JP2003247955A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストを低く抑え、装置の構成を簡素化し、
検査サイクルタイムを短縮することができる外観検査装
置を提供する。 【解決手段】 本外観検査装置は、長寸部品であるワー
ク１５１〜１５３表面の欠陥を検出するために、ワーク
１５１〜１５３を順次撮像するラインセンサカメラ１０
０と、その撮像範囲１２０内においてワーク１５１〜１
５３を均一に照明するためにバー状に配列された例えば
ＬＥＤから成る照明部１１０と、ワーク１５１〜１５３
を回転させる第１の回転ローラ１３０および第２の回転
ローラ１４０と、ワーク１５１〜１５３をほぼ一定の速
度で連続的に回転軸方向へ押し出す第１の押出ローラ１
８０および第２の押出ローラ１９０と、ラインセンサカ
メラ１００が撮像した画像のデータを処理して画像の傾
きを検出し、検出された傾きに基づいてワーク側面上の
欠陥を検出する画像処理部１７０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の表面上に
存する欠陥を検出する外観検査装置に関し、さらに詳し
くは、円柱状の対象物を回転させて撮像することにより
その表面上に存する欠陥を自動的に検出する外観検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コロやローラなどの円柱状の
短寸部品またはピストンロッドなどの円柱状の長寸部品
（これらを以下「ワーク」と称する）を中心軸まわりに
回転させ、その円柱側面上の欠陥、例えば、打痕やスク
ラッチ傷などを自動的に検出する外観検査装置が知られ
ている。図１３は、そのような従来の外観検査装置の構
成例を示す模式図である。この外観検査装置は、長寸部
品であるワーク９５０表面の欠陥を検出するために以下
のように構成されている。すなわち、この外観検査装置
は、ワーク９５０を撮像する３つのラインセンサカメラ
９０１〜９０３と、ワーク９５０を均一に照明するため
にバー状に配列された例えば発光ダイオード（以下「Ｌ
ＥＤ」（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）
と略称する）から成る３つの照明部９１１〜９１３と、
ワーク９５０を回転させるために同一方向に回転する第
１の回転ローラ９３０および第２の回転ローラ９４０
と、ワーク９５０を所定の位置に位置決めするための位
置決めピン９６０と、ラインセンサカメラ９０１〜９０
３により撮像されて得られた画像データを処理して欠陥
を検出する画像処理部９７０とを備える。以下、この外
観検査装置の動作について説明する。

【０００３】まず、ワーク９５０は、第１の回転ローラ
９３０および第２の回転ローラ９４０と接触して回転す
るように、図示されないワーク搬送部によりこれらの間
に載置される。また、位置決めピン９６０は、ワーク９
５０がラインセンサカメラ９０１〜９０３の撮像範囲９
２１〜９２３内に位置決めされるように、ワーク９５０
の円柱端面のいずれかと接触することにより、回転軸方
向の位置を正確に決定する。位置決めされたワーク９５
０は、第１の回転ローラ９３０および第２の回転ローラ
９４０の回転により少なくとも１回転する。そのため、
ラインセンサカメラ９０１〜９０３は、ワーク９５０の
円柱側面の曲面全体を撮像することが可能となる。この
撮像により得られたそれぞれの画像データは画像処理部
９７０に入力される。画像処理部９７０は、良品画像と
の比較処理や欠陥部分の特徴抽出処理のような既知の画
像処理方法により、ワーク９５０の円柱側面上の欠陥を
検出する。また、撮像されたワーク９５０は、図示され
ないワーク搬送部により装置外部へ搬出される。

【０００４】図１４は、従来の外観検査装置の構成の別
例を示す模式図である。この外観検査装置は、短寸部品
であるワーク９５５表面の欠陥を検出するために、図１
３の外観検査装置とほぼ同様な以下の構成を備える。す
なわち、撮像範囲９２５に位置決めされたワーク９５５
を撮像するラインセンサカメラ９０５と、ワーク９５５
を均一に照明する例えばＬＥＤから成る照明部９１５
と、ワーク９５５を回転させる第１の回転ローラ９３５
および第２の回転ローラ９４５と、ワーク９５５を所定
の位置に位置決めするための位置決めピン９６５と、撮
像により得られた画像データを処理して欠陥を検出する
画像処理部９７５とを備える。この外観検査装置の動作
も図１３の外観検査装置とほぼ同様であるので、説明を
省略する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図１３に示す
従来の外観検査装置は、長寸のワークを撮像するために
複数のラインセンサカメラを備えるが、ラインセンサカ
メラは高価であるため、コスト高となる。一方、図１４
に示す従来の外観検査装置は、短寸のワークを撮像する
ためにラインセンサカメラを１つだけ備える点でコスト
を低く抑えることができる。しかし、これらの外観検査
装置はいずれも図示されないワーク搬送部によりワーク
を搬入して載置し、載置されたワークを位置決めピン９
６０または９６５により位置決めする機構が必要とな
る。このようにワークを１つずつ搬送して位置決めする
ことは、ワーク１つを検査するのに要する時間（以下
「検査サイクルタイム」と称する）を増大させる。ま
た、上記搬送・位置決め機構は、装置の構成を複雑化さ
せる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、コストを低く抑
え、装置の構成を簡素化し、検査サイクルタイムを短縮
することが可能な外観検査装置であって、対象物を回転
させて撮像することによりその表面上に存する欠陥を自
動的に検出する外観検査装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、検査すべき複数の対象物の表面上に存する欠陥
を検出する外観検査装置であって、所定の中心軸方向に
整列する複数の前記対象物をそれぞれ前記中心軸まわり
に回転させる回転手段と、前記回転手段により回転する
複数の前記対象物を前記中心軸方向に所定の速度で移動
させる搬送手段と、前記回転手段により回転する前記対
象物の表面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像
した画像に基づき、前記対象物の表面上に存する欠陥を
検出する欠陥検出手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】このような第１の発明によれば、長寸のワ
ークを撮像する場合であっても撮像部を複数備える必要
がなくコストを抑えることができる。また、ワークを位
置決めすることなく連続的に移動させながら次々と検査
することにより検査サイクルタイムを短縮することがで
きる。さらに、搬送・位置決め機構が不要であるため、
装置の構成を簡素化することができる。

【０００９】第２の発明は、第１の発明において、前記
撮像手段は、前記中心軸方向に主走査を行うラインセン
サカメラであり、前記欠陥検出手段は、前記ラインセン
サカメラにより撮像された前記対象物の画像において前
記対象物の前記移動に起因して現れる傾きに基づき前記
欠陥を検出することを特徴とする。

【００１０】このような第２の発明によれば、ラインセ
ンサカメラを用いることにより機構的に生じる画像の傾
きを考慮してワーク表面の欠陥を検出するため、静止状
態のワークを撮像して欠陥を検出する場合と同様に取り
扱うことができる。

【００１１】第３の発明は、第２の発明において、前記
欠陥検出手段は、前記ラインセンサカメラにより撮像さ
れた前記対象物の端部に対応する画像上の座標を検出す
る端部検出手段と、前記端部検出手段により検出された
前記座標に基づいて、前記傾きを算出する傾き算出手段
と、前記ラインセンサカメラにより撮像された画像を前
記傾き算出手段により算出された傾きに基づいて走査す
ることにより、前記欠陥の有無を判定する欠陥判定手段
とを含むことを特徴とする。

【００１２】このような第３の発明によれば、撮像によ
って得られた画像が示すワークの端部を検出することに
より、容易に画像の傾きを算出してワーク表面の欠陥を
検出することができる。

【００１３】第４の発明は、第１の発明において、前記
搬送手段により移動させられる前記対象物を検出し、検
出した結果に基づき前記撮像手段が撮像を開始するタイ
ミングを決定する撮像タイミング決定手段をさらに備え
ることを特徴とする。

【００１４】このような第４の発明によれば、ワークを
撮像するために最適なタイミング（例えば、撮像範囲内
のワーク側面全体が一枚の画像に収まるようなタイミン
グ）で撮像を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る外観検査装置の構成を示す模式図である。この外観
検査装置は、円柱状の長寸部品であるワーク１５１〜１
５３表面の欠陥を検出するために以下のように構成され
ている。すなわち、この外観検査装置は、ワーク１５１
〜１５３を順次撮像するラインセンサカメラ１００と、
その撮像範囲１２０内においてワーク１５１〜１５３を
均一に照明するためにバー状に配列された例えばＬＥＤ
から成る照明部１１０と、ワーク１５１〜１５３を回転
させるために同一方向に回転する第１の回転ローラ１３
０および第２の回転ローラ１４０と、ワーク１５１〜１
５３をほぼ一定の速度で連続的に回転軸方向へ押し出す
ために互いに逆方向に回転するワーク搬送手段としての
第１の押出ローラ１８０および第２の押出ローラ１９０
と、ラインセンサカメラ１００が撮像した画像のデータ
を処理してワーク側面上の欠陥を検出する画像処理部１
７０とを備える。以下、この外観検査装置の動作につい
て説明する。

【００１６】ワーク１５１〜１５３は、装置外部からワ
ークの搬送手段として機能する第１の押出ローラ１８０
および第２の押出ローラ１９０に接触して、それらの回
転により移動方向２０へ次々と押し出される。押し出さ
れたワーク１５１〜１５３は、第１の回転ローラ１３０
および第２の回転ローラ１４０と接触するように載置さ
れ、第１の回転ローラ１３０および第２の回転ローラ１
４０の回転により回転軸１０まわりの回転方向３０に回
転する。なお、ワーク１５１，１５２は回転している
が、第１の回転ローラ１３０および第２の回転ローラ１
４０と接触しないワーク１５３は回転していない。これ
らのうち、例えばワーク１５２は、移動方向２０へ移動
しながら、撮像範囲１２０内でその円柱側面全体が撮像
されるように第１の回転ローラ１３０および第２の回転
ローラ１４０の回転により少なくとも１回転する。その
ため、ラインセンサカメラ１００は、ワーク１５２の円
柱側面をスパイラル状に撮像することになり、その曲面
全体を撮像することが可能となる。なお、移動方向２０
への移動速度によっては、同一の欠陥箇所が複数回検出
されるが、検査サイクルタイムが長くなることを除き、
特に問題とはならない。こうして撮像により得られた画
像データは画像処理部１７０に入力される。

【００１７】ここで、上記移動方向２０をＸ軸方向と
し、このＸ軸に垂直であってラインセンサカメラ１００
へ向かう方向（すなわち図１では上方向）をＺ軸方向と
し、Ｘ軸およびＺ軸に垂直であって第１の回転ローラ１
３０から第２の回転ローラ１４０へ向かう方向（すなわ
ち図１では右方向）をＹ軸方向とする。図２は、ライン
センサカメラ１００による上記撮像によって得られた画
像データを例示した図である。図２では、上記図１の座
標系とは異なり、画像内の左上の画素位置を原点とし、
図の右方向をｘ軸方向とし、図の下方向をｙ軸方向とす
る。このような画像データにおける座標系を以下「画像
座標系」と称する。この画像座標系を図１の座標系と対
照すると、画像座標系のｘ軸方向は図１のＸ軸方向と対
応しており、画像座標系のｙ軸方向は図１のワーク側面
外周に沿った回転方向３０の反対方向と対応している。
また、ワーク１５１は第１の画像領域２１０に、ワーク
１５２は第２の画像領域２２０に示されている。したが
って、図中の斜線部２００はワーク１５１とワーク１５
２との隙間部分（以下「ワーク隙間部」と称する）を示
しており、斜線部２００の右端はワーク１５１の後端部
（すなわち図１のＸ軸方向と反対方向側の円柱端部）
を、斜線部２００の左端はワーク１５２の前端部（すな
わち図１のＸ軸方向側の円柱端部）をそれぞれ示してい
る。

【００１８】このような画像を撮像するラインセンサカ
メラ１００は、下記のような走査機構を有する。すなわ
ち、ラインセンサカメラ１００は、図１のＸ軸方向に一
列に配置されたフォトダイオードがレンズを通して受け
とった光を電気に変換して電荷として蓄積し、その蓄積
量をＣＣＤアナログシフトレジスタによって読み出すこ
とにより、所定の撮像範囲（測定視野）内の対象物を線
状の部分画像（以下「線画像」と称する）として撮像す
る。このような撮像動作は主走査と呼ばれており、非常
に短い時間（例えば１００μｓ程度）で終了する。図２
では、ｘ軸方向に直線を構成する画素群が上記線画像に
相当する。ラインセンサカメラ１００は、この主走査を
繰り返すように動作する。また、対象物であるワークは
図１が示す回転方向３０に回転している。そのため、主
走査の開始位置は回転方向３０の反対方向に少しずつず
れていくことになる。このように主走査の開始位置を主
走査方向と垂直な方向へ順次ずらして撮像する動作は副
走査と呼ばれる。図２では、ｙ軸方向が副走査方向に相
当する。

【００１９】もっとも、ワークは上記回転と同時に、図
１が示す移動方向２０（すなわちＸ軸方向）にも主走査
毎に一定の距離だけ移動している。したがって、撮像対
象であるワーク端部の図１における座標は、主走査毎に
上記一定の距離だけＸ軸方向へ移動することになる。そ
のため、当該ワーク端部を撮像することにより得られた
画像上のワーク端部を構成する画素は、画像座標系にお
いてｙ軸方向へ１画素進む毎に上記一定距離に相当する
画素数分だけｘ軸方向にずれることになる。このように
して画像全体が変形する結果、ワークが移動方向２０へ
全く移動しない場合に得られるべき画像と比較して、実
際に撮像された上記画像は傾くことになる。以下、この
変形を画像の傾きと称する。この傾きは、例えば斜線部
２００の左右端におけるｙ軸に対する傾きとして示すこ
とができる。また、この傾きを示す方向は、図２では傾
き方向２２５として示されている。

【００２０】以上のように、上記画像の傾きはワークの
Ｘ軸方向への移動により生じるため、この傾きを考慮し
てワーク表面の欠陥を検出すれば、所定位置に位置決め
され回転しているワークを撮像して欠陥を検出する場合
と同様に取り扱うことができる。画像処理部１７０は、
このように撮像された画像の傾きを考慮してワーク表面
の欠陥を検出する。以下、画像処理部１７０の詳細な構
成および動作について説明する。

【００２１】図３は、画像処理部１７０の構成例を示す
ブロック図である。本画像処理部１７０は、一般的なコ
ンピュータ装置と同様の構成を備えており、画像処理プ
ログラム等を記憶するためのハードディスク等で構成さ
れる記憶部１７１と、ラインセンサカメラ１００からの
画像データを記憶するための半導体メモリで構成される
画像メモリ１７２と、後述する画像処理や各種制御を行
う中央処理部１７３と、各種処理に用いられるデータを
一時的に記憶するための半導体メモリで構成される作業
用メモリ１７４と、ラインセンサカメラ１００などの入
力装置および図示されないＣＲＴなどの出力装置と信号
を送受信する入出力部１７５とを備える。なお、これら
の構成要素は、互いにシステムバス１７６によって接続
されている。以下、この画像処理部１７０の画像処理動
作について説明する。

【００２２】図４は、画像処理部１７０が行う画像処理
の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０で
は、入出力部１７５を介してラインセンサカメラ１００
から送られてきた画像データが画像メモリ１７２に蓄積
される。典型的には、以下の画像処理を行うプログラム
とは独立して並行動作する画像取得プログラムにより、
主走査毎の上記線画像に対応するデータを所定の主走査
回数だけ蓄積することにより上記画像データが形成され
る。ここで、上記画像取得プログラムは、以下の画像処
理を行うプログラムが処理対象とする画像データを蓄積
した後、当該画像データが画像処理プログラムにより処
理されている間に、並行して次に処理対象とすべき画像
データを取得することができる。このような構成によ
り、本外観検査装置は全体の処理時間を大幅に短縮する
ことが可能となる。

【００２３】中央処理部１７３は、画像メモリ１７２に
蓄積された画像データの示す画像がワーク隙間部（図２
では斜線部２００）を含むか否かを判断する（ステップ
Ｓ１２）。例えば、ワークの移動速度や搬送タイミング
に基づきワーク隙間部が含まれるべき画像を予め算定す
ることにより、画像データの示す画像がワーク隙間部を
含むか否かを判断する。また、ワーク隙間部を示す画像
を構成する画素の明るさが或る閾値以下であることを利
用し、当該閾値以下の画素が多く含まれる画像にワーク
隙間部が含まれていると判断してもよい。

【００２４】上記ステップＳ１２においてワーク隙間部
を含むと判断された場合、中央処理部１７３は、ワーク
端部の画像上の座標を算出するワーク端部検出処理を行
う（サブルーチンステップＳ１４）。ここで、図５を参
照して、中央処理部１７３が行うワーク端部検出処理の
詳細な手順について説明する。

【００２５】図５のステップＳ１０２では、画素の座標
を示す変数ｘおよびｙを初期化し、ステップＳ１０４で
は、後述するように変数ｘをインクリメントする量を示
す変数ｓに１を代入する。サブルーチンステップＳ１０
６では、ワーク隙間部を検出するワーク隙間部検出処理
を行う。ここで、図６を参照して、ワーク隙間部検出処
理の詳細な手順について説明する。

【００２６】図６のステップＳ２０２では、画像データ
上の座標（ｘ，ｙ）における画素に注目し、画像メモリ
１７２から、当該注目画素の明度ｄを取得する。なお、
明度とは色の明るさの度合いを意味し、白色の明度が最
も高く、黒色の明度が最も低い。図７は、図２の画像デ
ータ例の左上部を部分的に拡大した模式図である。図７
を参照すると、上記処理では、最初に座標（０，０）に
ある画素ｐ１の明度ｄが取得される。

【００２７】ステップＳ２０４では、取得された画素の
明度ｄが予め定められた閾値Ｋ（例えばワーク隙間部の
明度の上限とみなせる値）よりも低いか否かを判断す
る。閾値Ｋ以上である場合、当該画素はワーク隙間部に
は対応しないのでカウンタｎを初期化し（ステップＳ２
１２）、ｘをｓ（すなわち１）だけインクリメントして
（ステップＳ２１４）、次の画素の明度を取得すべくス
テップＳ２０２の処理へ戻る。図７を参照すると、ワー
ク隙間部の端部に対応する画素ｐ２の明度取得直前まで
上記処理が繰り返される。

【００２８】ステップＳ２０４で画素の明度ｄが閾値Ｋ
より低いと判断された場合、当該画素はワーク隙間部に
対応する可能性があるので、カウンタｎをインクリメン
トし（ステップＳ２０６）、カウンタｎが予め定めた閾
値Ｐ以上か否かを判断する（ステップＳ２０８）。この
閾値Ｐは、明度の低い画素がＰ個連続するか否かを調べ
るために導入されている。カウンタｎが閾値Ｐより小さ
い場合、未だ必要な連続数には達していないので、ｘを
ｓ（すなわち１）だけインクリメントして（ステップＳ
２１４）、次の画素の明度を取得すべくステップＳ２０
２の処理へ戻る。図７を参照すると、画素ｐ２がワーク
隙間部に対応するので、ｘ軸方向へＰ個離れた画素ｐ３
の明度取得直前まで、ループ処理（ステップＳ２０２→
Ｓ２０４→Ｓ２０６→Ｓ２０８→Ｓ２１４→Ｓ２０２）
が行われる。

【００２９】ステップＳ２０８でカウンタｎが閾値Ｐに
達したと判断された場合、ｘをｓ（すなわち１）だけイ
ンクリメントして（ステップＳ２１０）、図５の処理へ
復帰する。図７に示す例では、画素ｐ３がこの時点にお
ける注目画素である。以上の処理により、閾値Ｋより低
い明度を有する画素がＸ軸方向にＰ個以上連続する場合
には、その連続する暗い画素群はワーク隙間部に対応す
るといえるので、確実にワーク隙間部を検出することが
できる。

【００３０】次に、図５のサブルーチンステップＳ１０
８では、ワーク部を検出するワーク部検出処理を行う。
ここで、図８を参照して、ワーク部検出処理の詳細な手
順について説明する。なお、図８に示す手順は、変数ｎ
が変数ｍに変更され、定数Ｐが定数Ｑに変更され、ステ
ップＳ２０４の処理に代えてステップＳ３０４の処理が
行われるほかは、図６に示す手順と同様であるので、説
明を簡略に行う。

【００３１】図８のステップＳ３０２では、次の画素に
注目して当該注目画素の明度ｄを取得し、当該画素の明
度ｄが予め定められた閾値Ｌ（典型的にはワークに対応
する画素の明度の下限とみなせる値）よりも高いか否か
を判断する（ステップＳ３０４）。閾値Ｌ以下である場
合、当該画素はワークとは対応しないので、ワーク端部
に対応する画素として図７に示す画素ｐ４の明度が取得
される直前まで、ループ処理（ステップＳ３０２→Ｓ３
０４→Ｓ３１２→Ｓ３１４→Ｓ３０２）が行われる。

【００３２】ステップＳ３０４で画素の明度ｄが閾値Ｌ
より高いと判断された場合、当該画素はワーク部に対応
する可能性があるので、カウンタｍが予め定めた閾値Ｑ
が示す必要な連続数に達するまで、ループ処理（ステッ
プＳ３０２→Ｓ３０４→Ｓ３０６→Ｓ３０８→Ｓ３１４
→Ｓ３０２）が行われる。図７を参照すると、画素ｐ４
がワーク部に対応するので、ｘ軸方向へＱ個離れた画素
ｐ５の明度取得直前まで上記ループ処理が行われる。

【００３３】ステップＳ３０８でカウンタｍが閾値Ｑに
達した場合、ｘをｓ（すなわち１）だけインクリメント
し（ステップＳ３１０）、図５の処理へ復帰する。図７
に示す例では、画素ｐ５がこの時点における注目画素で
ある。以上の処理により、閾値Ｌより高い明度を有する
画素がＸ軸方向にＱ個以上連続する場合には、その連続
する明るい画素群はワークに対応し、それらの画素群の
左端がワーク端部に対応すると確定される。そこで、図
５のステップＳ１１０では、上記画素群の左端に対応す
る画素の座標、すなわち座標（ｘ−Ｑ，ｙ）を予め定め
られた配列変数に保存する。図７に示す例では、画素ｐ
４の座標が保存される。

【００３４】次に、ステップＳ１１２では、変数ｓに−
１を代入する。その結果、後述するように変数ｘが−１
ずつインクリメントされる（すなわち１ずつデクリメン
トされる）。さらに、変数ｘに所定の定数Ｒ（Ｒ＞０）
を加え、変数ｙが１だけインクリメントされる（ステッ
プＳ１１４）。図７に示す例では、画素ｐ６がこの時点
における注目画素である。なお、ｘから定数Ｒを加える
のは、ワーク端部に対応する画素位置がワーク端部の欠
け等に対応して不規則に配置される可能性を考慮したた
めである。

【００３５】サブルーチンステップＳ１１６では、前述
したサブルーチンステップＳ１０６と同様にワーク隙間
部検出処理を行う。ただし、上述のように変数ｓには−
１が代入されているので、ステップＳ２１０およびＳ２
１４では、変数ｘがデクリメントされる。そのため、図
７に示す例では、注目画素は、画素ｐ６からワーク隙間
部の右端の画素である画素ｐ７へ変化し、さらに画素ｐ
７からｘ軸方向と反対方向へＰ個離れた画素ｐ８へ変化
する。以上の処理から、閾値Ｋより低い明度を有する画
素がＸ軸方向と反対方向にＰ個以上連続する場合には、
その連続する暗い画素群はワーク隙間部に対応すると決
定することができる。そこで、図５のステップＳ１１８
では、上記画素群の右端の画素のさらに右側に隣接する
画素がワーク端に対応する画素であるので、座標（ｘ＋
Ｐ＋１，ｙ）を予め定められた配列変数に保存する。図
７に示す例では、画素ｐ７の右側に隣接する画素の座標
が保存される。

【００３６】ステップＳ１２０では、変数ｙがｙ座標の
所定の最大値ＭＡＸ以上か否かを判断する。最大値ＭＡ
Ｘより小さい場合、処理はステップＳ１１４へ戻り、変
数ｙが最大値ＭＡＸに達するまでループ処理（ステップ
Ｓ１２０→Ｓ１１４→Ｓ１１６→Ｓ１１８→Ｓ１２０）
が行われる。変数ｙが最大値ＭＡＸに達すると、図５に
示す本サブルーチン処理は終了し、図４の処理に復帰す
る。

【００３７】図４を再度参照すると、ステップＳ１６で
は、上記サブルーチンステップＳ１４のワーク端部検出
処理によりワーク端部として検出され、配列変数に格納
された座標群に基づいて、ワーク端部の傾きを算出する
傾き算出処理が行われる。その後、処理はステップＳ１
８へ進む。また、上記ステップＳ１２においてワーク隙
間部を含まないと判断された場合、上記サブルーチンス
テップＳ１４およびＳ１６の処理は省略され、処理は次
のステップＳ１８へ進む。なお、図９は、ワーク隙間部
を含む画像が撮像された後に、ワーク隙間部を含まない
ワーク１５２のみを撮像することにより得られた画像デ
ータ例を示す模式図である。図９に示す画像データが入
力された場合には、上記サブルーチンステップＳ１４お
よびＳ１６の処理は省略されるが、ワークの移動速度が
略一定であれば、ワーク端部の傾き方向２２５も変化し
ない。したがって、本処理では、既になされたステップ
Ｓ１６の処理により算出されたワーク端部の傾きを利用
する。

【００３８】ステップＳ１８では、ステップＳ１６の処
理により算出された傾きに基づいて、中央処理部１７３
はワークに欠陥があるか否かを判定する欠陥判定処理を
行う。具体的には、画像の傾き方向２２５に沿って画像
データを走査することにより、一般的な欠陥判定を行
う。また、上記傾き方向２２５が画像座標系のｙ軸方向
と一致するように座標変換を行って画像の傾きを補正
し、補正された画像データを用いて、一般的な欠陥判定
を行ってもよい。一般的な欠陥判定手法の例としては、
打痕やスクラッチ傷などの欠陥形状に対応する特徴、す
なわち所定の閾値以下の画素または以上の画素のいずれ
かが面状または直線状に配置されている画像データの特
徴を抽出して欠陥の有無を判定する方法がある。また、
別例としては、欠陥のない正常なワークを予め撮像して
得られた画像と、不要部分をマスク処理した上記画像デ
ータとを比較対照して欠陥の有無を判定する方法があ
る。このような手法により表面上に欠陥が検出されたワ
ークは、例えば図示されない欠陥ワーク選別部で選別さ
れ、装置外へ排出される。中央処理部１７３は、以上の
ようなステップＳ１０〜Ｓ１８の処理を繰り返し行っ
て、装置に搬入されるすべてのワーク表面を検査する。

【００３９】（第２の実施形態）図１０は、本発明の第
２の実施形態に係る外観検査装置の構成を示す模式図で
ある。この外観検査装置は、円柱状の短寸部品であるワ
ーク３５１〜３５９表面の欠陥を検出するために、第１
の実施形態に係る外観検査装置と同様の構成を備える。
すなわち、ワーク３５１〜３５９を順次撮像するライン
センサカメラ３００と、撮像範囲３２０内においてワー
ク３５１〜３５９を照明する例えばＬＥＤから成る照明
部３１０と、ワーク３５１〜３５９を回転させる第１の
回転ローラ３３０および第２の回転ローラ３４０と、ワ
ーク３５１〜３５９を回転軸方向へ押し出す搬送手段と
しての第１の押出ローラ３８０および第２の押出ローラ
３９０と、ラインセンサカメラ３００から受け取った画
像データを処理してワーク側面上の欠陥を検出する画像
処理部３７０とを備える。さらに、本実施形態に係る外
観検査装置は、第１の実施形態に係る外観検査装置とは
異なり、予め設定した検出位置４１０をワーク端部が通
過したことを検出するワーク間検出部４００を新たに備
える。なお、第１の回転ローラ３３０および第２の回転
ローラ３４０へ載置されるべく移動中であるワーク３５
６〜３５９を支持する図示されないガイド部をさらに備
えてもよい。以下、この外観検査装置の動作について、
第１の実施形態に係る外観検査装置とは異なる点を中心
に説明する。

【００４０】本外観検査装置が新たに備えるワーク間検
出部４００は、ラインセンサカメラ３００に対して後方
（すなわち移動方向２０の反対方向）に設けられてお
り、検出位置４１０を通過するワーク隙間部を検知する
ための接触センサや光センサなどで構成される。この検
出位置４１０をワーク隙間部が通過すると、ワーク間検
出部４００は、画像処理部３７０に対してワーク間を検
出したことを示す検出信号を出力する。画像処理部３７
０は、入力された検出信号に基づいて撮像範囲３２０内
のワークの円柱側面全体が一枚の画像に収まるようにラ
インセンサカメラ３００により撮像を行う。例えば、画
像処理部３７０は、上記検出信号が入力された瞬間にラ
インセンサカメラ３００により撮像を開始させるように
構成されており、ワーク間検出部４００は、画像処理部
３７０がワークの円柱側面全体を撮像するのに最適な時
点で検出位置４１０をワーク隙間部が通過するように、
その設置位置が予め調整されている。このように構成す
れば、各ワークの移動方向の長さがほぼ同一である限
り、ワークの移動速度が変化したとしても常に最適なタ
イミングで撮像が行われる。

【００４１】上記のようにラインセンサカメラ３００に
より撮像されて得られた画像データは、例えば図１１の
ように示される。図１１では、ワーク３５２は第１の画
像領域５２０に、ワーク３５３は第２の画像領域５３０
に、ワーク３５４は第３の画像領域５４０にそれぞれ示
されている。また、図中の斜線部５０１および５０２は
対応するワーク隙間部を示しており、斜線部５０１の右
端はワーク３５３の後端部（すなわち図１のＸ軸方向と
反対方向側の円柱端部）を、斜線部５０２の左端はワー
ク３５３の前端部（すなわち図１のＸ軸方向側の円柱端
部）をそれぞれ示している。したがって、図１１の画像
データはワーク３５３の前端部から後端部までの円柱側
面全体を撮像して得られたものである。

【００４２】図１１を参照すると、斜線部５０１および
５０２の左右端は同様に一定の傾きが生じている。この
傾きを示す方向は、図１１では傾き方向５２５として示
されている。そして、上記画像の傾きはワークのＸ軸方
向への移動により生じるため、この傾きを考慮してワー
ク表面の欠陥を検出すれば、静止状態のワークを撮像し
て欠陥を検出する場合と同様に取り扱うことが可能であ
ることは前述した。以下、このような画像の傾きを補正
する画像処理部３７０の画像処理動作について説明す
る。なお、画像処理部３７０の構成は、図３に示す画像
処理部１７０の構成例と同様であるので、説明を省略す
る。

【００４３】図１２は、画像処理部３７０が行う画像処
理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ３０
では、ワーク間検出部４００からの上記検出信号に基づ
いて、中央処理部１７３がワークの撮像タイミングを決
定する。撮像タイミングであれば、処理は次のステップ
Ｓ３２へ進む。ステップＳ３２では、図４のステップＳ
１０と同様に画像データの入力処理が行われるので、説
明を省略する。

【００４４】サブルーチンステップＳ３４では、図４の
サブルーチンステップＳ１４と同様にワーク端部検出処
理が行われる。ただし、ここで検出されるワーク端部は
ワークの後端部（移動方向２０の反対方向側の円柱端
部）であるため、さらにワークの前端部（移動方向２０
側の円柱端部）を検出してもよい。具体的には、ワーク
後端部の座標から閾値Ｌより高い明度を有するＱ個以上
の画素がＸ軸方向にさらに連続する場合には、その連続
する明るい画素群はワークに対応する。それらワークに
対応する画素群に続いてさらに閾値Ｋより低い明度を有
するＰ個以上の画素がＸ軸方向に連続する場合には、そ
の連続する暗い画素群はワーク隙間部に対応する画素群
であり、それらの左端に隣接する左側の画素がワーク前
端部に対応する画素である。そこで、当該画素の座標を
予め定められた配列変数に記憶し、ワーク前端部を示す
座標群が得られる。

【００４５】ステップＳ３６では、図４のステップＳ１
６と同様に傾き算出処理が行われる。さらにステップＳ
３８では、図４のステップＳ１８と同様に欠陥判定処理
が行われる。ここで、上記ワーク前端部を示す座標群に
基づいて、当該座標よりＸ軸方向に存在する不要な画像
データをマスク処理してもよい。中央処理部１７３は、
以上のようなステップＳ３０〜Ｓ３８の処理を繰り返し
行って、装置に搬入されるすべてのワーク表面を検査す
る。

【００４６】（第１および第２の実施形態の効果）上記
第１の実施形態によれば、検査対象となる長寸のワーク
は、移動方向２０へ移動しながら、第１の回転ローラ１
３０および第２の回転ローラ１４０により回転させられ
てその円柱側面全体をスパイラル状に撮像される。撮像
により得られた画像データは画像処理部１７０に入力さ
れ、当該画像データの表す画像がワーク隙間部を含むと
判断された場合（Ｓ１２）、ワーク端部の座標群が検出
され（Ｓ１４）、ワーク端部の傾きが算出され（Ｓ１
６）、算出された傾きに基づいてワーク隙間部を含む画
像についても含まない画像についても欠陥があるか否か
が判定される（Ｓ１８）。

【００４７】また、上記第２の実施形態によれば、検査
対象となる短寸のワークは、同様に移動方向２０へ移動
しながら回転させられてその円柱側面全体をスパイラル
状に撮像される。その撮像タイミングは、ワーク間検出
部４００の検出信号により最適に調整される（Ｓ３
０）。撮像により得られた画像データは画像処理部９７
０に入力され（Ｓ３２）、ワーク端部の座標群が検出さ
れ（Ｓ３４）、ワーク端部の傾きが算出され（Ｓ３
６）、算出された傾きに基づいて欠陥があるか否かが判
定される（Ｓ３８）。

【００４８】これらにより、長寸のワークを撮像する場
合であっても高価なラインセンサカメラを複数備える必
要がなくコストを抑えることができる。また、ワークを
位置決めすることなく連続的に移動させながら次々と検
査することにより検査サイクルタイムを短縮することが
できる。さらに、搬送・位置決め機構が不要であるた
め、装置の構成を簡素化することができる。

【００４９】（変形例）上記各実施形態では、第１の回
転ローラ１３０，３３０および第２の回転ローラ１４
０，３４０が用いられるように構成されているが、これ
らの一方は回転しない支持部材であってもよく、また、
所定の中心軸方向に沿って整列するワークをそれぞれ中
心軸まわりに回転させるものであれば、球やベルトな
ど、どのような構成要素が用いられてもよい。同様に、
上記各実施形態では、第１の押し出しローラ１８０，３
８０および第２の押し出しローラ１９０，３９０が用い
られるように構成されているが、これらの一方は回転し
ない支持部材であってもよく、また、ワークを中心軸方
向に一定の速度で移動させるものであれば、回転する球
やベルトなど、どのような構成要素が用いられてもよ
い。

【００５０】上記各実施形態では、撮像するためにライ
ンセンサカメラが用いられるように構成されているが、
主走査および副走査を行う撮像機器であれば、その種類
は問われない。

【００５１】上記各実施形態では、閾値Ｋより低い明度
を有する画素がＸ軸方向にＰ個以上連続した後、さらに
閾値Ｌより高い明度を有する画素がＸ軸方向にＱ個以上
連続する場合には、その連続する明るい画素群はワーク
に対応し、それらの画素群の左端がワーク端部に対応す
ると確定されるように構成されている。しかし、ワーク
端部を確定するためには必ずしも条件を満たす画素の連
続数を計数しなくてよい。例えば、Ｘ軸方向に連続する
Ｐ個の画素のうち閾値Ｋより低い明度を有する画素が連
続するか否かにかかわらずＳ個以上含まれており、か
つ、さらにＸ軸方向に連続するＱ個の画素のうち閾値Ｌ
より高い明度を有する画素が連続するか否かにかかわら
ずＴ個以上含まれている場合には、その明るい画素群は
ワークに対応し、それらの画素群のうち最も左にある明
るい画素がワーク端部に対応すると確定されてもよい。

【００５２】上記各実施形態では、ステップＳ１０４か
らＳ１１０までの処理によりｘ軸方向に注目画素が変更
され、その後ステップＳ１１２からＳ１１８までの処理
によりｘ軸方向と反対方向へ注目画素が変更されるよう
に構成されている。しかし、ワークの移動方向が逆向き
である場合には、上記各実施形態での撮像画像をミラー
反転して得られる画像と等しくなるため、撮像画像の右
上端の画素からｘ軸方向と反対方向へ注目画素が変更さ
れ、その後ｘ軸方向へ注目画素が変更されるように構成
されてもよい。また、ワーク隙間部検出処理（Ｓ１０
６）とワーク部検出処理（Ｓ１０８）とが行われ、その
後に注目画素が撮像画像の左端に戻されてｙ座標がイン
クリメントされる、という処理を繰り返すように構成さ
れてもよいし、ワーク隙間部検出処理またはワーク部検
出処理の一方が繰り返されるように構成されてもよい。

【００５３】上記各実施形態では、ワーク端部検出処理
（サブルーチンステップＳ１４，Ｓ３４）により検出さ
れたワーク端部の座標群に基づいて、ワーク端部の傾き
を算出する傾き算出処理（ステップＳ１６，Ｓ３６）が
行われるように構成されているが、傾きは、必ずしもワ
ーク端部の座標群に基づいて算出される必要はない。例
えばワーク端面と平行なワーク構造（例えば溝など）の
座標群に基づいて傾きを算出してもよい。また、ワーク
側面上に現れる１つ以上のマーク等の特徴点が一枚の画
像で複数回検出されるようにワークの移動速度を調整
し、その複数回現れる同一の特徴点に対応する複数の座
標に基づき傾きを算出してもよい。

【００５４】上記第２の実施形態では、ワーク間検出部
４００は、検出位置４１０を通過するワーク隙間部を検
知するように構成されているが、ワークの端部を検出し
てもよいし、すべてのワークが有するマークや形状等の
特徴点を検出してもよい。また、ワーク間検出部４００
は、画像処理部３７０が撮像を行うのに最適な時点で検
出位置４１０をワーク隙間部が通過するように、その設
置位置が予め調整されているが、これに代えて、画像処
理部３７０は、検出信号が入力されてから上記撮像を行
うのに最適なタイミングが到来するまでの所要時間を記
憶しており、検出信号が入力された後、さらに上記所要
時間経過後に撮像を開始してもよい。

【００５５】上記第１の実施形態では、画像メモリ１７
２に蓄積された画像データの示す画像がワーク隙間部を
含むか否かを判断する処理（ステップＳ１２）につい
て、ワークの移動速度や搬送タイミングに基づく例など
を示したが、さらに上記ワーク間検出部４００を設け
て、第２の実施形態と同様にワーク隙間部を検出しても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る外観検査装置の
構成例を示す模式図である。

【図２】第１の実施形態におけるラインセンサカメラが
撮像した画像データ例を示す模式図である。

【図３】第１の実施形態における画像処理部の構成例を
示すブロック図である。

【図４】上記画像処理部が行う画像処理の手順を示すフ
ローチャートである。

【図５】ワーク端部検出処理の詳細な手順を示すフロー
チャートである。

【図６】ワーク隙間部検出処理の詳細な手順を示すフロ
ーチャートである。

【図７】図２の画像データ例を部分的に拡大した模式図
である。

【図８】ワーク部検出処理の詳細な手順を示すフローチ
ャートである。

【図９】第１の実施形態におけるラインセンサカメラが
撮像した画像データの別例を示す模式図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態に係る外観検査装置
の構成例を示す模式図である。

【図１１】第２の実施形態におけるラインセンサカメラ
が撮像した画像データ例を示す模式図である。

【図１２】画像処理部が行う画像処理の手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１３】従来の外観検査装置の構成例を示す模式図で
ある。

【図１４】従来の外観検査装置の構成の別例を示す模式
図である。

【符号の説明】

１００，３００ …ラインセンサカメラ １１０，３１０ …照明部 １２０，３２０ …撮像範囲 １３０，３３０ …第１の回転ローラ １４０，３４０ …第２の回転ローラ １５１〜１５３，３５１〜３５９ …ワーク １７０，３７０ …画像処理部 １７１ …記憶部 １７２ …画像メモリ １７３ …中央処理部 １７４ …作業用メモリ １７５ …入出力部 １７６ …システムバス １８０，３８０ …第１の押出ローラ １９０，３９０ …第２の押出ローラ ４００ …ワーク間検出部 ４１０ …検出位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 和明 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 森川 仁司 大阪府八尾市南植松町２丁目34番地 光洋 機械工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA12 AA31 AA49 BB06 BB12 BB15 BB16 DD06 FF42 GG07 GG14 JJ02 JJ25 MM03 MM04 PP12 PP13 PP16 QQ03 QQ12 QQ21 QQ23 QQ24 QQ25 QQ28 QQ51 RR05 RR06 2G051 AA44 AB02 AB03 AB07 BA01 CA03 CD07 DA06 DA08 DA09 EA12 EA14 EA16 EB01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査すべき複数の対象物の表面上に存す
   る欠陥を検出する外観検査装置であって、 所定の中心軸方向に整列する複数の前記対象物をそれぞ
   れ前記中心軸まわりに回転させる回転手段と、 前記回転手段により回転する複数の前記対象物を前記中
   心軸方向に所定の速度で移動させる搬送手段と、 前記回転手段により回転する前記対象物の表面を撮像す
   る撮像手段と、 前記撮像手段が撮像した画像に基づき、前記対象物の表
   面上に存する欠陥を検出する欠陥検出手段とを備えるこ
   とを特徴とする、外観検査装置。
2. 【請求項２】 前記撮像手段は、前記中心軸方向に主走
   査を行うラインセンサカメラであり、 前記欠陥検出手段は、前記ラインセンサカメラにより撮
   像された前記対象物の画像において前記対象物の前記移
   動に起因して現れる傾きに基づき前記欠陥を検出するこ
   とを特徴とする、請求項１に記載の外観検査装置。
3. 【請求項３】 前記欠陥検出手段は、 前記ラインセンサカメラにより撮像された前記対象物の
   端部に対応する画像上の座標を検出する端部検出手段
   と、 前記端部検出手段により検出された前記座標に基づい
   て、前記傾きを算出する傾き算出手段と、 前記ラインセンサカメラにより撮像された画像を前記傾
   き算出手段により算出された傾きに基づいて走査するこ
   とにより、前記欠陥の有無を判定する欠陥判定手段とを
   含むことを特徴とする、請求項２に記載の外観検査装
   置。
4. 【請求項４】 前記搬送手段により移動させられる前記
   対象物を検出し、検出した結果に基づき前記撮像手段が
   撮像を開始するタイミングを決定する撮像タイミング決
   定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記
   載の外観検査装置。