JPH03280169A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、製品ラインによって搬送されてくる製品（被
検査物品）の外観を撮影した画像信号の解析データに基
ずいて、検査結果としての判別データを得ることができ
る外観検査装置に関するものである。

［従来の技術］ 例えば工場の製造ラインにおいては、搬入コンベアライ
ン（以下、ラインという）によって順次搬送されてくる
製品に対して、種別によって判別したり、又は不良品を
排除するために、各製品を撮影した画像によって各製品
を検査することが行なわれている。

例えば第３図に示すように、ライン１で搬送されてぐる
製品Ｐをフォトセンサ等で構成された検圧器２で検出す
ると、その検出信号が外観検査装置３に供給され、外観
検査装置３は検出器２の位置から距離ｄ１だけライン１
の下流側に設置された例えばＣＣＤカメラによる画像セ
ンサ４及びストロボ照明装置５に制御信号を送り、その
製品を撮影させる。なお、この場合、制御信号の供給タ
イミングは、距離ｄ１とライン１の速度Ｖに基ずいて設
定され、即ち検出器２で検出された製品Ｐが画像センサ
４で適正に撮影できるように、検出器２の検出信号が得
られてから（ｄｉ／Ｖ）時間の時間差をもって画像セン
サ４及びストロボ照明５が動作するように設定されてい
る。

上記撮影動作により、画像センサ４から得られた画像デ
ータは外観検査装置３において解析される。例えば画像
データを２値化することによりその製品の全体、或は一
部分の面積が算出されたり、また重心の算出などが実行
される。

そして、このように解析によって得られたデータは、例
えばあらかじめ設定されている基準値と比較されるなど
によりその被検査物品である製品の良否や種別を判定す
ることができる。

このような判定システム＃。によって、製品の良否や種
別を判別することができるため、この判定システム＃。

によって得られたデータを制御信号としてライン１の下
流に設けられた選別装置６に供給すれば、例えば図示す
るように不良製品Ｐ゛をライン１から排除することがで
きる。ただし、選別装置６に対する制御信号は、良否の
判別データの対象製品と、選別装置６で選別される製品
が一致するように、設置位置の離間距離ｄ２及びライン
速度Ｖによる時間差を含んで供給される。

ところで、上記したように画像センサ４によって撮影し
、外観検査装置３内において例えばフレームメモリに記
憶された画像信号に対しては、常にその１画像全体のデ
ータを解析対象として演算する必要はなく、その１画面
分の画像に対して処理単位として所定の領域Ｃ以下、ウ
ィンドウという）を１或は複数設定し、そのウィンドウ
単位で解析及び判定を行なうようにすることができる。

例えば、ライン１で搬送されてくる製品がボトルであっ
て、このボトルに対して口部の成形状態の検査、胴部外
形の検査、ラベル貼付の有無の検査を行ないたい場合は
、前記画像センサ４によって第４図に示すような撮影画
像を得てフレームメモリに保持するようにするとともに
、この画像において図中点線で示すように処理単位とし
てウィンドウＡ、Ｂ、Ｃを設定し、各ウィンドウ単位で
それぞれ所定の画像解析を行なう。例えばウィンドウＡ
、Ｃについては２値化による面積算出し、またウィンド
ウＢに対してはラベルの有無を検出するために濃度分散
統計を行なうこと等が実行される。

例えばこのようにして得られたウィンドウ単位の各解析
データＤ　ｗｌ〜Ｄ　ｗｎは、ＣＰＵ演算処理部に供給
されて、例えば第５図に示すようにそれぞれの解析処理
内容に対応して設定された基準値に１〜に、が入力され
ている単位判別手段３０ｃ１）〜３０（。）・・・・に
入力され、各解析データＤ　Ｗ　ｌ　’＝　Ｄ　Ｗ　ｎ
は比較処理されて、その結果それぞれ判別データが得ら
れる。各判別データは総合判別手段４０に入力され、こ
の総合判別手段４０に８いて設定された所定の演算が行
なわれて、その商品に対する必要な判別データが生成さ
れる。例えば前記したボトルの例について、３つの検査
のうち１つでも条件を満たしていないときは不良品とし
て判別したい場合は、各単位判別手段から判別データの
論理積を演算することにより、良品、不良品の判別デー
タを得ることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 以上のようにウィンドウ設定により、１回の画面取込で
複雑な検査を行なうことも可能となるが、逆に、個々の
処理に対する評価をすることができず、製品品質管理が
困難になるという問題がある。

例えば、前記ボトルの例では、上記ウィンドウ設定がな
された外観検査装置によって前記第３図の判定システム
＃。が形成されていた場合、その総合判別データに基す
いて選別装置６が不良品排除の動作をすることになるが
、瓶の口部、胴体外形、ラベルの有無の条件のうち、不
良品として排除された各製品がどの条件を満たさなかっ
たために不良品として認定されているかは分からないた
め、その不良箇所の統計を得ることができず、工程管理
上好ましくない。また、上記各ウィンドウに対応して設
定される基準値に１〜に０のうちの１つ或はいくつかが
、不適当な値で設定されていたら、判定システム＃。に
よる製品判別は正常に機能しな（なるが、このような場
合に、どの基準値が適切でないのかを見分けることがで
きず、その調整作業に莫大な時間を要することになって
しまうという問題もある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点にかんがみてなされたもので
、処理単位として１又は複数単位設定された領域毎の解
析データに対応して、それぞれあらかじめ設定された基
準条件に適合している否かを判別することにより判別デ
ータを生成する複数の単位判別データ生成手段と、この
複数の単位判別データ生成手段から供給される各判別デ
ータに基ずいて演算を行ない、総合判定を行なうことが
できる総合判別データ生成手段とを設けることによって
、複数のウィンドウ設定により各種検査を実行できるよ
うに構成されていることに加え、各単位判別データ生成
手段における各種処理内容を記憶し統計を得ることがで
きる記憶統計制御手段を備えるようにした外観検査装置
を提供するものである。

［作用コ 各単位判別データ生成手段における処理内容、すなわち
、各判別結果、不良品発生時刻、処理対象となる解析デ
ータ数値等を記憶し、さらにこれらの数値の統計値、す
なわち、各検査製品から得られる解析データの統計値（
平均値、最大値、最小値等）や良品／不良品の個数など
を、記憶してお（ことにより、各ウィンドウ単位の判別
状態を表示することが可能となる。

［実施例］ まず本発明の外観検査装置の一実施例について、その全
体の構成を説明する。

第１図はその回路ブロックを示したものであり、−点鎖
線で囲った１０が外観検査装置を示すものである。なお
、この外観検査装置１０と、画像センサ（ＣＣＤカメラ
）４、照明装置５、及び検出器２によって、前記した第
３図の如き判定システム＃。が構成されている。また、
照明装置５は本実施例ではストロボ照明として、画像セ
ンサ４のシャッタタイミングと同期して照明動作を行な
うものとするが、例えば蛍光灯のように連続光を照射す
るものであってもよい。

このような判定システム＃。における本実施例の外観検
査装置１０は、前記第３図で説明した製品検査動作によ
って、ライン上で搬送されてきた製品を画像センサ４で
撮影して得たＲ、Ｇ、Ｂの画像信号が製品判定用のデー
タとして入力される。

１１Ｒ，ＩＩＧ、ＩＩＢはＡ／Ｄ変換器であり、供給さ
れたＲ、Ｇ、Ｂ画像信号をそれぞれデジタル信号に変換
する。１２Ｒ，１２Ｇ、１２Ｂはデジタル信号に変換さ
れたＲ、Ｇ、Ｂ信号をそれぞれ記憶するフレームメモリ
である。

フレームメモリ１２Ｒ，１２Ｇ、１２Ｂに記憶された画
像データは画像バス１３ａを介して点線で囲った画像処
理部１４に供給され、各種演算処理が行なわれる。

この画像処理部１４には例えばハードロジック回路によ
って、２値化処理部１４ａ、重心・傾き演算部１４ｂ、
周囲長演算部１４ｃ、濃度分散演算部１４ｄなどが設け
られており、製品を撮影した画像データを解析し、その
製品に関する所定の内容のデータを算出することができ
るようになされている。

２値化処理部１４ａでは画像データから特定の色を抽出
することにより、例えばその製品（或はその製品の特定
部分）の面積を算出することができる。また、この２値
化データに基すいて重心・傾き演算部１４ｂ、周囲長演
算部１４ｃにおいて各演算が実行され、その製品の重心
、傾き、周囲長等が算出され、また、その周囲長の２乗
から面積を除することにより、その製品の外形の複雑度
等を得ることができる。

また、濃度分散演算部１４ｄでは、フレームメモリ１２
に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂの輝度データから、その濃度分
布を算出できるように為されている。

これらの解析動作の他にも、画像処理部１４内において
各種画像処理演算を行なうこともでき、それぞれ、実行
される検査判別に必要なデータが画像データに基すいて
算出される。

１５はシステムコントローラ（ＣＰＵ）であり、画像処
理部１４において得られた各種算出結果は制御バス１３
ｂを介してＣＰＵ１５に供給され、ＣＰＵ１５において
は、この算出結果に対して、予め設定された基準値と比
較することによって、当該製品がその設定条件に合致す
るか否かの判断等を行なう。

例えば、ライン上で順次搬送されてくる製品の中から、
所定の大きさの製品のみを判別したい場合は、その商品
の全体を撮影した画像信号をフレームメモリ１２に取り
込み、このデータに対して２値化処理部１４ａで面積を
算出させる。そして、その算出データを制御バス１３ｂ
を介して取り込み、その値を、予め設定されている基準
値Ｋ（例えば上下基準値（Ｋ、、に、））と比較し、そ
の範囲内であれば、その製品は該当製品である判別する
ものである。この判別結果は判別データとして、前記第
３図に示した選別装置６等に出力することができるよう
に為されている。

さらに、フレームメモリ１２に取り込まれた画像データ
を解析する際には、常に、その１画面分全部のデータを
対象にして解析する必要はなく、前述したようにＣＰＵ
１５の制御により所定に部分のみをウィンドウ処理によ
って抽出させ、その部分だけで各種解析を行ない、各解
析データに対応して設定されている基準値と比較するこ
とで、同様に判別データを生成することもできる。なお
、この場合、ウィンドウ単位の判別及びその総合判別の
ために、ＣＰＵ１５内部においてソフトウェア手段によ
りウィンドウ設定可能数としてｎ個の単位判別データ生
成手段が設けられ、また、総合判別データ生成手段が設
けられるが、これらについては後述する。

ＣＰＵ１５では、さらにその制御機能によって、検出器
２からの検出信号に基すいてタイミングを設定し、画像
センサ４及び照明装置５に対して動作制御信号を出力す
るものである。

１５ａ、１５ｂはＣＰＵ１５内のメモリ部（ＲＯｏＭ、
ＲＡＭ）を示し、各種制御用データとともに上記した判
定用の基準値が対象品目、判定内容毎に分けられて、予
め記憶されている。なお、ＣＰＵ１５における情報の入
出力はＣＰＵ内部のインターフェース部を介在して行な
われているが、説明上インターフェース部については省
略する。

１６はＣＰＵ１５に対して使用者が各種操作を行なうた
めの操作パネル（キーボード）であり、例えばメモリ部
に記憶されている基準値や制御内容を選択するなどの操
作が行なわれる。

１７はフレームメモリ１２に保持されている画像及びＣ
ＰＵ１５から供給される制御用画像（操作メニュー、画
像ウィンド枠等）を表示するデイスプレィを示す。なお
、画像等の表示は外部ＣＲＴ等により行なうようにして
もよい。

１８はメモリカードドライブを示し、外部メモリカード
（例えば自己電源でバックアップを行なうＲＡＭカード
、磁気記録媒体、光記録媒体等）とで情報をやりとりす
ることができるように為され、例えばメモリカードに記
憶された制御データをＣＰＵ１５に入力したり、フレー
ムメモリ１２に保持された画像信号をメモリカードに記
憶させ、外部での使用に供すること等が可能とされてい
る。

１９は外部機器との間で各種信号の入出力を行なうため
の入出力端子部を示す。例えば入出力端子部１９を介し
て、ライン上で搬送される製品を検出する検出器２から
の検出信号が入力されてＣＰＵ１５に供給され、また、
上記したようにＣＰＵ１５から出力される各種外部機器
の制御信号が画像センサ４．照明装置５．及び図示しな
い選別装置等へ出力されることになる。

本実施例の外観検査装置はこのように全体が構成されて
おり、画像センサ４によって撮影した画像に基すいて各
種解析を行ない、上記したように、その対象製品の各種
判別を行なうことができるように為されている。

そして、本実施例においては、ＣＰＵ１５内において、
上記したようにウィンドウ単位の処理のためにウィンド
ウ設定可能数だけの単位判別データ生成手段と、総合判
別データ生成手段が設けられているとともに、特に、各
単位判別データ生成手段における処理内容を記憶し、ま
た統計処理を行なうため、各単位判別データ生成手段に
対応して記憶統計制御手段がソフトウェアにより形成さ
れている。

この各手段を機能ブロックとして第２図に示し、その動
作を説明する。

第２図において３０（１）〜３０　＋ｏ＋　は単位判別
データ生成手段、４０は総合判別データ生成手段であり
、前記第５図と同様に構成されている。この外観検査装
置においては、単位判別データ生成手段がｎ個形成され
ていることにより、１回の製品検査、つまり１画面の画
像信号に対してｎ個のウィンドウ設定が可能とされてい
る。

５０　＋１＋〜５０（。、は記憶統計制御手段を示し、
ｎ個の単位判別データ生成手段に対応して設けられ、そ
れぞれ、単位判別データ生成手段３０ｃ、〜３０ｏ１に
おける判別内容を入力し、又はその判定内容から統計演
算を行なって、ＲＡＭ１５ｂに記憶させるように制御し
ている。

各単位判別データ生成手段３０、、、〜３０＋。）から
それに対応する各記憶統計制御手段５０　＋ｎ〜５０＋
−＋　には、処理内容として、各ウィンドウに対応して
演算処理部１４で解析された解析データ値ＤＷ及び、こ
の解析データＤｗと基準値Ｋを比較することに得られた
判別データ等が供給される。そしてこの供給されたデー
タはそれぞれＲＡＭ１５ｂにおいて所定アドレスが設定
されて記憶される。

また、各記憶統計制御手段５０では、供給された判別デ
ータが、不良（単位判別データ生成手段で比較される条
件に適合していない）を示したものである場合には、例
えばＣＰＵ１５の内蔵タイマからその不良発生時刻を得
、同時にＲＡＭ１５ｂに記憶する。

さらに、各記憶統計制御手段５０では、それぞれ自己の
制御でＲＡＭ１５ｂに記憶したデータの各種統計演算を
行ない、その統計結果を得ることができる。例えば、１
００個の商品を検査した段階で順次人力され、ＲＡＭ１
５ｂに記憶しておいた１００単位の解析データＤＷの演
算処理を行ない、その平均値を求めたり、また最大値、
最小値を検出することができるように構成されている。

なお、得られた統計結果も、ＲＡＭ１５ｂにおいて保持
するようにする。

このように各記憶統計制御手段５ｏの制御により、ウィ
ンドウ単位での処理に対する各種データを得ることがで
きるため、これらのデータをデイスプレィ１７において
表示したり、或は図示しないプリンタによってプリント
アウトすることにより、オペレータが判定システム＃。

におけるウィンドウ単位の処理、即ち各単位判別データ
生成手段３０　＋１＋〜３０　＋ｎ＋　における動作を
正確に把握することができ、例えば、ライン上で搬送さ
れてくる製品に対する工程上の問題点の把握や、またウ
ィンドウ処理毎に設定されている基準値に１〜にわがそ
れぞれ適正であるかどぅがの判定等を容易に行なうこと
ができる。

なお、各解析データの統計が得られるため、その統計値
に基ずいて最適な基準値Ｋを自動設定できるようにする
こともできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の外観検査装置は、検査の
際にウィンドウ処理を行なう場合は、そのウィンドウ単
位の処理に関する各種内容を記憶し、又その統計を得る
ことができるように構成したため、その記憶或は統計デ
ータをディスプレイ等でモニタすることができ、そのモ
ニタ内容によって工程管理、品質管理、判定システム動
作管理等を、非常に効率的に行なうことができるように
なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の外観検査装置の１実施例を示すブロッ
ク図、 第２図は本実施例におけるＣＰＵにおいて形成されるソ
フトウェア手段の一例を示すブロック図、 第３図は製品検査システムの説明図、 第４図はウィンドウ処理の説明図、 第５図はウィンドウ処理に対して形成される演算手段の
説明図である。 ２は検出器、４は画像センサ、５は照明装置、６は選別
装置、１０は外観検査装置、１２Ｒ。 １２Ｇ、１２Ｂはフレームメモリ、１４は画像処理部、
１５はＣＰＵ、１５ａはＲＯＭ、１５ｂはＲＡＭ、１９
は入出力端子、３０Ｌｌｌ〜３０ＩｎＩは単位判別デー
タ生成手段、４０は総合判別データ生成手段、５０、、
、〜５０　＋ｎ＋　は記憶統計制御手段を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　製品ラインで搬送されてくる被検査物体を撮影した画
   像信号上で、処理単位として１又は複数の領域を設定し
   、設定された領域単位で所定の解析を行ない、その各領
   域単位の解析データに基ずいて、当該被検査物体に係る
   判別データを生成することができる外観検査装置であっ
   て、 処理単位として１又は複数単位設定された領域毎の解析
   データに対して、あらかじめ設定された基準条件に適合
   している否かを判別することにより判別データを生成す
   る複数の単位判別データ生成手段と、 前記各単位判別データ生成手段から供給される判別デー
   タに基ずいて、総合判定を行なう総合判別データ生成手
   段と、 前記各単位判別データ生成手段における各種処理内容を
   記憶し統計を得ることができる記憶統計制御手段を備え
   たことを特徴とする外観検査装置。