本發明涉及對在表面具有梨皮狀的區域的對象物的外觀進行檢查的技術。
背景技術:
一直以來,采用如下裝置,即,向立體的對象物照射光并拍攝,基于拍攝圖像來對對象物的外觀進行檢查。例如,在日本特開2005-17234號公報的外觀檢查裝置中,在對電路板上的圓頂狀焊錫的外觀進行檢查時,在從圓頂狀焊錫的左右兩側照射平行光的狀態下,獲取第一圖像,在從圓頂狀焊錫的前后兩側照射平行光的狀態下,獲取第二圖像。然后,求出第一圖像數據和第二圖像數據之差的絕對值即合成圖像,在合成圖像上呈放射狀地存在帶狀的陰影的情況下,檢測出芯片部件在圓頂狀焊錫的安裝不良。
另外,在日本特開2009-162573號公報的形狀識別裝置中,設置有對被檢查物進行拍攝的照相機、以照相機位中心進行旋轉的照明部,一邊變更照明部的照明角度一邊依次進行被檢查物的拍攝。在該形狀識別裝置中,被檢查物上的突起(不良形狀)的影子根據照明角度的變化而發生變化,所以能夠推定突起的形狀。
另一方面,在通過鍛造或鑄造形成的金屬部件(例如汽車部件)中,通過噴丸等進行表面加工,該表面成為微小的凹凸分布的梨皮狀的立體結構。在將這樣的金屬部件作為對象物的外觀檢查中,通過作業者的目視,檢測出對象物表面的凹痕和損傷等的缺陷。
但是,在作業者對上述對象物的檢查中,即使規定檢查基準,檢查的精度也因作業者的不同而發生偏差。另外,有可能因人為的失誤,而忽略了對象物中的缺陷。在基于對象物的拍攝圖像來檢測缺陷的情況下,由于入射到梨皮狀的表面的光進行擴散反射(漫反射),所以拍攝圖像中的灰度值的偏差(濃淡的局部的變化)變大,導致檢測出很多的假缺陷。
技術實現要素:
本發明適用于對在表面具有梨皮狀的區域的對象物的外觀進行檢查的檢查裝置,其目的在于,能夠高精度地對對象物的梨皮狀的表面中的缺陷進行檢測。
本發明的檢查裝置具有:
第一照明部,僅從一個方向向對象物的表面中的規定的對象區域照射光;
第二照明部,從多個方向向所述對象區域照射光;
拍攝部,對所述對象區域進行拍攝;
缺陷候補檢測部,通過對第一拍攝圖像和與所述第一拍攝圖像對應的第一參照圖像進行比較,來檢測出所述對象區域中的缺陷候補的區域作為第一缺陷候補區域,通過對第二拍攝圖像和與所述第二拍攝圖像對應的第二參照圖像進行比較,來檢測出所述對象區域中的缺陷候補的區域作為第二缺陷候補區域,所述第一拍攝圖像是從所述第一照明部照射光并由所述拍攝部獲取的圖像,所述第二拍攝圖像是從所述第二照明部照射光并由所述拍攝部獲取的圖像;
缺陷確定部,將在所述第一缺陷候補區域以及所述第二缺陷候補區域中重復的區域確定為所述對象區域中的缺陷區域。
根據本發明,能夠高精度地檢測出對象物的梨皮狀的表面中的缺陷。
在本發明的一個優選的方式中,所述第二照明部具有從多個方向分別向所述對象區域照射光的多個光源部,所述多個光源部中的一個光源部為所述第一照明部。
在該情況下,優選,檢查裝置還具有控制部,該控制部通過將所述多個光源部中的每一個依次用作所述第一照明部,來使所述拍攝部獲取多個第一拍攝圖像,所述缺陷候補檢測部通過對所述多個第一拍攝圖像和與所述多個第一拍攝圖像對應的多個第一參照圖像分別進行比較,來生成分別示出第一缺陷候補區域的多個第一缺陷候補圖像,所述缺陷確定部將在各第一缺陷候補圖像所示的所述第一缺陷候補區域、以及所述第二缺陷候補區域中重復的區域確定為所述對象區域中的缺陷區域。更優選所述多個光源部的個數為3以上。
本發明還適用于對在表面具有梨皮狀的區域的對象物的外觀進行檢查的檢查方法。本發明的檢查方法a)工序,通過第一照明部僅從一個方向向對象物的表面中的規定的對象區域照射光,并通過對所述對象區域進行拍攝的拍攝部獲取第一拍攝圖像;b)工序,通過第二照明部從多個方向向所述對象區域照射光,并通過所述拍攝部獲取第二拍攝圖像;c)工序,對所述第一拍攝圖像和與所述第一拍攝圖像對應的第一參照圖像進行比較,來檢測出所述對象區域中的缺陷候補的區域作為第一缺陷候補區域;d)工序,通過對所述第二拍攝圖像和與所述第二拍攝圖像對應的第二參照圖像進行比較,來檢測出所述對象區域中的缺陷候補的區域作為第二缺陷候補區域;e)工序,將在所述第一缺陷候補區域以及所述第二缺陷候補區域中重復的區域確定為所述對象區域中的缺陷區域。
上述的目的以及其他目的、特征、方式以及優點,通過參照附圖進行的以下的對本發明的詳細的說明就更加清楚。
附圖說明
圖1是表示檢查裝置的結構的圖。
圖2是表示檢查裝置的主體的俯視圖。
圖3是表示計算機實現的功能結構的框圖。
圖4是表示對象物的檢查的處理的流程的圖。
圖5是表示第一拍攝圖像的圖。
圖6是表示第一拍攝圖像的圖。
圖7是表示第一拍攝圖像的圖。
圖8是表示第二拍攝圖像的圖。
圖9是表示缺陷候補檢測部的結構的圖。
圖10是表示第一缺陷候補圖像的圖。
圖11是表示第二缺陷候補圖像的圖。
圖12是表示缺陷確定部的結構的圖。
圖13是表示缺陷區域圖像的圖。
圖14是表示檢查裝置的其他例的圖。
具體實施方式
圖1是表示本發明的一個實施方式的檢查裝置1的結構的圖。圖2是表示檢查裝置1的主體11的俯視圖。檢查裝置1是對在表面具有光澤的立體的對象物9的外觀進行檢查的裝置。對象物9例如是通過鍛造或鑄造形成的金屬部件,其表面是具有微小的凹凸的梨皮狀。對象物9例如是在萬向聯軸器中使用的各種部件(圓筒形的輪轂的軸、外圈、軛部等)。
如圖1所示,檢查裝置1具有主體11和計算機12。主體11具有工作臺2、工作臺轉動部21、拍攝單元3和光源單元4。對象物9載置在工作臺2上。工作臺轉動部21以朝向上下方向的中心軸J1為中心使對象物9與工作臺2一起轉動規定的角度。中心軸J1通過工作臺2的中央。在主體11上設置有用于防止外部的光到達工作臺2上的省略圖示的遮光罩,工作臺2、拍攝單元3以及光源單元4設置在遮光罩內。
如圖1以及圖2所示,拍攝單元3具有1個上方拍攝部31、4個斜方拍攝部32和4個側方拍攝部33。在圖2中省略上方拍攝部31的圖示(在后述的上方光源部41中也同樣)。上方拍攝部31位于工作臺2的上方并配置于中心軸J1上。通過上方拍攝部31能夠獲取從正上方對工作臺2上的對象物9進行拍攝得到的圖像。
如圖2所示,在從上側向下方觀察主體11的情況下(即,在俯視觀察主體11的情況下),4個斜方拍攝部32配置在工作臺2的周圍。4個斜方拍攝部32在以中心軸J1為中心的周向上以90°的角度間隔(間距)排列。在包含各斜方拍攝部32的拍攝光軸K2和中心軸J1的面中(參照圖1),拍攝光軸K2和中心軸J1所成的角度θ2約為45°。通過各斜方拍攝部32能夠獲取從斜上方對工作臺2上的對象物9進行拍攝得到的圖像。
在俯視觀察主體11的情況下,4個側方拍攝部33也與4個斜方拍攝部32同樣地配置在工作臺2的周圍。4個側方拍攝部33在周向上以90°的角度間隔排列。在包含各側方拍攝部33的拍攝光軸K3和中心軸J1的面中,拍攝光軸K3和中心軸J1所成的角度θ3約為90°。通過各側方拍攝部33能夠獲取從側方對工作臺2上的對象物9進行拍攝得到的圖像。上方拍攝部31、斜方拍攝部32以及側方拍攝部33例如具有CCD(Charge Coupled Device:電荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:互補金屬氧化物半導體)等,能夠獲取多灰度的圖像。上方拍攝部31、斜方拍攝部32以及側方拍攝部33由省略圖示的支撐部支撐。
光源單元4具有1個上方光源部41、8個斜方光源部42、8個側方光源部43。上方光源部41是呈以中心軸J1為中心的環狀排列多個LED(發光二極管)而成的光源部。環狀的上方光源部41以包圍上方拍攝部31的周圍的方式固定在上方拍攝部31上。通過上方光源部41,能夠從正上方沿與中心軸J1平行的方向向工作臺2上的對象物9照射光。
在俯視觀察主體11的情況下,8個斜方光源部42配置在工作臺2的周圍。8個斜方光源部42在周向以45°的角度間隔排列。各斜方光源部42是呈沿以中心軸J1為中心的圓周的切線方向延伸的桿狀排列多個LED而成的光源部。當將連接各斜方光源部42的出射面的中央和對象物9(的中心)的線稱為“照明軸”時,在包含該斜方光源部42的照明軸和中心軸J1的面中,該照明軸和中心軸J1所成的角度約為45°。在各斜方光源部42中,能夠從斜上方沿該照明軸向工作臺2上的對象物9照射光。在檢查裝置1中,8個斜方光源部42中的4個斜方光源部42分別固定在4個斜方拍攝部32上,剩余的4個斜方光源部42由省略圖示的支撐部支撐。
在俯視觀察主體11的情況下,8個側方光源部43配置在工作臺2的周圍。8個側方光源部43在周向上以45°的角度間隔排列。各側方光源部43是呈以中心軸J1為中心的圓周的切線方向延伸的桿狀排列多個LED而成的光源部。與斜方光源部42同樣,當將連接各側方光源部43的出射面的中央和對象物9的線稱為“照明軸”時,在包含該側方光源部43的照明軸和中心軸J1的面中,該照明軸和中心軸J1所成的角度約為90°。各側方光源部43能夠從側方沿著該照明軸向工作臺2上的對象物9照射光。在檢查裝置1中,8個側方光源部43中的4個側方光源部43分別固定在4個側方拍攝部33上,剩余4個側方光源部43由省略圖示的支撐部支撐。
例如,上方拍攝部31以及上方光源部41與對象物9之間的距離約55cm(厘米)。另外,斜方拍攝部32以及斜方光源部42與對象物9之間的距離約為50cm,側方拍攝部33以及側方光源部43與對象物9之間的距離約為40cm。在上方光源部41、斜方光源部42以及側方光源部43中,可以使用LED以外的種類的光源。
圖3是表示計算機12實現的功能結構的框圖。在圖3中,主體11的結構(工作臺轉動部21、拍攝單元3以及光源單元4)也用方框來表示。計算機12具有控制部60和缺陷檢測部61。控制部60承擔檢查裝置1的整體控制。缺陷檢測部61具有缺陷候補檢測部62和缺陷確定部63。缺陷候補檢測部62基于由拍攝單元3獲取的拍攝圖像對缺陷候補區域進行檢測。缺陷確定部63從缺陷候補區域中確定表示真缺陷的缺陷區域。后面詳細說明缺陷候補檢測部62以及缺陷確定部63。
圖4是表示檢查裝置1對對象物9的檢查的處理的流程的圖。首先,在工作臺2上載置檢查對象的對象物9(步驟S11)。在工作臺2上設置有例如對準用的多個銷,通過使對象物9的預先設定的部位與該多個銷抵接,在工作臺2上的規定位置將對象物9以規定的朝向配置。接著,在控制部60中,基于操作者的輸入等,獲取針對工作臺2上的對象物9的拍攝設定信息(步驟S12)。在此,拍攝設定信息表示在拍攝單元3中使用的拍攝部(以下稱為“選擇拍攝部”。)和在通過該選擇拍攝部獲取拍攝圖像時在光源單元4中點亮的光源部。
本處理例中的拍攝設定信息表示將拍攝單元3中的4個斜方拍攝部32作為選擇拍攝部來使用。另外,該拍攝設定信息指示作為選擇拍攝部的各斜方拍攝部32獲取圖像,即,點亮與該斜方拍攝部32相同的位置的斜方光源部42、與該斜方光源部42在順時針方向上相鄰的2個斜方光源部42、以及、在逆時針方向上相鄰的2個斜方光源部42(以下將這些斜方光源部42稱為“確定光源部組”。)的每一個來獲取圖像,以及,點亮確定光源部組的所有光源部來獲取圖像。在從上側向下方觀察主體11的情況下,針對各斜方拍攝部32的確定光源部組所包含的5個斜方光源部42的照明軸相對于該斜方拍攝部32的拍攝光軸K2分別傾斜-90°、-45°、0°、+45°、+90°。即,該5個的斜方光源部42在以中心軸J1為中心的周向上相對于該斜方拍攝部32分別位于-90°、-45°、0°、+45°、+90°的角度位置。
當獲取針對對象物9的拍攝設定信息時,指定分別是選擇拍攝部的多個斜方拍攝部32中的一個斜方拍攝部32為注目拍攝部(步驟S13)。接著,僅點亮針對注目拍攝部32的確定光源部組中的一個斜方光源部42,并通過注目拍攝部32獲取拍攝圖像。此時,將對象物9的表面中的與注目拍攝部32大致相對的區域作為“對象區域”,從該斜方光源部42沿其照明軸向對象區域照射光。這樣,通過確定光源部組所包含的一個斜方光源部42僅從一個方向向對象區域照射光,并由注目拍攝部32拍攝對象區域。在以下的說明中,將僅從一個光源部照射光并由注目拍攝部獲取的拍攝圖像稱為“第一拍攝圖像”,將在獲取第一拍攝圖像時向對象區域照射光的光源部稱為“第一照明部”。在僅從一個方向照射光來獲取的第一拍攝圖像中,因對象區域的微小的凹凸而容易產生影子。
在檢查裝置1中,通過控制部60的控制,依次使用確定光源部組所包含的多個斜方光源部42的每一個作為第一照明部,由此在注目拍攝部32獲取多個第一拍攝圖像(步驟S14)。如上所述,確定光源部組包括相對于注目拍攝部32位于-90°、-45°、0°、+45°、+90°的角度位置的斜方光源部42。在將相對于注目拍攝部位于N°的角度位置的光源部作為第一照明部來獲取的第一拍攝圖像被稱為“N°照明的第一拍攝圖像”時,在上述步驟S14中,獲取-90°照明的第一拍攝圖像、-45°照明的第一拍攝圖像、0°照明的第一拍攝圖像、+45°照明的第一拍攝圖像、以及、+90°照明的第一拍攝圖像。確定光源部組所包含的多個斜方光源部42能過用作在獲取多個第一拍攝圖像中使用的多個第一照明部。此外,確定光源部組所包含的各斜方光源部42未必向整個對象區域照射光,例如,位于-90°的角度位置的斜方光源部42向對象區域的大致一半區域照射光。作為第一照明部使用的光源部只要從一個方向向對象區域中的能夠照射光的區域的各位置照射光即可。
接著,點亮針對注目拍攝部32的確定光源部組所包含的所有斜方光源部42,并由注目拍攝部32獲取拍攝圖像(步驟S15)。此時,從相對于注目拍攝部32位于-90°、-45°、0°、+45°、+90°的角度位置的多個斜方光源部42,沿著照明軸向對象區域照射光。這樣,通過多個斜方光源部42,從相互不同的多個方向向對象區域照射光,并由注目拍攝部32拍攝對象區域。在以下的說明中,將從確定光源部組所包含的所有的光源部照射光并由注目拍攝部獲取的拍攝圖像稱為“第二拍攝圖像”,將在獲取第二拍攝圖像時向對象物9照射光的所有的光源部的集合稱為“第二照明部”。
如上所述,確定光源部組所包含的各斜方光源部42未必向整個對象區域照射光,但是通過第二照明部,從至少2個斜方光源部42即至少2個方向向對象區域的各位置照射光。在本處理例中,從至少3個斜方光源部向對象區域的各位置照射光。在從多個方向照射光來獲取的第二拍攝圖像中,難以因對象區域的微小的凹凸而產生影子。在檢查裝置1中,從確定光源部組所包含的多個斜方光源部42出射的光的強度幾乎相同。另外,在獲取第二拍攝圖像時從各斜方光源部42出射的光的強度,小于在獲取第一拍攝圖像時從該斜方光源部42出射的光的強度。
圖5至圖7是表示第一拍攝圖像的一例的圖。圖5表示-90°照明的第一拍攝圖像,圖6表示-45°照明的第一拍攝圖像,圖7表示0°照明的第一拍攝圖像。圖8是表示第二拍攝圖像的一例的圖。如上所述,通過來自第二照明部的光的照射、即、-90°、-45°、0°、+45°、+90°的所有的照明,來獲取第二拍攝圖像。在圖5至圖8中,對表示對象物9的背景的區域標注平行斜線。
在此,就在拍攝圖像中表示對象區域中的凹狀或凸狀的缺陷(例如比梨皮狀的表面中的微小的凹凸足夠大的凹狀或凸狀的缺陷)的缺陷區域而言,通常,通過從某個方向照射的光,相對于周圍的區域的亮度的差異變大。另外,因缺陷的形狀(凹陷的角度等)不同,通過從其他方向照射的光,相對于周圍的區域的缺陷區域的亮度的差異變得微小。在圖5至圖8的例子中,通過-45°照明,缺陷區域為相對于周圍的區域能夠區別的亮度,通過其他方向的照明,難以區別出缺陷區域。因此,在基于-45°照明的圖6的第一拍攝圖像、以及、基于-90°、-45°、0°、+45°、+90°的所有的照明的圖8的第二拍攝圖像中,缺陷區域(為了和后述的假缺陷區域區別,以下稱為“真缺陷區域”。)相對于周圍的區域具有能夠區別的亮度。另外,在多個第一拍攝圖像以及第二拍攝圖像中,因對象區域的梨皮狀的表面,導致存在亮度相對于周圍的區域有差異的區域、即假缺陷區域。第二拍攝圖像的照明的狀態和第一拍攝圖像的照明的狀態不同,因此,產生假缺陷區域的位置與第一拍攝圖像不同。
在圖6的第一拍攝圖像以及圖8的第二拍攝圖像中,將真缺陷區域71以及假缺陷區域72涂黑。實際上,在現階段無法區別真缺陷區域以及假缺陷區域。當然,在其他第一拍攝圖像中,也會產生假缺陷區域72。基于確定光源部組所包含的各斜方光源部42的照明得到的多個第一拍攝圖像、以及基于確定光源部組所包含的所有的斜方光源部42的照明得到的第二拍攝圖像,被輸入到缺陷檢測部61的缺陷候補檢測部62。
圖9是表示缺陷候補檢測部62的結構的圖。在缺陷候補檢測部62中,預先存儲有與各第一拍攝圖像對應的第一參照圖像、以及、與第二拍攝圖像對應的第二參照圖像。在此,與各第一拍攝圖像對應的第一參照圖像是在與該第一拍攝圖像同樣的條件下獲取且表示不包含缺陷的對象區域的圖像。第一參照圖像例如通過對不包含缺陷的對象物進行與上述步驟S14同樣的處理來獲取,并由缺陷候補檢測部62存儲。可以通過對各第一拍攝圖像進行規定的處理,來生成與該第一拍攝圖像對應的第一參照圖像。與第二拍攝圖像對應的第二參照圖像也同樣。在缺陷候補檢測部62中,對多個第一拍攝圖像以及第二拍攝圖像進行相同的處理,因此,在以下的說明中,多個第一拍攝圖像以及第二拍攝圖像分別僅稱為“拍攝圖像”,將與該拍攝圖像對應的第一或第二參照圖像僅稱為“參照圖像”。
在2個濾波處理部621中,對拍攝圖像以及參照圖像分別進行中值濾波和高斯濾波等的除去噪聲的濾波處理,濾波處理完的拍攝圖像以及參照圖像被輸入預對準部622。在預對準部622中,通過利用了規定的圖案的圖案匹配,確定(濾波處理完的)拍攝圖像相對于參照圖像的相對的位置以及角度的偏移量。并且,使拍攝圖像相對于參照圖像平行移動以及旋轉了兩圖像之間的位置以及角度的偏移量,由此,拍攝圖像的位置以及角度與參照圖像相符(即進行預對準。)。
在搖晃比較部623中,求出使拍攝圖像從相對于參照圖像的預對準完的位置移動到二維排列的多個位置中的每一個時的表示移動后的拍攝圖像和參照圖像的差異的評價值(例如在兩圖像重疊的區域中的像素的值的差(絕對值)的和)。并且,示出在評價值為最小的位置的兩圖像的像素的值的差(絕對值)的圖像,通過規定的閾值二值化,輸出二值的缺陷候補圖像。如以上所述,在缺陷候補檢測部62中,通過對各拍攝圖像和與該拍攝圖像對應的參照圖像進行比較,生成示出對象區域中的缺陷候補的區域(以下稱為“缺陷候補區域”。)的缺陷候補圖像。換言之,基于拍攝圖像來檢測出對象區域中的缺陷候補區域。
對多個第一拍攝圖像以及第二拍攝圖像都進行上述處理。如上所述,在缺陷候補檢測部62中,對各第一拍攝圖像和與該第一拍攝圖像對應的第一參照圖像進行比較,由此生成示出第一缺陷候補區域的第一缺陷候補圖像,檢測出第一缺陷候補區域(步驟S16)。另外,通過對第二拍攝圖像和與該第二拍攝圖像對應的第二參照圖像進行比較,生成示出第二缺陷候補區域的第二缺陷候補圖像,檢測出第二缺陷候補區域(步驟S17)。當將從基于N°照明的第一拍攝圖像獲取的第一缺陷候補圖像稱為“N°照明的第一缺陷候補圖像”時,在上述步驟S16中,會獲取-90°照明的第一缺陷候補圖像、-45°照明的第一缺陷候補圖像、0°照明的第一缺陷候補圖像、+45°照明的第一缺陷候補圖像、以及、+90°照明的第一缺陷候補圖像。
圖10是表示從圖6的第一拍攝圖像導出的-45°照明的第一缺陷候補圖像的圖,圖11是表示從圖8的第二拍攝圖像導出的-90°、-45°、0°、+45°、+90°所有照明的第二缺陷候補圖像的圖。圖10的第一缺陷候補圖像是示出圖6的真缺陷區域71以及假缺陷區域72作為第一缺陷候補區域73的二值圖像。圖11的第二缺陷候補圖像是示出圖8的真缺陷區域71以及假缺陷區域72作為第二缺陷候補區域74的二值圖像。多個第一缺陷候補圖像以及第二缺陷候補圖像被輸出到缺陷確定部63。
圖12是表示缺陷確定部63的結構的圖。向多個邏輯積運算部631分別依次輸入-90°、-45°、0°、+45°、+90°照明的多個第一缺陷候補圖像的像素的值。另外,還向多個邏輯積運算部631依次輸入第二缺陷候補圖像的像素的值。然后,在各邏輯積運算部631中,求出第二缺陷候補圖像的各像素的值和第一缺陷候補圖像對應的像素的值的邏輯積,并向邏輯和運算部632輸出。因此,在各邏輯積運算部631中,在將第二缺陷候補圖像和第一缺陷候補圖像準確重疊的情況下,對于第二缺陷候補區域74和第一缺陷候補區域73重疊的區域的像素,輸出表示缺陷區域的值。另外,對于第二缺陷候補區域74和第一缺陷候補區域73未重疊的區域的像素,輸出表示非缺陷區域的值。這樣一來,在第二缺陷候補區域74以及第一缺陷候補區域73中重復的區域,作為對象區域中的缺陷區域實質被確定。
在邏輯和運算部632中,對于第二缺陷候補圖像的各像素,求出從多個邏輯積運算部631輸入的值的邏輯和,并輸出到面積過濾部633。即,對于第二缺陷候補圖像的各像素,在從某個邏輯積運算部631輸入表示缺陷區域的值的情況下,表示缺陷區域的值被輸出到面積過濾部633,在從所有的邏輯積運算部631輸入表示非缺陷區域的值的情況下,表示非缺陷區域的值被輸入到面積過濾部633。在面積過濾部633中,對于第二缺陷候補圖像的各像素,生成將從邏輯和運算部632輸入的值作為該像素的位置的值的圖像。并且,在該圖像中,將具有表示缺陷區域的值并且彼此連續的像素的集合確定為缺陷區域,在該缺陷區域的面積小于規定的面積閾值的情況下,將該缺陷區域所包含的像素的值變更為表示非缺陷區域的值。具有面積閾值以上的面積的缺陷區域的像素的值保持不變。由此,如圖13所示,針對注目拍攝部32的對象區域,獲取表示最終的缺陷區域75的缺陷區域圖像(步驟S18)。最終的缺陷區域75的位置與圖6以及圖8的真缺陷區域71相一致。
在控制部60中,確認是否所有的選擇拍攝部被指定為注目拍攝部。在此,由于作為注目拍攝部,存在未指定的選擇拍攝部(步驟S19),所以另一個斜方拍攝部32被指定為注目拍攝部(步驟S13)。如上所述,在從上側向下方觀察主體11的情況下(參照圖2),4個斜方拍攝部32在周向上以90°的角度間隔排列,因此,未獲取缺陷區域圖像的對象物9的區域,成為針對注目拍攝部32的對象區域。
當注目拍攝部32被指定時,與上述同樣,對于對象區域,獲取-90°、-45°、0°、+45°、+90°照明的5個第一拍攝圖像(步驟S14),接著,獲取-90°、-45°、0°、+45°、+90°所有照明的第二拍攝圖像(步驟S15)。通過對各第一拍攝圖像和與該第一拍攝圖像對應的第一參照圖像進行比較,來生成第一缺陷候補圖像(步驟S16),通過對第二拍攝圖像和與該第二拍攝圖像對應的第二參照圖像進行比較,來生成第二缺陷候補圖像(步驟S17)。并且,從各第一缺陷候補圖像以及第二缺陷候補圖像,獲取針對對象區域的缺陷區域圖像(步驟S18)。
在檢查裝置1中,將所有的選擇拍攝部作為注目拍攝部,進行與上述缺陷區域圖像的獲取相關的處理(步驟S19)。由此,針對對象物9中的在周向以90°的角度間隔排列的4個對象區域的每一個,獲取缺陷區域圖像。
接著,在控制部60中,確認是否使工作臺2轉動了規定次數。在此,由于未進行工作臺2的轉動(步驟S20),所以工作臺轉動部21使工作臺2以中心軸J1為中心轉動45°(步驟S21)。由此,在上述4個的對象區域中的在周向上彼此相連的2個對象區域的各組合中,該2個對象區域之間的區域與某個斜方拍攝部32相向。并且,與上述同樣,反復進行步驟S13~S18(步驟S19)。結果,針對對象物9中的在周向上以45°的角度間隔排列的8個對象區域的每一個,獲取缺陷區域圖像。8個對象區域在整個周向上連續,因此在整個周向上檢測對象物9的缺陷。8個對象區域可以彼此局部重疊。在控制部60中,確認工作臺2轉動了規定次數,完成對對象物9的檢查(步驟S20)。
在上述處理例中,對如下情況進行了說明,即,將4個斜方拍攝部32指定為選擇拍攝部,并利用相對于選擇拍攝部即各斜方拍攝部32位于-90°、-45°、0°、+45°、+90°的角度位置的斜方光源部42作為確定光源部組,但是,選擇拍攝部以及確定光源部組也可是其他組合。例如,也可以將4個側方拍攝部33指定為選擇拍攝部,并利用相對于選擇拍攝部即各側方拍攝部33位于-90°、-45°、0°、+45°、+90°的角度位置的側方光源部43作為確定光源部組。另外,也可以針對選擇拍攝部即斜方拍攝部32,利用多個側方光源部43作為確定光源部組,也可以針對選擇拍攝部即側方拍攝部33,利用多個斜方光源部42作為確定光源部組。
進而,可以將上方拍攝部31指定為選擇拍攝部,可以利用上方光源部41作為確定光源部組中的一個。可以根據對象物9的種類的不同,僅利用相對于選擇拍攝部位于-45°、0°、+45°的角度位置的光源部來作為確定光源部組。確定光源部組可以包括上方光源部41、斜方光源部42以及側方光源部43。優選針對各選擇拍攝部而作為確定光源部組利用的光源部的個數在3以上(例如5以下)。在檢查裝置1中,通過將各種各樣的拍攝部指定為選擇拍攝部,針對各選擇拍攝部利用各種各樣的多個光源部作為確定光源部組,由此能夠進行高精度的缺陷檢測。
如以上說明那樣,在檢查裝置1中,設置有多個光源部,多個光源部分別從多個方向向與拍攝部相向的對象區域照射光,從多個光源部中的一個光源部照射光,并由拍攝部獲取第一拍攝圖像,從多個光源部照射光,并由拍攝部獲取第二拍攝圖像。另外,通過對第一拍攝圖像和與該第一拍攝圖像對應的第一參照圖像進行比較,來檢測第一缺陷候補區域,通過對第二拍攝圖像和與該第二拍攝圖像對應的第二參照圖像進行比較,來檢測第二缺陷候補區域。并且,在第一缺陷候補區域以及第二缺陷候補區域中重復的區域,被確定為對象區域中的缺陷區域。由此,能夠適當除去由對象物9的梨皮狀的表面中的微小的凹凸引起的第一以及第二缺陷候補區域中的假缺陷區域,高精度地檢測出對象物9的表面中的缺陷(真缺陷)。
另外,在對象物9的檢查中,通過依次使用多個光源部的每一個,由拍攝部獲取多個第一拍攝圖像。另外,通過對該多個第一拍攝圖像和與該多個第一拍攝圖像對應的多個第一參照圖像分別進行比較,生成分別示出第一缺陷候補區域的多個第一缺陷候補圖像。并且,在各第一缺陷候補圖像示出的第一缺陷候補區域、以及、第二缺陷候補區域中重復的區域,被確定為對象區域中的缺陷區域。這樣,針對一個對象區域(一個拍攝部的拍攝位置),使用多個光源部獲取多個第一拍攝圖像,基于該多個第一拍攝圖像檢測該對象區域的缺陷區域,由此能夠更穩定(更可靠)地檢測對象物9的表面中的缺陷。
在檢查裝置1中,通過設置上方拍攝部31、多個斜方拍攝部32、以及多個側方拍攝部33,能夠減少對象物9中的死角,提高對象物9的檢查的可靠性。
上述檢查裝置1能夠進行各種變形。
在檢查裝置1中,可以在與8個斜方光源部42相同的位置設置有8個斜方拍攝部32,在與8個側方光源部43相同的位置設置有8個的側方拍攝部33。在該情況下,能夠省略圖4的步驟S21中的工作臺2的轉動,并在整個周向在短時間內檢測出對象物9的缺陷。另外,在削減檢查裝置1的制造成本的情況下,能夠在圖2中省略2個斜方拍攝部32以及2個側方拍攝部33。在該情況下,剩余的2個斜方拍攝部32在周向上以180°的角度間隔設置,剩余的2個側方拍攝部33在周向上以180°的角度間隔設置。另外,步驟S20中的工作臺2的轉動次數設定為3次。
在進一步削減檢查裝置1的制造成本的情況下,在拍攝單元3中僅設置1個上方拍攝部31、1個斜方拍攝部32以及1個側方拍攝部33,在光源單元4中,可以僅設置1個上方光源部41、5個斜方光源部42以及5個側方光源部43。5個斜方光源部42相對于斜方拍攝部32配置在-90°、-45°、0°、+45°、+90°的角度位置,5個側方光源部43相對于側方拍攝部33配置在-90°、-45°、0°、+45°、+90°的角度位置。在該情況下,步驟S20中的工作臺2的轉動次數設定為7次。
在檢查裝置1中,可以固定工作臺2,而拍攝單元3以及光源單元4以中心軸J1為中心轉動。另外,也可以設定朝向除了上下方向(重力方向)以外的方向的中心軸J1。
根據對象物9的種類的不同,可以針對一個選擇拍攝部僅生產第一缺陷候補圖像或第二缺陷候補圖像中的一個,將該缺陷候補圖像示出的缺陷候補區域來作為缺陷區域處理。
在上述檢查裝置1中,從多個方向向對象區域分別照射光的多個光源部作為第二照明部來設置,該多個光源部中的一個光源部作為第一照明部,但是,如圖14所示,也可以將第一照明部51和第二照明部52設置為不同的照明部。第一照明部51能夠僅從一個方向向對象物9的表面中的對象區域照射光,第二照明部52能夠從多個方向向對象區域照射光。在圖14的例子中,第一照明部51固定在拍攝部30的上表面上,第二照明部52固定在拍攝部30的下表面上。在第二照明部52中,呈沿周向的圓弧狀排列有多個LED。為了更穩定地檢測缺陷,優選如在圖14中以雙點劃線所示那樣,設置有從相互不同的多個方向向對象區域照射光的多個第一照明部51,使用多個第一照明部51獲取表示對象區域的多個第一拍攝圖像。另外,也能夠省略第一照明部51,僅將第二照明部52中相互連續的數個LED作為第一照明部點亮,來僅從一個方向向對象區域照射光。在該情況下,在第二照明部52中,分別相互連續的數個LED即多個光源部在周向上排列。
如果第一照明部能夠實質上僅從一個方向向對象區域照射光,則例如也可以從稍微離開(分離)的多個光源向對象區域照射光。從使用第二照明部獲取的第二拍攝圖像和使用第一照明部獲取的第一拍攝圖像中使拍攝條件(產生假缺陷區域的位置)不同的觀點考慮,優選第二照明部向對象區域的各位置照明的光的照明方向包括分離45度以上的2個方向,更優選包括分離60度以上的2個方向。
在圖4的處理的流程中,為了便于理解,說明了利用一個注目拍攝部獲取第一拍攝圖像、利用該注目拍攝部獲取第二拍攝圖像、基于該第一拍攝圖像生成第一缺陷候補圖像、基于該第二拍攝圖像生成第二缺陷候補圖像依次進行的情況,但是,例如也可以在獲取第一拍攝圖像后,獲取第二拍攝圖像、以及生成第一缺陷候補圖像并行進行。另外,也可以通過多個選擇拍攝部依次獲取多個對象區域的第一拍攝圖像,接著,獲取該多個對象區域的第二拍攝圖像。這樣,圖4的處理的流程能夠適當變更。
在檢查裝置1中,可以對表面具有梨皮狀的區域的板狀或薄膜狀的對象物進行檢查。檢查裝置1特別適合于對在表面具有梨皮狀的區域的對象物的檢查,該梨皮狀的區域為金屬的表面,但是,也可以通過檢查裝置檢測在表面具有梨皮狀的區域的對象物的外觀,該梨皮狀的區域為除了金屬以外的材料的表面。
上述實施方式以及各變形例中的結構只要不相互矛盾就可以適當組合。
對發明進行了詳細描述說明,但上述的說明僅是例示而不是限定。因此,只要不脫離本發明的范圍,能夠有各種變形和方式。
附圖標記的說明
1 檢查裝置
9 對象物
30~33 拍攝部
41~43 光源部
51 第一照明部
52 第二照明部
60 控制部
62 缺陷候補檢測部
63 缺陷確定部
73 第一缺陷候補區域
74 第二缺陷候補區域
75 缺陷區域
S11~S21 步驟