JP3031069B2 - 外観検査方法 - Google Patents

外観検査方法

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JP3031069B2
JP3031069B2 JP4196862A JP19686292A JP3031069B2 JP 3031069 B2 JP3031069 B2 JP 3031069B2 JP 4196862 A JP4196862 A JP 4196862A JP 19686292 A JP19686292 A JP 19686292A JP 3031069 B2 JP3031069 B2 JP 3031069B2
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彰紀 井上
辰男 山村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、検査対象物を2次元
カメラ等の撮像装置によって撮像し、その2値化画像を
もとに検査対象物の欠けや汚れを検査するための外観検
査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の検査方法としては、 (1)2値化画像に対して予め設定された判定領域枠を
重ね合わせてその枠内の面積値を測定し、これを基準値
と比較して判定する方法。 (2)検査対象物の2値化画像からそれを膨張させたパ
ターンと収縮させたパターンとを作成し、検査対象物と
それぞれ重ね合わせる(パターンマッチングをとる)こ
とによって差異面積値を計測し、各々を基準値とそれぞ
れ比較して判定する方法。 (3)2値化画像の輪郭をソフト処理によって追跡する
方法。 などが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、(1)
の方法では、判定領域内の検査対象物の面積に対し欠け
や汚れの部分の面積の方が小さい場合、不良部分の面積
値変動が良品のそれに対し小さ過ぎて検出不能となる場
合が生じる。また、膨張,収縮パターンと検査対象物パ
ターンとのパターンマッチングをとる(2)の方法で
は、膨張パターンの外側にある汚れと収縮パターンの内
側にある欠けの部分の差異面積を計測して判定を行なう
ため、収縮パターンの外側でかつ膨張パターンの内側に
ある欠けや汚れを検出できないという問題がある。な
お、この部分を狭くしようとすると良品変動が差異面積
として計測され、良品が不良と判定されることになる。
さらに、(3)の方法では処理時間が大幅に長くなって
しまい、高速の判定ができないなどの問題がある。した
がって、この発明の課題は欠けや汚れを高速かつ高精度
に検出可能とすることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明では、検査対象物を撮像してその2値
化画像の輪郭部と対応する所定位置に複数の検査領域
(ウインドウ)を設定し、このウインドウ内にある画像
について予め定められた方向からそれぞれスキャンし、
その輪郭部の各変化点の座標を順次抽出して画像メモリ
に格納し、この格納された各座標を所定ライン間隔で検
索し、前回の検索ラインと今回の検索ラインの各変化点
の差(変化率)を求め、これを予め設定された上下限設
定値とそれぞれ比較することにより、検査対象物の輪郭
部の欠けまたは汚れを検出することを特徴としている。
この発明では、前記ウインドウを円形,矩形,多角形,
リング形状を含む任意の形状に設定可能にするととも
に、検査対象物の形状に合う領域のみスキャンすること
により周辺ノイズパターンの影響を除去し、検査対象物
の検査不必要な領域をマスクすることができ、また、前
記1つのウインドウを複数のゾーンに分割し、各ゾーン
毎に上下限設定値を設定しておくことにより、前記変化
率の異なる曲線上の欠けや汚れをゾーン毎に検出可能に
することが可能である。
【0005】
【作用】複数のウインドウを設定し、ウインドウ内の画
像輪郭部の前回ラインと今回ラインの変化点の差(変化
率)を求めることにより、周辺のノイズパターンや非検
査部分を除去した的確な判定を可能とし、微小な欠けや
汚れを高速かつ高精度に検出し得るようにする。
【0006】
【実施例】図1はこの発明の実施例を示すフローチャー
ト、図2はこの発明が適用される装置を示すブロック図
である。まず、図2から説明する。同図において、1は
検査対象物を撮像する撮像装置としてのテレビカメラ、
2はカメラ1にて撮像した画像を2値化するための2値
化回路、3A,3Bはメモリ5,6をスキャンするため
のアドレスを発生するアドレス発生回路、4A,4Bは
そのスキャン方向を切り替えるためのX,Y方向切り替
え回路、5は入力画像を格納するための画像メモリ、6
は変化点検出のためのウインドウパターンを格納するメ
モリ、7は検査対象物の画面上の位置を検出するための
位置検出回路、8はウインドウ内の変化点を抽出するた
めの変化点抽出回路、9は抽出された変化点の座標を記
憶する変化点メモリ、10は処理装置(CPU)、11
はバスである。
【0007】以下、図1も参照する。カメラ1によって
検査対象物を撮像し、2値化回路2により2値化した画
像を画像メモリ5に格納する(図1ステップS1参
照)。位置検出回路7はその画像から、検査対象物の基
準点に対する位置ずれ量を検出する(図1ステップS2
参照)。この位置ずれ量はアドレス発生回路3Aに対し
て基準アドレスからのアドレス補正量として与えられ、
これによりX,Y方向切り替え回路4Aを介して画像メ
モリ5から所定方向にスキャンした画像が得られる。こ
のとき、アドレス発生回路3BおよびX,Y方向切り替
え回路4Bを介して、ウインドウパターンメモリ6から
検査対象領域としてのウインドウパターンが読み出され
る。
【0008】このウインドウパターンとしては例えば図
3のように、検査対象物21の検査したい輪郭部分を含
み、その周辺部のノイズパターンや非検査領域22を除
いて設定されるよう、メモリ6に予め適当なパターンと
して記憶されている。また、各ウインドウ毎に画像をス
キャンする方向(水平X,垂直Yまたは両方向)を決め
ておくものとし、図3の例では検査対象物21の左側面
の検査用としてはウインドウWX1、右側面の検査用と
してはウインドウWX2をそれぞれ設定し、スキャン方
向は水平とする。さらに、水平方向のスキャンでは欠け
や汚れの検出が難しい上面と下面では上面用としてWY
1、下面用としてWY2をそれぞれ設定し、そのスキャ
ン方向は垂直とする。
【0009】変化点抽出回路8は、上記の如く設定され
た各ウインドウについてその対象物画像の変化点(立ち
上がり,立ち下がり)をそれぞれ抽出し(図1ステップ
S4,S9参照)、その座標位置を変化点メモリ9に格
納する。図4に図3のウインドウWX1におけるゾーン
X1の画像の拡大図と変化点メモリのデータとの関係を
示す。すなわち、Y座標nにおけるX方向の立ち上がり
点座標xn,立ち下がり点座標xn’、Y座標n+1に
おけるX方向の立ち上がり点座標xn+1 ,立ち下がり点
座標xn+1 ’…を順次変化点抽出回路8によって抽出
し、変化点メモリ9に記憶する。
【0010】CPU10は変化点メモリ9に記憶された
データから、図5の如き立ち上がり変化率ΔXおよび立
ち下がり変化率ΔX’をそれぞれ算出する(図1ステッ
プS5参照)。この場合、輪郭の欠けが浅く1ライン毎
では差が出ないような場合には、1ラインおきや2ライ
ンおきの複数間隔で各変化率を求めるようにしても良
い。算出された立ち上がり変化率ΔXおよび立ち下がり
変化率ΔX’を、予め設定された上下限値ΔXmax,
ΔXminと比較し、ΔXおよびΔX’がこの上下限値
を越えていれば、検査対象物の一部に欠けがあると判断
する(図1ステップS6参照)。この上下限値はウイン
ドウ毎に輪郭の変化率に合わせて複数のゾーンに分け、
各ゾーン毎に設定する。
【0011】図3のようなウインドウWX1の場合、例
えば輪郭の変化率に合わせて3つのゾーンX1,X2,
X3に分割する。そして、各ゾーン毎にその上下限値を
下記の表1のように設定すると、図4の対象物21の拡
大部分はゾーンX1にあり、その上下限値はΔXmax
が+2、ΔXminが−1であることから、Y座標n+
3からn+4への立ち上がり変化率が−2で下限値を越
えているので、この部分が欠陥と判断されることにな
る。
【0012】なお、上記ではウインドウの形状を矩形と
したが、これは検査対象物の形状に応じて任意に設定す
ることが可能である。図6,図7にウインドウの設定例
を示す。図6は検査対象物の円形性を検査するためのも
ので、内部の文字22(A)は検査の必要がない(非検
査対象物)場合の例で、ウインドウ形状がリング状の例
である。そのスキャン方向は同一のウインドウWXY1
を用いてX,Y両方向とし、スキャン率(幅)はX,Y
方向で検査する輪郭部ができるだけ重複しないように例
えば70%とする。図7は文字Sの輪郭部の欠けや汚れ
を検査するためのもので、そのスキャン方向および形状
に合わせてウインドウを設定する。ここでは、ウインド
ウWX1〜WX4のスキャン方向をX、ウインドウWY
1〜WY3のスキャン方向をYとした例である。
【0013】
【発明の効果】この発明によれば、複数のウインドウを
設定し、ウインドウ内画像輪郭部の走査ライン毎の変化
率に着目することにより、周辺のノイズパターンや非検
査部分を除去した的確な判定が可能となるため、微小な
欠けや汚れを高速かつ高精度に検出し得る利点がもたら
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示すフローチャートであ
る。
【図2】この発明が適用される装置を示すブロック図で
ある。
【図3】画像とウインドウの具体例を説明するための説
明図である。
【図4】図3におけるウインドウWX1および対象物画
像を拡大して説明するための説明図である。
【図5】図4の変化率データを説明するための説明図で
ある。
【図6】ウインドウの設定例を説明するための説明図で
ある。
【図7】ウインドウの別の設定例を説明するための説明
図である。
【符号の説明】
1…テレビカメラ、2…2値化回路、3A,3B…アド
レス発生回路、4A,4B…X,Y方向切り替え回路、
5…画像メモリ、6…ウインドウパターンメモリ、7…
位置検出回路、8…変化点抽出回路、9…変化点メモ
リ、10…処理装置(CPU)、11…バス、21…検
査対象物、22…非検査領域、23…撮像視野。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査対象物を撮像してその2値化画像の
    輪郭部と対応する所定位置に複数の検査領域(ウインド
    ウ)を設定し、このウインドウ内にある画像について予
    め定められた方向からそれぞれスキャンし、その輪郭部
    の各変化点の座標を順次抽出して画像メモリに格納し、
    この格納された各座標を所定ライン間隔で検索し、前回
    の検索ラインと今回の検索ラインの各変化点の差(変化
    率)を求め、これを予め設定された上下限設定値とそれ
    ぞれ比較することにより、検査対象物の輪郭部の欠けま
    たは汚れを検出することを特徴とする外観検査方法。
  2. 【請求項2】 前記ウインドウを円形,矩形,多角形,
    リング形状を含む任意の形状に設定可能にするととも
    に、検査対象物の形状に合う領域のみスキャンすること
    により周辺ノイズパターンの影響を除去し、検査対象物
    の検査不必要な領域をマスクすることを特徴とする請求
    項1に記載の外観検査方法。
  3. 【請求項3】 前記1つのウインドウを複数のゾーンに
    分割し、各ゾーン毎に上下限設定値を設定しておくこと
    により、前記変化率の異なる曲線上の欠けや汚れをゾー
    ン毎に検出可能にしてなることを特徴とする請求項1に
    記載の外観検査方法。
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