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公開番号2025114276
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2024008876
出願日2024-01-24
発明の名称外観検査装置
出願人株式会社豊田中央研究所,愛知製鋼株式会社
代理人個人,個人
主分類G01N 21/88 20060101AFI20250729BHJP(測定;試験)
要約【課題】異常領域の検出精度を向上することができる技術を提供する。
【解決手段】対象物の外観を検査する外観検査装置であって、対象物に光を照射する第1光源と、第1光源よりも大きな入射角度で対象物に光を照射する第2光源と、第2光源から対象物に光が照射されている際に対象物から反射される反射光のうちの正反射成分が入射しない位置に配置され、第1光源から光が照射されている際の対象物の表面を示す第1画像および第2光源から光が照射されている際の対象物の表面を示す第2画像を取得する撮像部と、第1画像を用いて対象物の表面における異常候補領域を検出するとともに第2画像を用いて表面における異物付着領域を検出したのち、異常候補領域から異物付着領域と重なる領域を除外する検出部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
対象物の外観を検査する外観検査装置であって、
前記対象物に光を照射する第１光源と、
前記第１光源よりも大きな入射角度で前記対象物に光を照射する第２光源と、
前記第２光源から前記対象物に光が照射されている際に前記対象物から反射される反射光のうちの正反射成分が入射しない位置に配置され、前記第１光源から光が照射されている際の前記対象物の表面を示す第１画像および前記第２光源から光が照射されている際の前記対象物の表面を示す第２画像を取得する撮像部と、
前記第１画像を用いて前記対象物の表面における異常候補領域を検出するとともに前記第２画像を用いて前記表面における異物付着領域を検出したのち、前記異常候補領域から前記異物付着領域と重なる領域を除外する検出部と、を備える、外観検査装置。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
請求項１に記載の外観検査装置であって、
前記第１光源は、異なる照明外径で前記対象物に光を照射可能であり、
前記検出部は、異なる前記照明外径で前記第１光源から光が照射されている際に取得された複数の前記第１画像を用いて、前記第１画像の各々における各画素の輝度値を同じ位置ごとに積算して輝度積算値を算出したのち、前記輝度積算値の各々を各位置に対応して配置することで作成した輝度積算画像から前記異常候補領域を検出し、
前記輝度積算値は、前記第１画像の各々における各画素の輝度値を正規化したのち、正規化した輝度値を同じ位置ごとに積算して算出した値である、外観検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の外観検査装置であって、
前記第２光源は、前記対象物の周囲から光を照射するリング照明である、外観検査装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観検査装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、光が照射されている際の対象物を撮像して対象物の外観を検査する技術が知られている。例えば、特許文献１には、面光源から照射された光が進む方向に沿って、第１の遮光マスク、第２の遮光マスク、レンズおよびハーフミラーが配置された検査用照明装置と撮像装置とを備えた検査システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１８０６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光が照射されている際の対象物を撮像した画像を用いる外観検査において、対象物の表面のうちキズや打痕等が存在する領域が異常領域として検出される一方で、対象物の表面のうち埃等の異物が付着した領域も異常領域として検出されることがある。しかし、このような埃等の異物の付着が品質上問題にならない対象物の場合、この検出は誤検出にあたることから、キズや打痕等の無い対象物であっても異物の付着により不良品とみなされることで歩留まりの低下につながる。そのため、対象物の外観検査において、埃等の異物が付着した領域を異常領域と誤検出する可能性を低減させることで異常領域の検出精度を向上することができる技術が望まれていた。なお、特許文献１においては、異常領域の誤検出の可能性を低減させることについては何ら考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、異常領域の検出精度を向上することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、対象物の外観を検査する外観検査装置が提供される。この外観検査装置は、前記対象物に光を照射する第１光源と、前記第１光源よりも大きな入射角度で前記対象物に光を照射する第２光源と、前記第２光源から前記対象物に光が照射されている際に前記対象物から反射される反射光のうちの正反射成分が入射しない位置に配置され、前記第１光源から光が照射されている際の前記対象物の表面を示す第１画像および前記第２光源から光が照射されている際の前記対象物の表面を示す第２画像を取得する撮像部と、前記第１画像を用いて前記対象物の表面における異常候補領域を検出するとともに前記第２画像を用いて前記表面における異物付着領域を検出したのち、前記異常候補領域から前記異物付着領域と重なる領域を除外する検出部と、を備える。
【０００８】
この構成によれば、第１画像を用いて検出された異常候補領域から、第２画像を用いて検出された異物付着領域と重なる領域を除外することができる。すなわち、異常領域の候補である異常候補領域から異物付着領域と重なる領域が除外されることから、埃等の異物が付着した領域を異常領域と誤検出する可能性を低減させることができる。その結果、異常領域の検出精度が向上されることによって、歩留まりを向上させることができる。
【０００９】
（２）上記形態の外観検査装置において、前記第１光源は、異なる照明外径で前記対象物に光を照射可能であり、前記検出部は、異なる前記照明外径で前記第１光源から光が照射されている際に取得された複数の前記第１画像を用いて、前記第１画像の各々における各画素の輝度値を同じ位置ごとに積算して輝度積算値を算出したのち、前記輝度積算値の各々を各位置に対応して配置することで作成した輝度積算画像から前記異常候補領域を検出し、前記輝度積算値は、前記第１画像の各々における各画素の輝度値を正規化したのち、正規化した輝度値を同じ位置ごとに積算して算出した値であってもよい。
対象物が加工油で覆われている場合、対象物から反射する光の強度が減少することによって、その対象物を撮像した画像においても対象物の各位置を構成している構成画素の輝度値が減少する傾向にある。この構成によれば、複数の第１画像を用いて作成した輝度積算画像が異常候補領域の検出に用いられる。また、輝度積算画像において対象物の各位置を構成している構成画素の輝度値は正規化によって補正されていることから、対象物が加工油で覆われている、もしくは、対象物に加工油が部分的に付着していたとしても、そのような加工油による影響を軽減したうえで、異常候補領域を精度良く検出することができる。
【００１０】
（３）上記形態の外観検査装置において、前記第２光源は、前記対象物の周囲から光を照射するリング照明であってもよい。
第２光源がリング照明ではなく一方の側から対象物に光を照射する照明である場合、対象物の形状によっては、対象物の表面の一部に光が照射されず、光が照射されなかった対象物の表面に異物が付着していても第２画像に写らない虞がある。一方、この構成によれば、第２画像の撮像時に、対象物の周囲から光が照射されている状態で対象物が撮像されることから、対象物の表面全体に光を照射することができる。その結果、第２画像を用いた異物付着領域の検出精度を向上することができ、ひいては、異常領域の検出精度をより一層向上することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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