JPH09288065A - 外観検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検査領域の分割及びその検査領域内の外観検査
が安定して行える外観検査方法を提供することにある。 【解決手段】ＣＣＤカメラ３により撮像して得られた被
検査物１の画像信号は画像処理装置４に取り込まれて画
像処理が施されて特徴抽出による濃淡画像を得る。この
濃淡画像は原画像となり、画像処理装置４はこの原画像
に基づいて隣接画素との濃度の変化率に相当する微分絶
対値画像と、隣接画素との濃度の変化方向に対する微分
方向値を各画素の値とした微分方向画像と、微分絶対値
のしきい値処理を用いて濃度変化の境界を示すエッジ延
長画像とを得、更にこれら画像と上記原画像とを用いて
被検査物１の特徴抽出画像を得る。被検査物１に対して
予め設定された領域内をラスター走査を行い、領域内の
各画素の持つ濃度を基に、同一濃度群毎にラベル付けを
行って、複数の領域に分割するのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理による外
観検査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被検査物の欠陥を検出する従来の外観検
査方法としては、特開平３−２２１８４９号公報に見ら
れるような方法がある。この方法は照明方法を変えるこ
とにより得られる２濃淡画像を空間微分、２値化、細線
化して得られたエッジ延長画像において、所定の検査領
域内のエッジ像についてエッジ像の大きさ、長さ、エッ
ジ像周辺の濃度値、微分値の大きさにより欠陥の有無を
判定する方法であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法では所定
の検査領域内のエッジ像についてエッジ像の大きさ、長
さ、エッジ像周辺の濃度値、微分値の大きさにより欠陥
の有無を判定しているが、被検査物の形状にあった所定
の検査領域を複数設定する必要があった。本発明は上記
問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところ
は検査領域の分割及びその検査領域内の外観検査が安定
して行える外観検査方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、任意形状をした被検査物を画像
入力装置により撮像した後、画像処理を施し、特徴抽出
された濃淡画像である原画像と、原画像に基づいて、隣
接する画素との濃度の変化率に相当する微分絶対値画像
と、隣接画素との濃度の変化方向に対する微分方向値を
各画素の値とした微分方向値画像と、微分絶対値のしき
い値処理を用いて濃度変化の境界を示すエッジ延長画像
とを用いて、被検査物の外形形状を求め、エッジ間或い
はエッジ外で同一濃度を持っている領域を検査領域とし
て設定し、その検査領域毎に結果の有無及び良否を判定
することを特徴とする。

【０００５】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、被検査物の外形形状を求めた後、濃度値とエッジ
延長画像を用いて検査領域を抽出し、その検査領域毎に
欠陥の有無及び良否を判定することを特徴とする。請求
項３の発明では、請求項１の発明において、被検査物内
を複数の検査領域に分割する際に、検査領域分割用画素
列を走査して同一濃度領域を求めて検査領域を分割する
ことを特徴とする。

【０００６】請求項４の発明では、請求項１の発明にお
いて、被検査物の形状が円形若しくは帯状であることを
特徴とする。請求項５の発明では、請求項１の発明にお
いて、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって
その外形縁に合った検査ラインを作成するために少なく
とも３点の基準ポイントを求める際に、被検査物の画像
上に設定する検査ウィンドウの上又は下辺で、該辺と直
交する方向に被検査物が位置する任意の位置を探索開始
点としてこの探索開始点から上下辺に対して直交する方
向に探索ラインを走査させるとともに、探索開始点から
所定距離両側方向に離れた位置より上下辺に対して直交
する方向に探索ラインを走査させて被検査物体の外形縁
に交差する点を基準ポイントとすることを特徴とする。

【０００７】請求項６の発明では、請求項１の発明にお
いて、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって
外形縁に合った検査ラインを作成するために少なくとも
３点の基準ポイントを求める際に、撮像した被検査物の
画像が検査ウィンドウから位置ずれしない場合に被検査
物の外形縁において任意の位置を追跡開始ポイントとし
て外形縁に沿って検査ウィンドウから外れる位置若しく
は追跡開始ポイントに戻る迄追跡を行い、外形縁上で検
査ウィンドウから外れる点と、該点を除いた外形縁上の
任意の点を基準ポイントすることを特徴とする。

【０００８】請求項７の発明では、請求項１の発明にお
いて、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって
外形縁に合った検査ラインを作成するために少なくとも
３点の基準ポイントを求める際に、検査ウインドウの一
方の側辺と交差する被検査物の外形縁上の点を探索開始
点とし他方の側辺と交差する被検査物の外形縁上の点を
探索終了点として求めるとともに、被検査物の外形縁上
の任意の複数の点を求め、この複数の点の一つと、探索
開始点と、探索終了点との３点を基準ポイントとして複
数の基準ラインを作成し、これら基準ラインの内欠陥が
存在しない基準ラインを検査ラインとして用いることを
特徴とする。

【０００９】請求項８の発明では、請求項１の発明にお
いて、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって
その外形縁に合った検査ラインを作成するために少なく
とも３点の基準ポイントを求める際に、被検査物の被検
査物の外形縁上に多数の基準ポイントを求め、これら基
準ポイントの内の３つを組み合わせて複数の基準ライン
を作成して、これら基準ラインの内最適なものを検査ラ
インとして選択することを特徴とする。

【００１０】請求項９の発明では、請求項５乃至８の発
明において、形状が円形の被検査物であって、作成した
検査ラインを検査基準ラインとして、この検査基準ライ
ンから被検査物の内側方向若しくは外側方向に所定画素
間隔で円周状に測定ラインを設定し、各濃度測定ライン
における測定濃度値から検査領域を分割し、分割された
各領域毎に検査ラインを設定してその検査ライン上の外
観検査を行うことを特徴とする。

【００１１】請求項１０の発明では、請求項１乃至４の
発明において、分割された検査領域毎に、認識アルゴリ
ズムを設定し、各検査領域内の良否判定を行うことを特
徴とする。請求項１１の発明では、請求項１乃至４の発
明において、分割された検査領域毎に、夫々の検査領域
の幅を求め、各幅の中心線を設定して該中心線上の濃度
変化を検査パラメータとして良否判定を行うことを特徴
とする。

【００１２】請求項１２の発明では、請求項１乃至４の
発明において、検査領域内の文字、刻印、模様等のマー
ク部位の存在領域を濃度、微分値、エッジ延長画像を用
いて認識し、検査領域より上記存在領域を除外すること
を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明方法の実施形態を図
面を参照して説明する。 （実施形態１）図１は本発明方法を用いた外観検査装置
の構成図を示しており、この外観検査装置は、本実施形
態以外の後述する他の実施形態においても用いるもので
ある。

【００１４】さて図１の装置は任意の欠陥検出光学系を
用いた照明装置２により被検査物１に対して光を照射
し、この光を照射された被検査物１を画像入力装置を構
成するＣＣＤカメラ３により撮像する。ここで本実施形
態の対象とする被検査物１は任意形状とする。次に図２
に示すフローチャートに基づいて本実施形態を説明す
る。

【００１５】まずＣＣＤカメラ３により撮像して得られ
た被検査物１の画像信号は画像処理装置４に取り込まれ
て画像処理が施されて特徴抽出による濃淡画像を得る。
この濃淡画像は原画像となり、画像処理装置４はこの原
画像に基づいて隣接画素との濃度の変化率に相当する微
分絶対値画像と、隣接画素との濃度の変化方向に対する
微分方向値を各画素の値とした微分方向画像と、微分絶
対値のしきい値処理を用いて濃度変化の境界を示すエッ
ジ延長画像とを得、更にこれら画像と上記原画像とを用
いて被検査物１の特徴抽出画像を得る。

【００１６】ここで図３に示すような領域乃至で濃
度が違う被検査物１を撮像した場合には、従来の方法で
あれば、領域毎に矩形検査ウインドウを設定し、ウイン
ドウ内について行っているが、検査物１が円形、円弧、
多角形状や図３（図４）に示すように領域或いはの
ように細かい場合、検査ウインドウを設定することが困
難となる。図４のＸはエッジ線を示す。

【００１７】従って、本実施形態では、被検査物１の各
領域乃至が均一濃度を持っているものとして考え、
まず予め設定された領域乃至内をラスター走査を行
い、領域乃至内の各画素の持つ濃度を基に、同一濃
度群を求める。この求めた方は図５に示すよう同一濃度
群毎にラベル付けを行うことにより、複数の領域に分割
するのでだである。図５において、１０，２０，３０，
４０は夫々領域の濃度値を示し、夫々にラベル（１）、
ラベル（２）、ラベル（３）、ラベル（４）を付けてあ
る。

【００１８】通常の２値化処理であれば、複数の値で濃
度分布が存在した場合には、しきい値処理により抽出さ
れない領域が出てくる場合がある。例えば図６に示すよ
うにしきい値を３０とした場合には、１０、２０の濃度
値の領域は抽出できない。これに対して本実施形態で
は、濃度むらがあっても安定して検査領域の分割を安定
してできる。 （実施形態２）上記の図３に示すような被検査物１にお
いて、領域が照明条件や被検査物の形状により、撮像
して得られた画像に図７に示すように濃度むら（ａ）
（ｂ）が存在する時がある。

【００１９】の場合、実施形態１における処理を行なう
と図７のような場合濃度むら（ａ）（ｂ）も夫々一領域
部として認識され、正確に領域分割されない可能性があ
る。また小領域で濃度むらが複数存在する場合には処理
時間もかかってしまう。そこで本実施形態では、微分絶
対値のしきい値処理を行い濃度変化の境界線を示すエッ
ジ延長画像を用いて濃度むらが存在しても図７に於ける
領域ととを正確に分割するようにしたものである。

【００２０】つまり或る微分絶対値以上の値を持つ画素
にエッジ延長フラグが存在する。そこで図８のフローチ
ャートで示すように同一濃度領域を探索し領域毎にラベ
リンを行った後、検査領域内に存在するエッジ延長フラ
グを探索し、その微分値の総和及びその連続性を求め
る。尚領域境界部の画素が持つ微分絶対値とエッジ延長
フラグの連続性は予め知っているものとする。

【００２１】而して図９に示すように小検査領域で濃
度むら部α（或いは欠陥部）が存在してもある微分絶対
値のしきい値よりも大きい画素の微分絶対値の総和とそ
の微分絶対値を持っているエッジ延長フラグの画素数を
求めることにより濃度むら及び欠陥部が存在しても正確
に領域分割できることになる。また図１０に示す様な検
査領域が存在した場合エッジ延長フラグの持つ微分絶
対値と比較する領域境界微分絶対しきい値を５とした場
合、境界部Ｉの微分絶対値の総和は１５０、境界部IIの
微分絶対値の総和は２００、濃度むら部αの微分絶対値
の総和は７２となる。

【００２２】ここで領域境界微分絶対値の総和のしきい
値を１００とした場合、濃度むら部αを無視することが
でき境界部ＩとIIとの間を一つの領域と判断すること
ができる。また、濃度むら部α（及び欠陥部）が境界部
Ｉ，IIと同様の微分絶対値であっても、境界部Ｉ，IIは
濃度むら部αと比較しても微分絶対値が充分大きいので
識別は可能である。 （実施形態３）本実施形態は実施形態１，２のように特
徴抽出して得られた画像データを用いて被検査物１内を
複数の検査領域に分割する方法において図１１に示す様
に任意長の検査領域分割用画素列Ｙを走査方向Ａに走査
することにより、一走査だけで複数の同一濃度領域を求
め、検査領域を分割するものである。

【００２３】つまり図１２のフローチャートで示すよう
に被検査物１を撮像して得られた画像内をラスター走査
する代わりに検査領域分割用画素列Ｙを走査する点で、
実施形態２の方法と相違しているが、その後の処理は実
施形態２と同様に行うことにより、曖昧に領域分割され
たものを実施形態２と同様に方法を用いて正確に検査領
域を分割するようになっている。

【００２４】また、例えば図１３に示す様に、被検査物
１と背景Ｂとのコントラストの差を用いて、或る濃度
値、微分絶対値以上の値を持つ画素を被検査物１の両端
より探索し被検査領域幅Ｗを求め、被検査物１の幅のみ
を追跡していくことにより、検査領域分割用画素列Ｙの
長さを決めることも可能である。実施形態１，２のラス
ター走査による方法は或る検査領域全体を走査するため
に処理時間がかかるが、本実施形態によれば処理時間を
短くすることができる。 （実施形態４）本実施形態は、上記実施形態１の方法を
用いて、被検査物１の形状がが図１４に示すうな円環状
のものや・帯状或いは波形状等の連続した任意形状や図
１５に示す様な濃度むらとは違った被検査領域内の孤
立検査領域に対応できるようにしたものである。

【００２５】つまり、図１５（ａ）に示す孤立検査領域
が被検査物１内に存在する場合、孤立検査領域周辺
のエッッジ延長フラグを持つ各微分値と予め設定した微
分しきい値とを比較して、微分しきい値よりも大きい画
素について、その微分値の総和Ａと、その画素数Ｍ及び
面積値Ｓを求める。例えば、微分しきい値を１０とした
場合、図１５（ｂ）に示す微分値の総和Ａは、Ａ＝１５
＋２０＋３１＋２６＋１５＋１１…となる。その画素数
Ｍ及び面積値Ｓと、予め分かっている孤立検査領域の大
きさ及び面積値とを比較し、全て大きければ孤立検査領
域と判定する。

【００２６】しかし図１５（ｃ）に示すように孤立検査
領域と画像データが似ている欠陥領域が存在した場
合、までも孤立検査領域と判定してしまい、欠陥を見
逃す恐れがある。この場合には検査領域内に存在すべ
き孤立領域数を設定しておき、抽出した孤立領域数と比
較し、同数でなければ、欠陥が存在すると判定すること
も可能である。また孤立検査領域内に欠陥が存在し、
孤立検査領域判定のしきい値（微分しきい値と、画素数
Ｍと、面積値Ｓ）を満たしている場合には孤立検査領域
数で検出可能である。

【００２７】更に孤立検査領域判定のしきい値を満たし
ていない場合には、孤立検査領域と同一領域として判
定し、孤立検査領域内をラスラー走査をして、通常の
検査方法により欠陥を認識する方法をとる。 （実施形態５）形状が円環状或いは円弧状で外形縁が円
周（円弧）状となっている被検査物１であって、外観検
査のための検査ラインを作成するためには、最低外形縁
上の基準ポイントとして３点が必要である。本実施形態
５はその基準ポイント３点を求める方法にかかるもので
ある。

【００２８】まず図１６（ａ）（ｂ）に示す検査ウイン
ドウＷＩａ、ＷＩｂのように、下辺部の両端と中心部と
から矢印で示すように上方に向かって被検査物１の内側
縁の３点の基準ポイントを求めるための位置認識方法に
ついて以下に鋭明する。 （１）微分絶対値を用いた認識方法 この方法は、位置認識探索ライン上の画素の持つ微分絶
対値と予め設定されたしきい値とを比較してしきい値よ
り微分絶対値が大きければそのポイントを基準ポイント
とする方法である。

【００２９】（２）微分絶対値、微分方向値を用いた認
識方法 この方法は位置認識探索ライン上の画素の持つ微分方向
値がある設定範囲にあり、その微分絶対値と予め設定さ
れたしきい値とを比較して微分絶対値が大さければその
ポイントを基準ポイントとする方法である。 （３）エッジフラグ、微分絶対値を用いた認識方法 この方法は位置認識探索ライン上の画素にエッジフラグ
が存在するか探索し、存在すればその画素の持つ微分絶
対値と予め設定されたしきい値とを比較し大きければそ
のポイントを基準ポイントとする方法である。

【００３０】（４）濃度値を用いた認識方法 この方法は位置認識探索ライン上の画素の持つ濃度値と
予め設定されたしきい値とを比較し大きければそのポイ
ントを基準ポイントとする方法である。ここで（３）の
位置認識方法を用いる場合、図１６（ａ）（ｂ）に示す
ように検査ウィンドウＷＩの下辺部の両端と中心部の３
点から上方に向かって探索し、探索ラインＬ上にエッジ
フラグが存在し、さらにそのフラグが持つ微分値が予め
設定されたしきい値よりも大きければ被検査物１の端縁
と判定し、そのポイントを円形検査ラインを作成するた
めの基準ポイントとする。

【００３１】しかしこの方法（３）では、図１６
（ａ），（ｂ）で示すように検査ウィンドウＷＩａ，Ｗ
Ｉｂのように被検査物１の位置決め不良等により撮像タ
イミングがずれて被検査物１が撮像されることがある。
この場合被検査物１の位置ズレの為に（イ）（ロ）の位
置認識ができないことがあり、円形検査ラインを作成す
るための基準ポイントを求めることができない。

【００３２】そこで、本実施形態では被検査物１の位置
ずれが生じても図１６（ｃ）に示す検査ウィンドウＷＩ
の様に被検査物１の位置ずれが発生しても影響のない任
意の位置に設定された位置認識探策開始点ＳＴを設定す
る。そして位置認識探策開始点ＳＴから３本の探索ライ
ンＬ₁ 乃至Ｌ₃ を被検査物１の位置ずれがあっても影響
の無い範囲で走査させることにより、安定して円形検査
ラインを作成するための基準ポイントを求めることがで
きる。

【００３３】図１７は本実施形態での画像処理装置４の
画像処理におけるフローチャートを示す。 （実施形態６）本実施形態も実施形態５と同様に円形
（環状）或いは円弧状の被検査物１に検査ラインの基準
ポインを求める方法にかかるものであり、上述した位置
認識方法の内、（３）の方法を用いて位置認識を行う場
合において、検査ウィンドウＷＩの下辺の任意のポイン
ト１点を探索開始点ＳＴとしてその点から上方に向かっ
て探索し、探索ラインＬ上にエッジフラグが存在し、さ
らにそのフラグが持つ絶対微分値が予め設定されたしき
い値よりも大きければ被検査物１の端縁と判定し、その
ポイントを円形検査ラインを作成するための基準ポイン
トとする方法である。

【００３４】例えば図１８（ａ）の場合であれば、検査
ウィンドウＷＩの左端の下辺に位置認識探索開始点ＳＴ
を設定して上方に向けてエッジ探索を行い基準ポイント
を求める。更にその基準ポイントをスタートポイントＳ
Ｐとして被検査物１の端縁上を右側に追跡し検査ウィン
ドウＷＩから出てしまうポイントをエンドポイントＥＰ
として求める。

【００３５】次に、スタートポイントＳＰとエンドポイ
ントＥＰの距離を求め、その中点Ｐを被検査物１上の端
縁に設定しスタートポイントＳＰとエンドポイントＥＰ
と中点Ｐの３点を円形検査ラインを作成するための基準
ポイントとする。また図１８（ｂ）の場合であれば、検
査ウィンドウＷＩの下辺の任意位置に探索開姶点ＳＴを
設定し上方にエッジ探索を行い基準ポイントを求める。
該基準ポイントをスタートポイントＳＰとして被検査物
１の端縁上を左右方向に追跡し検査ウィンドウＷＩから
出てしまうポイントＥＰを２点求め、その２点間距離の
中点Ｐを被検査物１上の端縁に設定しその３点Ｐ及び二
つのＥＰを円形検査ラインを作成するための基準ポイン
トを求める。

【００３６】尚上記の説明は内側縁における基準ポイン
トを求める方法について説明してあるが、外側縁におけ
る基準ポイントを求める方法も同様に行われ、この場合
検査ウィンドウＷＩの下辺に探索開姶点ＳＴを設定し下
方にエッジ探索を行う。図１９は本実施形態における画
像処理装置４での画像処理のフローチャートを示す。

【００３７】以上のように本実施形態の方法によれば検
査領域の分割に当たって、まず円形検査ラインを作成す
る場合に、安定して基準ポイントを求めることができ
る。 （実施形態７）実施形態５、６の方法で求めた基準ポイ
ント上に欠陥あるいは塵等が存在した場合、正確な円形
検査ラインを設定することができない。

【００３８】例えば図２０に示すように探索開始点ＳＴ
から左方向に被検査物１を探索する場合、被検査物１上
に欠陥γが存在した場合、基準ポイントＰ１が求められ
る。図において示される基準ポイントＰｌ、Ｐ３、Ｐ４
…を用いて円形検査状ラインを作成すると正確な検査ラ
インＺＡが設定されず、間違った検査ラインＺＢが設定
されてしまう。

【００３９】そこで本実施形態では、まず図１８（ａ）
で求めたスタートポイントＳＰとエンドポイントＥＰ間
を複数に分割して複数の基準ポイントを設定し、その基
準ポイントの３つ毎の組合せにより作成される複数の円
形検査ラインの各中心を求める。次に、複数の組合せか
ら求められた各円形検査ラインの中心を比較する。ここ
で欠陥γにより作成された検査ラインの中心は他の値と
違うので、比較により他の値と違っている値があればそ
の値を持つ円形検査ラインを除去するのである。

【００４０】而して本実施形態の方法によれば、欠陥γ
が存在しても正しい円形検査ラインを作成することがで
きる。尚図２１は本実施形態での画像処理装置４の画像
処理におけるフローチャートを示す。 （実施形態８）上述のように円形状の検査ラインが作成
された後、その検査ラインを検査ラインとして被検査物
１のさらに内部の欠陥あるいは成形バリなどを検出する
場合には、更に被検査物１の周辺に検査ラインを設定す
る必要がある。

【００４１】この被検査物内部を検査するための検査ラ
インを設定する場合には、被検査物の内側縁に適した検
査ラインを実施形態５乃至７の方法を用いて作成した
後、所定の検査領域の外観検査を行うためにこの検査ラ
インを基準として所定の検査領域に適した検査ラインを
作成する必要がある。そこで本実施形態８では、まず実
施形態１乃至４の方法により検査領域を分割設定する。
次に図２２に示すように例えば実施形態７の方法により
求めた検査ラインを検査基準ラインとし、この検査基準
ラインを基に同心円となる円状の探索ラインの半径を１
画素ずつ大きくしたり、小さくしたりして各領域に対応
して検査ラインを設定するのである。

【００４２】次に本実施形態を円環状の被検査物１を中
心部から被検査物１の内部を検査する例を挙げて説明す
る。この例では図２３に示すように探索ラインＬ₁ …の
半径を１画素ずつ大さくして、夫々の同心円状探索ライ
ンＬ₁ …の平均濃度値Ａｎを求める。（ｎは探索ライン
の本数を示し、図２３では３本であるの３となる） ここで検査領域が他の検査領域、に比べて最も暗
いことが分かっている場合、探索ラインＬ₁ …の内最も
濃度の低いラインを抽出することにより検査ラインＺＡ
を設定することができる。また検査領域内に同一の平
均濃度値を持つ探索ラインがある場合は、内側、つまり
被検査物１の中心側の探索ラインを選択するにより検査
ラインが設定できる。また検査領域内にも同様に複
数の検査ラインを設定することができる。尚ＳＴ’は探
索開始点を示す。

【００４３】また図２４に示すように被検査物１の中心
孔の内縁に形成された成形ばりＢＡを検査する場合に
は、検査基準ラインの内側に成形ばりＢＡの検査のため
の検査ラインを設定して検査も可能である。この場合検
査基準ラインと検査ラインの幅は任意とする。このよう
に検査基準ラインから円形状検査ラインを設定した後、
この検査ラインＺ上での欠陥検出は次のように行う、つ
まり検査ライン上を探索し、前後の画素との濃度差が予
め設定してある値よりも大きければその画像を欠陥候補
画素とし、その周辺の画素も含めてその濃度差の総和を
求め、この求めた総和としきい値とを比較し、しきい値
よりも大きければ欠陥があって不良であると判定する。

【００４４】尚図２５は本実施形態での画像処理装置４
の画像処理におけるフローチャートを示す。 （実施形態９）本実施形態は、上述の実施形態１乃至４
の方法において被検査物１を複数の領域に分割した後
に、分割領域をそのまま検査領域として、検査領域毎に
発生する欠陥γを認識アルゴリズムを用いて抽出し良否
判定を行なう方法にかかる。

【００４５】つまり、本実施形態では、図２６に示すよ
うに二つの検査領域内に発生する異物、かけ等の欠
陥γを検査領域毎に、欠陥γ周辺部の画像データを基
に、濃度の微分値の総和あるいは欠陥γと欠陥γ周辺の
良品部位の濃度差と欠陥認識用しきい値との比較により
良否判定を行なうのである。つまり図示するように検査
領域のようにに小さい幅の検査領域は今まで矩形状
の検査領域を更に設定して検査を行っていたが、本実施
形態では矩形状の検査領域を予め設定することなく分割
領域毎にラスター走査等の方法により欠陥を認識するこ
とができるのである。 （実施形態１０）本実施形態は、実施形態１乃至４の方
法を用いて被検査物１の検査領域を複数に分割した後の
領域毎の外観検査方法にかかるものである。

【００４６】まず、図２７に示すように分割された検査
領域毎に領域の幅を矢印方向に求める。幅測定ラインＬ
Ｗの間隔は任意とする。検査領域の幅の求め方は、検査
領域毎に実施形態１の場合のようにラベル付けを行い、
その同一ラベルの幅を幅測定ラインＬＷ毎に求める。次
に、幅測定ラインＬＷ毎の幅の中心を求め検査領域毎に
図２８に示すように中心検査ラインＺ₁ ，Ｚ₂ を設定す
る。

【００４７】この中心検査ラインＺ₁ （Ｚ₂ ）上に図２
９に示す基準画素Ｇ₀ を中心にある間隔（ｎ画素）離れ
た画素Ｇｎ₁ Ｇｎ₂ に濃度差測定画素を設定する。そし
て濃度差測定画素Ｇｎ₁ 及びＧｎ₂ の濃度差Ａを求め、
予め設定されたしきい値と比較する。濃度差Ａがしきい
値よりも大きい場合は不良と判定し、小さい場合は探索
方向に基準画素Ｇ₀ を１画素移動させ同様の処理を行う
のである。

【００４８】この処理を中心検査ラインＺ₁ （Ｚ₂ ）が
終了まで走査してしきい値を超えなければ良品と判定す
る。また、１本の中心検査ラインで検査領域全域を検査
できなければ図３０に示す示すように、中心検査ライン
Ｚ₁ （Ｚ₂ ）を基準に上下方向に同様の検査ラインをＺ
₁₁…，Ｚ₁₂…というように複数設定する。これらの検査
ラインＺ₁₁…，Ｚ₁₂…の間隔は任意に設定できるものと
する。

【００４９】このようにすることにより検査領域内全域
を余すことなく検査することができることになる。尚図
２１は本実施形態での画像処理装置４の画像処理におけ
るフローチャートを示す。 （実施形態１１）上述の実施形態１１では、領域分割後
の検査領域毎に中心検査ラインＺ₁ …を用いて外観検査
を行う手法について述べたが、図３２に示すように中心
検査ラインＺ₂ 上に、刻印・文字・模様等の部位が存在
した場合、欠陥と間違えて不良と判定してしまう。

【００５０】これに対応したものが本実施形態であっ
て、本実施形態では外観検査を行う前に刻印・文字・模
様等が存在するマーク部位Ｍを認識して検査領域から除
去する。つまり刻印・文字・模様等は被検査物１の表面
上に凹凸を形成するため、照明方法によって被検査物１
の他の部位との濃淡差があり高コントラストになる。

【００５１】また、印刷されたものについても視覚に訴
えるためにほとんどの場合、被検査物１との濃淡差があ
り、高コントラストになっている。そこで、本実施形態
では実施形態１０において複数本設定された中心検査ラ
インＺ₁ …上を、所定の微分値あるいは濃度値を用いて
探索することにより刻印・文字・模様等のマーク部位Ｍ
の幅及び長さを特定する。

【００５２】この特定した領域について図３３に示すよ
うに検査領域除去ウィンドウＷＩＸを設定し、中心検査
ラインＺ₁ …と交わる部分ついては、検査をせずに濃度
差測定画素Ｇｎを移動させるのである。また欠陥γが刻
印・文字・模様等の存在するマーク部位Ｍと同じ検査領
域、例えばに存在する場合には、次のように行う。

【００５３】つまり刻印・文字・模様等は、被検査物１
の所定の位置に存在するのが通常である。それを利用し
て、検査領域において刻印・文字・模様等の部位を中
心として中心検査ラインＺ₂ との位置関係が同じである
とすると、求められた検査領域除去ウィンドウＷＩＸ内
の微分値の総和と中心検査ラインと検査領域除去ウィン
ドウＷＩＸとの位置関係を利用して欠陥と刻印・文字・
模様等の部位とを識別することができる。

【００５４】また、検査領域除去ウィンドウＷＸＩ内に
欠陥γが発生した場合には、欠陥γが存在しない場合の
検査領域除去ウィンドウＷＸＩ内の領分値の総和を用い
ると識別することができる。つまり欠陥γが検査除去ウ
ィンドウＷＸＩ内に存在した場合と良品の場合とを比べ
た場合、積分値の総和が大きくなることを利用してい
る。

【００５５】尚図３４は本実施形態での画像処理装置４
の画像処理におけるフローチャートを示す。

【００５６】

【発明の効果】請求項１の発明は、任意形状をした被検
査物を画像入力装置により撮像した後、画像処理を施
し、特徴抽出された濃淡画像である原画像と、原画像に
基づいて、隣接する画素との濃度の変化率に相当する微
分絶対値画像と、隣接画素との濃度の変化方向に対する
微分方向値を各画素の値とした微分方向値画像と、微分
絶対値のしきい値処理を用いて濃度変化の境界を示すエ
ッジ延長画像とを用いて、被検査物の外形形状を求め、
エッジ間或いはエッジ外で同一濃度を持っている領域を
検査領域として設定し、その検査領域毎に結果の有無及
び良否を判定するので、濃度むらがあっても安定して検
査領域の分割を安定してできるという効果がある。

【００５７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、被検査物の外形形状を求めた後、濃度値とエッジ延
長画像を用いて検査領域を抽出し、その検査領域毎に欠
陥の有無及び良否を判定するので、濃度むら及び欠陥部
が存在しても正確に領域分割できるという効果がある。
請求項３の発明は、請求項１の発明において、被検査物
内を複数の検査領域に分割する際に、検査領域分割用画
素列を走査して同一濃度領域を求めて検査領域を分割す
るので、処理時間を短くすることができるという効果が
ある。

【００５８】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、被検査物の形状が円形若しくは帯状であるので、こ
のような孤立領域や欠陥領域領域についても検査領域と
判定し抽出することもできるという効果がある。請求項
５の発明は、請求項１の発明において、被検査物の形状
が円環状若しくは円弧状であってその外形縁に合った検
査ラインを作成するために少なくとも３点の基準ポイン
トを求める際に、被検査物の画像上に設定する検査ウィ
ンドウの上又は下辺で、該辺と直交する方向に被検査物
が位置する任意の位置を探索開始点としてこの探索開始
点から上下辺に対して直交する方向に探索ラインを走査
させるとともに、探索開始点から所定距離両側方向に離
れた位置より上下辺に対して直交する方向に探索ライン
を走査させて被検査物体の外形縁に交差する点を基準ポ
イントとするので、被検査物の位置ずれがあっても検査
ラインたの基準ポイントを安定して求めることができる
という効果がある。

【００５９】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって外
形縁に合った検査ラインを作成するために少なくとも３
点の基準ポイントを求める際に、撮像した被検査物の画
像が検査ウィンドウから位置ずれしない場合に被検査物
の外形縁において任意の位置を追跡開始ポイントとして
外形縁に沿って検査ウィンドウから外れる位置若しくは
追跡開始ポイントに戻る迄追跡を行い、外形縁上で検査
ウィンドウから外れる点と、該点を除いた外形縁上の任
意の点を基準ポイントするので、検査ラインたの基準ポ
イントを安定して求めることができるという効果があ
る。

【００６０】請求項７の発明は、請求項１の発明におい
て、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であって外
形縁に合った検査ラインを作成するために少なくとも３
点の基準ポイントを求める際に、検査ウインドウの一方
の側辺と交差する被検査物の外形縁上の点を探索開始点
とし他方の側辺と交差する被検査物の外形縁上の点を探
索終了点として求めるとともに、被検査物の外形縁上の
任意の複数の点を求め、この複数の点の一つと、探索開
始点と、探索終了点との３点を基準ポイントとして複数
の基準ラインを作成し、これら基準ラインの内欠陥が存
在しない基準ラインを検査ラインとして用いるので、欠
陥が存在しても正しい検査を行うことができるという効
果がある。

【００６１】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、被検査物の形状が円環状若しくは円弧状であってそ
の外形縁に合った検査ラインを作成するために少なくと
も３点の基準ポイントを求める際に、被検査物の被検査
物の外形縁上に多数の基準ポイントを求め、これら基準
ポイントの内の３つを組み合わせて複数の基準ラインを
作成して、これら基準ラインの内最適なものを検査ライ
ンとして選択するので、請求項７の発明と同様に欠陥が
存在しても正しい検査を行うことができるという効果が
ある。

【００６２】請求項９の発明は、請求項５乃至８の発明
において、形状が円形の被検査物であって、作成した検
査ラインを検査基準ラインとして、この検査基準ライン
から被検査物の内側方向若しくは外側方向に所定画素間
隔で円周状に測定ラインを設定し、各濃度測定ラインに
おける測定濃度値から検査領域を分割し、分割された各
領域毎に検査ラインを設定してその検査ライン上の外観
検査を行うので、被検査物の内部の欠陥検査を安定して
行える。

【００６３】請求項１０の発明は、請求項１乃至４の発
明において、分割された検査領域毎に、認識アルゴリズ
ムを設定し、各検査領域内の良否判定を行うので、各検
査領域に対応して安定した欠陥検査が行える。請求項１
１の発明は、請求項１乃至４の発明において、分割され
た検査領域毎に、夫々の検査領域の幅を求め、各幅の中
心線を設定して該中心線上の濃度変化を検査パラメータ
として良否判定を行うので、検査領域内全域を余すこと
なく検査することができる。

【００６４】請求項１２の発明は、請求項１乃至４の発
明において、検査領域内の文字、刻印、模様等のマーク
部位の存在領域を濃度、微分値、エッジ延長画像を用い
て認識し、検査領域より上記存在領域を除外するので、
文字、刻印、模様等を欠陥とせずに、正確な外観検査が
行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる外観検査装置の構成図である。

【図２】本発明の実施形態１の処理過程を示すフローチ
ャートである。

【図３】同上の被検査物の検査領域の分割説明図であ
る。

【図４】同上の被検査物の一部拡大図である。

【図５】同上のラベル付けの説明図である。

【図６】従来方法におけるラベル付けの説明図である。

【図７】本発明の実施形態２の被検査物の一部拡大図で
ある。

【図８】同上の処理過程を示すフローチャートである。

【図９】同上の濃度むらのある場合の被検査物の一部拡
大図である。

【図１０】同上の別の濃度むらのある場合の説明図であ
る。

【図１１】本発明の実施形態３の説明図である。

【図１２】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図１３】同上の処理過程の説明図である。

【図１４】本発明の実施形態４の被検査物の形状説明図
である。

【図１５】同上の別の被検査物の形状説明図である

【図１６】本発明の実施形態５の前提説明図である。

【図１７】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図１８】本発明の実施形態６の説明図である。

【図１９】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図２０】本発明の実施形態７の説明図である。

【図２１】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図２２】本発明の実施形態８の説明図である。

【図２３】同上の探索ラインの説明図である。

【図２４】同上の別の事例の説明図である。

【図２５】同上の探索ラインの説明図である。

【図２６】本発明の実施形態９の被検査物の説明図であ
る。

【図２７】同上の説明図である。

【図２８】本発明の実施形態１０の被検査物の説明図で
ある。

【図２９】同上の濃度差測定方法の説明図である。

【図３０】同上の別の事例の説明図である。

【図３１】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【図３２】本発明の実施形態１１の被検査物の説明図で
ある。

【図３３】同上の別の被検査物の説明図である。

【図３４】同上の処理過程を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 被検査物 ２ 照明装置 ３ ＣＣＤカメラ ４ 画像処理装置

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意形状をした被検査物を画像入力装置に
   より撮像した後、画像処理を施し、特徴抽出された濃淡
   画像である原画像と、原画像に基づいて、隣接する画素
   との濃度の変化率に相当する微分絶対値画像と、隣接画
   素との濃度の変化方向に対する微分方向値を各画素の値
   とした微分方向値画像と、微分絶対値のしきい値処理を
   用いて濃度変化の境界を示すエッジ延長画像とを用い
   て、被検査物の外形形状を求め、エッジ間或いはエッジ
   外で同一濃度を持っている領域を検査領域として設定
   し、その検査領域毎に結果の有無及び良否を判定するこ
   とを特徴とする外観検査方法。
2. 【請求項２】被検査物の外形形状を求めた後、濃度値と
   エッジ延長画像を用いて検査領域を抽出し、その検査領
   域毎に欠陥の有無及び良否を判定することを特徴とする
   請求項１記載の外観検査方法。
3. 【請求項３】被検査物内を複数の検査領域に分割する際
   に、検査領域分割用画素列を走査して同一濃度領域を求
   めて検査領域を分割することを特徴とする請求項１記載
   の外観検査方法。
4. 【請求項４】被検査物の形状が円形若しくは帯状である
   ことを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
5. 【請求項５】被検査物の形状が円環状若しくは円弧状で
   あって、その外形縁に合った検査ラインを作成するため
   に少なくとも３点の基準ポイントを求める際に、被検査
   物の画像上に設定する検査ウィンドウの上又は下辺で、
   該辺と直交する方向に被検査物が位置する任意の位置を
   探索開始点としてこの探索開始点から上下辺に対して直
   交する方向に探索ラインを走査させるとともに、探索開
   始点から所定距離両側方向に離れた位置より上下辺に対
   して直交する方向に探索ラインを走査させて被検査物体
   の外形縁に交差する点を基準ポイントとすることを特徴
   とする請求項１記載の外観検査方法。
6. 【請求項６】被検査物の形状が円環状若しくは円弧状で
   あって外形縁に合った検査ラインを作成するために少な
   くとも３点の基準ポイントを求める際に、撮像した被検
   査物の画像が検査ウィンドウから位置ずれしない場合に
   被検査物の外形縁において任意の位置を追跡開始ポイン
   トとして外形縁に沿って検査ウィンドウから外れる位置
   若しくは追跡開始ポイントに戻る迄追跡を行い、外形縁
   上で検査ウィンドウから外れる点と、該点を除いた外形
   縁上の任意の点を基準ポイントすることを特徴とする請
   求項１記載の外観検査方法。
7. 【請求項７】被検査物の形状が円環状若しくは円弧状で
   あって外形縁に合った検査ラインを作成するために少な
   くとも３点の基準ポイントを求める際に、検査ウインド
   ウの一方の側辺と交差する被検査物の外形縁上の点を探
   索開始点とし他方の側辺と交差する被検査物の外形縁上
   の点を探索終了点として求めるとともに、被検査物の外
   形縁上の任意の複数の点を求め、この複数の点の一つ
   と、探索開始点と、探索終了点との３点を基準ポイント
   として複数の基準ラインを作成し、これら基準ラインの
   内欠陥が存在しない基準ラインを検査ラインとして用い
   ることを特徴とする請求項１記載の外観検査方法。
8. 【請求項８】被検査物の形状が円環状若しくは円弧状で
   あってその外形縁に合った検査ラインを作成するために
   少なくとも３点の基準ポイントを求める際に、被検査物
   の被検査物の外形縁上に多数の基準ポイントを求め、こ
   れら基準ポイントの内の３つを組み合わせて複数の基準
   ラインを作成して、これら基準ラインの内最適なものを
   検査ラインとして選択することを特徴とする請求項１記
   載の外観検査方法。
9. 【請求項９】形状が円形の被検査物であって、作成した
   検査ラインを検査基準ラインとして、この検査基準ライ
   ンから被検査物の内側方向若しくは外側方向に所定画素
   間隔で円周状に測定ラインを設定し、各濃度測定ライン
   における測定濃度値から検査領域を分割し、分割された
   各領域毎に検査ラインを設定してその検査ライン上の外
   観検査を行うことを特徴とする請求項５乃至８記載の外
   観検査方法。
10. 【請求項１０】分割された検査領域毎に、認識アルゴリ
    ズムを設定し、各検査領域内の良否判定を行うことを特
    徴とする請求項１乃至４記載の外観検査方法。
11. 【請求項１１】分割された検査領域毎に、夫々の検査領
    域の幅を求め、各幅の中心線を設定して該中心線上の濃
    度変化を検査パラメータとして良否判定を行うことを特
    徴とする請求項１乃至４記載の外観検査方法。
12. 【請求項１２】検査領域内の文字、刻印、模様等のマー
    ク部位の存在領域を濃度、微分値、エッジ延長画像を用
    いて認識し、検査領域より上記存在領域を除外すること
    を特徴とする請求項１乃至４に記載の外観検査方法。