JP3229901B2 - 表面検査装置 - Google Patents

表面検査装置

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JP3229901B2
JP3229901B2 JP02440493A JP2440493A JP3229901B2 JP 3229901 B2 JP3229901 B2 JP 3229901B2 JP 02440493 A JP02440493 A JP 02440493A JP 2440493 A JP2440493 A JP 2440493A JP 3229901 B2 JP3229901 B2 JP 3229901B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表面検査装置に係り、特
に得られた撮像信号を2値化処理することにより異物の
有無等を判別する表面検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、成形品の異物検査は画像処理を用
いた表面検査装置より行なわれている。
【0003】図5に従来の表面検査装置の概要構成を示
す。表面検査装置30は、検査対象物であるスプーン3
1の正面側(図面上、右側)から照明を行なう反射照明
装置32と、スプーン31の正面側から撮像してビデオ
信号SV を出力するカメラ33と、ビデオ信号SV に基
づいて表面検査処理を行なう処理装置34と、処理結果
である2値化画像データ等を表示するCRT等のディス
プレイ35と、各種データを入力するキーボード等の入
力装置36と、を備えて構成されている。
【0004】処理装置34は、ビデオ信号SV を2値化
して2値化画像データDB ’として出力する2値化回路
37と、2値化画像データDB ’、演算結果データ等の
各種データを記憶するメモリ38と、処理装置34全体
を制御する制御回路39と、を備えて構成されている。
【0005】検査対象物であるスプーン31は、図7に
示すように、粉ミルクを計量するための深底形状のカッ
プ部と、裏面にスプーン強度補強用のリブを有し、ユー
ザが当該スプーンを握持するための柄部と、を備えて構
成されている。
【0006】次に動作を説明する。カメラ33で取込ん
だ原画像が図6(a)に示すようなものである場合、カ
メラ33から出力されるA’―A’部分に相当するビデ
オ信号SV は図6(b)に示すようなものとなる。この
ビデオ信号を2値化回路37により、予め定めた2値化
レベルを用いて、2値化し、その結果に基づいて制御回
路39が異物の有無の判定を行なっていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この表面検
査装置において、成形品のエッジ部分(成形品の外郭部
部分)は、検査精度の低下等から、検査対象(あるいは
検査範囲)から除外することが多い。
【0008】例えば、このA’―A’部分のビデオ信号
V を2値化回路37により、所定の2値化レベル(し
きい値)LA で2値化した場合を想定すると、カメラ3
3側からみて検査対象物であるスプーン31と背景の濃
淡差があるため、図6(c)に示すように、背景部分は
異物のある部分と同一の値を有することとなり、自動検
査を行なう際には、検査対象範囲であるウィンドウを設
けて、当該ウィンドウ内のみで異物の有無を判別する必
要があった。このウィンドウは、成形品の形状誤差、検
査時の位置ずれ等を含めて、実際の成形品のエッジ部分
(外郭部)よりも小さく設定されているため、エッジ部
分に異物が付着しているような場合でも、良品と判別さ
れてしまう可能性があった。
【0009】また、上記可能性を除去するため、A’―
A’部分のビデオ信号SV を2値化回路37により、所
定の2値化レベルLB で2値化した場合を想定すると、
図6(d)に示すように、スプーンの背景部分はマスク
されることとなるが、同時にスプーンのエッジ部分及び
微小な異物もマスクされてしまうこととなる。
【0010】上述のように、上記従来の表面検査装置に
おいては、成形品全面にわたる高精度の検査が困難であ
り、より高精度の検査を行なうためには製品形状に応じ
た検査ウィンドウサイズ、2値化レベルの設定および製
品位置ずれに対応する検査ウィンドウ位置の補正という
複雑な処理が必要となるという問題点があった。
【0011】そこで、本発明の目的は、製品形状等に左
右されることなく製品全面にわたる高精度の検査を容易
に行なうことができる表面検査装置を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、検査対象物をカメラで撮像し、得られた
撮像信号に基づいて表面検査を行なう表面検査装置にお
いて、前記検査対象物を前記カメラ側の第1の方向から
照明する第1照明手段と、前記検査対象物を当該検査対
象物を介して前記第1の方向とはほぼ逆方向から照明す
る第2照明手段と、前記検査対象物の輪郭部分に相当す
る前記撮像信号レベルが、前記検査対象物の背景部分の
前記撮像信号レベルとほぼ等しくなるように、前記第1
照明手段及び前記第2照明手段を制御して、光量調整を
行なう照明制御手段と、前記撮像信号を微分して微分撮
像信号として出力する微分手段と、前記微分撮像信号を
2値化して2値化データとして出力する2値化手段と、
前記2値化データに基づいて良否判別を行なう判別手段
と、を備えて構成する。
【0013】
【作用】本発明によれば、照明制御手段の制御下で、第
1照明手段は、検査対象物をカメラ側の第1の方向から
照明し、第2の照明手段は、検査対象物を当該検査対象
物を介して第1の方向とはほぼ逆方向から照明する。
【0014】このとき、照明制御手段は、検査対象物の
輪郭部分に相当する撮像信号レベルが、検査対象物の背
景部分の撮像信号レベルとほぼ等しくなるように制御す
る。一方、微分手段は、撮像信号を微分して微分撮像信
号として出力し、2値化手段はこの微分撮像信号を2値
化して2値化データとして出力する。
【0015】これにより、判別手段はこの2値化データ
に基づいて検査対象物の良否判別を行なう。従って、検
査対象物の輪郭部分の2値化データと検査対象物の背景
部分の2値化データとは良品の場合に等しくなるので、
区別して取り扱う必要がなくなり、自動検査の際に検査
範囲であるウィンドウを設定する等の特別な処理を行な
わずに検査対象物の輪郭部分を含め全面にわたって検査
を行なえる。また、2値化データは、微分撮像信号に基
づいて生成しているので、緩やかに傾斜が変化する検査
対象物でも、容易に良否判別を行なうことができ、製品
形状に左右されることがなく、表面検査を行なえる。
【0016】
【実施例】次に図1乃至図4及び図7を参照して本発明
の好適な実施例を説明する。図1に検査対象物である粉
ミルク計量用のスプーンを検査する表面検査装置の概要
構成を示す。
【0017】表面検査装置1は、スプーン2の正面側
(図面上、右側)から照明を行なうリングライト等の反
射照明装置3と、スプーン2の背面側から照明を行なう
背景照明装置4と、スプーン2の正面側から撮像してビ
デオ信号SV を出力するカメラ5と、ビデオ信号SV
基づいて表面検査処理を行なう処理装置6と、処理結果
である2値化画像データ等を表示するCRT等のディス
プレイ7と、処理装置6の制御下で反射照明装置3及び
背景照明装置4の照明制御を行なう照明制御装置8と、
各種データを入力するキーボード等の入力装置9と、を
備えて構成されている。
【0018】処理装置6は、ビデオ信号SV を微分して
微分ビデオ信号SD を出力する微分回路10と、微分ビ
デオ信号SD を2値化して2値化画像データDB として
出力する2値化回路11と、2値化画像データDB 、演
算結果データ等の各種データを記憶するメモリ12と、
処理装置6全体を制御する制御回路13と、を備えて構
成されている。
【0019】背景照明装置4は、背景照明光LLを出射
する光源14と、背景照明光LLを拡散して均一な平面
光源とするための光拡散板15と、を備えて構成されて
いる。
【0020】次に動作を説明する。1)検査準備 まず図2を参照して検査の準備について説明する。この
場合において、反射照明装置3の光量は予め設定した値
に固定しておくものとする。
【0021】所定位置に設置した検査対象物であるスプ
ーン2に対して反射照明装置3による反射照明のみを行
なった場合にカメラ5で取込んだ原画像が図2(a)に
示すものであるとすると、A―A部分を走査したときの
ビデオ信号SV は図2(b)に示すようなものとなる。
【0022】このとき、ビデオ信号SV のスプーン2の
背景部分の信号レベルL1 と、スプーン2のエッジ部分
(図2(a)中、斜線で示す。)の信号レベルL2 が等
しくなるように、入力装置9、処理装置6を介して照明
制御装置8を制御して背景照明装置4の光量を調整す
る。
【0023】この結果、ビデオ信号SV は、図2(c)
に示すようなものとなり、スプーンのエッジ部分では信
号レベルが変化せず、異物20存在位置のみ急激に信号
レベルが変化するように設定されることとなる。尚、実
際の表面検査の準備段階においては、良品を用いて準備
を行なうことが望ましい。2)表面検査 次に表面検査処理について説明する。
【0024】検査準備により、検査対象物であるスプー
ン2の背景部分の信号レベルL1 と、エッジ部分の信号
レベルL2 が等しくなったら、表面検査を開始する。カ
メラ5で取込んだ原画像が図3(a)に示すようなもの
である場合、カメラ5から出力されるA―A部分に相当
するビデオ信号SV は3(b)に示すようなものとな
る。
【0025】このA―A部分のビデオ信号SV を微分回
路10により微分すると、微分ビデオ信号SD は図3
(c)に示すようなものとなり、信号レベルが急激に変
化した点、すなわち、異物により明るさが減少した部分
が検出される。
【0026】同様にして、原画像の全てのビデオ信号S
V を微分し、所定の2値化レベル(しきい値)で2値化
すると図3(d)に示す画像データが得られ、この2値
化画像データに基づいて、制御回路13が良品か不良品
かを示す判別信号DETを出力するので、この判別信号
DETに基づいて容易に異物を検出することが可能とな
る。
【0027】次に上記表面検査装置をスプーン製造工程
後の全面自動検査工程に用いた場合について図4を参照
して説明する。まず、射出成形装置で成形されたスプー
ンは、表面検査装置に搬送され、所定の治具により、カ
ップ部の凸部を上側にしてカップ部をクランプされる。
【0028】そのまま、第1の検査工程(図中、丸数字
で示す。以下、同様。)に搬送され、柄の先端部の表面
側(正面側)を第1の表面検査装置のカメラCにより撮
像して上述したような手順で表面検査を行なう。
【0029】次に、第2の検査工程に搬送され、第1の
表面検査装置のカメラとは反対側に設置したカメラを有
する第2の表面検査装置により柄の先端部の裏面側(背
面側)の表面検査を行なう。
【0030】つづいて、スプーンは検査待ちのスプーン
を一時的に蓄える中間バッファを介して、第3の検査工
程に搬送され、第1の表面検査装置と同構成の第3の表
面検査装置によりスプーンの中間部分(柄の根元部)の
表面側の表面検査を行なう。
【0031】次にスプーンは第4の検査工程に搬送さ
れ、図面上側に斜め方向に配置された2台のカメラを有
する第4の表面検査装置によりスプーンの中間部分(柄
の根元部)の裏面側の表面検査を行なう。この場合にお
いて2台のカメラで検査を行なうのは、図7(b)及び
図7(c)に示したように、柄の裏面側には、リブが垂
直に形成されており、リブの側面部に異物が付着してい
るような場合に1台の垂直方向に設置したカメラでは検
出することができないからである。
【0032】つづいて、次の工程でスプーンは他の治具
により、柄の部分がクランプされる。クランプ終了後、
第5の検査工程に搬送され、第4の表面検査装置と同構
成の第5の表面検査装置により、カップ部の表面側の検
査を行なう。この場合も、2台のカメラを用いて検査を
行なうのは、図7(d)に示すようにカップ部の側面も
垂直に切り立っており、カップ部内面の側面部に付着し
た異物を検出するためである。
【0033】さらに第6の検査工程に搬送され、第4、
第5の表面検査装置と同構成の第6の表面検査装置によ
り、カップ部の裏面側の検査を行なう。同様にして、こ
の場合も、2台のカメラを用いて検査を行なうのは、カ
ップ部の外面の側面部に付着した異物を検出するためで
ある。
【0034】以上の表面検査終了後の、スプーンは、リ
ジェクト工程に搬送され、判別信号DETにより異物が
検出されたスプーンはリジェクトされ、残った良品は次
の工程へと搬送されることとなる。
【0035】以上の説明のように本実施例によれば、垂
直に切り立った面を有するような検査対象物であって
も、自動的に全面について表面検査を行なうことがで
き、表面検査の手間及び検査時間を削減するとともに、
確実に表面検査を行なうことができる。
【0036】以上の実施例においては、検査準備の段階
で、反射照明を点灯した状態で、背景照明を調整した
が、逆に背景照明を点灯した状態で反射照明を調整した
り、双方とも点灯した状態で相対的に照明を調整するよ
うに構成することも可能である。また、反射照明及び背
景照明はそれぞれ1個の光源であっても良いし、複数の
光源であっても良い。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、検査対象物の輪郭部分
の2値化データと検査対象物の背景部分の2値化データ
とは良品の場合に等しくなるので、区別して取り扱う必
要がなくなり、自動検査の際に検査範囲であるウィンド
ウを設定する等の特別な処理を行なわずに検査対象物の
輪郭部分を含め全面にわたって検査を行なうことができ
る。また、2値化データは、微分撮像信号に基づいて生
成しているので、緩やかに傾斜が変化するような検査対
象物でも、容易に良否判別を行なうことができ、製品形
状に左右されることがなく、表面検査を行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の表面検査装置の概要構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】検査準備処理を説明する図である。
【図3】実施例の表面検査処理を説明する図である。
【図4】実施例の表面検査装置を全面自動検査工程に用
いた場合の工程説明図である。
【図5】従来の表面検査装置の概要構成を示すブロック
図である。
【図6】従来の表面検査処理を説明する図である。
【図7】検査対象物であるスプーンの形状を説明する図
である。
【符号の説明】
1…表面検査装置 2…スプーン 3…反射照明装置 4…背景照明装置 5…カメラ 6…処理装置 7…ディスプレイ 8…照明制御装置 9…入力装置 10…微分回路 11…2値化回路 12…メモリ 13…制御回路 14…光源 15…光拡散板

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査対象物をカメラで撮像し、得られた
    撮像信号に基づいて表面検査を行なう表面検査装置にお
    いて、 前記検査対象物を前記カメラ側の第1の方向から照明す
    る第1照明手段と、 前記検査対象物を当該検査対象物を介して前記第1の方
    向とはほぼ逆方向から照明する第2照明手段と、 前記検査対象物の輪郭部分に相当する前記撮像信号レベ
    ルが、前記検査対象物の背景部分の前記撮像信号レベル
    とほぼ等しくなるように、前記第1照明手段及び前記第
    2照明手段を制御して、光量調整を行なう照明制御手段
    と、 前記撮像信号を微分して微分撮像信号として出力する微
    分手段と、 前記微分撮像信号を2値化して2値化データとして出力
    する2値化手段と、 前記2値化データに基づいて良否判別を行なう判別手段
    と、 を備えたことを特徴とする表面検査装置。
JP02440493A 1993-02-12 1993-02-12 表面検査装置 Expired - Lifetime JP3229901B2 (ja)

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