(57)【要約】【課題】透明樹脂が封入された、または張り合わされたワークであっても、透明樹脂の剥離を正確に検出する。【解決手段】剥離検査装置３は、カメラ２からの画像データを基に、ワーク４の３次元データを算出する３次元データ算出手段３２と、ワーク４の、透明樹脂４１の封入または張り合わせ部分との境界面に略水平な表面を、隣り合う領域に重複部分が存在するように複数領域に分割し、３次元データを基に、当該各領域における３次元データを算出する分割領域データ算出手段３３と、ワーク４の各領域における３次元データを基に、当該各領域における特徴量を算出する特徴量算出手段３４と、複数の良品サンプルの各領域における特徴量を基に、当該各領域における閾値を算出する閾値算出手段３６と、ワーク４の各領域における特徴量と当該各領域における閾値とを比較することで、当該ワーク４の透明樹脂４１の剥離を検査する良否判定手段３７とを備えたものである。【選択図】図３
2014163686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂が封入された、または張り合わされたワークに対し、異なる方向から光を当てる複数の照明と、前記照明により所定方向から光が当てられた前記ワークを撮影する撮影装置と、前記撮影装置により撮影された画像データを用いて、前記ワークの透明樹脂の剥離を検査する剥離検査装置とを備えた剥離検査システムであって、
前記剥離検査装置は、
前記撮影装置により撮影された画像データに基づいて、前記ワークの３次元形状を示す３次元データを算出する３次元データ算出手段と、
前記ワークの、前記透明樹脂の封入または張り合わせ部分との境界面に略水平な表面を、隣り合う領域に重複部分が存在するように複数領域に分割し、前記３次元データ算出手段により算出された３次元データに基づいて、当該各領域における３次元データを算出する分割領域データ算出手段と、
前記分割領域データ算出手段により算出された前記ワークの各領域における３次元データに基づいて、当該各領域における特徴量を算出する特徴量算出手段と、
複数の良品サンプルの前記各領域における特徴量に基づいて、当該各領域における閾値を算出する閾値算出手段と、
前記特徴量算出手段により算出された前記ワークの各領域における特徴量と、前記閾値算出手段により算出された当該各領域における閾値とを比較することで、当該ワークの透明樹脂の剥離を検査する良否判定手段とを備えた
ことを特徴とする剥離検査システム。
【請求項２】
撮影装置により撮影された、複数の照明により異なる方向から光が当てられた透明樹脂が封入されたまたは張り合わされたワークの画像データを用いて、当該ワークの透明樹脂の剥離を検査する剥離検査装置であって、
前記撮影装置により撮影された画像データに基づいて、前記ワークの３次元形状を示す３次元データを算出する３次元データ算出手段と、
前記ワークの、前記透明樹脂の封入または張り合わせ部分との境界面に略水平な表面を、隣り合う領域に重複部分が存在するように複数領域に分割し、前記３次元データ算出手段により算出された３次元データに基づいて、当該各領域における３次元データを算出する分割領域データ算出手段と、
前記分割領域データ算出手段により算出された前記ワークの各領域における３次元データに基づいて、当該各領域における特徴量を算出する特徴量算出手段と、
複数の良品サンプルの前記各領域における特徴量に基づいて、当該各領域における閾値を算出する閾値算出手段と、
前記特徴量算出手段により算出された前記ワークの各領域における特徴量と、前記閾値算出手段により算出された当該各領域における閾値とを比較することで、当該ワークの透明樹脂の剥離を検査する良否判定手段と
を備えたことを特徴とする剥離検査装置。
【請求項３】
透明樹脂が封入された、または張り合わされたワークに対し、異なる方向から光を当てる複数の照明と、前記照明により所定方向から光が当てられた前記ワークを撮影する撮影装置と、前記撮影装置により撮影された画像データを用いて、前記ワークの透明樹脂の剥離を検査する剥離検査装置とを備えた剥離検査システムによる剥離検査方法であって、
前記剥離検査装置は、
前記撮影装置により撮影された画像データに基づいて、前記ワークの３次元形状を示す３次元データを算出する３次元データ算出ステップと、
前記ワークの、前記透明樹脂の封入または張り合わせ部分との境界面に略水平な表面を、隣り合う領域に重複部分が存在するように複数領域に分割し、前記３次元データ算出ステップにおいて算出した３次元データに基づいて、当該各領域における３次元データを算出する分割領域データ算出ステップと、
前記分割領域データ算出ステップにおいて算出した前記ワークの各領域における３次元データに基づいて、当該各領域における特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
複数の良品サンプルの前記各領域における特徴量に基づいて、当該各領域における閾値を算出する閾値算出ステップと、
前記特徴量算出ステップにおいて算出した前記ワークの各領域における特徴量と、前記閾値算出ステップにおいて算出した当該各領域における閾値とを比較することで、当該ワークの透明樹脂の剥離を検査する良否判定ステップとを有する
ことを特徴とする剥離検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、透明樹脂が封入された、または張り合わされた立体部品（ワーク）に対し、透明樹脂の剥離を検査する剥離検査システム、剥離検査装置および剥離検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造ラインにおいて、樹脂や塗料が封入された、または張り合わされたワークに対して良否検査を行う場合には、３次元計測を行っている。そして、計測結果である３次元データの画素ごとの輝度情報を、予め定められた良品のデータと比較することで、良否検査を行っている。
また、３次元データの隣り合う画素における輝度情報の変化量を用いて、３次元的な等高線表現に基づいて樹脂の封入部分または張り合わせ部分の境界を特定することにより、樹脂の剥離を検査している（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５３８９３号公報
【特許文献２】特開２００５−９８９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記樹脂が透明樹脂である場合には、ワークにおける透明樹脂の封入部分または張り合わせ部分の境界がはっきりしないため、特許文献１，２に開示される従来技術では検査精度が悪いという課題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、透明樹脂が封入された、または張り合わされたワークであっても、透明樹脂の剥離を正確に検出することができる剥離検査システム、剥離検査装置および剥離検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る剥離検査システムは、透明樹脂が封入された、または張り合わされたワークに対し、異なる方向から光を当てる複数の照明と、照明により所定方向から光が当てられたワークを撮影する撮影装置と、撮影装置により撮影された画像データを用いて、ワークの透明樹脂の剥離を検査する剥離検査装置とを備え、剥離検査装置は、撮影装置により撮影された画像データに基づいて、ワークの３次元形状を示す３次元データを算出する３次元データ算出手段と、ワークの、透明樹脂の封入または張り合わせ部分との境界面に略水平な表面を、隣り合う領域に重複部分が存在するように複数領域に分割し、３次元データ算出手段により算出された３次元データに基づいて、当該各領域における３次元データを算出する分割領域データ算出手段と、分割領域データ算出手段により算出されたワークの各領域における３次元データに基づいて、当該各領域における特徴量を算出する特徴量算出手段と、複数の良品サンプルの各領域における特徴量に基づいて、当該各領域における閾値を算出する閾値算出手段と、特徴量算出手段により算出されたワークの各領域における特徴量と、閾値算出手段により算出された当該各領域における閾値とを比較することで、当該ワークの透明樹脂の剥離を検査する良否判定手段とを備えたものである。
【０００７】
また、この発明に係る剥離検査方法は、撮影装置により撮影された画像データに基づいて、ワークの３次元形状を示す３次元データを算出する３次元データ算出ステップと、ワークの、透明樹脂の封入または張り合わせ部分との境界面に略水平な表面を、隣り合う領域に重複部分が存在するように複数領域に分割し、３次元データ算出ステップにおいて算出した３次元データに基づいて、当該各領域における３次元データを算出する分割領域データ算出ステップと、分割領域データ算出ステップにおいて算出したワークの各領域における３次元データに基づいて、当該各領域における特徴量を算出する特徴量算出ステップと、複数の良品サンプルの各領域における特徴量に基づいて、当該各領域における閾値を算出する閾値算出ステップと、特徴量算出ステップにおいて算出したワークの各領域における特徴量と、閾値算出ステップにおいて算出した当該各領域における閾値とを比較することで、当該ワークの透明樹脂の剥離を検査する良否判定ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、上記のように構成したので、透明樹脂が封入された、または張り合わされたワークであっても、樹脂の剥離を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る剥離検査システムの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるワークの構成を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１における剥離検査装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１における分割領域データ算出手段によるワークの領域分割例を示すワーク上面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る剥離検査装置による全体動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１におけるデータ分布グラフを示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る剥離検査装置による良否判定動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る剥離検査システムの構成を示すブロック図である。
剥離検査システムは、例えば図２に示すような透明樹脂４１が封入された、または張り合わされたワーク（立体部品）４に対して、透明樹脂４１の剥離を検査するものである。この剥離検査システムは、図１に示すように、照明１、カメラ（撮影装置）２および剥離検査装置３から構成されている。
【００１１】
図２に示すワーク４において、透明樹脂４１の剥離が生じると、透明樹脂４１の封入部分または張り合わせ部分の境界に凹凸などの特徴が現れる。そこで、剥離検査システムでは、ワーク４の３次元計測を行うことで透明樹脂４１の剥離を検査する。なお以下では、ワーク４の３次元計測を行う手法として、フォトメトリックステレオ法を用いた場合について説明する。フォトメトリックステレオ法とは、複数方向からワーク４に光を当てて、その陰影状態からワーク４の高さ方向の値を復元する既知の手法である。
なお、図２に示す符号４２は、透明でない部材（樹脂に限らず、着色がされている材質のもの）を示している。
【００１２】
照明１は、剥離検査装置３による指示に応じて、検査対象であるワーク４に光を当てるものであり、ワーク４に対して異なる方向から光を当てるように複数の照明１が所定箇所にそれぞれ設けられている。
カメラ２は、剥離検査装置３による指示に応じて、照明１により所定方向から光が当てられたワーク４を撮影するものである。
【００１３】
剥離検査装置３は、各照明１およびカメラ２を制御してワーク４の３次元計測を行い、その計測結果を用いて透明樹脂４１の剥離を検査することで当該ワーク４の良否判定を行うものである。この剥離検査装置３は、図３に示すように、装置制御手段３１、３次元データ算出手段３２、分割領域データ算出手段３３、特徴量算出手段３４、特徴量記録手段３５、閾値算出手段３６および良否判定手段３７から構成されている。
【００１４】
装置制御手段３１は、各照明１およびカメラ２を制御するものである。
３次元データ算出手段３２は、カメラ２により撮影された画像データに基づいて、ワーク４の３次元形状を示す３次元データを算出するものである。ここで、３次元データ算出手段３２は、フォトメトリックステレオ法により、ワーク４の３次元データとして、勾配データ（透明樹脂４１の封入または張り合わせ部分との境界面の勾配、凹凸を表すデータ）および高さデータ（相対的な高さを表すデータ）を算出する。
【００１５】
分割領域データ算出手段３３は、ワーク４の、透明樹脂４１の封入または張り合わせ部分との境界面に略水平な表面（図２に示す例ではワーク４の上面）を、複数領域に分割し、３次元データ算出手段３２により得られた３次元データに基づいて、当該各領域における３次元データを算出するものである。この際、分割領域データ算出手段３３は、例えば図４に示すように、ワーク４の上面を、隣り合う領域に重複部分が存在するように複数領域に分割する（重複分割）。
【００１６】
特徴量算出手段３４は、分割領域データ算出手段３３により算出されたワーク４の各領域における３次元データに基づいて、当該各領域における特徴量を算出するものである。この際、特徴量算出手段３４は、各領域における特徴量として、各領域における勾配データから標準偏差を算出し、各領域における高さデータから最大値・最小値を算出する。
特徴量記録手段３５は、特徴量算出手段３４により算出されたワーク４の各領域における特徴量を記録するものである。
【００１７】
閾値算出手段３６は、特徴量記録手段３５に記録されたワーク４の各領域における特徴量のうち、良品であると判定された複数のワーク４（良品サンプル）の各領域における特徴量に基づいて、当該各領域における閾値を算出するものである。この際、閾値算出手段３６は、各領域における特徴量（勾配データの標準偏差、高さデータの最大値・最小値）の平均値およびバラツキ（σ）を算出して、平均値±３σを閾値の目安とする。
【００１８】
良否判定手段３７は、特徴量算出手段３４により算出されたワーク４の各領域における特徴量と、閾値算出手段３６により算出された当該各領域における閾値とを比較することで、透明樹脂４１の剥離を検査して当該ワーク４の良否判定を行うものである。この際、良否判定手段３７は、検査対象のワーク４において、１つの領域でも閾値を超えている特徴量が存在する場合には透明樹脂４１の剥離が生じており不良であると判定し、全領域において特徴量が閾値内であれば透明樹脂４１の剥離はなく良品であると判定する。
【００１９】
次に、上記のように構成された剥離検査装置３の動作について説明する。
まず、剥離検査装置３による全体動作について、図５を参照しながら説明する。なお、閾値算出手段３６では、特徴量記録手段３５に記録されている大量の良品サンプルの各領域における特徴量に基づいて、その平均値およびバラツキから各領域における閾値を予め設定しているものとする。
【００２０】
ここで、図６に閾値算出手段３６で用いられるデータ分布グラフを示す。
データ分布グラフは、重複分割した各領域のうちのある１領域について、大量の良品サンプル（例えば１００個）での特徴量（図６では勾配データの標準偏差）を分布グラフ化したものである。なお、図６の横軸は特徴量を表し、縦軸はその頻度を表している。また、図６において、棒グラフは実測データであり、目安として折れグラフで正規分布を示している。そして、閾値算出手段３６は、このデータ分布グラフから閾値を設定する。
なお、図６では１領域での標準偏差のみを示しており、実際には、重複分割した各領域の特徴量を示すグラフを複数枚作成することになる（グラフ数＝重複分割した領域数×特徴量数（勾配データの標準偏差、高さデータの最大値及び最小値の３つ））。
【００２１】
剥離検査装置３による全体動作では、図５に示すように、まず、装置制御手段３１は、所定の照明１を用いてワーク４に所定方向から光を当て、その際の陰影状態をカメラ２を用いて撮影する（ステップＳＴ５０１，５０２）。このステップＳＴ５０１，５０２の動作を、点灯する照明１を変えながらｎ回繰り返す（ステップＳＴ５０３）。
【００２２】
次いで、剥離検査装置３は、カメラ２により撮影された画像データを用いてワーク４の３次元計測を行い、透明樹脂４１の剥離を検査することで当該ワーク４の良否判定を行う（ステップＳＴ５０４）。
【００２３】
次に、図２に示すワーク４に対するステップＳＴ５０４における良否判定について、図７を参照しながら説明する。
剥離検査装置３によるワーク４の良否判定では、図７に示すように、まず、３次元データ算出手段３２は、フォトメトリックステレオ法により、カメラ２により撮影された画像データに基づいて、ワーク４の３次元形状を示す３次元データ（勾配データおよび高さデータ）を算出する（ステップＳＴ７０１、３次元データ算出ステップ）。
なお、フォトメトリックステレオ手法で得られた３次元データ（勾配データおよび高さデータ）を良品と不良品とで比較すると、双方のデータには隔たりがある。また、この特徴はワーク４上面の一部分に生じている。そのため、この３次元データをそのまま用いたのでは検査精度が悪い。
【００２４】
そこで、ワーク４の透明樹脂４１の剥離の特徴量を際立たせるため、分割領域データ算出手段３３は、ワーク４の上面を複数領域に重複分割（図４参照）し、３次元データ算出手段３２により得られた３次元データに基づいて、当該各領域における３次元データを算出する（ステップＳＴ７０２、分割領域データ算出ステップ）。
【００２５】
次いで、特徴量算出手段３４は、分割領域データ算出手段３３により算出されたワーク４の各領域における３次元データ（勾配データおよび高さデータ）に基づいて、当該各領域における特徴量（勾配データの標準偏差および高さデータの最大値・最小値）を算出する（ステップＳＴ７０３、特徴量算出ステップ）。ここで、特徴量の算出方法としては、例えば既知の方法であるＨＯＧ（Ｈｉｓｔｏｇｒａｍｓ  ｏｆ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｇｒａｄｉｅｎｔｓ）などを用いる。また、算出された各領域における特徴量は特徴量記録手段３５に記録される。
【００２６】
次いで、良否判定手段３７は、特徴量算出手段３４により算出されたワーク４の各領域における特徴量と、閾値算出手段３６により算出された当該各領域における閾値とを比較することで、透明樹脂４１の剥離を検査して当該ワーク４の良否判定を行う（ステップＳＴ７０４、良否判定ステップ）。
【００２７】
このステップＳＴ７０４において、良否判定手段３７は、検査対象のワーク４において、１つの領域でも閾値を超えている特徴量が存在する場合には、当該ワーク４に透明樹脂４１の剥離が生じており不良であると判定する（ステップＳＴ７０５）。
一方、ステップＳＴ７０４において、良否判定手段３７は、検査対象のワーク４において、全領域において特徴量が閾値内である場合には、当該ワーク４に透明樹脂４１の剥離はなく良品であると判定する（ステップＳＴ７０６）。
【００２８】
以上のように、この実施の形態１によれば、ワーク４に対する透明樹脂４１の剥離を検査する際に、ワーク４の、透明樹脂４１の封入または張り合わせ部分との境界面に略水平な表面を、複数領域に重複分割して、各領域における特徴量を算出して閾値と比較するように構成したので、透明樹脂４１が封入された、または張り合わされたワーク４であっても、透明樹脂４１の剥離を正確に検出することができる。よって、本発明は、ワーク４の製造ラインでの完成品検査や、ワーク４を利用する製品における実装時の検査において利用可能である。
【００２９】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  照明
２  カメラ（撮影装置）
３  剥離検査装置
４  ワーク
３１  装置制御手段
３２  ３次元データ算出手段
３３  分割領域データ算出手段
３４  特徴量算出手段
３５  特徴量記録手段
３６  閾値算出手段
３７  良否判定手段
４１  透明樹脂
４２  透明でない部材
【図１】
2014163686.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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