JP2003139711A - 外観検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】球面状凸曲面が形成された被検査体の曲面部を
自動的に検査できる外観検査装置及び検査方法を提供す
る。 【解決手段】被検査体Ｓを順次取り出す整列装置１と、
この被検査体Ｓを直線的に移動させる直進フィーダ２
と、この直進フィーダ２から前記被検査体Ｓを受け取り
撮像位置とそれを経由して選別回収位置まで移送させる
ベルトコンベア３と、前記撮像位置の上部に設置された
被検査体Ｓの凸曲面を均等に拡大した発光面４ａを有
し、その他端が導光面４ｂとなる柱状透明体４と、撮像
装置６及び画像処理装置７から構成される。前記撮像位
置で停止した被検査体Ｓの曲面部を発光体５で照射し、
その反射光を前記発光面４ａから入射して導光面４ｂに
映った凸曲面像を撮像装置６で撮像して画像処理装置７
で欠陥判定処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、球面のような凸曲
面を形成している凸曲面状部材を被検査体として検査す
るための外観検査装置及び検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、部品や製品などの外観検査には、
撮像装置と画像処理装置を用いた自動検査装置の導入が
図られているが、球面などの凸曲面が形成されている凸
曲面状部材の外観上のキズ等の欠陥検査は、水平に対す
る傾斜角度が大きくなる周辺部を均等に照明して撮影す
ることが困難なため専ら目視により行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、球面のような凸
曲面を形成している凸曲面状部材の外観検査は目視で行
われているが、検査員の技術、能力、検査基準等におい
て個人差があるため良い検査精度が得られなかったり、
同一の検査員であっても検査時の体調や検査時間の継続
による疲労等によって検査レベルの低下を生じるという
問題がある。本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、凸曲面状部材の外観上のキズ等の欠陥
を自動的に検査できる外観検査装置及び検査方法を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の外観検査装置は、被検査体表面を均等に
拡大した表面形状の発光面を有し、その発光面に対する
他端面の一部が導光面となる柱状透明体を被検査体に近
接して設けると共に、前記柱状透明体を通して被検査体
を照光する照光手段と、被検査体からの反射光を前記発
光面に通し、前記導光面に導入される被検査体像を撮影
して映像信号に変換する撮像手段と、該映像信号を画像
処理して外観上の欠陥を検査する画像処理手段とを備え
たことを特徴とするものである。また、請求項２の外観
検査装置は、上記外観検査装置において前記柱状透明体
の側面に反射層を設けていることを特徴とするものであ
る。

【０００５】請求項３の外観検査方法は、被検査体表面
を均等に拡大した表面形状の発光面を有し、その発光面
に対する他端面の一部が導光面となる柱状透明体を被検
査体に近接して設けると共に、発光体の光線を前記柱状
透明体の発光面を通して被検査体に照射し、被検査体か
らの反射光を前記発光面に通し、前記導光面に導入され
る被検査体像を撮像装置により撮影して映像信号に変換
し、該映像信号を画像処理装置により画像合成して判定
処理を行い、前記被検査体の外観上の欠陥を検査するよ
うにしたことを特徴とするものである。また、請求項４
の外観検査方法は、上記外観検査方法において前記柱状
透明体の側面に反射層を設けたことを特徴とするもので
ある。本発明の外観検査装置及び検査方法は上記のよう
に構成されており、凸曲面状被検査体の外観検査が自動
化されて高速に行えると共に、安定した検査精度を得る
ことができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明の外観
検査装置及び検査方法を説明する。図１は実施例による
外観検査装置のシステム概略図を示したものである。本
外観検査装置は、球面のような凸曲面を形成している被
検査体Ｓの外面を自動的に検査する装置であって、被検
査体Ｓを順次送り出す整列装置１と、この被検査体Ｓを
直進的に移動させる直進フィーダ２と、前記被検査体Ｓ
を受け取り、これを後述の撮像装置６の中心下方に位置
する撮像位置から終端側の選別回収位置まで移送するベ
ルトコンベア３と、前記被検査体Ｓを照射する発光面４
ａとその他端面の一部に前記被検査体を映す導光面４ｂ
を形成した柱状透明体４と、前記柱状透明体４の発光面
４ａを通して被検査体Ｓを照光する発光体５と、前記導
光面４ｂに映った被検査体Ｓを撮影して外面上の欠陥を
検出して合否を判定する撮像装置６及び画像処理装置７
と、その判定結果に基づいて被検査体Ｓを選別回収する
ためのフリッパ８、不良品回収箱９及び良品回収箱１０
等から構成されている。

【０００７】前記整列装置１には、図２に示すような汎
用のパーツフィーダを用いることができる。この整列装
置１は、被検査体Ｓを案内するら旋状の軌道１ａを有す
るボール１ｂと、このボール１ｂに回転方向の振動を与
える電磁石１ｃと振動板ばね１ｄから構成されている。
また、前記直進フィーダ２は、図３に示すような被検査
体Ｓを直進させる案内溝が形成された並行シュート２ａ
と、この並行シュート２ａの溝に収容された被検査体Ｓ
を徐々に前進させる振動を発生する電磁石２ｂ、振動伝
動棒２ｃ及び振動板ばね２ｄからなる振動発生部より構
成されている。

【０００８】図４は、前記撮像位置にある被検査体Ｓ、
柱状透明体４及び発光体５の側面図に、発光体５からの
入射光の進路例と被検査体Ｓからの反射光の進路例を矢
印で示したものである。この柱状透明体４の下端には、
被検査体Ｓの凸曲面を均等に拡大した凹曲面となる発光
面４ａが形成され、その他端には反射光を導入して被検
査体像を映すための導光面４ｂが形成されており、その
材質にはガラスや樹脂等の透明材質が用いられている。
そして被検査体Ｓを照射する発光体５として、例えば発
光ダイオードなどをリング状に配設したものが用いら
れ、柱状透明体４の導光面４ｂ周辺を取り巻くように設
置されるか、あるいは撮像装置６に一体で設置されてい
る。

【０００９】上記発光体５からの入射光は導光面４ｂか
ら屈折して入射され、柱状透明体４の側面で反射しなが
ら進行し、発光面４ａから出射して被検査体Ｓを照射す
る。また、被検査体Ｓからの反射光は柱状透明体４の発
光面４ａから入射され、柱状透明体４の側面を反射しな
がら導光面４ｂに到達して被検査体像の凸曲面部を映し
出す。

【００１０】前記柱状透明体４の上部には、図１に示す
ようにレンズ系とＣＣＤセンサを組み合わせたＣＣＤカ
メラなどの撮像装置６が配設され、この撮像装置６はケ
ーブルを介して画像処理装置７に接続されている。そし
て、ベルトコンベア３の終端側には前記画像処理装置７
による被検査体Ｓの欠陥判定結果に対応して被検査体Ｓ
を不良品回収箱９と良品回収箱１０に案内できるように
傾斜角度が変えられるフリッパ８が設置されている。

【００１１】図５は、前記被検査体Ｓの撮像及びその画
像処理における信号処理方式を説明するブロック構成図
である。図に示すように被検査体Ｓの凸曲面の状態及び
形状は、前記柱状透明体４の発光面４ａから入射される
光信号により導光面４ｂに映し出される。この映し出さ
れた光の強弱（アナログ信号）は、撮像装置６により映
像信号（ディジタル信号）に変換され、前記画像処理装
置７に送られる。

【００１２】前記画像処理装置７は、前記撮像装置６か
らの映像信号から画像を合成する画像合成部７ａとその
画像から被検査体の凸曲面のキズなどを欠陥として判定
する画像判定部７ｂと、前記画像判定部７ｂからの制御
信号に基づいてベルトコンベア３を駆動するベルトコン
ベア制御部７ｃ及びフリッパ８を駆動するフリッパ制御
部７ｄから構成されている。

【００１３】上記構成の外観検査装置による被検査体Ｓ
の外観検査は、図６に示すフローチャートに従い自動的
に実行される。本装置をスタートさせると各構成部の電
源が入る。被検査体Ｓを整列装置１のボール１ｂ（図
２）に凸曲面部が上になるようにして搭載すると、電磁
石１ｃによって発生する回転振動により、被検査体Ｓは
軌道１ａに沿って徐々に出口方向に向かって前進し、直
進フィーダ２（図１）側に供給される。さらに被検査体
Ｓは、この直進フィーダ２の前進振動により直線上に整
列してベルトコンベア３側に供給される（ステップ
１）。

【００１４】被検査体Ｓが撮像位置に到達すると、撮像
装置６によりその形状が検知され（ステップ２）、前記
ベルトコンベア３の走行が停止される（ステップ３）。
この被被検査体Ｓの凸曲面は、発光体５により照射さ
れ、その凸曲面の状態が導光面に映される。この被検査
体像は撮像装置６により撮影され（ステップ４）、画像
合成部７ａで合成された画像が画像判定部７ｂで欠陥か
どうか判定され（ステップ５）、欠陥であると判定され
れば、フリッパ制御部７ｄにフリッパ８を不良品回収箱
９側に案内する制御信号が入力され、ステップ１に戻
る。また、正常であればフリッパ制御部７ｄに良品回収
箱１０側に案内する制御信号が入力され、ステップ１に
戻る。なお、図１に示すように被検査体Ｓが連続的に搬
送される場合には、判定された被検査体Ｓがベルトコン
ベア３の末端にきたときに、フリッパ８が対応した側に
駆動される。画像判定部７ｂでの欠陥部分の検出とその
判定は、例えば外面の濃淡の連続性をチェックして、そ
の不連続部分の面積の大きさが基準値を越えるかどうか
で判定するような方法が採られる。

【００１５】上記実施例において、発光体５と前記柱状
透明体４とを一体形にすることにより構成をより簡素化
することができる。また、柱状透明体４の側面部分に反
射層のコーティングを行い、入射光の側面から外部への
もれを減らすことにより、撮影装置６が受ける光強度の
低下を防ぎ映像信号のＳ／Ｎ比を向上させることができ
る。また、使用する撮像装置６に高分解能のものを用い
ることにより、非常に小さな欠陥も検出でき、かつ高性
能な画像処理装置７を用いることにより、高速の検査が
可能となる。

【００１６】本発明の特徴は上記のように、順次供給さ
れる被検査体Ｓに柱状透明体４を近接して、発光体５か
らの光を被検査体Ｓの凸曲面に照射すると共に、その反
射光を入射して導光面４ｂに前記凸曲面を映し、これを
撮影してキズや凹凸などの欠陥を判定し不良品の選別除
去を行うようにした点にあり、本発明の外観検査装置及
び検査方法が実施例に示した構成や形状に限定されるも
のではない。

【００１７】

【発明の効果】本発明の外観検査装置及び検査方法によ
り、凸曲面状の被検査体の外面検査が、人手に頼らず自
動的に行うことが可能となる。この自動化により安定し
た検査精度や高い処理能力を得ることができ、検査環境
の影響も受け難くなる。さらに、発光体と撮像装置を一
体にすることにより構成を簡素化し、柱状透明体の側面
に反射層をコーティングすることにより画像処理精度を
向上させることができる。また、使用する撮像装置に高
分解能のものを用いることにより、非常に小さな欠陥も
検出でき、かつ高性能な画像処理装置を用いることによ
り、高速の検査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例による外観検査装置のシステム概略図で
ある。

【図２】実施例に係わる整列装置の構成を示す斜視図で
ある。

【図３】実施例に係わる直進フィーダの構成を示す斜視
図である。

【図４】実施例に係わる柱状透明体の縦断面図である。

【図５】実施例による外観検査装置のブロック構成図で
ある。

【図６】外観検査装置の検査手順を示すフローチャート
図である。

【符号の説明】

１…整列装置 １ａ…軌道 １ｂ…ボール １ｃ、２ｂ…電磁石 １ｄ…振動板ばね ２…直進フィーダ ２ａ…並行シュート ２ｃ…振動伝動棒 ２ｄ…振動板ばね ３…ベルトコンベア ４…柱状透明体 ４ａ…発光面 ４ｂ…導光面 ５…発光体 ６…撮像装置 ７…画像処理装置 ７ａ…画像合成部 ７ｂ…画像判定部 ７ｃ…ベルトコンベア制御部 ７ｄ…フリッパ制御部 ８…フリッパ ９…不良品回収箱 １０…良品回収箱 Ｓ…被検査体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査体表面を均等に拡大した表面形状の
   発光面を有し、その発光面に対する他端面の一部が導光
   面となる柱状透明体を被検査体に近接して設けると共
   に、前記柱状透明体を通して被検査体を照光する照光手
   段と、被検査体からの反射光を発光面に通し、前記導光
   面に導入される被検査体像を撮影して映像信号に変換す
   る撮像手段と、前記映像信号を画像処理して外観上の欠
   陥を検査する画像処理手段とを備えたことを特徴とする
   外観検査装置。
2. 【請求項２】前記柱状透明体の側面に反射層を設けてい
   ることを特徴とする請求項１記載の外観検査装置。
3. 【請求項３】被検査体表面を均等に拡大した表面形状の
   発光面を有し、その発光面に対する他端面の一部が導光
   面となる柱状透明体を被検査体に近接して設けると共
   に、発光体の光線を前記柱状透明体の発光面を通して被
   検査体に照射し、被検査体からの反射光を前記発光面に
   通し、前記導光面に導入される被検査体像を撮像装置に
   より撮影して映像信号に変換し、該映像信号を画像処理
   装置により画像合成して判定処理を行い、前記被検査体
   の外観上の欠陥を検査するようにしたことを特徴とする
   外観検査方法。
4. 【請求項４】前記柱状透明体の側面に反射層を設けたこ
   とを特徴とする請求項３記載の外観検査方法。