JPH06241745A - 外観検査装置および外観検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １台のカメラを用い、しかも検査できる項目
を多くすることができる外観検査装置を提供する。ま
た、１台のカメラを用い、ワークの上面および側面で検
査する場合の新規な外観検査方法を提供する。 【構成】 本発明の装置は、ワーク３の上面、端面およ
び側面をそれぞれ照明するために３つの照明装置４，
５，６を設けている。カメラ２によりワーク３の上面お
よび側面を写し、画像処理手段１によって画像処理され
る。ワークをワーク搬送路１３に沿って検査位置へ搬送
し、かつ検査後に検査位置から排出するワーク搬送手段
１２が設けられている。本発明の方法は、カメラからの
画像を取り込み、ワークの上面の画像の領域と側面の画
像の領域を分割する。各画像から抽出した輝度分布に基
づいて２つの画像の２値化レベルを決定して各画像を２
値化する。２値化された画像データを用いてワークの外
観を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外観検査装置および外観
検査方法に係り、特にワークの上面および側面の外観を
検査する外観検査装置および外観検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークの外観を検査する外観検査装置と
して、画像処理を行なうものは従来から知られている。

【０００３】たとえば、ワークの上面を撮影するための
カメラとワークの側面を撮影するためのカメラを１台ず
つ用いることによって、ワークの上面および側面の外観
を検査する外観検査装置が知られている。この外観検査
装置は、ワークの上面および側面を照明装置により照明
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ワークの上面
と側面のみを照明するので、画像処理によって判別可能
な項目が少なく、したがって検査項目が限定される。

【０００５】また、カメラを２台用いるので、高価なも
のとなる。

【０００６】このため、カメラを１台だけ用い、ワーク
の一方向の面だけしか検査しないと、検査できる項目が
さらに少なくなる。

【０００７】本発明の目的は、１台のカメラを用い、し
かも検査できる項目を多くすることができる外観検査装
置を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、１台のカメラ
を用い、ワークの上面および側面の二方向の面で検査す
る場合の新規な外観検査方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による外観検査装
置は、ワークの上面および側面を写すカメラと、ワーク
の上面を照明する第１の照明装置と、ワークの端面を照
明する第２の照明装置と、ワークの側面を照明してシル
エット像にする第３の照明装置と、前記第３の照明装置
によって照明されたワークのシルエット像を前記カメラ
の方向へ反射するミラーと、前記カメラからの画像信号
を処理するための画像処理手段と、ワークをワーク搬送
路に沿って検査位置へ搬送し、かつ検査後に該検査位置
から排出するワーク搬送手段とを備える。

【００１０】前記第１、第２および第３の照明装置のう
ちのいずれかは、前記搬送路内に配置されており、該搬
送路内に配置された照明装置を前進・後退する照明装置
駆動手段を設け、該駆動手段は、前記ワークが前記検査
位置まで搬送される際に該照明装置をワーク搬送路から
後退してワークを通過させ、ワーク通過後に該照明装置
を前進させることが望ましい。

【００１１】本発明による外観検査方法は、ワークの上
面および側面を写すカメラからの画像を取り込むステッ
プと、上記ワークの上面の画像の領域と側面の画像の領
域を分割するステップと、上面の画像の輝度分布と側面
の画像の輝度分布を抽出するステップと、前記輝度分布
に基づいて上面の画像の２値化レベルと側面の画像の２
値化レベルを抽出するステップと、前記２値化レベルに
基づいて上面の画像と側面の画像を２値化するステップ
と、２値化された画像データを基に画像処理によりワー
クの外観を検査するステップとを備える。なお、２値化
された画像データのみに基づくのではなく、取り込まれ
た多値（例えば８ビット）の画像データとを併用して外
観検査の画像処理を施しても良い。

【００１２】

【作用】本発明の外観検査装置のワーク搬送手段は、ワ
ークをワーク搬送路に沿って検査位置へ搬送する。

【００１３】このワーク搬送路上に位置する照明装置
は、ワークが検査位置まで搬送される際に照明装置駆動
手段によって下方に後退され、ワークの通過後、上方に
前進される。

【００１４】ワークの検査が終了した後、ワークは、ワ
ーク搬送手段によりワーク搬送路から排出される。

【００１５】本発明の外観検査方法によれば、まず、カ
メラからのビデオ信号をＡ／Ｄ変換した後、メモリ内に
取り込み、ワークの上面の像と側面の像を分割する。

【００１６】次いで、輝度分布を抽出し、２値化レベル
を抽出する。この２値化レベルを用いて各像のデータの
２値化を行ない、この２値化されたデータにより、ワー
クの外観の検査を行なう。

【００１７】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の外観検査装置の一実施例の
主要部を概略的に示す正面図、図２は同側面図である。

【００１９】図において、画像処理手段１に接続された
カメラ２のレンズ２Ａの下方に、ワーク３が配置されて
いる。本実施例の説明に用いるワーク３は、リード線３
ｂを一体に構成した圧着端子である。このワーク３を囲
むようにして３つの照明装置、すなわち、リング照明装
置（第１の照明装置）４、透過照明装置（第２の照明装
置）５、ファイバ照明装置（第３の照明装置）６が設け
られている。

【００２０】また、ワーク３を挟んで透過照明装置５と
対向して反射ミラー７が設けられている。

【００２１】リング照明装置４はカメラ２の真下に設け
られ、ワーク３の上面を照射するもので、カメラ２によ
りワーク３を写すことができるようにリング状に構成さ
れている。

【００２２】透過照明装置５は、ワーク３の側面を照明
するものであり、照明源８からの照明光を反射する透過
照明用反射ミラー９、該透過照明用反射ミラー９からの
光を拡散させるオパールグラス等の拡散板１０等から構
成されている。

【００２３】この透過照明装置５は、拡散板１０からの
拡散光をワーク３の側面へ投射し、該側面の像をシルエ
ット像として反射ミラー７上へ投影する。反射ミラー７
上に投影されたシルエット像はカメラ２の方向へ反射さ
れる。

【００２４】この透過照明装置５はシリンダ１１（照明
装置駆動手段）によって上下動可能にされている。

【００２５】ファイバ照明装置６は、ワーク３の端面を
照明するものである。

【００２６】ワーク３は、ワーク搬送手段１２によりワ
ーク搬送路１３に沿って検査位置（図１のワーク３の位
置）へ搬送される。ワーク搬送手段１２は、駆動手段１
４と、該駆動手段１４により図２のＡ方向および図１の
ワーク搬送路１３に沿った方向に移動可能とされたクラ
ンプ１５とにより構成される。

【００２７】ワーク３は、リード線３ｂをクランプ１５
によってクランプされ、図１の右方向からワーク搬送路
１３に沿って検査位置へ搬送される。

【００２８】透過照明装置５は、このワーク搬送路１３
上に位置するので、ワーク３が検査位置まで搬送される
際にシリンダ１１によって下方に後退され、ワーク３の
通過後、上方に前進される。

【００２９】ワーク３の検査が終了した後、ワーク３
は、ワーク搬送手段１２により図２の左方へ移動されて
排出される。

【００３０】なお、画像処理手段１はモニタ１７に接続
されている。

【００３１】図３はカメラ２により撮影される画像を示
す図であり、ひとつの画像の中にワーク３の上面の像１
８と、反射ミラー７からの反射されたワーク３の側面の
像（ミラー像）１９が含まれている。上面の像１８は、
ファイバ照明装置６からの照明により、端面側から見え
る面（端面自体も含む）の稜線１８Ａ，１８Ｂが明瞭に
撮影される。したがって、端面等の部位に検査項目のあ
るワーク３の場合には確実に検査可能である。

【００３２】この像１８，１９は後述のように画像処理
手段１によって処理され、各種の検査が行なわれる。

【００３３】図４は上記外観検査装置の全体を示す正面
図、図５は同側面図であり、画像処理手段１およびモニ
タ１７の図示は省略してある。

【００３４】ベース２０上には支柱２１とシリンダ支持
フレーム２２が固定されている。

【００３５】支柱２１の上端に、上アーム２３が取付け
られ、該上アームにカメラ２が固定されている。また、
支柱２１の中央付近には下アーム２４が取付けられ、該
下アーム２４と上アーム２３にフレーム２５が固定され
ている。

【００３６】このフレーム２５には、取付具２６を介し
てリング照明装置４が、取付具２７を介してファイバ照
明装置６が、取付具２８を介して反射ミラー７がそれぞ
れ固定されている。

【００３７】シリンダ支持フレーム２２にはシリンダ１
１および照明源８が固定されている。

【００３８】図６は、画像処理手段１の機能ブロック図
である。

【００３９】カメラ２からのビデオ信号はたとえば５１
２×５１２の画素からなり、Ａ／Ｄ変換手段３０により
１画素につきたとえば８ビットの信号に変換される。デ
ィジタル変換さた信号は、メモリ３１内に取り込まれ
る。

【００４０】カメラ２からのビデオ信号には上面の像１
８と側面の像（ミラー像）１９が含まれているので、こ
れら２つの像を分割するために、領域指定メモリ３２が
設けられている。この領域指定メモリ３２は、図７に示
すように、２つの像１８，１９のそれぞれのコーナーＰ
１〜Ｐ４，Ｑ１〜Ｑ４の位置データを格納するためのも
のである。なお、この位置データの決定方法についての
説明は省略する。

【００４１】制御手段３３内のデータ転送手段３４は、
この領域指定メモリ３２から上記コーナーの位置データ
を読出し、制御手段３３は該コーナーの位置を基準とし
て、メモリ３１内に取り込まれた画像データから２つの
像１８，１９のデータを分割する。分割された２つの像
のデータは、それぞれ個別に輝度分布抽出手段３５へ送
られる。

【００４２】このように、２つの像１８，１９を分割し
て別個に輝度分布抽出手段３５へ送るのは、各像が異な
る照明装置によって照明されているので、２値化を行な
う際のしきい値レベル（２値化レベル）を異ならしめる
為である。

【００４３】輝度分布抽出手段３５は一時記憶用のメモ
リ３５ａを有する。この輝度分布抽出手段３５では、各
像１８，１９についての各画素の輝度分布を抽出する。
図８に、このようにして抽出される輝度のヒストグラム
を示す。図において、横軸は輝度、縦軸は画素数であ
り、上面の像１８の輝度分布１８Ｋは各輝度レベルにわ
たって画素が分布しているが、側面の像（ミラー像）１
９の輝度分布１９Ｋはシルエット像であるので、画素の
分布が高低２箇所に集中する傾向にある。

【００４４】この輝度分布は２値化レベル抽出手段３６
へ送られる。２値化レベル抽出手段３６は一時記憶用の
メモリ３６ａを有する。この２値化レベル抽出手段３６
は、輝度分布に基づいて、２値化レベルを決定するが、
この決定方法は、たとえば輝度分布の中央値をしきい値
とする方法、あるいは輝度ヒストグラムの最高輝度の６
０％をしきい値とする方法等を採用することができる。
なお、制御手段３３等の外部から、いずれの方法を採る
かを指示することもできる。

【００４５】輝度分布抽出手段３５からの信号は２値化
手段３８に送られる。また、メモリ３１内の画像データ
が２つの像１８，１９に分割された後、データ転送手段
３４により、各画像データが２値化手段３８に搬送され
る。２値化手段３８は上記２値化レベルをしきい値とし
て、各像１８，１９についての２値化を行なう。

【００４６】２値化されたデータは、２値化メモリ３７
へ格納される。この２値化メモリ３７は、上面の像１８
のデータを格納するための第１の２値化メモリ３７Ａ
と、側面の像（ミラー像）１９のデータを格納するため
の第２の２値化メモリ３７Ｂとからなる。

【００４７】図９は、画像処理手段１の行なう手順のフ
ローチャート図である。

【００４８】ステップＳ１でカメラ２からのビデオ信号
をＡ／Ｄ変換した後、ステップＳ２でメモリ３１内に取
り込む。

【００４９】ステップＳ３でワーク３の上面の像１８と
側面の像（ミラー像）１９を分割する。

【００５０】次いでステップＳ４で、輝度分布を抽出
し、ステップＳ５で２値化レベルを抽出する。

【００５１】ステップＳ６で各像のデータの２値化を行
ない、ステップＳ７では、この２値化されたデータによ
り、ワーク３の外観の検査を行なう。

【００５２】この検査は、各画像の基準位置を決定した
後、ワーク３の各部位の位置を抽出し、その位置と基準
位置間の距離が基準値内にあるか否かによって検査する
方法、各部位の長さを検出して、その長さが基準内にあ
るか否かによって検査する方法等の各種の公知の方法を
採用して行なうことができる。

【００５３】最後にステップＳ８において検査結果をモ
ニタ１７に表示し、或いはプリンタで印刷する等により
出力する。

【００５４】以上、本発明を図面に示した実施例に基づ
いて説明したが、本発明はこの実施例には限定されず種
々変形可能である。なお、２値化された画像データのみ
に基づくのではなく、取り込まれた多値（例えば８ビッ
ト）の画像データとを併用して外観検査の画像処理を施
しても良い。また２画像の同時取込みに限らず、２画像
以上の取込みと分割処理も可能である。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、１台のカメラを用い、
しかも検査できる項目を多くすることができる自動型の
外観検査装置が提供でき、ワーク検査の省力化を図るこ
とがえきる。

【００５６】また、本発明によれば、１台のカメラを用
い、ワークの上面および側面の二方向の面で検査する場
合の新規な外観検査方法が提供される。即ち、２画像が
それぞれ異なる照明手段によって得られるので、画像の
バックグラウンドが異なっているが、２画像を分割して
それぞれに最適な２値化レベルが決定されるので、画像
処理を最適化でき、ワークを多観点から画像処理による
検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置の一実施例の主要部を概
略的に示す正面図である。

【図２】本発明の外観検査装置の一実施例の主要部を概
略的に示す側面図である。

【図３】カメラにより撮影される画像を示す図である。

【図４】図１の実施例の全体を示す正面図である。

【図５】図１の実施例の全体を示す側面図である。

【図６】画像処理手段の機能ブロック図である。

【図７】カメラにより撮影される画像を示し、２つの画
像の分割する方法を説明するための図である。

【図８】輝度分布抽出手段によって抽出される輝度のヒ
ストグラムを示す図である。

【図９】画像処理手段の行なう手順のフローチャート図
である。

【符号の説明】 １…画像処理手段 ２…カメラ ２Ａ…レンズ ３…ワーク ３ｂ…リード線 ４…リング照明装置（第１の照明装置） ５…透過照明装置（第２の照明装置） ６…ファイバ照明装置（第３の照明装置） ７…反射ミラー ８…照明源 ９…透過照明用反射ミラー １０…拡散板 １１…シリンダ（照明装置駆動手段） １２…ワーク搬送手段 １３…ワーク搬送路 １４…駆動手段 １５…クランプ １７…モニタ １８…上面の像 １８Ｋ…上面の像の輝度分布 １９…側面の像（ミラー像） １９Ｋ…側面の像の輝度分布 ２０…ベース ２１…延柱 ２２…シリンダ支持フレーム ２３…上アーム ２４…下アーム ２５…フレーム ２６〜２８…取付具 ３０…Ａ／Ｄ変換手段 ３１…メモリ ３２…領域指定メモリ ３３…制御手段 ３４…データ転送手段 ３５…輝度分布抽出手段 ３５ａ…メモリ ３６…２値化レベル抽出手段 ３６ａ…メモリ ３７…２値化メモリ ３７Ａ…第１の２値化メモリ ３７Ｂ…第２の２値化メモリ ３８…２値化手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークの上面および側面を写すカメラと、 ワークの上面を照明する第１の照明装置と、 ワークの端面を照明する第２の照明装置と、 ワークの側面を照明してシルエット像にする第３の照明
   装置と、 前記第３の照明装置によって照明されたワークのシルエ
   ット像を前記カメラの方向へ反射するミラーと、 前記カメラからの画像信号を処理するための画像処理手
   段と、 ワークをワーク搬送路に沿って検査位置へ搬送し、かつ
   検査後に該検査位置から排出するワーク搬送手段と、を
   備える外観検査装置。
2. 【請求項２】前記第１、第２および第３の照明装置のう
   ちのいずれかは、前記搬送路内に配置されている請求項
   １記載の装置において、 該搬送路内に配置された照明装置を前進・後退する照明
   装置駆動手段を設け、 該駆動手段は、前記ワークが前記検査位置まで搬送され
   る際に該照明装置をワーク搬送路から後退してワークを
   通過させ、ワーク通過後に該照明装置を前進させること
   を特徴とする外観検査装置。
3. 【請求項３】ワークの上面および側面を写すカメラから
   の画像を取り込むステップと、 上記ワークの上面の画像の領域と側面の画像の領域を分
   割するステップと、 上面の画像の輝度分布と側面の画像の輝度分布を抽出す
   るステップと、 前記輝度分布に基づいて上面の画像の２値化レベルと側
   面の画像の２値化レベルを抽出するステップと、 前記２値化レベルに基づいて上面の画像と側面の画像を
   ２値化するステップと、 ２値化された画像データに基づき画像処理によりワーク
   の外観を検査するステップと、を備える外観検査方法。