JP3153476B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】検査対象物の画像を取り込ん
で、その対象物の表面に存在する欠陥等を検査する外観
検査装置に関し、特に、一の検査対象物の分割した画像
データを一度に取り込んでその外観を検査する外観検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】外観検査装置とは、検査対象物の表面の
画像を取り込んで、その表面に表された色彩や模様の状
態を認識するものであり、例えば、円筒形状の電解コン
デンサーの表面を検査するために、その外観検査装置が
使用されている。電解コンデンサー本体はアルミ製の円
筒形状であり、その表面には絶縁のためのビニールで被
覆されている。そして、このビニール被覆に０．５ｍｍ
程度の穴が存在するだけで絶縁性が低下して問題となる
ため、キズ等の有無を確認する外観検査が行われてい
る。そこで、円筒形状の製品の全周を瞬間的に効率よく
検査するための外観検査装置として、特公平６−７９３
２７号公報に紙巻タバコ検査装置が提案されている。図
１６は、その装置の外観側面図である。

【０００３】この紙巻タバコ検査装置は、紙巻タバコ１
１０が挿入される孔１０１を頂点として形成された円錐
ミラー１０２と、円錐ミラー１０２の鏡面１０２ａに映
し出される紙巻タバコ１１０のリング状の像を撮像する
サーキュラカメラ１０３とが、基台１０４上に配設され
ている。その円錐ミラー１０２は、基台１０４上に固定
されたミラー台１０５によって支持される一方、サーキ
ュラカメラ１０３は、マイクロメータヘッドや粗動ハン
ドルの回転操作によってｘｙｚ軸方向の移動が可能な基
台１０４に固定されたカメラ台１０６上に設けられてい
る。そして、その円錐ミラー１０２とサーキュラカメラ
１０３の中心が一致するように位置決めされている。ま
た、複数の電球からなる円形光源１０７が外部への光漏
れを防ぐ外フード１０８によって覆われ、撮像の邪魔に
ならないようサーキュラカメラ１０３の前面に取り付け
られている。更に、円錐ミラー１０２とサーキュラカメ
ラ１０３との間には、そのサーキュラカメラ１０３へ外
光が入るのを防止するためのカバー１０９が配設されて
いる。

【０００４】また、外観検査装置には、検査対象である
紙巻タバコ１１０を孔１０１へ挿入するための試料台１
１１が基台１０４上に固定されている。この試料台１１
１は、検査対象である紙巻タバコ１１０を円錐ミラー１
０２及びサーキュラカメラ１０３との中心を一致させる
ように持つ載置部１１１ａを有し、この試料台１１１を
ｘｙｚ軸方向への移動を可能とするマイクロメータヘッ
ドや粗動ハンドルを有する。更に、基台１０４上には、
試料台１１１の載置部１１１ａに載置された紙巻タバコ
１１０を、円錐ミラー１０２内の撮像位置へ移動させる
移動機構１１２が構成されている。この移動機構１１２
は、レールシャフト１１３上を移動ステージ１１４が移
動するものであり、その移動ステージ１１４上に紙巻タ
バコ１１０を吸引する片持ち支持された吸引パイプ１１
５が設けられ、また、移動ステージ１１４には、パルス
モータ１１６に連結された不図示の送りネジが螺合され
ている。

【０００５】次に、このような構成の外観検査装置は、
その内部回路の構成の説明は省略するが、紙巻タバコ１
１０の全長を５１２個の輪切り像に分割して画像データ
を取り込むことによって表面の検査が行われる。先ず、
サーキュラカメラ１０３は、７２０個のホトダイオード
を配列したダイオードアレーや該ダイオードアレーの各
ホトダイオードの走査を行う走査回路等からなる不図示
の電気回路が構成され、円錐ミラー１０２に写し出され
る紙巻タバコ１１０の像がダイオードアレーに入力され
る。即ち、サーキュラカメラ１０３のレンズの焦点を円
錐ミラー１０２の鏡面１０２ａに合わせることにより、
円錐ミラー１０２上の孔１０１と同心円のリング状部分
で反射された光がダイオードアレーに入射される。その
ため、円錐ミラー１０２に写し出されている紙巻タバコ
１１０の円筒表面の像が入力されることとなる。

【０００６】ダイオードアレーは、各ダイオードに入射
している光の強さに応じたレベルの信号からなるアナロ
グビデオ信号をシリアルに出力するが、クロックパルス
に基づき走査を行う走査回路によってダイオードアレー
の各ダイオードが１本のビデオ出力線に順次接続され
る。つまり、このようにして取り込まれた紙巻タバコ１
１０の画像データは、サーキュラカメラ１０３から出力
されアナログビデオ信号は画像メモリに入力されること
となる。ここで、図１７は、画像メモリの回路構成を示
すブロック図である。

【０００７】画像メモリ１３１内では、Ａ／Ｄ変換回路
１３２に入力されたアナログビデオ信号が８ビットのデ
ジタルデータに変換され１ラインメモリ１３３に印加さ
れる。１ラインメモリ１３３に記憶されたデータは、ア
ドレスクロックの印加に応じて画像メモリ部１３４中の
記憶位置を順次５１２回指定するアドレスの出力によ
り、その画像メモリ部１３４に順次記憶される。そのた
め、サーキュラカメラ１０３のダイオードアレーについ
ての走査が終了したとき、１ラインメモリ１３３にはサ
ーキュラカメラ１０３により撮像している紙巻タバコ１
１０の輪切り像のデータが全て画像メモリ部１３４の所
定位置に順次記憶されている。

【０００８】更に、画像メモリ部１３４から読み出され
るデジタルビデオ信号は、Ｄ／Ａ変換回路１３５によっ
てアナログビデオ信号に変換され、このアナログビデオ
信号が、同期発生回路１３６によって発生される同期信
号とアンプ１３７において重畳されてモニタに出力され
る。モニタは、３次元像である紙巻タバコの円筒表面の
全周を２次元像として出力する。そして、Ｄ／Ａ変換回
路１３５の出力は画像処理回路にも接続され、その画像
処理回路では、Ｄ／Ａ変換されたアナログビデオ信号に
基づいて紙巻タバコの円筒表面の外観品質が検査され、
良否を判定するための画像処理が行われる。

【０００９】従って、この画像処理装置では、移動ステ
ージ１１４を移動させ、紙巻タバコ１１０を円錐ミラー
１０２内を所定量づつ移動させることにより、その鏡面
１０２ａに写し出される円筒表面の輪切り像を順次記憶
手段に記憶させることで、３次元像である円筒状物品の
円筒表面を表す２次元像の画像データを得ることができ
るため、該画像データに基づいて円筒表面の状態を自動
的に判断することができ、外観品質の検査を行うことが
できるという効果を奏するものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような効
果を奏する従来の外観検査装置についても次のような問
題があった。先ず、上記従来の外観検査装置では、円錐
ミラー１０２の鏡面１０２ａに写し出された紙巻タバコ
１１０のリング状像の撮像終了毎に、移動機構１１２を
駆動させ移動ステージ１１４を移動させることによって
紙巻タバコ１１０を所定量づつ円錐ミラー１０２内を移
動させるようにしたので、検査対象物品の外観検査が非
常に時間のかかるものであった。即ち、上記外観検査装
置は、操作者が検査対象物である紙巻タバコ１１０の長
さを入力すると、不図示のコントローラによって紙巻タ
バコ１１０の全長を５１２個の輪切りに分割するように
１回の移動ステージ１１４の移動時の移動量と速度が計
測される。そして、移動ステージ１１４の移動量と速度
に基づいて紙巻タバコ１１０が円錐ミラー１０２内に挿
入され上記の如く画像が取り込まれる。従って、１本の
紙巻タバコ１１０の外観検査をする場合に、その画像を
取り込む時間がかかるものであった。

【００１１】また、上記外観検査装置では、検査対象物
に電解コンデンサーを選択した場合、その電解コンデン
サーに形成された凹部に発生したピンホールが検出でき
ないといった問題点があった。すなわち、図１８に示す
ように、円形光源１０７を出た光は、４５゜の角度をな
す円錐ミラー１０２の鏡面１０２ａにより、電解コンデ
ンサー１２１の全周に直角な入射光Ｎとして照射され
る。そして、凹部１２１ｃ以外の直線部にピンホールＰ
が存在する場合には、ピンホールＰを通過してアルミ面
で反射された反射光Ｒは入射光Ｎとほぼ同じルートを辿
ってサーキュラカメラ１０３に入射する。しかし、凹部
１２１ｃに照射されその表面で正反射した反射光は、入
射光とは異なった角度で反射してしまう。そのため、凹
部１２１ｃに存在するピンホールを正反射した光によっ
て当該部分の像は鏡面１２０ａには映し出されず、鏡面
１０２ａに写る暗い像からはサーキュラカメラ１０３で
検出することができなかった。このようなことは、電解
コンデンサー１２１のように検査対象物表面に形成され
た凹部の場合だけではなく、凸部を有する検査対象物で
あっても同様な問題があった。

【００１２】そこで、本発明では上記問題点を解消すべ
く、処理速度の速い外観検査装置を提供すること、ま
た、検査対象物表面に凹部又は凸部が存在する場合に
も、当該表面を正確に検査可能な外観検査装置を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、検査対象物を
中心線上に挿入可能な孔を有する円錐形状の光路変更ミ
ラーと、検査対象物を照射する照明手段と、光路変更ミ
ラーに写し出された検査対象物の像を取り込む画像取込
手段と、画像取込手段によって取り込まれた検査対象物
の画像データに基づいて所定の検査処理を行う検査処理
手段とを有する外観検査装置であって、前記光路変更ミ
ラー、前記照明手段及び前記画像取込手段とを備えた複
数の検査ポジションを構成し、当該検査ポジションの各
光路変更ミラーを昇降させる昇降手段と、当該各検査ポ
ジションへ検査対象物を搬送する搬送手段とを有し、当
該各検査ポジション毎に検査対象物の異なった部分の像
を取り込むことを特徴とする。

【００１４】また、本発明の外観検査装置は、前記一の
検査ポジションに備えられた光路変更ミラーが、前記照
明手段から照射された光が前記検査対象物の凹部又は凸
部を正反射して前記画像取込手段に入射する異なる角度
の鏡面から形成されたものであることが望ましい。ま
た、本発明の外観検査装置は、前記検査ポジションが、
円筒形状の検査対象物に形成された凹部又は凸部の像を
取り込む高さに前記光路変更ミラーが配設された第１検
査ポジションと、円筒形状の検査対象物の下部の像を取
り込む高さに光路変更ミラーが配設された第２検査ポジ
ションと、円筒形状の検査対象物の上部の像を取り込む
高さに光路変更ミラーが配設された第３検査ポジション
とであることが望ましい。

【００１５】また、本発明の外観検査装置は、前記検査
処理手段が、前記検査台の画像取込手段によって取り込
まれた画像データに対し、検査領域をあらかじめ決定し
たマスクエリアを有するものであることが望ましい。ま
た、本発明の外観検査装置は、前記検査処理手段が、前
記画像取込手段によって取り込まれた画像データのうち
検査対象物を示す領域が、前記マスクエリアで示す検査
領域より狭いと判断した場合、当該検査領域を示すマス
クエリアを、前記画像取込手段によって取り込まれた検
査対象物に対応する領域を変更マスクエリアとするもの
であることが望ましい。

【００１６】また、本発明の外観検査装置は、前記検査
処理手段が、前記画像取込手段によって取り込まれた画
像データのうち検査対象物を示す領域が、前記マスクエ
リアで示す検査領域より狭いと判断した場合、前記画像
データの画像上を、その中心を通るＸ軸及びＹ軸上を中
心に向けて少なくとも四方サーチして明部から暗部へ変
化する最初の暗部データの座標点を求め、その座標点を
通ってＸ軸及びＹ軸に平行な辺の四角形に内接する円又
は楕円を決定し、その円又は楕円の周囲を一定画素縮小
した領域を変更マスクエリアとするものであることが望
ましい。

【００１７】このような構成からなる本発明の外観検査
装置は、次のように作用する。即ち、本発明の外観検査
装置は、先ず、昇降手段によって光路変更ミラーが上げ
られた各検査ポジションへ検査対象物が搬送手段によっ
て搬送され、その後光路変更ミラーが降ろされて円錐形
状をなす光路変更ミラーの中心線上に検査対象物がセッ
トされる。上方から各検査対象物へ照射する照明手段か
らの光は、光路変更ミラーを反射して検査対象物表面へ
照射され、その正反射した光が再び入射光とほぼ同じル
ートを辿り画像取込手段に入射される。各画像取込手段
では、検査ポジション毎に検査対象物の異なった部分の
画像データが取り込まれる。そして、画像取込手段によ
って取り込まれた各画像データは、検査処理手段によっ
て検査処理が行なわれる。その後、昇降手段によって再
び光路変更ミラーが昇降され、搬送手段によって搬送さ
れた次の検査対象物について同様の検査が実行される。

【００１８】従って、本発明の画像処理装置では、各検
査台毎に検査対象物の各部分の画像が分割して一度に取
り込んで検査するので検査処理速度が速い。また、光路
変更ミラーを上下させる昇降手段と、検査対象物を各検
査台へ搬送する搬送手段との動きにのみよるため、検査
毎の移動時間が短くてすみ検査処理速度の向上が図られ
ている。

【００１９】また、本発明の外観検査装置は、円筒形状
の検査対象物に凹部又は凸部を有するものであっても、
第１検査ポジションにおいて、前記照明手段から照射さ
れた光が検査対象物の凹部又は凸部を正反射して光路変
更ミラーに写し出された像の画像データを取り込み、第
２検査ポジション及び第３検査ポジションにおいて検査
対象物の他の部分をそれぞれ上部及び下部に分割して各
光路変更ミラーに写し出された像の画像データを取り込
み、検査処理手段によって検査処理を行うので、検査対
象物表面に凹部又は凸部が存在する場合にも、当該表面
を正確に検査することが可能となった。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の外観検査装置にか
かる一実施の形態について図面を参照して具体的に説明
する。図１は、本実施の形態の外観検査装置の画像取り
込み部の構成を示した概念図である。本実施の形態にお
いては検査対象物を電解コンデンサー５とした場合につ
いて説明する。この電解コンデンサー５は、２本の電極
５ａ，５ｂが支持台４に支持され、その形状は図に示す
ように円筒形状表面に凹部５ｃが形成されている。図１
に示すように、本実施の形態の外観検査装置は、電解コ
ンデンサー５の凹部５ｃの画像を取り込む第１検査ポジ
ション１と、その凹部５ｃを除いた直線部５ｄのうち特
に下部の画像を取り込む第２検査ポジション２と、直線
部５ｄのうち上部の画像を取り込む第３検査ポジション
３とが設けられている。

【００２１】そこで、第１乃至第３検査ポジション１，
２，３について説明する。第１乃至第３検査ポジション
１，２，３は、それぞれ中心に孔１１ａ，１２ａ，１３
ａの形成された光路変更ミラー１１，１２，１３がホル
ダ１４，１４，１４に保持されている。各ホルダ１４，
１４，１４は、後述する昇降機に係設され上下に移動可
能な構成となっている。そして、このような光路変更ミ
ラー１１，１２，１３上には、少し離れた位置にリング
ライト１５ａ，１５ｂ，１５ｃとレンズ１７ａ，１７
ｂ，１７ｃの装着されたＣＣＤカメラ１６ａ，１６ｂ，
１６ｃが固設されている。このＣＣＤカメラ１６ａ，１
６ｂ，１６ｃは、後述する画像処理手段に接続されてい
る。また、リングライト１５ａ，１５ｂ，１５ｃには、
サークライン蛍光灯が使用されている。

【００２２】ここで、図２は、外観検査装置の画像取り
込み部の正面図であり、図３は、昇降機の構成を示した
外観検査装置の画像取り込み部の側面図である。画像取
り込み部を構成するＣＣＤカメラ１６ａ，１６ｂ，１６
ｃは、支柱６１に固定された一の支持板６２に固定さ
れ、リングライト１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、支柱６１
に固定された支持板６３に固定されている。一方、光路
変更ミラー１１，１２，１３を上下させる昇降機は、支
柱６１に固設されたレール６４をスライダ６５が摺動す
るリニアレールが形成されている。そのスライダ６５に
は固定板６６が固定され、その固定板６６上端にはホル
ダ１４，１４，１４を配設する支持部６６ａが両側に張
り出すように設けられている。そして、その支持部６６
ａ上面に各ホルダ１４，１４，１４を固定するが、各検
査ポジション毎に異なる高さのずれに合わせるよう所定
厚さのスペーサ６７ａ，６７ｂを介して固定されてい
る。また、固定板６６の下端には連結棒６８を介してレ
バー６９の一端に軸支されている。このレバー６９の他
端は、回転体７０及び下方に付勢するスプリング７１に
引かれ、回転体７０が偏心カム７２に当接されている。

【００２３】このような構成の第１乃至第３検査ポジシ
ョン１，２，３は、それぞれ検査対象物である電解コン
デンサー５の異なる部分の画像を取り込むため、図示す
るようにそれぞれ高さ方向にずれが生じている。一方、
電解コンデンサー５を支持した支持台４，４…は、不図
示の搬送手段によって上下することなく水平方向に搬送
され、その支持台４，４…に支持される電解コンデンサ
ー５も筒部下端がコンデンサ下端基準位置Ｌにセットさ
れ、同一高さで移動することとなる。

【００２４】ところで、第１検査ポジション１の光路変
更ミラー１１と第２検査ポジション２及び第３検査ポジ
ション３の光路変更ミラー１２，１３は、検査対象物の
検査部分の形状が異なることから種類の異なったものが
使用されている。そこで、第１検査ポジション１の光路
変更ミラー１１について以下に説明するが、第２第３検
査ポジション２，３の光路変更ミラー１２，１３は、上
記した従来の円錐ミラーと同様なものなので省略する。
図４は光路変更ミラーの拡大断面図である。光路変更ミ
ラー１１は、２つの鏡面１１ｍ，１１ｎから構成されて
いる。この光路変更ミラー１１は、中心下部に挿入孔１
１ａ有し、その挿入孔１１ａに向けて上端部から段差面
１１ｐを介して２つの円錐形の鏡面１１ｍ，１１ｎが固
着されている。このとき、下方の鏡面１１ｎが３０゜
で、上方の鏡面１１ｍが６０゜の角度をなすよう構成さ
れている。

【００２５】このように光路変更ミラー１１の鏡面を上
下に分割したのは、電解コンデンサー５の凹部５ｃをそ
の中心で上下に分けた場合に、その上部が下方に面して
いる一方、下部が上方に面しているためである。従っ
て、凹部５ｃを正反射した光の画像を映し出すために
は、凹部５ｃの上部に対しては下方から光を照射し、下
部に対しては上方から光を照射する必要があるためであ
る。具体的には、図５に示すように、電解コンデンサー
５の凹部５ｃにピンホールＰ１，Ｐ２が生じていたとす
る。そうした場合、上方のリングライトから発せられた
光のうち、ピンホールＰ１，Ｐ２のそれぞれの箇所のア
ルミ５ｍを正反射した光が、図に示すように入射光Ｎ
１，Ｎ２と反射光Ｒ１，Ｒ２とがほぼ同じルートを辿る
ように鏡面１１ｍ，１１ｎの角度を決定する。

【００２６】そこで、第１検査ポジション１の検査対象
部分である電解コンデンサー５の凹部５ｃに対しては、
リングライト２から発せられた光が図に示すように入射
光Ｎ１，Ｎ２と反射光Ｒ１，Ｒ２が重なる角度、即ち凹
部５ｃに照射された光が正反射して鏡面１１ｍ，１１ｎ
に写し出され、その像が上方のＣＣＤカメラ３に取り込
まれる角度を調べると、鏡面１１ｍの角度が６０゜、そ
して鏡面１１ｎの角度が３０゜となった。一方、第２検
査ポジション２及び第３検査ポジション３に形成された
光路変更ミラー１２，１３は、ともに従来のものと同様
に４５゜の傾きで円錐形の鏡面が固着されている。

【００２７】次に、本実施の形態の外観検査装置の制御
部の構成について説明する。図６は外観検査装置の画像
処理手段を含めた外観検査装置を示した概念図である。
画像処理手段２１は、上記各検査ポジションのＣＣＤカ
メラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃに接続されている。そし
て、この画像処理手段２１には、外部入力手段としての
キーボード２２及び取り込んだ画像を表示するディスプ
レイモニタ２３が接続されている。また、外観検査装置
を駆動するためのタイミング信号を送るスタート手段
と、電解コンデンサー５が正常か否かを検査結果信号を
受けて表示する検査表示手段（いずれも不図示）が接続
されている。

【００２８】ここで、図７は、外観検査装置の画像処理
手段２１を示したブロック図である。この画像処理手段
２１には、先ずアナログ信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄコンバータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃが、ＣＣＤカ
メラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃに接続されている。そし
て、このＡ／Ｄコンバータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに
は、ＣＣＤカメラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃで取り込んで
デジタル信号化された画像データを記憶する各画像メモ
リ２６ａ，２６ｂ，２６ｃが、それぞれ全Ａ／Ｄコンバ
ータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに接続されている。更に、
Ａ／Ｄコンバータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ及び画像メモ
リ２６ａ，２６ｂ，２６ｃには、その各出力信号を混合
して出力するビデオミキサ２７が接続されている。ま
た、画像メモリ２６ａ，２６ｂ，２６ｃには、後述する
所定のマスクエリアを記憶したマスクメモリ２８ａ，２
８ｂ，２８ｃが接続されている。そして、このマスクメ
モリ２８ａ，２８ｂ，２８ｃと画像メモリ２６ａ，２６
ｂ，２６ｃには、コントロールロジック２９が接続され
ている。

【００２９】更に、この画像メモリ２６ａ，２６ｂ，２
６ｃ、マスクメモリ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ、そしてコ
ントロールロジック２９等この画像処理手段２１の演算
処理、制御処理を統括的に行なうＣＰＵ３０がそれぞれ
に接続されている。このＣＰＵ３０には、制御プログラ
ム等を記憶するＲＯＭ３１、データ等を一時的に記憶す
るＲＡＭ３２が接続されている。一方、ＣＰＵ３０には
入出力装置３３が接続され、その入出力装置３３には上
記不図示の検査表示手段と外部入力手段であるキーボー
ド２２が接続されている。また、ビデオミキサ２７には
ディスプレイモニタ２３が接続されている。

【００３０】そこで、このような構成からなる本実施の
形態の外観検査装置は、ＲＯＭ３１に記憶された動作プ
ログラムに従って電解コンデンサー５表面の画像が取り
込まれ検査される。ここで、図８は、動作プログラムの
フローチャートを示す図である。先ず、各支持台４に対
して電極５ａ，５ｂが支持された電解コンデンサー５が
不図示の搬送手段によって順次送られ、第１乃至第３検
査ポジション１，２，３に配置される（Ｓ１）。一方、
各光路変更ミラー１１，１２，１３は、電解コンデンサ
ー５，５…が移動している間は昇降機によって持ち上げ
られ、各電解コンデンサー５，５，５が所定位置に配置
されたと同時に図１に示す所定高さまで下降する（Ｓ
２）。これらの動作は極めて短時間に行われる。具体的
には、偏心カム７２の回転によりスプリング７１に引か
れたレバー６９が揺動し、レバー６９の揺動に伴って連
結棒６８が上下運動する。従って、スライダ６５がレー
ル６４を上下に摺動し、これによって光路変更ミラー１
１，１２，１３を保持するホルダ１４，１４，１４が上
下する。

【００３１】そして、画像処理手段２１の入出力装置３
３へスタート信号を送ることによって（Ｓ３）、各検査
ポジション１，２，３で電解コンデンサー５，５，５の
異なる部分の画像の取り込み処理が一度に行われ（Ｓ
４）、そこで得られた画像データに基づいて各検査ポジ
ション毎の検査処理が行われる（Ｓ５〜Ｓ７）。この処
理結果によって表面データの処理結果が出力され（Ｓ
８）、昇降機によって光路変更ミラー１１，１２，１３
が再び上昇し（Ｓ９）、同時に搬送手段によって次の検
査ポジションに電解コンデンサー５，５，５が搬送され
る（Ｓ１）。

【００３２】上記画像の取り込み処理（Ｓ４）では、図
１に示すように第１検査ポジション１から第３検査ポジ
ション３へそれぞれ電解コンデンサー５，５，５が搬送
され、順に凹部５ｃ、直線部５ｄ下部、そして直線部５
ｄ上部の画像が一度に取り込まれる。従って、各電解コ
ンデンサー５は、それぞれの検査ポジションで異なる部
分の画像が取り込まれ、全ての検査ポジションを移動し
終えた時点で全体の検査が終了する。

【００３３】次に、第１乃至第３検査ポジション１，
２，３での画像の取り込み及び画像処理について説明す
る。リングライト１５ａからの入射光は、図４に示すよ
うに光路変更ミラー１１の鏡面１１ｍ，１１ｎを反射し
て電解コンデンサー５へ照射される。このとき、６０゜
の角度をなす鏡面１１ｍへの入射光が、下方へ反射して
凹部５ｃ下部表面へ照射される一方、３０゜の角度をな
す鏡面１１ｎへの入射光が、上方へ反射して凹部５ｃ上
部表面へ照射される。そして、電解コンデンサー５の凹
部５ｃを正反射した反射光は、入射光とほぼ同じルート
を辿り、再び鏡面１１ｍ，１１ｎで反射してＣＣＤカメ
ラ１６ａのレンズ１７ａに入射する。

【００３４】電解コンデンサー５の凹部５ｃ表面で正反
射した光がＣＣＤカメラ１６ａのレンズ１７ａに入射さ
れると、ＣＣＤカメラ１６ａを構成する多数の撮像素子
によって撮像され、後述するようにデジタルデータへの
変換を行なうことによってその画像データが取り込まれ
る。一方、直線部５ｄの画像を取り込む第２検査ポジシ
ョン２及び第３検査ポジション３では、リングライト１
５ｂ，１５ｃから照射された光は、４５゜の角度をなす
光路変更ミラー１２，１３の鏡面を反射して、電解コン
デンサー５の直線部５ｄに照射される。そして、その電
解コンデンサー５を反射した反射光は、再び光路変更ミ
ラー１２，１３を反射してＣＣＤカメラ１６ｂ，１６ｃ
のレンズ１７ｂ，１７ｃに入射し、その画像データが取
り込まれる。

【００３５】ＣＣＤカメラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃによ
って撮像された画像データが、画像処理手段２１のＡ／
Ｄコンバータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃに入力される。そ
して、そのアナログ信号がＡ／Ｄコンバータ２５ａ，２
５ｂ，２５ｃでデジタルデータに変換され、画像メモリ
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ及びビデオミキサ２７に入力さ
れる。ここで、図９は、上記検査処理（Ｓ５〜Ｓ７）を
実行する検査プログラムのフローチャートを示した図で
あり、以下のような処理が実行される。先ず、各検査ポ
ジション毎に取り込まれる電解コンデンサー５の画像デ
ータに対応するデフォルトのマスクエリアデータをマス
クメモリ２８ａ，２８ｂ，２８ｃにセットする（Ｓ１
１）。このデフォルトのマスクエリアは、図１０に示す
ＣＣＤカメラ１６ａ（ＣＣＤカメラ１６ｂ，１６ｃでも
同様）によって撮像して得た画像データのうち、電解コ
ンデンサー５が示された内周４１から外周４２までを検
査領域としてあらかじめ設定したものである。この電解
コンデンサー５は、長寸のものであり後述する中寸又は
短寸のものに比べて軸方向の寸法の長いものであるた
め、このマスクエリアは半径方向に最も大きな領域を示
すこととなる。

【００３６】続いて、画像メモリ２６ａ，２６ｂ，２６
ｃに入力されたＣＣＤカメラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの
各画素毎の画像データについて、マスクメモリ２８ａ，
２８ｂ，２８ｃに設定記憶されたデフォルトのマスクエ
リアデータと比較したＡＮＤがとられる（Ｓ１２）。こ
れは、マスクエリア以外の画像データは、当該検査ポジ
ションの電解コンデンサー５の検査に無関係なデータな
ので、その検査対象から除外するためである。そして、
ＡＮＤをとった各画素の画像データに対しては、所定の
閾値を基準にした２値化処理が行われる（Ｓ１３）。こ
れは、電解コンデンサー５に生じたピンホール部の反射
光が、ピンホール以外の部分よりも明るいことを利用し
てその存在の有無を確認するためである。即ち、所定の
明るさを示す値を閾値として設定し、その閾値以上の画
素を「１」、それ以下の画素を「０」とする２値化処理
が行われる。

【００３７】続いて、この２値化した結果について
「１」又は「０」かが判断され、「１」の値を示す画素
数がカウントされる（Ｓ１４）。その結果、ＣＰＵ３０
によってこのカウント結果が読み取られ、そのカウント
数によって良否が判断される（Ｓ１５）。即ち、カウン
ト数が１以上であるならば（Ｓ１５：ＹＥＳ）少なくと
も１つ以上のピンホールが存在すると判定され（Ｓ１
６）、カウント数が０ならば（Ｓ１５：ＮＯ）ピンホー
ルの無い良品と判定される。そして、この判定結果は、
入出力装置３３により「良」又は「不良」である旨の信
号が発信されその表示が行われる。

【００３８】ところで、ディスプレイモニタ２３では、
図１０に示したような電解コンデンサー５の２次現像を
各検査ポジション毎に表示することができ、操作者はピ
ンホールの存在を確認することができる。ピンホールの
存在は上記のように確認できるが、更に電解コンデンサ
ー５に存在するピンホールの数が複数であってその数を
カウントする必要がある場合は、連結性解析処理をする
構成とすれば良い。また、２値化以外の方法としては、
多値画像空間上で微分し、暗部から明部への変化をとら
える等の様々な処理方法が考えられる。この種の技術は
周知なので詳細な説明を省略する。

【００３９】本実施の形態の外観検査装置は、各寸法の
電解コンデンサーの検査が可能であり、例えば、図１１
に示すように中寸の電解コンデンサーの検査も同様に実
施できる。しかし、第３検査ポジション３では、光路変
更ミラー１３内の一部にしか電解コンデンサー５１が挿
入されないため、照射された光がコンデンサ５１を反射
することなく光路変更ミラー１３内を周り込んでＣＣＤ
カメラ１６ｃに入射し、上記デフォルトのマスクエリア
内には閾値を越える領域ができ２値化処理による検査が
不可能となる場合がある。このことは、不図示の短寸の
電解コンデンサーでも同様である。従って、本実施の形
態の外観検査装置では、デフォルトのマスクエリア内に
無検査部が生じる中寸短寸の電解コンデンサーを対象と
する場合には、ＲＯＭ３１に記憶されたマスクエリアの
変更プログラムが実行される。

【００４０】ここで、図１２は、変更プログラムのフロ
ーチャートを示した図であり、図１３乃至図１５は、マ
スクエリアを変更する際の各ステップにおける処理動作
の概念を示した図である。先ず、上記したように各検査
ポジション１，２，３で取り込まれた画像データからマ
スクエリアの変更の有無が確認される（Ｓ２１）。即
ち、マスクエリア外周に沿って上記閾値を越える所定の
明るさ以上の画像データを所定量連続して確認しない場
合（Ｓ２１：ＮＯ）には、変更プログラムを終了して上
記検査プログラムに移る。一方、マスクエリア外周に沿
って上記閾値を越える所定の明るさ以上の画像データを
所定量連続して確認した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）には、
取り込んだ電解コンデンサの画像データ領域が狭くマス
クエリア内に無検査部を有していると判断し、当該電解
コンデンサを示す領域の外周上の座標点を求める（Ｓ２
２）。

【００４１】即ち、取り込まれた電解コンデンサーの画
像データに対して、ウィンドウＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４
をＸ軸及びＹ軸上を中心に向けてサーチする（図１３参
照）。明るい部分から暗い部分に変化する最初の暗部デ
ータの座標点（ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４）を上記閾値を
基準にして求める（Ｓ２２）。そして、その座標点（ｅ
１，ｅ２，ｅ３，ｅ４）を通るＸ軸Ｙ軸に平行に引いた
辺からなる四角形４３を決定する（Ｓ２３）（図１４参
照）。次に、このように四角形４３を決定した後、その
四角形４３に内接する楕円４４を決定し（Ｓ２４）、更
にその楕円４４によって決められたエリアから一定画素
分を縮小したエリア４５を変更マスクエリアとして決定
する（図１５参照）。そして、このようにして変更され
たマスクエリアがマスクメモリ２８ｃに記憶されて変更
プログラムが終了し、上記したように画像データとマス
クメモリ２８ａ，２８ｂ，２８ｃに設定記憶されたマス
クエリアデータと比較したＡＮＤがとられ（Ｓ１２）、
同様の検査プログラムが実行される。

【００４２】従って、本実施の形態における外観検査装
置では、電解コンデンサー５の凹部５ｃを検査する第１
検査ポジション１と、凹部５ｃを除いた直線部５ｄのう
ち特に下部を検査する第２検査ポジション２と、直線部
５ｄのうち上部を検査する第３検査ポジション３とを設
け、各部分の画像データを分解能を損なうことなく瞬時
に取り込んで処理するようにしたので検査処理速度が格
段に向上した。また、この外観検査装置の機械的な動き
は、搬送手段による各検査ポジション１，２，３への電
解コンデンサー５，５…の搬送と、昇降機による光路変
更ミラー１１，１２，１３を保持したホルダ１４，１
４，１４の上下移動であるため、単純な構造でよく価格
低下を図ることができ、更にその駆動時間は短時間です
むため、この点でも検査処理速度の向上する。また、光
路変更ミラー、リングライト、ＣＣＤカメラ等からなる
検査ポジションを構成したため、その検査ポジションを
容易に追加することができるので検査機能を広げること
ができる。

【００４３】また、本実施の形態の外観検査装置では、
第１検査ポジション１の光路変更ミラー１１を６０゜の
角度をなす上方の鏡面１１ｍと、３０゜の角度をなす下
方の鏡面１１ｎとで構成したことにより、それぞれの鏡
面を反射した光が電解コンデンサー５の凹部５ｃ上下そ
れぞれの表面へ照射され、そこを正反射した反射光がＣ
ＣＤカメラ１６ａのレンズ１７ａに入射するため、凹部
又は凸部が存在する当該表面を正確に検査することがで
きた。また、本実施の形態の外観検査装置では、画像処
理手段２１にマスクメモリ２８ａ，２８ｂ，２８ｃを設
けてデフォルトのマスクエリアデータを記憶させマスク
エリアを決定するとともに、変更プログラム（Ｓ２１〜
Ｓ２４）によってマスクエリアを変更できるようにした
ため、寸法の異なる電解コンデンサーの検査を一の外観
検査装置で適切に行うことが可能となった。

【００４４】なお本発明は、上記実施の形態のものに限
定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様
々な変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、
第１検査ポジション１乃至第３検査ポジション３の３箇
所の場合を示したが、更に検査ポジションを追加したも
のであってもよい。また、例えば、上記実施の形態で
は、光路変更ミラー１１の鏡面を３０゜と６０゜のもの
としたが、検査対象物に応じて異なった角度の鏡面や更
に多数に分割された鏡面を有するものであってもよい。
また、例えば、上記実施の形態では、デフォルトのマス
クエリアを長寸の電解コンデンサー５に合わせて設定し
たが、逆に短寸の電解コンデンサーに合わせて長寸の電
解コンデンサー５の検査の場合にはマスクエリアを広げ
るようにしてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、検査対象物を中心線上に挿入
可能な孔を有する円錐形状の光路変更ミラー、検査対象
物を照射する照明手段及び光路変更ミラーに写し出され
た検査対象物の像を取り込む画像取込手段を備えた複数
の検査ポジションを構成し、各光路変更ミラーを昇降さ
せる昇降手段と、各検査ポジションへ検査対象物を搬送
する搬送手段とを有し、各検査ポジション毎に検査対象
物の異なった部分の像を取り込み、検査処理手段によっ
てその検査対象物の画像データに基づいて所定の検査処
理を行うので、処理速度の速い外観検査装置を提供する
ことが可能となった。また、本発明は、前記一の検査ポ
ジションに備えられた光路変更ミラーが、照明手段から
照射された光が検査対象物の凹部又は凸部を正反射して
前記画像取込手段に入射する異なる角度の鏡面から形成
されたものであるため、検査対象物表面に凹部又は凸部
が存在する場合にも、当該表面を正確に検査可能な外観
検査装置を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の外観検査装置の画像取り込み部
の構成を示した概念図である。

【図２】外観検査装置の画像取り込み部を示した正面図
である。

【図３】昇降機の構成を示した外観検査装置の画像取り
込み部の側面図である。

【図４】光路変更ミラー内の検査対象物の凹部を反射す
る光の経路を示した図である。

【図５】電解コンデンサー側面の凹部を反射する照射光
の理想光路とそのときの光路変更ミラーの角度を示した
図である。

【図６】外観検査装置の画像処理手段を含めた外観検査
装置を示した概念図である。

【図７】外観検査装置の画像処理手段を示したブロック
図である。

【図８】動作プログラムのフローチャートを示した図で
ある。

【図９】検査プログラムのフローチャートを示した図で
ある。

【図１０】電解コンデンサーの２次現像を示した図であ
る。

【図１１】本実施の形態の外観検査装置の画像取り込み
部の構成を示した概念図である。

【図１２】変更プログラムのフローチャートを示した図
である。

【図１３】マスクエリアを変更する際の処理動作の概念
を示した図である。

【図１４】マスクエリアを変更する際の処理動作の概念
を示した図である。

【図１５】マスクエリアを変更する際の処理動作の概念
を示した図である。

【図１６】従来の外観検査装置を示した側面図である。

【図１７】従来の外観検査装置の画像メモリの回路構成
を示すブロック図である。

【図１８】円錐ミラー内の検査対象物を反射する光の経
路を示した図である。

【符号の説明】

１ 第１検査ポジション ２ 第２検査ポジション ３ 第３検査ポジション ４ 支持台 ５ 電解コンデンサー １１，１２，１３ 光路変更ミラー １４ ホルダ １５ａ，１５ｂ，１５ｃ リングライト １６ａ，１６ｂ，１６ｃ ＣＣＤカメラ １７ａ，１７ｂ，１７ｃ レンズ ２１ 画像処理手段 ２２ キーボード ２３ ディスプレイモニタ ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ Ａ／Ｄコンバータ ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ 画像メモリ ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ マスクメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−331555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−154076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−142476（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−79327（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 1/00 G06T 7/00 G01N 21/84 G01N 21/88

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物を中心線上に挿入可能な孔を
   有する円錐形状の光路変更ミラーと、検査対象物を照射
   する照明手段と、光路変更ミラーに写し出された検査対
   象物の像を取り込む画像取込手段と、画像取込手段によ
   って取り込まれた検査対象物の画像データに基づいて所
   定の検査処理を行う検査処理手段とを有する外観検査装
   置において、 前記光路変更ミラー、前記照明手段及び前記画像取込手
   段とを備えた複数の検査ポジションを構成し、 当該検査ポジションの各光路変更ミラーを昇降させる昇
   降手段と、 当該各検査ポジションへ検査対象物を搬送する搬送手段
   とを有し、 当該各検査ポジション毎に検査対象物の異なった部分の
   像を取り込むことを特徴とする外観検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の外観検査装置におい
   て、 前記一の検査ポジションに備えられた光路変更ミラー
   が、前記照明手段から照射された光が前記検査対象物の
   凹部又は凸部を正反射して前記画像取込手段に入射する
   異なる角度の鏡面から形成されたものであることを特徴
   とする外観検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の外観検査
   装置において、 前記検査ポジションが、 円筒形状の検査対象物に形成された凹部又は凸部の像を
   取り込む高さに前記光路変更ミラーが配設された第１検
   査ポジションと、 円筒形状の検査対象物の下部の像を取り込む高さに光路
   変更ミラーが配設された第２検査ポジションと、 円筒形状の検査対象物の上部の像を取り込む高さに光路
   変更ミラーが配設された第３検査ポジションとであるこ
   とを特徴とする外観検査装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   の外観検査装置において、 前記検査処理手段が、前記画像取込手段によって取り込
   まれた画像データに対し、検査領域をあらかじめ決定し
   たマスクエリアを有することを特徴とする外観検査装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の外観検査装置におい
   て、 前記検査処理手段は、前記画像取込手段によって取り込
   まれた画像データのうち検査対象物を示す領域が前記マ
   スクエリアで示す検査領域より狭いと判断した場合、前
   記マスクエリアを縮小変更して当該検査対象物に対応し
   た検査領域である変更マスクエリアを決定することを特
   徴とする外観検査装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の外観検査装置におい
   て、 前記変更マスクエリアは、前記画像取込手段によって取
   り込まれた画像データの画像上を、その中心を通るＸ軸
   及びＹ軸上を中心に向けて少なくとも四方サーチして明
   部から暗部へ変化する最初の暗部データの座標点を求
   め、その座標点を通ってＸ軸及びＹ軸に平行な辺の四角
   形に内接する円又は楕円を決定し、その円又は楕円の周
   囲を一定画素縮小した領域とするものであることを特徴
   とする外観検査装置。