JPH11101750A

JPH11101750A - 異物検出方法

Info

Publication number: JPH11101750A
Application number: JP26068897A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Kishi; 靖之岸; Takeshi Ikemura; 武史池村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-13
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: JP3427248B2

Abstract

(57)【要約】【課題】正常面に正常な形状として存在する凹凸形状を
異物と誤って検出することが無く、高精度に異物のみを
検出することができる異物検出方法を提供することにあ
る。【解決手段】被検査物１の上面より上方の点に撮像カメ
ラ７のレンズ部７ａのフォーカスを合わせるためのオフ
セット量を設定し、このオフセット量で定める位置にフ
ォーカスが合うように制御部１２はレンズ制御回路１１
を通じてレンズ部７ａを制御する。タイミング回路９を
制御してストロボ光源８を発光させ、斜光照明を行い、
この斜光照明下で撮像カメラ７により被検査物１の上面
全体の画像を撮像する。画像認識部１０は取り込んだ画
像を濃淡画像に変換し、濃淡画像に設定した異物検査用
の検査領域内を走査して微分値を求め、求めた微分値を
しきい値とを比較し、微分値がしきい値を越えた部位を
異物として検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異物検出方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来物体検出方法には、特開平２−１０
２０４号公報に記載されている方法がある。この方法
は、図１４に示すように被検査物１を挟んで設置した二
つの照明装置２，２を片方づつ発光させて被検査物１に
影Ａ，Ｂを生じさせ、撮像カメラ３と画像認識装置４と
により影Ａ，Ｂの輝度ヒストグラムを得るようになって
いいる。そして二つの照明装置２，２で照射したときの
輝度ヒストグラムの比較を行うことにより、正確に被検
査物１の有無の検出するのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の物体検出方法で
は、被検査物１を載置する平板部６に凹凸形状が存在す
る場合、被検査物１が存在しないにも関わらず、凹凸形
状による濃淡が発生し、この濃淡を被検査物１として誤
検出してしまうという恐れがある。つまりこのような従
来の物体検出方法を用いて異物検出を行う場合には、正
常面に正常な形状として存在する凹凸形状と異物による
凹凸形状を識別することができず、全て異物と誤検出す
る恐れがあり、異物検出方法としては採用することがで
きない。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みて為されたもの
で、請求項１の発明の目的とするところは正常面に正常
な形状として存在する凹凸形状を異物と誤って検出する
ことが無く、高精度に異物のみを検出することができる
異物検出方法を提供することにある。請求項２の発明の
目的とするところは、請求項１の発明の目的に加え、被
検査物の厚みが変化しても常に同じ条件で被検査物を撮
像できる異物検出方法を提供することにある。

【０００５】請求項３の発明の目的とするところは、請
求項１、２の発明の目的に加え、被検査物の表面に光沢
面が存在しても異物と識別することができる異物検出方
法を提供することにある。請求項４の発明の目的とする
ところは、請求項１、２の発明の目的に加え、異物の大
きさや形状の認識及び異物の表面状態が把握できる異物
検出方法を提供することにある。

【０００６】請求項５の発明の目的とするところは、請
求項１、２の発明の目的に加え、高精度に異物の形状と
素材や種類等の状態を識別できる異物検出方法を提供す
ることにある。請求項６の発明の目的とするところは、
請求項１、２の発明の目的に加え、積載される被検査物
の厚みのみで適切なオフセットする距離を求めることが
できる異物検出方法を提供することにある。

【０００７】請求項７の発明の目的とするところは、請
求項２の発明の目的に加え、被検査物の厚さや一定でな
い場合や異物混入等の原因で積載高さが変化する場合に
も計算式により適切なオフセットする距離を算出するこ
とができる異物検出方法を提供することにある。請求項
８の発明の目的とするところは、請求項１、２の発明の
目的に加え、積載によって被検査物の大きさが変化する
場合も、常に検査領域が被検査物の全体をカバーできる
異物検出方法を提供することにある。

【０００８】請求項９の発明の目的とするところは、請
求項８の発明の目的に加え、一つ前の被検査物の画像か
ら積載ずれを検出することができる異物検出方法を提供
することにある。請求項１０の発明の目的とするところ
は、請求項８の発明の目的に加え、異物検出するための
画像において、被検出物の位置決定のためのエッジ検出
が、エッジ検出領域を設定する位置に異物が存在してで
きない場合でも、一つ前の被検査物の位置を基に異物検
出を行える異物検出方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、被検査物の上面に正対するよう
にフォーカスレンズ付撮像カメラを配置するとともに、
上面に凹凸形状を有する被検査物に対して光源を斜め上
方に設置し、被検査物の上面に対して上方側へ一定距離
オフセットした点に撮像カメラのフォーカスを合わせる
とともに光源により被検査物に対して斜光照明を行って
撮像カメラで被検査物の上面を撮像し、該撮像された画
像より濃淡画像を得て該濃淡画像の微分値を求め、求め
た微分値と予め設定されたしきい値とを比較することに
より上記凹凸形状ではない異物を検出することを特徴と
する。

【００１０】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、フォーカスを被検査物の上面に合わせ且つ光源に
より斜光照明した状態で被検査物上面を撮像カメラによ
り撮像し、該撮像された画像から濃淡画像を得て該濃淡
画像を演算処理することにより被検査物の上面と撮像カ
メラ迄の距離を求め、該距離に基づいて被検査物の上面
に対して上方側へオフセットする距離を決定することを
特徴とする。

【００１１】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明において、被検査物の上面に正対するように別の光源
を配置し、異物検出のために被検査物に対して斜光照明
を行って撮像カメラで被検査物の上面を撮像する前又は
後において、上記別の光源による照明下で被検査物の上
面を撮像して被検査物の濃淡画像を得、該濃淡画像の微
分値を、上記斜光照明下で撮像して得られた濃淡画像の
微分値から減算して該減算結果より被検査物の上面の異
物面と光沢面とを選択することを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明では、請求項１又は２の発
明において、被検査物表面の異物の厚みが限定される場
合に、異物検出後に、異物の上面に撮像カメラのフォー
カスを合わせて再度撮像することを特徴とする。請求項
５の発明では、請求項１又は２の発明において、フォー
カスレンズにズーム機能を持たせたものを用い、異物検
出後に撮像カメラを異物の上方に位置するように移動さ
せ、濃淡画像の処理により異物の大きさを算出して、該
異物の大きさに応じた画角になるようにフォーカスレン
ズのズーム機能を動作させるとともに異物にフォーカス
を合わせた後に異物を撮像することを特徴とする。

【００１３】請求項６の発明では、請求項１の発明にお
いて、１乃至複数の被検査物が積載され、撮像カメラと
正対する被検査物に対する検査を行う際に、被検査物が
一定の厚みを有するものである場合、被検査物の厚みの
関数に基づいてオフセットする距離を求めることを特徴
とする。請求項７の発明では、請求項２の発明におい
て、１乃至複数の被検査物が積載され、撮像カメラと正
対する被検査物に対する検査を行う際に、積載高が夫々
の被検査物により異なる場合、被検査物上面と撮像カメ
ラとの間の距離を求めるための撮像後、撮像した画像よ
り得た濃淡画像から被検査物の外形エッジから延びる影
の長さを求め、該影の長さとと斜光照明の角度から被検
査物の高さを算出した後、該高さと、前記距離と、フォ
ーカスレンズの焦点距離及び有効径とを関数として被検
査物の上面に対して上方側へオフセットする距離を決定
することを特徴とする。

【００１４】請求項９の発明では、請求項８の発明にお
いて、今回の被検査物の位置を確認するために設定され
るエッジ検査領域を、前回の検査において撮像された被
検査物の外形エッジ検出位置を基準にして、設定するこ
とを特徴とする。請求項１０の発明では、請求項８の発
明において、今回検査される被検査物の位置認識用のエ
ッジ検出ができなかった場合に、前回の検査において撮
像された被検査物の外形エッジ検出位置を基準にして、
異物を検出するための検査領域を設定することを特徴と
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明方法を実施形態によ
り説明する。（実施形態１）図１は本実施形態を用いた検査装置の概
略構成図を示しており、例えば瓦のように上面に溝模様
等の凹凸形状を有する被検査物１を検査台（図示せず）
上に積載して異物検査を行うようにしたもので、被検査
物１の上面に正対するように配置したＣＣＤカメラから
なる撮像カメラ７と、被検査物１の上面に対して所定角
度で斜め上方に配置し被検査物１の上面を斜光照明を行
うストロボ光源８と、ストロボ光源８を駆動するタイミ
ング回路９と、撮像カメラ７で撮像して得られた画像を
処理する画像認識部１０と、撮像カメラ７のレンズ部７
ａに備わったフォーカス機構と、ズーム機構の電動駆動
部を制御するレンズ制御回路１１と、これら画像認識部
１０、レンズ制御回路１１、タイミング回路９を統括制
御する制御部１２とから成る。撮像カメラ７はＸ，Ｙ方
向に移動自在とする駆動部（図示せず）が設けられてお
り、制御部１２の制御の下で位置移動ができるようにな
っている。

【００１６】而して、本実施形態では、凹凸形状の影響
を除去するため、被検査物１の上面より上方の点に撮像
カメラ７のレンズ部７ａのフォーカスを合わせるための
オフセット量（ａ）を設定し、このオフセット量（ａ）
で定める位置にフォーカスが合うように制御部１２はレ
ンズ制御回路１１を通じてレンズ部７ａを制御する。次
いで、タイミング回路９を制御してストロボ光源８によ
り斜光照明を行い、この斜光照明下で撮像カメラ７によ
り被検査物１の上面全体の画像を撮像する。

【００１７】ここで上記オフセット量（ａ）で定める位
置にフォーカスを合わせているため正常な凹凸形状であ
る溝模様はフォーカスがぼけているため、ぼけて撮像さ
れた状態となり、逆に異物Ｘが存在する場合には異物Ｘ
に焦点があって鮮明に撮像されることになる。この画像
信号は画像認識部１０に取り込まれる。画像認識部１０
は取り込んだ画像を濃淡画像に変換し、更にこの濃淡画
像に所定の異物検出用の検査領域（ウィンドウ）を設定
し、この検査領域内を走査して微分値を求め、求めた微
分値と予め定めたしきい値とを比較し、微分値がしきい
値を越えた部位を異物として検出する。

【００１８】このように本実施形態によれば、被検査物
１の上面に正常な溝模様のような凹凸形状があっても、
異物Ｘのみを高精度に検出することができるのである。
次に本実施形態において上記オフセット量ａを設定する
ための例を次に説明する。まず被検査物１は検査台に積
載され状態で、撮像カメラ７に正対する被検査物１の異
物の検出が行われるのであるが、被検査物１の厚みが一
定（Ｔ１）の場合には、次のような制御が為される。

【００１９】レンズ制御回路１１を通じて撮像カメラ７
のレンズ部７ａを制御し、図２に示すように被検査物１
の上面にフォーカスを合わせ、この合った時点からｆ
（Ｔ１）の関数で算出されるオフセット量ａだけフォー
カスを上方へずらし、上記の異物検出のための撮像を行
う。積層が繰り返されて撮像カメラ７と被検査物１まで
の距離Ｌが変更される場合もａ＝ｆ（Ｔ１）によってオ
フセット量が決定される。

【００２０】ここで更にオフセット量ａを求める式を詳
細に示すとａ＝｛〔Ｌｆ（ｎＡ＋１）〕／（ｎｆａ＋Ｌ）｝−Ｔ１…（１）で示される。（Ｌ：距離Ｔ１：被検査物１の厚み
ｆ：焦点距離Ａ：レンズの有効径）図２の例はカメラ位置が一定で被検査物１の厚みが常に
一定の場合であるが、カメラ位置が固定され且つ厚みＴ
１が一定でない場合には、被検査物１と撮像カメラ７ま
で距離が変わるので、図２で示すように一定距離だけフ
ォーカスを上方移動させるだけではオフセット量ａが一
定とならない。

【００２１】そこで図３に示すように異物検出のための
撮像を行う前に、制御部１２の制御の下でレンズ制御回
路１１を通じて撮像カメラ７のレンズ部７ａを制御して
図３（ａ）に示すようにフォーカスを被検査物１の表面
に合わせ且つストロボ光源８により斜光照明した状態で
被検査物１上面を撮像カメラ７により撮像し、画像認識
部１０では撮像した画像から濃淡画像を得て該濃淡画像
を演算処理することにより被検査物１の上面と撮像カメ
ラ７迄の距離Ｌを求める。この後距離Ｌから予め定めた
オフセット量ａだけフォーカスを上方へ移動させるので
ある。

【００２２】この場合の原理を詳説する。まず上記の式
（１）からオフセット量ａを０として（被検査物１にフ
ォーカスが合っている状態を示す）、距離Ｌを求める式
に整理すると次のようになる。Ｌ＝（ｎｆＡ・Ｔ１）／〔ｆ（ｎＡ＋１）−Ｔ１〕…（２）ここでＴ１は次の方法により求める。

【００２３】まず異物検査を行うための撮像の前に、図
４（ａ）に示すようにストロボ光源８で斜光照明し、そ
の照明によりできる被検査物１の影の長さｓを撮像して
得られた濃淡画像より求め、この長さとストロボ光源８
の傾き角度θよりＴ１＝ｓ・ｔａｎθの式で求める。こ
の求められたＴ１を式（２）に代入すればＬが求まり、
このＬから予め定めたオフセット量ａ分だけ上方へフォ
ーカスを移動させるのである。

【００２４】この結果図３（ａ）の被検査物１に比べて
厚みが図３（ｂ）に示す薄い被検査物１であっても一定
のオフセット量ａを確保することができるのである。図
３で示すような方法によれば、被検査物１の厚みＴ１が
図４（ｂ）に示すように変化しても、常に一定のオフセ
ット量ａを設定することができて、異物検出のために、
正常な凹凸形状（溝模様）にフォーカスが合わない画像
を取り込むことができることになる。ところで被検査
物１の厚み変化だけでなく異物混入等により積載高さが
一定でない場合にも、上述の方法で被検出物１の厚さ
（高さ）Ｔ１及び被検査物１と撮像カメラ７までの距離
Ｌを算出し、撮像カメラ７と被検査物１までの距離Ｌ、
厚さＴ１、レンズ部７ａの焦点距離ｆ及び有効径Ａを関
数ｆ（Ｔ１，Ｌ，ｆ，Ａ）として上述の式によりオフセ
ット量ａを求め、この求めたオフセット量ａだけ上方へ
フォーカスを移動させるようにしても良い。

【００２５】上述のような方法によれば、被検査物１の
高さが一定でない場合や、異物混入等の原因で積載高さ
が変化する場合にも計算式により適切なオフセット量ａ
を求めることができる。一方、被検査物１の異物Ｘの厚
みが限定されている場合、異物検出後、異物Ｘの大きさ
や外形、高さ等の形状と素材や種類等の状態を識別する
ために、被検査物１上に異物Ｘを検出した後、図５に示
すように撮像カメラ７のオフセット量ａに対応させてフ
ォーカスを設定していた状態から、異物Ｘの上面にフォ
ーカスを設定する。この場合フォーカス設定距離Ｌａを
オフセット量ａ、異物Ｘの厚み、被検査物１までの距離
Ｌから求める。

【００２６】而して異物Ｘにフォーカスを合わせて撮像
することにより、異物Ｘの大きさや形状の認識及び異物
の表面状態が把握でき、異物Ｘの混入原因の追求等の分
析が可能となる。尚異物Ｘを拡大して撮像すれば、高精
度に異物Ｘの大きさや外形、高さ等の形状と素材の種類
等の状態を識別することが可能となる。そこで異物検出
後画像認識部１０の検出情報に基づいて、制御部１２の
制御の下で撮像カメラ７を図６（ａ）の位置（撮像画面
の中心）から図６（ｂ）に示すように異物Ｘの上方へ移
動させ、レンズ部７ａのズーム機構を動作させて異物Ｘ
を拡大撮像すると良い。

【００２７】さて上記の異物Ｘの検出のために撮像カメ
ラ７で撮像した画像に異物検査領域（ウインドウ）を設
定するのであるが、積載された被検査物１を順次検査す
る場合、積載位置によって撮像カメラ７と被検査物１と
の距離が変化し、同一画角で被検査物１を撮像した場
合、撮像カメラ７で撮像した画像の大きさが被検査物１
の位置により変化することになる。

【００２８】そこで予め領域設定を行い、この領域設定
によって、実際に検査対象となっている被検査物１に対
する異物検査領域を確保するようにした方法を用いて、
被検査物１を撮像した画像の大きさが積載位置によって
変化しても常に異物検査領域が被検査物１の全体をカバ
ーできるようにするようにしている。即ち、図７に示す
ように領域設定に当たっては、撮像カメラ７に対して最
もき近接する積載位置の被検査物１の画像を取り込み、
この画像から得た濃度画像の外形エッジを微分処理から
検出して検査領域を決定するためのＸ，Ｙ座標を算出す
る。ここで検査領域は最大の画像を４等分するように４
つの領域Ｗ₁〜Ｗ₄が設定されるもので、外形エッジの
（Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２）の座標の内、Ｘ１
，Ｙ１により検査領域Ｗ₁，Ｗ₂を決定し、Ｘ
２，Ｙ２により検査領域Ｗ₃，Ｗ₄を設定する。

【００２９】この設定後、実際の検査に際しては被検査
物１の撮像して得られた画像を画像認識部１０で濃淡画
像に変換し、該濃淡画像を微分処理することにより当該
被検査物１の外形エッジの座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｘ２
，Ｙ２）を算出し、この算出された座標に基づいて
上記設定された検査領域Ｗ₁〜Ｗ₄を外形エッジに外の
２辺を沿わせる形で当該被検査物１の画像内に設定す
る。

【００３０】ここで外形エッジの座標算出方法について
詳説すると、まず図８（ａ）に示すように取り込んだ画
像において、例えば左上の座標を（０，０）、右下の座
標を（２５５，２３２）と設定している場合、外形エッ
ジの座標はこの範囲で求めることができる。そして外形
エッジの座標を認識するための検査領域は、絶対位置指
定でＸ座標検出用とＹ座標検出用のエッジ検出用領域を
設けることにより、（Ｘ１，Ｘ２）と（Ｘ２，Ｙ２）を
検出し、この検出した座標から、右下の座標点Ａと左上
の座標点Ｂを決定でき、この決定により図示するように
被検査物１の検査領域Ｗ₁〜Ｗ₄を上述のように設定す
ることができるのである。

【００３１】この場合撮像された画像の大きさで検査領
域Ｗ₁〜Ｗ₄が図８（ａ）又は（ｂ）に示すように重複
することになり、重複部分の大きさは変化するが、異物
検出のための検査領域は被検査物１の画像の大きさが図
８（ｂ）のように小さくなっても被検査物１の上面全体
をカバーすることができることになる。ところで被検査
物１を積載するため、その積載がずれることがある。そ
こで積載ずれを検出するために本実施形態では、一つ前
の被検査物１の画像に対して設定したエッジ検出位置を
基準にして今回の被検査物１のエッジ検出領域を設定し
て、エッジ検出ができるか否かを判定して積載ずれを検
出するようになっている。

【００３２】つまり図９に示すように被検査物１の撮像
を行い、一つ前に撮像した別の被検査物１の画像の外形
エッジ検出位置を基準座標、例えば図１０（ａ）に示す
Ｘ１を基準にして±Ｍ画素分の幅を持つエッジ検査領域
Ｗａを現在の画像に対して図１０（ｂ）に示すように設
定する。このエッジ検査領域Ｗａ内の濃淡画像を微分処
理して外形エッジを検出できるか否かを判定する。図１
０（ｂ）では今回Ｘ２として外形エッジの座標がエッ
ジ検査領域Ｗａ内に存在するため、積載ずれによって検
出不可とは成らず、次の被検査物１のエッジ検査領域Ｗ
ａを設定するのめの基準座標としてＸ２を登録し、異
物検出処理の終了後、全ての被検査物１の検査終了が終
了していなければ、再び上述の処理を行う。また上記の
エッジ検査領域Ｗａ内で外形エッジ検出ができない場
合、被検査物１の積載ずれ量がＭ画素以上あると判断す
る。

【００３３】上記図９、図１０の場合には、エッジ検出
領域Ｗａを一つ前の被検査物１のエッジ検出の座標を基
準としてエッジ検出領域Ｗａを設定するようにしている
が、エッジ検出領域Ｗａを固定とし、図１２（ａ）に示
すように被検査物１の撮像後、エッジ検出領域Ｗａを設
定してエッジ検出を行い、このエッジ検出で検出ができ
た場合、次の被検査物１の異物検出のために外形エッジ
の位置座標Ｘｎ，Ｙｎを登録し、もしエッジ検出が出来
なかった場合には前の被検査物１の検査時に登録した外
形エッジの位置座標Ｘｎ−１、Ｙｎ−１を基準にして、
図１２（ｂ）に示すように異物検出のための検査領域を
用いて異物検出を行うようにするとともに、次の被検査
物１の異物検出のために外形エッジの位置座標Ｘｎ−
１，Ｙｎ−１を登録する。

【００３４】このような方法を用いれば、検査画像にお
いて被検査物１の位置決定のためのエッジ検出がエッジ
検出領域Ｗａに異物Ｘが存在する等の理由からできない
場合でも、前の被検査物１の画像のエッジ検出位置のデ
ータを用いて異物検査用の検査領域を設定することによ
り、異物検出を行うことができる。ところで上記の方法
では２回目以降の外形エッジ検出位置や位置座標を用い
るが、１回目についてはエッジ検出領域を絶対位置で設
定して処理を行う。

【００３５】（実施形態２）上記の実施形態１の場合で
は、被検査物１の表面に水、油による光沢面が存在する
場合、異物Ｘが存在する面との間で識別ができず、異物
のみを検出することができない場合がある。そこで本実
施形態では図１３に示すように被検査物１の上面に正対
する連続発光する光源（勿論ストロボ光源でも良い）１
３を設置し、次の方法により異物Ｘのみを抽出するよう
にした。

【００３６】次に本実施形態について説明する。先ず本
実施形態では異物検出のための撮像を行う前に、制御部
１２の制御の下でタイミング回路９を通じて撮像カメラ
７のレンズ部７ａを制御してフォーカスを被検査物１の
表面に合わせ且つストロボ光源８により斜光照明した状
態で被検査物１上面を撮像カメラ７により撮像し、画像
認識部１０では撮像した画像から濃淡画像を得て該濃淡
画像を演算処理することにより被検査物１の上面と撮像
カメラ７迄の距離Ｌを求める。この後距離Ｌａから予め
定めたオフセット量ａだけフォーカスを上方へ移動させ
る。

【００３７】この後、タイミング回路９を制御してスト
ロボ光源８により斜光照明を行い、この斜光照明下で撮
像カメラ７により被検査物１の上面全体の画像を撮像す
る。この場合被検査物１の上面に異物Ｘが存在する場合
の面の明度は暗くなる。また光沢面Ｙが図１３に示すよ
うに存在する場合も明度は暗くなる。従ってこの画像を
用いて異物検出を行う場合、光沢面Ｙとの識別ができな
い。

【００３８】そこでストロボ光源８の照明を止め、光源
１３による照明を行って、撮像カメラ７のよる撮像を行
う。この場合異物Ｘが存在する面の明度は変化がなく、
光沢面Ｙの明度が明るくなる。従って先に斜光照明下で
撮像して得られた画像データと、今回の正対する照明下
で撮像して得られた画像データとから異物Ｘの存在する
面と、光沢面Ｙとが識別され、その結果濃淡画像の微分
値としきい値との比較の際に、光沢面Ｙを異物Ｘと誤検
出することなく、高精度に異物Ｘを検出することができ
る。

【００３９】尚本実施形態においても、上記実施形態１
で用いたオフセット量ａの決定方法や、異物拡大認識方
法、検出領域設定方法、エッジ検出領域設定方法等を用
いることができるのは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明は、被検査物の上面に正
対するようにフォーカスレンズ付撮像カメラを配置する
とともに、上面に凹凸形状を有する被検査物に対して光
源を斜め上方に設置し、被検査物の上面に対して上方側
へ一定距離オフセットした点に撮像カメラのフォーカス
を合わせるとともに光源により被検査物に対して斜光照
明を行って撮像カメラで被検査物の上面を撮像し、該撮
像された画像より濃淡画像を得て該濃淡画像の微分値を
求め、求めた微分値と予め設定されたしきい値とを比較
することにより上記凹凸形状ではない異物を検出するの
で、被検査物の正常な面に模様等の凹凸形状が存在して
も、異物として誤検出することがなく、高精度に異物の
みの検出ができるという効果がある。

【００４１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、フォーカスを被検査物の上面に合わせ且つ光源によ
り斜光照明した状態で被検査物上面を撮像カメラにより
撮像し、該撮像された画像から濃淡画像を得て該濃淡画
像を演算処理することにより被検査物の上面と撮像カメ
ラ迄の距離を求め、該距離に基づいて被検査物の上面に
対して上方側へオフセットする距離を決定するので、被
検査物の厚みが変化しても、オフセットする距離を一定
とすることができ、常に同じ条件で被検査物を撮像する
ことができるという効果がある。

【００４２】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、被検査物の上面に正対するように別の光源を
配置し、異物検出のために被検査物に対して斜光照明を
行って撮像カメラで被検査物の上面を撮像する前又は後
において、上記別の光源による照明下で被検査物の上面
を撮像して被検査物の濃淡画像を得、該濃淡画像の微分
値を、上記斜光照明下で撮像して得られた濃淡画像の微
分値から減算して該減算結果より被検査物の上面の異物
面と光沢面とを選択するので、被検査物の表面に水、油
等の付着による光沢面が存在しても異物と識別すること
ができ、異物検出の精度を向上させることができるとい
う効果がある。

【００４３】請求項４の発明は、請求項１又は２の発明
において、被検査物表面の異物の厚みが限定される場合
に、異物検出後に、異物の上面に撮像カメラのフォーカ
スを合わせて再度撮像するので、異物の大きさや形状の
認識及び異物の表面状態が把握でき、異物の混入原因の
追求等の分析が可能となるという効果がある。請求項５
の発明は、請求項１又は２の発明において、フォーカス
レンズにズーム機能を持たせたものを用い、異物検出後
に撮像カメラを異物の上方に位置するように移動させ、
濃淡画像の処理により異物の大きさを算出して、該異物
の大きさに応じた画角になるようにフォーカスレンズの
ズーム機能を動作させるとともに異物にフォーカスを合
わせた後に異物を撮像するので、高精度に異物の大きさ
や外形、高さ等の形状と素材や種類等の状態を識別でき
るという効果がある。

【００４４】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、１乃至複数の被検査物が積載され、撮像カメラと正
対する被検査物に対する検査を行う際に、被検査物が一
定の厚みを有するものである場合、被検査物の厚みの関
数に基づいてオフセットする距離を求めるので、積載さ
れる被検査物の厚みのみで適切なオフセットする距離を
求めることができ、そのため常に一定の条件でオフセッ
トする距離を決定できるという効果がある。

【００４５】請求項７の発明は、請求項２の発明におい
て、１乃至複数の被検査物が積載され、撮像カメラと正
対する被検査物に対する検査を行う際に、積載高が夫々
の被検査物により異なる場合、被検査物上面と撮像カメ
ラとの間の距離を求めるための撮像後、撮像した画像よ
り得た濃淡画像から被検査物の外形エッジから延びる影
の長さを求め、該影の長さとと斜光照明の角度から被検
査物の高さを算出した後、該高さと、前記距離と、フォ
ーカスレンズの焦点距離及び有効径とを関数として被検
査物の上面に対して上方側へオフセットする距離を決定
するので、被検査物の厚さが一定でない場合や異物混入
等の原因で積載高さが変化する場合にも計算式により適
切なオフセットする距離を算出することができるという
効果がある。

【００４６】請求項８の発明は、請求項１又は２の発明
において、１乃至複数の被検査物が積載され、撮像カメ
ラと正対する被検査物に対する検査を行う際に、今回検
査される被検査物の画像に対して設定される検査領域を
被検査物の位置が変化しても被検査物の上面全体を含む
ように設定するので、積載によって被検査物の大きさが
変化する場合も、常に検査領域が被検査物の全体をカバ
ーできるという効果がある。

【００４７】請求項９の発明は、請求項８の発明におい
て、今回の被検査物の位置を確認するために設定される
エッジ検査領域を、前回の検査において撮像された被検
査物の外形エッジ検出位置を基準にして、設定するの
で、一つ前の被検査物の画像から積載ずれを検出するこ
とができるという効果がある。請求項１０の発明は、請
求項８の発明において、今回検査される被検査物の位置
認識用のエッジ検出ができなかった場合に、前回の検査
において撮像された被検査物の外形エッジ検出位置を基
準にして、異物を検出するための検査領域を設定するの
で、異物検出するための画像において、被検出物の位置
決定のためのエッジ検出が、エッジ検出領域を設定する
位置に異物が存在してできない場合でも、一つ前の被検
査物の位置を基に異物検出を行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を用いた装置の概略構成図
である。

【図２】同上のオフセット量決定方法の説明図である。

【図３】同上のフォーカス距離設定方法の説明図であ
る。

【図４】同上の別のオフセット量決定方法の説明図であ
る。

【図５】同上の異物認識のためのフォーカス制御の説明
図である。

【図６】同上の異物拡大認識方法の説明図である。

【図７】同上の検査領域設定方法のフローチャートであ
る。

【図８】同上の検査領域設定方法の説明図である。

【図９】同上のエッジ検査領域設定方法のフローチャー
トである。

【図１０】同上のエッジ検査領域設定方法の説明図であ
る。

【図１１】同上の異物検査領域設定方法のフローチャー
トである。

【図１２】同上の異物検査領域設定方法の説明図であ
る。

【図１３】本発明の実施形態２を用いた装置の概略構成
図である。

【図１４】従来例方法を用いた装置の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１被検査物７撮像カメラ７ａレンズ部８ストロボ光源９タイミング回路１０画像認識部１１レンズ制御回路１２制御部Ｘ異物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物の上面に正対するようにフォーカ
スレンズ付撮像カメラを配置するとともに、上面に凹凸
形状を有する被検査物に対して光源を斜め上方に設置
し、被検査物の上面に対して上方側へ一定距離オフセッ
トした点に撮像カメラのフォーカスを合わせるとともに
光源により被検査物に対して斜光照明を行って撮像カメ
ラで被検査物の上面を撮像し、該撮像された画像より濃
淡画像を得て該濃淡画像の微分値を求め、求めた微分値
と予め設定されたしきい値とを比較することにより上記
凹凸形状ではない異物を検出することを特徴とする異物
検出方法。
【請求項２】フォーカスを被検査物の上面に合わせ且つ
光源により斜光照明した状態で被検査物上面を撮像カメ
ラにより撮像し、該撮像された画像から濃淡画像を得て
該濃淡画像を演算処理することにより被検査物の上面と
撮像カメラ迄の距離を求め、該距離に基づいて被検査物
の上面に対して上方側へオフセットする距離を決定する
ことを特徴とする請求項１記載の異物検出方法。
【請求項３】被検査物の上面に正対するように別の光源
を配置し、異物検出のために被検査物に対して斜光照明
を行って撮像カメラで被検査物の上面を撮像する前又は
後において、上記別の光源による照明下で被検査物の上
面を撮像して被検査物の濃淡画像を得、該濃淡画像の微
分値を、上記斜光照明下で撮像して得られた濃淡画像の
微分値から減算して該減算結果より被検査物の上面の異
物面と光沢面とを選択することを特徴とする請求項１又
は２記載の異物検出方法。
【請求項４】被検査物表面の異物の厚みが限定される場
合に、異物検出後に、異物の上面に撮像カメラのフォー
カスを合わせて再度撮像することを特徴とする請求項１
又は２記載の異物検出方法。
【請求項５】フォーカスレンズにズーム機能を持たせた
ものを用い、異物検出後に撮像カメラを異物の上方に位
置するように移動させ、濃淡画像の処理により異物の大
きさを算出して、該異物の大きさに応じた画角になるよ
うにフォーカスレンズのズーム機能を動作させるととも
に異物にフォーカスを合わせた後に異物を撮像すること
を特徴とする請求項１又は２記載の異物検出方法。
【請求項６】１乃至複数の被検査物が積載され、撮像カ
メラと正対する被検査物に対する検査を行う際に、被検
査物が一定の厚みを有するものである場合、被検査物の
厚みの関数に基づいてオフセットする距離を求めること
を特徴とする請求項１記載の異物検出方法。
【請求項７】１乃至複数の被検査物が積載され、撮像カ
メラと正対する被検査物に対する検査を行う際に、積載
高が夫々の被検査物により異なる場合、被検査物上面と
撮像カメラとの間の距離を求めるための撮像後、撮像し
た画像より得た濃淡画像から被検査物の外形エッジから
延びる影の長さを求め、該影の長さとと斜光照明の角度
から被検査物の高さを算出した後、該高さと、前記距離
と、フォーカスレンズの焦点距離及び有効径とを関数と
して被検査物の上面に対して上方側へオフセットする距
離を決定することを特徴とする請求項２記載の異物検出
方法。
【請求項８】１乃至複数の被検査物が積載され、撮像カ
メラと正対する被検査物に対する検査を行う際に、今回
検査される被検査物の画像に対して設定される検査領域
を被検査物の位置が変化しても被検査物の上面全体を含
むように設定することを特徴とする請求項１又は２記載
の異物検出方法。
【請求項９】今回の被検査物の位置を確認するために設
定されるエッジ検査領域を、前回の検査において撮像さ
れた被検査物の外形エッジ検出位置を基準にして、設定
することを特徴とする請求項８記載の異物検出方法。
【請求項１０】今回検査される被検査物の位置認識用の
エッジ検出ができなかった場合に、前回の検査において
撮像された被検査物の外形エッジ検出位置を基準にし
て、異物を検出するための検査領域を設定することを特
徴とする請求項８記載の異物検出方法。