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表面検査装置および表面検査方法 コモンズ

国内特許コード P150011934
整理番号 GI-H26-42
掲載日 2015年4月24日
出願番号 特願2015-038571
公開番号 特開2016-161331
出願日 平成27年2月27日(2015.2.27)
公開日 平成28年9月5日(2016.9.5)
発明者
  • 加藤 邦人
  • 伊藤 優太
出願人
  • 国立大学法人岐阜大学
発明の名称 表面検査装置および表面検査方法 コモンズ
発明の概要 【課題】被検査体の凹凸を精度よく検出する。
【解決手段】カメラで撮像した画像データに基づいて被検査体の測定領域内の測定点Tの面法線ベクトルを算出し、面法線ベクトルを内積する位置を示す算定点IPおよび当該算定点IPに対応する基準点M1を定めた指標値設定フィルタFRの算定点を測定領域L内の測定点Tに合わせて、算定点IPに一致する測定点Tの面法線ベクトルを内積することで基準点M1に対応する指標値を算出する。このとき、指標値を算出する毎に、指標値設定フィルタFRの算定点IPを合わせる測定点Tを変更して変更毎の基準点M1に対応する指標値を算出することで、当該測定領域Lの各座標に対応する指標値を特定し、測定領域Lにおいて基準範囲から外れた指標値に対応する座標を特定することで被検出体の凹凸位置を検出する。
【選択図】図10
従来技術、競合技術の概要


様々な生産現場において金属材に対して圧延や切削、押出し等の適宜の金属加工を施すことで所要の金属部品が製造され、また樹脂材に対して射出成型やブロー成型、押出成型等の適宜の樹脂成形加工を施すことで所要の樹脂製部品が製造されている。このような金属部品や樹脂製部品は、その製造工程や部品の搬送等において多部材との接触等により打痕や欠け、擦り疵といった凹凸が部品表面に生じたり、塗装時等に際して気泡や塵等が混入することによって部品表面に凹凸が生じることがある。また樹脂製部品では、樹脂材の成形時の収縮による凹み(いわゆるヒケ)によっても部品表面に凹凸が生じてしまう。このような部品表面の凹凸は、外観上好ましくないばかりでなく、部品の性能に影響を及ぼすことがある。このため、製造過程において部品の表面状態を検査して、一定品質を維持するようになっている。このような製品の表面の検査は、多くの場合では作業者の目視検査により行われているが、近年では検査面に対して光を照射して表面の凹凸を検査する方法も提案されている(例えば特許文献1)。

産業上の利用分野


この発明は、被検出体の表面凹凸を検査する表面検査装置および表面検査方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検査体の凹凸を検査する表面検査装置であって、
前記被検査体の測定領域に光を照射する光照射部と、
前記光照射部により光を照射した状態で前記被検査体を撮像して測定領域の画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した画像データに基づいて前記測定領域内の測定点の面法線ベクトルを算出する面法線ベクトル算出手段と、
前記面法線ベクトル算出手段が算出した面法線ベクトルを内積することにより指標値を算出する指標値算出手段と、
前記指標値算出手段により算出された指標値に基づいて測定領域内の凹凸位置を特定する座標特定手段とを備え、
面法線ベクトルを内積する位置を示す算定点および当該算定点に基づいて算出される指標値が対応する基準点を定めた指標値設定フィルタが設定されて、
前記測定領域内の測定点において前記指標値設定フィルタの算定点を合わせる測定点を順に変更して、変更毎の算定点に一致する判定点の面法線ベクトルを内積することで対応する基準点の指標値を前記指標値算出手段が算出することにより、指標値の算出毎に基準点が位置する測定領域の座標と当該座標の指標値を特定するよう構成され、
前記指標値算出手段により算出された指標値の内で、基準範囲から外れた指標値に対応する前記測定領域の座標を前記座標特定手段が特定するよう構成された
ことを特徴とする表面検査装置。

【請求項2】
前記指標値設定フィルタには、前記基準点を中心とした環状に前記算定点が配置され、
前記指標値設定フィルタにおいて基準点を挟むように位置する算定点に一致する測定点の面法線ベクトルを内積することで、当該基準点の指標値を前記指標値算出手段が算出するよう構成された請求項1記載の表面検査装置。

【請求項3】
前記指標値設定フィルタには、前記基準点を中心とした環状に複数組の算定点が配置され、
前記指標値算出手段は、各組の算定点に位置する測定点毎に面法線ベクトルを内積した内積値の平均値を算出することで、基準点の指標値を算出するよう構成された請求項1記載の表面検査装置。

【請求項4】
前記指標値算出手段により算出された任意の指標値を基準指標値として、当該基準指標値を含んだ所定の比較領域内にある指標値の内で基準指標値が極小値か否かを判定し、極小値の場合に当該基準指標値を有効指標値とする有効指標値設定手段を備え、
前記有効指標値設定手段は、前記指標値算出手段により算出された各指標値を順に基準指標値として有効指標値か否かを判定するよう構成され、
前記有効指標値設定手段により有効指標値と判定された指標値の内で、基準範囲から外れた指標値に対応する前記測定領域の座標を前記座標特定手段が特定するよう構成された請求項1~3の何れか一項に記載の表面検査装置。

【請求項5】
被検査体の凹凸を検査する表面検査方法であって、
撮像手段で撮像した画像データに基づいて被検査体の測定領域内の測定点の面法線ベクトルを算出し、
面法線ベクトルを内積する位置を示す算定点および当該算定点に対応する基準点を定めた指標値設定フィルタの算定点を前記測定領域内の測定点に合わせて、算定点に一致する測定点の面法線ベクトルを内積することで基準点に対応する指標値を算出すると共に、
指標値を算出する毎に、指標値設定フィルタの算定点を合わせる測定点を変更して変更毎の基準点に対応する指標値を算出することで、当該測定領域の各座標に対応する指標値を特定し、
前記測定領域において基準範囲から外れた指標値に対応する座標を特定することで被検出体の凹凸位置を検出する
ことを特徴とする表面検査方法。

【請求項6】
前記基準点を中心とする環状に前記算定点が配置された指標値設定フィルタに基づいて、基準点を挟むように位置する算定点に一致する測定点の面法線ベクトルを内積することにより基準点に対応する指標値を算出する請求項5記載の表面検査方法。

【請求項7】
前記基準点を中心とする環状に複数組の前記算定点が配置された指標値設定フィルタに基づいて、各組の算定点に一致する測定点毎に面法線ベクトルを内積した内積値の平均値を基準点に対応する指標値として算出する請求項5または6記載の表面検査方法。

【請求項8】
各指標値を順に基準指標値とした場合に当該基準指標値を含む所定の比較領域内で極小値となる基準指標値を有効指標値とし、前記測定領域において基準範囲から外れた有効指標値に対応する座標を特定することで被検出体の凹凸位置を検出する請求項5~7の何れか一項に記載の表面検査方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015038571thum.jpg
出願権利状態 公開
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