JPS63173905A - 物体外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、連続搬送されている物体（ワーク）の外観を
検査するための物体外観検査装置に関するものである。

（背景技術） 第７図は従来の物体外観検査装置の概略構成図である。

ワークＷｌ、Ｗ２．・・・は一定距離ピッチ毎に間欠搬
送コンベアＡ上に載置されている。テレビカメラＣ１、
Ｃ２は、ワークＷｌ、Ｗ２の離間ピッチと略同ピッチで
配置されており、各テレビカメラＣ１、Ｃ２の視野をそ
れぞれ照明するために、定常光ライトＬｌ、Ｌ２が設け
られている。定常光ライトＬ１とテレビカメラＣ１との
ペアは、ワークの正反射光による画像を撮影し、定常光
ライ）Ｌ２とテレビカメラＣ２とのペアはワークの乱反
射光による画像を撮影するように配置されている。これ
らの画像は、画像処理装置に入力されて、正反射光によ
る画像と乱反射光による画像とがらの総合判断により、
ワーク表面の汚れやヒビ、欠け等を検査され、良否を判
定される。

第８図は前記従来例に用いる画像処理装置の概略構成を
示している。テレビカメラＣ１、Ｃ２にて撮影された画
像は、ハードユニットＨＵにて濃淡微分、細線Ｃヒ、２
値化、エツジ追跡等の前処理を施される。このハードユ
ニットＨＵは処理速度が高速度であるので、１台のハー
ドユニットＨＵを２台のテレビカメラＣ１、Ｃ２につい
て時分割的に使用している。ハードユニットＨＵにて前
処理された画像群は、ソフトユニットｓｕｔ、ｓｕ２に
入力されて、マイクロコンピュータのソフトウェア処理
によって、ヒどの長さや膨れ・へこみの有無等を判別す
るための後処理を施される。ソフトユニットＳＵＩから
出力される正反射光による画像の後処理データは、タイ
ムシフト用のメモリーＭに一旦蓄積される。ソフトユニ
ットＳＵ２から出力される乱反射光による画像の後処理
データは、前記メモリーＭに蓄積されたデータと共に、
最終判定部Ｊに入力されて、良品不良品の判定が行われ
る。

ここで、タイムシフト用のメモリーＭが必要となる理由
について説明する。前述の間欠搬送コンベアＡはワーク
の離間ピッチと略同間隔で間欠的に送られ、ワークがテ
レビカメラの視野中ノーに入ったところで停止する０例
えば、ワークＷ２の正反射光による画像がテレビカメラ
Ｃ１で撮影され、その後、間欠搬送コンベアＡがワーク
の離間ピッチだけ送られて、ワークＷ２の乱反射光によ
る画像がテレビカメラＣ２で撮影される。このとき、テ
レビカメラＣ１では、ワークＷ１の正反射光による画像
が撮影される。このように、従来例にあっては、テレビ
カメラＣ１が撮影するワークと、テレビカメラＣ２が撮
影するワークとが、１個ずつずれているので、最終判定
部Ｊにデータが入力されるタイミングを整合させるため
に、メモリーＭが必要となる。また、この従来例にあっ
ては、間欠搬送コンベアＡを用いているので、測定のた
めにコンベアを間欠的に停止させる必要があり、コンベ
アの駆動ｉｎが複雑になる。

第９図は他の従来例の概略構成図である。この従来例に
あっては、間欠搬送コンベアＡのワークＷ　１　、Ｗ　
２　、Ｗ　３　、・・・ノｌｉｌＨｍヒツチｘ　１と略
同ピッチで配置されたテしビカメラ０１〜Ｃ３と定常光
ライトＬ１〜Ｌ３を用いて、１つのワークの同一面を分
割して観察し、測定精度を上げるようにしている。第９
図においては、ワークの上面のみを検査するように図示
されているが、複数のテレビカメラ０１−〇３と複数の
定常光ライトＬ１〜Ｌ３の配置を変えることにより、ワ
ークの上面と右側面及び左側面をそれぞれ観察すること
も可能であり、また、複数のテレビカメラＣ１〜Ｃ３と
複数の定常光ライトＬ１〜Ｌ３の投受光角度を変えるこ
とにより、ワークの１つの面を３種の異なる°光学条件
でｒｍ察することも可能である。

第１０図はこの従来例に用いられる画像処理装置の概略
構成を示している。この従来例にあっては、３台のテレ
ビカメラ０１〜Ｃ３により３つの画像が取り込まれるが
、画像は間欠搬送コンベアＡが停止している間しか取り
込めないため、ハードユニットＨＵＩは１回の停止時間
中に２つの画像しか処理できず、残りの１画像について
は、別のハードユニットＨＵ　２で処理している。

第１１図はこの様子を示すタイムチャートである０時刻
ｔ１〜ｔ２の１サイクルについての動作を説明する０間
欠搬送コンベアＡが停止すると、ハードユニットＨｕｔ
は、まず、ワークＷ１の第１面（例えば上面）の前処理
を行い、その後、ワークＷ２の第２面（例えば右側面）
の前処理を行う、ワークＷ１の第１面の前処理が終わる
と、ソフトウェア）ＳＵＩがワークＷ１の第１面の後処
理を行う。

また、ワークＷ２の第２面の前処理が終わると、ソフト
ユニットＳＵ２がワークＷ２の第２面の後処理を行う、
また、ハードユニットＨＵ２は、ワークＷ３の第３面（
例えば左側面）の前処理を行う。

ワークＷ３の第３面の前処理が終わると、ソフＩ・ユニ
ットＳＵ３がワークＷ３の第３面の後処理を行う、この
サイクルよりも１つ前のサイクル（時刻１０〜シ、）や
１つ後のサイクル（時刻し２〜Ｌ３）においても、ワー
クが１つずれた状暦で、同様の動作を行う。なお、間欠
搬送コンベアＡが移動している間は、画像の取り込みが
できないので、ハードユニットＩ−ＩＵ１．ＨＵ２は動
作していないが、ソフトユニットＳＵ１．ＳＵ２．ＳＵ
３は処理動作を行っている。

ここで、ハードユニットＩＩＵＩ、ＨＵ２を１つにまと
めるための方法として、テレビカメラＣ３により得られ
た第３の画像を間欠搬送コンベアＡの停止時間中に取り
込んで画像メモリーに蓄積しておき、間欠搬送コンベア
Ａの移動中に画像メモリーを読み出して、ハードユニッ
トＨＵＩに入力して処理する方法も考えられるが、新た
に画像メモリーが必要となり、特に多種類の画像を処理
する場合には、メモリーの数が多くなり、その切替°も
複雑になるという欠点がある。

この従来例にあっては、ソフトユニットＳＵＩ。

ＳＵ２．ＳＵ３．・・・から、ある時点で近接して出力
される処理結果は異なるワークのものである０例えば、
ソフトユニットＳＵＩからはワークＷ１の、ソフトユニ
ットＳＵ２からはワークＷ２の、ソフトユニットＳＵ３
からはワークＷ３の処理結果がそれぞれ出力される。し
たがって、ワークＷ１についてのテレビカメラＣ１，Ｃ
２，Ｃ３による画像処理結果から総会判断をしようとす
れば、これらの処理画像または処理結果をメモリーＭに
蓄積しておき、これをワークの番号を揃えて読み出して
総合判定しなければならず、装置が複雑になるという問
題がある。

さらに、この従来例にあっては、間欠搬送コンベアＡを
ワークＷ１゜Ｗ２．Ｗ３．・・・の離間ピッチ毎に間欠
的に送る必要があり、コンベアの駆動機構が複雑になる
という問題がある。

（発明の目的） 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、連続搬送されているワークか
ら異なる画像群を順次取り込むことができるようにした
物体外観検査装置を提供するにある。

（発明の開示） え帆α１人 本発明に係る物体外観検査装置にあっては、上記の目的
を達成するために、ワークを連続搬送する搬送装置と、
連！５！搬送されているワークに閃光を照射する１つ以
上のフラッシュライトと、フラッシュライトの発光時に
ワークを撮影する１つ以上のテレビカメラと、テレビカ
メラにより撮影された画像から物体の外観検査を行う画
像処理装置とを備えて成り、時間をずらせてフラッシュ
ライトを発光させることにより、１つのワークの異なる
画像群を画像処理装置に順次取り込むように構成して成
るものである。

本発明にあっては、このように連続搬送されているワー
クに対して、時間をずらせてフラッシュライトを発光さ
せることにより、１つのワークの°異なる画像群を画像
処理装置に順次取り込むようにしたので、従来のように
ワークを間欠送りする必要がなくなるものである。

以下、本発明の実施例について説明する。

ｘ１匠り 第１図は本発明の一実施例の概略構成図である。

本実施例にあっては、ワークＷｌ、Ｗ２．・・・は連続
搬送コンベアＢにより連続搬送されている。フラッシュ
ライトＦ１は正反射光による画像を撮影するための閃光
をワークに照射し、フラッシュライトＦ２は乱反射光に
よる画像を撮影するための閃光をワークに照射する。テ
レビカメラＣ１は、フラッシュライトＦ１による閃光の
ワークからの正反射光及びフラッシュライトＦ２による
閃光のワークからの乱反射光を受光できるような位置に
配置されている。

フラッシュライトＦｌ、Ｆ２は、時間をずらせて発光さ
れ、フラッシュライトＦ１の発光時にテレビカメラＣ１
はワークからの正反射光による画像をｍＷし、フラッシ
ュライトＦ２の発光時にはテレビカメラＣ１はワークか
らの乱反射光による画像を撮影する。フラッシュライト
Ｆｌ、Ｆ２の閃光持続時間は例えば１μｓｅｃ程度であ
って、この閃光が生じたときの画像がテレビカメラＣ１
のＳ像面に焼き付けられ、その画像情報を１フレーム又
は１フイールドの時間（１６，７ｍ５ｅｃ）をかけて読
み出すので、コンベアＢが移動していても、静止した画
像が得られるものである。また、フラッシュライトＦ　
１　、Ｆ　２の発光時間のずれは、両者の閃光がテレビ
カメラＣ１の同一フレーム内に発生しない程度にずれて
いれば良く、例えば、テレビカメラＣ１の１フレ一ム分
ずれていれば良い、この時間は比較的短いので、ワーク
がテレビカメラＣ１の視野内に存在する間にフラッシュ
ライトＦ１とＦ２の発光をほとんど同時に行うことがで
き、したがって、本実施例にあっては、テレビカメラＣ
１は１台で良い。

第２図は本実施例に用いる画像処理装置の概略構成を示
す図である０本実施例にあっては、テレビカメラＣ１が
ワークの正反射光による画像と乱反射光による画像とを
ほとんど同時に取り込むので、第８図従来例のようなタ
イムシフト用のメモリーＭは不要である。テレビカメラ
Ｃ１からの第１の画像（正反射光による画像）と第２の
画像（乱反射光による画像）とは、ハードユニットＨＵ
にて濃淡微分、細線化、２値化、エツジ追跡等の前処理
を施される。このハードユニットＨＵは処理速度が高速
度であるので、前述のように、１台を２画面について時
分割的に使用している。ハードユニツ）−１１Ｕにて前
処理された画像群は、ソフトユニットＳＵ１．ＳＵ２に
入力されて、ヒどの長さや膨れ・へこみの有無等を判別
するための後処理を施される。ソフトユニットＳＵＩか
ら出力されるワークの正反射光による画像の後処理デー
タと、ソフトユニット５ＬＪ２から出力されるワークの
乱反射光による画像の後処理データとは、最終判定部Ｊ
に入力される。最終判定部Ｊでは、これらのデータを総
合判断して、ワークの良否を判定している。

本実施例にあっては、１台のテレビカメラＣ１により２
種類の画像を取り込むことができ、また、フラッシュラ
イトＦｌ、Ｆ２を近接して配置できるので、光学系のス
ペースが小さくて済むという利点がある。また、接近し
た時間内に同一ワークについての複数の画像の後処理デ
ータが得られるので、第８図従来例のように、メモリー
Ｍを用いてデータをタイムシフトした後、最終判定を行
う必要がなく、画像処理装置の構成が簡単になるという
利点もある。

夫１匠ｌ 第３図は本発明の他の実施例の概略構成を示す図である
。本実施例にあっては、２台のテレビカメラＣ１、Ｃ２
と２台のフラッシュライトＦｌ、Ｆ２とを備え、異なる
タイミングでフラッシュライトＦ　１　、Ｆ　２を発光
させることにより、同一ワークの異なる部分の画像群を
それぞれテレビカメラＣ１、Ｃ２にて取り込む、すなわ
ち、ワークがテレビカメラＣ１の視野内にあるときに、
フラッシュライトＦ１を発光させてワークの後部形状を
取り込み、ワークがテレビカメラＣ２の視野内にあると
きに、フラッシュライトＦ２を発光させてワークの前部
形状を取り込んでいる。各テレビカメラＣ１、Ｃ２にて
取り込まれた画像は、例えば、第８図従来例において、
タイムシフト用のメモリーＭを省略したような画像処理
装置により画像処理され、ワークの前部形状の後処理デ
ータと後部形状の後処理データとを総合判断して、ワー
クの良否判定を行うようにしている。

及１」１ 第４図は本発明のさらに他の実施例の概略構成図である
０本実施例にあっては、一定圧ｉｔ！ｉＸ１をおいて、
一定速度で連続搬送されるワーク群Ｗｌ。

ｗ２．ｗ３．・・・に対し、ワーク間圧１ｆｌｌｉＸ１
と血かにずらせた距離間隔でフラッシュライＩ−，Ｆ　
１　、Ｆ　２　。

Ｆ３及びテレビカメラＣ１、Ｃ２、Ｃ３のベアを複数セ
ット配置している。

第４図においては、ワークの上面のみを検査するように
図示されているが、複数のテレビカメラ０１〜Ｃ３と複
数の定常光ライトＬ１〜Ｌ３の配置を変えることにより
、ワークの上面と右側面及び左側面をそれぞれ観察する
ことも可能であり、また、複数のテレビカメラＣ１〜Ｃ
３と複数の定常光ライトＬ１〜Ｌ３の投受光角度を変え
ることにより、ワークの１つの面を３種の異なる光学条
件で観察することも可能である。

第４図に示すように、テレビカメラＣ２、Ｃ３の配置さ
れた箇所は、ワーク間圧ＭＸ１で配置した場合に比べて
それぞれ距離Ｘ　２　、Ｘ　３だけずれている。各フラ
ッシュライトＦｌ、Ｆ２．Ｆ３は、テレビカメラＣ１、
Ｃ２、Ｃ３の視野中心をワークが通過する瞬間にそれぞ
れ発光してワークの画像を画像処理装置に取り込む。し
たがって、フラッシュライトＦ１．Ｆ２．Ｆ３の発光タ
イミングは少しずつずれており、フラッシュライトＦ１
が発光し、その後、連続搬送コンベアＢが距離Ｘ２だけ
送られると、フラッシュライトＦ２が発光する。

その後、連続搬送コンベアＢが距離（Ｘ３−χ２）だけ
送られると、フラッシュライトＦ３が発光する。

本実施例にあっては、テレビカメラＣ１〜Ｃ３°は比較
的密接して配置しであるが、一般に、第１のテレビカメ
ラＣ１と第２のテレビカメラＣ２との視齋中心間の距離
をＤＩ２、第１のテレビカメラＣ１と第３のテレビカメ
ラＣ３との視野中心間の距離をＤＩ３とすると、次式が
成立するように、テレビカメラ０１〜Ｃ３を配置すれば
良い。

Ｉ Ｐ−Ｘｉ　　−ト　　　　　ＸＯ＜Ｄ、２≦　ｐ−ｘｉ
　　−ト　　　□Ｉ Ｐ−Ｘ１＋２・Ｘ　Ｏ＜　Ｄ　Ｉ　３≦Ｐ−Ｘ１＋２・
−□上式において、ＸＯは高速処理部の処理時間内にコ
ンベアＢが動く距離、Ｎはテレビカメラの台数、Ｐは０
以上の整数（Ｐ＝０．１．２．・・・）である。

第５図は本実施例に用いられる画像処理装置の概略構成
を示している。各テレビカメラＣ１、Ｃ２、Ｃ３にて撮
影された画像は、１台のハードユニット１］Ｕ１にて時
分割的に処理される。前処理済みの画像は、順次、ソフ
トユニットＳＵＩ、Ｓ０２、ＳＵ３にて後処理され、そ
の処理結果がメモリーＭに蓄積され、最終判定部Ｊにて
総合判断される。

第６図はこの様子を示すタイムチャートである。

時刻ｔ１〜ｔ２の１サイクルについての動作を説明する
。ハードユニットＨＵＩは、まず、ワークＷ１の第１面
（例えば上面）の前処理を行い、次に、ワークＷ２の第
２面（例えば右側面）の前処理を行い、さらに、ワーク
Ｗ３の第３面（例えば左側面）の前処理を行う。ワーク
Ｗｌの第１面の前処理が終わると、ソフトユニットＳＵ
ＩがワークＷ１の第１面の後処理を行う、また、ワーク
Ｗ２の第２面の前処理が終わると、ソフトユニットＳＵ
２がワークＷ２の第２面の後処理を行う、さらに、ワー
クＷ３の第３面の前処理が終わると、ソフトユニツ）Ｓ
Ｕ３がワークＷ３の第３面の後処理を行う。

このサイクルよりも１つ前のサイクル（時刻上〇〜ｔ１
）や１つ後のサイクル（時刻ｔ２〜ｔａ）においても、
ワークが１つずれる以外は、同様の動作を行う。

このように、ワークがワーク間距離Ｘ１を移動する間に
全フラッシュライトＦ　１　、Ｆ　２　、Ｆ　３が重な
らずに順次発光するようにして、且つ、各発光°タイミ
ングの間隔は前処理部が各テレビカメラからの画像を処
理して後処理部に送り終わる時間よりも長く設定してお
けば、画像処理装置における前処理部の時分割使用の効
率が向上し、装置全体のコストを低減させることができ
る。このような物品外観検査装置は、特に中速生産（例
えば、０゜５〜５秒／個程度）のラインにおいて、リア
ルタイム画像処理部を含む画像処理装置で検査を行う場
合に有効である。

（発明の効果） 本発明は上述のように、連続搬送されているワークに対
して、時間をずらせてフラッシュライトを発光させるこ
とにより、１つのワークの異なる画像群を画像処理装置
に順次取り込むようにしたので、従来のようにワークを
間欠送りする必要がなくなり、測定を行う度にワークを
停止させる場合に比べて搬送機構が簡単化されるという
効果があり、また、本発明にあっては、同一のワークに
対して異なるタイミングでフラッシュライトを当てて、
同一のワークについての異なる画像群を取り込むように
しているので、ワークの同一面を複数の異なる光学条件
で見る必要がある場６や、精度を上げるために同一面、
を分割して見る場きなどに特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１Ｕ２は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は同
上に用いる画像処理装置の構成を示すプロッり図、第３
図は本発明の他の実施例の概略構成図、第４図は本発明
のさらに他の実施例の概略構成図、第５図は同上に用い
る画像処理装置の構成を示すブロック図、第６図は同上
の動作説明図、第７図は従来例の概略構成図、第８図は
同上に用いる画像処理装置の構成を示すブロック図、第
９図は他の従来例の概略構成図、第１０図は同上に用い
る画像処理装置の構成を示すブロック図、第１１図は同
上の動作説明図である。 Ｂは連続搬送コンベア、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３はテレビカメ
ラ、ｒ；’１．Ｆ２．Ｆ３はフラッシュライト、Ｗｌ、
Ｗ２．Ｗ３はワークである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークを連続搬送する搬送装置と、連続搬送され
   ているワークに閃光を照射する１つ以上のフラッシュラ
   イトと、フラッシュライトの発光時にワークを撮影する
   １つ以上のテレビカメラと、テレビカメラにより撮影さ
   れた画像から物体の外観検査を行う画像処理装置とを備
   えて成り、時間をずらせてフラッシュライトを発光させ
   ることにより、１つのワークの異なる画像群を画像処理
   装置に順次取り込むように構成して成ることを特徴とす
   る物体外観検査装置。
2. （２）前記画像処理装置は、取り込まれた画像群を順次
   前処理する１台の前処理部と、前処理後の画像群を後処
   理する複数の後処理部と、後処理後の画像群について良
   品不良品判定を行う最終判定部とから成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の物体外観検査装置。