JPH08240535A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】１つの光学系で欠け不良、帯状の塗装不良、筋
状の塗装不良の３つの不良項目の検査を可能とした外観
検査装置を提供する。 【構成】搬送されてくる瓦１に対して斜め上方より光を
照射する光源２と、瓦１の下方位置及び瓦１を介して光
源２と向かい合う斜め上方位置のそれぞれに設けられた
拡散反射する第１の反射板３及び第２の反射板４と、瓦
１に対して垂直上方位置に設けられた撮像部５と、撮像
部５からの出力信号をＡ／Ｄ変換して得られた画像信号
の２値化及び濃度値の積分等を行うことによって、瓦１
の欠け不良、搬送方向と同じ方向に発生する瓦１の表面
の筋状及び帯状の塗装不良を判定する不良判定部７とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物である瓦の
欠け不良、搬送方向と同じ方向に筋状に発生する瓦表面
の塗装不良、同じく搬送方向と同じ方向に帯状に発生す
る瓦表面の塗装不良を検査する外観検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、瓦表面の欠け不良等を検査す
る装置として、画像処理を利用した装置が提案されてい
る。

【０００３】例えば特開平５−６０５２６号公報に記載
された建材の検査装置は、建材の裏面側で発光するスト
ロボに同期して建材の上面側を撮像装置で撮影し、その
撮影装置からの画像出力を受けた画像処理装置により、
画面上の建材の取付孔の位置から求めた各辺の線分と、
予め記憶されている線パターンとを比較して、欠け不良
の有無を判別するように構成されている。

【０００４】すなわち、図１１に示すような建材等の検
査対象物（例えば瓦）１の欠け不良を判定する場合、図
１３に示すように、検査対象物である瓦１の下面側に配
置した光源３２より光を照射し、上面側に配置した撮像
装置３３により瓦１を撮影して、その陰影画像から欠け
不良を判定する透過照明方式の装置が一般的に採用され
ている。その理由は、透過照明方式が最も鮮明な画像を
得ることができるからである。なお、図中の矢符Ｘは瓦
１の搬送方向を示している。

【０００５】一方、図１２に黒塗りで示した瓦１の表面
の筋状及び帯状の塗装不良１１，１２を判定する場合に
は、図１４に示すように、搬送方向Ｘに搬送されている
瓦１の斜め上方位置に光源３４と撮像装置３５とを近接
して配置し、光源３４より光を照射して撮像装置３５に
より瓦１を撮影することにより、塗装不良部分では受光
量が減少することを利用して、筋状及び帯状の塗装不良
を判定する装置が採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の判
定装置では、欠け不良と帯状及び筋状の塗装不良とを検
査するために、欠け不良を判定するための１つの光学系
と、帯状及び筋状の塗装不良を判定するための別の光学
系の２系統の光学系を備える必要がある。

【０００７】そのため、以下のような問題があった。

【０００８】すなわち、撮像装置や光源である照明装置
の台数が多くなり、設置のための広いスペースが必要と
なる。照明装置の切替え等の制御が必要となり、制御動
作が複雑となる。部品点数の増加によって製造コストが
高くつく。

【０００９】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、１つの光学系で欠け不
良、帯状の塗装不良、筋状の塗装不良の３つの不良項目
の検査を可能とした外観検査装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の外観検査装置は、搬送され
てくる検査対象物に対して斜め上方より光を照射する光
源と、前記検査対象物の下方位置及び前記検査対象物を
介して前記光源と向かい合う斜め上方位置のそれぞれに
設けられた拡散反射する反射板と、前記検査対象物に対
して垂直上方位置に設けられた撮像部と、この撮像部か
らの出力信号をＡ／Ｄ変換して得られた画像信号の２値
化及び濃度値の積分等を行うことによって、前記検査対
象物の欠け不良、搬送方向と同じ方向に発生する前記検
査対象物の表面の筋状の塗装不良、及び搬送方向と同じ
方向に発生する前記検査対象物の表面の帯状の塗装不良
を判定する不良判定部とを備えた構成とする。

【００１１】また、本発明の請求項２記載の外観検査装
置は、前記不良判定部において、前記検査対象物の表面
上に検査領域を設定し、その検査領域内の画像を２値化
処理した後、黒部の画素数である前記検査対象物の面積
を算出し、その算出面積と予め設定された基準値との比
較によって、前記欠け不良の良否判定を行うように構成
する。

【００１２】また、本発明の請求項３記載の外観検査装
置は、前記不良判定部において、前記検査対象物の表面
上に検査領域を設定し、その検査領域内の画像を平滑処
理して照明ムラの分布画像を生成後、その分布画像と入
力画像とを差分して照明ムラを補正した補正画像を生成
し、この補正画像に対して前記検査対象物の搬送方向と
同方向に各画素の濃度値を積分し、積分した濃度値の平
均値と最小値とを算出し、その差分と予め設定された基
準値との比較によって、前記筋状の塗装不良の良否判定
を行うように構成する。

【００１３】また、本発明の請求項４記載の外観検査装
置は、前記不良判定部において、前記検査対象物の表面
上の複数箇所に検査領域を設定し、各検査領域内の平均
濃度を算出し、算出した各平均濃度の中で最大濃度と最
小濃度との差分を算出し、この差分と予め設定された基
準値との比較によって、前記帯状の塗装不良の良否判定
を行うように構成する。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明の作用について述べる。

【００１５】搬送されてくる検査対象物に対して斜め上
方に配置された光源より光を照射し、検査対象物の下方
位置及び検査対象物を介して光源と向かい合う斜め上方
位置のそれぞれに設けられた反射板によって拡散反射さ
れた光を、検査対象物に対して垂直上方位置に設けられ
た撮像部によって撮影する。不良判定部では、この撮像
部からの出力信号をＡ／Ｄ変換し、得られた画像信号の
２値化及び濃度値の積分等を行うことによって、検査対
象物の欠け不良、搬送方向と同じ方向に発生する検査対
象物の表面の筋状の塗装不良、及び搬送方向と同じ方向
に発生する検査対象物の表面の帯状の塗装不良を判定す
る。

【００１６】すなわち、検査対象物の下方位置及び検査
対象物を介して光源と向かい合う斜め上方位置のそれぞ
れに反射板を設け、検査対象物の斜め上方位置より照射
された光を、検査対象物の下方位置に設けた反射板によ
って反射させることにより、従来の透過照射方式と同様
の効果を得ている。そのため、本発明の外観検査装置に
よれば、１つの光源からなる１光学系で３種類の不良の
検査を行うことが可能となっている。

【００１７】請求項２記載の発明の作用について述べ
る。

【００１８】不良判定部は、検査対象物の表面上に検査
領域を設定し、その検査領域内の画像を２値化処理した
後、黒部の画素数である検査対象物の面積を算出し、そ
の算出面積と予め設定された基準値との比較によって、
欠け不良の良否判定を行う。

【００１９】請求項３記載の発明の作用について述べ
る。

【００２０】不良判定部は、検査対象物の表面上に検査
領域を設定し、その検査領域内の画像を平滑処理して照
明ムラの分布画像を生成後、その分布画像と入力画像と
を差分して照明ムラを補正した補正画像を生成し、この
補正画像に対して検査対象物の搬送方向と同方向に各画
素の濃度値を積分し、積分した濃度値の平均値と最小値
とを算出し、その差分と予め設定された基準値との比較
によって、筋状の塗装不良の良否判定を行う。

【００２１】請求項４記載の発明の作用について述べ
る。

【００２２】不良判定部は、検査対象物の表面上の複数
箇所に検査領域を設定し、各検査領域内の平均濃度を算
出し、算出した各平均濃度の中で最大濃度と最小濃度と
の差分を算出し、この差分と予め設定された基準値との
比較によって、帯状の塗装不良の良否判定を行う。

【００２３】請求項３に記載した筋状の塗装不良の場合
には、１つの検査領域内の濃度差を計測し、その大きさ
で良否判定を行うが、帯状の塗装不良では、１つの検査
領域内のすべてに不良が発生している場合があるため、
筋状の塗装不良の場合と同様には行えない。そのため、
上記のような処理としている。

【００２４】本発明では、撮像部を検査対象物の垂直上
方位置に設けていることから、光源と撮像装置とを近接
して配置する従来の不良判定装置（図１４参照）に比べ
て、不良部分と周囲とのコントラストは低下する。しか
しながら、本発明では、筋状及び帯状の塗装不良が検査
対象物の搬送方向と同方向に連続して発生するという特
徴を利用し、上記の如く画像処理を行うことによって、
筋状及び帯状の塗装不良を確実に判定することが可能と
なる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００２６】図１は、本発明の外観検査装置の概略構成
図である。

【００２７】同図において、検査対象物である例えば瓦
１は、図中の搬送方向Ｘに搬送されてくる。そして、そ
の搬送方向Ｘの所定位置Ｘ１（図中に実線で示す位置）
に位置する瓦１に対して、その斜め上方位置に光源２が
配置されている。

【００２８】また、所定位置Ｘ１に位置する瓦１の下方
位置に、拡散反射する第１の反射板３が配置されるとと
もに、所定位置Ｘ１に位置する瓦１に対して、光源２と
向かい合う斜め上方位置に、拡散反射する第２の反射板
４が配置されている。また、所定位置Ｘ１に位置する瓦
１に対して、その垂直上方位置に撮像部５が配置されて
いる。

【００２９】そして、この撮像部５からの出力信号は、
Ａ／Ｄ変換器６に導かれており、Ａ／Ｄ変換器６の出力
は、瓦１の欠け不良、搬送方向と同じ方向に発生する瓦
１表面の筋状及び帯状の塗装不良を判定する不良判定部
７に導かれた構成となっている。

【００３０】不良判定部７は、Ａ／Ｄ変換して得られた
画像信号の２値化及び濃度値の積分等を行うことによっ
て、欠け不良、筋状の塗装不良、帯状の塗装不良の判定
を行う。不良判定部７は、コンピュータ上で動作するソ
フトフエアを含む構成となっている。

【００３１】図２は、図１に示した外観検査装置の光学
条件の一例を示している。

【００３２】すなわち、本実施例では、光源２を搬送方
向Ｘに対して直交する方向に２台配置し、撮像部５も、
搬送方向Ｘに対して直交する方向に２台配置している。

【００３３】また、光源２としてハロゲンランプを使用
し、撮像部５のカメラはＣＣＤエリアセンサを使用し、
カメラレンズはｆ１６mmを使用して、瓦１の半分の領域
を撮像可能な位置に配置している。

【００３４】また、第１及び第２の反射板３，４は、光
源２からの光を拡散反射させるため、艶消し用の白の塗
装を施している。さらに、瓦１の位置ズレを無くすた
め、瓦１の搬送方向Ｘに対しては図示しないストッパー
で、その直交する方向に対しては図示しないプッシャー
で、所定位置Ｘ１においてハード的に位置決めを行うよ
うになっている。

【００３５】なお、図２中には、各部材の形状や寸法、
配置角度や配置位置等の具体的な数値を一例として記入
している。

【００３６】また、瓦１の形状は、図１１及び図１２に
示すように、平面視がほぼ長方形状であって、かつ搬送
方向Ｘに沿う方向に一定間隔で段差部１ａ，１ａ・・・
を有する矩形の波形形状となっている。

【００３７】塗装不良の特徴は、塗装ノズルの詰まり等
により、塗膜の一部が周囲と比べて厚くなる現象として
現れる。そのため、図１２に示すように、瓦１の搬送方
向Ｘと同じ方向に筋状又は帯状に発生することが多い。

【００３８】次に、上記構成の外観検査装置における不
良判定処理を、（１）欠け不良を判定する場合、（２）
搬送方向と同じ方向に筋状に発生する塗装不良の良否を
判定する場合、（３）搬送方向と同じ方向に帯状に発生
する塗装不良の良否を判定する場合のそれぞれについ
て、図３乃至図５に示すフローチャートを参照して説明
する。

【００３９】（１）欠け不良を判定する場合（図３参
照） 瓦１の欠け不良を検出して的確に判定するには、瓦１と
背景との境界であるエッジ部の画像を鮮明に撮像する必
要がある。

【００４０】そのため、本発明では、所定位置Ｘ１にお
いて、光源２によって瓦１を斜め上方位置より照射す
る。そして、その照射光を、瓦１の下方位置に配置した
第１の反射板３によって拡散反射させることにより、従
来の透過照射方式と同様の効果を得ている。

【００４１】このようにして撮像部５により撮像された
画像は、Ａ／Ｄ変換器６においてデジタル信号に変換さ
れた後、不良判定部７に入力される。

【００４２】不良判定部７では、以下の処理によって欠
け不良の判定を行う。

【００４３】すなわち、入力画像に対して位置補正を行
った後（ステップＳ１，Ｓ２）、検査領域を設定し（ス
テップＳ３）、２値化処理した後、黒部の画素数である
瓦１部分の面積を計算する（ステップＳ４，Ｓ５）。本
実施例では、カメラ１台分の視野に対して、検査領域は
角部の２箇所に設定している（図６中に破線により示
す）。

【００４４】この後、その計算面積と予め設定された基
準値（欠けが無い場合の瓦１の面積の値となってい
る。）との比較により、計算面積が基準値以下である場
合には、欠け不良であると判定する（ステップＳ６）。

【００４５】（２）搬送方向と同じ方向に筋状に発生す
る塗装不良の良否を判定する場合（図４参照） 瓦１に対して斜め上方位置より光を照射し、その垂直上
方位置で撮像すると、不良発生面では塗装が厚い分周囲
よりその表面が滑らかであるため、照射光は、正常な面
では拡散反射するのに対し、不良面では大部分が入射角
と反射角の等しい鏡面反射となる。そのため、撮像部５
に入射される光は、正常な部分に比べて不良発生部分で
は少なくなることから、画像では不良部分が暗く見える
ことになる。

【００４６】ただし、上述したように、本発明では撮像
部５を瓦１の垂直上方位置に設けていることから、光源
と撮像装置とを近接して配置する従来の不良判定装置
（図１４参照）に比べて、不良部分と周囲とのコントラ
ストは低下することになる。そこで、本発明では、筋状
の塗装不良が瓦１の搬送方向Ｘと同方向に連続して発生
するという特徴を利用し、以下の如く画像処理を行うこ
とによって、筋状の塗装不良を確実に判定している。

【００４７】すなわち、入力画像（図７参照）に対して
位置補正を行った後（ステップＳ１１，Ｓ１２）、検査
領域を設定する（ステップＳ１３）。検査領域は、本実
施例では瓦１の段差部１ａを避けた４箇所〔図９（ａ）
中に符号１３により示す〕に設定する。

【００４８】その後、１つの検査領域内の画像を平滑処
理（ぼかし処理）して照明ムラの分布画像（図８参照）
を生成した後（ステップＳ１４）、その分布画像と元の
入力画像とを差分して、照明ムラを補正した補正画像を
生成し（ステップＳ１５）、この補正画像に対して瓦１
の搬送方向Ｘと同方向に、各画素の濃度値を積分する
（ステップＳ１６）。

【００４９】不良部分では、積分方向に対して連続で濃
度値が低くなっているため、図９（ｂ）に示すように、
濃度値の積分値は不良部分のみ値の低いものとなってい
る。そのため、積分した濃度値の平均値と不良部分の積
分値である最小値とを計算して、その差分（平均濃度値
−最小濃度値）を計算し（ステップＳ１７）、この差分
と予め設定された基準値（この基準値は、筋状の塗装不
良がある場合に得られる差分より小さい値に設定されて
いる。）との比較により、差分が基準値を超えている場
合には、筋状の塗装不良であると判定する（ステップＳ
１８）。

【００５０】以上の処理を、他の３つの検査領域につい
ても順次実行する。

【００５１】（３）搬送方向と同じ方向に帯状に発生す
る塗装不良の良否を判定する場合 上記（２）の場合と同様の理由により、撮像部５に入射
される光は、正常な部分に比べて不良発生部分では少な
くなることから、画像では不良部分が暗く見えることに
なる。また、撮像部５を瓦１の垂直上方位置に設けてい
ることから、従来の不良判定装置（図１４参照）に比べ
て、不良部分と周囲とのコントラストは低下することに
なる。そこで、本発明では、帯状の塗装不良が瓦１の搬
送方向Ｘと同方向に連続して発生するという特徴を利用
し、以下の如く画像処理を行うことによって、帯状の塗
装不良を確実に判定している。

【００５２】すなわち、入力画像に対して位置補正を行
った後（ステップＳ２１，Ｓ２２）、検査領域を設定す
る（ステップＳ２３）。検査領域は、本実施例では瓦１
の段差部１ａを避けた４箇所〔図１０（ａ）中に符号１
４により示す〕に設定する。

【００５３】その後、各検査領域内の平均濃度を計算す
る（ステップＳ２４）。

【００５４】不良部分では、積分方向に対して連続で濃
度値が低くなっているため、図１０（ｂ）に示すよう
に、濃度値の積分値は不良部分のある検査領域で低い値
となっている。そのため、計算した各検査領域の平均濃
度の中で最大濃度と最小濃度との差分（最大平均濃度−
最小平均濃度）を計算する（ステップＳ２５）。そし
て、この差分と予め設定された基準値（この基準値は、
帯状の塗装不良がある場合に得られる差分より小さい値
に設定されている。）との比較により、差分が基準値を
超えている場合には、帯状の塗装不良であると判定する
（ステップＳ２６）。

【００５５】上記（２）で説明した筋状の塗装不良の場
合には、１つの検査領域内の濃度差を計測し、その大き
さで良否判定を行っているが、帯状の塗装不良では、１
つの検査領域内のすべてに不良が発生している場合があ
るため、上記のような処理としている。

【００５６】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の外観検査装置
は、搬送されてくる検査対象物に対して斜め上方に配置
された光源より光を照射し、検査対象物の下方位置及び
検査対象物を介して光源と向かい合う斜め上方位置のそ
れぞれに設けられた反射板によって拡散反射された光
を、検査対象物に対して垂直上方位置に設けられた撮像
部によって撮影する。そして、この撮像部からの出力信
号をＡ／Ｄ変換し、得られた画像信号の２値化及び濃度
値の積分等を行うことによって、検査対象物の欠け不
良、搬送方向と同じ方向に発生する検査対象物の表面の
筋状の塗装不良、及び搬送方向と同じ方向に発生する検
査対象物の表面の帯状の塗装不良を判定するように構成
したので、１光学系で３種類の不良検査を行うことがで
きる。そのため、部材点数の削減による、省スペース
化、低コスト化が実現できる。また、光源である照明装
置の切替え等の制御が不要となることから、制御動作も
簡略化できる。

【００５７】また、本発明の請求項２記載の外観検査装
置は、不良判定部において、検査対象物の表面上に検査
領域を設定し、その検査領域内の画像を２値化処理した
後、黒部の画素数である検査対象物の面積を算出し、そ
の算出面積と予め設定された基準値との比較によって、
欠け不良の良否判定を行うように構成したので、欠け不
良を確実に判定することができる。

【００５８】また、本発明の請求項３記載の外観検査装
置は、不良判定部において、検査対象物の表面上に検査
領域を設定し、その検査領域内の画像を平滑処理して照
明ムラの分布画像を生成後、その分布画像と入力画像と
を差分して照明ムラを補正した補正画像を生成し、この
補正画像に対して検査対象物の搬送方向と同方向に各画
素の濃度値を積分し、積分した濃度値の平均値と最小値
とを算出し、その差分と予め設定された基準値との比較
によって、筋状の塗装不良の良否判定を行うように構成
したので、不良部分と周囲とのコントラストが低下して
も、筋状の塗装不良を確実に判定することができる。

【００５９】また、本発明の請求項４記載の外観検査装
置は、不良判定部において、検査対象物の表面上の複数
箇所に検査領域を設定し、各検査領域内の平均濃度を算
出し、算出した各平均濃度の中で最大濃度と最小濃度と
の差分を算出し、この差分と予め設定された基準値との
比較によって、帯状の塗装不良の良否判定を行うように
構成したので、不良部分と周囲とのコントラストが低下
しても、筋状の塗装不良を確実に判定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置の概略構成図である。

【図２】本発明の外観検査装置の光学条件の一例を示す
図である。

【図３】欠け不良を判定する場合の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図４】筋状の塗装不良を判定する場合の動作を説明す
るフローチャートである。

【図５】帯状の塗装不良を判定する場合の動作を説明す
るフローチャートである。

【図６】２値画像を示す図である。

【図７】不良判定部への入力画像を示す図である。

【図８】照明ムラの分布画像を示す図である。

【図９】照明ムラを補正した補正画像の検査領域と各画
素の濃度値の積分値を表すグラフとを示す図である。

【図１０】入力画像の検査領域とその検査領域の濃度値
を表すグラフとを示す図である。

【図１１】検査対象物である瓦の形状を示す斜視図であ
る。

【図１２】検査対象物である瓦の表面に発生する筋状及
び帯状の塗装不良を示す斜視図である。

【図１３】透過照明方式によって欠け不良を判定する従
来装置の概略構成図である。

【図１４】筋状及び帯状の塗装不良を判定する従来装置
の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 瓦（検査対象物） ２ 光源 ３ 第１の反射板 ４ 第２の反射板 ５ 撮像部 ６ Ａ／Ｄ変換器 ７ 不良判定部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送されてくる検査対象物に対して斜め上
   方より光を照射する光源と、 前記検査対象物の下方位置及び前記検査対象物を介して
   前記光源と向かい合う斜め上方位置のそれぞれに設けら
   れた拡散反射する反射板と、 前記検査対象物に対して垂直上方位置に設けられた撮像
   部と、 この撮像部からの出力信号をＡ／Ｄ変換して得られた画
   像信号の２値化及び濃度値の積分等を行うことによっ
   て、前記検査対象物の欠け不良、搬送方向と同じ方向に
   発生する前記検査対象物の表面の筋状の塗装不良、及び
   搬送方向と同じ方向に発生する前記検査対象物の表面の
   帯状の塗装不良を判定する不良判定部とを備えたことを
   特徴とする外観検査装置。
2. 【請求項２】前記不良判定部は、前記検査対象物の表面
   上に検査領域を設定し、その検査領域内の画像を２値化
   処理した後、黒部の画素数である前記検査対象物の面積
   を算出し、その算出面積と予め設定された基準値との比
   較によって、前記欠け不良の良否判定を行うものである
   請求項１記載の外観検査装置。
3. 【請求項３】前記不良判定部は、前記検査対象物の表面
   上に検査領域を設定し、その検査領域内の画像を平滑処
   理して照明ムラの分布画像を生成後、その分布画像と入
   力画像とを差分して照明ムラを補正した補正画像を生成
   し、この補正画像に対して前記検査対象物の搬送方向と
   同方向に各画素の濃度値を積分し、積分した濃度値の平
   均値と最小値とを算出し、その差分と予め設定された基
   準値との比較によって、前記筋状の塗装不良の良否判定
   を行うものである請求項１記載の外観検査装置。
4. 【請求項４】前記不良判定部は、前記検査対象物の表面
   上の複数箇所に検査領域を設定し、各検査領域内の平均
   濃度を算出し、算出した各平均濃度の中で最大濃度と最
   小濃度との差分を算出し、この差分と予め設定された基
   準値との比較によって、前記帯状の塗装不良の良否判定
   を行うものである請求項１記載の外観検査装置。