KR101762165B1 - 외관 검사 장치 - Google Patents

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KR101762165B1
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신야 마츠다
히로시 아오키
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다이이치지쯔교 비스위루 가부시키가이샤
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9508—Capsules; Tablets

Abstract

본 발명은 표면에 요철을 갖는 것이라고 하더라도 그 모양을 정확하게 검사할 수 있는 외관 검사 장치를 제공한다. 이 외관 검사 장치는 피검사물을 반송하는 반송로 부근에 배치되는 표면형상 검사수단과 표면모양 검사수단을 구비한다. 표면형상 검사수단은 띠형상의 슬릿광을 피검사물에 조사한 영상을 촬영하는 슬릿광 영상촬영부들 및 촬영된 영상에 근거하여 표면형상에 관한 적부를 판정하는 형상판정부를 구비한다. 표면모양 검사수단은 피검사물에 확산광을 조사해서 농담영상을 촬영하는 농담영상 촬영부들 및 촬영된 농담영상에 근거하여 표면모양에 관한 적부를 판정하는 모양판정부를 구비한다. 모양판정부는 형상판정부에서 적어도 피검사물 표면의 요철부가 존재하는 영역에 관한 정보를 수신하고, 수신한 영역을 비검사 영역으로 설정하여 모양에 관한 적부를 판정한다.

Description

외관 검사 장치{APPEARANCE INSPECTION DEVICE}
본 발명은, 의약품(정제, 캡슐 등), 식품, 기계 부품이나 전자 부품 등(이하, '피검사물'이라 한다)의 외관을 검사하는 장치에 관한 것이다.
종래에는, 상기 피검사물 표면의 외관을 검사하는 장치로서, 예를 들면, 일본국 공개 특허 공보 제1988－53452호나 일본국 공개 특허 공보 제2004－317126호에 개시된 외관 검사 장치가 알려져 있었다.
이 일본국 공개 특허 공보 제1988－53452호에 따른 검사장치는, 피검사물의 표면에 확산광을 조사하여, 표면을 적절한 촬영 장치로 촬영하고, 촬영하여 얻은 농담(濃淡)영상을 해석함으로써, 피검사물 표면에 존재하는 더러움이나 인쇄부를 검출하여 그 적부를 판별하는 것이다.
이 검사 장치로는, 피검사물 표면에 확산광을 조사하는 것으로, 표면이 모든 방향에서 균일하게 조명되어, 이에 의해, 표면에 존재하는 요철이 사상(捨象)되어, 다시 말해, 요철에 기인한 그림자의 발생이 억제되어, 표면의 모양(더러움이나 인쇄부)이 강조된 농담영상이 얻어진다.
한편, 상기 일본국 공개 특허 공보 제2004－317126호에 따른 검사 장치는, 피검사물 표면에 레이저 슬릿광을 조사하고, 조사된 레이저 슬릿광의 영상을 적절한 촬영 장치로 촬영하고, 촬영하여 얻은 영상을 광 절단법에 따라 해석하여 피검사물 표면의 높이에 관한 정보를 취득하고, 얻어진 높이 정보에 근거하여 피검사물의 표면에 존재하는 상처나 결함 등을 검출하고, 또한, 피검사물의 부피를 산출하는 것이다.
일본국 특허 공개 공보 제1988－53452호 공보 일본국 특허 공개 공보 제2004－317126호 공보
그러나 상술한 특허문헌들에 따른 검사장치 중, 일본국 공개 특허 공보 제1988－53452호에 따른 검사 장치에는, 이하에 설명하는 것과 같은 문제가 있었다.
즉, 상술한 바와 같이, 종래 예 1에 따른 검사 장치는 피검사물 표면에 확산광을 조사하는 것으로, 표면에 존재하는 요철에 기인한 그림자의 발생을 억제하고, 표면에 존재하는 모양(더러움이나 인쇄부)을 강조하고자 하는 것이지만, 표면에 큰 요철, 예를 들면, 깊이가 깊은 각인이 있을 경우에는, 그 그림자를 완전히 지울 수 없다고 하는 문제가 있었다.
깊은 각인일 경우, 각인의 내면, 특히 바닥부를 표면과 같은 정도로 조명하는 것이 어렵고, 결과적으로, 해당 바닥부에 그림자가 생겨서 해당 바닥부가 농색이 된 농담영상이 촬영되기 때문에, 적정한 각인이 부여된 것임에도 불구하고, 불량품이라고 판정되는 것이다.
특히, 상기 의약품일 경우, 그 표면에 문자 등의 각인은 항상 실시되고 있으나, 상기 일본국 공개 특허 공보 제1988－53452호에 따른 장치에서는 그 정확한 검사를 실시할 수 없었다.
한편으로는, 의약품은, 고도의 보증이 요구되기 때문에, 해당 각인부의 검사나 표면의 오점 등을 정확하게 검출할 수 있다면 매우 유익하다.
본 발명은, 상술한 실정을 감안하여 실시된 것으로, 표면에 깊은 요철을 갖는 것이라고 하더라도, 이 요철의 적부나 표면의 오점 등의 결점을 정확하게 검사할 수 있는 외관 검사 장치의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
소정의 반송로를 따라 피검사물을 반송하는 반송 수단과,
상기 반송 수단에 의해 반송되는 상기 피검사물의 표면형상을 검사하는 표면형상 검사수단과,
동일하게 상기 반송 수단에 의해 반송되는 상기 피검사물의 표면모양을 검사하는 표면모양 검사수단을 구비한 외관 검사 장치로,
상기 표면형상 검사수단은, 상기 반송로 부근에 배치되며, 띠형상의 슬릿광을, 그 조사 라인이 상기 피검사물의 반송 방향과 직교하도록, 상기 피검사물 표면에 조사하면서 동시에, 촬영 광축이 상기 피검사물의 반송 방향을 따르면서, 또한 상기 피검사물에 조사되는 슬릿광의 광축과 교차하는 방향에서, 상기 피검사물에 상기 슬릿광이 조사되었을 때의 영상을 촬영하는 슬릿광 영상촬영부와, 해당 슬릿광 영상촬영부에 의해 촬영된 영상에 근거하여, 상기 피검사물 표면의 형상특징을 인식해서 해당 형상에 관한 적부를 판정하는 형상판정부를 구비하고,
상기 표면모양 검사수단은, 상기 슬릿광 영상 촬영부보다 상류 측 또는 하류 측의 상기 반송로 부근에 배치되며, 상기 피검사물의 표면에 확산광을 조사하여, 해당 확산광에 의해 조명된 피검사물 표면의 농담영상을 촬영하는 농담영상 촬영부와, 해당 농담영상 촬영부에 의해 촬영된 농담영상에 근거하여, 상기 피검사물 표면 모양의 특징을 인식하여 해당 모양에 관한 적부를 판정하는 모양판정부를 구비하고,
게다가, 상기 모양판정부는, 상기 형상판정부에서 적어도 상기 피검사물 표면의 요철부가 존재하는 영역에 관한 정보를 수신하고, 수신한 영역을, 검사를 실시하지 않는 비검사 영역 또는 다른 영역에 있어서의 검사 감도보다도 낮은 감도로 검사하는 저감도 검사 영역으로 설정하여, 상기 모양에 관한 적부를 판정하도록 구성된 외관 검사 장치에 관한 것이다.
본 발명의 외관 검사 장치에 의하면, 상기 반송 수단에 의해 반송되는 피검사물은, 상기 표면형상 검사수단에 의해 그 표면형상이 검사된다. 즉, 상기 슬릿광 영상촬영부에 있어서, 띠형상의 슬릿광을 피검사물의 표면에 조사하여, 그 반사광을 촬영하고, 형상판정부에서, 상기 촬영 영상에 근거하여, 예를 들면, 광 절단법에 의해 피검사물 표면의 삼차원형상에 따른 위치 데이터를 산출하여, 산출한 높이 성분에 유래하는 위치 데이터를 그 높이 성분에 따라 설정한 휘도 데이터로 변환한 휘도 영상을 생성하고, 생성한 휘도 영상에 근거하여, 피검사물 표면의 표면형상의 특징을 인식하여, 그 적부를 판정한다.
한편, 피검사물은, 상기 표면모양 검사수단에 의해 그 표면이 검사되며, 상기 농담영상 촬영부에 의해 촬영된 농담영상에 근거하여, 그 표면의 모양 특징이 인식되며, 그 적부가 판정된다. 예를 들면, 표면에 더러움이 존재할 경우에는, 더러움이 모양으로서 검출되어, 그 결과, 불량으로 판정되며, 표면에 문자 등이 인쇄되어 있을 경우에는, 이 인쇄부가 모양으로서 검출되어, 인쇄 상태의 적부가 판정된다.
이 때, 모양판정부는, 상기 형상판정부에서 적어도 피검사물 표면의 요철부가 존재하는 영역에 관한 정보를 수신하고, 수신한 영역을 비검사 영역 또는 저감도 검사 영역으로 설정하여, 모양에 관한 적부를 판정한다.
표면에 큰 요철, 예를 들면, 깊이가 깊은 각인이 있을 경우, 확산 조명에 의해 검사 표면을 어느 정도 균질하게 조명했다고 한들, 각인의 내면, 특히 바닥부를 표면과 같은 정도로 조명하는 것은 어렵다.
이 때문에, 해당 바닥부에 그림자가 생기고, 상기 농담영상 촬영부에서는, 해당 바닥부가 옅지만 농색부가 된 농담영상이 촬영되고, 그 결과, 모양판정부에 있어서 고감도의 검사, 예를 들면, 농색의 정도에서 오점인지 아닌지 등을 판별하는 그 한계값을 담색 측에 설정하고, 비교적 옅은 농색부가 존재하더라도 이를 오점 등이라고 판정하는 것과 같은 검사를 실시하면, 적정한 각인이 부여된 것임에도 불구하고, 이를 오점 등이라고 오인하여 모양의 이상으로 판정하게 된다.
여기서, 본 발명에서는, 상기 모양판정부가, 피검사물 표면의 형상을 정확하게 판별할 수 있는 상기 표면형상 검사수단의 형상판정부에서, 적어도 피검사물 표면의 요철부가 존재하는 영역에 관한 정보를 수신하고, 수신한 영역을 비검사 영역또는 저감도 검사영역으로 설정하여, 피검사물 표면의 모양에 따른 적부를 판정하는 구성으로 하였다.
즉, 요철부가 존재하는 영역을, 모양에 관한 검사를 실시하지 않는 비검사 영역으로 하면, 해당 요철부를 오점 등으로 오판정하는 것을 방지할 수 있고, 피검사물 표면의 모양을 정확하게 검사하는 것이 가능해진다.
다른 한편으로, 요철부가 존재하는 영역에 관한 검사를, 다른 영역에 있어서의 검사 감도보다도 낮은 감도로 검사하는, 예를 들면, 농색의 정도로 오점 등인지 여부를 판별하는 그 한계값을 농색 측에 설정하여 아주 짙은 농색부가 존재하면 오점으로 판정하는 것과 같은 저감도검사라고 하더라도, 요철부에 기인한 농색부와, 오점 등에 기인한 농색부를 판별할 수 있고, 피검사물 표면의 모양을 정확하게 검사할 수 있다. 또한, 이렇게 하면, 해당 요철부에 아주 짙은 오점 등이 존재할 경우에는 이를 검출하여 선별할 수 있고, 비검사로 할 경우에 비해, 그 검사 정밀도를 높일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 슬릿광 영상촬영부와 농담영상 촬영부는, 어느 것이 상류 측에 마련되어도 좋지만, 모양판정부에서의 처리의 신속성을 고려하면, 슬릿광 영상촬영부를 상류 측에 마련하여, 형상판정부의 처리를 모양판정부의 처리보다도 앞서게 하는 편이, 모양판정부에 있어서의 처리에 대기 시간이 생기지 않기 때문에, 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 상기 슬릿광 영상촬영부는, 상기 슬릿광을 수직방향으로 조사하면서 동시에, 상기 피검사물의 반송방향 상류 측 및 하류 측의 두 방향에서 각각 영상을 촬영하고, 상기 형상판정부는, 상기 슬릿광 영상촬영부에 의해 촬영된 두 개의 영상을 합성하고, 합성한 영상에 근거하여, 상기 피검사물 표면의 형상특징을 인식해서 해당 형상에 관한 적부를 판정하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 슬릿광 영상촬영부에 있어서의 촬영 방향이 한 방향일 경우에는, 이 촬영 방향에 대하여 사각(死角)이 되는 위치에 존재하는 표면에 대해서는, 그 영상을 얻을 수 없어서, 해당 표면에 대한 삼차원형상의 적부를 판정할 수 없지만, 마주보는 두 방향에서 촬영하면, 이러한 사각을 가능한 한 적게 할 수 있고, 표면의 거의 전체에 대해서, 그 삼차원형상의 적부를 판정할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 피검사물이 표면에 요철을 갖는 것, 특히 깊은 각인을 갖는 것이라고 하더라고, 그 표면의 모양을 정확하게 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외관 검사 장치의 전체를 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 화살표 A-A 방향의 일부 단면도이다.
도 3은 A면 슬릿광 영상촬영부 및 B면 슬릿광 영상촬영부의 개략적인 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 A 면 농담영상촬영부 및 B면 농담영상촬영부의 개략적인 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 검사 선별 처리부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 A면 슬릿광 영상촬영부 및 B면 슬릿광 영상촬영부에 있어서의 슬릿광의 조사 상태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 A면 슬릿광 영상촬영부 및 B면 슬릿광 영상촬영부에 있어서의 영상촬영의 형태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 8은 A면 슬릿광 영상촬영부 및 B면 슬릿광 영상촬영부에 있어서의 영상촬영의 형태를 설명하기 위한 설명도이다.
도 9는 A면 슬릿광 영상촬영부 및 B면 슬릿광 영상촬영부에 의해 촬영되는 영상을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 A면 휘도데이터 변환처리부 및 B면 휘도데이터 변환처리부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 11은 A면의 2영상 합성처리부 및 B면 2영상 합성처리부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 12는 A면 형상특징 추출 처리부 및 B면 형상특징 추출 처리부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 13은 A면 형상판정 처리부 및 B면 형상판정 처리부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 설명도이다
도 14는 A면 슬릿광 영상촬영부 및 B면 슬릿광 영상촬영부에 있어서의 사각이 생기는 문제를 설명하기 위한 설명도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 외관 검사 장치의 전체를 나타낸 정면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 관련되는 검사 선별 처리부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 관련되는 농담영상 촬영부의 개략적인 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 관련되는 형상특징 추출 처리부 및 모양판정 처리부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 관련되는 형상특징 추출 처리부 및 모양판정 처리부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 설명도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 관련되는 형상특징 추출 처리부 및 모양판정 처리부에 있어서의 처리를 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서, 도면에 근거하여 설명하고자 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 외관 검사장치(1)는, 피검사물(K)을 정렬해서 공급하는 공급부(3), 공급된 피검사물(K)을 직선으로 반송하는 제1 직선반송부(10) 및 제2 직선반송부(15), 제1 직선반송부(10)의 반송로 부근에 배치된 A면 슬릿광 영상촬영부(21) 및 A면 농담영상 촬영부(41), 제2 직선반송부(15)의 반송로 부근에 배치된 B면 슬릿광 영상촬영부(51) 및 B면 농담영상 촬영부(71), 검사 선별 처리부(20), 선별부(80)를 구비한다.
또한, 본 실시예에 있어서의 피검사물(K)로서는 의약품(정제, 캡슐 등), 식품, 기계부품이나 전자 부품 등을 예시할 수 있지만, 이들에 한정되는 것이 아니다.
이하, 상기 각 부에 대한 상세한 설명을 한다.
상기 공급부(3)는, 복수의 피검사물(K)이 투입되는 호퍼(4), 호퍼(4)의 하단부에서 배출되는 피검사물(K)에 진동을 부여해서 전진시키는 진동 피더(5), 진동 피더(5)의 반송종단에서 배출되는 피검사물(K)을 미끄러지게 하여 떨어뜨리는 슈트(6), 수평회전하며, 슈트(6)로부터 공급된 피검사물(K)을 일렬로 정렬해서 배출하는 정렬 테이블(7), 수직면 내에서 회전하는 원반형상의 부재를 가지며, 상기 정렬 테이블(7)에서 배출된 피검사물(K)을 이 원반형상의 부재의 외주면에 흡착해서 반송하는 회전 반송부(8)로 형성되며, 복수의 피검사물(K)을 일렬로 정렬시켜서 순차적으로 상기 제1 직선반송부(10)로 받아 넘긴다.
상기 제1 직선반송부(10) 및 제2 직선반송부(15)는 동일한 구조를 갖는 것으로, 제2 직선반송부(15)는 제1 직선반송부(10)에 대하여 상하가 반전된 상태로 배치되며, 제1 직선반송부(10)는 그 상부에 반송로를 가지며, 제2 직선반송부(15)는 그 하부에 반송로를 갖는다.
도 2는, 도 1에 있어서의 화살표 A-A방향의 일부 단면도이며, 제1 직선반송부(10)의 구조를 나타내는 것이지만, 괄호 안의 부호는 제2 직선반송부(15)가 대응하는 부재를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 직선반송부(10)는, 소정의 간격으로 대향하도록 배치된 측판들(11, 12)과, 이 측판들(11, 12)의 상면에 형성된 가이드 홈으로 안내되어 해당 가이드 홈을 따라 주행하는 엔드리스의 환형 벨트들(13, 14)을 구비한다. 측판들(11, 12)에 의한 사이의 공간은 그 상부가 개방되도록 측판들(11, 12) 및 다른 부재(미도시)에 따라 폐쇄되며, 도시하지 않은 진공 펌프에 의해 부압으로 유지된다.
이렇게 하여, 상기 공간 내부가 부압으로 유지되는 것으로, 가이드 홈을 따라 주행하는 환형 벨트들(13, 14) 사이에 부압에 의한 흡인력이 생기고, 피검사물(K)이 환형 벨트들(13, 14) 위에 재치(載置)되면, 상기 흡인력에 의해 환형 벨트들(13, 14) 위에 흡인, 흡착되며, 환형 벨트들(13, 14)의 주행에 따라 동일한 주행 방향으로 반송된다.
상기 제2 직선반송부(15)도 동일하며, 측판들(16, 17)과 엔드리스의 환형 벨트들(18, 19)을 구비하고, 측판들(16, 17)에 의한 사이의 공간 내부가 부압에 유지되는 것으로, 환형 벨트들(18, 19) 사이에 부압에 의한 흡인력이 생기고, 피검사물(K)이 환형 벨트들(18, 19)에 흡인, 흡착되어, 그 주행에 따라 동일한 주행 방향으로 반송된다.
제1 직선반송부(10)의 반송개시단은 상기 회전 반송부(8)의 반송종단에 접속되며, 제1 직선반송부(10)의 반송종단은 제2 직선반송부(15)의 반송개시단에 접속되어 있으며, 제1 직선반송부(10)는 회전 반송부(8)로부터 순차적으로 피검사물(K)을 넘겨 받아, 그 하면(B면)을 흡착해서 반송종단으로 반송하고, 제2 직선반송부(15)로 넘겨준다. 동일하게, 제2 직선반송부(15)는 제1 직선반송부(10)로부터 순차적으로 피검사물(K)을 넘겨 받아, 그 상면(A면)을 흡착해서 반송종단으로 반송한다.
상기 선별부(90)는 제2 직선반송부(15)의 반송종단에 마련되는 것으로, 도시하지 않은 선별 회수 기구와 정상품 회수실 및 불량품 회수실을 구비하고, 상기 검사 선별 처리부(20)로부터의 지시에 따라 상기 선별 회수 기구를 구동하여, 제2 직선반송부(15)의 반송종단으로 반송된 피검사물(K) 중에서 정상품을 정상품 회수실로 회수하고, 불량품을 불량품 회수실로 회수한다.
상기 A면 슬릿광 영상촬영부(21)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 직선반송부(10)의 반송로 상방에 배치된 카메라(22)와, 띠형상의 슬릿광(L1)을 조사하는 슬릿광조사기(23)와, 이 슬릿광조사기(23)로부터 조사된 슬릿광(L1)을 상기 카메라(22)의 직하 방향으로 인도하고, 제1 직선반송부(10)의 반송로 위에 조사시키는 미러들(24, 25)과, 반송로 위에 조사된 슬릿광(L1)의 반사광(L2)을 제1 직선반송부(10)의 반송 방향(화살표 방향)의 상류 측으로부터 수광하여 카메라(22)로 인도하는 미러들(26, 27)과, 해당 반사광(L3)을 반송방향 하류 측으로부터 수광하여 카메라(22)에 인도하는 미러들(28, 29)을 구비한다.
슬릿광조사기(23) 및 미러들(24, 25)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 슬릿광(L1)을 그 조사 라인이 제1 직선반송부(10)에 의해 반송되는 피검사물(K)의 반송 방향(화살표 방향)에 대하여 직교하도록 수직 하방으로 조사한다.
그리고 카메라(22)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 직선반송부(10)에 의해 반송되는 피검사물(K)에 슬릿광(L1)이 조사되었을 때의 해당 슬릿광(L1)의 반사광(L2)을 피검사물(K)의 반송 방향(화살표 방향) 상류 측으로부터 수광하고, 반사광(L3)을 하류 측으로부터 수광하여 각각의 영상을 받아들인다. 상기 두 방향에서 육안으로 보면, 도 8(a) 및 도 8(b)에 도시된 바와 같이 되지만, 카메라(22)는 이 두 방향에서 본 슬릿광(L1)의 조사 라인의 영상을 받아들인다. 한편, 도 7은 도 3에 있어서의 카메라(22)의 촬영 형태를 이해하기 쉽도록 간략한 등가의 형태로 나타낸 것이다.
카메라(22)는 복수의 행과 복수의 열에 배치된 소자로부터 구성되는 에어리어 센서로, 상기 반사광(L2) 및 반사광(L3)을 수광하고, 각각 휘도데이터를 갖는 복수의 행과 복수의 열의 화소로부터 이루어지는 영상 데이터를 생성한다.
한쪽의 반사광(예를 들면, 반사광(L2))을 촬영한 영상의 일례를 도 9에 나타낸다. 도면에 도시된 바와 같이, 촬영된 영상은, 상기 반송 방향과 직교하는 방향을 X, 반송 방향을 Y로 하면, 피검사물(K)의 표면에 대응하는 부분(LS)이 베이스면에 대응하는 부분(Lb)에서 Y방향으로 시프트된 상태로 되어 있다(도 8도 참조).
이는, 도 7에 도시된 바와 같이, 촬영 방향이 슬릿광의 조사 방향과 교차하는 것에 기인하는 것으로, 소위 광 절단법이라고 불리며, 예를 들면, 피검사물(K) 표면에 대응하는 영상(LS)의 화소(Xi, Yi)에 대해서 보면, 해당 화소(Xi)에 대응하는 피검사물(K) 표면의 상기 베이스면에서의 높이는 베이스면에 대응한 영상(Lb)의 화소(Yj)와 영상(LS)의 화소(Yi)와의 차분(差分)에 근거하여 기하학적인 산출 수법으로 산출할 수 있다. 본 실시예에서는, 피검사물(K) 표면의 높이를 직접적으로는 산출하지 않지만, 카메라(22)에 의해 촬영되는 영상에는 이러한 광 절단법에 근거하는 높이 정보가 포함되어 있다.
그리고 이렇게 해서 촬영된 영상 데이터가 카메라(22)로부터 검사 선별 처리부(20)로 송신된다. 그 때, 카메라(22)는 모든 화소위치(Xi, Yi)(i=0 내지 n)와 그 휘도데이터가 관련된 모든 영상 데이터를 송신하는 것이 아니라, 도 9에 도시된 바와 같이, X방향의 화소위치(Xi)와, 그 열 내에서 최대휘도를 갖는 화소위치(Yi)로 이루어지는 위치 데이터(Xi, Yi)를 영상 데이터로서 검사 선별 처리부(20)로 송신한다. 이렇게 하는 것으로, 송신하는 데이터량이 적어져, 그 송신 속도나 검사 선별 처리부(20)에 있어서의 처리 속도를 향상시킬 수 있고, 신속하게 처리할 수 있다.
또한, 카메라(22)는 소정의 셔터속도로 상기 두 방향의 영상을 받아들이고, 적어도, 피검사물(K)의 상면에 레이저광이 조사되고 있는 동안의 상기 영상 데이터를 셔터마다 얻어진 프레임 영상으로서 상기 검사 선별 처리부(20)로 송신한다.
이렇게 하여, A면 슬릿광 영상촬영부(21)에서는 피검사물(K)의 상면(A면)의 높이 정보를 포함한 영상이 촬영되며, 이것이 상기 검사 선별 처리부(20)로 송신된다.
상기 B면 슬릿광 영상촬영부(51)는, 상기 A면 농담영상 촬영부(21)와 같은 구성의 카메라(52), 슬릿광조사기(53), 미러들(54, 55, 56, 57, 58, 59)을 구비하고, 상기 A면 슬릿광 영상촬영부(21)와는 그 상하가 반전된 상태로 상기 제2 직선반송부(15) 부근에 배치된다. 한편, 도 3에서는 괄호 안의 부호가 B면 슬릿광 영상촬영부(51)가 대응하는 부재를 나타내고 있다.
이렇게 하여, 이 B면 슬릿광 영상촬영부(51)에서는, 동일하게, 카메라(52)가 제2 직선반송부(15)에 의해 반송되는 피검사물(K)의 하면(B면)에 조사되는 슬릿광(L1)의 반사광을 피검사물(K)의 반송 방향의 상류 측 및 하류 측의 두 방향으로부터 수광하고, 그 상기 영상 데이터(X방향의 화소위치(Xi)와 그 열 내에서 최대휘도를 갖는 화소위치(Yi)로 이루어지는 위치 데이터(Xi, Yi))를 생성하여, 적어도, 피검사물(K)의 하면에 레이저광이 조사되고 있는 동안의 상기 영상 데이터를 프레임 영상으로서 상기 검사 선별 처리부(20)로 송신한다.
상기 A면 농담영상 촬영부(41)는 상기 A면 슬릿광 영상촬영부(21)로부터 반송방향의 하류 측에 배치되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 직선 반송부(10)의 반송로 상방에, 이 반송로를 덮으면서, 상기 피검사물(K)이 통과가 가능하도록 배치된 반구각형상의 확산부재(44)와 확산부재(44)의 바깥쪽에 배치되며, 확산부재(44)의 내부를 향하여 광을 조사하는 복수의 램프들(43)과 확산부재(44)의 상방에 마련되며, 확산부재(44)의 천정부에 마련된 개구부(44a)를 통하여 해당 확산부재(44) 내를 촬영하는 카메라(42)로 형성된다.
램프(43)로부터 조사된 광은 확산 부재(44)를 투과할 때에 확산되어 지향성이 없는 산란광(확산광)이 되고, 확산 부재(44)로 덮은 공간 내를 조명한다. 제1 직선반송부(10)에 의해 확산 부재(44) 내로 반입된 피검사물(K)은 이 확산광에 의해 그 상면(A면)이 균일하게 조명된다. 그리고 이렇게 상면(A면)을 균일하게 조명하는 것으로, 상면(A면)에 요철이 있어도 그 전면이 한결같이 조명되며, 해당 표면은 그 농담이 강조된 상태가 된다.
상기 카메라(42)는 라인 센서 또는 에어리어 센서로부터 형성되며, 제1 직선반송부(10)에 의해 확산부재(44) 내로 반입된 피검사물(K)의 상면(A면)의 농담영상을 소정의 셔터 속도로 촬영하고, 촬영으로 얻어진 적어도 상면(A면)의 전역의 영상을 셔터마다 촬영된 프레임 영상으로 상기 검사 선별 처리부(20)로 송신한다.
이렇게 하여, 이 A면 농담영상 촬영부(41)에서는, 확산광에 의해 균일하게 조명되며, 농담이 더 강조된 상태의 피검사물(K)의 상면(A면)이 상기 카메라(42)에 의해 촬영되며, 촬영된 농담영상이 상기 검사 선별 처리부(20)로 송신된다.
상기 B면 농담영상 촬영부(71)는 상기 B면 슬릿광 영상촬영부(51)보다 반송방향의 하류 측에 배치되며, 상기 A면 농담영상 촬영부(41)와 같은 구성의 확산 부재(74), 복수의 램프들(73) 및 카메라(72)를 구비하고, A면 농담영상 촬영부(41)와는 그 상하가 반전된 상태로 상기 제2 직선반송부(15) 부근에 배치된다. 한편, 도 4에서는 괄호 안의 부호가 B면 농담영상 촬영부(71)가 대응하는 부재를 나타내고 있다.
이렇게 하여, B면 농담영상촬영부(71)에 있어서도 동일하게, 제2 직선반송부(15)에 의해 반송된 피검사물(K)의 하면(B면)이 램프(73) 및 확산 부재(74)의 작용에 의해 생기는 확산광에 의해 균일하게 조명되어, 이 균일한 조명에 의해 농담이 보다 강조된 상태의 상기 하면(B면)이 확산 부재(74)의 개구부(74a)를 통해 카메라(72)에 의해 촬영되며, 촬영된 적어도 하면(B면) 전역의 영상이 셔터마다 촬영된 프레임 영상으로서 상기 검사 선별 처리부(20)로 송신된다.
상기 검사 선별 처리부(20)는, 도 5에 도시된 바와 같이, A면 형상판정부(30), A면 모양판정부(45), B면 형상판정부(60), B면 모양판정부(75) 및 선별 제어부(91)로 이루어진다.
상기 A면 형상판정부(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, A면 슬릿광 영상기억부(31), A면 휘도데이터 변환처리부(32), A면 2영상합성 처리부(33), A면 형상특징 추출처리부(34) 및 A면 형상판정 처리부(35)로 이루어진다.
A면 슬릿광 영상기억부(31)는, 상기 A면 슬릿광 영상촬영부(21)로부터 수신한 두 방향의 영상 데이터(프레임 영상)를 각각 기억한다.
A면 휘도데이터 변환처리부(32)는, A면 슬릿광 영상기억부(31)에 저장된 두 방향의 프레임 영상을 각각 읽어내어 후술할 처리를 실시하고, 높이 성분에 유래하는 위치 데이터를 그 높이 성분에 따라 설정한 휘도데이터로 변환하여 높이 성분이 휘도데이터로 표현된 새로운 영상 데이터를 생성한다.
구체적으로는, A면 휘도데이터 변환처리부(32)는, 우선, 한쪽 측의 프레임 영상 데이터를 순차적으로 읽어내고, 그 화소위치(Xi, Yi)에 근거하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 높이 성분에 상당하는 화소위치(Yi)를 256계조의 휘도데이터로 변환하여 화소위치(Xi)와 휘도데이터로 형성되는 영상 데이터를 생성하고, 순차적으로 모든 프레임 영상에 대해서 변환하여 새로운 영상 데이터(2차원 평면의 위치 데이터와 각 위치에 있어서의 높이 정보를 나타내는 휘도데이터로 이루어지는 영상 데이터(이하 '휘도영상 데이터'라고 한다)를 생성한다. 그리고 다른 한쪽 측의 영상 데이터에 대해서도 동일하게 실시하여 휘도영상 데이터를 생성한다.
상기 A면 2영상 합성처리부(33)는, 상기 A면 휘도데이터 변환처리부(32)에 의해 데이터 변환되어 새롭게 생성된 두 방향의 휘도영상 데이터를 합성하여, 하나의 휘도영상 데이터로 한다. 도 7에서 알 수 있듯이, 피검사물(K)을 반송방향 상류 측의 비스듬한 상방에서 촬영할 경우, 피검사물(K)의 앞부분의 반사광이 약하고, 반송방향 하류 측의 비스듬한 하방에서 촬영할 경우에는, 피검사물(K)의 후부의 반사광이 약해지기 때문에, 이 부분들에 관한 영상 데이터가 부정확한 것이 된다.
도 7의 피검사물(K)을 그 반송방향 상류 측에서 촬영하여 얻어진 영상을 상기 A면 휘도데이터 변환처리부(32)에 의해 변환한 영상을 도 11(a)에 나타내고, 동일하게, 반송방향 하류 측에서 촬영한 영상의 변환 영상을 도 11(b)에 나타낸다. 도 11(a)에서는 영상의 상부(하얀 선으로 둘러싼 부분)가 부정확하게 되어 있고, 도 11(b)에서는 영상의 하부(하얀 선으로 둘러싼 부분)가 부정확하게 되어 있다. 여기서, 이들 두 개의 영상을 합성, 예를 들면, 상호간에서 데이터가 결함되어 있을 경우는, 존재하는 쪽의 데이터를 사용하고, 서로 데이터가 존재할 경우에는 그 평균치를 사용하는 것으로, 도 11(c)에 나타내는 바와 같은, 피검사물(K)의 상면(A면)의 전면이 정확하게 나타난 영상을 얻을 수 있다.
또한, 피검사물(K) 표면의 형상에 따라서는, 한 방향에서만 촬영해서는 촬영 방향의 사각이 되는 장소에 대해서는 상기 레이저광(L1)의 반사광을 완전히 수광할 수 없지만, 두 방향에서 촬영하는 것으로 이러한 사각부분을 다른 방향에서 촬영할 수 있고, 이러한 의미에 있어서도 두 방향에서 촬영하는 것에 의의가 있다.
예를 들면, 도 14에 도시된 바와 같이, 피검사물(K)의 표면에 결함부(100)가 있을 경우, 카메라(22)가 실선으로 나타내는 방향에서 촬영하면 사각부(100a)가 생기게 되지만, 그 반대 방향(2점 쇄선으로 나타내는 방향)에서 촬영하면 이 사각부(100a)를 촬영할 수 있다.
상기 A면 형상특징추출 처리부(34)는, 상기 A면 2영상 합성처리부(33)에 의해 생성된 합성 영상에 근거하여 형상특징을 추출하는 처리를 한다. 구체적으로는, 합성 영상을 소위 평활화 필터로 평활화 처리하여 얻어진 평활화 영상 데이터와 상기 합성 영상 데이터의 차분(差分)을 차지한 특징영상 데이터를 생성한다.
합성 영상은 높이 성분을 휘도데이터로 변환한 것으로, 휘도는 피검사물(K)의 상면(A면)의 높이를 나타내는 것이지만, 합성 영상에서 평균화영상을 빼는 것으로 상면(A면)의 높이 방향의 변화량이 큰 곳이 강조된 영상을 얻을 수 있다. 예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 합성 영상(도 12(a))에서 평활화 영상(도 12(b))을 빼는 것으로, 도 12(c)에 도시된 바와 같이, 피검사물(K)의 외주의 윤곽과 상면(A면)에 각인된 숫자 '678'이 농색부로서 강조된다. A면 형상특징추출 처리부(34)는 이렇게 생성된 특징 영상 데이터를 A면 형상판정 처리부(35)로 송신한다.
또한, A면 형상특징추출부(34)는 생성된 특징영상 데이터를 해석하고, 그 영상 중 요철부가 존재하는 영역을 인식하고, 인식한 영역에 관한 정보를 후술하는 A면 모양판정 처리부(50)로 송신한다.
상기 A면 형상판정 처리부(35)는, 상기 A면 형상특징추출 처리부(34)에 의해 생성된 표면형상에 관한 특징영상에 근거하여 이와 적정한 표면형상에 관한 데이터를 비교하여, 각인의 적부나 결함의 유무 등, 그 좋고 나쁨을 판별한다.
상기 A면 모양판정부(45)는, 상기 A면 농담영상 촬영부(41)로부터 수신한 상기 A면의 농담영상을 기억하는 A면 농담영상 기억부(46)와, 이 A면 농담영상 기억부(46)에 기억된 A면 농담영상을 소정의 기준값으로 2치화(二値化) 처리하는 A면 농담영상 2치화 처리부(47)와, 2치화된 영상으로부터 피검사물(K)의 상면(A면)에 상당하는 영상부분을 추출하는 A면 대상부 추출 처리부(48)와, 추출된 영상 중 흑색부분(모양부분)을 추출하는 A면 모양특징추출 처리부(49)와, 추출된 흑색부분(모양부분)을 소정의 기준모양과 비교하여, 그 좋고 나쁨을 판정하는 A면 모양판정 처리부(50)로 이루어진다.
상기 A면 농담영상 촬영부(41)에 의해 촬영되어 상기 A면 농담영상 기억부(46)에 기억되는 농담영상은 다치(多化) 영상으로, 이 다치 영상이 소정의 기준값으로 2치화되고, 이어서, 2치화된 영상에서 피검사물(K)의 상면(A면)에 상당하는 영상부분이 추출되고, 게다가, 추출된 영상 중 흑색부분(모양부분)이 추출되어, 흑색부분(모양부분)이 소정의 기준모양과 비교되어서 그 좋고 나쁨이 판별된다.
예를 들면, 적정한 피검사물(K)의 상면(A면)에 어떠한 인쇄 문자 등의 모양이 인쇄되어 있지 않을 경우에, 추출된 흑색부분이 있으면 이를 오점불량이라고 판별하고, 표면에 인쇄 문자 등의 모양이 인쇄되어 있을 경우에는, 추출된 흑색부분(모양부분)과 적정한 모양을 비교하여, 그 적합도로 좋고 나쁨이 판별된다.
이 때, A면 모양판정 처리부(50)는 상기 A면 형상특징 추출처리부(34)로부터 상기 요철부가 존재하는 영역에 관한 정보를 수신하고, 상기 A면 모양특징 추출부(49)에 의해 생성된 특징영상 중, 해당 요철부가 존재하는 영역에 상당하는 영역을 비검사 영역으로 설정하고, 상기 좋고 나쁨 판정을 한다.
피검사물(K)의 표면에 큰 요철, 예를 들면, 깊이가 깊은 각인이 있을 경우, 상기 램프(43) 및 확산 부재(44)를 채용한 확산 조명에 의해 해당 피검사물(K) 표면을 어느 정도 균일하게 조명할 수 있었다고 한들, 각인의 내면, 특히 바닥부를 표면과 같은 정도로 조명하는 것은 어렵고, 이 때문에, 해당 바닥부에 그림자가 생겨서, 해당 바닥부가 농색이 된 농담영상이 상기 A면 농담영상 촬영부(41)에 의해 촬영된다.
따라서 상기 A면 농담영상 2치화 처리부(47), A면 대상부 추출 처리부(48)의 처리를 통하여, A면 모양특징추출 처리부(49)에 의해 생성되는 영상에는, 해당 바닥부가 흑색이 된 영상이 생성된다. 도 13(a)에, 피검사물(K) 표면에 숫자의 각인 '678'이 있을 경우에, 상기 A면 모양특징추출 처리부(49)에 의해 생성되는 영상을 나타내고 있다. 한편, 영상 중 검은 점은 피검사물(K) 표면에 존재하는 오점이다.
따라서 피검사물(K)의 표면에 이러한 농색의 인쇄나 오점이 존재할 경우, A면 모양특징추출 처리부(49)에 의해 생성된 영상 데이터를 그대로 사용하여 그 표면형상의 좋고 나쁨을 판정하는 것은, 원래 정상적인 것까지 불량품이라고 판별하게 된다.
여기서, 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이, A면 형상특징 추출처리부(34)로부터 요철부가 존재하는 영역에 관한 정보를 수신하고, 상기 A면 모양특징 추출부(49)에 의해 생성된 표면모양에 관한 특징영상 중, 해당 요철부가 존재하는 영역에 상당하는 영역을 비검사 영역으로 설정하고, 그 모양의 좋고 나쁨 판정을 하는 것으로 하였다.
예를 들면, A면 모양특징추출 처리부(49)에 의해 생성된 특징영상이 도 13(a)에 도시된 바와 같은 영상이었을 경우에, A면 형상특징 추출처리부(34)에 의해 생성된 표면형상에 따른 특징 영상이 도 13(b)에 도시된 바와 같은 영상이면, A면 모양판정 처리부(50)는, 도 13(c)에 도시된 바와 같이, 각인부의 숫자 '678'이 존재하는 영역을 비검사 영역으로 설정하고, 도 13(d)에 도시된 검은 점만을 검사 대상으로 하여 그 좋고 나쁨, 이 예에서는, 검은 점 부분을 오점불량이라고 판정한다.
이렇게 하여, 이와 같이 피검사물(K)의 표면에 존재하는 요철부를 비검사 영역으로 설정하는 것으로, 피검사물(K) 표면의 모양의 적부를 정확하게 검사할 수 있다.
상기 B면 형상판정부(60)는, 도 5에 도시된 바와 같이, B면 슬릿광 영상기억부(61), B면 휘도데이터 변환 처리부(62), B면 2영상합성 처리부(63), B면 형상특징추출 처리부(64) 및 B면 형상판정 처리부(65)로 이루어진다. 그리고 B면 슬릿광 영상기억부(61)는 상기 A면 슬릿광 영상기억부(31)와, B면 휘도데이터 변환 처리부(62)는 상기 A면 휘도데이터 변환처리부(32)와, B면 2영상합성 처리부(63)는 상기 A면 2영상합성 처리부(33)와, B면 형상특징추출 처리부(64)는 상기 A면 형상특징 추출처리부(34)와, B면 형상판정 처리부(65)는 상기 A면 형상판정 처리부(35)와 각각 같은 구성을 가지며, 같은 처리를 한다. 이렇게 하여, B면 형상판정부(60)에서는, 피검사물(K)의 하면(B면)의 형상에 관련되는 특징이 검출되어, 그 좋고 나쁨이 판별된다.
상기 B면 모양판정부(75)는, 도 5에 도시된 바와 같이, B면 농담영상 기억부(76), B면 농담영상 2치화 처리부(77), B면 대상부 추출 처리부(78), B면 모양특징추출 처리부(79) 및 B면 모양판정 처리부(80)로 이루어진다. B면 농담영상 기억부(76)는 상기 A면 농담영상 기억부(46)와, B면 농담영상 2치화 처리부(77)는 상기 A면 농담영상 2치화 처리부(47)와, B면 대상부 추출 처리부(78)는 상기 A면 대상부 추출 처리부(48)와, B면 모양특징추출 처리부(79)는 상기 A면 모양특징추출 처리부(49)와, B면 모양판정 처리부(80)는 상기 A면 모양판정 처리부(50)와 각각 같은 구성을 가지며, 같은 처리를 한다. 이렇게 하여, 이 B면 모양판정부(75)에서는, 피검사물(K)의 하면(B면)의 모양에 관련되는 특징이 검출되어, 그 좋고 나쁨이 판별된다.
상기 선별 제어부(91)는, 상기 A면 형상판정 처리부(35), A면 모양판정 처리부(50), B면 형상판정 처리부(65) 및 B면 모양판정 처리부(80)로부터 각각 판정 결과를 수신하고, 이 처리부 중 적어도 어느 하나의 처리부에서 불량의 판정 결과를 수신하면, 해당 불량이라고 판정된 피검사물(K)이 상기 선별부(90)에 도달하는 타이밍으로 해당 선별부(90)에 선별 신호를 송신한다. 상기 선별부(90)는, 이 선별 신호를 수신했을 때 해당 피검사물(K)을 불량품 회수실로 회수하고, 선별 신호를 수신하지 않을 때에는, 반송된 피검사물(K)을 정상품 회수실로 회수한다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 실시예의 외관 검사 장치(1)에 의하면, 제1 직선반송부(10)에 의해 반송되는 동안, A면 슬릿광 영상촬영부(21)에 의해 촬영된 영상에 근거하여, A면 형상판정부(30)에 있어서 피검사물(K)의 상면(A면)의 형상에 관한 적부가 검사되면서 동시에, A면 농담영상 촬영부(41)에 의해 촬영된 영상에 근거하여, A면 모양판정부(45)에 있어서 해당 상면(A면)의 모양에 관한 적부가 검사되며, 이어서, 제2 직선반송부(15)에 의해 반송되는 사이에, B면 슬릿광 영상촬영부(51)에 의해 촬영된 영상에 근거하여 B면 형상판정부(60)에 있어서 피검사물(K)의 하면(B면)의 형상에 관한 적부가 검사되면서 동시에, B면 농담영상 촬영부(71)에 의해 촬영된 영상에 근거하여 B면 모양판정부(75)에 있어서 해당 하면(B면)의 모양에 관한 적부가 검사되어, 피검사물(K)의 상하 양면의 형상과 모양이 자동적으로 검사된다.
그리고 A면 모양판정부(45) 및 B면 모양판정부(75)에서는, 상기 모양에 관련되는 특징을 추출하고, 모양의 적부를 판정할 때에 A면 형상판정부(30) 및 B면 형상판정부(60)로부터 각각 요철부가 존재하는 영역에 관한 정보를 수신하고, 해당 요철부가 존재하는 영역에 상당하는 영역을 비검사 영역으로 설정하여 그 모양의 좋고 나쁨 판정을 하도록 하고 있으므로, 피검사물(K)의 표리면에 각인 등의 요철부가 존재할 경우라도, 정확하게 해당 상하면(上下面)의 모양을 검사할 수 있다.
또한, A면 슬릿광 영상촬영부(21) 및 B면 슬릿광 영상촬영부(51)에서는, 피검사물(K)의 반송방향 상류 측과 하류 측의 두 방향에서 영상을 촬영하고, A면 형상판정부(30) 및 B면 형상판정부(60)에서는, 얻어진 두 개의 영상을 합성해서 하나의 영상을 생성하고, 생성한 합성 영상에 근거하여 피검사물(K)의 상하면(上下面)의 형상의 적부를 판별하도록 하고 있으므로, 가능한 한 사각이 없는 영상을 얻을 수 있고, 상기 상하면(上下面) 전체의 형상을 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, A면 슬릿광 영상촬영부(21)를 A면 농담영상 촬영부(41)보다도 상류 측에 마련되어 있으므로, A면 슬릿광 영상기억부(31)에는, A면 농담영상 기억부(46)보다 앞서서, 같은 피검사물(K) 하나 분의 데이터가 저장된다. 따라서 A면 휘도데이터 변환처리부(32) 내지 A면 형상판정 처리부(35)의 처리가 A면 농담영상 2치화 처리부(47) 내지 A면 모양판정 처리부(50)의 처리에 앞서서 실행되어, A면 모양판정 처리부(50)에서는 대기 시간을 생기게 하는 일 없이 A면 형상특징 추출처리부(34)로부터의 데이터를 참조하여 처리를 할 수 있어 신속한 처리를 할 수 있다.
동일하게, B면 슬릿광 영상기억부(61)에는, B면 농담영상 기억부(76)보다 앞서서, 같은 피검사물(K) 하나 분의 데이터가 저장되어, B면 모양판정 처리부(80)에서는 대기 시간을 생기게 할 일 없이 B면 형상특징추출 처리부(64)로부터의 데이터를 참조하여 처리를 할 수 있어 신속한 처리를 할 수 있다.
그러나 이러한 신속한 처리가 필요 없을 경우에는, A면 슬릿광 영상기억부(31) 및 A면 농담영상 기억부(46)에 각각 같은 피검사물(K) 하나 분의 데이터가 저장되고 나서, A면 휘도데이터 변환처리부(32) 내지 A면 형상판정 처리부(35)의 처리와 A면 농담영상 2치화 처리부(47) 내지 A면 모양판정 처리부(50)의 처리를 동시에 병행하여 실행해도 좋고, 또한, B면 슬릿광 영상기억부(61) 및 B면 농담영상 기억부(76)에 각각 같은 피검사물(K) 하나 분의 데이터가 저장되고 나서, B면 휘도데이터 변환 처리부(62) 내지 B면 형상판정 처리부(65)의 처리와 B면 농담영상 2치화 처리부(77) 내지 B면 모양판정 처리부(80)의 처리를 동시에 병행하여 실행해도 좋다.
이 경우, A면 농담영상 촬영부(41)를 A면 슬릿광 영상촬영부(21)보다도 상류 측에 배치하고, B면 농담영상 촬영부(71)를 B면 슬릿광 영상촬영부(51)보다도 상류 측에 배치해도 좋다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명이 취할 수 구체적인 형태는, 조금도 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다른 형태를 취할 수 있다.
예를 들면, 본 발명에 있어서, 피검사물(K)의 검사 대상면인 표면의 의의는, 상기 예에서 나타낸 상면(A면) 및 하면(B면)에 한정되는 것이 아니고, 그 외주면(측면)을 포함하는 표면의 전면을 의미하는 것이다.
이하, 도 15 내지 도 20에 근거하여, 피검사물(K)의 표면의 형상검사 및 모양검사와 피검사물(K)의 반송 방향에 있어서 좌우 양측에서 본 측면의 모양검사를 하도록 구성된 외관 검사 장치(100)에 대해서 설명한다.
도 15에 나타내듯이, 이 외관 검사 장치(100)는, 상기 예와 같은 구성을 갖는 공급부(3), 제1 직선반송부(10), A면 슬릿광 영상촬영부(21) 및 선별부(90)와, A면 슬릿광 영상촬영부(21)의 하류 측에 배치된 농담영상 촬영부(130)와, A면 슬릿광 영상촬영부(21) 및 농담영상 촬영부(130)로부터 영상 데이터를 수신해서 검사 선별 처리를 하는 검사 선별 처리부(110)를 구비하고 있다.
또한, 선별부(90)는, 제1 직선반송부(10)의 반송 하류단에 마련되어 있으며, 제1 직선반송부(10)에 의해 반송되는 피검사물(K)을 상기 검사 선별 처리부(110)로부터의 지시에 따라 정상품과 불량품으로 선별한다.
상기 농담영상 촬영부(130)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 실시예의 A면 농담영상 촬영부(41)에 새롭게 카메라들(131, 132)을 마련한 구성을 구비하고 있다. 카메라(131)는 피검사물(K)의 반송 방향, 다시 말해, 지면을 향하여 좌측에 배치되며, 확산 부재(44)의 좌측부에 마련되어진 개구부(44b)를 통하여 해당 확산 부재(44) 안에 위치하는 피검사물(K)의 좌측면의 농담영상을 촬영한다. 다른 한쪽으로, 카메라(132)는 지면을 향하여 우측에 배치되며, 확산 부재(44)의 우측부에 마련되어진 개구부(44c)를 통하여 해당 확산 부재(44) 내에 위치하는 피검사물(K)의 우측면의 농담영상을 촬영한다.
이렇게 하여, 카메라(42)에 의해 촬영된 피검사물(K)의 상면(A면)의 농담영상, 카메라(131)에 의해 촬영된 피검사물(K)의 좌측면의 농담영상, 및 카메라(132)에 의해 촬영된 피검사물(K)의 우측면의 농담영상이 각각 상기 검사 선별 처리부(110)로 송신된다.
상기 검사 선별 처리부(110)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 실시예의 A면 형상판정부(30), A면 모양판정부(45) 및 선별 제어부(91)와, 이에 더해, 새롭게 마련한 좌측면 모양판정부(111) 및 우측면 모양판정부(120)를 구비하고 있다.
상기 좌측면 모양판정부(111)는 좌측면 농담영상 기억부(112), 좌측면 농담영상 2치화 처리부(113), 좌측면 대상부 추출 처리부(114), 좌측면 모양특징추출 처리부(115) 및 좌측면 모양판정 처리부(116)로 이루어지고, 동일하게, 상기 우측면 모양판정부(120)는 우측면 농담영상 기억부(121), 우측면 농담영상 2치화 처리부(122), 우측면 대상부 추출 처리부(123), 우측면 모양특징추출 처리부(124) 및 우측면 모양판정 처리부(125)로 이루어진다.
이들 좌측면 농담영상 기억부(112) 및 우측면 농담영상 기억부(121)는 상기 A면 농담영상 기억부(46)와, 좌측면 농담영상 2치화 처리부(113) 및 우측면 농담영상 2치화 처리부(122)는 상기 A면 농담영상 2치화 처리부(47)와, 좌측면 대상부 추출 처리부(114) 및 우측면 대상부 추출 처리부(123)는 A면 대상부 추출 처리부(48)와, 좌측면 모양특징추출 처리부(115) 및 우측면 모양특징추출 처리부(124)는 상기A면 모양특징추출 처리부(49)와, 각각 같은 처리를 하는 기능부이다. 따라서 여기에서는 그 자세한 설명을 생략한다.
본 형태의 A면 형상특징 추출처리부(34)는, 특징영상 데이터를 해석해서 그 영상 중 요철부가 존재하는 영역을 인식하는 상기 실시예의 처리에 더해, 해석의 결과, A면에 존재하는 요철부가 좌측면 및/또는 우측면에 이르러 있다고 판정될 경우에는, 상술한 바와 같이 해서 촬영된 좌측면 및/또는 우측면의 영상에 있어서, 해당 요철부가 존재하는 영역을 산출하고, 산출한 영역에 관한 정보를 상기 좌측면 모양판정 처리부(116) 및/또는 우측면 모양판정 처리부(125)로 송신한다.
예를 들면, 도 18에 도시된 바와 같이, 피검사물(K)의 상면(A면)에 그 외주면에 개구되는 것과 분할선(G)이 각인되어 있을 경우, 카메라(131)에 의해 화살표 C방향에서 촬영되는 좌측면의 영상에는, 도 19에 도시된 바와 같이, 해당 분할선(G)에 대응한 부분이 농색부가 될 가능성이 있으며, 동일하게, 카메라(132)에 의해 화살표 D방향에서 촬영되는 우측면의 영상에도 도 20에 도시된 바와 같은 분할선(G)에 대응한 농색부가 나타날 가능성이 있다.
여기서, A면 형상특징 추출처리부(34)는 특징영상 데이터를 해석하고, 예를 들면, 도 18에 도시된 바와 같이, 피검사물(K)의 반송 방향 전단부를 기준으로 하여 좌측면의 영상에 나타나는 분할선(G)의 위치(la1 및 la2) 및 그 깊이(ha)를 산출하면서 동시에, 우측면의 영상에 나타나는 분할선(G)의 위치(lb1 및 lb2) 및 그 깊이(hb)를 산출하여 좌측면에 관한 정보(la1, la2, ha)를 좌측면 모양판정 처리부(116)로 송신하면서 동시에, 우측면에 관한 정보(lb1, lb2, hb)를 우측면 모양판정 처리부(125)로 송신한다.
그리고 좌측면 모양판정 처리부(116)는 해당 정보를 수신했을 경우, 도 19에 도시된 바와 같이, 해당 분할선(G)이 존재하는 영역, 다시 말해, 피검사물(K)의 표면과 2점 쇄선으로 둘러싸인 영역을 비검사 영역으로 설정하고, 상기 실시예와 같이 모양에 관한 좋고 나쁨 판정을 한다.
동일하게, 우측면 모양판정 처리부(125)는 상기 정보를 수신했을 경우, 도 20에 도시된 바와 같이, 해당 분할선(G)이 존재하는 영역, 다시 말해, 피검사물(K)의 표면과 2점 쇄선으로 둘러싸여진 영역을 비검사 영역으로 설정하고, 모양에 관한 좋고 나쁨 판정을 한다.
이렇게 하여, A면 형상판정 처리부(35), A면 모양판정 처리부(50), 좌측면 모양판정 처리부(116) 및 우측면 모양판정 처리부(125) 중에서 어느 하나의 처리부에서 불량의 판정 결과가 출력되면, 선별 제어부(91)로부터 선별 신호가 송신되어, 불량이라고 판정된 피검사물(K)이 상기 선별부(90)에 의해 불량품 회수실로 회수된다.
이렇게, 본 실시예의 외관 검사 장치(100)에 의하면, 피검사물(K)의 표면에 존재하는 요철이 측면에 이르러 있을 경우에, 표면의 형상검사 결과에서 얻어진 정보를 측면의 모양검사에 이용하는 것으로, 모양검사에 있어서의 해당 요철에 기인한 오판정을 방지할 수 있고, 해당 측면에 있어서의 검사 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 당연하겠지만, 상기 외관 검사 장치(1)와 동일하게, 본 실시예에 따른 외관 검사 장치(100)에 있어서도, 피검사물(K)의 하면을 검사하는 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 두 실시예의 형태에서는, 검사 선별 처리부들(20, 110)에 있어서의 모양검사를, 요철부가 존재하는 영역을 비검사 영역으로 설정해서 검사하도록 했으나, 조금도 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 검사 선별 처리부들(20, 110)에 있어서, 그 각 농담영상 2치화 처리부들(47, 77, 113, 122)을 삭제하여 다치 영상인 채로 처리하고, 각 모양특징추출 처리부들(49, 79, 115, 124)에서는 요철부가 존재하는 영역을 다른 영역에 있어서의 검사 감도보다도 낮은 감도로 검사하는, 예를 들면, 농색의 정도로 오점 등인지 여부를 판별하는 그 한계값을 농색 측에 설정하여 아주 짙은 농색부가 존재하면 오점이라고 판정하는 것과 같은 저감도 검사로도 좋다.
이와 같이 하면, 해당 요철부에 아주 짙은 오점 등이 존재할 경우에는 이를 검출하여 선별할 수 있고, 비검사로 할 경우에 비해 그 검사 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 상기 모양검사에 있어서, 각 농담영상 촬영부들(41, 71)에 의해 촬영되는 영상의 모서리부(에지 부분)가 피검사물(K)의 형상에 따라서는 불선명해지는 것이 있다. 이 경우, 상기 각 모양판정부들(45, 75)에 있어서 정상품을 불량품으로 오판정하는 일이 일어날 수 있다.
여기서, 이러한 문제를 해결하도록, 상기 각 모양특징추출 처리부들(49, 79)에 있어서, 상기 특징영상을 해석하고, 피검사물(K)의 에지 부분 등 극단적으로 형상이 변화되는 영역을 검출하여, 해당 영역에 관한 정보를 상기 각 모양판정 처리부들(50, 80)로 송신하고, 각 모양판정 처리부들(50, 80)에 있어서 해당 영역을 비검사 영역으로 설정하여 모양검사를 하도록 해도 좋다.
1:외관 검사 장치 10:제1 직선반송부
15:제2 직선반송부 20:검사 선별 처리부
21:A면 슬릿광 영상촬영부 30:A면 형상판정부
41:A면 농담영상 촬영부 45:A면 모양판정부
51:B면 슬릿광 영상촬영부 60:B면 형상판정부
71:B면 농담영상 촬영부 75:B면 모양판정부
100:외관 검사 장치 110:검사 선별 처리부
111:좌측면 모양판정부 120:우측면 모양판정부
130:농담영상 촬영부

Claims (2)

  1. 소정의 반송로를 따라 피검사물을 반송하는 반송 수단;
    상기 반송 수단에 의해 반송되는 상기 피검사물의 표면형상을 검사하는 표면형상 검사수단; 및
    상기 반송 수단에 의해 반송되는 상기 피검사물의 표면모양을 검사하는 표면모양 검사수단을 포함하고,
    상기 표면형상 검사수단은, 상기 반송로 부근에 배치되며, 띠형상의 슬릿광을 그 조사 라인이 상기 피검사물의 반송 방향과 직교하도록 상기 피검사물 표면에 조사하고, 촬영 광축이 상기 피검사물의 반송 방향을 따르면서 동시에 상기 피검사물에 조사되는 슬릿광의 광축과 교차하는 방향에서 상기 피검사물에 상기 슬릿광이 조사되었을 때의 영상을 촬영하는 슬릿광 영상촬영부; 및 상기 슬릿광 영상촬영부에 의해 촬영된 영상을 처리하여, 높이 성분에 유래하는 위치 데이터를 상기 높이 성분에 따라 설정한 휘도 데이터로 변환한 휘도 영상을 생성하고, 생성한 휘도 영상에 근거하여 상기 피검사물 표면의 형상특징을 인식해서 해당 형상에 관한 적부를 판정하는 형상판정부를 구비하며,
    상기 표면모양 검사수단은, 상기 슬릿광 영상촬영부에서 상류 측 또는 하류 측의 상기 반송로 부근에 배치되며, 상기 피검사물의 표면에 확산광을 조사하고, 상기 확산광에 의해 조명된 피검사물 표면의 농담영상을 촬영하는 농담영상 촬영부; 및 상기 농담영상 촬영부에 의해 촬영된 농담영상에 근거하여 상기 피검사물 표면의 모양특징을 인식해서 해당 모양에 관한 적부를 판정하는 모양판정부를 구비하고,
    상기 모양판정부는, 상기 형상판정부에서 적어도 상기 피검사물 표면의 요철부가 존재하는 영역에 관한 정보를 수신하고, 수신한 영역을 검사를 실시하지 않는 비검사 영역 또는 다른 영역에 있어서의 검사 감도보다도 낮은 감도로 검사하는 저감도검사 영역으로 설정하여 상기 모양에 관한 적부를 판정하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬릿광 영상촬영부는, 상기 슬릿광을 수직방향으로 조사하면서 동시에, 상기 피검사물의 반송방향 상류 측 및 하류 측의 두 방향에서 각각 영상을 촬영하고,
    상기 형상판정부는, 상기 슬릿광 영상촬영부에 의해 촬영된 두 개의 영상을 합성하고, 합성한 영상에 근거하여 상기 피검사물 표면의 형상특징을 인식해서 해당 형상에 관한 적부를 판정하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 장치.
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