JPH10153558A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の内部的および外部的な原因による異常
を自己検査することができる検査装置を提供する。 【解決手段】 瓦１０１を表す画像信号を受け取り、こ
の画像信号に対して画像処理を行い、この画像処理デー
タから瓦１０１の面積を検出し、この面積から、瓦１０
１の良否を判定する判定装置４と、良品と判定された瓦
１０１の面積を判定装置４から受け取ると、この面積を
保持し、保持している瓦１０１のデータが所定数になる
と、それら瓦１０１の面積の分布を求め、あらかじめ設
定された分布の基準値と、求められた面積の分布とを比
較して、検査装置の異常を判定する検知装置５とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、対象物の画像か
ら、対象物の良否を判定する検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】検査装置には、画像処理技術を用いて、
検査の対象である対象物の良否を判定するものがある。
この検査装置を用いると、対象物の未塗装部分の検出、
外観不良の検出、欠けの検出などができる。

【０００３】この検査装置は、一般的に、ＣＣＤ（Char
ge Coupled Device）カメラを用いる。つまり、検査装
置は、ＣＣＤカメラで対象物を撮影し、ＣＣＤカメラか
らの、アナログの画像信号をデジタルに変換すると共
に、デジタルの画像信号を、しきい値を用いて２値の画
像信号に変換する。そして、検査装置は、２値化画像信
号を用いて、対象物の良否を判定する。

【０００４】このようなＣＣＤカメラを用いた検査装置
には、装置自身が正常であるかどうかを判断する自己検
査をするものがある。この自己検査をする技術が、特開
平４−２６６１７２号公報に示されている。

【０００５】この技術による検査装置は、テストパター
ンを生成する。この後、検査装置は、このテストパター
ンをアナログからデジタルに変換し、さらに、デジタル
のテストパターンを逆に変換して、アナログのテストパ
ターンを得る。そして、検査装置は、変換前のテストパ
ターンと、変換後のテストパターンとを比較して、一致
するかどうかを調べる。２つのテストパターンが不一致
であると、検査装置は、自身に異常があると判断する。
このようにして、装置の異常が自己検査される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先に述べた
自己検査をする検査装置によれば、装置自身がテストパ
ターンを生成するので、検査装置の内部的な原因による
異常だけが検出される。一方、対象物を照らす明るさが
変化したり、対象物の位置決めが変わるなどの、外部的
な原因によっても、対象物の良否判定が異なるときがあ
る。

【０００７】しかし、先に述べた検査装置は装置内で生
成したテストパターンを用いるので、これらの外部的な
原因による異常を検査することができない。この結果、
検査装置が、不良な対象物でも、良品と判定することが
あり、検査装置の信頼性が低下する。

【０００８】この発明の目的は、このような欠点を除
き、装置の内部的および外部的な原因による異常を自己
検査することができる検査装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】その目的を達成するた
め、請求項１の発明は、検査の対象物を表す画像信号を
受け取り、この画像信号に対して画像処理を行い、この
画像処理データから対象物の物理量を検出し、この検出
物理量から、対象物の良否を判定する判定部と、良品と
判定された対象物の検出物理量を判定部から受け取り、
この検出物理量を保持すると共に、保持している検出物
理量が所定数になると、それら物理量の分布を求め、あ
らかじめ設定された分布の基準値と求められた物理量の
分布とを比較して、検査装置の異常を判定する自己検査
部とを備える。

【００１０】請求項１の発明により、判定部は、検査の
対象物を表す画像信号を、例えば、ＣＣＤカメラから受
け取る。そして、判定部は、この画像信号に対して画像
処理を行い、この画像処理データから対象物の物理量を
検出し、この検出物理量から、対象物の良否を判定す
る。

【００１１】自己検査部は、良品と判定された対象物の
検出物理量を判定部から受け取ると、この検出物理量を
保持する。そして、自己検査部は、保持している検出物
理量が所定数になると、それら物理量の分布を求め、あ
らかじめ設定された分布の基準値と、求められた物理量
の分布とを比較して、検査装置の異常を判定する。

【００１２】請求項２の発明では、請求項１記載の検査
装置において、自己検査部の分布の基準値は、あらかじ
め選定した良品の対象物の検出物理量を用いて算出し
た、平均値および標準偏差の少なくとも１つを基準値と
することを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明では、請求項１または２記
載の検査装置において、判定部は、しきい値を用いて画
像信号の２値化処理を行い、その２値化画像データから
対象物の物理量を検出することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を、
図面を用いて説明する。

【００１５】［発明の実施の形態１］図１は、この発明
の実施の形態１を示す構成図である。図１の検査装置
は、例えば、図３に示す瓦１０１の欠けを検出する。こ
の検査装置は、照明装置１、撮影装置２、Ａ／Ｄ変換装
置３、判定部として判定装置４、および自己検査部とし
て検知装置５を備える。

【００１６】照明装置１は、瓦１０１の欠けを検出する
ために、図２に示すように、瓦１０１を下側から照明す
る。照明装置１として、例えば蛍光灯（図示を省略）が
用いられる。

【００１７】撮影装置２は、ＣＣＤカメラ２Ａ、２Ｂを
備える。ＣＣＤカメラ２Ａ、２Ｂは、瓦１０１の長手方
向に、かつ、瓦１０１の上側に設置されている。ＣＣＤ
カメラ２Ａは、瓦１０１の表面の半分である表面部分１
０１Ａを撮影し、ＣＣＤカメラ２Ｂは、瓦１０１の表面
の残り半分である表面部分１０１Ｂを撮影する。ＣＣＤ
カメラ２Ａ、２Ｂは、撮影した瓦１０１の画像を表す、
アナログの画像信号をＡ／Ｄ変換装置３に送る。

【００１８】Ａ／Ｄ変換装置３は、ＣＣＤカメラ２Ａ、
２Ｂからの画像信号を受け取ると、この画像信号をデジ
タルの画像信号に変換する。

【００１９】判定装置４は、瓦１０１の欠けの有無を検
出するものであり、判定部４Ａと設定部４Ｂとを備え
る。

【００２０】設定部４Ｂには、瓦１０１の良否を判定す
るための、判定値があらかじめ設定されている。

【００２１】判定部４Ａは、Ａ／Ｄ変換装置３から、Ｃ
ＣＤカメラ２Ａ、２Ｂの画像信号を受け取ると、この画
像信号が示す、瓦１０１の画像を、２値の画像信号に変
換する。この変換により、図４（ａ）に示される、瓦１
０１の２値化画像１０２が得られる。

【００２２】この後、判定部４Ａは、瓦１０１の２値化
画像１０２に対して、図４（ｂ）に示すように、あらか
じめ決められた位置に検査領域４１を設定する。そし
て、判定部４Ａは、瓦１０１の２値化画像１０２の濃淡
が示す、瓦１０１の面積、つまり、検査領域４１内の２
値化画像１０２の面積を測定する。この後、判定部４Ａ
は、設定部４Ｂから判定値を読み出し、測定した面積が
判定値に比べて大きいかどうかを調べる。

【００２３】検査領域４１内の瓦１０１の面積が、判定
値に比べて大きいとき、判定部４Ａは、瓦１０１が正常
であると判定する。また逆に、瓦１０１の面積が判定値
に比べて小さいとき、判定部４Ａは、瓦１０１が不良で
あると判定する。

【００２４】判定部４Ａは、瓦１０１の良否を判定した
後、瓦１０１が良品であるとき、この瓦１０１の、面積
の計測データを判定装置４に送る。

【００２５】検知装置５は、検査装置の良否を判定す
る。この判定に際して、検知装置５は、計測した面積の
分布に対して、平均値および計測値のバラツキを調べ
る。つまり、検査装置が正常であるとき、計測した面積
に対するデータ数を表すグラフであるヒストグラムが、
図５（ａ）に示すようになる。このとき、値Ｘsは、計
測した面積の平均値である。異常が検査装置に発生する
と、次のパターンが発生する。

【００２６】ａ．計測データの平均値Ｘsが変動する。

【００２７】ｂ．計測データのバラツキが増大する。

【００２８】パターンａが発生すると、図５（ｂ）に示
すように、ヒストグラムの平均値が値Ｘになる。また、
パターンｂが発生すると、図５（ｃ）に示すように、平
均値Ｘsからの幅が大きくなる。検知部５Ａは、これら
の関係が発生しているかどうかにより、装置の良否を判
定する。

【００２９】これらの関係を用いる検知装置５は、検知
部５Ａ、設定部５Ｂおよび格納テーブル５Ｃを備える。

【００３０】設定部５Ｂには、許容幅α、βが設定され
ている。許容幅αは、図６（ａ）に示すように、検査装
置が正常であるときに許容される、平均値Ｘsの変動幅
を示すものであり、許容幅βは、図６（ｂ）に示すよう
に、同様に許容されるバラツキの変動の幅を示すもので
ある。許容幅βは、良品の瓦１０１により算出された標
準偏差３σである。これらの平均値Ｘsおよび標準偏差
３σは、製品自体の特性によるバラツキを実験で算出し
た値であり、かつ、製品のバラツキによる影響を受けな
いよう大きめの値に設定されている。

【００３１】格納テーブル５Ｃは、ＲＡＭ（Random Acc
ess Memory）のような記憶回路であり、検知部５Ａから
のデータを保持する。

【００３２】検知部５Ａは、判定部４Ａが良品の瓦１０
１を検出したときの計測データを、格納テーブル５Ｃに
一時的に記憶する。

【００３３】検知部５Ａは、格納テーブル５Ｃ内の計測
データ数が値ｎになったとき、次の自己診断処理を行
う。つまり、検知部５Ａは、格納テーブル５Ｃの、ｎ個
の計測データを用いて、次の式から平均値Ｘを算出す
る。

【００３４】

【数１】 Ｘ₁〜Ｘ_n：計測データ この後、検知部５Ａは、平均値Ｘを用いて、次の式から
標準偏差σを算出する。

【００３５】

【数２】 この後、検知部５Ａは、設定部５Ｂから許容幅αと許容
幅βとを読み出し、算出した平均値Ｘが許容幅αの範囲
内に入るかどうか、また、バラツキを示す標準偏差３σ
が許容幅βの範囲内に入るかどうかを調べる。検知部５
Ａは、自己診断の結果、許容幅αあるいはβを越えて検
査装置に異常があると診断した場合、警報を出力する。

【００３６】この自己診断処理が終了すると、検知部５
Ａは、格納テーブル５Ｃの計測データをすべてクリア
し、次の自己診断処理に備える。検知部５Ａは、このよ
うな自己診断の処理を格納テーブル５Ｃ内の計測データ
数が値ｎになる毎に行う。

【００３７】実施の形態１は、このような構成である。
次に、実施の形態１の動作を、図７、８のフローチャー
トを用いて説明する。

【００３８】検査開始の指示であるトリガがオンにされ
ると（ステップＳ１）、撮影装置２は、ＣＣＤカメラ２
Ａ、２Ｂを用いて、照明装置１により下側から照らされ
た瓦１０１を、上側から撮影する（ステップＳ２）。照
明装置１は、瓦１０１の画像信号をＡ／Ｄ変換装置３に
送る。Ａ／Ｄ変換装置３は、ＣＣＤカメラ２Ａ、２Ｂか
らの画像信号を受け取ると、この画像信号をデジタルの
画像信号に変換する（ステップＳ３）。

【００３９】判定部４Ａは、Ａ／Ｄ変換装置３から画像
信号を受け取ると、この画像信号が示す、瓦１０１の画
像を、２値の画像信号に変換する（ステップＳ４）。こ
の後、判定部４Ａは、瓦１０１の２値化画像に対して、
あらかじめ決められた位置に検査領域４１を設定する。
そして、判定部４Ａは、瓦１０１の２値化画像の面積を
測定する（ステップＳ５）。この後、判定部４Ａは、設
定部４Ｂから判定値を読み出し、測定した面積が判定値
に比べて大きいかどうかを調べて、瓦１０１の良否を判
定する（ステップＳ６）。

【００４０】ステップＳ６で瓦１０１が不良品である場
合、判定部４Ａは、排出装置（図示を省略）に瓦１０１
の排出を示す信号を送る（ステップＳ７）。また、ステ
ップＳ６で、瓦１０１が良品であるとき、判定部４Ａ
は、この瓦１０１の、面積の計測データを判定部４Ａに
送る。

【００４１】検知部５Ａは、判定部４Ａからの計測デー
タを、格納テーブル５Ｃに一時的に記憶する。格納テー
ブル５Ｃ内の計測データ数が値ｎになったとき（ステッ
プＳ８）、検知部５Ａは、格納テーブル５Ｃの、ｎ個の
計測データを用いて平均値Ｘを算出する。さらに、検知
部５Ａは、平均値Ｘを用いて標準偏差３σを算出する
（ステップＳ９）。

【００４２】ステップＳ９の後、検知部５Ａは、設定部
５Ｂから許容幅αと許容幅βとを読み出し、算出した平
均値Ｘが許容幅αの範囲内に入るかどうか、標準偏差３
σが許容幅βの範囲内に入るかどうかを調べる（ステッ
プＳ１０）。

【００４３】ステップＳ１０で、検査装置に異常がある
と診断したとき、検知部５Ａは、警報を出力する（ステ
ップＳ１１）。この後、検知部５Ａは、格納テーブル５
Ｃの計測データをすべてクリアし、次の自己診断処理に
備える（ステップＳ１２）。また、ステップＳ１０で、
検査装置が正常である場合、検知部５Ａは、ステップＳ
１２で格納テーブル５Ｃの計測データをすべてクリア
し、次の自己診断処理に備える。

【００４４】このようにして、実施の形態１により、瓦
１０１の面積を用いて、自己診断をするので、Ａ／Ｄ変
換装置３や判定装置４の故障などの内部的な原因による
異常や、照明装置１の劣化などの外部的な原因による異
常を検出することができる。

【００４５】また、検査装置内部の装置で自己診断をす
るので、自己診断をするための、新たな装置を不要にす
ることができる。

【００４６】［発明の実施の形態２］実施の形態２で
は、実施の形態１の判定部４Ａが、パターンａ、ｂによ
り、自己診断をしたが、実施の形態２では、パターンａ
またはパターンｂのいずれかを用いて、つまり、計測デ
ータの平均値Ｘsの変動、または、計測データのバラツ
キの増大により、自己診断をする。

【００４７】このような実施の形態２により、パターン
ａ、ｂの中の１つを用いるので、検査装置の自己診断を
簡単化することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明は、対
象物からの画像信号を基にして、検査装置の異常を判定
するので、検査装置自身の故障による内部的な原因によ
る異常や、対象物の画像信号を生成する際の明るさの変
化等による外部的な原因による異常を検査することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す構成図である。

【図２】照明具およびＣＣＤカメラの、瓦に対する配置
を示す斜視図である。

【図３】対象物の一例を示す瓦の斜視図である。

【図４】画像信号の処理の様子を示す図である。

【図５】計測値の変動を示す図である。

【図６】計測値の変動を検出する様子を示す図である。

【図７】瓦の良否判定および装置の自己診断を示すフロ
ーチャートである。

【図８】瓦の良否判定および装置の自己診断を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ 照明装置 ２ 撮影装置 ２Ａ、２Ｂ ＣＣＤカメラ ３ Ａ／Ｄ変換装置 ４ 判定装置 ４Ａ 判定部 ４Ｂ 設定部 ５ 検知装置 ５Ａ 検知部 ５Ｂ 設定部 ５Ｃ 格納テーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査の対象物を表す画像信号を受け取
   り、この画像信号に対して画像処理を行い、この画像処
   理データから対象物の物理量を検出し、この検出物理量
   から、対象物の良否を判定する判定部と、 良品と判定された対象物の検出物理量を判定部から受け
   取り、この検出物理量を保持すると共に、保持している
   検出物理量が所定数になると、それら物理量の分布を求
   め、あらかじめ設定された分布の基準値と求められた物
   理量の分布とを比較して、検査装置の異常を判定する自
   己検査部とを備える検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の検査装置において、 自己検査部の分布の基準値は、あらかじめ選定した良品
   の対象物の検出物理量を用いて算出した、平均値および
   標準偏差の少なくとも１つを基準値とすることを特徴と
   する検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の検査装置におい
   て、 判定部は、しきい値を用いて画像信号の２値化処理を行
   い、その２値化画像データから対象物の物理量を検出す
   ることを特徴とする検査装置。