(57)【要約】【課題】ＵＳＢカメラ３を用いて表面検査装置１００を安価に構成すると共に、ＵＳＢカメラ３を用いた際に生じる不具合を解決する。【解決手段】検査対象物Ｗの表面を撮像するＵＳＢカメラ３と、ＵＳＢカメラ３から出力される画像データが、ＧＰＵ４２のＡＰＩにより随時上書き更新されるメモリ部４３と、検査対象物Ｗの画像データを前記メモリ部４３から取得して処理する画像処理部４４２と、を具備し、画像処理部４４２が、検査対象物Ｗの変化前後の画像データを取得するにあたり、その変化時間以後に前記メモリ部４３から画像データを複数回取得し、変化時刻後最初に取得した画像データと異なる画像データを取得した場合に、当該画像データを変化後の画像データとする。【選択図】図１
2010145103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の表面を撮像し、それによって得られた画像により前記検査対象物の表面検査を行う表面検査装置であって、
前記検査対象物の表面を撮像するＵＳＢカメラと、
前記ＵＳＢカメラから出力される画像データが、グラフィックプロセッシングユニットのアプリケーションプログラムインターフェースにより随時上書き更新されるメモリ部と、
前記検査対象物の画像データを前記メモリ部から取得して処理する画像処理部と、を具備し、
前記画像処理部が、前記検査対象物の変化前後の画像データを取得するにあたり、その変化時間以後に前記メモリ部から画像データを複数回取得し、変化時刻後最初に取得した画像データと異なる画像データを取得した場合に、当該画像データを変化後の画像データとする、表面検査装置。
【請求項２】
前記検査対象物の姿勢を変化させる姿勢変化機構と、
前記姿勢変化機構を制御する機構制御部と、をさらに備え、
前記機構制御部が、前記画像処理部に姿勢変化させた時刻を示す時刻信号を前記画像処理部に送信し、
前記画像処理部が、その時刻信号により変化時刻を認識するものである請求項１記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記検査対象物が、回転体形状をなすものであり、
前記姿勢変化機構が、前記検査対象物を中心軸周りに回転させるものである請求項２記載の表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢポートに接続されるＵＳＢカメラを用いた表面検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面検査装置としては、例えば特許文献１に示すように、検査対象物に検査光を照射する光源と、検査光が検査対象物にある傷等の欠陥により生じる散乱光を撮像する撮像部と、当該撮像部からの画像データを取得して上書き更新されるメモリ部と、当該メモリ部から画像データを取得して画像処理を行う画像処理部と、を備えたものがある。ここで、撮像部は、トリガー送信機能を有し、撮像時刻情報を含む画像データを出力するカメラが用いられ、メモリ部内に既に記憶されている画像データを消去するためのトリガー信号を出力して、メモリ部内の画像データを消去した後に、新しい画像データを送信するものである。
【０００３】
しかしながら、このトリガー送信機能を有するカメラは高価であり、その結果装置全体として高価なものになってしまうという問題がある。
【０００４】
このようなことから、トリガー送信機能を有さない比較的安価なＵＳＢカメラを用いて表面検査装置を構成することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、ＵＳＢカメラは、ＵＳＢポート等のコネクタポートによりコンピュータに接続されており、ＵＳＢカメラにより得られた画像データをメモリ部に記憶させる制御は、ＣＰＵとは別に設けられたＧＰＵのＡＰＩ（例えばＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のＤｉｒｅｃｔＸ）により制御されている。このとき、コネクタポートにその他の機器が接続されている場合などには、ＵＳＢカメラから随時送信される各画像データが常にメモリ部に送信されるわけではなく、ＵＳＢカメラから画像データが送信される毎にメモリ部の画像データが更新されない場合がある。
【０００６】
一方、表面検査に必要な画像処理は、ＣＰＵの制御によりメモリ部から画像データを取得するが、このとき、メモリ部に格納されている画像データが最新の画像データか否か等、画像データの撮像時刻がＣＰＵからは判断できないという問題がある。そうすると、ＣＰＵが所定時刻の画像データを取得したとしても、実際には所定時刻以前の画像データである可能性があり、表面検査の検査結果の信頼性が失われてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００７−２８５９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、ＵＳＢカメラを用いて表面検査装置を安価に構成すると共に、ＵＳＢカメラを用いた際に生じる不具合を解決することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る表面検査装置は、検査対象物の表面を撮像し、それによって得られた画像により前記検査対象物の表面検査を行う表面検査装置であって、前記検査対象物の表面を撮像するＵＳＢカメラと、前記ＵＳＢカメラから出力される画像データが、グラフィックプロセッシングユニット（ＧＰＵ）のアプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）により随時上書き更新されるメモリ部と、前記検査対象物の画像データを前記メモリ部から取得して処理する画像処理部と、を具備し、前記画像処理部が、前記検査対象物の変化前後の画像データを取得するにあたり、その変化時刻後に前記メモリ部から画像データを複数回取得し、変化時刻後最初に取得した画像データと異なる画像データを取得した場合に、当該画像データを変化後の画像データとすることを特徴とする。
【０００９】
このようなものであれば、ＵＳＢカメラを用いて表面検査装置を安価に構成すると共に、画像処理部が、変化時刻後最初に取得した画像データと異なる画像データを取得した場合に、当該画像データを変化後の画像データとしているので、変化時刻前の画像データを取得して、当該画像データを変化後の画像データと判断することなく、ＵＳＢカメラを用いた際に生じる不具合を解決することができる。
【００１０】
また、検査対象物の自動に変化させて、検査対象物の連続検査を可能にするためには、前記検査対象物の姿勢を変化させる姿勢変化機構と、前記姿勢変化機構を制御する機構制御部と、をさらに備え、前記機構制御部が、前記画像処理部に姿勢変化させた時刻を示す時刻信号を前記画像処理部に送信し、前記画像処理部が、その時刻信号により変化時刻を認識するものであることが望ましい。
【００１１】
前記検査対象物が、回転体形状をなすものであり、前記姿勢変化機構が、前記検査対象物を中心軸周りに回転させるものである場合に、一見して画像の区別が付きにくく上気問題点が顕著になるところ、本発明によれば、この問題点を好適に解決することができる。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によれば、ＵＳＢカメラを用いて表面検査装置を安価に構成すると共に、ＵＳＢカメラを用いた際に生じる不具合を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明に係る表面検査装置１００について図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態に係る表面検査装置１００の構成を示す模式図、図２は表面検査装置１００におけるＵＳＢカメラ３及び偏光板の具体的な配置を示す図、図３は表面検査装置１００の機器構成を示す模式図、図４はＵＳＢカメラ３の画像データ送信タイミング、メモリ部４３の記憶タイミング及び画像処理部４４２の画像取得タイミングを示す図である。
【００１４】
＜装置構成＞
本実施形態に係る表面検査装置１００は、回転体形状をなす例えば円柱状の鉄材等の検査対象物Ｗの表面の傷Ｗ１等の有無を検出するものであり、図１に示すように、検査対象物Ｗに対して検査光Ｌ１を照射する光照射部２と、当該検査光Ｌ１が照射された検査対象物Ｗから生じる散乱光Ｌ２を撮像するＵＳＢカメラ３と、検査対象物Ｗの姿勢を変化させる姿勢変化機構（不図示）と、当該ＵＳＢカメラ３がＵＳＢポートを介して接続されるとともに、姿勢変化機構の制御を行う情報処理装置（コンピュータ）４とを備えている。
【００１５】
以下に各部について説明する。
【００１６】
光照射部２は、検査対象物Ｗに対して平行光を照射するものであり、光源である高輝度ＬＥＤ等のＬＥＤ２１と、当該ＬＥＤ２１から射出される光を平行光に変換するフレネルレンズ２２とを備えている。また、フレネルレンズ２２の光射出側前方には、偏光板５が設けられている。また、光照射部２は、後述する複数のＵＳＢカメラ３それぞれに対応して１つずつ設けられている。
【００１７】
ＵＳＢカメラ３は、検査対象物Ｗの外側周上面を撮像して、例えば周波数６０Ｈｚで随時画像データを情報処理装置４に出力する例えばＷＥＢカメラであり、検査対象物Ｗの上方において、当該検査対象物Ｗを囲むように複数個設けられている。具体的には、図２に示すように、検査対象物Ｗの外側周上面を撮像するために、等角度間隔に８個設けられている。つまり、ＵＳＢカメラ３は、検査対象物Ｗを囲むように４５度間隔で設けられている。また、ＵＳＢカメラ３の前方には、検査光Ｌ１が照射された検査対象物Ｗで反射された反射光Ｌ３を撮像せず、散乱光Ｌ２のみを撮像するために、偏光板６が設けられている。各ｖカメラ３は、情報処理装置４にＵＳＢコネクタ４１により接続されている。
【００１８】
姿勢変化機構は、回転体形状をなす検査対象物Ｗを中心軸周りに回転させることにより検査対象物Ｗの姿勢を変化させるものであり、検査対象物Ｗの例えば両端面を支持する支持部材と、当該支持部材を回転駆動することにより検査対象物Ｗを中心軸周りに回転させるモータ等のアクチュエータと、を備えている。
【００１９】
情報処理装置４は、ＵＳＢカメラ３から随時送信される画像データを取得して、得られた画像データを用いて検査対象物Ｗの表面検査を行うとともに、姿勢変化機構の制御を行うものであり、その具体的な機器構成は、図３に示すように、ＵＳＢコネクタ４１、ＡＤ変換器（不図示）、グラフィックプロセッシングユニット（ＧＰＵ）４２、メモリ部４３、中央演算ユニット（ＣＰＵ）４４及びディスプレイ４５等を備えた汎用乃至専用のコンピュータである。そして、図示しないメインメモリの所定領域に記憶された所定プログラムにしたがって、ＣＰＵ４４、周辺機器を協働させることにより、機構制御部４４１、画像処理部４４２等としての機能を発揮する。
【００２０】
ＧＰＵ４２は、ＵＳＢコネクタ４１に接続されたＵＳＢカメラ３から随時送信される画像データを例えばＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）が提供するＤｉｒｅｃｔＸ等のアプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）によりメモリ部４３に送信する。
【００２１】
メモリ部４３は、例えばＤＲＡＭ又はＶＲＡＭ等の揮発性メモリであり、ＧＰＵ４２から送信される画像データをその都度上書き更新して記憶する。また、メモリ部４３は、各ＵＳＢカメラ３に対応して複数個設けられている。
【００２２】
機構制御部４４１は、姿勢変化機構のアクチュエータを制御するものであり、当該アクチュエータに駆動信号を出力すると共に、当該アクチュエータを駆動した時刻（具体的には、検査対象物Ｗの回転が終了した時刻）を示す時刻信号を画像処理部４４２に送信する。
【００２３】
画像処理部４４２は、メモリ部４３に記憶されている画像データを取得して、表面検査を行うためのものである。具体的に画像処理部４４２は、各姿勢における検査対象物Ｗの表面の画像データを取得して、各姿勢における検査対象物Ｗの表面検査を行うための画像処理を行うものである。より詳細には、画像処理部４４２は、各姿勢における画像データを複数取得して、複数の画像データを積分して、傷Ｗ１により生じた散乱光Ｌ２の輝度を高めると共にノイズ除去を行い、その画像データをディスプレイ４５に出力する。これにより、検査対象物の外側周上面の画像が表示され、傷Ｗ１がある場合には、当該傷Ｗ１が強調して表示され、外側周上面の傷Ｗ１を検査することができる。
【００２４】
しかして本実施形態の画像処理部４４２は、検査対象物Ｗの変化前後の画像データを取得するにあたり、その変化時刻後にメモリ部４３から画像データを複数回取得し、変化時刻後最初に取得した画像データと異なる画像データを取得した場合に、当該画像データを変化後の画像データとする。
【００２５】
具体的には、図４に示すように、画像処理部４４２は、回転前の複数の異なる画像データを取得する共に、機構制御部４４１から時刻信号を受け付けた後は、回転後の複数の異なる画像データを取得する。このとき、画像処理部４４２は、時刻信号を受け付けた後に、取得した画像データのうち、最初に取得した画像データ（図４中では（ｉ）のタイミングに取得した画像データ）と、それ以降に取得した画像データとを比較して、最初に取得した画像データと異なる画像データが得られた場合（図４中では（ｉｉ）のタイミングに取得した画像データ）には、それ以降に取得した画像データを回転後の画像データとする。
【００２６】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る表面検査装置１００によれば、ＵＳＢカメラ３を用いて表面検査装置１００を安価に構成すると共に、画像処理部４４２が、変化時刻後最初に取得した画像データと異なる画像データを取得した場合に、当該画像データを変化後の画像データとしているので、変化時刻前の画像データを取得して、当該画像データを変化後の画像データと判断することなく、ＵＳＢカメラ３を用いた際に生じる不具合を解決することができる。
【００２７】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００２８】
例えば、前記実施形態の検査対象物Ｗの回転は、姿勢変化機構により、検査対象物Ｗを中心軸周りに回転させるものであったが、その他の回転態様であっても良い。
【００２９】
また、前記実施形態の検査対象物Ｗの変化は、姿勢変化機構による検査対象物Ｗの姿勢変化であったが、その他、ベルトコンベアなどの搬送機構により複数の検査対象物Ｗを搬送することによって、検査対象物Ｗ自体を変化させるものであっても良い。
【００３０】
また、ＵＳＢカメラ３の個数及び配置態様は、検査対象物Ｗの表面を撮像できるものであれば、前記実施形態に限定されない。
【００３１】
さらに、前記実施形態では、回転体形状をなす検査対象物Ｗを検査するものであったが、その他、曲面状表面を検査するものであっても良いし、平面状表面を検査するものであっても良い。
【００３２】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態に係る表面検査装置の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態のＵＳＢカメラ及び偏光板の具体的な配置を示す図。
【図３】同実施形態の表面検査装置の機器構成を示す模式図。
【図４】ＵＳＢカメラの画像データ送信タイミング、メモリ部の記憶タイミング及び画像取得部の画像取得タイミングを示す図。
【符号の説明】
【００３４】
１００・・・表面検査装置
Ｗ    ・・・検査対象物
３    ・・・ＵＳＢカメラ
４２  ・・・グラフィックプロセッシングユニット（ＧＰＵ）
４３  ・・・メモリ部
４４１・・・機構制御部
４４２・・・画像処理部
【図１】
2010145103.tif 000003
【図２】
2010145103.tif 000004
【図３】
2010145103.tif 000005
【図４】
2010145103.tif 000006