(57)【要約】【課題】正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークについても、凹凸欠陥を精度良く、かつ効率よく検出できるようにする。【解決手段】ワークＷに定められた撮像ポイントＯに対し、カメラ１をその光軸をワークＷの法線の方向に対応させて配備し、撮像ポイントＯに対して限定された方位に光源２を配備する。ワークＷについては、あらかじめ、その配光特性により定まる正反射光の配光分布中で正反射光の強度の変化量が急峻になる範囲が特定されており、被検査面からの正反射光の進行方向のうち、配光分布中の特定された範囲にある方向がカメラの光軸に対応するように、光源２の光軸方向が定められる。【選択図】図１
2008202949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状のワークを検査対象として、その表面に欠陥がないかどうかを、画像処理により検査する方法において、
前記ワークを撮像するためのカメラを、ワーク表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせた状態で配備し、
前記ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布の中から、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が０より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲を特定し、
前記カメラの視野に応じた大きさの面状光を発する光源を、前記撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定されるように配備するとともに、この光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記配光分布中の特定された範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光源の光軸方向を定め、
前記光軸方向が定められた光源による照明下でカメラによる撮像を実行し、その撮像により生成された画像を用いて前記ワーク表面の凹凸欠陥を検出するための画像処理を実行する、
ことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
所定形状のワークを検査対象として、その表面に欠陥がないかどうかを、画像処理により検査する方法において、
前記ワークを撮像するためのカメラを、ワーク表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせた状態で配備し、
前記ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布の中から、所定の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量があらかじめ定めた基準値を上回る範囲を特定し、
前記カメラの視野に応じた大きさの面状光を発する光源を、前記撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定されるように配備するとともに、この光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記配光分布中の特定された範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光源の光軸方向を定め、
前記光軸方向が定められた光源による照明下でカメラによる撮像を実行し、その撮像により生成された画像を用いて前記ワーク表面の凹凸欠陥を検出するための画像処理を実行する、
ことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項３】
前記光源として、拡散光を発する光源を使用し、
前記光源の光軸方向を定める処理では、前記カメラの視野に含まれる検査対象領域内の各位置において、それぞれその位置に照射される光に対する正反射光のうちカメラに入射する正反射光の強度があらかじめ定めた許容量の範囲に含まれるように、前記光源の光軸方向を特定する、請求項１または２に記載された欠陥検査方法。
【請求項４】
所定形状のワークに対し、その表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせて配備されるカメラと、このカメラの視野に対応する大きさの面状光を発する光源と、この光源による照明下でカメラを駆動し、生成された画像を用いてワーク表面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する制御処理部とを具備し、
前記光源は、前記撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定され、かつこの光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布中の特定の範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光の出射位置および光軸の向きが調整され、
前記正反射光の配光分布中の特定の範囲は、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が０より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲である、欠陥検査装置。
【請求項５】
所定形状のワークに対し、その表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせて配備されるカメラと、このカメラの視野に対応する大きさの面状光を発する光源と、この光源による照明下でカメラを駆動し、生成された画像を用いてワーク表面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する制御処理部とを具備し、
前記光源は、前記撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定され、かつこの光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布中の特定の範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光の出射位置および光軸の向きが調整され、
前記正反射光の配光分布中の特定の範囲は、所定の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量があらかじめ定めた基準値を上回る範囲である、欠陥検査装置。
【請求項６】
前記光源は、前記撮像ポイントに対する光の入射角度を、複数の角度範囲の中から選択できるように構成されており、
前記制御処理部は、あらかじめ教示された設定データに基づき、ワークの種毎に前記照明光の入射角度の範囲を切り換える請求項４または５に記載された欠陥検査装置。
【請求項７】
前記光源は、前記撮像ポイントに対し全方位から面状光を照射することが可能であるとともに、この全方位からの照明および前記限定された方位からの照明のいずれか一方を実行するように、面状光の出射範囲を切り換えられるように構成されており、
前記制御処理部は、カメラが前記撮像ポイントに合わせられている状態下で、前記光源に、前記面状光の出射範囲を切り換えて２とおりの照明を順次実行させるとともに、照明毎にカメラに撮像を行わせ、全方位からの照明下で生成された画像を用いて前記被検査面の色欠陥を検出する処理を行う一方、限定された方位からの照明下で生成された画像を用いて前記被検査面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する、請求項４〜６のいずれかに記載された欠陥検査装置。
【請求項８】
前記カメラは、その光軸を前記撮像ポイントにおける法線の方向に対応させて配備されるとともに、このカメラの光軸方向に沿って照明光を出射する第２の光源が、さらに設けられ、
前記制御処理部は、あらかじめ教示された設定データに基づき、ワークの種毎に凹凸欠陥の検出用の撮像のために点灯する光源を選択する、請求項４〜７のいずれかに記載された欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の形状を有する対象物（この明細書では、「ワーク」という。）を、所定方向からの光による照明下で撮像し、生成された画像を処理することによってワークの表面に欠陥が生じていないかどうかを、検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、先般、樹脂や金属などによる成型品の表面状態を検査するための装置を開発した。この装置は、カメラを、被検査面の上方に光軸を鉛直方向に向けて配備し、このカメラの光軸と同じ方向からの照明（同軸落射照明）によって、成型品の表面に生じた凹凸欠陥を検出し、カメラの光軸に対して斜めになる方向からの照明（斜め入射照明）によって、表面の色彩欠陥を検出することができる。さらに、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の色彩光のうち、特定の１つを同軸落射照明に使用し、それ以外の１または２の色彩光を斜め入射照明に使用するように設定すれば、２種類の照明を同時に実行して１度の撮像を行うことにより、２種類の検査を効率良く実行することが可能になる（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１３１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
正反射性の高いワークを対象に、凹凸欠陥を検出することを目的とする場合には、上記の特許文献１に代表されるように、照明光に対するワークの表面からの正反射光の進行方向にカメラを配備する。これは、正反射性の高いワークでは、図１５の（１）に示すように、照明光に対する正反射光の方向が、理論上の正反射方向（図中、点線で示す。）を中心として、きわめて限定された範囲に集中する、という性質を利用したものである。
【０００５】
ところが、メタリック塗装がなされた成型品では、アルミニウム片などの光輝材が混入した塗料が使用されているため、図１５の（２）に示すように、正反射光の進行方向が限定されず、種々の方向にばらつく傾向がある。このような反射特性を有するワークでは、上記した手法で凹凸欠陥を検出するのは困難になる。
【０００６】
図１６は、通常の塗料によるワーク（以下、「通常ワーク」という。）と、メタリック塗装が施されたワーク（以下、「メタリック塗装ワーク」という。）との配光分布を比較して示したものである。左手のグラフは、所定方向からの照明光に対する正反射光の各進行方向について、理論上の正反射方向に対するずれ角度θと反射光強度との関係を示す（θ＝０が理論上の正反射方向である。また各方向における反射光強度は、このθ＝０のときの反射光強度により正規化されている。）。
【０００７】
右側の図は、左側のグラフに基づき、θ＝０の方向とθ＝９０の方向とを２軸にして、各方向における正反射光の強度を網点の領域に模して示したものである（領域の輪郭線が強度を表している。）。
【０００８】
これらの図によれば、通常ワークからの反射光は、理論上の正反射方向（θ＝０）およびその近傍のごく限られた方向に集中する。メタリック塗装ワークからの正反射光も、理論上の正反射方向に進行するものが最も多いが、各方向における反射光強度の変化は、通常ワークよりもかなり緩やかになる。
【０００９】
図１７は、上記の２種類のワークについて、特許文献１に開示された方法（同軸落射照明による撮像）により凹凸欠陥の検査を行う場合に、カメラの方向に進行する光の強さを、欠陥がない場合とある場合とに分けて対比したものである。いずれのワークでも、図１５に示したのと同様の網点領域により各方向における正反射光の強度を示している。
【００１０】
各図によれば、いずれのワークでも、欠陥がない場合には、理論上の正反射方向（θ＝０の方向）がカメラの光軸方向（ワーク表面に垂直な方向）に対応する。しかし、欠陥によって被検査面の傾斜角度が変わると、理論上の正反射方向から所定の角度φだけずれた方向がカメラの光軸方向に対応するようになる。
【００１１】
通常ワークでは、前記したように配光分布のばらつきが小さいため、理論上の正反射方向に沿う正反射光と、角度φずれた方向に沿って進む正反射光との間には、大きな差異がある。したがって、凹凸欠陥がある場合には、カメラに入射する正反射光の量が大幅に減少し、凹凸欠陥が周囲より暗い領域として現れた画像が生成されるから、欠陥を精度良く検出することができる。
【００１２】
これに対し、メタリック塗装ワークでは、配光分布のばらつきが大きいため、理論上の正反射方向と角度φずれた方向との間における正反射光の強度差は、通常ワークの場合よりも小さくなる。このため、画像中の凹凸欠陥とその周囲との明暗差も通常ワークのときほど顕著にならず、欠陥を検出するのが困難になる可能性がある。
【００１３】
上記の問題を解決する方法として、照明光の照射面の大きさを通常よりも小さくすることで、１回の撮像における検査範囲をより細かく設定することが考えられる。この種の検査では、ワーク表面に多数の曲面が含まれることを考慮して、カメラへの正反射光の入射率を高めるために拡散光を発する光源を使用するが、この拡散光が凹凸欠陥に広い入射角度範囲で照射されると、カメラに入射する正反射光の割合も増え、その分だけ欠陥に対する感度が低下するからである。これに対し、照明光の照射面の大きさを絞り込めば、凹凸欠陥がないときと、欠陥によって被検査面の傾斜角度が変化したときとの正反射光の入射光量の差を顕著にすることができ、欠陥に対する感度を高めることができる。
【００１４】
しかし、上記のような方法をとると、必然的に撮像回数が増え、検査時間が長くなる。工業製品の製造現場では常にタクトタイムの短縮が求められるが、上記の方法はこの方針に逆行するものであり、適切な方法であるとは言えない。
【００１５】
この発明は上記の問題点に着目し、メタリック塗装が施されたワークのように、正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークについても、凹凸欠陥を精度良く、かつ効率良く検出できるようにすることを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明による欠陥検査方法では、ワークを撮像するためのカメラを、ワーク表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせた状態で配備し、また、ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布の中から、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が０より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲を特定する。または、上記正反射光の配光分布の中から、所定の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量があらかじめ定めた基準値を上回る範囲を特定する。
【００１７】
たとえば、前出の図１６の（２）に示したような配光分布のグラフで言えば、上記の特定処理により、前後の部分より傾きが急峻になっている範囲（たとえばθ＝１０〜２０の範囲）を特定することができる。
【００１８】
さらに、この方法では、カメラの視野に応じた大きさの面状光を発する光源を、撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定されるように配備するとともに、この光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、前記配光分布中の特定された範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光源の光軸方向を定める。そしてこの光軸方向が定められた光源による照明下でカメラによる撮像を実行し、その撮像により生成された画像を用いてワーク表面の凹凸欠陥を検出するための画像処理を実行する。
【００１９】
上記の方法によれば、メタリック塗装ワークのように正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークを検査対象とする場合に、正反射光の配光分布の中で他の部分より大きな強度変化を示す範囲がカメラの光軸に対応するように設定することができる。このような設定により、被検査面の傾斜角度の変化に対し、カメラに入射する正反射光量を大きく変化させることができる。よって、凹凸欠陥によって傾斜角度が種々に変動する部分について、明暗の変化が大きな画像を得ることができるから、この明度の変化に基づき凹凸欠陥を精度良く検出することができる。
【００２０】
上記の方法では、光源として拡散光を発する光源を使用するのが望ましい。この場合、光源の光軸方向を定める処理では、カメラの視野に含まれる検査対象領域内の各位置において、それぞれその位置に照射される光に対する正反射光のうちカメラに入射する正反射光の強度があらかじめ定めた許容量の範囲に含まれるように、光源の光軸方向を特定するのが望ましい。
【００２１】
撮像ポイントに対して限定された方位から拡散光を照射した場合には、カメラに入射する正反射光に対応する照明光の角度が、光源との位置関係によって変化する。したがって、正反射光の配光分布とカメラの光軸との対応関係も、検査対象領域内で変動することになり、カメラへの正反射光の入射量にばらつきが生じる。しかし、上記の方法によれば、検査対象領域内のいずれの位置においても、カメラの光軸に対応する方向に沿って進行する正反射光の強度が許容量の範囲に含まれるように調整されるので、検査対象領域内の全域にわたって凹凸欠陥の検出に必要な明るさを確保することができる。
【００２２】
上記の欠陥検査方法は、メタリック塗装ワークのほか、金属メッキの施されたワークや、金属製のワークの切削面などを検査する場合にも適用することができる。
【００２３】
つぎに、上記の検査方法が適用された欠陥検査装置は、ワークの表面の所定位置に設定された撮像ポイントに光軸を合わせて配備されるカメラと、このカメラの視野に対応する大きさの面状光を発する光源と、この光源による照明下でカメラを駆動し、生成された画像を用いて被検査面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する制御処理部とを具備する。光源は、上記の撮像ポイントに対する面状光の方位が特定の角度範囲に限定され、かつこの光に対するワーク表面からの正反射光の進行方向のうち、ワークの配光特性により定まる正反射光の配光分布中の特定の範囲に含まれる方向がカメラの光軸に対応するように、光の出射位置および光軸の向きが調整される。
【００２４】
上記において、正反射光の配光分布中の特定の範囲は、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が０より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲である。または、所定の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量があらかじめ定めた基準値を上回る範囲となる。
【００２５】
上記の欠陥検査装置の好ましい態様では、光源は、撮像ポイントに対する光の入射角度を、複数の角度範囲の中から選択できるように構成される。また制御処理部は、あらかじめ教示された設定データに基づき、ワークの種毎に照明光の入射角度の範囲を切り換えるように構成される。
【００２６】
上記の態様によれば、ワークの配光特性に応じて照明光の入射角度を変更することによって、照明光の光軸の向きを調整できるから、種々のワークの検査に適用可能な検査装置を提供することができる。
【００２７】
他の好ましい態様では、光源は、撮像ポイントに対し全方位から面状光を照射することが可能であるとともに、この全方位からの照明および限定された方位からの照明のいずれか一方を実行するように、面状光の出射範囲を切り換えられるように構成される。また制御処理部は、カメラが撮像ポイントに合わせられている状態下で、光源に、面状光の出射範囲を切り換えて２とおりの照明を順次実行させるとともに、照明毎にカメラに撮像を行わせ、全方位からの照明下で生成された画像を用いて被検査面の色欠陥を検出する処理を行う一方、限定された方位からの照明下で生成された画像を用いて被検査面の凹凸欠陥を検出する処理を実行する。
【００２８】
上記の態様によれば、カメラとワークとの位置関係を固定したまま、光源の出射光の範囲を切り換えて２回の撮像を行い、それぞれの撮像により生成された画像を処理することによって、凹凸欠陥と色彩欠陥の双方を検出することができる。
【００２９】
さらに好ましい態様の検査装置は、カメラが、その光軸を撮像ポイントにおける法線の方向に対応させて配備されるとともに、カメラの光軸方向に沿って照明光を出射する第２の光源が設けられる。また、制御処理部は、あらかじめ教示された設定データに基づき、ワークの種毎に凹凸欠陥の検出用の撮像のために点灯する光源を選択するように構成される。
【００３０】
上記の構成によれば、メタリック塗装ワークのような配光分布のばらつきが大きなワークを検査する場合には、基本の構成で設けられた光源による斜め入射照明による照射を行って、検査のための撮像を実行し、配光分布のばらつきが小さいワークを検査する場合には、第２の光源による同軸落射照明により検査のための撮像を実行することができる。このように配光特性が異なる複数種のワークを検査対象とする場合に、照明用の光源を切り換えることで容易に対応することができるから、検査が可能なワークの範囲をさらに拡大することができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、配光分布のばらつきが大きなワークを検査対象とする場合でも、被検査面の傾斜角度の変化に対する感度が高い反射光をカメラに入射させることができるので、凹凸欠陥を精度良く検出することができる。また、光源の光軸方向や照明光の方位を調整することによって、照明の範囲を絞り込まなくとも凹凸欠陥を検出することが可能になるので、効率良く検査を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、この発明が適用された欠陥検査用の光学系の構成例を示す。
この光学系は、樹脂や金属などの材料により成形されたワークの表面の欠陥を検出する処理に用いられる画像を生成するためのもので、カメラ１、２個の光源２，３、およびハーフミラー４を主要構成とする。
【００３３】
図中、Ｗは検査対象のワークであり、Ｏは、ワークＷ上に定められた撮像ポイントを、ＲはワークＷ上のカメラ１の視野に対応する領域（カメラ１により撮像される領域である。以下、この領域Ｒを「視野対応領域」という。）を、それぞれ示す。なお、この図１をはじめとする以下のワークＷの図示では、便宜上、その表面を平坦面として示すが、実際のワークＷの表面は、曲率の異なる複数の曲面の組み合わせとして構成されることが多い。
【００３４】
カメラ１は、カラー画像を生成するもので、その光軸Ｌを撮像ポイントＯにおける法線の方向に対応させた状態で配備される。
【００３５】
この実施例では、ワークＷの表面に含まれる種々の曲面からの正反射光をカメラ１に入射させる必要があるため、各光源２，３は、視野対応領域Ｒ内のほぼ全域に広がる拡散光を照射するように構成される。たとえば、複数のＬＥＤが内蔵されたケース体の前面に拡散板が配備された構成の面状光源として構成される。これらの光源のうち、カメラ１に近い方の光源３からの光は、ハーフミラー４を介して、カメラ１の光軸Ｌに沿う光としてワークＷに照射される（以下、この光源３を「同軸落射照明用光源３」という。）。他方の光源２は、カメラ１の光軸に対して斜めの方向からの光をワークＷに照射する（以下、この光源を「斜め入射照明用光源２」という。）。
【００３６】
上記の光学系が導入された検査装置では、ワークＷの表面の凹凸欠陥を検出する検査を行う場合に、検査対象のワークＷの反射特性に応じて、使用する光源を切り換える。具体的には、照明光に対する正反射光が特定の方向に集中する傾向が高いワークＷについては、同軸落射照明用光源３を使用する。この光源の照明による検査では、欠陥がないときにはワークＷからの正反射光の大半がカメラ１に入射するのに対し、凹凸欠陥がある場合には、カメラ１に入射する正反射光の量が大幅に減少し、凹凸欠陥が周囲より暗い領域として現れる画像が生成される。この検査の原理は、特許文献１に開示したものと同様であるので、詳細な説明については省略する。
【００３７】
一方、メタリック塗装や金属メッキ加工がなされたワークなど、正反射光の配光分布のばらつきが大きなワークＷを検査する場合には、斜め入射照明用光源２を使用する。この光源２は、撮像ポイントＯに対し、特定の角度範囲に限定された方位から拡散光を出射する。また光源２の光軸の方向は、検査対象のワークＷの配光特性に基づき、凹凸欠陥の検出に最も適した角度から光を照射できるように調整される。
【００３８】
以下、配光分布のばらつきが大きいワークの代表例であるメタリック塗装ワークを検査対象として、斜め入射照明により、ワーク表面の凹凸欠陥を検出する処理について詳細に説明する。なお、以下では、特に断らない限り、「ワークＷ」はメタリック塗装ワークを指すものとする。
【００３９】
図２の上段は、凹凸欠陥のあるワークＷに同軸落射照明を施した場合の正反射の状態を示す。この図では、被検査面内の平坦な部分に含まれる２点ａ，ｄ、および欠陥上の２点ｂ，ｃの計４点について、それぞれ同軸落射照明光（図中、実線の矢印で示す）に対して各方向における正反射光の強度を網点の領域に模して示す（領域の輪郭線が正反射光の強度を表している。）。さらにこれらの反射光のうち、カメラ１の光軸に沿って進む正反射光を、点線矢印で示している。
【００４０】
図２の下段のグラフは、この照明下での撮像により生成された画像において、点ａ，ｂ，ｃ，ｄに対応する点を通るライン上の明るさの分布を示す（後記するノイズ成分を含まない模式的な曲線である。）。
【００４１】
上記の図２によれば、凹凸欠陥によって傾斜角度が変化すると、最も強い正反射光が進行する方向（ワークＷの表面への照明光に対する理論上の正反射方向）はカメラ１の光軸に対応しない状態になるが、代わりにカメラ１の光軸に対応する方向でも、かなりの量の正反射光が進行する。このため、カメラ１に入射する正反射光の量、およびにこれに基づく画像の明るさ分布に、顕著な差が生じない状態となる。
【００４２】
図３は、上記と同様のワークＷに斜め入射照明を施した場合について、図２と同様に、４点ａ，ｂ，ｃ，ｄにおける正反射光の広がり範囲と、画像上の各点を通るラインにおける明るさ分布とを示したものである。
【００４３】
撮像ポイントＯに対する方位を限定して斜め入射照明を行った場合には、欠陥のない部分（ａ，ｄ点）でも、理論上の正反射方向がカメラ１の光軸に対応せず、この方向を中心に広がる強い反射光がカメラ１に入射しない状態となる。このため、同軸落射照明のときと同じ光量の照明が行われても、カメラ１に入射する正反射光の量が、同軸落射照明の場合よりも小さくなる。しかし、正反射光の各進行方向の中で近傍の方向に対する反射光強度に対する差が大きな方向をカメラ１の光軸に対応させることができるので、凹凸欠陥によって被検査面の傾斜角度が種々に変化すると、その変化に応じて、カメラ１への正反射光の入射量に大きな変化が生じる。これに伴い、画像上の明るさも凹凸欠陥に対応する箇所で大きく変化する。
【００４４】
したがって、斜め入射照明用光源２による照明下での撮像により得られた画像であれば、正反射光の配光分布のばらつきが大きなワークＷの凹凸欠陥を検出する場合の検出精度を高めることができる。よって、生成された画像上で明暗の大きな部分を検出することにより、凹凸欠陥を精度良く検出することができる。また、斜め入射照明用光源２からの光は拡散光であるので、視野対応領域Ｒ内の面に若干の曲率があっても、光の照射範囲に含まれる各位置を欠陥の検出に適した入射角度の光で照明することができる。よって、光の照射範囲を絞り込まなくとも欠陥の検出精度を確保することができるから、検査時間が長くなるおそれがない。
ただし、実際に種々のワークＷを検査する場合には、以下の課題を解決する必要がある。
【００４５】
＜課題１＞
図４は、メタリック塗装が施された２種類のワークＡ，Ｂについて、それぞれの表面からの正反射光の配光分布を示す曲線を対比して示す。これらの曲線に示すように、ワークの正反射光の配光分布の特性は、塗料の成分や配合比率等によって異なるものになる。
また、この配光分布のグラフは、照明光の照射面積によっても変動する。したがって、配光分布を求めるには、実際に使用する照明を用いて実験する必要がある。または、指向性のある細かいビームを照明光とした実験を行い、その実験結果を元に、実際に使用する照明の大きさを考慮したシミュレーションを行って、各方向における正反射光の強度を算出する場合もある。
【００４６】
図４の例では、２種類のワークＡ，Ｂについて、それぞれ反射分布曲線中で、図３に示した検出条件にあてはまる範囲を、Ｐ，Ｑとして示している。これらＰ，Ｑに示されるように、検査に適した正反射光の方向は、ワークＷの正反射光の配光分布特性によって異なるものとなる。したがって、あらかじめ検査対象のワークＷの種類毎に、正反射光の配光分布から図３に示したような結果が得られる範囲を特定し、被検査面からの正反射光の進行方向のうち、特定した範囲にある方向がカメラ１の光軸に対応する方向になるように、斜め入射照明の角度を調整する必要がある。これが第１の課題である。
【００４７】
図３に示したような明るさ分布の大きな画像を得るには、正反射光の配光分布曲線中の変化が急峻な範囲がカメラ１の光軸に対応するように設定するのが望ましい。加えて、被検査面に凹凸欠陥がある場合には、その欠陥からカメラ１に入射する正反射光に、図３のｂ、ｃ点間におけるような顕著な強度差が生じるようにするのが望ましい。
【００４８】
正反射光の配光分布とカメラ１の光軸との対応関係を上記のように設定するには、たとえば、正反射光の配光分布中で、正反射光の強度が最大になる方向よりずれた範囲であって、所定の角度単位を隔てた方向に対する正反射光の強度の変化量が当該配光分布中で最大になる方向およびその近傍の方向を含み、正反射光の強度が０より大きい所定値以下になる方向を含まないような範囲を特定し、照明光に対する正反射光のうち、上記の特定された範囲に含まれる方向に進む正反射光がカメラに入射するように、照明光の照射角度を調整すればよい。または、上記の角度単位あたりの正反射光の強度の変化量が所定の基準値を上回る範囲を特定し、同様の調整を行ってもよい。この調整のためには、たとえば正反射光の配光分布のグラフを微分して、角度単位あたりの正反射光の変化量を正確に求めてもよいが、角度単位あたりの正反射光の変化量を特に意識しなくとも、結果として同様の設定が行われていればよい。たとえば、配光分布のグラフから十分に大きな角度範囲（たとえば１０°程度の開きがある範囲）であって、他の同等の広さの範囲よりも正反射光の変化量が大きくなる範囲がカメラ１の光軸に対応するようにしてもよい。
【００４９】
＜課題２＞
斜め入射照明によって凹凸欠陥を検出するには、図３に示したように、凹凸欠陥からの反射光の強度に大きな変化が生じるようにする必要があり、そのために撮像ポイントＯに対する斜め入射照明光の方位を所定の角度範囲に限定する必要がある。しかし、実際の光源２からは、図３に示したような平行光ではなく、拡散光が発せられるため、欠陥がない部位であって、そのすべてが光照射範囲内に含まれる場合でも、光源に対する位置関係が変わると、カメラ１に入射する正反射光に対応する照明光の角度が変わる。したがって、正反射光の配光分布とカメラ１の光軸との対応関係も場所によって異なるものになるから、カメラ１に入射する正反射光の強度は一様にならず、明るさの偏った画像が生成される。しかし、このような画像では、凹凸欠陥の検出に必要な明るさを確保できない領域が生じる可能性がある。
【００５０】
図５の上段は、ワークＷ上の２点ｅ，ｆについて、それぞれ斜め入射照明用光源２からの拡散照明光のうち、カメラ１に入射する正反射光に対応する照明光を、この照明光に対する正反射光が進行する範囲とともに表したものである。また図５の下段は、上記の照明下での撮像により生成された画像について、点ｅ，ｆを通るライン上の明るさ分布を示すグラフである。
【００５１】
これらに図示されているように、光源２から遠ざかるにつれて、正反射光の撮像に適した照明光の入射角度が小さくなり、これに伴ってカメラ１に入射する正反射光（点線矢印で示す。）の強度も小さくなるので、図５のグラフに示すように、光源２から遠い位置ほど明るさの弱い画像が生成される。被検査面が傾斜していたり、曲率を有する場合には、この反射光の強度の偏りはさらに大きくなる可能性がある。
【００５２】
このように、カメラ１に入射する正反射光の強度に偏りがあると、特に正反射光の弱い場所では、凹凸欠陥の検出精度を確保できない状態となる。また画像の明るさを確保するために照明光のパワーを上げると、明るい側の領域の明るさが飽和してしまい、そちらの領域における欠陥検出に支障が生じるおそれがある。
【００５３】
したがって、斜め入射照明により凹凸欠陥を検出する場合には、あらかじめ凹凸欠陥における明るさの変化を検出するのに必要な明度の許容値の範囲を定め、視野対応領域Ｒ内の光が照射される範囲（すなわち検査対象領域）の全域にわたって、この許容値の範囲に含まれる強さの正反射光が進む方向がカメラ１の光軸に対応するように、照明光の入射角度および照射面の大きさを調整する必要がある。これが第２の課題である。
【００５４】
＜課題３＞
図５に示したように、正反射光の配光分布中のカメラ１の光軸に対応する方向が場所によって異なるということは、被検査面の傾斜角度の変化に対する感度も場所によって異なるということである。言い換えれば、同じ大きさの凹凸であっても、その発生場所によって、明るさの度合いやその明るさの変化の度合いが異なる画像が得られると考えられる。また、ワークＷの表面には欠陥とは言えない微小な凹凸があり、これらの微小凹凸に起因するノイズ成分が重畳した反射光がカメラ１に入射するが、上記した画像上の明るさ度合いや変化の度合いのばらつきは、これらのノイズ成分についても同様に生じる。すなわち、画像が明るくなるにつれて、ノイズ成分も大きくなり、これが欠陥として誤検出されるおそれがある。
【００５５】
したがって、凹凸欠陥を検出するための画像処理では、上記のノイズ成分の大きさのばらつきを考慮した処理を行う必要がある。これが第３の課題である。
【００５６】
＜課題４＞
実際のワークＷは、種々の形状を有するので、斜め入射照明光の方位が限定されると、ワークＷの形状によっては、被検査面に十分な照明光が届かず、検査が不可能になるおそれがある。
【００５７】
たとえば、図６のように、平坦な上面を有する本体部Ｗａの一端に突出部Ｗｂを有するワークＷについて、本体部Ｗａの検査時に、突出部Ｗｂの背後から光を照射する場合と、突出部Ｗｂのない側から光を照射する場合とを考えてみる。前者のケースでは、図７（１）に示すように、突出部Ｗａによって照明光が妨げられて影ＳＨが発生し、その発生箇所に対する検査が不可能になる可能性がある。これに対し、突出部Ｗｂがない側からの照明光は、図７（２）に示すように、全く妨げられずに本体部Ｗａの上面全域に照射されるから、良好な画像を得ることができる。
【００５８】
したがって、凹凸欠陥の検出のために、撮像ポイントＯに対する斜め入射照明光の方位を限定する場合には、その方位をワークＷの形状等に応じて切り換えられるようにするのが望ましい。これが第４の課題である。
【００５９】
図８は、上記の課題を考慮した光学系の構成を示す。
この実施例では、斜め入射照明用光源２として、撮像ポイントＯに対し全方位から光を照射することが可能な光源を配置している。その他の構成は、図１と同様であるので、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００６０】
この実施例の斜め入射照明用光源２は、外形が円筒状で、中央部にカメラ１の覗き穴２１が形成されたケース体２０の内部に、複数個のＬＥＤ２２を、覗き穴２１を取り囲むように、複数列にわたって配列した（たとえば同心円状に配列する）構成をとる。各ＬＥＤ２２は、いずれもその光軸をカメラ１の光軸に平行にして、基板２３上に配線される。
【００６１】
ケース体２０内の基板２３より下方の空間は、覗き穴２１からの距離に応じて３つの領域ｓ，ｔ，ｕに分割されている（各領域ｓ，ｔ，ｕは、たとえばドーナツ型の領域になる。）
【００６２】
ケース体２０の下部は開口しており、その開口部に光拡散部材２４が設けられている。この光拡散部材２４は、領域ｓ，ｔ，ｕに応じた大きさの３つの傾斜面２４ｓ，２４ｔ，２４ｕを連続させた構成のもので、各傾斜面２４ｓ，２４ｔ，２４ｕは、除き穴２１から遠ざかるほど急になるように設定されている。
【００６３】
さらに、この斜め入射照明用光源２は、領域ｓ，ｔ，ｕのいずれか１つを選択して、その選択した領域のＬＥＤ２２のみを点灯できるように設定されている。よって、ワークＷに対する斜め入射照明の角度を３段階に切り換えることができる。
【００６４】
また領域ｓ，ｔ，ｕは、それぞれ図示しない複数のブロックに分割されており、ＬＥＤ２２を点灯させるブロックを選択することにより、撮像ポイントＯに対する斜め入射照明光の方位を切り換えることができる。
【００６５】
上記構成の斜め入射照明用光源２によれば、ワークＷの反射特性に応じて３つの領域のいずれかを選択することによって、凹凸欠陥の検査に適した方向からの照明を行うことができる。
【００６６】
図９は、所定のワークＷ（図示していないが、凹凸欠陥があるものとする。）について、３つの領域のうちの中央の領域ｔと、最も外側に位置する領域ｕとを、それぞれ選択して撮像を行った場合の画像上の明るさ分布（０〜２５０階調の範囲で示している。）を示す（図９の（Ａ）（Ｃ）は、領域ｔからの照明下で得られたものであり、（Ｂ）は領域ｕからの照明下で得られたものである。）。
【００６７】
この例では、領域ｔからの照明光は、領域ｕからの照明光よりも、ワークＷに対する入射角度が大きい光となるので、カメラ１に入射する反射光の強度もより強くなり、欠陥に対する明るさの変化量もより大きくなる。しかし、図９（Ａ）の例では、画像上の明るさ変化の頂点が飽和しているので、欠陥の検出に適した照明が行われているとは言えない。勿論、照明パワーを下げることによって飽和を解消することも可能であるが、そのような方法をとると、図９（Ｃ）に示すように、画像全体の明るさレベルが低下する。また、図中に矢印で示したように、明るさのレベルが５０階調付近にまで落ち込んでしまうと、この部分で欠陥を検出するのは困難になってしまう。
【００６８】
図９（Ｂ）は、照明パワーを落とさずに、領域ｕを選択して照明を行った場合の画像における明るさ分布である。この画像では、明るさの変動幅は若干小さくなるが、その変動の範囲は、画像上に表現可能な明るさの範囲に含まれ、また欠陥の検出に必要な明るさレベルも確保されている。したがって、図９の例では、領域ｕを選択するのが望ましいと考えられる。
【００６９】
上記の点を考慮して、図９の光学系を用いた凹凸欠陥の検査では、まず検査対象のワークＷに対する実験により正反射光の配光分布を求め、この配光分布の中から、シミュレーションによって欠陥の検出に適した範囲（＜課題１＞で説明したもの）を特定する。さらに、ユーザが検出したい凹凸欠陥の大きさや傾斜角度に基づき、この欠陥への照明光に対する正反射光の進行方向のうち、上記の特定された範囲にある方向がカメラ１の光軸に対応するように、斜め入射照明光の方向を定める。このときには、撮像対象領域Ｒのいずれの位置でも、カメラ１の光軸に対応する方向に進行する正反射光の強度が所定の許容値の範囲（＜課題２＞で説明したもの）に含まれるようにすることも、考慮する必要がある。
【００７０】
このようにして、斜め入射照明光の方向が特定されると、領域ｓ，ｔ，ｕの中から、特定された方向に最も近い方向から光を照射することが可能な領域を選択する。このような設定処理により、前記した４つの課題のうちの課題１，２を解決することができる。
【００７１】
さらに、ワークＷの形状に応じて、被検査面を良好に照明するのに必要な斜め入射照明光の方位を特定し、その方位に対応するブロックを選択する。これにより課題４を解決することができる。
【００７２】
なお、課題３については、照明方法ではなく、画像処理により解決すべき問題であるので、後で説明する。
【００７３】
上記の設定処理において、欠陥部分を基準に、カメラの光軸と正反射光の進行方向との対応関係を定めるのは、図３に示したように、凹凸欠陥の傾斜の変化を画像上で明暗の変化として検出するためである。なお、この設定処理は、シミュレーションによるものに限らず、たとえば、検出すべき欠陥を有する不良モデルを、ＬＥＤ２２を点灯させる領域やブロックの組み合わせを種々に切り換えながら撮像し、欠陥の検出に最も適した画像が得られたときの組み合わせを、検査に適した照明の設定として確定してもよい。
【００７４】
図８に示した光学系によれば、正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークＷについて、ワークＷの反射特性や形状等に応じて斜め入射照明用光源２からの照明光の入射角度や方位を選択することにより、凹凸欠陥を精度良く検出することが可能になる。また、正反射光の配光分布のばらつきが小さいワークＷを検査対象とする場合には、同軸落射照明用光源１を使用すれば良いから、種々のワークＷの凹凸欠陥検査に対応することができる。
【００７５】
さらに、上記構成の検査装置では、斜め入射照明用光源２からの照明によって、ワークＷの表面の色彩欠陥を検出することもできる。この検査は、欠陥の有無によってカメラ１に入射する拡散反射光が変化する現象を利用するものである。
【００７６】
たとえば、ワークＷの本来の色彩よりも拡散反射性の低い色彩による欠陥が生じている場合には、欠陥部分からの拡散反射光は正常部分からの拡散反射光より小さくなり、画像では周囲より暗い領域として現れる。反対に、本来の色彩よりも拡散反射性の高い色彩による欠陥が生じている場合には、欠陥部分からの拡散反射光は正常部分からの拡散反射光よりも大きくなり、画像では周囲より明るい領域として現れる。
【００７７】
色彩欠陥を検査する場合にも、ワークＷの反射特性に応じて、検査に適した強度の拡散反射光がカメラ１に入射するように、ＬＥＤ２２を点灯させる領域を選択するのが望ましい。しかし、ブロックについては選択をせず、選択した領域内の全てのブロックを点灯させることによって、全方位から斜め入射照明を行うのが望ましい。色彩欠陥の検査では、凹凸欠陥の検査のように反射光の配光分布とカメラ１の光軸との関係を変化させる必要がなく、欠陥の検出精度を確保するために、画像の明るさをできるだけ均一にするのが望ましいからである。
【００７８】
ただし色彩欠陥の検査のために全方位から斜め入射照明を行う場合には、この検査と凹凸欠陥の検査とを同時に実行することはできない。しかし、視野対応領域Ｒを変更する必要はないから、ワークＷとカメラ１との位置関係を固定したまま、ＬＥＤ２２の点灯範囲を切り換えて２とおりの照明を行い、照明毎に撮像を実行すればよい。この場合、検査に要する時間は若干長くはなるが、２種類の検査を安定して行うことができる。
【００７９】
図１０は、欠陥検査装置の光学系の他の構成を示す。
この光学系は、基本的には図８のものと同様であるが、斜め入射照明用光源２の各領域ｓ，ｔ，ｕに、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの各色彩光を発する３種類のＬＥＤ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが組み込まれる。
【００８０】
上記の構成によれば、色彩欠陥の検査を行う場合に、ワークＷの色彩に応じて照明光の色彩を変更することができるから、色彩欠陥の検出精度をさらに高めることができる。また、この構成では、正反射光の配光分布のばらつきが小さいワークＷについて、光源２，３を同時に点灯して１回の撮像を行うことにより、色彩欠陥の検査と凹凸欠陥の検査とを行うことができる。
これらの処理の内容や照明色の選択方法については、前出の特許文献１に詳しく開示しているので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８１】
図１１は、欠陥検査装置の具体例を示す。
この欠陥検査装置は、カメラ１、照明装置５、６軸ロボット６、ロボットコントローラ７、および制御処理装置１０（図１２に示す。）などにより構成される。
【００８２】
この欠陥検査装置は、携帯電話のケース体などの樹脂成形品を検査対象とするもので、カメラ１の下方には、検査対象のワークＷが複数収容されたワークトレー８が配備される。
【００８３】
カメラ１と照明装置５とは、図８または図１０に示した光学系を構成するもので、照明装置５には、斜め入射照明用光源２、同軸落射照明用光源３、およびハーフミラー４が含まれる。なお、カメラ１および照明装置５は、図示しない支持部材により固定されている。
【００８４】
６軸ロボット６は、検査対象のワークＷをカメラ１により撮像可能な位置で支持するためのもので、所定大きさの基台６６上に、アーム支持部６０、４個の中間アーム６１〜６４、および先端アーム６５を順に連結した構成のものである。各連結部には、それぞれ回転軸ｃ１〜ｃ６が含まれている。また先端アーム６５の先端部には、吸着機構を有するフランジ部（図示せず。）が設けられる。ワークＷは、その裏面をフランジ部に吸着させた状態で支持される。
【００８５】
ロボットコントローラ７は、制御処理装置１０からのコントロール信号に基づき、６軸ロボット６の吸着機構や各回転軸ｃ１〜ｃ６の動作を制御することによって、ワークトレー８からワークＷを１つ取り出し、カメラ１の前方まで運搬する。以後も、回転軸ｃ１〜ｃ６の回転量や回転方向を制御することにより、ワークＷの支持位置や姿勢を種々の状態に変化させて、ワークＷのあらかじめ定められた複数の撮像ポイントＯにカメラ１の光軸を順に合わせる。いずれの撮像ポイントＯについても、その法線の方向がカメラ１の光軸に対応するように、ワークＷの姿勢が調整される。
【００８６】
図１２は、制御処理装置１０の電気構成を示す。
この制御処理装置１０には、ＣＰＵ１０１やプログラムが格納されるメモリ１０２のほか、入力部１０３、出力部１０４、光源制御部１０５、カメラ制御部１０６、ロボット制御部１０７、検査画像メモリ１０８、基準画像メモリ１０９、パラメータ保存用メモリ１１０などが設けられる。
【００８７】
光源制御部１０５は、各光源２，３のオン／オフや照明光量などを制御し、カメラ制御部１０６は、カメラ１の撮像動作を制御する。ロボット制御部１０７は、前出のロボットコントローラ７にコントロール信号を出力することにより、６軸ロボット６の動作を制御する。
【００８８】
検査画像メモリ１０８には、検査対象のワークＷの撮像により生成された画像（以下、「検査画像」という。）が保存される。基準画像メモリ１０９には、検査に先立ち、ワークＷの良品モデルの撮像により生成された画像（以下、「基準画像」という。）が保存される。
【００８９】
パラメータ保存用メモリ１１０には、検査に必要な各種パラメータが保存される。たとえば、６軸ロボット６の動作制御に必要な設定データ、光源２，３の点灯制御用のデータ（斜め入射照明用光源２については、点灯する領域やブロックを特定するデータを含む。）、検査の際の画像処理で使用する２値化しきい値（詳細は後記する。）などが保存される。基準画像や各種パラメータの値は、いずれも検査に先立つティーチングモードにおいて、シミュレーションプログラムによる解析処理やユーザの設定操作に基づき特定される。
【００９０】
入力部１０３は、上記のティーチングの際に、各種データを入力したり、確定操作を行うために使用される。出力部１０４は、この設定結果や検査の際の検査結果を出力するためのもので、図示しない外部機器やモニタへのインターフェース回路として構成される。
【００９１】
上記の制御処理装置１０では、光学系や６軸ロボット６の動作を統括制御して、検査に適した撮像を行わせるとともに、カメラ１により生成された検査画像に対し、欠陥検出のための画像処理を実行し、その処理結果を用いて欠陥の有無を判別する。
【００９２】
欠陥検出のための画像処理では、検査画像と基準画像との差分演算処理を行った後、その演算により生成された差分濃淡画像を２値化する。この２値化処理では、前記した課題３を考慮して、各画素の座標に応じて２値化しきい値を変動設定する。
【００９３】
図１３は、上記の差分演算処理の具体例を２値化しきい値の設定例とともに示す。図中、左上のグラフは検査画像上の所定の１ラインにおける明るさ分布を示し、左下のグラフは、基準画像上の対応するラインにおける明るさ分布を示す。いずれのグラフも、先の図示のような模式図ではなく、斜め入射照明下の撮像により生成された実際の画像から求めたもので、ノイズに起因する細かい振幅が含まれている。また、各グラフとも、左から右に向かう方向に沿って明るさのベースラインが徐々に高くなっているが、これは先の図５に示した現象に起因するものである。
【００９４】
図１３の右側のグラフは、上記２つのグラフの差分演算処理により得られたものである（ただし実際の画像処理では、画像全体の差分演算を実行する。）。
この実施例では、課題３を考慮して、この差分演算後の信号に適用するしきい値についても、図中の破線ＴＨに示すように、ベースの明るさが大きい位置ほど大きな値を設定している。この後は、しきい値を超えた成分の大きさを計測し、その計測値が所定の基準値を上回るか否かによって、凹凸欠陥の有無を検出する。
このような処理により、正反射光の配光分布とカメラ１の光軸との対応関係が被検査面上の位置によって変化し、その変化によってノイズ成分の大きさが変化しても、欠陥の検出精度を確保することができる。
【００９５】
図１４は、上記構成の欠陥検査装置が実行する検査の手順を示す。なお、以下では、斜め入射照明による凹凸欠陥の検査を行うことを想定して、この手順を説明するが、その他の検査についても、同様の手順を適用することができる。
【００９６】
まず最初のステップ１では、カメラ１、斜め入射照明用光源２、および６軸ロボット６の動作を制御することにより、カメラ１の光軸をワークＷの所定の撮像ポイントに合わせる。この位置合わせが完了すると、斜め入射照明を施しながら撮像を行う。
【００９７】
つぎのステップ２では、上記の撮像により生成された検査画像について、基準画像に対する差分濃淡画像を生成する。具体的には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色データ毎に、両画像間の差分演算処理を実行し、さらに色データ毎の差の平均を求める。これにより、ワークＷに凹凸欠陥がある場合には、基準画像に対する検査画像の明るさの違いを現した濃淡画像データが生成される。
【００９８】
なお、このステップ２の処理の前に、検査画像に平滑化処理を施して、微小凹凸による細かい振幅を減らすようにしてもよい。この場合は、基準画像としても、あらかじめ同様の処理を施したものが登録され、これら平滑化後の画像を用いて差分演算処理が行われることになる。
【００９９】
ステップ３では、ステップ２で生成された差分濃淡画像を２値化する。この２値化処理では、先の図１３を用いて説明したように、画像上の位置によって値が異なる２値化しきい値を使用する。
【０１００】
ステップ４では、２値化後の画像にラベリング処理を実行する。ステップ３，４の処理により、凹凸欠陥により、基準画像に対しノイズ以上の明るさの差が生じている箇所に、それぞれ個別のラベルが付された領域として特定される。
【０１０１】
ステップ５では、ラベル付けされた領域毎に、その領域の面積を求め、面積が所定値以上の領域を欠陥として認識する。さらに、領域毎の認識結果を統合することにより、欠陥の有無を最終判定する。この後、ステップ６で判定結果を出力し、処理を終了する。
【０１０２】
なお、上記の実施例の検査装置では、種々の反射特性を有するワークＷについて、凹凸欠陥や色彩欠陥の検査を効率良く行うために、カメラ１の光軸を撮像ポイントＯにおける法線の方向に対応させているが、正反射光の配光分布のばらつきが大きいワークＷに対する凹凸欠陥検査を行うだけであれば、必ずしもそのように設定しなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】欠陥検査用の光学系の基本構成を示す説明図である。
【図２】同軸落射照明により凹凸欠陥を検出する場合の問題点を示す説明図である。
【図３】斜め入射照明による凹凸欠陥の検出の原理を示す説明図である。
【図４】ワークＷの種毎の正反射光の配光分布を示すグラフである。
【図５】画像に明るさの偏りが生じる現象を示す説明図である。
【図６】ワークＷに対する照明の方位の設定例を示す説明図である。
【図７】図６の各方位による照明状態を対比して示す説明図である。
【図８】欠陥検査用の光学系の具体的構成を示す説明図である。
【図９】図８の斜め入射照明用光源に対する領域の選択例を示す説明図である。
【図１０】欠陥検査用の光学系の他の例を示す説明図である。
【図１１】欠陥検査装置の構成例を示す説明図である。
【図１２】欠陥検査装置の電気構成を示すブロック図である。
【図１３】実際の画像から求めた明るさ分布のグラフを用いて、欠陥検出のための差分演算処理とその後の２値化に使用されるしきい値の設定例を示す説明図である。
【図１４】検査の手順を示すフローチャートである。
【図１５】ワークＷの反射特性を種毎に対比させて示す説明図である。
【図１６】ワークＷの正反射光の配光特性を種毎に対比させて示す説明図である。
【図１７】欠陥のない状態、ある状態のそれぞれについて、同軸落射照明光に対する正反射光の反射状態を、ワークＷの種毎に対比させて示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｗ  ワーク
Ｏ  撮像ポイント
１  カメラ
２  斜め入射照明用光源
６  ６軸ロボット
７  ロボットコントローラ
１０  制御処理装置
１０１  ＣＰＵ
１１０  パラメータ保存用メモリ
１０５  光源制御部
１０６  カメラ制御部
１０７  ロボット制御部
【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図１０】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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