JP3930333B2 - 物品表面の検査システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，物品表面を撮影した画像によって物品の外観を検査する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物品表面の状態を検査する方法として，一般に種々の方法が知られているが，とりわけＣＣＤカメラにより物品を撮影し，その画像を演算処理することによって物品表面の状態を検査する方法が採用されている。この場合，例えばＣＣＤカメラで撮影した画像中において被検査面を示している画素から１０点程度選択してそれらの輝度の平均値を標準値として定め，測定対象点の画素の輝度をこの標準値と比較して，物品表面の状態を検査することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，このような従来の検査方法によると，物品の表面状態の変化や，太陽光や室内照明などといった外部環境の変化，画像の撮影をするための照明の有無等により，検査結果が安定しないという問題があった。また一方，検査結果を安定させるために外部環境などの影響を排除するには，多大な投資が必要であった。
【０００４】
本発明の目的は，外部環境などに影響されずに安定して物品表面の状態を検査できる方法とシステムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは，希土類金属からなる円盤形状磁石のメッキされた表面をＣＣＤカメラで撮影し，その画像において色むら，シミ，膨れ，欠け等を観察し，種々検討した結果，被検査面（メッキ表面）の光学的測定値，特に輝度は外部環境や物品の種類によって異なるが，ＣＣＤカメラで撮影された画像中において被検査面を示している画素の輝度は，被検査面が平面もしくは曲率の小さい曲面である場合はほぼ一定な値を示し，±２０％程度の正規分布となり，一方，被検査面にシミや，膨れ，ヘアクラックなどの不良がある場合は，画像中においてその不良箇所を示している画素の輝度は，特異な値を示すことを見いだした。
【０００６】
かかる知見に基づき，本発明によれば，物品の被検査面をＣＣＤカメラにより撮影し，その画像によって物品表面を検査するシステムであって，物品のほぼ真上から照明する光源と物品の真上に位置するＣＣＤカメラとを備える検査手段と，物品の外周緑部を照明する光源と物品の真上に位置するＣＣＤカメラとを備える検査手段と，物品の表面に対して垂直な方向に対して斜めに傾いた光軸を中心として配置されている光源とＣＣＤカメラとを備える検査手段と，を備え，各ＣＣＤカメラで撮影された画像中において被検査面を示している画素から，点対称もしくは線対称である２つの画素を選択し，それらを比較することによって物品の表面を検査することを特徴とする，検査システムが提供される。
【０００７】
この検査システムは，被検査面を示している画素の全部について比較することが好ましい。また，２つの画素を選択するに際し，例えば点対称もしくは線対称である画素を選択することができる。選択された２つの画素について，例えば輝度を比較する。その場合，選択された２つの画素の輝度の比を求め，その比が所定の範囲外である画素が所定の数連続する場合に，物品表面の状態を不良と判断することができる。
【０００８】
この場合，制御装置による検査結果により，物品を分別する分別装置を備えていても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかる検査システム１の概略的な構成を示す平面図である。この実施の形態では，物品の一例であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系焼結磁石からなるワークＷの外観を連続的に検査する検査システム１として構成されている。
【００１０】
ワーク（希土類磁石）Ｗは，円形あるいは角形等の平板形状をなしている。このような平板形状をなすワークＷは，焼成によって得られた丸棒状や角棒状の焼結品をスライス状に切断することにより形成されており，例えば厚みが数ｍｍ程度で直径や一辺の長さが１０ｍｍ程度である。このため，ワークＷの表面Ｗ１と裏面Ｗ２はいずれも切断面に形成されている。
【００１１】
図１に示す検査システム１において，ワークＷが，ホッパー１０から整列フィーダー１１及びリニアフィーダー１２を経て供給されて切り出し装置１３によって一枚ずつ取り出され，第１のコンベア１４の始端部（図１では，第１の搬送コンベア１４の左端部）にワークＷが一枚ずつ供給される。整列フィーダー１１は，ホッパー１０から供給されたワークＷに振動を加えることにより，ワークＷの表面Ｗ１を上に向けた姿勢に揃えて，次のリニアフィーダー１２に受け渡すようになっている。切り出し装置１３は，図１において反時計回転方向に回転し，その搬送中においてワークＷの厚さを二つの厚さ検査装置１５，１６によって検査するようになっている。
【００１２】
第１のコンベア１４は，切り出し装置１３から受け渡されたワークＷの表面Ｗ１を上に向けた姿勢で，その始端部から終端部に向けて（図１中の右向きに）ワークＷを搬送していく。第１のコンベア１４の終端部（図１では，第１のコンベア１４の右端部）には，第２のコンベア２０の始端部（図１では，第２のコンベア２０の左端部）が接続されており，これら第１のコンベア１４と第２のコンベア２０によってワークＷを搬送する搬送装置を構成している。
【００１３】
第１のコンベア１４の終端部と第２のコンベア２０の始端部の接続箇所には，ワークＷを裏返しに反転させる反転装置２１が配置されている。反転装置２１は，第１のコンベア１４から受け渡されたワークＷを反転させ，ワークＷの裏面Ｗ２を上に向けた姿勢にさせるようになっている。第２のコンベア２０は，こうして反転装置２１によって裏面Ｗ２を上に向けた姿勢にさせられたワークＷを，その始端部から終端部に向けて（図１中の右向きに）搬送していく。
【００１４】
第１のコンベア１４に沿って，分別装置２５とワークＷの表面Ｗ１側の外観を検査する３つの検査手段２６，２７，２８が配置されている。分別装置２５は，厚さ検査装置１５，１６によって検査されたことにより，厚さが所定範囲にあると判定されたワークＷはそのまま第１のコンベア１４によって図１中の右向きに搬送させるが，厚さが所定範囲を越えていると判定されたワークＷは領域３０に排出させ，厚さが所定範囲未満と判定されたワークＷは領域３１に排出させる。これにより，厚さが所定範囲にあるワークＷだけが，次の検査手段２６，２７，２８に供給されるようになっている。
【００１５】
一方，第２のコンベア２０に沿って，ワークＷの裏面Ｗ２側の外観を検査する３つの検査手段３５，３６，３７と分別装置３８が配置されている。分別装置３８は，第１のコンベア１４に沿って配置された検査手段２６，２７，２８と第２のコンベア２０に沿って配置された検査手段３５，３６，３７によって検査したことにより，外観が正常であると判定されたワークＷは，第２のコンベア２０の終端部においてシュート４０を経て収納領域４１に搬出させるが，外観が不良であると判定されたワークＷは，第２のコンベア２０の終端部においてシュート４２を経て領域４３に搬出させ，外観が判定できなかったワークＷは，第２のコンベア２０の終端部においてシュート４５を経て領域４６に搬出させるようになっている。
【００１６】
ここで，第１のコンベア１４に沿って配置された検査手段２６と第２のコンベア２０に沿って配置された検査手段３５は同様の構成を有しており，図２は，これら検査手段２６，３５の説明図である。第１のコンベア１４もしくは第２のコンベア２０によって搬送されるワークＷの上方に光源５０が配置されており，この光源５０によりほぼ真上からワークＷを照明している。光源５０はリング形状をなしており，この光源５０からワークＷに照射された反射光が光源５０の中央に配置されたコンバージョンレンズ５１に入光し，ズームレンズ５２を経てＣＣＤカメラ５３によってワークＷの画像が撮影される。検査手段２６，３５においては，これらコンバージョンレンズ５１，ズームレンズ５２及びＣＣＤカメラ５３はいずれもワークＷの真上（検査手段２６にあってはワークＷの表面Ｗ１に対して垂直，検査手段３５にあっては裏面Ｗ２に対して垂直）に位置している。こうして，検査手段２６においては，第１のコンベア１４によって搬送されるワークＷの表面Ｗ１に対して垂直（真上）の方向から被検査面（表面Ｗ１）を撮影し，検査手段３５においては，第２のコンベア２０によって搬送されるワークＷの裏面Ｗ２に対して垂直（真上）の方向から被検査面（裏面Ｗ２）を撮影する。
【００１７】
また，第１のコンベア１４に沿って配置された検査手段２７と第２のコンベア２０に沿って配置された検査手段３６も，基本的には図２で説明した検査手段２６，３５と同様の構成を有しており，図３に示すように，リング状の光源５５によってワークＷを照明し，その反射光がコンバージョンレンズ５６に入光し，ズームレンズ５７を経てＣＣＤカメラ５８によってワークＷの画像が撮影されるようになっている。これらコンバージョンレンズ５６，ズームレンズ５７及びＣＣＤカメラ５８はいずれもワークＷの真上（検査手段２７にあってはワークＷの表面Ｗ１に対して垂直，検査手段３６にあっては裏面Ｗ２に対して垂直）に位置しており，検査手段２７においては，第１のコンベア１４によって搬送されるワークＷの表面Ｗ１に対して垂直の方向から撮影し，検査手段３６においては，第２のコンベア２０によって搬送されるワ−クＷの裏面Ｗ２に対して垂直の方向から撮影する。但し，これら検査手段２７，３６にあっては，光源５５が（光源５０に比べて）大径であり，ワークＷの周囲からワークＷの外周緑部に対して光を照射している。図示の形態にあっては，ワークＷの外周緑部に対して斜め４５°に下向きに光を照射するように構成されている。これにより，光源５５から照射された光はワークＷの外周緑部で反射するので，ＣＣＤカメラ５８はワークＷの外周緑部を撮影するようになっている。
【００１８】
また，第１のコンベア１４に沿って配置された検査手段２８と第２のコンベア２０に沿って配置された検査手段３７も，基本的には図２で説明した検査手段２６，３５と同様の構成を有しており，図４に示すように，リング状の光源６０によってワークＷを照明し，その反射光がコンバージョンレンズ６１に入光し，ズームレンズ６２を経てＣＣＤカメラ６３によってワークＷの画像が撮影されるようになっている。但し，先に説明した検査手段２６，３５や検査手段２７，３６がワークＷに対してほぼ真上から光を照射し，コンバージョンレンズ５１，５６，ズームレンズ５２，５７及びＣＣＤカメラ５３，５８がいずれもワークＷの真上（ワークＷの表面Ｗ１もしくは裏面Ｗ２に対して垂直）に配置されていたのに対し，この検査手段２８，３７にあっては，図４に示すように，光源６０とコンバージョンレンズ６１，ズームレンズ６２及びＣＣＤカメラ６３がいずれも，ワークＷの表面Ｗ１もしくは裏面Ｗ２に対して垂直な方向Ｘに対してα°だけ斜めに傾いた光軸Ｙを中心として配置されている点が異なっている。この場合，傾斜角αは，例えば５°〜１０°程度である。
【００１９】
なお，これら検査手段２６，３５の光源５０及び検査手段２８，３７の光源６０としては，例えばハロゲンランプのリング照明が用いられ，検査手段２７，３６の光源５５としては，例えばハロゲンランプの内径照射照明が用いられる。
【００２０】
また，これら検査手段２６，３５，検査手段２７，３６及び検査手段２８，３７において，コンバージョンレンズ５１，５６，６１としては，例えば清和光学製のＣＶ−０５（０．５倍），ＣＶ−０２５（０．２５倍）のレンズが用いられる。この場合，最大径が３２Φ以下の点対称形状のワークＷであればＣＶ−０２５（０．２５倍）のレンズを使用し，最大径が１６Φ以下の点対称形状のワークＷであればＣＶ−０５（０．５倍）のレンズを使用するなどといったように，ワークＷの大きさや検査基準などによって使用するレンズを変更すると良い。
【００２１】
また，これら検査手段２６，３５，検査手段２７，３６及び検査手段２８，３７において，ズームレンズ５２，５７，６２としては，例えば清和光学製のＭＳ−５０１（０．７５〜４．５）の高解像度ズームレンズが用いられる。ＣＣＤカメラ５３，５８，６３としては，例えば東京電子製のＣＳ３９１０（解像度１２８０×１０３０），竹中システム製のＦＣ−１３００（解像度１２８０×１０３０），ＳＯＮＹ製のＸＣ−７５００（解像度５１２×４８０）などが用いられる。なお，東京電子製のＣＳ３９１０及び竹中システム製のＦＣ−１３００には画像入力ボードとしてファースト製のＦＨＣ−３３１ＬＶを用いると良く，ＳＯＮＹ製のＸＣ−７５００には画像入力ボードとしてファースト製のＲＩＣＥ−００１を用いると良い。
【００２２】
図１に示すように，これら検査手段２６，３５，検査手段２７，３６及び検査手段２８，３７で撮影された画像は，制御装置７０に入力されるようになっている。制御装置７０は，こうして入力された画像によって後述するようにワークＷの表面を検査し，その検査結果に基づいて第２のコンベア２０の終端部に配置された分別装置３８を制御する。これにより，前述のように外観が正常なワークＷのみを収納領域４１に搬出させ，外観が不良のワークＷを領域４３に搬出させると共に，外観が判定できなかったワークＷを領域４６に搬出させるようになっている。
【００２３】
さて，以上のように構成された検査システム１において，表面Ｗ１を上に向けた姿勢にされたワークＷが，切り出し装置１３により第１のコンベア１４の始端部に一枚ずつ供給される。そして分別装置２５により，厚さが所定範囲にあるワークＷのみがそのまま第１のコンベア１４によって図１中の右向きに搬送されていく。
【００２４】
この搬送中において，検査手段２６，２７，２８によりワークＷの表面Ｗ１側の外観が検査される。即ち，先ず検査手段２６の光源５０で照明され，ＣＣＤカメラ５３によってワークＷの表面Ｗ１の画像が撮影されて，その画像が制御装置７０に入力される。こうしてＣＣＤカメラ５３で撮影され，制御装置７０に入力されるワークＷの表面Ｗ１の画像Ａは，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が円形である場合は図５に示すように円形状の被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を映し出すこととなり，また，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が四角形である場合は図６に示すように四角形状の被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を映し出すこととなる。
【００２５】
そして，制御装置７０では，この画像Ａ中において被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素から任意の２つの画素ａ，ｂを選択し，それらを比較することによってワークＷの表面Ｗ１を検査する。この場合，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）が円形状の如き点対称の形状であれば，図５に示すように，中心点Ｏについて点対称となる２つの画素ａ，ｂをそれぞれ選択し，それらを一々比較する。即ち，図５に示す例について具体的に説明すれば，画素ａ１と画素ｂ１を比較し，画素ａ２と画素ｂ２を比較し，画素ａ３と画素ｂ３を比較し，画素ａ４と画素ｂ４を比較し，画素ａ５と画素ｂ５を比較し，画素ａ６と画素ｂ６を比較し，画素ａ７と画素ｂ７を比較し，画素ａ８と画素ｂ８を比較し，画素ａ９と画素ｂ９を比較し，画素ａ１０と画素ｂ１０を比較し，画素ａ１１と画素ｂ１１を比較し，画素ａ１２と画素ｂ１２を比較し，画素ａ１３と画素ｂ１３を比較し，画素ａ１４と画素ｂ１４を比較し，画素ａ１５と画素ｂ１５を比較し，画素ａ１６と画素ｂ１６を比較する。こうして，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ１〜ａ１６及びｂ１〜ｂ１６の全部について比較する。
【００２６】
また，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）が四角形状の如き線対称の形状であれば，図６に示すように，中心線Ｌについて線対称となる２つの画素をそれぞれ選択し，それらを一々比較する。即ち，図６に示す例について具体的に説明すれば，画素ａ１と画素ｂ１を比較し，画素ａ２と画素ｂ２を比較し，画素ａ３と画素ｂ３を比較し，画素ａ４と画素ｂ４を比較し，画素ａ５と画素ｂ５を比較し，画素ａ６と画素ｂ６を比較し，画素ａ７と画素ｂ７を比較し，画素ａ８と画素ｂ８を比較し，画素ａ９と画素ｂ９を比較し，画素ａ１０と画素ｂ１０を比較し，画素ａ１１と画素ｂ１１を比較し，画素ａ１２と画素ｂ１２を比較し，画素ａ１３と画素ｂ１３を比較し，画素ａ１４と画素ｂ１４を比較し，画素ａ１５と画素ｂ１５を比較し，画素ａ１６と画素ｂ１６を比較し，画素ａ１７と画素ｂ１７を比較し，画素ａ１８と画素ｂ１８を比較する。こうして，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ１〜ａ１８及びｂ１〜ｂ１８の全部について比較する。
【００２７】
そして，このように各画素ａ，ｂ同士を比較する場合，それぞれ選択された２つの画素ａ，ｂの輝度Ｂを一々比較することによって，各画素ａ，ｂで示されるワークＷの表面Ｗ１の各箇所を全体に渡って検査することができる。即ち，ワークＷの表面Ｗ１に不良がない場合は，ＣＣＤカメラ５３で撮影された画像Ａ中において被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している各画素ａ，ｂの輝度は，ワークＷの表面Ｗ１が平面もしくは曲率の小さい曲面であればほぼ一定な値を示し，±２０％程度の正規分布となる。一方，ワークＷの表面Ｗ１に色むら，シミ，膨れ，ヘアクラック，欠けなどといった不良が存在する場合は，その不良が存在する箇所を示す画素ａ，ｂは，輝度Ｂが特異な値を示すこととなる。従って，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している各画素ａ，ｂの輝度Ｂの比をそれぞれ求め，全ての比が所定の範囲内であれば（±２０％程度の正規分布から外れない場合は）ワークＷの表面Ｗ１に不良がないと判断することができ，一方，その比が所定の範囲外となる箇所が存在する場合は（±２０％程度の正規分布から外れる画素がある場合は），ワークＷの表面Ｗ１が不良であると判断することが可能となる。
【００２８】
ここで，通常は，色むら，シミ，膨れ，ヘアクラック，欠けなどといった不良はワークＷの表面Ｗ１において相当の範囲に形成されている場合が多く，このため，色むら，シミ，膨れ，ヘアクラック，欠けなどといった不良が存在すると，画像Ａ中において被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している各画素ａ，ｂの輝度は，複数の画素ａ，ｂに渡り連続して特異な値を示すことが多い。従って，複数の隣接する画素ａ，ｂに渡って輝度Ｂの比が所定の範囲外となった場合に，ワークＷの表面Ｗ１の状態を不良と判断するようにしても良い。
【００２９】
こうして，検査手段２６のＣＣＤカメラ５３で撮影された画像による検査が行われることに引き続き，次に検査手段２７の光源５５で照明され，ＣＣＤカメラ５８によってワークＷの表面Ｗ１の外周緑部の画像が撮影されて，その画像が制御装置７０に入力される。こうしてＣＣＤカメラ５８で撮影され，制御装置７０に入力されるワークＷの表面Ｗ１の外周緑部の画像Ａ’は，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が円形である場合は図７に示すように円形状に細く連続した被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周緑部）を映し出すこととなり，また，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が四角形である場合は図８に示すように四角形状に細く連続した被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周緑部）を映し出すこととなる。
【００３０】
そして，制御装置７０では，先と同様に，この画像Ａ’中においても被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周緑部）を示している画素から任意の２つの画素ａ，ｂを選択し，それらを比較することによってワークＷの表面Ｗ１を検査する。この場合，ワークＷの表面Ｗ１が円形状の如き点対称の形状であれば，図７に示すように，中心点Ｏについて点対称となる２つの画素ａ，ｂをそれぞれ選択し，それらを一々比較する。即ち，図７に示す例について具体的に説明すれば，画素ａ１と画素ｂ１を比較し，画素ａ２と画素ｂ２を比較し，画素ａ３と画素ｂ３を比較し，画素ａ４と画素ｂ４を比較し，画素ａ５と画素ｂ５を比較し，画素ａ６と画素ｂ６を比較し，画素ａ７と画素ｂ７を比較し，画素ａ８と画素ｂ８を比較し，画素ａ９と画素ｂ９を比較し，画素ａ１０と画素ｂ１０を比較する。こうして，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周縁部）を示している画素ａ１〜ａ１０及びｂ１〜ｂ１０の全部について比較する。
【００３１】
また，ワークＷの表面Ｗ１が四角形状の如き線対称の形状であれば，図８に示すように，中心線Ｌについて線対称となる２つの画素を選択し，それらをそれぞれ比較する。即ち，図８に示す例について具体的に説明すれば，画素ａ１と画素ｂ１を比較し，画素ａ２と画素ｂ２を比較し，画素ａ３と画素ｂ３を比較し，画素ａ４と画素ｂ４を比較し，画素ａ５と画素ｂ５を比較し，画素ａ６と画素ｂ６を比較し，画素ａ７と画素ｂ７を比較し，画素ａ８と画素ｂ８を比較し，画素ａ９と画素ｂ９を比較し，画素ａ１０と画素ｂ１０を比較する。こうして，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周縁部）を示している画素ａ１〜ａ１０及びｂ１〜ｂ１０の全部について比較する。
【００３２】
そして，このようにワークＷの表面Ｗ１の外周縁部を示す各画素ａ，ｂ同士を比較する場合も同様に，それぞれ選択された２つの画素ａ，ｂの輝度Ｂを比較することによって，各画素ａ，ｂで示されるワークＷの表面Ｗ１の外周縁部の各箇所を検査することができる。この場合も，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周縁部）を示している各画素ａ，ｂの輝度Ｂの比をそれぞれ求め，その比によってワークＷの表面Ｗ１の外周縁部に不良があるかないかを判断することが可能となる。また，複数の隣接する画素ａ，ｂに渡って輝度Ｂの比が所定の範囲外となった場合に，ワークＷの表面Ｗ１の外周縁部の状態を不良と判断するようにしても良い。
【００３３】
また，こうして検査手段２７のＣＣＤカメラ５８で撮影された画像による検査が行われることに引き続き，更に検査手段２８の光源６０で照明され，ＣＣＤカメラ６３によってワークＷの表面Ｗ１の画像が撮影されて，その画像が制御装置７０に入力される。こうしてＣＣＤカメラ６３で撮影され，制御装置７０に入力されるワークＷの表面Ｗ１の画像Ａは，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が円形であれば，先に図５で説明したように円形状の被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を映し出すこととなり，また，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が四角形であれば，先に図６で説明したように四角形状の被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を映し出すこととなる。
【００３４】
そして，制御装置７０では，先と同様に，この画像Ａ中においても被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素から任意の２つの画素ａ，ｂを選択し，それらを比較することによってワークＷの表面Ｗ１の外周緑部を検査する。この場合，ワークＷの表面Ｗ１が円形状の如き点対称の形状であれば，先に図５で説明したように，中心点Ｏについて点対称となる画素ａ１と画素ｂ１，画素ａ２と画素ｂ２，画素ａ３と画素ｂ３，画素ａ４と画素ｂ４，画素ａ５と画素ｂ５，画素ａ６と画素ｂ６，画素ａ７と画素ｂ７，画素ａ８と画素ｂ８，画素ａ９と画素ｂ９，画素ａ１０と画素ｂ１０，画素ａ１１と画素ｂ１１，画素ａ１２と画素ｂ１２，画素ａ１３と画素ｂ１３，画素ａ１４と画素ｂ１４，画素ａ１５と画素ｂ１５，画素ａ１６と画素ｂ１６をそれぞれ比較することにより，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ１〜ａ１６及びｂ１〜ｂ１６の全部について比較する。
【００３５】
また，ワークＷの表面Ｗ１が四角形状の如き線対称の形状であれば，先に図６で説明したように，中心線Ｌについて線対称となる画素ａ１と画素ｂ１，画素ａ２と画素ｂ２，画素ａ３と画素ｂ３，画素ａ４と画素ｂ４，画素ａ５と画素ｂ５，画素ａ６と画素ｂ６，画素ａ７と画素ｂ７，画素ａ８と画素ｂ８，画素ａ９と画素ｂ９，画素ａ１０と画素ｂ１０，画素ａ１１と画素ｂ１１，画素ａ１２と画素ｂ１２，画素ａ１３と画素ｂ１３，画素ａ１４と画素ｂ１４，画素ａ１５と画素ｂ１５，画素ａ１６と画素ｂ１６，画素ａ１７と画素ｂ１７，画素ａ１８と画素ｂ１８をそれぞれ比較することにより，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ１〜ａ１８及びｂ１〜ｂ１８の全部について比較する。
【００３６】
この場合，先に図４で説明したように，検査手段２８では，照明６０とコンバージョンレンズ６１，ズームレンズ６２及びＣＣＤカメラ６３がいずれもワークＷの表面Ｗ１に対して斜めに傾いて配置されるため，例えばワークＷの表面Ｗ１に凹凸があれば，該凹凸により被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ，ｂにおいて明暗が現れることになる。
【００３７】
このため，制御装置７０は，検査手段２８のＣＣＤカメラ６３で撮影された画像によって，ワークＷの表面Ｗ１における凹凸の有無を判断することができる。なお，この場合も，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している各画素ａ，ｂの輝度Ｂの比をそれぞれ求め，その比によってワークＷの表面Ｗ１に不良（凹凸）があるかないかを判断することが可能となる。また，複数の隣接する画素ａ，ｂに渡って輝度Ｂの比が所定の範囲外となった場合に，ワークＷの表面Ｗ１の状態を不良と判断するようにしても良い。
【００３８】
以上のようにして，第１のコンベア１４による搬送中において，検査手段２６，２７，２８により，ワークＷの表面Ｗ１側の外観が総合的に検査される。こうして検査手段２６，２７，２８における検査がそれぞれ行われた後，ワークＷは，第１のコンベア１４によって第１のコンベア１４の終端部まで搬送され，反転装置２１にて裏返しに反転させられた後，裏面Ｗ２を上に向けた姿勢にされたワークＷが第２のコンベア２０の始端部に供給される。そして，ワークＷは，裏面Ｗ２を上に向けた姿勢で，第２のコンベア２０によって図１中の右向きに搬送されていく。
【００３９】
この第２のコンベア２０による搬送中において，先に検査手段２６，２７，２８によってワークＷの表面Ｗ１側の検査をした場合と同様に，検査手段３５，３６，３７によってワークＷの裏面Ｗ２側の検査がそれぞれ行われる。こうして，制御装置７０では，ワークＷの表面Ｗ１側及び裏面Ｗ２側の状態を総合的に判断されることになる。そして，表面Ｗ１側と裏面Ｗ２側の両方の外観が検査されたワークＷが第２のコンベア２０の終端部に搬送されてくると，制御装置７０の制御により，分別装置３８における分別が行われ，外観が正常なワークＷのみが収納領域４１に搬出されることとなる。従って，この検査システム１によれば，ワークＷの表面Ｗ１及び裏面Ｗ２やそれらの外周緑部における欠け，クラック，凹凸などといった形状不良の有無を容易に検査でき，暇癖のない外観が正常なワークＷのみを選別して得ることが可能となる。
【００４０】
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが，本発明は以上に示した形態に限定されない。検査の対象となる物品は，希土類磁石等のワークＷに限らず，その他種々の物品の外観検査について本発明を適用できる。また，第１のコンベア１４に沿って検査手段２６，２７，２８のいずれか一つを配置しても良いし，第１のコンベア１４に沿って検査手段２６，２７，２８を任意の組合せで配置しても良い。また同様に，第２のコンベア２０に沿って検査手段３５，３６，３７のいずれか一つを配置しても良いし，第２のコンベア２０に沿って検査手段３５，３６，３７を任意の組合せで配置しても良い。
【００４１】
検査対象となる物品の被検査面は，色調，粗さ，メッキの有無などによる光沢等により輝度が異なってくるので，ＣＣＤカメラには隣接して照明光源を設置するのが一般的である。光源は，蛍光灯などの一般的な照明でも良いが，リング状のハロゲンランプで５００ルクスから２００００ルクスの明るさで被検査面を上方から均一に照明することが好ましい。また，ＣＣＤカメラは，色調を検査する場合にはカラーＣＣＤが必要であるが，希土類焼結磁石の表面を検査する場合などは，モノカラーのＣＣＤカメラで十分である。ＣＣＤカメラの画素は，３０万画素以上好ましくは１００万画素以上必要であり，画素が多いほど微細な検査ができるがノイズも増加するので，検査の状況に応じた選択が必要である。
【００４２】
また，ＣＣＤカメラによって撮影する場合，絞りは一般的には全開で行う。シャッタースピードは１／１０００から１／１００００秒で撮影することが望ましい。なお，被検査面が円形状の如き点対称の形状であれば，図５で説明したように，中心点Ｏについて点対称となる２つの画素をそれぞれ選択し，それらを比較することが好ましい。また，被検査面が四角形状の如き線対称の形状であれば，図６で説明したように，中心線Ｌについて線対称となる２つの画素をそれぞれ選択し，それら比較することが好ましい。
【００４３】
また，選択した２つの画素の輝度を比較して検査する場合，本発明者らの知見によれば，輝度の比が０．７〜１．３の間であれば，正常と判断して差し支えないが，検査の種類により，正常と判断される輝度の比の範囲は任意に設定することができる。この範囲が狭すぎると良品を不良品と判断する心配があり，逆に広すぎると不良品を良品と判断する心配がある。それらの事情を予め勘案して，不良品を判断するしきい値を適当に設定し，判定用のプログラムに組み込んで良否を判定する必要がある。これら一連の操作は，制御装置内にインストールされたプログラムによって行えば，連続的に効率の良い外観検査を実施できるようになる。また，判断を良不良２段階だけでなく，３段階以上にふるい分けし，検査を繰り返したり，目視による検査を一部導入することにより，さらにきめこまかい検査を実施することができる。
【００４４】
【実施例】
図１等で説明した本発明の検査システムにおいて，直径６．５ｍｍ，厚み１．０ｍｍの円盤形状のＮｄ−Ｆｅ−Ｃ−Ｂ系焼結磁石をワークとして，一定速度５０ｍｍ／ｓｅｃで搬送させながら，ワークの外観を連続的に検査した。清和光学製ＭＳ−５０１高解像度レンズを装着した東京電子製ＣＳ−３９１０型ＣＣＤカメラ（１４１万画素）を使用し，光源は清和光学製ＨＬ−２８−２０００（２８φ）リング状のハロゲンランプを用いた。ワークの外形を包絡処理して形状を求め，その中心がＣＣＤカメラの中心に来たときに撮影した。絞りは全開とし，シャッタースピードは１／２０００ｓｅｃである。点対称となる画素を選択し，両者の輝度の比が１．４以上を異常とし，異常となった画素が４５０以上連続した時に，外観が不良と判断するように設定した。１０００個のワークについて本発明による検査を行った。実施例に供される試験について，目視によっても検査を行い，目視による検査結果を正解とした。
【００４５】
また，比較例の検査方法として，ＣＣＤカメラで撮影した画像中において被検査面を示している画素から１０点程度選択してそれらの輝度の平均値を標準値として定め，測定対象点の画素の輝度をこの標準値と比較して，物品表面の状態を検査した。本発明の実施例と比較例を比較したところ，表１のようになり，本発明の実施例は，比較例に比べて，良品の正解率，不良品の正解率がいずれも勝っていた。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば，物品の外観を安定して検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかる検査システムの概略的な構成を示す平面図である。
【図２】 検査手段の説明図である。
【図３】 光源が大径の検査手段の説明図である。
【図４】 光軸が傾斜した検査手段の説明図である。
【図５】 被検査面が円形状であるワークの中心点について点対称となる２つの画素を選択する状態の説明図である。
【図６】 被検査面が四角形状であるワークの中心線について線対称となる２つの画素を選択する状態の説明図である。
【図７】 被検査面が円形状であるワークの中心点について点対称となる２つの画素を選択する状態の説明図であり，外周緑部を検査する場合を示している。
【図８】 被検査面が四角形状であるワークの中心線について線対称となる２つの画素を選択する状態の説明図であり，外周縁部を検査する場合を示している。
【発明の属する技術分野】
本発明は，物品表面を撮影した画像によって物品の外観を検査する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物品表面の状態を検査する方法として，一般に種々の方法が知られているが，とりわけＣＣＤカメラにより物品を撮影し，その画像を演算処理することによって物品表面の状態を検査する方法が採用されている。この場合，例えばＣＣＤカメラで撮影した画像中において被検査面を示している画素から１０点程度選択してそれらの輝度の平均値を標準値として定め，測定対象点の画素の輝度をこの標準値と比較して，物品表面の状態を検査することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，このような従来の検査方法によると，物品の表面状態の変化や，太陽光や室内照明などといった外部環境の変化，画像の撮影をするための照明の有無等により，検査結果が安定しないという問題があった。また一方，検査結果を安定させるために外部環境などの影響を排除するには，多大な投資が必要であった。
【０００４】
本発明の目的は，外部環境などに影響されずに安定して物品表面の状態を検査できる方法とシステムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは，希土類金属からなる円盤形状磁石のメッキされた表面をＣＣＤカメラで撮影し，その画像において色むら，シミ，膨れ，欠け等を観察し，種々検討した結果，被検査面（メッキ表面）の光学的測定値，特に輝度は外部環境や物品の種類によって異なるが，ＣＣＤカメラで撮影された画像中において被検査面を示している画素の輝度は，被検査面が平面もしくは曲率の小さい曲面である場合はほぼ一定な値を示し，±２０％程度の正規分布となり，一方，被検査面にシミや，膨れ，ヘアクラックなどの不良がある場合は，画像中においてその不良箇所を示している画素の輝度は，特異な値を示すことを見いだした。
【０００６】
かかる知見に基づき，本発明によれば，物品の被検査面をＣＣＤカメラにより撮影し，その画像によって物品表面を検査するシステムであって，物品のほぼ真上から照明する光源と物品の真上に位置するＣＣＤカメラとを備える検査手段と，物品の外周緑部を照明する光源と物品の真上に位置するＣＣＤカメラとを備える検査手段と，物品の表面に対して垂直な方向に対して斜めに傾いた光軸を中心として配置されている光源とＣＣＤカメラとを備える検査手段と，を備え，各ＣＣＤカメラで撮影された画像中において被検査面を示している画素から，点対称もしくは線対称である２つの画素を選択し，それらを比較することによって物品の表面を検査することを特徴とする，検査システムが提供される。
【０００７】
この検査システムは，被検査面を示している画素の全部について比較することが好ましい。また，２つの画素を選択するに際し，例えば点対称もしくは線対称である画素を選択することができる。選択された２つの画素について，例えば輝度を比較する。その場合，選択された２つの画素の輝度の比を求め，その比が所定の範囲外である画素が所定の数連続する場合に，物品表面の状態を不良と判断することができる。
【０００８】
この場合，制御装置による検査結果により，物品を分別する分別装置を備えていても良い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかる検査システム１の概略的な構成を示す平面図である。この実施の形態では，物品の一例であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系焼結磁石からなるワークＷの外観を連続的に検査する検査システム１として構成されている。
【００１０】
ワーク（希土類磁石）Ｗは，円形あるいは角形等の平板形状をなしている。このような平板形状をなすワークＷは，焼成によって得られた丸棒状や角棒状の焼結品をスライス状に切断することにより形成されており，例えば厚みが数ｍｍ程度で直径や一辺の長さが１０ｍｍ程度である。このため，ワークＷの表面Ｗ１と裏面Ｗ２はいずれも切断面に形成されている。
【００１１】
図１に示す検査システム１において，ワークＷが，ホッパー１０から整列フィーダー１１及びリニアフィーダー１２を経て供給されて切り出し装置１３によって一枚ずつ取り出され，第１のコンベア１４の始端部（図１では，第１の搬送コンベア１４の左端部）にワークＷが一枚ずつ供給される。整列フィーダー１１は，ホッパー１０から供給されたワークＷに振動を加えることにより，ワークＷの表面Ｗ１を上に向けた姿勢に揃えて，次のリニアフィーダー１２に受け渡すようになっている。切り出し装置１３は，図１において反時計回転方向に回転し，その搬送中においてワークＷの厚さを二つの厚さ検査装置１５，１６によって検査するようになっている。
【００１２】
第１のコンベア１４は，切り出し装置１３から受け渡されたワークＷの表面Ｗ１を上に向けた姿勢で，その始端部から終端部に向けて（図１中の右向きに）ワークＷを搬送していく。第１のコンベア１４の終端部（図１では，第１のコンベア１４の右端部）には，第２のコンベア２０の始端部（図１では，第２のコンベア２０の左端部）が接続されており，これら第１のコンベア１４と第２のコンベア２０によってワークＷを搬送する搬送装置を構成している。
【００１３】
第１のコンベア１４の終端部と第２のコンベア２０の始端部の接続箇所には，ワークＷを裏返しに反転させる反転装置２１が配置されている。反転装置２１は，第１のコンベア１４から受け渡されたワークＷを反転させ，ワークＷの裏面Ｗ２を上に向けた姿勢にさせるようになっている。第２のコンベア２０は，こうして反転装置２１によって裏面Ｗ２を上に向けた姿勢にさせられたワークＷを，その始端部から終端部に向けて（図１中の右向きに）搬送していく。
【００１４】
第１のコンベア１４に沿って，分別装置２５とワークＷの表面Ｗ１側の外観を検査する３つの検査手段２６，２７，２８が配置されている。分別装置２５は，厚さ検査装置１５，１６によって検査されたことにより，厚さが所定範囲にあると判定されたワークＷはそのまま第１のコンベア１４によって図１中の右向きに搬送させるが，厚さが所定範囲を越えていると判定されたワークＷは領域３０に排出させ，厚さが所定範囲未満と判定されたワークＷは領域３１に排出させる。これにより，厚さが所定範囲にあるワークＷだけが，次の検査手段２６，２７，２８に供給されるようになっている。
【００１５】
一方，第２のコンベア２０に沿って，ワークＷの裏面Ｗ２側の外観を検査する３つの検査手段３５，３６，３７と分別装置３８が配置されている。分別装置３８は，第１のコンベア１４に沿って配置された検査手段２６，２７，２８と第２のコンベア２０に沿って配置された検査手段３５，３６，３７によって検査したことにより，外観が正常であると判定されたワークＷは，第２のコンベア２０の終端部においてシュート４０を経て収納領域４１に搬出させるが，外観が不良であると判定されたワークＷは，第２のコンベア２０の終端部においてシュート４２を経て領域４３に搬出させ，外観が判定できなかったワークＷは，第２のコンベア２０の終端部においてシュート４５を経て領域４６に搬出させるようになっている。
【００１６】
ここで，第１のコンベア１４に沿って配置された検査手段２６と第２のコンベア２０に沿って配置された検査手段３５は同様の構成を有しており，図２は，これら検査手段２６，３５の説明図である。第１のコンベア１４もしくは第２のコンベア２０によって搬送されるワークＷの上方に光源５０が配置されており，この光源５０によりほぼ真上からワークＷを照明している。光源５０はリング形状をなしており，この光源５０からワークＷに照射された反射光が光源５０の中央に配置されたコンバージョンレンズ５１に入光し，ズームレンズ５２を経てＣＣＤカメラ５３によってワークＷの画像が撮影される。検査手段２６，３５においては，これらコンバージョンレンズ５１，ズームレンズ５２及びＣＣＤカメラ５３はいずれもワークＷの真上（検査手段２６にあってはワークＷの表面Ｗ１に対して垂直，検査手段３５にあっては裏面Ｗ２に対して垂直）に位置している。こうして，検査手段２６においては，第１のコンベア１４によって搬送されるワークＷの表面Ｗ１に対して垂直（真上）の方向から被検査面（表面Ｗ１）を撮影し，検査手段３５においては，第２のコンベア２０によって搬送されるワークＷの裏面Ｗ２に対して垂直（真上）の方向から被検査面（裏面Ｗ２）を撮影する。
【００１７】
また，第１のコンベア１４に沿って配置された検査手段２７と第２のコンベア２０に沿って配置された検査手段３６も，基本的には図２で説明した検査手段２６，３５と同様の構成を有しており，図３に示すように，リング状の光源５５によってワークＷを照明し，その反射光がコンバージョンレンズ５６に入光し，ズームレンズ５７を経てＣＣＤカメラ５８によってワークＷの画像が撮影されるようになっている。これらコンバージョンレンズ５６，ズームレンズ５７及びＣＣＤカメラ５８はいずれもワークＷの真上（検査手段２７にあってはワークＷの表面Ｗ１に対して垂直，検査手段３６にあっては裏面Ｗ２に対して垂直）に位置しており，検査手段２７においては，第１のコンベア１４によって搬送されるワークＷの表面Ｗ１に対して垂直の方向から撮影し，検査手段３６においては，第２のコンベア２０によって搬送されるワ−クＷの裏面Ｗ２に対して垂直の方向から撮影する。但し，これら検査手段２７，３６にあっては，光源５５が（光源５０に比べて）大径であり，ワークＷの周囲からワークＷの外周緑部に対して光を照射している。図示の形態にあっては，ワークＷの外周緑部に対して斜め４５°に下向きに光を照射するように構成されている。これにより，光源５５から照射された光はワークＷの外周緑部で反射するので，ＣＣＤカメラ５８はワークＷの外周緑部を撮影するようになっている。
【００１８】
また，第１のコンベア１４に沿って配置された検査手段２８と第２のコンベア２０に沿って配置された検査手段３７も，基本的には図２で説明した検査手段２６，３５と同様の構成を有しており，図４に示すように，リング状の光源６０によってワークＷを照明し，その反射光がコンバージョンレンズ６１に入光し，ズームレンズ６２を経てＣＣＤカメラ６３によってワークＷの画像が撮影されるようになっている。但し，先に説明した検査手段２６，３５や検査手段２７，３６がワークＷに対してほぼ真上から光を照射し，コンバージョンレンズ５１，５６，ズームレンズ５２，５７及びＣＣＤカメラ５３，５８がいずれもワークＷの真上（ワークＷの表面Ｗ１もしくは裏面Ｗ２に対して垂直）に配置されていたのに対し，この検査手段２８，３７にあっては，図４に示すように，光源６０とコンバージョンレンズ６１，ズームレンズ６２及びＣＣＤカメラ６３がいずれも，ワークＷの表面Ｗ１もしくは裏面Ｗ２に対して垂直な方向Ｘに対してα°だけ斜めに傾いた光軸Ｙを中心として配置されている点が異なっている。この場合，傾斜角αは，例えば５°〜１０°程度である。
【００１９】
なお，これら検査手段２６，３５の光源５０及び検査手段２８，３７の光源６０としては，例えばハロゲンランプのリング照明が用いられ，検査手段２７，３６の光源５５としては，例えばハロゲンランプの内径照射照明が用いられる。
【００２０】
また，これら検査手段２６，３５，検査手段２７，３６及び検査手段２８，３７において，コンバージョンレンズ５１，５６，６１としては，例えば清和光学製のＣＶ−０５（０．５倍），ＣＶ−０２５（０．２５倍）のレンズが用いられる。この場合，最大径が３２Φ以下の点対称形状のワークＷであればＣＶ−０２５（０．２５倍）のレンズを使用し，最大径が１６Φ以下の点対称形状のワークＷであればＣＶ−０５（０．５倍）のレンズを使用するなどといったように，ワークＷの大きさや検査基準などによって使用するレンズを変更すると良い。
【００２１】
また，これら検査手段２６，３５，検査手段２７，３６及び検査手段２８，３７において，ズームレンズ５２，５７，６２としては，例えば清和光学製のＭＳ−５０１（０．７５〜４．５）の高解像度ズームレンズが用いられる。ＣＣＤカメラ５３，５８，６３としては，例えば東京電子製のＣＳ３９１０（解像度１２８０×１０３０），竹中システム製のＦＣ−１３００（解像度１２８０×１０３０），ＳＯＮＹ製のＸＣ−７５００（解像度５１２×４８０）などが用いられる。なお，東京電子製のＣＳ３９１０及び竹中システム製のＦＣ−１３００には画像入力ボードとしてファースト製のＦＨＣ−３３１ＬＶを用いると良く，ＳＯＮＹ製のＸＣ−７５００には画像入力ボードとしてファースト製のＲＩＣＥ−００１を用いると良い。
【００２２】
図１に示すように，これら検査手段２６，３５，検査手段２７，３６及び検査手段２８，３７で撮影された画像は，制御装置７０に入力されるようになっている。制御装置７０は，こうして入力された画像によって後述するようにワークＷの表面を検査し，その検査結果に基づいて第２のコンベア２０の終端部に配置された分別装置３８を制御する。これにより，前述のように外観が正常なワークＷのみを収納領域４１に搬出させ，外観が不良のワークＷを領域４３に搬出させると共に，外観が判定できなかったワークＷを領域４６に搬出させるようになっている。
【００２３】
さて，以上のように構成された検査システム１において，表面Ｗ１を上に向けた姿勢にされたワークＷが，切り出し装置１３により第１のコンベア１４の始端部に一枚ずつ供給される。そして分別装置２５により，厚さが所定範囲にあるワークＷのみがそのまま第１のコンベア１４によって図１中の右向きに搬送されていく。
【００２４】
この搬送中において，検査手段２６，２７，２８によりワークＷの表面Ｗ１側の外観が検査される。即ち，先ず検査手段２６の光源５０で照明され，ＣＣＤカメラ５３によってワークＷの表面Ｗ１の画像が撮影されて，その画像が制御装置７０に入力される。こうしてＣＣＤカメラ５３で撮影され，制御装置７０に入力されるワークＷの表面Ｗ１の画像Ａは，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が円形である場合は図５に示すように円形状の被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を映し出すこととなり，また，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が四角形である場合は図６に示すように四角形状の被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を映し出すこととなる。
【００２５】
そして，制御装置７０では，この画像Ａ中において被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素から任意の２つの画素ａ，ｂを選択し，それらを比較することによってワークＷの表面Ｗ１を検査する。この場合，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）が円形状の如き点対称の形状であれば，図５に示すように，中心点Ｏについて点対称となる２つの画素ａ，ｂをそれぞれ選択し，それらを一々比較する。即ち，図５に示す例について具体的に説明すれば，画素ａ１と画素ｂ１を比較し，画素ａ２と画素ｂ２を比較し，画素ａ３と画素ｂ３を比較し，画素ａ４と画素ｂ４を比較し，画素ａ５と画素ｂ５を比較し，画素ａ６と画素ｂ６を比較し，画素ａ７と画素ｂ７を比較し，画素ａ８と画素ｂ８を比較し，画素ａ９と画素ｂ９を比較し，画素ａ１０と画素ｂ１０を比較し，画素ａ１１と画素ｂ１１を比較し，画素ａ１２と画素ｂ１２を比較し，画素ａ１３と画素ｂ１３を比較し，画素ａ１４と画素ｂ１４を比較し，画素ａ１５と画素ｂ１５を比較し，画素ａ１６と画素ｂ１６を比較する。こうして，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ１〜ａ１６及びｂ１〜ｂ１６の全部について比較する。
【００２６】
また，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）が四角形状の如き線対称の形状であれば，図６に示すように，中心線Ｌについて線対称となる２つの画素をそれぞれ選択し，それらを一々比較する。即ち，図６に示す例について具体的に説明すれば，画素ａ１と画素ｂ１を比較し，画素ａ２と画素ｂ２を比較し，画素ａ３と画素ｂ３を比較し，画素ａ４と画素ｂ４を比較し，画素ａ５と画素ｂ５を比較し，画素ａ６と画素ｂ６を比較し，画素ａ７と画素ｂ７を比較し，画素ａ８と画素ｂ８を比較し，画素ａ９と画素ｂ９を比較し，画素ａ１０と画素ｂ１０を比較し，画素ａ１１と画素ｂ１１を比較し，画素ａ１２と画素ｂ１２を比較し，画素ａ１３と画素ｂ１３を比較し，画素ａ１４と画素ｂ１４を比較し，画素ａ１５と画素ｂ１５を比較し，画素ａ１６と画素ｂ１６を比較し，画素ａ１７と画素ｂ１７を比較し，画素ａ１８と画素ｂ１８を比較する。こうして，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ１〜ａ１８及びｂ１〜ｂ１８の全部について比較する。
【００２７】
そして，このように各画素ａ，ｂ同士を比較する場合，それぞれ選択された２つの画素ａ，ｂの輝度Ｂを一々比較することによって，各画素ａ，ｂで示されるワークＷの表面Ｗ１の各箇所を全体に渡って検査することができる。即ち，ワークＷの表面Ｗ１に不良がない場合は，ＣＣＤカメラ５３で撮影された画像Ａ中において被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している各画素ａ，ｂの輝度は，ワークＷの表面Ｗ１が平面もしくは曲率の小さい曲面であればほぼ一定な値を示し，±２０％程度の正規分布となる。一方，ワークＷの表面Ｗ１に色むら，シミ，膨れ，ヘアクラック，欠けなどといった不良が存在する場合は，その不良が存在する箇所を示す画素ａ，ｂは，輝度Ｂが特異な値を示すこととなる。従って，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している各画素ａ，ｂの輝度Ｂの比をそれぞれ求め，全ての比が所定の範囲内であれば（±２０％程度の正規分布から外れない場合は）ワークＷの表面Ｗ１に不良がないと判断することができ，一方，その比が所定の範囲外となる箇所が存在する場合は（±２０％程度の正規分布から外れる画素がある場合は），ワークＷの表面Ｗ１が不良であると判断することが可能となる。
【００２８】
ここで，通常は，色むら，シミ，膨れ，ヘアクラック，欠けなどといった不良はワークＷの表面Ｗ１において相当の範囲に形成されている場合が多く，このため，色むら，シミ，膨れ，ヘアクラック，欠けなどといった不良が存在すると，画像Ａ中において被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している各画素ａ，ｂの輝度は，複数の画素ａ，ｂに渡り連続して特異な値を示すことが多い。従って，複数の隣接する画素ａ，ｂに渡って輝度Ｂの比が所定の範囲外となった場合に，ワークＷの表面Ｗ１の状態を不良と判断するようにしても良い。
【００２９】
こうして，検査手段２６のＣＣＤカメラ５３で撮影された画像による検査が行われることに引き続き，次に検査手段２７の光源５５で照明され，ＣＣＤカメラ５８によってワークＷの表面Ｗ１の外周緑部の画像が撮影されて，その画像が制御装置７０に入力される。こうしてＣＣＤカメラ５８で撮影され，制御装置７０に入力されるワークＷの表面Ｗ１の外周緑部の画像Ａ’は，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が円形である場合は図７に示すように円形状に細く連続した被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周緑部）を映し出すこととなり，また，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が四角形である場合は図８に示すように四角形状に細く連続した被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周緑部）を映し出すこととなる。
【００３０】
そして，制御装置７０では，先と同様に，この画像Ａ’中においても被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周緑部）を示している画素から任意の２つの画素ａ，ｂを選択し，それらを比較することによってワークＷの表面Ｗ１を検査する。この場合，ワークＷの表面Ｗ１が円形状の如き点対称の形状であれば，図７に示すように，中心点Ｏについて点対称となる２つの画素ａ，ｂをそれぞれ選択し，それらを一々比較する。即ち，図７に示す例について具体的に説明すれば，画素ａ１と画素ｂ１を比較し，画素ａ２と画素ｂ２を比較し，画素ａ３と画素ｂ３を比較し，画素ａ４と画素ｂ４を比較し，画素ａ５と画素ｂ５を比較し，画素ａ６と画素ｂ６を比較し，画素ａ７と画素ｂ７を比較し，画素ａ８と画素ｂ８を比較し，画素ａ９と画素ｂ９を比較し，画素ａ１０と画素ｂ１０を比較する。こうして，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周縁部）を示している画素ａ１〜ａ１０及びｂ１〜ｂ１０の全部について比較する。
【００３１】
また，ワークＷの表面Ｗ１が四角形状の如き線対称の形状であれば，図８に示すように，中心線Ｌについて線対称となる２つの画素を選択し，それらをそれぞれ比較する。即ち，図８に示す例について具体的に説明すれば，画素ａ１と画素ｂ１を比較し，画素ａ２と画素ｂ２を比較し，画素ａ３と画素ｂ３を比較し，画素ａ４と画素ｂ４を比較し，画素ａ５と画素ｂ５を比較し，画素ａ６と画素ｂ６を比較し，画素ａ７と画素ｂ７を比較し，画素ａ８と画素ｂ８を比較し，画素ａ９と画素ｂ９を比較し，画素ａ１０と画素ｂ１０を比較する。こうして，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周縁部）を示している画素ａ１〜ａ１０及びｂ１〜ｂ１０の全部について比較する。
【００３２】
そして，このようにワークＷの表面Ｗ１の外周縁部を示す各画素ａ，ｂ同士を比較する場合も同様に，それぞれ選択された２つの画素ａ，ｂの輝度Ｂを比較することによって，各画素ａ，ｂで示されるワークＷの表面Ｗ１の外周縁部の各箇所を検査することができる。この場合も，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１の外周縁部）を示している各画素ａ，ｂの輝度Ｂの比をそれぞれ求め，その比によってワークＷの表面Ｗ１の外周縁部に不良があるかないかを判断することが可能となる。また，複数の隣接する画素ａ，ｂに渡って輝度Ｂの比が所定の範囲外となった場合に，ワークＷの表面Ｗ１の外周縁部の状態を不良と判断するようにしても良い。
【００３３】
また，こうして検査手段２７のＣＣＤカメラ５８で撮影された画像による検査が行われることに引き続き，更に検査手段２８の光源６０で照明され，ＣＣＤカメラ６３によってワークＷの表面Ｗ１の画像が撮影されて，その画像が制御装置７０に入力される。こうしてＣＣＤカメラ６３で撮影され，制御装置７０に入力されるワークＷの表面Ｗ１の画像Ａは，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が円形であれば，先に図５で説明したように円形状の被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を映し出すこととなり，また，例えばワークＷの表面Ｗ１の形状が四角形であれば，先に図６で説明したように四角形状の被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を映し出すこととなる。
【００３４】
そして，制御装置７０では，先と同様に，この画像Ａ中においても被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素から任意の２つの画素ａ，ｂを選択し，それらを比較することによってワークＷの表面Ｗ１の外周緑部を検査する。この場合，ワークＷの表面Ｗ１が円形状の如き点対称の形状であれば，先に図５で説明したように，中心点Ｏについて点対称となる画素ａ１と画素ｂ１，画素ａ２と画素ｂ２，画素ａ３と画素ｂ３，画素ａ４と画素ｂ４，画素ａ５と画素ｂ５，画素ａ６と画素ｂ６，画素ａ７と画素ｂ７，画素ａ８と画素ｂ８，画素ａ９と画素ｂ９，画素ａ１０と画素ｂ１０，画素ａ１１と画素ｂ１１，画素ａ１２と画素ｂ１２，画素ａ１３と画素ｂ１３，画素ａ１４と画素ｂ１４，画素ａ１５と画素ｂ１５，画素ａ１６と画素ｂ１６をそれぞれ比較することにより，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ１〜ａ１６及びｂ１〜ｂ１６の全部について比較する。
【００３５】
また，ワークＷの表面Ｗ１が四角形状の如き線対称の形状であれば，先に図６で説明したように，中心線Ｌについて線対称となる画素ａ１と画素ｂ１，画素ａ２と画素ｂ２，画素ａ３と画素ｂ３，画素ａ４と画素ｂ４，画素ａ５と画素ｂ５，画素ａ６と画素ｂ６，画素ａ７と画素ｂ７，画素ａ８と画素ｂ８，画素ａ９と画素ｂ９，画素ａ１０と画素ｂ１０，画素ａ１１と画素ｂ１１，画素ａ１２と画素ｂ１２，画素ａ１３と画素ｂ１３，画素ａ１４と画素ｂ１４，画素ａ１５と画素ｂ１５，画素ａ１６と画素ｂ１６，画素ａ１７と画素ｂ１７，画素ａ１８と画素ｂ１８をそれぞれ比較することにより，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ１〜ａ１８及びｂ１〜ｂ１８の全部について比較する。
【００３６】
この場合，先に図４で説明したように，検査手段２８では，照明６０とコンバージョンレンズ６１，ズームレンズ６２及びＣＣＤカメラ６３がいずれもワークＷの表面Ｗ１に対して斜めに傾いて配置されるため，例えばワークＷの表面Ｗ１に凹凸があれば，該凹凸により被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している画素ａ，ｂにおいて明暗が現れることになる。
【００３７】
このため，制御装置７０は，検査手段２８のＣＣＤカメラ６３で撮影された画像によって，ワークＷの表面Ｗ１における凹凸の有無を判断することができる。なお，この場合も，被検査面（ワークＷの表面Ｗ１）を示している各画素ａ，ｂの輝度Ｂの比をそれぞれ求め，その比によってワークＷの表面Ｗ１に不良（凹凸）があるかないかを判断することが可能となる。また，複数の隣接する画素ａ，ｂに渡って輝度Ｂの比が所定の範囲外となった場合に，ワークＷの表面Ｗ１の状態を不良と判断するようにしても良い。
【００３８】
以上のようにして，第１のコンベア１４による搬送中において，検査手段２６，２７，２８により，ワークＷの表面Ｗ１側の外観が総合的に検査される。こうして検査手段２６，２７，２８における検査がそれぞれ行われた後，ワークＷは，第１のコンベア１４によって第１のコンベア１４の終端部まで搬送され，反転装置２１にて裏返しに反転させられた後，裏面Ｗ２を上に向けた姿勢にされたワークＷが第２のコンベア２０の始端部に供給される。そして，ワークＷは，裏面Ｗ２を上に向けた姿勢で，第２のコンベア２０によって図１中の右向きに搬送されていく。
【００３９】
この第２のコンベア２０による搬送中において，先に検査手段２６，２７，２８によってワークＷの表面Ｗ１側の検査をした場合と同様に，検査手段３５，３６，３７によってワークＷの裏面Ｗ２側の検査がそれぞれ行われる。こうして，制御装置７０では，ワークＷの表面Ｗ１側及び裏面Ｗ２側の状態を総合的に判断されることになる。そして，表面Ｗ１側と裏面Ｗ２側の両方の外観が検査されたワークＷが第２のコンベア２０の終端部に搬送されてくると，制御装置７０の制御により，分別装置３８における分別が行われ，外観が正常なワークＷのみが収納領域４１に搬出されることとなる。従って，この検査システム１によれば，ワークＷの表面Ｗ１及び裏面Ｗ２やそれらの外周緑部における欠け，クラック，凹凸などといった形状不良の有無を容易に検査でき，暇癖のない外観が正常なワークＷのみを選別して得ることが可能となる。
【００４０】
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが，本発明は以上に示した形態に限定されない。検査の対象となる物品は，希土類磁石等のワークＷに限らず，その他種々の物品の外観検査について本発明を適用できる。また，第１のコンベア１４に沿って検査手段２６，２７，２８のいずれか一つを配置しても良いし，第１のコンベア１４に沿って検査手段２６，２７，２８を任意の組合せで配置しても良い。また同様に，第２のコンベア２０に沿って検査手段３５，３６，３７のいずれか一つを配置しても良いし，第２のコンベア２０に沿って検査手段３５，３６，３７を任意の組合せで配置しても良い。
【００４１】
検査対象となる物品の被検査面は，色調，粗さ，メッキの有無などによる光沢等により輝度が異なってくるので，ＣＣＤカメラには隣接して照明光源を設置するのが一般的である。光源は，蛍光灯などの一般的な照明でも良いが，リング状のハロゲンランプで５００ルクスから２００００ルクスの明るさで被検査面を上方から均一に照明することが好ましい。また，ＣＣＤカメラは，色調を検査する場合にはカラーＣＣＤが必要であるが，希土類焼結磁石の表面を検査する場合などは，モノカラーのＣＣＤカメラで十分である。ＣＣＤカメラの画素は，３０万画素以上好ましくは１００万画素以上必要であり，画素が多いほど微細な検査ができるがノイズも増加するので，検査の状況に応じた選択が必要である。
【００４２】
また，ＣＣＤカメラによって撮影する場合，絞りは一般的には全開で行う。シャッタースピードは１／１０００から１／１００００秒で撮影することが望ましい。なお，被検査面が円形状の如き点対称の形状であれば，図５で説明したように，中心点Ｏについて点対称となる２つの画素をそれぞれ選択し，それらを比較することが好ましい。また，被検査面が四角形状の如き線対称の形状であれば，図６で説明したように，中心線Ｌについて線対称となる２つの画素をそれぞれ選択し，それら比較することが好ましい。
【００４３】
また，選択した２つの画素の輝度を比較して検査する場合，本発明者らの知見によれば，輝度の比が０．７〜１．３の間であれば，正常と判断して差し支えないが，検査の種類により，正常と判断される輝度の比の範囲は任意に設定することができる。この範囲が狭すぎると良品を不良品と判断する心配があり，逆に広すぎると不良品を良品と判断する心配がある。それらの事情を予め勘案して，不良品を判断するしきい値を適当に設定し，判定用のプログラムに組み込んで良否を判定する必要がある。これら一連の操作は，制御装置内にインストールされたプログラムによって行えば，連続的に効率の良い外観検査を実施できるようになる。また，判断を良不良２段階だけでなく，３段階以上にふるい分けし，検査を繰り返したり，目視による検査を一部導入することにより，さらにきめこまかい検査を実施することができる。
【００４４】
【実施例】
図１等で説明した本発明の検査システムにおいて，直径６．５ｍｍ，厚み１．０ｍｍの円盤形状のＮｄ−Ｆｅ−Ｃ−Ｂ系焼結磁石をワークとして，一定速度５０ｍｍ／ｓｅｃで搬送させながら，ワークの外観を連続的に検査した。清和光学製ＭＳ−５０１高解像度レンズを装着した東京電子製ＣＳ−３９１０型ＣＣＤカメラ（１４１万画素）を使用し，光源は清和光学製ＨＬ−２８−２０００（２８φ）リング状のハロゲンランプを用いた。ワークの外形を包絡処理して形状を求め，その中心がＣＣＤカメラの中心に来たときに撮影した。絞りは全開とし，シャッタースピードは１／２０００ｓｅｃである。点対称となる画素を選択し，両者の輝度の比が１．４以上を異常とし，異常となった画素が４５０以上連続した時に，外観が不良と判断するように設定した。１０００個のワークについて本発明による検査を行った。実施例に供される試験について，目視によっても検査を行い，目視による検査結果を正解とした。
【００４５】
また，比較例の検査方法として，ＣＣＤカメラで撮影した画像中において被検査面を示している画素から１０点程度選択してそれらの輝度の平均値を標準値として定め，測定対象点の画素の輝度をこの標準値と比較して，物品表面の状態を検査した。本発明の実施例と比較例を比較したところ，表１のようになり，本発明の実施例は，比較例に比べて，良品の正解率，不良品の正解率がいずれも勝っていた。
【００４６】
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば，物品の外観を安定して検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかる検査システムの概略的な構成を示す平面図である。
【図２】 検査手段の説明図である。
【図３】 光源が大径の検査手段の説明図である。
【図４】 光軸が傾斜した検査手段の説明図である。
【図５】 被検査面が円形状であるワークの中心点について点対称となる２つの画素を選択する状態の説明図である。
【図６】 被検査面が四角形状であるワークの中心線について線対称となる２つの画素を選択する状態の説明図である。
【図７】 被検査面が円形状であるワークの中心点について点対称となる２つの画素を選択する状態の説明図であり，外周緑部を検査する場合を示している。
【図８】 被検査面が四角形状であるワークの中心線について線対称となる２つの画素を選択する状態の説明図であり，外周縁部を検査する場合を示している。
Claims (5)
- 物品の被検査面をＣＣＤカメラにより撮影し，その画像によって物品表面を検査するシステムであって，
物品のほぼ真上から照明する光源と物品の真上に位置するＣＣＤカメラとを備える検査手段と，
物品の外周緑部を照明する光源と物品の真上に位置するＣＣＤカメラとを備える検査手段と，
物品の表面に対して垂直な方向に対して斜めに傾いた光軸を中心として配置されている光源とＣＣＤカメラとを備える検査手段と，
を備え，
各ＣＣＤカメラで撮影された画像中において被検査面を示している画素から，点対称もしくは線対称である２つの画素を選択し，それらを比較することによって物品の表面を検査することを特徴とする，検査システム。 - 被検査面を示している画素の全部について比較することを特徴とする，請求項１に記載の検査システム。
- 選択された２つの画素の輝度を比較することを特徴とする，請求項１または２に記載の検査システム。
- 選択された２つの画素の輝度の比を求め，その比が所定の範囲外である画素が所定の数連続する場合に，物品表面の状態を不良と判断することを特徴とする，請求項３に記載の検査システム。
- 制御装置による検査結果により，物品を分別する分別装置を備えることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の検査システム。
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