JP2020148735A - 検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】検査対象の外観の検査を効率良く行うことができる検査装置を得る。【解決手段】検査装置は、検査対象10が配置される検査対象領域Rを撮像して撮像画像を生成する撮像部3と、光を反射する少なくとも1つの鏡面を有する鏡5a、5bと、撮像画像に基づいて検査対象10に関する検査の結果を示す情報を出力する出力部6とを備える。撮像部3及び鏡5a、5bは、撮像画像において、検査対象10の外観を第1の方向から見た実像と、鏡面を介して第1の方向とは異なる第2の方向から当該外観を見た少なくとも1つの鏡像とが映るように配置される。撮像部3は、単一のカメラ装置で構成され、出力部6は、単一のカメラ装置のみの撮像画像に基づいて、検査の結果を示す情報を出力する。【選択図】図1
Description
本開示は、被検査物などの検査対象の外観を検査する検査装置に関する。
特許文献1は、角型紙カップのフランジにおける形状不良とひび割れの検査を、複数のカメラによって、1つの検査ステーションで検査できるようにする角型紙カップ外観検査装置を開示する。角型紙カップにおける主要な欠陥としては、角型紙カップの内面における汚れや異物の付着、底面における底紙と胴紙の貼合不良、フランジにおける形状不良、ひび割れ、等が存在するが、特許文献1の角型紙カップ外観検査装置は、これらの欠陥のうち、フランジにおける形状不良とひび割れの検査を行うものである。
このような検査を行うため、特許文献1の角型紙カップ外観検査装置は、反射鏡とエリアセンサカメラと処理部とを具備する。反射鏡はフランジの角の表面をエリアセンサカメラに対し映し出すように配置される。エリアセンサカメラはフランジをその表面に対して水平方向から撮像するとともにその撮像領域を区分して同時に反射鏡に映し出された角の表面を撮像し撮像信号を出力する。処理部は撮像信号に基づいてフランジにおける水平性と角におけるひび割れの有無とを同時に検査する処理を行なう。
特許文献1では、角型紙カップの外形の一部であるフランジにおける水平性と角におけるひび割れという別々の検査対象を検査するために、1つの角及びフランジ毎にカメラが用いられている。よって、角型紙カップの検査に複数のカメラが必要となり、当該検査を効率良く行うことが困難であり、また、コストが高くなる。
本開示は、検査対象の外観の検査を効率良く行うことができる検査装置を提供する。
本開示の一態様は、検査対象の外観を検査する検査装置を提供する。検査装置は、検査対象が配置される検査対象領域を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、光を反射する少なくとも1つの鏡面を有する鏡と、撮像画像に基づいて検査対象に関する検査の結果を示す情報を出力する出力部とを備える。撮像部及び鏡は、撮像画像において、検査対象の外観を第1の方向から見た実像と、鏡面を介して第1の方向とは異なる第2の方向から当該外観を見た少なくとも1つの鏡像とが映るように配置される。撮像部は、単一のカメラ装置で構成され、出力部は、単一のカメラ装置のみの撮像画像に基づいて、検査の結果を示す情報を出力する。
本開示の検査装置により、被検査物の外形全体について様々な角度から外観検査を行うことができる。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者(ら)は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(実施の形態1)
1.構成
実施の形態1に係る検査システムの構成を、図1を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る検査システム100の構成を示す図である。図1には、説明の便宜上、鉛直方向上向きを正方向とするz軸を示し、z軸に直交する平面内に、互いに直交するx軸およびy軸を示している。+x方向を右方向と呼び、−x方向を左方向と呼ぶ。また、+y方向を後方向と呼び、−y方向を前方向と呼ぶ。
1.構成
実施の形態1に係る検査システムの構成を、図1を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る検査システム100の構成を示す図である。図1には、説明の便宜上、鉛直方向上向きを正方向とするz軸を示し、z軸に直交する平面内に、互いに直交するx軸およびy軸を示している。+x方向を右方向と呼び、−x方向を左方向と呼ぶ。また、+y方向を後方向と呼び、−y方向を前方向と呼ぶ。
検査システム100は、検査装置と、ステージ2と、駆動装置9とを備えるシステムである。検査装置は、カメラ3と、光源4と、2つの鏡5a、5bと、情報処理装置6とを備える。検査システム100は、被検査物10が不良品であるか否かを判定するためのシステムである。検査システム100は、例えば被検査物10に傷、汚損、変色及び不純物等の不良が存在するか否かを検査する。
ステージ2は、情報処理装置6による制御に基づいて、被検査物10を検査対象領域Rに配置するための可動式のステージである。例えば、ステージ2は、図1に示したように、その上に被検査物10を載置して移動させ、被検査物10を検査対象領域Rに配置するベルトコンベア等の移動装置を含む。ステージ2は、後述の駆動装置9を含んでもよい。
駆動装置9は、情報処理装置6による制御に基づいて、ステージ2を駆動するモータ等の駆動装置である。駆動装置9は、駆動回路を含む。駆動装置9は、ステージ2の中に含まれて一体化されていてもよい。
カメラ3は、検査対象領域Rに配置された被検査物10を撮像して画像データを生成する撮像装置である。カメラ3は、例えばCCDまたはCMOSイメージセンサなどの固体撮像素子を備える。カメラ3は、画角範囲が検査対象領域Rの全体を含むエリアカメラである。したがって、カメラ3は、検査対象領域Rの全体を一時に撮像できる。カメラ3が感度を有する波長域は、光源4から放射される光の波長域に対応する。
光源4は、検査対象領域Rに向けて光を放射する。図1に示した例では、光源4は、検査対象領域Rの全体を一時に照らすことができる。言い換えれば、光源4の配光範囲は、前記検査対象領域Rの全体を含む。光源4から放射される光は、例えば赤外光、可視光、又は紫外光であるが、これらに限定されない。光源4の数は複数であってもよい。
鏡5a、5bは、鏡5aの鏡面と鏡5bの鏡面とが検査対象領域Rを挟むように、検査対象領域Rを介して対向配置されている。鏡5a、5bは、カメラ3が、被検査物10の外形全体の実像と、鏡5a、5bの各鏡面に映った被検査物10の外形全体の鏡像10a、10bと、を撮像できるように、配置されている(図4参照)。
カメラ3と、鏡5a、5bと、検査対象領域Rとの位置関係は、検査対象領域Rに配置された被検査物10によって反射された反射光が、鏡5a、5bの鏡面で反射してカメラ3に入射するような位置関係であればよい。したがって、例えば、図1と異なり、鏡5a、5bは、検査対象領域Rの上方または下方に配置されてもよい。
図1に示した例では、鏡5a、5bは平面鏡であり、鏡の数は2枚であったが、本実施の形態はこれに限定されない。例えば、鏡は、検査対象領域Rを挟むように対向配置された2つの鏡面を有する1つの鏡(例えば、2つの鏡面を連結する連結鏡面により2つの鏡面と連結鏡面が1つの鏡を構成する)であってもよい。
情報処理装置6は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等の情報機器で構成できる。情報処理装置6は、図2に示すように、制御部61、記憶部62、表示部65、操作部66、第1通信インタフェース(I/F)67、及び第2通信インタフェース(I/F)68を備える。
制御部61は、情報処理装置6の動作全体の制御を行う処理装置である。制御部61は、プログラムを実行することにより所定の機能を実現するCPU、MPUのような汎用プロセッサを含む。制御部61は、ハードウェアとソフトウェアの協働により所定の機能を実現するものに限定されず、所定の機能を実現するための専用回路として設計されたFPGA、ASIC、DSP等のハードウェア回路で構成されてもよい。
記憶部62は、情報処理装置6の機能を実現するために必要なプログラムおよびデータを含む種々の情報を記録する記録媒体である。記憶部62には、例えば後述の教師データ63及び学習済みモデル64等が格納される。記憶部62は、例えば、フラッシュメモリ、SSDなどの半導体メモリ装置、ハードディスク等の磁気記憶装置、その他の記憶デバイス単独でまたはそれらを適宜組み合わせて実現される。記憶部62は、種々の情報を一時的に記憶する高速動作可能なSRAM、DRAMなどの揮発性メモリを含んでもよい。
表示部65は、種々の情報を表示する表示装置である。表示部65は、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プロジェクタ等の表示装置により構成される。
操作部66は、使用者からの入力指示を受け付ける入力用インタフェースである。操作部66は、使用者から受け付けた入力指示や操作の内容を電気信号に変換して制御部61に伝達する。操作部66は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン等を含む。
第1通信I/F67は、ネットワークを介して情報処理装置6と外部機器との通信接続を可能とするためのインタフェース回路またはモジュールである。第1通信I/F67は、IEEE802.3、IEEE802.11またはWi−Fi、LTE、3G、4G、5G等の規格に従って通信を行う。
第2通信I/F68は、カメラ3及び光源4等の周辺機器と情報処理装置6とを接続するインタフェース回路である。第2通信I/F68としては、USB(Universal Serial Bus)、HDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)、IEEE1394、Bluetooth(登録商標)等、種々のインタフェースが用いられる。
2.動作
図3は、検査システム100の動作の流れを示すフローチャートである。まず、情報処理装置6の制御部61は、ステージ2を駆動し、ステージ2上の被検査物10を移動させて検査対象領域R内に配置する(S1)。
図3は、検査システム100の動作の流れを示すフローチャートである。まず、情報処理装置6の制御部61は、ステージ2を駆動し、ステージ2上の被検査物10を移動させて検査対象領域R内に配置する(S1)。
次に、制御部61は、カメラ3によって撮像された被検査物10の撮像画像を取得する(S2)。
次に、制御部61は、ステップS2で取得した撮像画像に関する検査の結果を示す画像を表示部65に表示する(S3)。図4は、表示部65に表示される検査情報20の一例を示す図である。検査情報20には、カメラ3の撮像画像21と、良品ボタン22と、不良品ボタン23とが示されている。検査情報20は、検査システム100における検査結果を示す情報の一例である。
説明の便宜上、撮像画像21における検査システム100の構成物の画像にも、図1において付した符号と同様の符号を付している。カメラ3は、被検査物10の外形全体の実像と、鏡5aの鏡面に映った被検査物10の外形全体の鏡像10aと、鏡5bの鏡面に映った被検査物10の外形全体の鏡像10bと、を撮像できるように配置されている。これにより、例えば、被検査物10を上方から見ただけでは発見できない被検査物10の側面の傷、汚損、変色及び不純物等の不良を示す画像を、撮像画像21として表示できる。図4に示した例では、撮像画像21内の鏡5aの鏡面に、被検査物10の側面の傷Sが映っている。このように、検査情報20の撮像画像21を見ると、被検査物10を一方向のみから見ただけでは発見できない不良を発見できる。
検査者は、情報処理装置6の表示部65に表示された検査情報20を見て、被検査物10が良品であるか否かを、操作部66を用いて、情報処理装置6に入力する(S4)。例えば、検査者は、被検査物10が良品であると判断した場合、検査情報20内の良品ボタン22をクリックする。被検査物10が良品でない(不良品である)と判断した場合、不良品ボタン23をクリックする。
被検査物10が良品であると入力された場合(S4でYes)、情報処理装置6の制御部61は、全ての被検査物の検査が完了したか否かを判断する(S5)。完了していない場合(S5でNo)、制御部61は、ステージ2を駆動し、ステージ2上の次の被検査物を移動させて検査対象領域R内に配置する(S6)。その後、ステップS2に戻る。
ステップS5における全ての被検査物の検査が完了したか否かの判断は、他の方法で行われてもよい。例えば、制御部61は、一定の期間ステージ2を駆動し続け、その期間内に検査対象領域R内に次の被検査物が配置されなかった場合、全ての被検査物の検査が完了したと判断してもよい。検査対象領域R内に被検査物が配置されたか否かは、例えば図示しないセンサによって検知する。
全ての被検査物の検査が完了したと判断した場合(S5でYes)、制御部61は、検査を終了する。
ステップS4に戻り、被検査物10が良品でないと入力された場合(S4でNo)、制御部61は、例えば検査者が不良品と判断した被検査物10を不良品トレイに自動的に振り分けるなどしてステージ2から取り除く(S7)。そして、ステップS5に進み、前述のステップを繰り返す。
3.効果等
以上のように、本実施の形態において、検査装置は、カメラ3と、鏡5a、5bと、出力部とを備える。出力部の一例は、情報処理装置6である。カメラ3は、本開示の「撮像部」の一例であり、被検査物10が配置される検査対象領域Rを撮像して撮像画像21を生成する。鏡5a、5bは、光を反射する少なくとも1つの鏡面を有する。出力部は、撮像画像21に基づいて検査対象に関する検査の結果を示す検査情報20を出力する。カメラ3及び鏡5a、5bは、撮像画像21において、被検査物10の外観を第1の方向から見た実像と、鏡面を介して第1の方向とは異なる第2の方向から外観を見た少なくとも1つの鏡像とが映るように配置される。
以上のように、本実施の形態において、検査装置は、カメラ3と、鏡5a、5bと、出力部とを備える。出力部の一例は、情報処理装置6である。カメラ3は、本開示の「撮像部」の一例であり、被検査物10が配置される検査対象領域Rを撮像して撮像画像21を生成する。鏡5a、5bは、光を反射する少なくとも1つの鏡面を有する。出力部は、撮像画像21に基づいて検査対象に関する検査の結果を示す検査情報20を出力する。カメラ3及び鏡5a、5bは、撮像画像21において、被検査物10の外観を第1の方向から見た実像と、鏡面を介して第1の方向とは異なる第2の方向から外観を見た少なくとも1つの鏡像とが映るように配置される。
これにより、被検査物10の外観について様々な角度から外観検査を行うことができる。例えば、被検査物10を上方から見ただけでは発見できない側面の傷を、検査情報20の撮像画像21を見ると発見できる。
カメラの数は、1つであってもよい。出力部は、単一のカメラ3のみの撮像画像21に基づいて、検査情報20を出力する。これにより、複数のカメラを用意する必要がなく、検査コストを低減することができる。また、簡易な検査装置の構成で外観検査を行うことができる。
鏡5a、5bは、検査対象領域Rの周囲に配置された複数の鏡面を有してもよい。具体的には、例えば、鏡5aの鏡面及び鏡5bの鏡面は、それぞれ検査対象領域Rの周囲の異なる位置に配置される。これにより、被検査物10の外観について様々な角度から外観検査を行うことができる。
検査対象は、被検査物10の全体であり、実像及び鏡像は、それぞれ被検査物10の外形全体の外観を表してもよい。これにより、被検査物10の外形全体の外観について様々な角度から外観検査を行うことができる。
鏡5a、5bは、対向配置された2つの鏡面を有してもよい。具体的には、例えば、鏡5aの鏡面及び鏡5bの鏡面は、対向して配置されてもよい。カメラ3は、撮像画像21において、被検査物10の外形全体の実像と、2つの鏡面のそれぞれにおける前記被検査物10の外形全体の鏡像とが映るように配置されてもよい。これにより、被検査物10の外形全体の外観について様々な角度から外観検査を行うことができる。
検査装置は、検査対象領域Rに向けて光を照射する光源4を更に備えてもよい。光源4の配光範囲は、検査対象領域R全体を含んでもよい。これにより、光源4は、検査対象領域Rを一時に照らすことができる。したがって、光源の配光範囲が被検査物の一部分であり、被検査物の外形全体の外観を検査できるように光源が被検査物の外形をスキャンする検査方式と比較すると、検査対象領域Rの全体が照らされるまで検査の完了を待つ必要がなく、検査時間を短縮できる。
カメラ3の画角範囲は、検査対象領域R全体を含んでもよい。これにより、カメラの画角範囲が検査対象領域Rの一部分であり、検査対象領域Rの全体を検査できるようにカメラが被検査物の外形をスキャンする検査方式と比較すると、カメラ3は、検査対象領域Rを一時に撮像することができ、検査時間を短縮できる。
出力部は、カメラ3による撮像画像を表示する表示装置であってもよい。検査者は、表示装置に表示された検査情報20を見ることによって、被検査物10の外観を検査することができる。
(実施の形態2)
図5は、実施の形態2に係る検査システム200の構成を示す図である。本実施の形態は、実施の形態1と鏡の構成が異なる。検査システム200は、多面鏡205を備える。多面鏡205は、4枚の鏡205a、205b、205c、及び205dで構成されている。鏡205aは鏡205bと対向し、鏡205cは鏡205dと対向している。このように、図5に示した例では、鏡205a、205b、205c、及び205dは、四角柱の側面を形成している。四角柱様の多面鏡205には頂面及び底面はなく、多面鏡205は中空の形状を有する。鏡205a、205b、205c、及び205dは、対向配置された2つの鏡面の組が2組である4つの鏡面を形成している。図5に示した例では、隣接する2つの鏡面が成す角度は、それぞれ90度である。
図5は、実施の形態2に係る検査システム200の構成を示す図である。本実施の形態は、実施の形態1と鏡の構成が異なる。検査システム200は、多面鏡205を備える。多面鏡205は、4枚の鏡205a、205b、205c、及び205dで構成されている。鏡205aは鏡205bと対向し、鏡205cは鏡205dと対向している。このように、図5に示した例では、鏡205a、205b、205c、及び205dは、四角柱の側面を形成している。四角柱様の多面鏡205には頂面及び底面はなく、多面鏡205は中空の形状を有する。鏡205a、205b、205c、及び205dは、対向配置された2つの鏡面の組が2組である4つの鏡面を形成している。図5に示した例では、隣接する2つの鏡面が成す角度は、それぞれ90度である。
上記の例では、多面鏡205が4枚の鏡で構成された例を説明したが、鏡の数はこれに限定されない。例えば、多面鏡は、対向配置された2つの鏡面の組を2組有する1つの鏡であってもよい。
検査システム200は、多面鏡205を所定の位置に保持するためのホルダ7を更に備える。ホルダ7は、情報処理装置6による制御によって移動できる可動式のホルダであってもよい。図5に示した例では、ホルダ7は多面鏡205を把持しているが、ホルダ7は多面鏡205を下側から支える台であってもよい。
検査システム200の動作の流れは、図3に示したものと同様である。
図6は、表示部65に表示される検査情報220の一例を示す図である。図6に示すように、本実施の形態では、カメラ3は、実施の形態1より多様な角度から見た被検査物10を撮像できる。
このように、本実施の形態では、多様な角度から見た被検査物10の撮像画像を含む検査情報220を表示部65に表示することにより、特定の角度から見ると発見しやすい傷等の欠陥を発見しやすくすることができる。
以上のように、本実施の形態において、検査装置は、対向配置された2つの鏡面の組が2組である4つの鏡面を有する多面鏡205を備える。これにより、被検査物10の外形全体の外観について4つ以上の様々な角度から外観検査を行うことができる。
(実施の形態3)
図7は、実施の形態3に係る検査システム300の構成を示す図である。本実施の形態は、実施の形態1及び2と鏡の構成が異なる。図1と比較すると、本実施の形態の検査システム300は、平面鏡である鏡5a、5bの代わりに、凹面鏡305a、305bを備える。
図7は、実施の形態3に係る検査システム300の構成を示す図である。本実施の形態は、実施の形態1及び2と鏡の構成が異なる。図1と比較すると、本実施の形態の検査システム300は、平面鏡である鏡5a、5bの代わりに、凹面鏡305a、305bを備える。
凹面鏡305a、305b及びカメラ3は、検査対象領域Rに配置された被検査物310によって反射された反射光が、凹面鏡305a、305bの鏡面で反射してカメラ3に入射するように、配置される。
凹面鏡305a、305bは、被検査物310の形状、性質等に応じて、カメラ3から見た場合に被検査物310の所望の部分が拡大されるように配置される。
図8は、表示部65に表示される検査情報320の一例を示す図である。検査情報320の撮像画像21中の凹面鏡305a、305bには、実施の形態1のように鏡が平面鏡である場合よりも拡大された被検査物310の鏡像310a、310bが映る。これにより、例えば被検査物310の側面に取り付けられたボタン等の部品311を詳細に検査すべき場合に、検査者は、凹面鏡305aに映った拡大された部品311の鏡像311aを検査することより、部品311の外観検査を詳細に行うことができる。
図9は、検査情報320の撮像画像21における、平面鏡5aに映った被検査物310の鏡像312aと、凹面鏡305aに映った被検査物310の鏡像310aとを示す模式図である。図9(a)には、平面鏡5aに映った被検査物310の鏡像が、図9(b)には、凹面鏡305aに映った被検査物310の鏡像が示されている。すなわち、図9(b)は、図8に示された撮像画像21中の凹面鏡305aの画像の拡大図である。
図9(a)に示された部品311の鏡像313aと比較すると、図9(b)に示された部品311の鏡像311aは拡大されている。したがって、本実施の形態では、部品311の外観検査を詳細に行うことができる。
以上のように、本実施の形態において、鏡は、凹面鏡305a、305bである。これにより、本実施形態の検査装置では、詳細に検査を行うべき被検査物310の部分が拡大されるため、当該部分の検査を高精度に行うことができる。
(実施の形態4)
図1、2、10及び11を参照して、本開示の実施の形態4について説明する。本実施の形態では、情報処理装置6は、機械学習によって構築された学習済みモデル64を用いて、被検査物10の状態が不良であるか否かを検知する。
図1、2、10及び11を参照して、本開示の実施の形態4について説明する。本実施の形態では、情報処理装置6は、機械学習によって構築された学習済みモデル64を用いて、被検査物10の状態が不良であるか否かを検知する。
学習済みモデル64は、例えば情報処理装置6の記憶部62に格納されている。学習済みモデル64は、例えば、制御部61が、畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional Neural Network、CNN)等のモデル(学習アルゴリズム)に対して、機械学習を行うことによって生成される。機械学習の一例は、予め用意された教師データを用いて、種々の被検査物10の撮像画像と、当該被検査物10が不良品であるか否かを示す情報との関係を学習させる教師あり学習である。CNNのようなモデルの教師あり学習は、例えば誤差逆伝播法を利用して、制御部61によって行われる。
図10は、教師データ63の一例を示す表である。教師データ63は、カメラ3から入力された被検査物10の撮像画像と、当該被検査物10が不良品であるか否かを示すラベルと、を関連付けたデータである。ラベルは、当該被検査物10についての検査結果であるとも言え、例えば検査者が操作部66を用いて制御部61に入力する。教師データ63は、記憶部62に格納される。
図10の表には、被検査物10の撮像画像が7つ示されている。これらの撮像画像には、当該被検査物10が不良品であるか否かを示すラベルが付されている。サンプル番号2の被検査物10には、側面に傷があるため、不良品であるとのラベルが付されている。同様に、サンプル番号3は汚れが付着しているため、サンプル番号4は欠けがあるため、サンプル番号6は打痕があるため、不良品であるとのラベルが付されている。
例えば複数の中間層を有するニューラルネットワークの教師あり学習によれば、上記のようなラベルと、不良品と判断される原因となった撮像画像と、の間の一定の相関関係に応じた識別能力を獲得する深層学習が実現可能である。
図11は、学習済みモデル64の生成フローの一例を示すフローチャートである。図11の生成フローは、例えば情報処理装置6の制御部61によって行われる。
まず、制御部61は、記憶部62から教師データ63のうちの1つ、例えば図10のサンプル番号1に関する教師データを取得する(S41)。
次に、制御部61は、取得した教師データをニューラルネットワーク等のモデルに学習させる(S42)。すなわち、制御部61は、取得した教師データにおける撮像画像の画像情報を学習中のモデルに入力して、当該モデルによる演算処理を行う。さらに、制御部61は、同モデルの処理結果の出力と、教師データにおいて対応するラベルとの比較により、ニューラルネットワークの各層間の重み付け係数等のパラメータを更新する。
制御部61は、ステップS41及びS42を、例えば必要な全ての教師データ63の学習を完了するまで繰り返す(S43)。
学習が完了すると(S43でYes)、制御部61は、学習済みモデル64を記憶部62に格納する(S44)。
以上のように生成された学習済みモデル64は、被検査物10の実際の検査時に用いられる。具体的に、検査システム100の情報処理装置6の制御部61は、図3のステップS4において、学習済みモデル64を用いて被検査物10の状態を識別し、不良か否かを判定する。制御部61は、本開示における「演算処理部」の一例である。
実施の形態1では、図3に示したステップS4において、検査者が表示部65に表示された検査情報20の撮像画像21を見て、良品ボタン22又は不良品ボタン23をクリックすることが必要であった。これに対して、本実施の形態では、ステップS4を制御部61が行うことができ、自動化を実現できる。したがって、検査工数を削減できるとともに、人的エラーを低減することができる。
また、例えば、凹面鏡に映った被検査物10の鏡像は歪んで見えるため、検査者が肉眼で外観検査を行いにくい。また、例えば、多面鏡を用いた場合、多数の鏡像が見えるため、検査者が肉眼で外観検査を行いにくい。これに対して、学習済みモデル64を用いると、検査者が肉眼では発見し難い不良を、より確実に発見することができ、検査の精度が増加する。
なお、図11のフローは、検査システム100における情報処理装置6とは別の情報処理装置において行われてもよい。この場合、教師データ63は、図11のフローを実行する情報処理装置の記憶部に格納されればよい。検査システム100における情報処理装置6の記憶部62には、生成された学習済みモデル64が格納されればよい。これによっても、検査システム100における被検査物10の実際の検査時に学習済みモデル64を適用して、検査の自動化を実現することができる。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1〜4を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1〜4に説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1〜4を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1〜4に説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
実施の形態1、2、3では検査者が被検査物の良否を判断し、実施の形態4では機械学習によって構築された学習済みモデル64が被検査物の良否を判断していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、機械学習によって構築された学習済みモデルを使わない一般的な判定プログラム(アルゴリズムベース)により被検査物の良否を判断させることも可能である。この場合、記憶部62に判定プログラムを記憶させれば良い。また、図3の、ステップS4を制御部61が行うことができ、自動化を実現できる。
実施の形態1では鏡5a、5bが対向配置された例を説明した。実施の形態2では、四角柱の側面を形成するように配置された多面鏡205の例を説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。本開示におけるカメラ3及び鏡の配置は、カメラ3が、ある角度から見た被検査物10の実像と、異なる角度から見た被検査物10の鏡像と、を撮像できるように配置されればよい。例えば、図12に示すように、検査システムは、カメラ3から見て被検査物10の後方に配置された鏡505aを備えてもよい。あるいは、例えば、図13に示すように、検査システムは、鏡505aに加えて、カメラ3から見て被検査物10を左右から挟むように対向配置された鏡505b、505cと、被検査物10の上方に配置された鏡505dとを更に備えてもよい。
また、鏡505bと鏡505cとは、平行に対向配置されなくてもよい。例えば、図14に示すように、鏡505b及び鏡505cは、鏡505bの鏡面を含む平面と、鏡505cの鏡面を含む平面とが、0°<θ<180°を満たす角度θをなすように配置されてもよい。
実施の形態1では、被検査物10からの光が鏡5aの鏡面で1回だけ反射してカメラ3に入射する例を説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されない。本開示におけるカメラ3及び鏡の配置は、カメラ3が、ある角度から見た被検査物10の実像と、異なる角度から見た被検査物10の鏡像と、を撮像できるように配置されればよい。
図15は、被検査物10、鏡5a、5b、及びカメラ3を図1の+x方向から見た図である。図15に示すように、被検査物10からある方向に反射された光は、鏡5aで反射され、さらに鏡5bで反射されてカメラ3に入射してもよい。
カメラ3、鏡5a、及び鏡5bをこのように配置するために、カメラ3は、可動ステージ8に取り付けられてもよい。可動ステージ8は、情報処理装置6の制御部61による制御により、例えば上下方向に移動できる。カメラ3に可動ステージ8を取り付ける代わりに、鏡5a、5b、及び被検査物10のうちの少なくとも1つが、これらを移動可能な可動部と、可動部を駆動する駆動部と、に取り付けられてもよい。
このように、撮像画像には、複数の鏡面の間における複数回の光の反射に基づく複数の鏡像が映ってもよい。これにより、被検査物10の外観について様々な角度から外観検査を行うことができる。
また、検査装置は、撮像画像が、被検査物10の外観を第1の方向から見た実像と、鏡面を介して第1の方向とは異なる第2の方向から外観を見た少なくとも1つの鏡像とを含むように、カメラ3、鏡5a、5b、及び被検査物10のうちの少なくとも1つを移動させる駆動部又は可動部を更に備えてもよい。
図16は、鏡5の配置の他の例を示す図である。図16には、箱状の物体50の検査を行うための検査システム500の一部が示されている。鏡5は、物体50の内部に配置されている。鏡5は、ホルダ7によって指示されている。ホルダ7は、情報処理装置6の制御部61による制御によって、例えば上下に移動可能である。
図17は、図16の物体50を上から見た図である。鏡5が物体50の内部に配置されているため、カメラ3は、鏡5に映った物体50の対象領域10を撮像できる。対象領域10は、被検査物である物体50の一部であって、本開示の「検査対象」の一例である。
このように、検査対象は、被検査物の一部であり、実像及び鏡像の少なくとも一方は、被検査物の一部の外観を表すものであってもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、被検査物の外観を検査する検査装置に適用可能である。
2 ステージ
3 カメラ
4 光源
5a、5b 鏡
6 情報処理装置
7 ホルダ
8 可動ステージ
10 被検査物
20 検査情報
21 撮像画像
22 良品ボタン
23 不良品ボタン
61 制御部
62 記憶部
63 教師データ
64 学習済みモデル
64 モデル
65 表示部
66 操作部
67 第1通信I/F
68 第2通信I/F
100 検査システム
3 カメラ
4 光源
5a、5b 鏡
6 情報処理装置
7 ホルダ
8 可動ステージ
10 被検査物
20 検査情報
21 撮像画像
22 良品ボタン
23 不良品ボタン
61 制御部
62 記憶部
63 教師データ
64 学習済みモデル
64 モデル
65 表示部
66 操作部
67 第1通信I/F
68 第2通信I/F
100 検査システム
Claims (13)
- 検査対象の外観を検査する検査装置であって、
前記検査対象が配置される検査対象領域を撮像して撮像画像を生成する撮像部と、
光を反射する少なくとも1つの鏡面を有する鏡と、
前記撮像画像に基づいて前記検査対象に関する検査の結果を示す情報を出力する出力部とを備え、
前記撮像部及び前記鏡は、前記撮像画像において、前記検査対象の外観を第1の方向から見た実像と、前記鏡面を介して前記第1の方向とは異なる第2の方向から当該外観を見た少なくとも1つの鏡像とが映るように配置され、
前記撮像部は、単一のカメラ装置で構成され、
前記出力部は、前記単一のカメラ装置のみの撮像画像に基づいて、前記検査の結果を示す情報を出力する、
検査装置。 - 前記鏡は、凹面鏡である、請求項1に記載の検査装置。
- 前記鏡は、前記検査対象領域の周囲に配置された複数の鏡面を有する、請求項1又は2に記載の検査装置。
- 前記撮像画像において、前記複数の鏡面の間における複数回の光の反射に基づく複数の鏡像が映る、請求項3に記載の検査装置。
- 前記検査対象は、被検査物の全体であり、
前記実像及び前記鏡像は、それぞれ前記被検査物の外形全体の外観を表す、請求項1〜4のいずれかに記載の検査装置。 - 前記鏡は、対向配置された2つの鏡面を有し、
前記撮像部が、前記撮像画像において、前記被検査物の外形全体の実像と、前記2つの鏡面のそれぞれにおける前記被検査物の外形全体の鏡像とが映るように配置された、請求項5に記載の検査装置。 - 前記鏡は、対向配置された2つの鏡面の組が2組である4つの鏡面を有し、
前記撮像部が、前記撮像画像において、前記被検査物の外形全体の実像と、前記4つの鏡面のそれぞれにおける前記被検査物の外形全体の鏡像とが映るように配置された、請求項5に記載の検査装置。 - 前記検査対象は、被検査物の一部であり、
前記実像及び前記鏡像の少なくとも一方は、前記被検査物の一部の外観を表す、請求項1〜4のいずれかに記載の検査装置。 - 前記検査対象領域に向けて光を照射する光源を更に備え、
前記光源の配光範囲は、前記検査対象領域全体を含む、請求項1〜8のいずれかに記載の検査装置。 - 前記撮像部の画角範囲は、前記検査対象領域全体を含む、請求項1〜9のいずれかに記載の検査装置。
- 前記出力部は、前記撮像部による撮像画像を表示する表示装置である、請求項1〜10のいずれかに記載の検査装置。
- 前記撮像部による撮像画像に基づいて、前記検査対象の状態を識別する演算処理部を更に備える、請求項1〜11のいずれかに記載の検査装置。
- 前記演算処理部は、不良品を示す画像情報を入力すると不良を示す識別情報を出力するように機械学習が行われた学習済みモデルを用いて、前記検査対象の状態を識別する、請求項12に記載の検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048891A JP2020148735A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019048891A JP2020148735A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020148735A true JP2020148735A (ja) | 2020-09-17 |
Family
ID=72429616
Family Applications (1)
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JP2019048891A Pending JP2020148735A (ja) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | 検査装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2020148735A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022054938A (ja) * | 2020-09-28 | 2022-04-07 | 株式会社リコー | 検査装置、検査システム、検査方法 |
-
2019
- 2019-03-15 JP JP2019048891A patent/JP2020148735A/ja active Pending
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JP2022054938A (ja) * | 2020-09-28 | 2022-04-07 | 株式会社リコー | 検査装置、検査システム、検査方法 |
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