(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮影物に対して縞状照明を照射するとともに、前記被撮影物から得られた画像に基づいて該被撮影物に欠陥が存在するか否かを検査する欠陥検査方法であって、
機台に設けられた第１縞状照明照射手段から、前記被撮影物に第１縞状照明を直接照射するとともに、第２縞状照明照射手段からの第２縞状照明を、前記機台の貫通孔内に配置されたハーフミラーによって反射させ且つ前記貫通孔を介して前記被撮影物に照射する工程と、
撮影手段により、前記被撮影物の前記第１縞状照明及び前記第２縞状照明が照射された部位を、前記ハーフミラーを介して撮影する工程と、
を有し、
変位手段によって、前記機台、前記第２縞状照明照射手段、前記ハーフミラー及び前記撮影手段を変位させながら前記照射及び前記撮影を連続的に行うことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の検査方法において、前記第２縞状照明照射手段を、前記機台に形成された前記貫通孔に設け、且つ前記第２縞状照明を、前記第１縞状照明の進行方向に対して交差する方向に進行するように照射することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項２記載の検査方法において、前記貫通孔を四角形として形成し且つ前記第２縞状照明照射手段を前記貫通孔の第１内壁に設置し、さらに、前記第２縞状照明を、前記第１内壁に対向する第２内壁に指向して進行するように照射し、
前記ハーフミラーを、前記第２縞状照明照射手段とともに前記貫通孔を閉塞するように設け、且つ該ハーフミラーで前記第２縞状照明を反射させることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項４】
被撮影物に対して縞状照明を照射するとともに、前記被撮影物から得られた画像に基づいて該被撮影物に欠陥が存在するか否かを検査する欠陥検査装置であって、
貫通孔が形成されるとともに、前記被撮影物に第１縞状照明を直接照射する第１縞状照明照射手段が設けられた機台と、
前記貫通孔を介して前記被撮影物に第２縞状照明を照射する第２縞状照明照射手段と、
前記第２縞状照明を前記被撮影物に指向して進行する方向に反射させる前記貫通孔内に配置されたハーフミラーと、
前記被撮影物の前記第１縞状照明及び前記第２縞状照明が照射された部位を、前記ハーフミラーを介して撮影する撮影手段と、
前記機台、前記第２縞状照明照射手段、前記ハーフミラー及び前記撮影手段を変位させる変位手段と、
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項４記載の検査装置において、前記第２縞状照明照射手段は、前記機台に形成された前記貫通孔に、前記第２縞状照明が、前記第１縞状照明の進行方向に対して交差する方向に進行するように設けられることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項５記載の検査装置において、前記貫通孔が四角形をなし且つ前記第２縞状照明照射手段が前記貫通孔の第１内壁に設置され、前記第２縞状照明は、前記第１内壁に対向する第２内壁に指向して進行するように照射され、
前記ハーフミラーが、前記第２縞状照明照射手段とともに前記貫通孔を閉塞していることを特徴とする欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被撮影物に対して縞状照明を照射することで該被撮影物に欠陥が存在するか否かを検査する欠陥検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車車体の製造過程においては、自動車車体に対して塗装が行われる。これにより、塗膜が設けられる。ここで、塗膜には、数十μｍ程度の隆起、換言すれば、塗装欠陥が形成されることがある。このような塗装欠陥が形成されたままであると、美観が損なわれる。このため、塗膜を形成した後、塗装欠陥が存在するか否かを検査するようにしている。
【０００３】
この種の欠陥検査を行うための欠陥検査装置としては、特許文献１、２に記載されるように隆起の存在を検出し得るものが挙げられる。具体的には、特許文献１には、スリット照明源とハーフミラーを含む同軸落斜照明を構成し、明暗パターンが形成された照射部位を、カメラにて前記ハーフミラー越しに撮影する欠陥検査装置が開示されている。
【０００４】
なお、特許文献１には詳述されていないが、スリット照明源とハーフミラーはケーシングに収容される（特許文献１の図２参照）。ケーシングには貫通孔が形成されており、縞状照明は、ケーシング内でハーフミラーによって屈折した後、前記貫通孔を通過してケーシング外に導出され、さらに、自動車車体に入射する。
【０００５】
また、特許文献２記載の欠陥検査装置は、被撮影物に縞状の明暗パターンを形成するための縞状照明を発するスリット照明源を有する。被撮影物に照射された明暗パターンの反射光は、スリット照明源同士の間に形成された貫通孔を通過してハーフミラーに入射する。このハーフミラーによって、反射光がカメラ側に屈折する。その後、反射光（屈折光）が二値化処理され、隆起が存在するか否かが判断される。
【０００６】
以上の構成において、スリット照明源、ハーフミラー及びカメラは、変位手段の作用下に一体的に変位する。すなわち、明暗パターンの形成部位及び撮影部位が連続的に変化する。この変化に伴い、塗膜の全域にわたって欠陥検査が実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１１１４９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２２６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
貫通孔を通過した反射光を撮影する構成では、カメラの撮影範囲内に、照明を支持する機台の影が映ることがある。この場合、影の範囲に明暗パターンが形成されることはない。必然的に、この部位に欠陥が存在するか否かを判断することが困難となる。
【０００９】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、カメラの撮影範囲内に機台の影が写ることを回避し得、被撮影物に縞状の明暗パターンを形成することが可能な欠陥検査方法及びその装置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】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、被撮影物に対して縞状照明を照射するとともに、前記被撮影物から得られた画像に基づいて該被撮影物に欠陥が存在するか否かを検査する欠陥検査方法であって、
機台に設けられた第１縞状照明照射手段から、前記被撮影物に第１縞状照明を直接照射するとともに、第２縞状照明照射手段からの第２縞状照明を、前記機台の貫通孔内に配置されたハーフミラーによって反射させ且つ前記貫通孔を介して前記被撮影物に照射する工程と、
撮影手段により、前記被撮影物の前記第１縞状照明及び前記第２縞状照明が照射された部位を、前記ハーフミラーを介して撮影する工程と、
を有し、
変位手段によって、前記機台、前記第２縞状照明照射手段、前記ハーフミラー及び前記撮影手段を変位させながら前記照射及び前記撮影を連続的に行うことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、被撮影物に対して縞状照明を照射するとともに、前記被撮影物から得られた画像に基づいて該被撮影物に欠陥が存在するか否かを検査する欠陥検査装置であって、
貫通孔が形成されるとともに、前記被撮影物に第１縞状照明を直接照射する第１縞状照明照射手段が設けられた機台と、
前記貫通孔を介して前記被撮影物に第２縞状照明を照射する第２縞状照明照射手段と、
前記第２縞状照明を前記被撮影物に指向して進行する方向に反射させる前記貫通孔内に配置されたハーフミラーと、
前記被撮影物の前記第１縞状照明及び前記第２縞状照明が照射された部位を、前記ハーフミラーを介して撮影する撮影手段と、
前記機台、前記第２縞状照明照射手段、前記ハーフミラー及び前記撮影手段を変位させる変位手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明においては、被撮影物の、貫通孔が形成されていない部位に対向する部位には第１縞状照明照射手段からの第１縞状照明を照射し、且つ、貫通孔が形成された部位に対向する部位には第２縞状照明照射手段からの第２縞状照明を照射するようにしている。このため、被撮影物の、貫通孔が形成されている部位に対向する部位にも、縞状の明暗パターンが形成される。
【００１３】
しかも、第２縞状照明照射手段は同軸落斜照明を構成している。このため、第２縞状照明が機台によって遮られ難い。すなわち、被撮影物に影が形成されることを回避することが容易である。
【００１４】
特に、第２縞状照明照射手段を、機台に形成された貫通孔に設けるとよい。この場合、第２縞状照明を、第１縞状照明の進行方向に対して交差する方向に進行するように照射する。併せて、ハーフミラーを前記貫通孔に設ける。これにより、被撮影物に影が形成されることを一層容易に回避することができる。
【００１５】
とりわけ、貫通孔を断面四角形形状に設定し、且つ第２縞状照明照射手段を貫通孔の第１内壁に設置するとともに、前記第１内壁に対向する第２内壁に指向して進行するように第２縞状照明を照射するとよい。この場合、ハーフミラーと前記第２縞状照明照射手段とで貫通孔を閉塞するようにする。
【００１６】
又は、第２縞状照明照射手段を、機台に形成された貫通孔の上方開口近傍に設け、且つ第２縞状照明を、第１縞状照明の進行方向に対して交差する方向に進行するように照射するとともに、ハーフミラーを前記貫通孔の上方に設けて第２縞状照明を被撮影物に反射させるようにしてもよい。
【００１７】
以上のようにすることにより、第２縞状照明が機台によって遮られることが確実に回避される。すなわち、被撮影物に明確な縞状の明暗パターンが形成される。
【００１８】
撮影手段によって撮影された画像は、画像解析処理手段に送信される。画像解析処理手段が行う所定の画像解析処理（例えば、二値化処理）の結果に基づいて、被撮影物に欠陥が存在するか否かが判断される。ここで、被撮影物には、上記したように明確な明暗パターンが形成されている。このため、画像解析処理を精度よく行うことができるので、欠陥が存在するか否かを精度よく判断することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１縞状照明照射手段からの第１縞状照明を被撮影物に直接入射するとともに、同軸落斜照明を構成する第２縞状照明照射手段からの第２縞状照明を、ハーフミラーで反射させて被撮影物に入射するようにしている。このため、第２縞状照明が機台によって遮られ難くなるので、被撮影物に影が形成されることを回避することが可能となる。その結果、被撮影物に明確な縞状の明暗パターンが得られる。
【００２０】
従って、画像解析処理手段による画像解析処理（例えば、二値化処理）につき精度のよい結果が得られる。これにより、被撮影物に欠陥が存在するか否かを精度よく判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る欠陥検査装置を構成する機台の要部概略斜視図である。
【図２】図１に示す機台を含んだ欠陥検査装置の要部概略縦断面図である。
【図３】被撮影物である自動車車体に形成された縞状の明暗パターンを示す平面図である。
【図４】ハーフミラー及び第２スリット光源を貫通孔の上方に設けた欠陥検査装置の要部概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る欠陥検査方法につき、それを実施するための欠陥検査装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る欠陥検査装置１０を構成する機台１２の要部概略斜視図であり、図２は、欠陥検査装置１０の要部概略縦断面図である。この欠陥検査装置１０は、機台１２と、該機台１２に設けられた第１スリット光源１４（第１縞状照明照射手段）及び第２スリット光源１６（第２縞状照明照射手段）とを有し、第１スリット光源１４からの第１スリット光Ｌ１（第１縞状照明）、第２スリット光源１６からの第２スリット光Ｌ２（第２縞状照明）の双方を、被撮影物である自動車車体２０に入射させる。
【００２４】
図２に示すように、機台１２には、自動車車体２０に臨む下方側に収容室２２が形成されており、該収容室２２に複数個の白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）２４が収容される。白色ＬＥＤ２４により、第１スリット光源１４が構成される。白色ＬＥＤ２４が発した光は、透光カバー２６の透光部２６ａを通過して、鉛直下方の自動車車体２０側に進行する。
【００２５】
透光カバー２６には、複数個の遮光ライン２８が縞状に設けられる。白色ＬＥＤ２４が発した光は、遮光ライン２８が存在する箇所では遮られる。このため、自動車車体２０に入射する光がスリット状（縞状）となる。すなわち、第１スリット光Ｌ１が得られる。
【００２６】
機台１２の略中心には、断面が略長方形形状である貫通孔３０が厚み方向、換言すれば、鉛直方向に沿って形成されている。勿論、貫通孔３０が形成された部位には、白色ＬＥＤ２４は存在しない。
【００２７】
貫通孔３０の断面が略長方形形状であるため、該貫通孔３０は、内壁として、長辺壁と短辺壁をそれぞれ２個有する。前記第２スリット光源１６は、このうちの１個の長辺壁（第１内壁）に沿って設けられている。
【００２８】
ここで、第２スリット光源１６は、複数個の白色ＬＥＤを収容した透光カバー３４と、該透光カバー３４に設けられた遮光ライン３６とを有する。そして、白色ＬＥＤが発した光は、一部が透光カバー３４の透光部３４ａを通過するとともに一部が遮光ライン３６に遮られることでスリット状（縞状）となる。すなわち、第２スリット光Ｌ２が得られる。第２スリット光源１６が、鉛直方向に沿って延在する長辺壁に設けられているので、第２スリット光Ｌ２は、第１スリット光Ｌ１の進行方向（略鉛直下方）に対して交差する水平方向、具体的には、長辺壁に対向する他方の長辺壁（第２内壁）に指向して進行する。
【００２９】
貫通孔３０内には、ハーフミラー３８が鉛直方向に対して傾斜する姿勢で位置決め固定されている。このハーフミラー３８により、第２スリット光Ｌ２が鉛直下方に反射される。反射した第２スリット光Ｌ２は、貫通孔３０から導出されて自動車車体２０に入射する。このことから諒解されるように、第２スリット光源１６は、同軸落斜照明を構成している。
【００３０】
傾斜したハーフミラー３８の最下端は、第２スリット光源１６が設けられた長辺壁に対向する前記他方の長辺壁の最下端近傍に連接する。一方、最上端は、第２スリット光源１６の最上端近傍に連接する。従って、貫通孔３０は、第２スリット光源１６とハーフミラー３８とで閉塞された状態となっている。
【００３１】
ハーフミラー３８の上方には、撮影手段としてのカメラ４０が設けられる。このカメラ４０は、ハーフミラー３８を介して視認可能な部位、すなわち、第１スリット光Ｌ１及び第２スリット光Ｌ２が照射された部位を撮影する。
【００３２】
カメラ４０によって撮影された画像は、図示しない画像解析処理手段、例えば、コンピュータ等に送信される。該コンピュータは、例えば、二値化処理による画像解析を行い、その結果に基づいて欠陥が存在するか否かを判断する。このような画像解析処理及び判断手法は公知であり、従って、詳細な説明を省略する。
【００３３】
以上の構成において、機台１２及びカメラ４０は、図示しない変位手段（例えば、アクチュエータ等）によって一体的に変位する。これにより、第１スリット光Ｌ１及び第２スリット光Ｌ２を照射する部位、及びカメラ４０によって撮影する部位が連続的に変化する。
【００３４】
本実施の形態に係る欠陥検査装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、本実施の形態に係る欠陥検査方法との関係で説明する。
【００３５】
塗装が施された自動車車体２０に塗装欠陥が存在するか否かを判断するべく、前記変位手段を付勢して自動車車体２０の所定部位に機台１２を位置させる。その後、又は変位前に予め、第１スリット光源１４及び第２スリット光源１６の双方を点灯させる。
【００３６】
第１スリット光源１４が発した光は、一部が透光カバー２６の透光部２６ａを通過するとともに一部が遮光ライン２８に遮られる。これにより第１スリット光Ｌ１が形成され、該第１スリット光Ｌ１が鉛直下方の自動車車体２０に直接入射する。
【００３７】
第２スリット光源１６が発した光も同様に、一部が透光カバー３４の透光部３４ａを通過するとともに一部が遮光ライン３６に遮られる。これにより、第２スリット光Ｌ２が形成される。第２スリット光Ｌ２は、上記したように、対向する長辺壁に指向して水平に進行し、ハーフミラー３８に入射する。第２スリット光Ｌ２は、ハーフミラー３８によって反射し、その進行方向が鉛直下方に変化する。このようにして反射した第２スリット光Ｌ２は、自動車車体２０に入射する。
【００３８】
以上のように、自動車車体２０の、貫通孔３０が形成されていない部位に対向する部位には第１スリット光源１４からの第１スリット光Ｌ１が入射し、貫通孔３０が形成された部位に対向する部位には、第２スリット光源１６からの第２スリット光Ｌ２が入射する。
【００３９】
ここで、本実施の形態では、貫通孔３０内に第２スリット光源１６及びハーフミラー３８を設けるとともに、これら第２スリット光源１６及びハーフミラー３８を、両者で貫通孔３０を閉塞する大きさに設定している。このため、第２スリット光源１６が発した光が、貫通孔３０の内壁に遮られることがない。すなわち、自動車車体２０に機台１２の影が形成されることが回避される。これにより、自動車車体２０に、図３に示す縞状の明暗パターンＰ１が途切れることなく形成される。
【００４０】
カメラ４０は、この明暗パターンＰ１を撮影し、コンピュータ（画像解析処理手段）に画像情報として送信する。コンピュータは、この画像情報に対して二値化処理を実施し、その結果に基づいて、塗装欠陥としての隆起が存在するか否かを判断する。上記したように、自動車車体２０に機台１２の影が形成されることがなく明暗パターンＰ１が連続しているので、二値化処理を精度よく行うこと、換言すれば、隆起が存在するか否かを精度よく判断することが可能となる。
【００４１】
変位手段は、機台１２及びカメラ４０を連続的に変位させる。機台１２が変位することに伴い、第１スリット光源１４及び第２スリット光源１６も一体的に変位する。従って、第１スリット光Ｌ１及び第２スリット光Ｌ２の照射位置、及びカメラ４０による撮影部位、換言すれば、検査部位が変化する。これにより、自動車車体２０の広範囲にわたって欠陥検査が実施される。
【００４２】
明暗パターンＰ１内に隆起が存在すると判断されたときには、当該隆起に対し、例えば、所定のマーキング処理が行われる。隆起の個数が少ないときには、研削等によって当該隆起が除去される。一方、隆起の個数が多いときには、再塗装を行うようにすればよい。以上により、美観に優れる自動車車体２０が得られる。
【００４３】
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４４】
例えば、第２スリット光源１６及びハーフミラー３８の配設箇所は貫通孔３０内に特に限定されるものではなく、図４に示す位置であってもよい。具体的には、第２スリット光源１６を貫通孔３０の上方開口近傍に設けるとともに、ハーフミラー３８を貫通孔３０の上方に配設する。この場合も、第２スリット光源１６からの第２スリット光Ｌ２は、水平方向に先ず進行する。第２スリット光Ｌ２は、その後、ハーフミラー３８によって反射して鉛直下方に進行し、自動車車体２０に入射する。従って、図２に示す場合と同様の検査結果が得られる。
【００４５】
いずれの場合においても、自動車車体２０の側面に対して欠陥検査を行う場合、第１スリット光Ｌ１を水平方向に進行させればよい。この場合、第２スリット光Ｌ２は一旦鉛直方向に沿って進行し、ハーフミラー３８によって反射して水平方向に進行するようになる。
【００４６】
また、本発明における検査対象は、塗料に特に限定されるものではなく、その他の塗布物であってもよい。この場合においても、隆起が存在するか否かに基づいて欠陥が存在するか否かを判断することが可能である。
【００４７】
さらに、ハーフミラー３８の上方に反射鏡を設け、この反射鏡に映し出された部位をカメラ４０にて撮影するようにしてもよい。
【００４８】
そして、被撮影物が自動車車体２０に限定されるものではないことは勿論である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…欠陥検査装置                  １２…機台
１４…第１スリット光源              １６…第２スリット光源
２０…自動車車体                    ２４…白色発光ダイオード
２６、３４…透光カバー              ２６ａ、３４ａ…透光部
２８、３６…遮光ライン              ３０…貫通孔
３８…ハーフミラー                  ４０…カメラ
Ｌ１…第１スリット光                Ｌ２…第２スリット光
Ｐ１…明暗パターン
【図１】
0006367862.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006367862.tif 000004
【図４】
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