JP5537008B2 - 外観検査装置 - Google Patents
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Description
従来、両検査は独立して行われ、両検査の結果を互いに参考にして検査することができなかったため、両検査の結果の照合に手間がかかり、また、その結果、検査の精度も低かった。
(第1の実施の形態)
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例示する模式図である。 図1に表したように、本発明の第1の実施形態に係る外観検査装置10は、目視検査を行う検査者101が被検査品171を観視している像181を認識する観視像認識部130と、被検査品171の画像検査結果150を表示する表示部140と、を備えている。
そして視線検出部120によって、検査者101の目102(眼球)の像を取り込み、目102(眼球)の向きを求めることができる。この画像処理は、画像処理部160で行うことができる。
一方、被検査品171の撮像と検査を別の装置により実行してもよい。例えば、図示しない画像認識システムを用いて被検査品171を撮像しその撮像データを画像解析または画像認識することにより被検査品171の外観上の欠陥172を検出してもよい。この場合、検査の結果のデータを、記録媒体、有線通信あるいは無線通信により画像処理部160に入力すればよい。
なお、画像検査は、上記の撮像部110で撮像された像以外に、別の撮像装置によって撮像された画像データに基づいて行っても良いし、両者を併用した画像検査としても良い。
なお、撮像部110で撮像された像191と検出された視線に基づいて認識された観視の像181により、画像検査結果150の表示位置を制御することを画像処理部160で行うことができる。
また、画像処理部160は、撮像部110または別の撮像装置によって撮像された撮像データに基づいて画像処理を行い、画像検査を行う機能を持つことができる。
以下、第1の実施例により詳細に説明する。
図2は、本発明の第1の実施例に係る外観検査装置の構成を例示する模式図である。
図2(a)は、第1の実施例に係る外観検査装置20の構成を示す斜視図、図2(b)は図2(a)のA−A線断面模式図である。なお、図2以降の各図については、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
撮像部110は、眼鏡21の下部の位置に設けられたCCDからなる撮像素子で構成され、検査者101の頭部の動きに連動して、被検査品171の像を撮像する。
視線検出部120は、眼鏡21の下部に設けられたカメラで構成されている。これにより、目102の瞳孔の向きを把握し、検査者101の視線を検出する。
表示部140は、眼鏡21の下部に設けられた小型の液晶パネル142と、液晶パネルからの投射光を反射させて像を形成するハーフミラー144とからなっている。これにより、検査者101は、画像検査結果150と被検査品171の像を同時に視界に重ねて観視することが可能となっている。
図3は、本発明の第1の実施例に係る外観検査装置の表示を例示する模式図である。
図3は、検査者101の視界103の状態を示している。本図中の携帯電話210の絵(210a〜210f)は、検査者101が観視した像181である。また、本図中の四角の枠211〜213は、第1の実施例の外観検査装置20によって、視界103に重ねて表示された画像検査結果150を例示している。検査者101はこれらの像を同時に重ねて見ている。
図3(a)に表したように、検査者101は被検査品である携帯電話210を検査するために、例えば、携帯電話210を斜め方向から観視する。その時、携帯電話210の斜め方向からの像210aが観視されている。そして、携帯電話210の外観を撮像部110で撮像して、画像処理し、画像検査の結果として、携帯電話の表面の傷219が結果として検出されたとする。その画像検査結果150として、欠陥の発生位置を示す枠211、212が、観視された像210aに対応して表示されている。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態の外観検査装置では、検査者101の目視検査の結果を入力する目視検査結果入力部がさらに設けられている。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
図5は、本発明の第3の実施形態に係る外観検査装置の構成を例示する模式図である。 図5に表したように、本実施形態の外観検査装置30は、図1に例示した外観検査装置10に対して、更に、画像検査処理部310を備えている。すなわち、図1に例示した外観検査装置10においては、画像処理部160は、被検査品171を検査者101が観視する像181の認識のための画像処理、及び、被検査品171の画像検査のための画像処理の両方を行うように設計されていたが、第3の実施形態の外観検査装置30では、この機能を分離したものである。
なお、図5に例示した外観検査装置30において、図4で例示した目視検査結果入力部300をさらに設けても良い。
上記において、画像検査の基となる画像データは、撮像部110で撮像された場合を示したが、これに限らず、被検査品を別の撮像装置で撮像し、そのデータから画像検査結果150を求め、その画像検査結果150を検査者101の観視の像181に対応させて表示することもできる。
また、図6に例示したように、撮像装置115による画像検査結果のデータや、目視検査結果のデータを格納し、出力する検査データ格納部320をさらに備えても良い。
図7は、本発明の第2の実施例に係る外観検査装置の表示を例示する模式図である。
図7は、図6に例示した外観検査装置40を用いて外観検査を行った場合の検査者101の観視する表示を例示している。この場合、検査者101が目視検査を行う前に、別に設けられた撮像装置115で、被検査品171である携帯電話210の外観が検査されている。
なお、上記において、画像検査結果の表示は実線と点線の他、表示の色を変える、点滅するなど、各種の方法によって表示することが可能である。
また、上記の例では、画像検査が別の撮像装置115によって得られた画像に基づいて検査される例として説明したが、これに限らず、撮像部110によって得られた撮像データに基づいて画像検査を行う場合にも、検査者101の視界に欠陥が入るかどうかで画像検査結果150の表示内容(枠の線種・色等)を変えることができる。なお、この場合、撮像部110で得られた撮像データに基づく検査結果のデータを保存する検査データ格納部320を設け、これを活用することができる。これにより、常に変化する検査者101の視界とは別に画像検査結果のデータを保存しておき、表示に用いることができる。
図8は、本発明の第3の実施例に係る外観検査装置の表示を例示する模式図である。
第3の実施例では、検査者101の目視検査の実行状態に合わせて、画像検査結果の表示を変化させる例である。
また、本実施例では、被検査品がパーソナルコンピュータ(PC)である場合を例示する。そして、PCの外観検査として、表面の傷、へこみ、ヨゴレ等を欠陥として検査する例である。
図8は、検査者101の視界103の状態を示しており、検査者101が観視するPC220の像220a〜220fと、本発明の実施例の外観検査装置によって、視界103に重ねて表示される画像検査結果150を例示している。また、画像検査は、撮像部110によって撮像された画像に基づいて行われた例であるが、別の撮像装置115によって撮像された画像に基づいて行っても良い。そして、検査者101の検査が、図8(a)から図8(f)の順で実施された例である。
例えば枠221から外観検査を行うとする。この時、検査者101は、被検査品171であるPC220の枠211の分部に顔を近づけて枠221内のPC220の外観を検査する。この時、図8(b)に表したように、PC220の像220bは、枠211の部分が拡大される。そして、枠211の表示位置も、像220bに合わせて変化する。そして、この枠221で表示された欠陥が良品であるか不良であるかを判定する。この時、検査者101は、この枠211の内部を一定の時間、例えば、数秒の間、注視する。この注視の時間は、視線検出部120で検査者101の視線を検出することによって検出できる。そして、この画像検査結果150の表示(枠)内を一定時間以上観視していることを、目視検査の実行と見なすことができる。これにより、検査者101の目視検査の実施、未実施または実施終了を判断できる。
これにより、検査者101は、同じ欠陥の場所を繰り返して検査することもなく、また、検査箇所の欠落もなく、目視検査を行うことができる。
なお、図8(f)に例示した、全ての欠陥の目視検査が終了した画面で、目視検査が終了したことを知らせるメッセージの表示やランプの点灯、音等の発生を行っても良い。
さらに、画像検査結果150を示す例えば各枠193に対して、目視検査の結果が合格であったか不合格であったかのデータを蓄積し、画像検査の判定基準を自動的に調整するように構成することで、画像検査に学習機能を持たせることができ、外観検査の効率と精度を向上させることができる。すなわち、本実施例の外観検査装置においては、画像検査結果150と目視検査結果とを相互に照合することが容易にでき、画像検査に上記の学習機能を設けることが容易となり、これが大きな利点となる。
本発明の第5の実施形態に係る外観検査装置の構成は、第4の実施形態に係る外観検査装置40と同様である。ただし、検査データ格納部320における検査データは、被検査品171を特定する情報に関連付けて格納されていることに特徴がある。被検査品171を特定する情報としては、例えば、被検査品171の製品番号や型式等に関するデータや、ロット番号などのデータを用いることができる。例えば、被検査品171によっては、製造日時などのデータとしても良い。以下では、被検査品171を特定する情報として、ロット番号を用いる例として説明する。
これにより、今まで主に人が入力していた画像検査結果や外観検査の結果を、自動的に検査データ格納部320に入力することができ、外観検査に関係する作業が効率化できる。
図10は、本発明の第6の実施形態に係る外観検査装置の構成を例示する模式図である。
図10に表したように、本実施形態の外観検査装置60は、図6に例示した外観検査装置40に対して、外観検査結果を解析するデータ解析部330をさらに備えている。
図11は、本発明の第4の実施例に係る外観検査装置の動作を例示する模式図である。 すなわち、同図は、外観検査装置60におけるデータ解析部330の動作の一例を示しており、同図(a)及び(b)は、それぞれ、不良項目A及び不良項目Bに関する不良率Ea及び不良率Ebを表している。そして、同図(a)、(b)の横軸は時刻tであり、この例では日付である。そして、同図(a)、(b)の縦軸は、それぞれ、不良率Ea及び不良率Ebである。すなわち、工程履歴分析の結果の一例である。
図12は、本発明の第5の実施例に係る外観検査装置の動作を例示する模式図である。 すなわち、同図は、外観検査装置60におけるデータ解析部330の動作の別の一例を示している。すなわち、工程履歴分析の結果の一例である。本具体例では、被検査品171の製造工程において、製造装置として、製造装置#A001〜#A0012の12台の装置を使用する例であり、同図の横軸は製造装置を特定する番号に対応し、縦軸は、外観結果の合格(OK)と不良(NG)とに対応している。各製造装置の番号に対応する線と、OK及びNGの線と、の交点にある円の大きさは、その製造装置で生産された被検査品171の個数に対応している。そしてその円の上に記された数字は、OKまたはNGの個数を示す数である。この時の不良項目は、図9に例示した「不良1」EI1である。
図13は、本発明の第6の実施例に係る外観検査装置の動作を例示する模式図である。 すなわち、同図は、外観検査装置60におけるデータ解析部330の動作のさらに別の一例を示している。すなわち、工程履歴分析の結果の一例である。本具体例では、被検査品171の製造工程が工程1と工程2とを有しており、工程1では製造装置#A001〜#A010の10台を使用し、工程2では、製造装置#B001〜#B004の4台の製造装置を使用する例である。同図の横軸は工程1の製造装置を特定する番号に対応し、縦軸は、工程2の製造装置を特定する番号に対応する。
図14は、本発明の第7の実施例に係る外観検査装置の動作を例示する模式図である。 すなわち、同図は、外観検査装置60において、データ解析部330による解析結果を検査者101に知らせる手法の一例を示している。ここでは、一例として、表示部140として、検査者101の頭部に装着されるヘッドマウント型のディスプレイを採用した場合を説明する。そして、同図は、図3に例示した検査者101の視界103に、上記のデータ解析部330の解析結果に基づく情報を表示する例である。同図(a)は、その一例であり、同図(b)は別の一例である。
すなわち、図14(b)に表したように、例えば、部品の1つの「液晶パネル」の部分に「引っ掻き傷」が発生し易いと解析された場合、「液晶パネル」に相当する位置から引き出された引き出し線によって、「液晶パネル」であることを表示する。そして、「引っ掻き傷」が発生している部分から引き出された引き出し線によって、不良の内容が「引っ掻き傷」であることを表示する。これにより、検査者101は、どの部分にどのような欠陥が発生し易いかを、より認知し易くなる。これにより、外観検査の効率がより向上する。
図15は、本発明の第7の実施形態に係る外観検査システムの構成を例示する模式図である。
図15に表したように、本実施形態に係る外観検査システム70においては、図6に例示した外観検査装置40に対して、外観検査結果を解析するデータ解析部330がさらに設けられている。そして、このデータ解析部330は、検査者101が外観検査を行う場所とは離れた場所に設置されている例である。
次に、本発明の第8の実施の形態の外観検査方法について説明する。
図16は、本発明の第8の実施形態に係る外観検査方法を例示するフローチャート図である。
図16に表したように、第8の実施形態に係る外観検査方法では、まず、被検査品171を撮像した結果に基づいて被検査品171を画像検査する(ステップS110)。これには、例えば、図1に例示した撮像部110やそれ以外の撮像装置115を用いることができる。撮像部110を用いた場合には、撮像された画像を画像処理部160で画像処理することができる。
次に、画像検査結果150を、被検査品171を目視する検査者101の視界に重ねて、検査者101が観視する被検査品171の像181に対応させた位置に表示する(ステップS120)。この表示は、例えば図1に例示した表示部140によって行うことができる。また、これには、撮像部110で撮像された被検査品171の像191を用い、そして、図1に例示した、視線検出部120で検査者101の視線を検出し、その視線の方向から、検査者101が観視している像181を求め、これに基づき画像処理部160で画像処理した結果を用いることができる。その表示には、上記の枠193等を用いることができる。
そして、検査者101が被検査品171を目視検査する(ステップS130)。
これにより、検査者101は、目視検査を行いながら、画像検査結果150を容易に参照することができ、高効率で高精度の外観検査が可能となる。
なお、上記において、ステップS110〜ステップS130の順序は任意であり、また同時に実施することもでき、また、これらステップの全部または一部を繰り返して実施することもできる。
次に、本発明の第9の実施の形態の外観検査方法について説明する。
図17は、本発明の第9の実施形態に係る外観検査方法を例示するフローチャート図である。
図17に表したように、第9の実施形態に係る外観検査方法では、図16で例示した第8の実施形態の外観検査方法に対して、さらに、目視検査結果の入力を行う(ステップS140)。これにより、外観検査を効率良く行い、また、外観検査の結果を保存し、活用することで、高効率で高精度の外観検査が可能となる。
次に、本発明の第10の実施の形態の外観検査方法について説明する。本実施形態の外観検査方法では、検査者101が被検査品171の所定の部分を観視する時間に基づいて、画像検査結果150の表示状態を変えて表示を行う。また、撮像部110によって得られた像に基づいて、被検査品171の画像検査が行われる例である。
図18は、本発明の第10の実施形態に係る外観検査方法を例示するフローチャート図である。
図18に表したように、本発明の第10の実施形態に係る外観検査方法では、まず、検査者101が被検査品171を観視する(ステップS210)。この観視は、まだ、詳しい目視検査を行う前の状態であり、例えば、被検査品171の大まかな状態を観視し、全体的な外観の目視検査を行っている状態である。
次に、被検査品171を撮像部110によって撮像する(ステップS220)。
そして、撮像された像を画像処理し、画像検査を行う(ステップS230)。
そして、得られた画像検査結果150の一覧を、被検査品171を目視する検査者101の視界に重ねて、検査者101が観視する被検査品171の像181に対応させた位置に表示する(ステップS240)。この時、画像検査によって、被検査品171に欠陥が複数見つかった場合は、その全ての欠陥の位置を枠193等によって表示することができる。これにより、検査者101は、被検査品171の画像検査結果150を一覧して認識できる。なお、この時、全ての欠陥の位置を示すのではなく、例えば、目視検査に適した順番で枠を順次表示し、それぞれの枠の欠陥の目視検査が終了するごとに次の枠を表示するようにしても良い。
そして、検査者101は、複数の欠陥のいずれか(いずれかの枠内の所定部)の目視検査を開始する(ステップS250)。
この時、検査者101の視線は、視線検出部120により常時検出されており、検査者101の所定部内を注視する時間が計測され、注視時間が検知されている(ステップS260)。
そして、例えば、所定部を注視する時間が予め定められた時間を超える、あいは、所定部を注視する累積時間や回数などが予め定められた条件を満たした時、目視検査が開始された、または、実行されている、あるいは、終了したと判定する(ステップS270)。
そして、これにより、所定部の目視検査が終了したら、ステップS250に戻り、別の欠陥の部分の目視検査を行う。
また、上記は、画像検査が撮像部110によって行われる例であるが、画像検査が別の撮像装置で行われる場合は、ステップS220〜S230は、省略、または、独立して行っても良い。
なお、上記において、ステップS210〜ステップS280の順序は、技術的に可能な範囲で入れ替えても良く、また、同時に実施しても良い。さらに、その一部を省略、変形しても良い。また、これらステップの全部または一部を繰り返して実施することもできる。特にステップS210〜S240は同時に行うことができる。また、ステップS250〜S260は同時に行うことができる。
次に、本発明の第11の実施の形態の外観検査方法について説明する。
図19は、本発明の第11の実施形態に係る外観検査方法を例示するフローチャート図である。
図19に表したように、第11の実施形態に係る外観検査方法では、図18で例示した第10の実施形態の外観検査方法に対して、さらに、目視検査結果の入力を行う(ステップS265)。これにより、外観検査を効率良く行い、また、外観検査の結果を保存し、活用することで、高効率で高精度の外観検査が可能となる。
なお、ステップS265の目視検査結果の入力と、他のステップS260〜S280との順序は任意である。
また、画像検査結果150を示す、例えば枠の表示が、目視検査結果の入力が未実施か既実施かで、変更されるようにしても良い。これにより、目視検査の効率が高まる。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
21 眼鏡
70 外観検査システム
101 検査者
102 目
103 視界
110 撮像部
115 撮像装置
120 視線検出部
130 観視像認識部
140 表示部
142 液晶パネル
144 ハーフミラー
150 画像検査結果
160 画像処理部
171 被検査品
172 欠陥
181、191 像(被検査品の像)
182、192 欠陥の像
193、211、211s、211t、212、212s、212t、213、216s、216t、221、222、223、224、225 枠
210 携帯電話
210a〜210f、220a〜220f 像(絵)
219 傷
220 パーソナルコンピュータ(PC)
300 目視検査結果入力部
310 画像検査処理部
320 検査データ格納部
330 データ解析部
331、332 表示装置
350 情報
IP 検査者
LN ロット番号
OP1、OP2、OP3 作業者
Claims (14)
- 被検査品を撮像する撮像部と、前記被検査品を目視で検査する検査者の目を撮像し前記撮像した前記目の向きに基づいて前記検査者の視線を検出する視線検出部と、を含み、前記視線検出部が検出した前記視線に基づいて前記視線の変化に応じて変化する、前記検査者が前記被検査品を観視している像を認識する観視像認識部と、
前記被検査品を前記撮像部で撮像した像を画像解析して前記被検査品を画像検査する画像処理部と、
前記画像処理部による画像検査結果を、前記検査者の視界に重ねて、前記検査者が前記被検査品を観視している前記像に対応させた位置に、前記検査者が頭部を動かさずに前記視線を変化させたときにも表示可能とした表示部と、
を備えたことを特徴とする外観検査装置。 - 前記画像解析される前記被検査品を撮像した前記像は、前記撮像部とは別の撮像装置によって撮像した像を含むことを特徴とする請求項1記載の外観検査装置。
- 前記表示部は、前記検査者の頭部に装着可能とされたことを特徴とする請求項1または2に記載の外観検査装置。
- 前記撮像部は、前記検査者の頭部に装着可能とされたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の外観検査装置。
- 前記視線検出部は、前記検査者の頭部に装着可能とされたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の外観検査装置。
- 前記画像解析により検出された欠陥の位置を、前記検査者の視界に重ねて表示することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の外観検査装置。
- 前記検査者が前記被検査品の特定の部分を観視する時間に応じて、前記画像検査結果の表示を可変としたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の外観検査装置。
- 前記検査者の前記視線の変化に対応した位置に、前記画像検査結果を表示可能としたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の外観検査装置。
- 前記検査者による前記被検査品の外観検査の結果を入力可能とした外観検査入力部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の外観検査装置。
- 前記検査者による前記被検査品の外観検査の結果を格納する検査データ格納部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載の外観検査装置。
- 前記検査データ格納部は、前記被検査品を特定する情報に関連付けて、前記結果を格納することを特徴とする請求項10記載の外観検査装置。
- 前記検査データ格納部は、前記結果を自動的に収集し、格納することを特徴とする請求項10または11に記載の外観検査装置。
- 前記検査者による前記被検査品の外観検査の結果を解析するデータ解析部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の外観検査装置。
- 前記データ解析部は、前記被検査品の工程履歴分析を行うことを特徴とする請求項13記載の外観検査装置。
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