特許 7704111 表面検査装置、表面検査方法、及び表面検査プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-30

(45)【発行日】2025-07-08

(54)【発明の名称】表面検査装置、表面検査方法、及び表面検査プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20250701BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022142438

(22)【出願日】2022-09-07

(65)【公開番号】P2024037525

(43)【公開日】2024-03-19

【審査請求日】2024-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】藤沢 泰成

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１６３７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４５５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４５６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０８９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１２９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２５８５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９２６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５６８７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ － Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象の表面の状態を検査する表面検査装置であって、
前記表面に対して、波長域が互いに異なる照明光を照射するとともに、白色光と前記照明光とを交互に照射する照射部と、
前記表面で反射した反射光を検出して、前記表面を撮像する撮像部と、
撮像した画像に基づいて合成画像を生成し、前記表面の状態を検査する処理部と、を備え、
前記照射部を用いて、前記照明光と白色光とを交互に照射しながら、前記撮像部を用いて、前記照明光による２つ以上のライン画像と、前記白色光によるライン画像と、を撮像し、
前記処理部によって、前記照明光による２つ以上のライン画像の各対応ピクセルについて、それぞれの隣接ピクセル間の明るさの差異を判定し、明るさ差異が大きい方の前記ライン画像におけるピクセルを選択して合成した合成画像を生成し、
前記合成画像に基づいて凹凸欠陥部を特定し、前記白色光によるライン画像に基づいて色欠陥を特定する、
表面検査装置。

【請求項2】

前記照明光は、赤色の波長域、青色の波長域、及び緑色の波長域を有する光を含む、
請求項１に記載の表面検査装置。

【請求項3】

前記撮像部は、前記照明光を検出する第一の検出部と、前記白色光を検出する第二の検出部を備える、
請求項１又は２に記載の表面検査装置。

【請求項4】

検査対象の表面の状態を検査する表面検査方法であって、
波長域が互いに異なる照明光を照射するとともに、白色光と前記照明光とを交互に照射しながら、前記照明光による２つ以上のライン画像と、前記白色光によるライン画像と、を撮像し、
前記照明光による２つ以上のライン画像の各対応ピクセルについて、それぞれの隣接ピクセル間の明るさの差異を判定し、明るさ差異が大きい方の前記ライン画像におけるピクセルを選択して合成した合成画像を生成し、
前記合成画像に基づいて凹凸欠陥部を特定し、前記白色光によるライン画像に基づいて色欠陥を特定する、
表面検査方法。

【請求項5】

検査対象の表面の状態を検査する表面検査プログラムであって、
波長域が互いに異なる照明光を照射するとともに、白色光と前記照明光とを交互に照射しながら、前記照明光による２つ以上のライン画像と、前記白色光によるライン画像と、を撮像する処理と、
前記照明光による２つ以上のライン画像の各対応ピクセルについて、それぞれの隣接ピクセル間の明るさの差異を判定し、明るさ差異が大きい方の前記ライン画像におけるピクセルを選択して合成した合成画像を生成する処理と、
前記合成画像に基づいて凹凸欠陥部を特定し、前記白色光によるライン画像に基づいて色欠陥を特定する処理と、をコンピュータに実行させる、
表面検査プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、表面検査装置、表面検査方法、及び表面検査プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車工場の生産ラインでは、自動車ボディの塗膜表面における微細な凹凸からなる欠陥部の検査と塗装色欠陥の検査とをする。
例えば、特許文献１には、微細な凹凸からなる欠陥部を検査する表面検査装置が開示されている。波長域が互いに異なる複数の照明光を検査面に照射し、検査面で反射した反射光を撮像して、各波長域別の画像データを取得する。取得した各波長域別の画像データから検査対象を抽出する画像処理を行い、反射光の各波長別の正反射量と拡散反射量のライン解析により凹凸欠陥を検査する。

【0003】

特許文献２には、塗装色欠陥を検査する表面検査装置が開示されている。ＬＥＤからなる照明手段を用いて塗装面の焼き付きを防ぐとともに、車輌の塗装面の色の違いによる検
査ムラをなくして検査率を向上させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－１１２９４１号公報

【文献】特開２０１２－０７８１９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に開示された表面検査装置では、微細な凹凸からなる欠陥部を検査するが、塗装色欠陥を検査することができない。一方で、上述した特許文献２に開示された表面検査装置では、塗装色欠陥を検査するが、微細な凹凸からなる欠陥部を検査することができない。すなわち、自動車ボディの塗膜表面における微細な凹凸からなる欠陥部の検査と塗装色欠陥の検査とを同時にできず、生産性に欠けるといった問題があった。

【0006】

本開示は、このような事情に鑑みなされたものであって、生産性を向上させる表面検査装置、表面検査方法、及び表面検査プログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る表面検査装置は、検査対象の表面の状態を検査する表面検査装置であって、前記表面に対して、波長域が互いに異なる照明光を照射するとともに、白色光と前記照明光とを交互に照射する照射部と、前記表面で反射した反射光を検出して、前記表面を撮像する撮像部と、撮像した画像に基づいて合成画像を生成し、前記表面の状態を検査する処理部と、を備え、前記照射部を用いて、前記照明光と白色光とを交互に照射しながら、前記撮像部を用いて、前記照明光による２つ以上のライン画像と、前記白色光によるライン画像と、を撮像し、前記処理部によって、前記照明光による２つ以上のライン画像から合成画像を生成し、前記合成画像と前記白色光によるライン画像とに基づいて、前記表面の状態を検査する。

【0008】

本開示に係る表面検査装置は、塗装表面における微細な凹凸からなる欠陥部の検査と塗装色欠陥の検査とを同時におこなうことができるため、生産性を向上させることができる。

【0009】

前記照明光は、赤色の波長域、青色の波長域、及び緑色の波長域を有する光であってもよい。このような構成により、微細な凹凸からなる欠陥の検出精度を高めることができる。

【0010】

前記撮像部は、前記照明光を検出する第一の検出部と、前記白色光を検出する第二の検出部を備える。このような構成により、照明光と白色光とを別々に検出して、微細な凹凸からなる欠陥部の検査と塗装色欠陥の検査とを同時におこなうことができる。

【0011】

本開示に係る表面検査方法は、検査対象の表面の状態を検査する表面検査方法であって、波長域が互いに異なる照明光を照射するとともに、白色光と前記照明光とを交互に照射しながら、前記照明光による２つ以上のライン画像と、前記白色光によるライン画像と、を撮像し、前記照明光による２つ以上のライン画像から合成画像を生成し、前記合成画像と前記白色光によるライン画像とに基づいて、前記表面の状態を検査する。

【0012】

本開示に係る表面検査方法は、塗装表面における微細な凹凸からなる欠陥部の検査と塗装色欠陥の検査とを同時におこなうことができるため、生産性を向上させることができる。

【0013】

本開示に係る表面検査プログラムは、検査対象の表面の状態を検査する表面検査プログラムであって、波長域が互いに異なる照明光を照射するとともに、白色光と前記照明光とを交互に照射しながら、前記照明光による２つ以上のライン画像と、前記白色光によるライン画像と、を撮像する処理と、前記照明光による２つ以上のライン画像から合成画像を生成する処理と、前記合成画像と前記白色光によるライン画像とに基づいて、前記表面の状態を検査する処理と、をコンピュータに実行させる。

【0014】

本開示に係る表面検査プログラムは、塗装表面における微細な凹凸からなる欠陥部の検査と塗装色欠陥の検査とを同時におこなうことができるため、生産性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0015】

本開示により、生産性を向上できる表面検査装置、表面検査方法、及び表面検査プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態１に係る表面検査装置を例示したブロック図である。

【図2】実施形態１に係る表面検査装置によって自動車の車体表面を検査する方法の概略図である。

【図3】実施形態１に係る表面検査装置における照射部と撮像部とを模式的に示す図である。

【図4】実施形態１に係る表面検査装置１０における処理部１３による画像合成方法を示した模式図である。

【図5】実施形態１に係る処理部１３により複数の白色光によるライン画像を合わせて得られた１枚の合成画像Ｍ１を示す図である。

【図6】実施形態１に係る表面検査方法を例示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
なお、当然のことながら、図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面である。

【0018】

（実施形態１）
＜表面欠陥＞
自動車の表面（ボディ）に塗装をした後に、塗装による表面欠陥を検査する。表面欠陥は、凹凸欠陥と、色欠陥とがある。
凹凸欠陥とは、塗装表面と自動車の表面との間にほこり、ピンホールが存在している欠陥のことである。また、凹凸欠陥は、塗装表面の端部にダレが生じている欠陥も含む。
色欠陥とは、塗装表面に塗装色以外の色が混ざっている欠陥のことである。

【0019】

＜表面検査装置＞
まず、図１、図２、及び図３を参照して、実施形態１に係る表面検査装置の構成を説明する。図１は、実施形態１に係る表面検査装置を例示したブロック図である。図２は、実施形態１に係る表面検査装置によって自動車の車体表面を検査する方法の概略図である。図２は、ｘ軸正方向を移動方向Ｆとして撮像している。図３は、実施形態１に係る表面検査装置における照射部と撮像部とを模式的に示す図である。図３は、ｘ軸正方向を移動方向Ｆとして撮像している。図１に示すように、表面検査装置１０は、照射部１１と、撮像部１２と、処理部１３と、を備える。

【0020】

図２を参照しながら、実施形態１に係る表面検査装置１０における照射部１１について説明する。照射部１１は、自動車の車体表面Ｓ１に対して、波長域が互いに異なる照明光を照射するとともに、白色光と照明光とを交互に照射する。ここで、自動車の車体表面Ｓ１は自動車の表面に塗装をした表面を示す。照射部１１における照明光と白色光との点灯の切替は、70マイクロ秒でおこなわれる。しかし、これに限定されることなく、照射部１１における波長域が互いに異なる３つの照明光と白色光との点灯の切替は、70マイクロ秒前後でおこなわれてもよい。以下では、照射部１１により照射される照明光と白色光とを区別する必要がない場合、照射光と称する。

【0021】

複数の波長域の光を含む照射光を照射する第１期間と、白色光を照射する第２期間が交互に繰り返される。第１期間は７０マイクロ秒、第２期間は７０マイクロ秒となる。図２に示した例では、まず、照射部１１が波長域が互いに異なる３つの照明光を照射して、ライン画像Ａが生ずる。次に、ライン画像Ａを撮像後に、照射部１１が波長域が互いに異なる３つの照明光を照射して、ライン画像Ｂが生ずる。続いて、ライン画像Ｂを撮像後に、照射部１１が白色光を照射してライン画像Ｃが生じる。ライン画像Ａ、Ｂは第１期間である７０マイクロ秒の間に撮像される。ライン画像Ｃは第２期間である７０マイクロ秒の間に撮像される。なお、第１期間と第２期間は同じ時間としているが、異なる時間で合ってもよい。

【0022】

照明光と白色光とを交互に照射するために、照明光と白色光との点灯の切替を行う制御部（図示していない）は照射部１１内に備えてもよい。また、照明光と白色光との点灯の切替をおこなう制御部は、照射部１１内に備えられることに限定されず、有線又は無線接続して外部に設けられてもよい。

【0023】

図２に示すように、照射部１１により照射された照射光は、自動車の車体表面Ｓ１で反射されて、光学系レンズユニット１２Ｌを通じて、撮像部１２に受光される。

【0024】

図３を参照しながら、実施形態１に係る表面検査装置１０における照射部１１をより詳細に説明する。
照射部１１は、光源１１ａ、光源１１ｂ、光源１１ｃ、及び光源１１ｄを有する。光源１１ａと光源１１ｂと光源１１ｃとは、波長域が互いに異なる複数の照射光を出力する。照射部１１は、光源１１ａが赤色、光源１１ｂが青色、光源１１ｃが緑色とされ、光の３原色であるＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）の照明光を出力する。光源１１ｄは白色光を出力する。光源１１ｄからの白色光はＲＧＢの波長の光と、ＲＧＢ以外の波長の光とを含んでいる。赤色光Ｒは約６４０ｎｍ、青色光Ｂは約４７０ｎｍ、緑色光Ｇは約５３０ｎｍの波長を有している。照射部１１は、表面に対して、ＲＧＢの照明光を同時に照射する。つまり、ＲＧＢの光を含む照明光を自動車の車体表面Ｓ１に照射する。

【0025】

図３に示すように、光源１１ａ、光源１１ｂ、及び光源１１ｃは、互いに隣り合う照明光の波長域が大きく異なる順番となるように配置されている。互いに隣り合う光源の波長域が近い配置にした場合（移動方向Ｆ前方から後方に向かって光源１１ａ（赤色）、光源１１ｃ（緑色）、光源１１ｂ（青色）の順番にした場合）、光を分光する際に隣の照射光の影響を受けて検出力が低下することが懸念される。

【0026】

また、図３には特に図示していないが、光源１１ａ、光源１１ｂ、光源１１ｃ、及び光源１１ｄは、移動方向Ｆに直交するｙ軸方向に沿って所定長さに亘って一直線状に延在するように構成され、各色のＬＥＤを用いたライン照明が用いられてもよい。照射部１１がｙ軸方向に延びるライン照射を行うとともに、撮像部１２がライン照射された領域からの反射光を検出する。撮像部１２はｙ方向に並んで配置された複数の画素を備えている。照射部１１と撮像部１２をｘ軸方向に移動させながら、撮像部１２が車体の表面Ｓ１を撮像する。このようにすることで、車体全体を検査することができる。

【0027】

次に、図２を参照しながら、実施形態１に係る表面検査装置１０における撮像部１２について説明する。図２に示すように、撮像部１２は、自動車の車体表面Ｓ１のデジタル像（画像）を撮像する。撮像部１２は、照射部１１により照射され自動車の車体表面Ｓ１で反射された照射光を、光学系レンズユニット１２Ｌを通じて受光する。

【0028】

図３を参照しながら、実施形態１に係る表面検査装置１０における撮像部１２についてより具体的に説明する。撮像部１２は、図２に示すように、ＣＣＤ１２ａ、ＣＣＤ１２ｂ、ＣＣＤ１２ｃ、及びＣＣＤ１２ｄを有する。ＣＣＤ１２ａは、照射部１１により照射される波長域が互いに異なる３つの照明光のうち、赤色光を受光する。ＣＣＤ１２ｂは、照射部１１により照射される波長域が互いに異なる３つの照明光のうち、青色光を受光する。ＣＣＤ１２ｃは、照射部１１により照射される波長域が互いに異なる３つの照明光のうち、緑色光を受光する。ＣＣＤ１２ｄは、照射部１１により照射される白色光を受光する。

【0029】

換言すると、撮像部１２におけるＣＣＤ１２ａは、照射部１１における光源１１ａに対応し、赤色光を受光する。撮像部１２におけるＣＣＤ１２ｂは、照射部１１における光源１１ｂに対応し、青色光を受光する。撮像部１２におけるＣＣＤ１２ｃは、照射部１１における光源１１ｃに対応し、緑色光を受光する。撮像部１２におけるＣＣＤ１２ｄは、照射部１１における光源１１ｄに対応し、白色光を受光する。

【0030】

さらに、ＣＣＤ１２ａ、ＣＣＤ１２ｂ、ＣＣＤ１２ｃ、及びＣＣＤ１２ｄは、照射部１１により照射され自動車の車体表面Ｓ１で反射された照射光をそれぞれ受光するようにその角度位置が設定されている。

【0031】

ここで、図３に示した例では、撮像部１２がＣＣＤ１２ａ、ＣＣＤ１２ｂ、ＣＣＤ１２ｃ、ＣＣＤ１２ｄを備える。しかし、これに限定されることはなく、撮像部１２がＲＧＢの照明光に対応した第一の検出部と、白色光に対応した第二の検出部とを備えてもよい。第一の検出部と第二の検出部とは隣接して配置する必要はなく、例えば、自動車の表面Ｓ１の１点を中心に９０度離れた位置でもよい。この場合、自動車の表面Ｓ１で反射された反射光をフィルタリングして、ＲＧＢの照明光が第一の検出部に、白色光が第二の検出部入射される構成にする。

【0032】

図２に示すように、撮像部１２は、光学系レンズユニット１２Ｌを有する。光学系レンズユニット１２Ｌは、自動車の車体表面Ｓ１の像を拡大又は縮小すると共に、照射部１１により照射され自動車の車体表面Ｓ１で反射された照射光を分光する。

【0033】

図３を参照しながら、実施形態１に係る表面検査装置１０における光学系レンズユニット１２Ｌについてより具体的に説明する。光学系レンズユニット１２Ｌは、図３に示すように、レンズ２４と分光手段２５とを有する。

【0034】

レンズ２４は、自動車の車体表面Ｓ１に対する撮像部１２の焦点調整を行う。これにより、自動車の車体表面Ｓ１の像を拡大又は縮小ができる。
分光手段２５は、プリズム、グレーティング、波長フィルタなどの光学素子を備えている。分光手段２５は、自動車の車体表面Ｓ１で反射した照射光を異なる方向に分光する。分光手段２５は、赤色光をＣＣＤ１２ａに受光させ、青色光をＣＣＤ１２ｂに受光させ、緑色光を緑色用のＣＣＤ１２ｃに受光させ、白色光をＣＣＤ１２ｄに受光させる。自動車の車体表面Ｓ１で反射した照射光を反射光と称する。

【0035】

図２を参照して、撮像部１２が取得する画像について説明する。図２に示すように、照射部１１は、７０マイクロ秒ごとに、白色光と照明光とを交互に照射する。照射部１１の照明光と白色光との点灯の切替に合わせて、撮像部１２は自動車の車体表面Ｓ１の画像を撮影する。また、照射部１１と撮像部１２とは、時間の経過とともに、図２に示す移動方向Ｆに移動する。

【0036】

図２に示した例では、まず、撮像部１２は、照射部１１が照射する波長域が互いに異なる３つの照明光により生じるライン画像Ａを撮像する。次に、撮像部１２はライン画像Ａを撮像した後に、照射部１１が照射する波長域が互いに異なる３つの照明光により生じるライン画像Ｂを撮像する。続いて、撮像部１２はライン画像Ｂを撮像した後に、照射部１１が照射する白色光により生じるライン画像Ｃを撮像する。
このように、撮像部１２は、ライン画像Ａ、ライン画像Ｂ、ライン画像Ｃの順に撮像し続けて、自動車の表面Ｓ１全体を連続的にスキャンする。これにより、車体全体を検査することができる。

【0037】

続いて、実施形態１に係る表面検査装置１０における処理部１３について説明する。処理部１３は、撮像部１２により撮像した画像に基づいて合成画像を生成し、自動車の車体表面Ｓ１を検査する。より具体的には、処理部１３は、照明光による少なくとも２つ以上のライン画像から合成画像を生成する。処理部１３は、生成した合成画像と、白色光によるライン画像と、に基づいて自動車の車体表面Ｓ１を検査する。
処理部１３による画像合成方法と合成した画像に基づいて凹凸欠陥及び色欠検出する方法とは、後述する。

【0038】

図２に示すように、処理部１３と撮像部１２とは、有線または無線接続されている。処理部１３と撮像部１２との送受信方法は、有線でも無線ネットワークでも構わない。無線ネットワークは、例えば、ＬＴＥなどの通信回線規格を用いた無線通信網を含む。無線ネットワークは、無線ＬＡＮ（Local Area Network）又は第５世代移動通信装置などの無線通信網を含んでいてもよい。

【0039】

ここで、図１に示した照射部１１と、撮像部１２と、処理部１３は、物理的に単一な装置に限られるものではない。つまり、照射部１１と、撮像部１２と、処理部１３は、複数の装置に分散して配置されていてもよい。例えば、照射部１１と撮像部１２とが物理的に単一の装置で構成され、処理部１３がタブレット端末で構成されていてもよい。

【0040】

＜画像合成方法＞
続いて、図４を参照しながら、実施形態１に係る表面検査装置１０における処理部１３による画像合成方法について説明する。図４は、実施形態１に係る表面検査装置１０における処理部１３による画像合成方法を示した模式図である。図４は、照明光によるライン画像と、白色光によるライン画像を示した例である。

【0041】

まず、図４に示すように、撮像部１２を用いて撮像したライン画像Ａとライン画像Ｂとライン画像Ｃとを基に、処理部１３が画像を合成する。照明光による画像の一方をライン画像Ａ、他方をライン画像Ｂとする。ライン画像Ａ、Ｂは、図３に示したＣＣＤ１２ａ、ＣＣＤ１２ｂ、ＣＣＤ１２ｃにより撮像された画像である。白色光による画像をライン画像Ｃとする。ライン画像Ａとライン画像Ｂとを合成して得られた画像を、合成画像ＡＢとする。ライン画像Ｃは、図３に示したＣＣＤ１２ｄにより撮像された画像である。ライン画像Ａ、ライン画像Ｂ、及びライン画像Ｃのピクセル数は、撮像部１２により決定するが、図４では２０４８ピクセルの画像とする。図４に示した例では、ライン画像Ａ、ライン画像Ｂ、及びライン画像Ｃにおける１ピクセルは明るさを示している。

【0042】

図４に示した例では、ライン画像Ａにおける１～ｍ－１（１≦ｍ≦２０４８）ピクセルは隣接するピクセル間の少なくとも一方と明るさの差異がある画像であり、ライン画像Ａにおけるｍ～２０４８ピクセルは隣接するピクセル間で明るさの差異がない画像である。
一方で、図４に示した例では、ライン画像Ｂにおける１～ｍ－１ピクセルは隣接するピクセル間で明るさの差異がない画像であり、ライン画像Ｂにおけるｍ～２０４８ピクセルは隣接するピクセル間の少なくとも一方と明るさの差異がある画像である。

【0043】

合成ライン画像ＡＢは、ライン画像Ａ及びライン画像Ｂのうち、隣接するピクセル間の少なくとも一方と明るさの差異があるライン画像を選択した画像である。
図４に示した例では、ライン画像Ａにおける１～ｎピクセル（１≦ｎ≦ｍ≦２０４８）は隣接するピクセル間の少なくとも一方と明るさの差異がある画像であり、ライン画像Ｂにおける１～ｎピクセル（１≦ｎ≦ｍ≦２０４８）は隣接するピクセル間で明るさの差異がない画像である。そのため、合成画像ＡＢにおける１～ｎピクセルは、ライン画像Ａを選択した画像となる。
また、図４に示した例では、ライン画像Ａにおけるｍ～２０４８ピクセルは隣接するピクセル間で明るさの差異がない画像であり、ライン画像Ｂにおけるｍ～２０４８ピクセルは隣接するピクセル間の少なくとも一方と明るさの差異がある画像である。そのため、ｍ～２０４８ピクセルにおける合成ライン画像ＡＢはライン画像Ｂを選択した画像となる。

【0044】

同様の手順で、ｎ＋１～ｍ－１ピクセルにおける合成ライン画像ＡＢをライン画像Ａ又はライン画像Ｂに基づいて決定する。ここでは、ｎ＋１～ｍ－１ピクセルにおける合成ライン画像ＡＢは、ライン画像Ａとする。

【0045】

換言すると、図４に示した例では、合成ライン画像ＡＢは、１～ｍ－１ピクセルではライン画像Ａであり、ｍ～２０４８ピクセルではライン画像Ｂを選択した画像となる。

【0046】

一方で、処理部１３は、撮像部１２により撮像したライン画像Ｃをそのまま取得して、活用する。

【0047】

このように、処理部１３は、撮像部１２が撮像したライン画像Ａ及びライン画像Ｂから合成画像を生成する。また、処理部１３はライン画像Ｃをそのまま活用する。処理部１３は、撮像部１２が連続的にスキャンしたことにより取得した複数のライン画像Ａ、ライン画像Ｂ、ライン画像Ｃに対して同様の処理をおこなう。例えば、撮像部１２が連続的にスキャンしたことにより取得したライン画像Ａ、ライン画像Ｂ、及びライン画像Ｃのそれぞれの画像数が１００枚とすると、処理部１３は合成画像ライン画像を１００枚生成し、１００枚のライン画像Ｃをそのまま活用する。このとき、処理部１３は、１００枚の合成画像ライン画像と１００枚のライン画像Ｃとに基づいて、自動車の車体表面Ｓ１を検査する。

【0048】

＜凹凸欠陥及び色欠陥の検出方法＞
続いて、処理部１３が、生成した合成画像と白色光によるライン画像とに基づいて自動車の車体表面Ｓ１を検査する方法について説明する。

【0049】

まず、処理部１３が生成した合成画像に基づいて、自動車の車体表面Ｓ１における凹凸欠陥を検査する方法について説明する。処理部１３は、複数の生成した合成画像に基づいて、自動車の車体表面Ｓ１を検査する。より具体的には、処理部１３は、複数の生成した合成画像を合わせて１枚の合成画像とする。１枚の合成画像から凹凸欠陥部を特定する。

【0050】

次に、処理部１３が白色光によるライン画像に基づいて、自動車の車体表面Ｓ１における色欠陥を検査する方法について説明する。処理部１３は、複数の白色光によるライン画像に基づいて、自動車の車体表面Ｓ１を検査する。より具体的には、処理部１３は、白色光による複数のライン画像を合わせて１枚の合成画像とする。図５は、実施形態１に係る処理部１３により複数のライン画像を合わせて得られた１枚の合成画像Ｍ１を示す図である。図５に示した例では、合成画像Ｍ１は１２枚のライン画像Ｃを合成した２次元画像である。また、図５に示した例では、合成画像Ｍ１を構成しているピクセルが白色とする。

【0051】

図５に示すように、合成画像Ｍ１は、色欠陥部ｄ１の黒色を除いて白色である。すなわち、合成画像Ｍ１を構成しているピクセルの色と異なる色が存在している場合、色欠陥と特定することができる。図５に示した例では、色欠陥部ｄ１が１箇所だけであるが、複数個所存在している場合もある。また、図５に示した例では、合成画像Ｍ１を構成しているピクセルを白色として説明したが、これに限定されることなく、合成画像Ｍ１を構成しているピクセルの色は、検査対象である自動車の表面の色である。

【0052】

＜表面検査方法＞
続いて、実施形態１に係る表面検査方法を説明する。図６は、実施形態１に係る表面検査方法を例示したフローチャートである。

【0053】

まず、波長域が互いに異なる照明光を照射するとともに、白色光と照明光とを交互に照射しながら、前記照明光による２つ以上のライン画像と、前記白色光によるライン画像と、を撮像する。（ステップＳＴ１）。次に、照明光による２つ以上のライン画像から合成画像を生成する（ステップＳＴ２）。次に、合成画像と、白色光によるライン画像と、に基づいて自動車の表面Ｓ１の状態を検査する（ステップＳＴ３）。

【0054】

上述した処理部１３における処理の一部又は全部は、コンピュータプログラムとして実現可能である。このようなプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0055】

このように、実施形態１に係る表面検査装置１０は、照明光と白色光とを所定の間隔で交互に照射しながら、自動車の表面Ｓ１で反射した照明光による２つ以上のライン画像と、自動車の表面Ｓ１で反射した白色光によるライン画像と、を撮像する。実施形態１に係る表面検査装置１０は、照明光による２つ以上のライン画像から合成画像を生成する。そして、実施形態１に係る表面検査装置１０は、合成画像と白色光によるライン画像とに基づいて、自動車ボディの塗膜表面における微細な凹凸からなる欠陥部の検査と塗装色欠陥の検査とを同時にできる。このようにして、実施形態１に係る表面検査装置１０は生産性を向上させることができる。

【0056】

上記の実施形態では、表面検査装置１０の検査対象として自動車の表面を例にして説明した。しかし、これに限定されることはなく、表面検査装置１０の検査対象は、塗装された物体の表面に対して適用できる。例えば、建屋の外壁、内壁、床に対して表面検査装置１０を適用できる。

【0057】

なお、本開示は、上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0058】

１０ 表面検査装置
１１ 照射部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 光源
１２ 撮像部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ ＣＣＤ
１２Ｌ 光学系レンズユニット
１３ 処理部
Ｆ 移動方向
２４ レンズ
２５ 分光手段
ｄ１ 色欠陥
Ｍ１ 合成画像
Ｓ１ 自動車の表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】