JPH09325118A - 照明切替え画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検査の対象物０１をストロボ照明し２次元撮像
装置１を用いて撮像し、その映像を変換部２にてＡ／Ｄ
変換したデジタル画像を画像処理部６にて処理し外観検
査を行う装置で、装置をコスト高にせずに異なる照明条
件で検出できる複数の欠陥項目を精度良く検査する。 【解決手段】同一の検査ステーションに検査項目別に例
えばリング照明器０３Ａとスポット照明器０３Ｂを設
け、搬送されてきた対象物０１を、ストロボトリガ１１
Ａによるリング照明器０３Ａの点灯で撮像してその画像
を画像メモリ３Ａに取込み、次いでストロボトリガ１１
Ｂによるスポット照明器０３Ｂの点灯で撮像してその画
像を画像メモリ３Ｂに取込み、画像処理部６にてこの取
込んだ照明条件別の画像を夫々に対応して予め設定され
た条件で処理し、この夫々の処理結果をマイクロプロセ
ッサ５にて検査し、項目別の検査結果を総合してその対
象物の良否の判定結果２１を外部に出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば量産用のベ
ルトコンベアによって搬送されてくる検査の対象物等を
２次元撮像装置により撮像し、その画像を処理して対象
物の外観上の欠陥等の識別項目を検出し対象物の良否，
種別等の判定結果を出力する画像処理装置であって、特
に照明条件を切替えて対象物を撮像し、外観上の複数の
識別項目を検出する照明切替え画像処理装置に関する。

【０００２】なお以下各図において同一の符号は同一も
しくは相当部分を示す。

【０００３】

【従来の技術】コンベア等によって順次、搬送されてく
る検査の対象物を撮像して、その画像から対象物の外観
上の複数の欠陥項目を、照明方式と対応させて検出する
従来の画像処理装置では、複数の欠陥項目に合わせた
最適の１つの照明で得られた画像を処理するか、撮像
する検査ステーションを欠陥項目ごとに分けて、各検査
ステーションに夫々、その欠陥項目に合った照明を施
し、このようにして得られた照明条件別の画像を処理し
て欠陥を検出していた。

【０００４】

【発明が解決しようする課題】しかしながら上述した
の方法では、複数の欠陥項目には相反する照明条件を要
求される場合があり、相反する照明条件を折衷した照明
を得ることが困難になるとか、検査の精度が低下すると
いった問題がある。またの方法では、各々の検査ステ
ーションで照明条件を別にして、別々に画像処理する複
数装置の構成となるため、装置全体が複雑になるとか、
コスト高になるという問題がある。

【０００５】そこで本発明はこれらの問題を解消し、同
一の検査ステーションで照明条件を切替えるだけで画像
処理ができる照明切替え画像処理装置を提供することを
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに請求項１の照明切替え画像処理装置は、照明された
対象物（０１）を２次元撮像装置を用いて撮像し、その
映像を（Ａ／Ｄ変換部２を介し）Ａ／Ｄ変換して得られ
る対象物のデジタル画像（以下対象物画像という）を処
理し、対象物の外観に関わる判定結果（２１）を出力す
る画像処理装置において、対象物を複数の異なる条件で
照明する照明手段（リング照明器０３Ａ，ストロボラン
プ０５Ａ，スポット照明器０３Ｂ，ストロボランプ０５
Ｂなど）と、この照明手段の照明の条件を（入出力イン
タフェース回路７を介しストロボトリガ１１Ａ，１１Ｂ
を出力して）順番に切替える手段（マイクロプロセッサ
５）と、この照明の条件の切替えのつど、前記２次元撮
像装置を介し撮像して得られた対象物画像を夫々記憶す
る画像記憶手段（画像メモリ３Ａ，３Ｂなど）と、この
記憶された照明の条件別の対象物画像に対し夫々所定の
処理を施す画像処理手段と、この照明の条件別の画像処
理結果に対する識別結果を総合して前記の判定結果を出
力する手段（マイクロプロセッサ５）とを備えたものと
する。

【０００７】また請求項２の照明切替え画像処理装置は
請求項１に記載の装置において、前記２次元撮像装置を
複数の異なる照明の条件に対し共通のもの（２次元撮像
装置１）とする。また請求項３の照明切替え画像処理装
置は請求項１又は２に記載の装置において、前記画像処
理手段を複数の画像記憶手段に対し共通のもの（画像処
理部６）としする。

【０００８】本発明の作用はつぎの如くである。２次元
撮像装置を用い被検査対象物をストロボ照明して撮像
し、その画像を入力して第１の画像メモリに記憶する。
この画像入力後、ストロボ照明を切替え点灯して撮像
し、その画像を別の第２の画像メモリに記憶する。前者
の照明では或る欠陥等の識別項目の検出に合わせた照明
条件とすると、後者の照明では他の欠陥等の識別項目の
検出に合わせた相反する照明条件とする。

【０００９】第１の画像メモリから画像を読出し、当該
の照明条件に対応する画像処理をして欠陥等を検出した
のち、第２の画像メモリから画像を読出し、当該の照明
条件に対応する画像処理をして別の欠陥等を検出する。
このようにして、同一のステーションで、装置を複数用
いることなく、照明を切替えて、照明条件の相反する欠
陥等の識別項目を検出する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例としての
システム構成を示す。同図において０１は検査の対象
物、０２は対象物０１を搬送するコンベア、０３Ａは対
象物０１を撮像する際に対象物０１を照明する手段とし
ての全体照明用のリング照明器、０３Ｂは同じく局部照
明用のスポット照明器、０５Ａ，０５Ｂは夫々照明器０
３Ａ，０３Ｂの光源となるストロボランプである。

【００１１】次に１は対象物０１を撮像するＴＶカメラ
などの２次元撮像装置（単にカメラとも略記する）、１
ａはカメラ０１からその撮像した映像をラスタ走査して
出力される映像信号、２は映像信号１ａをデジタル化
（この例では所定のしきい値で２値化）するＡ／Ｄ変換
部（Ａ／ＤＣとも略記する）、３ＡはＡ／Ｄ変換部２に
より２値化された画像データを前記撮像映像に対応する
２値化画像として記憶する第１の画像メモリ、３Ｂは同
じくＡ／Ｄ変換部２により２値化された画像データを前
記撮像映像に対応する２値化画像として記憶する第２の
画像メモリである。

【００１２】６は画像メモリ３Ａ，３Ｂのデジタル画像
（この例では２値化画像）に夫々所定の処理を施す（例
えば所定のウィンドウを設定してそのウィンドウ内の画
像の面積を計算する等の処理を行う画像処理部である。
なおこの実施例では画像メモリ３Ａは画像処理部６と同
一のボード上にあって、画像処理部６から直接アクセス
できるが、画像メモリ３Ｂは画像処理部６とは別のボー
ド上にあって、画像処理部６からは間接的に（画像メモ
リ３Ａを介して）アクセスされように構成されている。

【００１３】７はマイクロプロセッサ（ＣＰＵとも略記
する）から、ストロボランプ０５Ａ，０５Ｂに対し、夫
々点灯を行わせる信号としてのストロボトリガ１１Ａ，
１１Ｂを与えたり、外部へ対象物０１についての判定結
果２１を出力したりするためのインタフェースとなる入
出力インタフェース回路である。ＣＰＵ５はバス８を介
し、このようにインタフェース回路７を経てストロボラ
ンプ０５Ａ，０５Ｂの点灯制御をしたり、画像メモリ３
Ａ，３Ｂ、画像処理部６を制御しつつ対象物０１の外観
に関わる欠陥の有無を調べ、前記のようにその判定結果
２１を出力する。

【００１４】図２は図１の動作説明用のタイムチャート
で、上から順にカメラ１の垂直同期信号１０の出力、ス
トロボトリガ１１Ａの出力、画像処理部６の処理、スト
ロボトリガ１１Ｂの出力、画像メモリ３Ｂの画像入力、
の夫々のタイミングを示している。次に図２を参照しつ
つ図１の動作を説明する。

【００１５】コンベア０２によって搬送される対象物０
１が、時点ｔ１に検査ステーションの所定の位置に来る
と、図外の手段によってこの対象物０１の到来がＣＰＵ
５に伝えられ、ＣＰＵ５はストロボトリガ１１Ａを出力
してストロボランプ０５Ａを点灯し、これにより対象物
０１はリング照明器０３Ａによって全体が一様に照明さ
れる。

【００１６】カメラ１によって撮像された、この時の対
象物０１の映像はＡ／Ｄ変換部２によって２値化され、
この２値化画像はカメラ１の垂直同期信号（周期Ｖsyc
）１０に同期して、時点ｔ２〜ｔ４の期間に画像処理
部６のボード上に設けられた画像メモリ３Ａに入力され
る。この画像入力のタイミングは図２の画像処理部６の
タイミング波形上に斜線部１９として示される。

【００１７】この画像入力後、時点ｔ４〜ｔ６の期間に
画像処理部６は画像メモリ３Ａから画像を読出し、この
画像に合わせて予め設定されている条件で画像処理を行
う。ＣＰＵ５はこの画像処理結果から欠陥の有無を調べ
対象物０１の良否の判定をする。ところで画像メモリ３
Ａが画像入力を開始した時点ｔ２から１Ｖsyc 経過した
時点の直後の時点ｔ３に、ＣＰＵ５はストロボトリガ１
１Ｂを出力してストロボランプ０５Ｂを点灯し、これに
より対象物０１はスポット照明器０３Ｂによって局部照
明される。

【００１８】カメラ１によって撮像された、この時の対
象物０１の映像はＡ／Ｄ変換部２によって２値化され、
この２値化画像はカメラ１の垂直同期信号１０に同期し
て、時点ｔ４〜ｔ５の期間に画像メモリ３Ｂに入力され
る。この画像入力のタイミングは図２の画像メモリ３Ｂ
のタイミング波形上に斜線部１４として示される。この
画像メモリ３Ｂの画像は画像処理部６が画像メモリ３Ａ
の画像処理を終えた時点ｔ６に続く時点ｔ７〜ｔ８の期
間に垂直同期信号１０に同期して画像処理部６のボード
上の画像メモリ３Ａへ転送入力される。この画像転送は
図２に矢印１５で示され、画像メモリ３Ｂの画像の（画
像メモリ３Ａへの）入力のタイミングは図２の画像処理
部６のタイミング波形上に斜線部２０として示される。

【００１９】この画像入力後、時点ｔ８〜ｔ９の期間に
画像処理部６は（画像メモリ３Ａへ転送された）画像メ
モリ３Ｂの画像を読出し、この画像に合わせて予め設定
されている条件で画像処理を行う。ＣＰＵ５はこの画像
処理結果から欠陥の有無を調べ対象物０１の良否の判定
をする。ＣＰＵ５は対象物０１についての、この２回の
良否の判定が共に良であれば良の判定結果２１を出力
し、１回でも否の判定があれば否の判定結果２１を出力
する。

【００２０】なおストロボトリガ１１Ａと１１Ｂの間
隔、つまりストロボランプ０５Ａと０５Ｂの点灯間隔１
６には最大２Ｖsyc のズレが有り得るが、これは現実に
は約３４ｍｓに相当し、対象物０１の搬送速度がカメラ
１の視野内の移動量に換算して充分小さく、３４ｍｓ経
過しても対象物０１が視野から、はみ出すことがなけれ
ば、同一視野内での画像処理が可能である。なお以上で
は本発明の画像処理装置を対象物の外観上の欠陥検査に
用いた実施例を述べたが、本発明を対象物の種別の識別
にも適用できることは明かである。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、同一のステーションで
２次元撮像装置を用い検査等の対象物を外観上の複数の
識別項目別にその検出に合わせ照明条件を切替えストロ
ボ照明して撮像し、その照明条件別の画像を夫々対応す
る画像メモリに記憶し、この記憶した照明条件別の画像
を夫々に対応して予め設定された条件で処理して識別
し、複数の項目別の識別結果を総合してその対象物の良
否，種別等を判定するようにしたので、従来のように相
反する照明条件を折衷した単一の照明条件で検査や識別
の精度が低下したり、照明条件を別にしたステーション
を別々に設けて装置全体が複雑になるとか、コスト高に
なるという問題がなく、同一の装置で照明条件の切替え
のみで、外観上の複数の項目の検査，識別等を精度良く
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としてのシステム構成図

【図２】図１の動作説明用のタイムチャート

【符号の説明】

０１ 対象物 ０２ コンベア ０３Ａ リング照明器 ０３Ｂ スポット照明器 ０５Ａ，０５Ｂ ストロボランプ １ ２次元撮像装置（カメラ） １ａ 映像信号 ２ Ａ／Ｄ変換部（Ａ／ＤＣ） ３Ａ，３Ｂ 画像メモリ ５ マイクロプロセッサ（ＣＰＵ） ６ 画像処理部 ７ 入出力インタフェース回路 ８ バス １０ カメラ垂直同期信号 Ｖsyc カメラ垂直同期信号の周期 １１Ａ，１１Ｂ ストロボトリガ １４ 画像メモリ３Ｂの画像入力 １５ 画像メモリ３Ｂの画像転送 １６ 点灯間隔 １９ 画像メモリ３Ａの画像入力 ２０ 画像メモリ３Ａの画像メモリ３Ｂからの転送
画像の入力

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】照明された対象物を２次元撮像装置を用い
   て撮像し、その映像をＡ／Ｄ変換して得られる対象物の
   デジタル画像（以下対象物画像という）を処理し、対象
   物の外観に関わる判定結果を出力する画像処理装置にお
   いて、 対象物を複数の異なる条件で照明する照明手段と、 この照明手段の照明の条件を順番に切替える手段と、 この照明の条件の切替えのつど、前記２次元撮像装置を
   介し撮像して得られた対象物画像を夫々記憶する画像記
   憶手段と、 この記憶された照明の条件別の対象物画像に対し夫々所
   定の処理を施す画像処理手段と、 この照明の条件別の画像処理結果に対する識別結果を総
   合して前記の判定結果を出力する手段とを備えたことを
   特徴とする照明切替え画像処理装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置において、 前記２次元撮像装置を複数の異なる照明の条件に対し共
   通のものとしたことを特徴とする照明切替え画像処理装
   置。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の装置において、 前記画像処理手段を複数の画像記憶手段に対し共通のも
   のとしたことを特徴とする照明切替え画像処理装置。