定;試験)
要約【課題】検査物の姿勢が変動しても、微細な線状凹凸を検出可能な技術を提供すること。
【解決手段】物体の表面における法線の空間分布を示す法線マップを取得し、物体の姿勢変動に応じた仮想光源の方向ベクトルを取得し、法線マップと方向ベクトルとに基づいて、表面における線状凹凸の検出処理を行う。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
物体の表面における法線の空間分布を示す法線マップを取得する第１取得手段と、
前記物体の姿勢変動に応じた仮想光源の方向ベクトルを取得する第２取得手段と、
前記法線マップと前記方向ベクトルとに基づいて、前記表面における線状凹凸の検出処理を行う検出手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１取得手段は、複数の光源のそれぞれを順次点灯させて物体を撮像することで得られる複数の撮像画像に基づいて前記法線マップを取得することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記法線マップと前記方向ベクトルとに基づいて、前記表面における輝度分布を取得する第３取得手段をさらに有し、
前記検出手段は、前記輝度分布に基づいて前記検出処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１取得手段は、複数の光源のそれぞれを順次点灯させて物体を撮像することで得られる複数の撮像画像に基づいて、前記表面における反射率の空間分布を示す反射率マップを取得することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第３取得手段は、前記法線マップ、前記方向ベクトル、前記反射率マップに基づいて、前記表面における輝度分布を取得することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２取得手段は、前記姿勢変動が閾値以上である場合、前記仮想光源の方向ベクトルを前記姿勢変動に応じて変動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第２取得手段は、前記姿勢変動が閾値未満であり、第１仮想光源の方向ベクトルと該第１仮想光源の方向ベクトルと隣接する第２仮想光源の方向ベクトルとが成す角度が閾値未満である場合、該第１仮想光源の方向ベクトルと該第２仮想光源の方向ベクトルとに基づいて前記仮想光源の方向ベクトルを取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第２取得手段は、前記姿勢変動が閾値未満であり、第１仮想光源の方向ベクトルと該第１仮想光源の方向ベクトルと隣接する第２仮想光源の方向ベクトルとが成す角度が閾値以上である場合、該第１仮想光源の方向ベクトルを前記姿勢変動に応じて変動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第２取得手段は、前記表面における線状凹凸の検出のために該表面に照射すべき光の照射方向として予め設定された照射方向のベクトルを、前記姿勢変動に応じて変動させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記姿勢変動は、１つの平面内における前記物体の回転角度であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査面における線状凹凸の検出技術に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
工業製品の外観検査技術として、検査面の凹凸を検出する技術が知られている。特許文献１には、多灯照明の各光源をひとつずつ点灯させて検査面を撮像し、撮像して得られた複数の画像に基づいて、凹凸欠陥を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１９１１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工業製品の外観検査では、特徴的な方向を持つ線状凹凸を検出したいというニーズがある。このような線状凹凸として、例えば、検査面の外枠に平行した引っかきキズが挙げられる。このような線状凹凸のうち、特に、微細な凹凸を検出したいというニーズがある。
【０００５】
特許文献１に記載の技術によれば、多灯照明により様々な方向から光を照射できる。そのため、線状凹凸の方向に対して垂直に光を照射すれば、凹凸が微細であっても検出できる。例えば、検査面の外枠に平行した引っかきキズを検出する場合、検査面の外枠に対して垂直に光を照射する。
【０００６】
しかしながら、工業製品の生産ラインでは、検査物の姿勢が変動することがある。例えば、垂直軸を中心とする検査面の回転角が変動することがある。検査面の外枠に対して垂直に光を照射し、検査面の外枠に平行した引っかきキズを検出するケースでは、検査面の回転角が変動すると、引っかきキズに対して垂直に光が当たらなくなる。その結果、垂直に光が当たる場合に比べて、凹凸による陰影が弱まってしまい、微細な凹凸の検出が困難となる。本発明では、検査物の姿勢が変動しても、微細な線状凹凸を検出可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一様態は、物体の表面における法線の空間分布を示す法線マップを取得する第１取得手段と、前記物体の姿勢変動に応じた仮想光源の方向ベクトルを取得する第２取得手段と、前記法線マップと前記方向ベクトルとに基づいて、前記表面における線状凹凸の検出処理を行う検出手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検査物の姿勢が変動しても、微細な線状凹凸を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
システムの構成例を示す図。
凹凸欠陥検査に係る機能構成例を示すブロック図。
線状凹凸の検査の処理の一例を示すフローチャート。
ステップＳ３０２における処理の詳細を示すフローチャート。
検査物のＸＹ平面における姿勢変動と仮想光源ベクトルの回転についての説明図。
ステップＳ３０４における処理の詳細を示すフローチャート。
線状凹凸の検査の処理の一例を示すフローチャート。
ステップＳ７０２における処理の詳細を示すフローチャート。
ステップＳ８０４における処理の詳細を示すフローチャート。
線状凹凸の検査の処理の一例を示すフローチャート。
ステップＳ１００１における処理の詳細を示すフローチャート。
ステップＳ１００２における処理の詳細を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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