JP2004219122A - 異物不良の検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透過照明と反射照明を用いて、精度の高い内部検査を行うことが可能な異物不良の検査装置および検査方法を提供する。
【解決手段】検査ステーション６０上に検査対象物Ｋをセットし、照明制御手段５０が、透過照明１０の照度が反射照明２０の照度よりも強くなるように制御した状態で、カメラ３０が検査対象物Ｋの撮像を行い、画像処理手段４０が、内部異物Ａが存在するかどうかの検査を行う。その後、検査対象物Ｋはそのままで、照明制御手段５０が、透過照明１０の照度が反射照明２０の照度よりも弱くなるように制御した状態で、カメラ３０が検査対象物Ｋの撮像を行い、画像処理手段４０が、表面異物Ｂが存在するかどうかの検査を行う。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プラスチック成形品、紙製品、ガラス製品等の内部異物と表面異物を効率的に検査する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラスチック成形品、紙製品、ガラス製品等の製品の検査においては、その表面に汚れがないか等を検査する表面検査、および製品の内部に異物が混入していないか等を検査する異物検査が行われている。従来の検査では、製品に対して行う照明として、主に反射照明が用いられている。このため、表面の異物の検出精度は高いが、内部に練り込まれてしまった異物は撮像しにくく、検出精度が低い。特に、表面に文字等の複雑な凹凸が形成されている検査対象物に対しては反射照明のみでは凹凸の影が検査の妨げとなり検査精度が低くなる。また、検査対象物が透明である場合には、反射照明だけでも内部の異物の検査を行うことは可能であるが、検査対象物が乳白色のように透明でない場合には、反射照明だけでは、内部の異物の検査ができない。
【０００３】
反射照明以外に、透過照明を用いて表面検査をする装置（例えば、特許文献１参照）も存在する。このような検査装置は、表面検査において、背景を明るくし、検査対象とほぼ同じレベルに合わせることで、検査ウィンドウを精密に設定することなく対象物のエッジ部を検査可能にしている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２２９９０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の検査装置は、あくまでも表面検査を目的としているため、そのまま適用したのでは内部検査には不向きであった。そこで、本発明は、透過照明と反射照明を用いて、精度の高い内部検査を行うことが可能な異物不良の検査装置および検査方法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】
上記課題を解決するため、本発明では、検査対象物の異物を検査する方法として、検査対象物の背面側に設置した透過照明、および検査対象物の表面側に設置された反射照明の照度を、前記透過照明が前記反射照明よりも強くなるように制御する段階、カメラにより検査対象物を表面側から撮像する段階、前記カメラにより撮像された画像を処理して、前記検査対象物の内部に異物が埋め込まれているかどうかを判定する段階を実行するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、検査対象物の表面側と背面側に照明を設け、背面側の照明の照度が表面側の照明の照度よりも強い状態で、検査対象物を表面側から撮像し、撮像した画像に基づいて、検査対象物の内部に異物が埋め込まれているかどうかの判定を行うようにしたので、撮像した画像に内部の異物が浮かび上がり、精度の高い内部検査を行うことが可能となる。
【０００８】
また、本発明では、前記透過照明、および前記反射照明の照度を、前記透過照明が前記反射照明よりも弱くなるように制御する段階、カメラにより検査対象物を表面側から撮像する段階、前記カメラにより撮像された画像を処理して、前記検査対象物の表面に異物が付着していないかどうかを判定する段階を内部検査の前もしくは後に追加して実行するようにしたので、内部検査と表面検査を効率良く行うことが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（装置構成）
図１は、本発明に係る異物不良の検査装置の構成図である。図１において、１０は透過照明、２０は反射照明、３０はカメラ、４０は画像処理手段、５０は照明制御手段、６０は検査ステーションである。透過照明１０は、検査ステーション６０を挟んでカメラ３０と反対側に設置されており、カメラ３０が検査対象物を撮影する際に、透過光を与えてやるためのものである。反射照明３０は、検査ステーション６０から見てカメラ３０側に設置されており、カメラ３０が検査対象物を撮影する際に、反射光を与えてやるためのものである。透過照明１０および反射照明２０は、ＬＥＤを多数配置することにより構成されており、両者は実質的には同一のものでも良い。しかし、両者はその設置位置によりそれぞれ透過照明、反射照明としての役割を担うことになる。透過照明１０および反射照明２０としては、短時間で照度の異なる条件の照射が可能なものであれば、周知の種々のものを利用できるが、ＬＥＤが最も好ましい。
【００１０】
カメラ３０は、検査対象物を撮像するためのものであり、ＣＣＤカメラ等が利用できる。画像処理手段４０は、カメラ３０が撮像した画像を取り込んで、画像処理を行い、欠陥の有無、すなわち製品の良否を判定する機能を有している。画像処理手段４０としては、ＣＰＵ、メモリ、専用の画像処理プログラムを搭載したコンピュータを用いることができる。照明制御手段５０は、透過照明１０および反射照明２０の照度を制御する機能を有している。検査ステーション６０は、検査対象物を載せるための台であり、検査対象物を検査ステーション６０の所定の位置に配置することにより、カメラ３０の視野に納まることになる。
【００１１】
（処理動作）
次に、図１に示した異物不良の検査装置の処理動作について説明する。図２は、異物不良の検査装置の処理概要を示すフローチャートである。まず、検査対象物を検査ステーション６０に設置する（ステップＳ１）。具体的には、検査装置上のライン上を自動で搬送され、検査ステーション６０上に置かれることになる。検査対象物が検査ステーション上に置かれた状態を図３に示す。図３において、Ｋは検査対象物、Ａは内部に練り込まれた異物、Ｂは表面に付着した異物を示す。次に、照明制御手段５０が透過照明１０と反射照明２０の照度を制御しながら、検査対象物への照射を行う（ステップＳ２）。内部検査のためには、透過照明１０の照度が反射照明２０の照度よりも大きくなることが好ましい。具体的には、照明制御手段５０は、予め設定された照度比率に従って、透過照明１０と反射照明２０の照度を調整することになる。検査に最適な照度の比率は、検査対象となる製品によっても異なってくる。例えば、製品の形状や透過度によって、透過照明１０と反射照明２０の照度比率が９：１の場合は最適であったり、６：４の場合は最適であったりする。そのため、あらかじめ製品ごとにテストをしておき、最適な比率を設定しておくことになる。
【００１２】
続いて、この状態でカメラ３０が検査対象物の撮像を行う（ステップＳ３）。撮像により得られた画像は、内部検査用画像として、画像処理手段４０に送信されて画像処理が行われることになる（ステップＳ４）。画像処理手段４０においては、まず、多値画像として撮像された画像データを２値化する。内部検査を行う場合、透過照明の照度が反射照明の照度よりも高いことにより、製品の内部に混入された異物がはっきりと撮像されることになる。透過照明および反射照明により異物が混入していない部分については、高い輝度値で記録されることになり、異物が存在する部分については低い輝度値で記録されることになる。そのため、撮像された多値画像を２値化すると、異物が存在しない場合は、全て同一の高い値をとることになり、異物が存在する場合は、その部分だけ低い輝度値となる。図３の例では、内部に練り込まれた異物Ａの部分だけが低い輝度値で撮像されることになる。これを利用して画像処理手段４０では検査対象物が良品であるかどうかの判定を行う（ステップＳ５）。すなわち２値画像中に他とは異なる輝度値の箇所が存在する場合には、異物が混入していると判断されることになる。異物が混入していない場合は、正常な良品であると判定される。
【００１３】
正常な良品であると判定されたら、続いて画像処理手段４０は、内部検査では正常であった旨の情報を照明制御手段５０に送信する。すると、照明制御手段５０は、透過照明１０と反射照明２０の照度を変化させて、検査対象物への照射を行う（ステップＳ６）。表面検査のためには、内部検査と逆に、透過照明１０の照度が反射照明２０の照度よりも小さくなることが好ましい。具体的には、上記ステップＳ２における処理と同様に、照明制御手段５０は、予め設定された照度比率に従って、透過照明１０と反射照明２０の照度を調整することになる。検査に最適な照度の比率は、やはり内部検査の場合と同様に、検査対象となる製品によって異なってくる。そのため、表面検査の場合の照度比率についても、あらかじめ製品ごとにテストをしておき、最適な比率を設定しておくことになる。
【００１４】
次に、この状態でカメラ３０が検査対象物の撮像を行う（ステップＳ７）。ステップＳ７におけるカメラ３０による撮像は、上記ステップＳ３の場合と全く同様に行われる。ただし、透過照明１０と反射照明２０の照度の比率が異なっているため、ステップＳ３の場合とは、異なった画像が撮像されることになる。撮像により得られた画像は、表面検査用画像として、画像処理手段４０に送信されて画像処理が行われる（ステップＳ８）。ステップＳ８における処理もステップＳ４における処理と全く同様であり、撮像された多値画像を所定の閾値で２値化し、他と異なる箇所がある場合には、その箇所に異物が存在すると判断する。図３の例では、表面に付着した異物Ｂの部分が他の部分とは異なる輝度値で撮像され、異物Ｂの存在が検出されることになる。この異物の存在の有無により良品か否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、良品であると判定されると、内部および表面のいずれにも異物が存在していないことになるので、良品として排出される（ステップＳ１０）。
【００１５】
なお、上記ステップＳ５もしくはステップＳ９のいずれかにおいて異物が存在すると判定されると、それぞれ内部欠陥品、表面欠陥品として排出されることになる（ステップＳ１１・Ｓ１２）。
【００１６】
本発明により、検査対象物の搬送に関わる工程も簡略化されることになる。すなわち検査対象物を１つの検査ステーションに固定した状態で、透過照明と反射照明の照度を変化させることにより、２回の撮像を行うことが可能となる。このため、検査装置全体に必要なスペースが削減できる。
【００１７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、内部検査を行った後に表面検査を行うようにしたが、逆に、表面検査を行った後に内部検査を行うようにしても良い。すなわち、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳ６からステップＳ９の処理を行った後に、ステップＳ２からステップＳ５の処理を行うことになる。
【００１８】
また、上記実施形態では、ステップＳ４・Ｓ５、およびステップＳ８・Ｓ９において、検査用画像を２値化して処理を行うようにしたが、２値化処理しても良否の判定ができない場合は、取り込み画像に合わせた画像処理を行い良否の判定を行うようにしても良い。
【００１９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、検査対象物の異物を検査する方法として、検査対象物の背面に設置した透過照明および検査対象物の表面に設置された反射照明の照度を、透過照明が反射照明よりも強くなるように制御し、カメラにより検査対象物を表面側から撮像し、カメラにより撮像された画像を処理して、検査対象物の内部に異物が埋め込まれているかどうかを判定するようにしたので、撮像した画像に内部の異物が浮かび上がり、精度の高い内部検査を行うことが可能となるという効果を奏する。また、本発明では、透過照明および反射照明の照度を、透過照明が反射照明よりも弱くなるように制御し、カメラにより検査対象物を表面側から撮像し、カメラにより撮像された画像を処理して、検査対象物の表面に異物が付着していないかどうかを判定する処理を内部検査の前もしくは後に追加して実行するようにしたので、内部検査と表面検査を効率良く行うことが可能となるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異物不良の検査装置の構成図である。
【図２】本発明に係る異物不良の検査方法の概要を示すフローチャートである。
【図３】検査装置に検査対象物をセットした状態を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・透過照明
２０・・・反射照明
３０・・・カメラ
４０・・・画像処理手段
５０・・・照明制御手段
６０・・・検査ステーション
Ｋ・・・検査対象物
Ａ・・・内部異物
Ｂ・・・表面異物

Claims (5)

1. 検査対象物の内部に練り込まれた異物を検査する装置であって、
   検査対象物の背面側に設置した透過照明と、
   検査対象物の表面側に設置され、前記透過照明より照度が低い反射照明と、
   検査対象物を撮像するカメラと、
   前記カメラにより撮像された画像を処理して、前記検査対象物の内部に異物が練り込まれているかどうかを判定する良否判定手段と、
   を有することを特徴とする異物不良の検査装置。
2. 前記透過照明と反射照明の照度を制御する照度制御手段をさらに有し、
   前記照度制御手段は、前記透過照明の照度が反射照明の照度よりも低くなるように、前記透過照明、反射照明の照度をそれぞれ制御し、
   当該照明状態において、前記良否判定手段は、前記検査対象物の表面に異物が付着しているかどうかを判定するものであることを特徴とする請求項１に記載の異物不良の検査装置。
3. 前記検査対象物を配置するための検査ステーションをさらに有し、
   前記検査対象物を前記検査ステーションにおいて固定した状態で、前記照度制御手段により前記透過照明および前記反射照明の照度制御を切替えて、内部検査用の画像と表面検査用の画像をそれぞれ撮像し、
   撮像された内部検査用画像と表面検査用画像をそれぞれ処理して、前記良否判定手段が内部の異物および表面の異物の存在の有無を判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の異物不良の検査装置。
4. 検査対象物の異物を検査する方法であって、
   検査対象物の背面側に設置した透過照明、および検査対象物の表面側に設置された反射照明の照度を、前記透過照明が前記反射照明よりも強くなるように制御する段階と、
   カメラにより検査対象物を表面側から撮像する段階と、
   前記カメラにより撮像された画像を処理して、前記検査対象物の内部に異物が埋め込まれているかどうかを判定する段階と、
   を有することを特徴とする異物不良の検査方法。
5. さらに、前記透過照明、および前記反射照明の照度を、前記透過照明が前記反射照明よりも弱くなるように制御する段階と、
   カメラにより検査対象物を表面側から撮像する段階と、
   前記カメラにより撮像された画像を処理して、前記検査対象物の表面に異物が付着していないかどうかを判定する段階と、
   を有することを特徴とする異物不良の検査方法。

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