JP6201419B2 - 検査方法及び検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検査体の光沢の有無を検査する検査方法及び検査装置に関する。

光源から照射された光を被検査体の表面に対して斜めに当て、その表面で反射された光を受光器で検出し、照度（光強度）に応じて光沢度を測定する光沢度測定器が知られている。そして、受光器で検出した照度が所定値以上である場合、被検査体の表面には光沢があると判定することができる。

特開昭６３−２９５９４５号公報

しかしながら、光沢度測定器を使用して被検査体の光沢の有無を検査する場合、光源から照射された光が被検査体に当たる角度が一定でなければ、受光器で検出する照度がばらついてしまい、被検査体に光沢があるか否かを正確に検査することができなかった。この不具合は、例えば、製品の製造ラインに組み込まれた検査工程において製品に光沢があるか否かを検査する場合、作業者が製品をベルトコンベアなどに載置するときに顕著に再現され易い。

そこで、本発明は、光源から照射された光が被検査体に当たる角度が多少ばらついても、被検査体に光沢があるか否かを検査可能な検査方法及び検査装置を提供することを目的とする。

検査装置は、被検査体の表面に向けてレーザ光を照射する光源と、光源から照射されたレーザ光の一部を直交方向に変向すると共にその一部を透過させて被検査体の表面に照射させるビームスプリッターと、ビームスプリッターによるレーザ光の変向方向の反対側から、ビームスプリッターを含む画像を撮像する撮像手段と、を有する。そして、コンピュータが、撮像手段により撮像された画像のうち、ビームスプリッターの範囲内に現れている光点の数に基づいて、被検査体に光沢があるか否かを検査する。

本発明によれば、光源から照射された光が被検査体に当たる角度が多少ばらついても、被検査体に光沢があるか否かを検査することができる。

検査装置の一例を示す概要図である。 コンピュータの内部構造の一例を示すブロック図である。 光沢を有する被検査体を撮像した画像の一例の説明図である。 被検査体が光沢を有する場合の検査方法の説明図である。 光沢を有さない被検査体を撮像した画像の一例の説明図である。 被検査体が光沢を有さない場合の検査方法の説明図である。 コンピュータが実行する検査処理の一例を示すフローチャートである。 光沢を有する被検査体を実際に撮像した画像の説明図である。 図８における画像の部分拡大図である。 光沢を有さない被検査体を実際に撮像した画像の説明図である。 光沢を有する被検査体を特異点で実際に撮像した画像の説明図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、ベルトコンベア１００によって搬送されるノート型パーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）２００の試験工程に組み込まれた、ノートＰＣ２００に光沢があるか否かを検査する検査装置３００の一例を示す。ここでは、作業者が、ノートＰＣ２００をベルトコンベア１００の上に載せると共に、キーボードなどを含む本体２１０に対して、液晶ディスプレイを含むカバー２２０を略直角（見た目で直角であると認識できる程度でよい）に開くものとする。

なお、検査装置３００の被検査体としては、ノートＰＣ２００に限らず、生産工場において生産される各種の工業製品が適用可能である。また、検査装置３００は、試験工程に限らず、組立工程などの他の工程に組み込むことも可能である。

検査装置３００は、ノートＰＣ２００の表面に光を照射する光源３１０と、光源３１０から照射された光の一部を直交方向に変向するビームスプリッター３２０と、ビームスプリッター３２０を含む画像を撮像するカメラ３３０と、を有する。ここでは、光源３１０は、ノートＰＣ２００の表面のうち、例えば、ロゴなどが設けられないカバー２１０の左右下部などに光を照射する。なお、以下の説明では、説明の便宜上、光源３１０から照射された光を「照射光」と称するものとする。

光源３１０としては、ビームスプリッター３２０を撮像した画像に光点が現れ易くなるようにするため、例えば、直進性に優れると共に視認し易い赤色レーザ光を照射するレーザ光源を使用することができる。ビームスプリッター３２０は、光源３１０から照射された照射光の一部を直交方向に変向するため、照射光の光軸に対して略４５°の角度をもって配置される。ビームスプリッター３２０としては、光点の再現性を確保するため、例えば、反射光と透過光の強さが略１：１であるハーフミラーを使用することができる。カメラ３３０は、ビームスプリッター３２０による照射光の変向方向の反対側から、ビームスプリッター３２０を含む画像を撮像可能な位置に設置される。カメラ３３０としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ，ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラなどを使用することができる。ここで、カメラ３３０が、撮像手段の一例として挙げられる。

また、カメラ３３０により撮像される画像に現れる光点を明瞭にするため、ビームスプリッター３２０を挟んだカメラ３３０の反対側に、平坦な光点観測シート３４０が配設される。ここで、光点観測シート３４０としては、光点が明確になるように、光沢のない無地のシート、例えば、白色の紙などを使用することができる。

カメラ３３０により撮像された画像のデータは、コンピュータ３５０に入力される。コンピュータ３５０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ３５０Ａと、ハードディスク，ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置３５０Ｂと、を有する。また、コンピュータ３５０は、光源３１０を制御するための光源制御部３５０Ｃと、カメラ３３０を制御するためのカメラ制御部３５０Ｄと、画像処理を行う画像処理部３５０Ｅと、を有する。ここで、光源制御部３５０Ｃ，カメラ制御部３５０Ｄ及び画像処理部３５０Ｅは、電子回路で構成することも可能であるが、記憶装置３５０Ｂに予め格納されたプログラムを実行することで、ソフトウエアにより実現することもできる。

コンピュータ３５０は、記憶装置３５０Ｂに予め格納されたプログラムに従って、カメラ３３０により撮像された画像に現れている光点に基づいて、被検査体たるノートＰＣ２００に光沢があるか否かを検査する。具体的には、コンピュータ３５０は、カメラ３３０により撮像された画像のうち、ビームスプリッター３２０の範囲内に現れている光点の数に基づいて、被検査体たるノートＰＣ２００に光沢があるか否かを検査する。

なお、被検査体たるノートＰＣ２００に光沢があるか否かを検査するコンピュータ３５０が、検査手段の一例として挙げられる。

ここで、ノートＰＣ２００に光沢があるか否かの検査方法の概要について説明する。
ノートＰＣ２００に光沢がある場合には、図３に示すように、カメラ３３０により撮像された画像のうち、ビームスプリッター３２０の範囲内に３つの光点（光点(1)，光点(2)及び光点(3)）が現れる。

即ち、光源３１０からノートＰＣ２００のカバー２２０に向けて照射された照射光の一部は、図４に示すように、ビームスプリッター３２０により直交方向に変向され、光点観測シート３４０に投影される（光点(1)）。一方、ビームスプリッター３２０を透過した照射光は、ノートＰＣ２００のカバー２２０に投影される（光点(2)）。このとき、ノートＰＣ２００のカバー２２０に投影された光点(2)は、ビームスプリッター３２０の上面に映っている。

ノートＰＣ２００が光沢を有している場合には、ノートＰＣ２００のカバー２２０に投影された光点(2)は、カバー２２０の表面で拡散しないため、入射角に応じた反射角で反射してビームスプリッター３２０の上面に投影される（光点(3)）。このため、カメラ３３０により撮像された画像のうち、ビームスプリッター３２０の範囲内には、光点(1)，光点(2)及び光点(3)の３つの光点が現れることになる。

一方、ノートＰＣ２００に光沢がない場合には、図５に示すように、カメラ３３０により撮像された画像のうち、ビームスプリッター３２０の範囲内に２つの光点（光点(1)及び光点(2)）が現れる。

即ち、ノートＰＣ２００が光沢を有していないと、図６に示すように、ノートＰＣ２００のカバー２２０に投影された光点(2)は、カバー２２０の表面で拡散し、ビームスプリッター３２０の上面に投影されない。このため、カメラ３３０により撮像された画像のうち、ビームスプリッター３２０の範囲内には、光点(1)及び光点(2)の２つの光点が現れることになる。

従って、コンピュータ３５０は、カメラ３３０により撮像された画像に現れている光点の数に基づいて、被検査体であるノートＰＣ２００に光沢があるか否かを検査することができる。このとき、光点の数に基づいて光沢の有無が検査されるため、例えば、ノートＰＣ２００のカバー２２０の角度が変化し、光源３１０から照射された照射光がノートＰＣ２００に当たる角度が多少ばらついても、光沢の有無の検査には影響が及ばない。

ところで、ノートＰＣ２００に対して光源３１０から照射された照射光が垂直に当たる特異点の場合には、ビームスプリッター３２０を透過した光点(2)の位置と、ノートＰＣ２００からビームスプリッター３２０へと反射した光点(3)の位置と、が一致してしまう。このため、ノートＰＣ２００が光沢を有していても、カメラ３３０により撮像された画像に光点が２つしか現れないことがあり得る。

そこで、２つの光点が重畳すると照度が高まることに着目し、画像に２つの光点が現れている場合には、光点の照度が所定値より大きいか否かを比較し、光点の照度が所定値より大きいときには光沢があると判定するようにしてもよい。このようにすれば、特異点であっても、被検査体であるノートＰＣ２００に光沢があるか否かを検査することができる。

次に、被検査体であるノートＰＣ２００に光沢があるか否かを検査する、検査装置３００の作用について説明する。
図７は、検査装置３００に電源が投入されたことを契機として、コンピュータ３５０が所定時間ごとに繰り返し実行する検査処理の一例を示す。

ステップ１（図７では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、コンピュータ３５０が、光源制御部３５０Ｃに光源３１０の作動指令を出力することで、光源３１０からノートＰＣ２００の表面に向けて照射光を照射する。なお、照射光の照射は、電力消費を抑制するために、例えば、ビームスプリッター３２０を含む画像の撮像に要する時間とすることができる。

ステップ２では、コンピュータ３５０が、カメラ制御部３５０Ｄにカメラ３３０の作動指令を出力することで、カメラ３３０によってビームスプリッター３２０を含む画像を撮像する。なお、カメラ３３０により撮像された画像のデータは、画像処理部３５０Ｅが処理し易くすべく、記憶装置３５０ＢのＲＡＭに一時的に保存される。

ステップ３では、コンピュータ３５０が、画像処理部３５０Ｅの機能を利用し、カメラ３３０により撮像された画像のうち、ビームスプリッター３２０の範囲内に光点が現れているか否かを判定する。そして、コンピュータ３５０は、ビームスプリッター３２０の範囲内に光点が現れていると判定すれば処理をステップ４へと進める一方（Ｙｅｓ）、ビームスプリッター３２０の範囲内に光点が現れていないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。

ステップ４では、コンピュータ３５０が、画像処理部３５０Ｅの機能を利用し、ビームスプリッター３２０の範囲内に現れている光点の数が３つであるか否かを判定する。そして、コンピュータ３５０は、ビームスプリッター３２０の範囲内に現れている光点の数が３つであると判定すれば処理をステップ５へと進める一方（Ｙｅｓ）、ビームスプリッター３２０の範囲内に現れている光点の数が３つではないと判定すれば処理をステップ６へと進める（Ｎｏ）。

ステップ５では、コンピュータ３５０が、ノートＰＣ２００には光沢があると判定する。なお、「光沢あり」との判定結果は、例えば、検査工程を管理する管理コンピュータなどに出力され、生産管理などに資することができる。

ステップ６では、コンピュータ３５０が、画像処理部３５０Ｅの機能を利用し、ビームスプリッター３２０の範囲内に現れている光点の数が２つであるか否かを判定する。そして、コンピュータ３５０は、ビームスプリッター３２０の範囲内に現れている光点の数が２つであると判定すれば処理をステップ７へと進める一方（Ｙｅｓ）、ビームスプリッター３２０の範囲内に現れている光点の数が２つではないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。

ステップ７では、コンピュータ３５０が、画像処理部３５０Ｅの機能を利用し、ビームスプリッター３２０の範囲内に現れている光点の照度が所定値より大きいか否かを判定する。ここで、ビームスプリッター３２０の範囲内には２つの光点が現れているため、どちらか一方の光点の照度が所定値より大きいときに、光点の照度が所定値より大きいと判定すればよい。また、所定値としては、例えば、実験などを通して適宜設定することができる。そして、コンピュータ３５０は、光点の照度が所定値より大きいと判定すれば処理をステップ５へと進める一方（Ｙｅｓ）、光点の照度が所定値以下であると判定すれば処理をステップ８へと進める（Ｎｏ）。

ステップ８では、コンピュータ３５０が、ノートＰＣ２００には光沢がないと判定する。なお、「光沢なし」との判定結果は、例えば、検査工程を管理する管理コンピュータなどに出力され、生産管理などに資することができる。

かかる検査装置３００によれば、カメラ３３０により撮像された画像のうち、ビームスプリッター３２０の範囲内に光点が３つ現れていれば、ノートＰＣ２００に光沢があると判定される。また、ビームスプリッター３２０の範囲内に光点が２つ現れており、その光点の照度が所定値より大きければ、例えば、光沢を有するノートＰＣ２００に光が垂直に当たった特異点での検査であると判断し、ノートＰＣ２００に光沢があると判定される。一方、ビームスプリッター３２０の範囲内に光点が２つ現れており、その光点の照度が所定値以下であれば、ノートＰＣ２００に光沢がないと判定される。

カメラ３３０により実際に撮像した画像を見ると、ノートＰＣ２００に光沢がある場合には、図８及び図９に示すように、光点(1)，光点(2)及び光点(3)が現れることが確認できた。一方、ノートＰＣ２００に光沢がない場合には、図１０に示すように、画像には光点(1)及び(2)のみが現れることが確認できた。また、光源３１０から照射された照射光がノートＰＣ２００に垂直に当たる場合には、図１１に示すように、光点(2)及び光点(3)が重畳して、その照度が高くなることが確認できた。

従って、以上説明した検査装置３００により、被検査体であるノートＰＣ２００に光沢があるか否かを検査可能であることは明らかである。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）被検査体の表面に光を照射する光源と、前記光源から照射された光の一部を直交方向に変向するビームスプリッターと、前記ビームスプリッターによる光の変向方向の反対側から、前記ビームスプリッターを含む画像を撮像する撮像手段と、を有する検査装置を使用し、コンピュータが、前記撮像手段により撮像された画像に現れている光点に基づいて、前記被検査体に光沢があるか否かを検査する、ことを特徴とする検査方法。

（付記２）前記コンピュータが、前記画像のうち、前記ビームスプリッターの範囲内に現れている光点に基づいて、前記被検査体に光沢があるか否かを検査する、ことを特徴とする付記１に記載の検査方法。

（付記３）前記コンピュータが、前記光点の数に基づいて、前記被検査体に光沢があるか否かを検査する、ことを特徴とする付記２に記載の検査方法。

（付記４）前記コンピュータが、前記光点が３つの場合、前記被検査体に光沢があると判定する、ことを特徴とする付記３に記載の検査方法。

（付記５）前記コンピュータが、前記光点が２つの場合、前記光点の照度が所定値より大きいときに、前記被検査体に光点があると判定する、付記３又は付記４に記載の検査方法。

（付記６）前記ビームスプリッターを挟んだ前記撮像手段の反対側に、平坦な光点観測シートが配設されている、ことを特徴とする付記１〜付記５のいずれか１つに記載の検査方法。

（付記７）前記光点観測シートは、光沢のない無地のシートからなる、ことを特徴とする付記６に記載の検査方法。

（付記８）前記ビームスプリッターは、ハーフミラーである、ことを特徴とする付記１〜付記７のいずれか１つに記載の検査方法。

（付記９）前記光源は、赤色レーザ光を照射する、ことを特徴とする付記１〜付記８のいずれか１つに記載の検査方法。

（付記１０）被検査体の表面に光を照射する光源と、前記光源から照射された光の一部を直交方向に変向するビームスプリッターと、前記ビームスプリッターによる光の変向方向の反対側から、前記ビームスプリッターを含む画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像に現れている光点に基づいて、前記被検査体に光沢があるか否かを検査する検査手段と、を有することを特徴とする検査装置。

２００ ノートＰＣ（被検査体）
３００ 検査装置
３１０ 光源
３２０ ビームスプリッター
３３０ カメラ
３４０ 光点観測シート
３５０ コンピュータ

Claims (5)

1. 被検査体の表面に向けてレーザ光を照射する光源と、前記光源から照射されたレーザ光の一部を直交方向に変向すると共にその一部を透過させて前記被検査体の表面に照射させるビームスプリッターと、前記ビームスプリッターによるレーザ光の変向方向の反対側から、前記ビームスプリッターを含む画像を撮像する撮像手段と、を有する検査装置を使用し、
   コンピュータが、前記撮像手段により撮像された画像のうち、前記ビームスプリッターの範囲内に現れている光点の数に基づいて、前記被検査体に光沢があるか否かを検査する、
   ことを特徴とする検査方法。
2. 前記コンピュータが、前記光点が３つの場合、前記被検査体に光沢があると判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
3. 前記コンピュータが、前記光点が２つの場合、前記光点の照度が所定値より大きいときに、前記被検査体に光沢があると判定する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検査方法。
4. 前記ビームスプリッターを挟んだ前記撮像手段の反対側に、平坦な光点観測シートが配設されている、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の検査方法。
5. 被検査体の表面に向けてレーザ光を照射する光源と、
   前記光源から照射されたレーザ光の一部を直交方向に変向すると共にその一部を透過させて前記被検査体の表面に照射させるビームスプリッターと、
   前記ビームスプリッターによるレーザ光の変向方向の反対側から、前記ビームスプリッターを含む画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された画像のうち、前記ビームスプリッターの範囲内に現れている光点の数に基づいて、前記被検査体に光沢があるか否かを検査する検査手段と、
   を有することを特徴とする検査装置。