JPH07270322A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】検査面が曲面であっても画像処理法により外観
検査を行う。 【構成】被検査物Ｗを包囲する位置に配置された環状の
照明リング２、照明リング２と被検査物Ｗとの間に配置
され、照明リングからの光を散乱させる環状の散乱板
３、及びチェックバルブＷの曲面画像を取り込む画像入
力手段４を備え、得られた画像データと標準画像データ
とを比較して欠陥の有無を判別する。散乱板３により指
向性の強いハロゲン光は均等に曲面に対して照射され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばチェックバルブ
の弁頭に形成されたゴム皮膜部等のように曲面の外観欠
陥を検査するための外観検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば図５に示すようなチェックバルブ
Ｗでは、その弁頭部分６にゴム材料からなる皮膜７が形
成されており、所定の加工を終了すると検査工程に送ら
れて、特に密封性能に影響が大きいゴム皮膜７の欠陥検
査（キズや異物付着などの有無）が行われる。従来のチ
ェックバルブの欠陥検査は拡大鏡を用いた目視検査によ
り行われていたが、密封性能が極めて重要品質であるこ
の種の製造品においては全数検査を行う必要があり、そ
のため、製造工程の自動化を図って製造工数を低減する
ためのネックとなっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、外観検査を
行う手法としてＣＣＤカメラを用いた画像処理法が知ら
れており、検査面の画像情報を取り込んで白黒の２値化
判定を行うことにより表面状態を検査する。しかしなが
ら、かかる画像処理法による検査方法では、検査面が平
面である場合はさほど問題とならないが、上述したチェ
ックバルブの弁頭部分のように曲面をなす検査面に対し
て指向性の強い照明を光源に用いると曲面状態までも情
報として取り込んでしまい、欠陥の有無の判別ができな
いという問題があった。

【０００４】すなわち、検査面が平面であれば、図６
（Ａ）（Ｂ）に示すように光源８が斜方照明であれ同軸
落射照明であれ指向性の強い光源を用いれば欠陥部分の
反射光のみが散乱するので、当該欠陥の有無を判別する
ことができる。ところが、図７（Ａ）（Ｂ）に示すよう
に検査面が曲面となると、光源８が斜方照明であれ同軸
落射照明であれ指向性の強い光源を用いると照射点によ
って反射方向が徐々に変わるので、欠陥のみならず曲面
の状態までも反射光に現れることになる。したがって、
画像情報として取り込んだデータのうちどこからを欠陥
として判別するかのしきい値を決定することが極めて困
難であった。

【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、検査面が曲面であっても画
像処理法により外観検査を行うことができる外観検査装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の外観検査装置は、曲面を有する被検査物を
包囲する位置に配置され、当該被検査物に向かって光を
照射する環状の照明手段と、前記照明手段と前記被検査
物との間に配置され前記照明手段からの光を散乱させる
環状の散乱板と、前記被検査物の曲面画像を取り込む画
像入力手段と、前記画像入力手段により得られた画像デ
ータと標準画像データとを比較して前記被検査物の外観
欠陥の有無を判別する画像判別手段とを備えたことを特
徴としている。

【０００７】

【作用】被検査物を照明手段の中心に配置すると、当該
照明手段からの光は被検査物の周囲から被検査物に向か
って一様に照射される。このままの光では被検査物が曲
面を有する以上、その反射光は画像入力手段に対して均
一に取り込まれず曲面状態に応じた反射光量をも含んだ
画像として取り込まれてしまう。しかしながら、本発明
では照明手段と被検査物との間に散乱板を設けているの
で、被検査物に向かって一様に照射された指向性の強い
光は当該散乱板により均等に散乱したうえで被検査物に
照射されることになる。これにより、結果的に照射され
た光は被検査物の曲面に対しては均等な光となることか
ら、これを画像入力手段で取り込んだとしても曲面状態
まで画像情報として取り込むことがなくなる。したがっ
て、被検査物の表面にキズや割れなどの欠陥が存在する
と、ここでの反射光量のみが変化して画像入力手段に取
り込まれ、画像処理を経て欠陥の有無が判別されること
になる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例に係る外観検査装置を
示す構成図、図２は同実施例に係る照明手段を示す斜視
図、図３は同実施例に係る画像判別手段における欠陥の
有無の判別を説明するグラフ、図４（Ａ）は散乱板を使
用しない場合の光の進行状況を示す半断面図、図４
（Ｂ）は散乱板を使用した場合の光の進行状況を示す半
断面図である。

【０００９】まず本実施例の外観検査装置は、被検査物
であるチェックバルブＷを載置するための基台９を有し
ており、例えば基台９に穿設された孔９ａにチェックバ
ルブＷを挿入することにより被検査物がセットされるよ
うになっている。また、このチェックバルブＷを包囲し
て環状に形成された散乱板３が配置されており、さらに
この散乱板３の外周には同心円状に形成された環状の照
明リング２が配置されている。実際には図２に詳示する
照明リング２の開口に環状の散乱板３の鍔部３ａを搭載
して、これらを基台９にセットすることによりチェック
バルブＷ、散乱板３および照明リング２の位置関係が定
まる。

【００１０】本実施例の照明リング２は、図１および図
２に示すように指向性が強いハロゲンランプを光源８と
し、このハロゲンランプ８からの光を複数本の光ファイ
バー束（光ファイバーコード）２ａで照明リング２まで
導き、この照明リング２内で分岐され各光ファイバー２
ｂの先端が照明リングの中心に向かうように等間隔で埋
設されている。したがって、図１に示すように照明リン
グ２の中心に配置されたチェックバルブ１の球面に対し
てはその周囲から均一なハロゲン光が照射されることに
なる。これらが本発明にいう照明手段を構成する。

【００１１】一方、本実施例に係る散乱板３は、上述し
たハロゲン光を透過して、かつ散乱させる材料からな
り、例えば乳白色のアクリル板などから構成されてい
る。特に材料には限定されないがハロゲン光の指向性を
緩和させ、あまり光を吸収しない樹脂材料等が好ましい
といえる。なお、照明リング２から照射された光を散乱
させる筒部３ｂは上述した材料である必要があるが、照
明リング２にセットするための鍔部３ａは必ずしも散乱
機能を有する必要はない。また、散乱板３は鍔部３ａに
より照明リング２にセットしなくとも、直接基台９に設
けることも可能である。

【００１２】このようにして、チェックバルブの弁頭６
に形成されたゴム皮膜７に対し、散乱板３を介して照明
リング２からハロゲン光を照射するが、ゴム皮膜７で反
射された反射光はチェックバルブＷの真上に設けられた
ＣＣＤカメラ（画像入力手段）４によって画像データと
して取り込まれる。このＣＣＤカメラ４から取り込まれ
たアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器５ａでディジタル信号
に変換したのち、ＲＡＭなどから構成される画像記憶部
５ｂに例えば二次元画像データとして一時的に格納され
る。

【００１３】画像処理部５ｃには、所定のハロゲン光量
に応じた反射光の標準画像データがメモリとして蓄積さ
れており、当該画像処理部５ｃで画像記憶部５ｂに格納
された二次元画像データを切り出しながら標準画像デー
タとの比較が行われる。そして、判定部５ｄにてゴム皮
膜７に欠陥が存在するか否かのしきい値に基づいて、切
り出された画像データと標準画像データとの比較結果を
判別し、欠陥の有無が決定される。これらが本発明にい
う画像判別手段５を構成する。なお、判定部５ｄにおけ
る判別を終了すると外部装置である製品供給部１０ａと
製品排出部１０ｂとに指令信号が送出され、外観検査を
終了したチェックバルブＷが排出されるとともに次に検
査を行う新たなチェックバルブＷが基台９に載置され
る。

【００１４】次に作用を説明する。チェックバルブＷを
基台９の孔９ａに挿入してセットしたのち、ハロゲンラ
ンプ８からのハロゲン光を照明リング２に導く。この照
明リング２の内面からのハロゲン光は強い指向性をもっ
てチェックバルブＷの周囲からゴム皮膜７が形成された
球面１の中心に向かって一様に照射される。ただし、こ
のままのハロゲン光では図４（Ａ）に示すように検査面
が球面である以上、その反射光はＣＣＤカメラ４に対し
て均一に取り込まれず曲面状態に応じた反射光量をも含
んだ画像として取り込まれてしまう。実際には光ファイ
バー２ｂの先端の正面の部分が光の線となって現れてし
まう。これでは、この部分に欠陥が存在してもこれを検
出することはできない。

【００１５】しかしながら、本実施例の外観検査装置で
は照明リング２とチェックバルブＷとの間に散乱板３を
設けているので、チェックバルブＷに向かって一様に照
射された指向性の強いハロゲン光は、図４（Ｂ）に示す
ように当該散乱板３により均等に散乱したうえでゴム皮
膜７に照射されることになる。これにより、結果的に照
射された光は被検査物の曲面１に対しては均等な光とな
ることから、これをＣＣＤカメラ４で取り込んだとして
も曲面状態まで画像情報として取り込むことがなくな
る。

【００１６】具体的には、ＣＣＤカメラ４によって取り
込まれた二次元画像データをチェックバルブＷの弁頭６
の中心から外周に向かって走査すると、図３に示すよう
に光量が定量的に変化する。もし、この途中にキズや割
れなどの欠陥が存在すると、その部分の反射光量は図３
に点線で示すように減少することから、これをしきい値
として判定することができる。

【００１７】すなわち、ＣＣＤカメラ４により弁頭６の
画像が取り込まれ、このアナログ信号はＡ／Ｄ変換器５
ａでディジタル信号に変換されたのち、画像記憶部５ｂ
に二次元画像データとして一時的に格納される。画像処
理部５ｃには、図３の実線で示すような所定のハロゲン
光量に応じた反射光の標準画像データがメモリとして蓄
積されており、当該画像処理部５ｃで画像記憶部５ｂに
格納された二次元画像データを切り出し（走査）ながら
標準画像データとの比較が行われる。そして、判定部５
ｄにてゴム皮膜７に欠陥が存在するか否かのしきい値に
基づいて、切り出された画像データと標準画像データと
の比較結果を判別し、欠陥の有無が決定される。なお、
判定部５ｄにおける判別を終了すると外部装置である製
品供給部１０ａと製品排出部１０ｂとに指令信号が送出
され、外観検査を終了したチェックバルブＷが排出され
るとともに次に検査を行う新たなチェックバルブＷが基
台９に載置される。

【００１８】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨で
ある。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、画像
入力手段で読み取ることができるように指向性が強い光
源を用いた場合でも照明手段と被検査物との間に散乱板
を設けているので、散乱板により均等に散乱したうえで
照射されることになる。これにより、照射された光は被
検査物の曲面に対しては結果的に均等な光となることか
ら、これを画像入力手段で取り込んだとしても曲面状態
まで画像情報として取り込むことがなくなる。その結
果、曲面を有していても表面欠陥の有無を精度よく判別
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る外観検査装置を示す構
成図である。

【図２】同実施例に係る照明手段を示す斜視図である。

【図３】同実施例に係る画像判別手段における欠陥の有
無の判別を説明するグラフである。

【図４】（Ａ）は散乱板を使用しない場合の光の進行状
況を示す半断面図、（Ｂ）は散乱板を使用した場合の光
の進行状況を示す半断面図である。

【図５】被検査物であるチェックバルブを示す断面図で
ある。

【図６】（Ａ）（Ｂ）は平面に対してハロゲンランプを
使用したときの反射光を示す概念図である。

【図７】（Ａ）（Ｂ）は曲面に対してハロゲンランプを
使用したときの反射光を示す概念図である。

【符号の説明】

１…曲面 ２…照明リング（照明手段） ２ａ…光ファイバー束 ２ｂ…光ファイバー ３…散乱板 ３ａ…鍔部 ３ｂ…筒部 ４…ＣＣＤカメラ（画像入力手段） ５…画像判別手段 ５ａ…Ａ／Ｄ変換器 ５ｂ…画像記憶部 ５ｃ…画像処理部 ５ｄ…判定部 ６…弁頭 ７…ゴム皮膜 ８…ハロゲンランプ ９…基台 ９ａ…孔 １０ａ…製品供給部 １０ｂ…製品排出部 Ｗ…チェックバルブ（被検査物）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】曲面（６）を有する被検査物（Ｗ）を包囲
   する位置に配置され、当該被検査物に向かって光を照射
   する環状の照明手段（２）と、 前記照明手段（２）と前記被検査物（Ｗ）との間に配置
   され前記照明手段からの光を散乱させる環状の散乱板
   （３）と、 前記被検査物（Ｗ）の曲面画像を取り込む画像入力手段
   （４）と、 前記画像入力手段により得られた画像データと標準画像
   データとを比較して前記被検査物の外観欠陥の有無を判
   別する画像判別手段（５）とを備えたことを特徴とする
   外観検査装置。