(57)【要約】【課題】弾性体の割れや裂け等の欠陥と表面の白色欠陥との両者を検出する欠陥検査装置及び欠陥検査方法において、検査時間を短縮する。【解決手段】弾性体２１０の一部を押圧して押し広げるように変形させる押圧部材１３０と、物品２００を回転させる回転機構１１０と、弾性体２１０の変形部位Ｐ１を照明する照明１７０と、弾性体２１０の外周表面における変形部位Ｐ１と非変形部位Ｐ２とを含む撮像範囲Ｓを撮像するカメラ１４０と、カメラ１４０から出力される撮像データに基づき弾性体２１０の表面の欠陥を検査するコンピュータ１５０と、を備え、コンピュータ１５０は、物品２００を１回転させる間にカメラ１４０により複数回撮像を行い、複数の撮像データから抽出した変形部位Ｐ１の画像データから割れや裂け等の欠陥の有無を検査し、複数の撮像データから抽出し非変形部位Ｐ２の画像データから白色欠陥の有無を検査することを特徴とする。【選択図】図４
2018205207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の弾性体を有する検査対象品の弾性体表面の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記弾性体の外周表面の一部を押圧して押し広げるように変形させた状態で前記検査対象品を回転させる工程と、
前記変形させられている前記弾性体の変形部位に照明光を照射する工程と、
前記弾性体の外周表面における、前記変形部位と、前記押圧により変形させられておらず、かつ前記照明光の照度が前記変形部位より低い非変形部位と、を含む撮像範囲を撮像する工程と、
前記検査対象品を１回転させる間に前記撮像を複数回行うことにより、前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所について、前記変形部位と前記非変形部位とを含む撮像範囲を撮像した複数の撮像データを取得する工程と、
前記撮像データから前記変形部位の画像データを抽出する工程と、
前記撮像データから前記非変形部位の画像データを抽出する工程と、
前記変形部位の画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査する工程と、
前記非変形部位の画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査する工程と、
を有することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所についての複数の前記撮像データの各々から抽出した複数の前記変形部位の画像データを合成し、前記変形させられかつ照明光が照射した状態の前記弾性体の外周表面の全周画像データを生成する工程と、
前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所についての複数の前記撮像データの各々から抽出した複数の前記非変形部位の画像データを合成し、前記変形させられておらずかつ照明光の照度が前記変形部位より低い状態の前記弾性体の外周表面の全周画像データを生成する工程と、
前記変形部位の全周画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査する工程と、
前記非変形部位の全周画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査する工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査方法。
【請求項３】
前記複数の撮像データの各々から前記弾性体の周方向に１画素分の前記変形部位の画像データを抽出して合成することにより前記変形部位の全周画像データを生成する工程と、
前記複数の撮像データの各々から前記弾性体の周方向に１画素分の前記非変形部位の画像データを抽出して合成することにより前記非変形部位の全周画像データを生成する工程と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査方法。
【請求項４】
環状の弾性体を有する検査対象品の弾性体表面の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
前記弾性体の外周表面の一部を押圧して押し広げるように変形させる押圧手段と、
前記検査対象品を回転させる回転手段と、
前記押圧手段により変形させられる前記弾性体の変形部位に照明光を照射する照明手段と、
前記弾性体の外周表面における、前記変形部位と、前記押圧手段により変形させられておらず、かつ前記照明手段による照明光の照度が前記変形部位より低い非変形部位と、を含む撮像範囲を撮像する撮像手段と、
前記押圧手段、前記回転手段、及び前記撮像手段を制御し、前記撮像手段から出力される撮像データに基づき前記弾性体表面の欠陥を検査する処理を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記押圧手段により前記弾性体を押圧して変形させた状態で、前記照明手段により照明光を照射させながら、前記検査対象品を前記回転手段により１回転させる間に、前記撮像手段による撮像を複数回行うことにより、前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所について、前記変形部位と前記非変形部位とを含む撮像範囲を撮像した複数の撮像データを取得し、
前記撮像データから前記変形部位の画像データを抽出し、前記変形部位の画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査し、
前記撮像データから前記非変形部位の画像データを抽出し、前記非変形部位の画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所についての複数の前記撮像データの各々から抽出した複数の前記変形部位の画像データを合成し、前記変形させられかつ照明光が照射した状態の前記弾性体の外周表面の全周画像データを生成し、
前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所についての複数の前記撮像データの各々から抽出した複数の前記非変形部位の画像データを合成し、前記変形させられておらずかつ照明光の照度が前記変形部位より低い状態の前記弾性体の外周表面の全周画像データを生成し、
前記変形部位の全周画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査し、
前記非変形部位の全周画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査することを特徴とする請求項４に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記複数の撮像データの各々から前記弾性体の周方向に１画素分の前記変形部位の画像データを抽出して合成することにより前記変形部位の全周画像データを生成し、
前記複数の撮像データの各々から前記弾性体の周方向に１画素分の前記非変形部位の画像データを抽出して合成することにより前記非変形部位の全周画像データを生成することを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性体の欠陥を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴム等の弾性体で構成された物品には製造過程で割れや裂け等の欠陥が生じる場合があるが、弾性体の形状によってはこれらの欠陥が閉鎖形状の背後に隠れてしまい容易に発見することが困難な場合がある。そこで、弾性体の欠陥の有無を検査する方法として、弾性体に外力を加えて押し広げたり開口させたり等の変形を生じさせることで、欠陥を発見し易くする方法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、検査対象品に棒状部材を押し当てて変形させ、変形させた部位を撮像装置によって撮影し、撮影により得られた撮像データに基づき欠陥を検出する欠陥検査装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−３２９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
弾性体の欠陥検査では、割れや裂け等の欠陥の他、表面の異物付着等の欠陥も検出したい場合がある。特許文献１に記載の欠陥検査装置では、割れや裂けを目立たせるために検査対象品に照明を当てた状態で撮像装置による撮影を行っている。割れや裂け等の欠陥や表面の黒色欠陥は、照明を当てた状態で撮影することによって、白色背景の黒色画像として撮影されるため、画像処理によって容易に検出することができる。しかしながら、弾性体表面の白色欠陥は、照明を当てた状態で撮影すると、白色背景と区別がつきにくい。また、検査対象品を変形させた状態で撮影すると、弾性体表面の一部は撮像データに写らない可能性がある。
【０００６】
割れや裂け等の欠陥と表面の白色欠陥との両者を検出するためには、検査対象品を変形させた状態で高照度の照明条件で行う撮影と、検査対象品を変形させない状態で低照度の照明条件で行う撮影と、の２回の撮影を行う必要があり、検査時間が長くなるという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、弾性体の割れや裂け等の欠陥と表面の白色欠陥との両者を検出する欠陥検査装置及び欠陥検査方法において、検査時間を短縮する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の欠陥検査方法は、
環状の弾性体を有する検査対象品の弾性体表面の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記弾性体の外周表面の一部を押圧して押し広げるように変形させた状態で前記検査対象品を回転させる工程と、
前記変形させられている前記弾性体の変形部位に照明光を照射する工程と、
前記弾性体の外周表面における、前記変形部位と、前記押圧により変形させられておらず、かつ前記照明光の照度が前記変形部位より低い非変形部位と、を含む撮像範囲を撮像する工程と、
前記検査対象品を１回転させる間に前記撮像を複数回行うことにより、前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所について、前記変形部位と前記非変形部位とを含む撮像範囲を撮像した複数の撮像データを取得する工程と、
前記撮像データから前記変形部位の画像データを抽出する工程と、
前記撮像データから前記非変形部位の画像データを抽出する工程と、
前記変形部位の画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査する工程と、
前記非変形部位の画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査する工程と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、１回の撮像で、弾性体の変形部位と非変形部位との両方を含む撮像範囲を撮像する。従って、１回の撮像で得られた撮像データから変形部位の画像データと非変形部位の画像データとの両方が得られる。なお、本明細書では、撮像装置から出力されるデータを撮像データと称し、撮像データに対し何らかの画像処理を行って生成されるデータを画像データと称している。
【００１０】
変形部位の画像データは、弾性体が押圧により押し広げるように変形させられ、かつ、照明光が照射している部位を撮像した画像データである。従って、変形部位の画像データに基づき、弾性体の割れや裂け等の欠陥や、弾性体表面の黒色欠陥を検出することができる。
【００１１】
また、非変形部位の画像データは、弾性体が押圧により変形させられておらず（又は変形の度合が変形部位における変形の度合より小さく）、かつ照明光の照度が変形部位における照度より低い部位を撮像した画像データである。非変形部位における照度は、非変形部位の画像データに基づき白色欠陥を検出することが可能な程度の照度である。従って、非変形部位の画像データに基づき、弾性体表面の白色欠陥を検出することができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、１回の撮像で変形部位の画像データと非変形部位の画像データとが得られるため、検査対象品を１回転させながら撮像を行って得られる撮像データに基づいて、検査対象品を構成する弾性体の外周表面の割れや裂け等の欠陥と表面の白色欠陥との両者を有無を検査することが可能である。従来は、変形部位の画像データを得るための１回転と、非変形部位の画像データを得るための１回転と、の合計２回転をさせながら撮像を行う必要があったところ、本発明では１回転をさせながら撮像を行うだけで変形部位と非変形部位との両方の画像データが得られるため、検査に要する時間を短縮することができる。
【００１３】
本発明の欠陥検査方法は、
前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所についての複数の前記撮像データの各々から抽出した複数の前記変形部位の画像データを合成し、前記変形させられかつ照明光が照射した状態の前記弾性体の外周表面の全周画像データを生成する工程と、
前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所についての複数の前記撮像データの各々から抽出した複数の前記非変形部位の画像データを合成し、前記変形させられておらずかつ照明光の照度が前記変形部位より低い状態の前記弾性体の外周表面の全周画像データを生成する工程と、
前記変形部位の全周画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査する工程と、
前記非変形部位の全周画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査する工程と、
を有していても良い。
【００１４】
この構成では、検査対象品を１回転させながら弾性体の外周表面を複数回撮像することで得られる複数の撮像データを合成することで、弾性体の外周表面の全周画像データを生成する。従って、検査対象品を１回転させながら撮像を行うことで、弾性体が変形し、かつ照明が高照度で照射した状態の外周表面全周の画像データと、弾性体が変形しておらず、かつ照明が低照度で照射した状態の外周表面全周の画像データと、を取得することができる。これにより、弾性体の外周表面全周の割れや裂け等の欠陥と白色欠陥との両者を短時間で検査することが可能となる。
【００１５】
本発明の欠陥検査方法は、
前記複数の撮像データの各々から前記弾性体の周方向に１画素分の前記変形部位の画像データを抽出して合成することにより前記変形部位の全周画像データを生成する工程と、
前記複数の撮像データの各々から前記弾性体の周方向に１画素分の前記非変形部位の画像データを抽出して合成することにより前記非変形部位の全周画像データを生成する工程と、
を有していても良い。
【００１６】
この構成では、全周画像データを合成するために用いられるのは各撮像データの弾性体の周方向に１画素分の画像データであるため、高精細の全周画像データを生成することができる。例えば、１画素分の画像データとして、撮像装置の合焦や照明光の照度等の撮像条件が良い位置に対応する画素を用いると良い。各撮像データから１画素分の画像データを抽出して全周画像データを合成するためには、多くの撮像データが必要になる。弾性体の外周表面において１画素に対応する撮像範囲を角度で表した場合にθ［°］であるとすると、３６０／θ［枚］の撮像データを、検査対象品を１回転させる時間内に撮像する必要がある。そのような高速撮像が可能な撮像装置を用いることで、高精細な全周画像データを生成することが可能になる。高精細な全周画像データを用いて欠陥検査を行うことで、精度良く欠陥の有無を判定することができる。
【００１７】
本発明は、環状の弾性体を有する検査対象品の弾性体表面の欠陥を検査する欠陥検査装置ととらえることもできる。
すなわち、本発明の欠陥検査装置は、
環状の弾性体を有する検査対象品の弾性体表面の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
前記弾性体の外周表面の一部を押圧して押し広げるように変形させる押圧手段と、
前記検査対象品を回転させる回転手段と、
前記押圧手段により変形させられる前記弾性体の変形部位に照明光を照射する照明手段と、
前記弾性体の外周表面における、前記変形部位と、前記押圧手段により変形させられておらず、かつ前記照明手段による照明光の照度が前記変形部位より低い非変形部位と、を含む撮像範囲を撮像する撮像手段と、
前記押圧手段、前記回転手段、及び前記撮像手段を制御し、前記撮像手段から出力される撮像データに基づき前記弾性体表面の欠陥を検査する処理を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記押圧手段により前記弾性体を押圧して変形させた状態で、前記照明手段により照明光を照射させながら、前記検査対象品を前記回転手段により１回転させる間に、前記撮像手段による撮像を複数回行うことにより、前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所につ
いて、前記変形部位と前記非変形部位とを含む撮像範囲を撮像した複数の撮像データを取得し、
前記撮像データから前記変形部位の画像データを抽出し、前記変形部位の画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査し、
前記撮像データから前記非変形部位の画像データを抽出し、前記非変形部位の画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査することを特徴とする。
【００１８】
押圧手段は、弾性体の外周表面の一部を押圧して押し広げるように変形させるが、弾性体の外周表面の全体を押し広げるように変形させるわけではない。つまり、押圧手段により変形させられる変形部位の他は押圧手段により変形させられない非変形部位である。照明手段は、変形部位に照明光を照射するとともに非変形部位においては照明光の照度が変形部位における照度より低くなるように、拡散の度合や発光量や輝度が決定される。非変形部位における照度は、非変形部位の画像データに基づき白色欠陥を検出することが可能な程度の照度である。押圧手段の構成部材の一部が照明手段の照明光が非変形部位へ照射するのを遮るように押圧手段を構成してもよい。
【００１９】
本発明の欠陥検査装置によれば、回転手段により検査対象品を１回転をさせながら撮像手段で撮像を行うだけで変形部位と非変形部位との両方の画像データが得られるため、従来のように変形部位の画像データを得るための１回転と非変形部位の画像データを得るための１回転との合計２回転をさせる必要がない。よって、弾性体の欠陥検査に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
本発明の欠陥検査装置において、前記制御手段は、
前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所についての複数の前記撮像データの各々から抽出した複数の前記変形部位の画像データを合成し、前記変形させられかつ照明光が照射した状態の前記弾性体の外周表面の全周画像データを生成し、
前記弾性体の外周表面の複数の異なる箇所についての複数の前記撮像データの各々から抽出した複数の前記非変形部位の画像データを合成し、前記変形させられておらずかつ照明光の照度が前記変形部位より低い状態の前記弾性体の外周表面の全周画像データを生成し、
前記変形部位の全周画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査し、
前記非変形部位の全周画像データに基づき前記弾性体の外周表面の欠陥の有無を検査しても良い。
【００２１】
本発明の欠陥検査装置において、前記制御手段は、
前記複数の撮像データの各々から前記弾性体の周方向に１画素分の前記変形部位の画像データを抽出して合成することにより前記変形部位の全周画像データを生成し、
前記複数の撮像データの各々から前記弾性体の周方向に１画素分の前記非変形部位の画像データを抽出して合成することにより前記非変形部位の全周画像データを生成しても良い。
【００２２】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、弾性体の割れや裂け等の欠陥と表面の白色欠陥との両者を検出する欠陥検査装置及び欠陥検査方法において、検査時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施例に係る欠陥検査装置の概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施例に係る押圧部材の回転機構を示す模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係る押圧部材で物品の弾性体部分を押圧している様子を示す正面図である。
【図４】図４は本発明の実施例に係る欠陥検査処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の実施例に係る１回の撮像により得られる撮像データの例及び複数の撮像データを合成して得られる全周画像データの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２６】
＜欠陥検査装置の構成＞
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係る欠陥検査装置の構成について説明する。図１は本発明の実施例に係る欠陥検査装置全体の構成を概略的に示したものである。図２は押圧部材の回転機構の部分の模式的断面図である。図３は本発明の実施例に係る押圧部材で物品の弾性体部分を押圧している様子を示す正面図であり、図３（ａ）は欠陥がない部分を押圧している様子を示し、図３（ｂ）は欠陥部付近を押圧している様子を示している。
【００２７】
本実施例に係る欠陥検査装置１００は、検査対象の物品２００を回転させる回転機構１１０と、各種部材（装置）を直線的に移動させるリニアアクチュエータ１２０と、物品２００の弾性体２１０を押圧する押圧部材１３０とを備えている。また、欠陥検査装置１００は、弾性体２１０等を撮像する撮像手段としてのカメラ１４０と、撮像された撮像データの画像処理に基づく欠陥検査処理や、回転機構１１０、リニアアクチュエータ１２０、カメラ１４０の動作制御を行うコンピュータ１５０と、撮像画像等を表示するディスプレイ１６０と、カメラ１４０による撮像範囲の所定の部分に照明光を照射する照明１７０も備えている。コンピュータ１５０には、ユーザがコンピュータ１５０に指示を入力するためのキーボードやマウス等の入力装置１６１が接続されている。コンピュータ１５０は、プログラムを実行することで各種の機能や制御を実現するＣＰＵ１５１と、プログラムやデータを一時的又は非一時的に記憶する記憶装置１５２と、外部機器と有線若しくは無線により、又は可搬の記憶媒体を介して、情報の送受信を行う通信装置１５３と、を備えている。ＣＰＵ１５１は、記憶装置１５２に記憶されているプログラムや、通信装置１５３を介して外部から供給されるプログラムを実行することで、後述する欠陥検査処理に関わる各種の機能を実行する。
【００２８】
本実施例における検査対象の物品２００は、環状の弾性体２１０と環状の金属環２２０が同軸的に一体化された構成である。また、弾性体２１０の外周表面には複数の環状突起２１１が設けられている。回転機構１１０は、モータ１１１と、モータ１１１によって回転する回転軸１１２が設けられている。この回転軸１１２に物品２００を同軸的に取り付けることによって、モータ１１１の回転駆動力により物品２００を回転させることができる。
【００２９】
リニアアクチュエータ１２０は、ステッピングモータ１２１と、ステッピングモータ１２１の回転駆動力によって回転するボールねじ１２２と、ボールねじ１２２の回転に伴って直線的に移動するスライダ１２３とを備えている。このスライダ１２３には支持部材１２４が固定されている。また、支持部材１２４には、カメラ１４０を設置する設置台１２５が設けられている。更に、支持部材１２４の先端部分には、押圧部材１３０を回転自在
に支持する回転支持部材１２６が設けられている。
【００３０】
回転支持部材１２６は、図２に示すように、略円筒状の支持部材本体１２６ａと、支持部材本体１２６ａの内部の両端付近にそれぞれ取り付けられるボールベアリング１２６ｂ、１２６ｃとを備えている。押圧部材１３０は、略棒状の部材であり、押圧部材本体１３１と、フランジ部１３２と、押圧部材本体１３１の上端付近に設けられる環状溝部１３１ａとを備えている。押圧部材本体１３１としては、例えば、ステンレス製の直径２ｍｍの丸棒を用いることができる。ただし、押圧部材本体１３１の素材や形状はこれに限定されない。押圧部材本体１３１は、支持部材本体１２６ａの下端側からフランジ部１３２が突き当たるまで差し込まれた状態で、環状溝部１３１ａにＣリング１３３が装着されることで、回転支持部材１２６に対して回転自在に支持される。
【００３１】
本実施例においては、回転支持部材１２６及び押圧部材１３０は、図１の紙面に対して垂直の方向に２つ並んで設けられており、図３に示すように、２本の押圧部材本体１３１によって、物品２００の弾性体２１０を押圧して押し広げるように変形させるように構成されている。押圧部材本体１３１が物品２００の弾性体２１０の表面に接触する位置を基準位置とし、ステッピングモータ１２１のパルス制御による回転数の制御によって押圧部材本体１３１を弾性体２１０の内部方向に一定距離だけ押し込む。弾性体２１０は、図３（ａ）に示すように、２本の押圧部材本体１３１により部分的に一定の押圧力で押圧されて、外周表面の一部が押し広げられるように変形する。これにより、弾性体２１０の表面に、変形していない状態では発見しにくい欠陥部２１０Ｘが存在していたとしても、図３（ｂ）に示すように、その部位が押し広げられることで欠陥部２１０Ｘを目立たせることができる。
【００３２】
回転機構１１０によって物品２００が回転すると、物品２００の弾性体２１０から受ける力によって、回転支持部材１２６に回転自在に支持されている押圧部材本体１３１も従動回転する。従って、物品２００の弾性体２１０と押圧部材本体１３１との間では大きな摩擦は生じない。
【００３３】
カメラ１４０は、図３（ａ）の破線の矩形Ｓで示す撮像範囲を撮像する。撮像範囲Ｓは、弾性体２１０の外周表面における、２本の押圧部材本体１３１の間にあり押し広げられるように変形させられる変形部位Ｐ１と、変形部位Ｐ１に隣接し、押圧部材１３０により変形させられていない（又は変形の度合が変形部位Ｐ１と比較して小さい）非変形部位Ｐ２と、を含む。従来のカメラは変形部位Ｐ１のみを撮像範囲に含めることしかできなかったが、本実施例のカメラ１４０は、画素数が増加し、撮像視野が広がったため、従来より広い撮像範囲を高解像度で撮像することができる。
【００３４】
カメラ１４０は、変形部位Ｐ１と非変形部位Ｐ２との両方にピントが合うように予めピント調整されて設置台１２５に設置される。物品２００の弾性体２１０は環状であるため、外周表面の周方向位置が異なる変形部位Ｐ１と非変形部位Ｐ２とではカメラ１４０からの距離が若干異なる。そこで、カメラ１４０は、被写界深度が深くなるよう絞り調整される。カメラ１４０は、スライダ１２３の移動に伴って、押圧部材１３０と同じ距離だけ移動する。そのため、一度ピントを合わせておけば、スライダ１２３を移動させてもピントを再調整する必要はない。
【００３５】
物品２００の弾性体２１０は環状であるため、変形部位Ｐ１に照明光を照射するように照明１７０を構成した場合、非変形部位Ｐ２における照度は低くなる。照明１７０は、変形部位Ｐ１に照明光が照射されるとともに、非変形部位Ｐ２における照明光の照度が変形部位Ｐ１における照度より低くなるように、拡散の度合が小さい光源を用いても良い。非変形部位Ｐ２における照度は、非変形部位Ｐ２の画像データに基づき弾性体２１０の外周
表面の白色欠陥を検出することが可能な程度の照度である。押圧部材本体１３１と照明１７０との位置関係や各部材のサイズを調整することにより、照明１７０の照明光が非変形部位Ｐ２に届くのを遮られるように構成してもよい。
【００３６】
＜欠陥検査方法＞
次に、図４及び図５を参照して、本発明の実施例に係る欠陥検査方法について説明する。図４は本発明の実施例に係る欠陥検査処理の流れを示すフローチャートである。図５は、本発明の実施例に係る１回の撮像により得られる撮像データの例及び複数の撮像データを合成して得られる全周画像データの例を示す図である。
【００３７】
図４のフローチャートに沿って本実施例の欠陥検査方法の流れを説明する。このフローチャートで示される欠陥検査処理は、例えば、物品２００を回転機構１１０に設置して、入力装置１６１によりコンピュータ１５０に欠陥検査処理を実行する指示を入力することで開始される。なお、欠陥検査処理の実行のトリガはユーザによる実行指示の入力に限定されない。例えば、物品２００の回転機構１１０への設置を検知して自動実行するよう構成することもできる。
【００３８】
ステップＳ１１において、ユーザは検査対象品である物品２００を欠陥検査装置１００に供給する。この処理は、欠陥検査装置１００に物品２００を供給する供給装置を用いて行っても良い。その場合には、コンピュータ１５０が供給装置を制御することで物品２００を欠陥検査装置１００に供給させる。ステップＳ１１の処理により、回転機構１１０に物品２００がセットされる。
【００３９】
ステップＳ１２において、コンピュータ１５０は、リニアアクチュエータ１２０を制御して、押圧部材１３０を物品２００に押し当てる。ステップＳ１２の処理により、物品２００の弾性体２１０の外周表面の一部が押圧部材本体１３１により押圧され押し広げられるように変形させられる。ここでは、物品２００の弾性体２１０は、リップ部を有し、リップ部が押圧部材本体１３１により押圧されて押し広げられるように変形させられるものとする。なお、弾性体２１０の形状はこの例に限らない。押圧部材１３０の構成は、検査対象品の形状に応じて、押圧により検査部位を開口させ易いように適宜設計される。
【００４０】
ステップＳ１３において、コンピュータ１５０は、回転機構１１０を制御して、物品２００を回転させる。ステップＳ１３の処理により、物品２００の弾性体２１０は、押圧部材１３０によって押圧された状態で回転するため、押し広げられるように変形させられる部位の周方向の位置が連続的に変化する。
【００４１】
ステップＳ１４において、コンピュータ１５０は、カメラ１４０を制御して、物品２００の弾性体２１０の外周表面における変形部位Ｐ１と非変形部位Ｐ２とを含む撮像範囲Ｓを撮像する。図５（ａ）に１回の撮像により得られる撮像データの一例を示す。ステップＳ１３とステップＳ１４は実際には同時に実行される。すなわち、コンピュータ１５０は、物品２００を１回転させる間に、複数回の撮像を行うことにより、弾性体２１０の外周表面の周方向の位置が異なる複数の箇所について、変形部位Ｐ１と非変形部位Ｐ２を含む撮像範囲Ｓを撮像した複数の撮像データを取得する。本実施例では、一例として、物品２００を１回転する間に複数枚の撮像を行う。これにより、弾性体２１０の外周表面の周方向の位置が異なる複数枚の図５（ａ）に示すような撮像データが得られる。
【００４２】
ステップＳ１５において、コンピュータ１５０は、白色欠陥検出用の展開画像を作成する。白色欠陥とは、弾性体２１０の外周表面に存在する白色の異物等である。コンピュータ１５０は、複数枚の撮像データの各々から弾性体２１０の周方向に１画素分の非変形部位Ｐ２の画像データを抽出する。抽出する１画素分の画像データは、図５（ａ）において
符号Ｌ２で示す部分の画像データである。ここで、Ｌ２で示す部分を含む非変形部位Ｐ２における照明光の照度は低いため、符号Ｌ１で示す変形部位Ｐ１の画像と比較して、非変形部位Ｐ２の画像は低輝度（暗い画像）になっている。コンピュータ１５０は、複数枚の撮像データから抽出した非変形部位Ｐ２の１画素分の画像データを合成することにより、押圧部材１３０によって変形させられておらずかつ照明光の照度が変形部位Ｐ１より低い状態の弾性体２１０の外周表面の全周画像データを生成する。これが白色欠陥検出用の展開画像である。白色欠陥検出用の展開画像の一例を図５（ｃ）に示す。白色欠陥検出用の展開画像は低照度の照明条件下で撮像される非変形部位Ｐ２の画像データから作成されるため、図５（ｃ）に示すように、全体的に輝度が低い画像であり、白色欠陥は低輝度背景Ｔ２１における高輝度画像Ｔ２２として現れる。
【００４３】
ステップＳ１６において、コンピュータ１５０は、白色欠陥の検出処理を行う。コンピュータ１５０は、ステップＳ１５で得られた白色欠陥検出用の展開画像に対して画像処理を行い、図５（ｃ）のような低輝度背景Ｔ２１に存在する高輝度画像Ｔ２２を検出する。低輝度背景に存在する高輝度画像を検出する方法は、判定対象の画素の輝度と周囲の画素の輝度を比較する等の一般的な低輝度（黒色）背景における高輝度（白色）画像を判定する検出処理を適用することができる。
【００４４】
ステップＳ１７において、コンピュータ２０は、割れ裂け検出用の展開画像を作成する。コンピュータ１５０は、複数枚の撮像データの各々から弾性体２１０の周方向に１画素分の変形部位Ｐ１の画像データを抽出する。抽出する１画素分の画像データは、図５（ａ）において符号Ｌ１で示す部分の画像データである。ここで、Ｌ１で示す部分を含む変形部位Ｐ１における照明光の照度は高いため、符号Ｌ２で示す非変形部位Ｐ２の画像と比較して、変形部位Ｐ１の画像は高輝度（明るい画像）になっている。コンピュータ１５０は、複数枚の撮像データから抽出した変形部位Ｐ１の１画素分の画像データを合成することにより、押圧部材１３０によって変形させられかつ照明光が照射した状態の弾性体２１０の外周表面の全周画像データを生成する。これが割れ裂け検出用の展開画像である。割れ裂け検出用の展開画像の一例を図５（ｂ）に示す。割れ裂け検出用の展開画像は高照度の照明条件下で撮像される変形部位Ｐ１の画像データから作成されるため、図５（ｂ）に示すように、全体的に輝度が高い画像であり、割れや裂け等の欠陥は高輝度背景Ｔ１１における低輝度画像Ｔ１２として現れる。
【００４５】
ステップＳ１８において、コンピュータ１５０は、割れ裂け欠陥の検出処理を行う。コンピュータ１５０は、ステップＳ１７で得られた割れ裂け検出用の展開画像に対して画像処理を行い、図５（ｂ）のような高輝度背景Ｔ１１に存在する低輝度画像Ｔ１２を検出する。高輝度背景に存在する低輝度画像を検出する方法は、判定対象の画素の輝度と周囲の画素の輝度を比較する等の一般的な高輝度（白色）背景における低輝度（黒色）画像を判定する検出処理を適用することができる。なお、割れ裂け検出用の展開画像は、割れや裂け等の欠陥だけでなく、表面の黒色異物の検出にも用いることができる。割れや裂け等の欠陥であるか判定する場合と、黒色異物であるか判定する場合とで、適宜閾値を異ならせたり輝度差を求める画素を異ならせたりしても良い。
【００４６】
ステップＳ１９において、コンピュータ１５０は、ステップＳ１６における白色欠陥に検出処理の結果とステップＳ１８における割れ裂け欠陥の検出処理の結果とに基づき、物品２００に関して総合的な不良判定を行う。具体的には、白色欠陥及び割れ裂け欠陥との少なくとも一方が検出された場合、物品２００は不良であると判定する。
【００４７】
＜本実施例に係る欠陥検査装置の優れた点＞
本実施例に係る欠陥検査装置１００によれば、図４のフローチャートに示す方法で欠陥検査を行うことにより、１回の撮像で弾性体２１０の変形部位Ｐ１と非変形部位Ｐ２との
両方を含む撮像範囲Ｓを撮像する。従って、１回の撮像で得られた撮像データから変形部位Ｐ１の画像データと非変形部位Ｐ２の画像データとの両方が得られる。
【００４８】
変形部位Ｐ１の画像データは、弾性体２１０が押圧部材１３０により押し広げられるように変形させられ、かつ、照明１７０の照明光が高照度で照射している部位を撮像した画像データである。従って、変形部位Ｐ１の画像データに基づき、弾性体２１０の割れや裂け等の欠陥や、弾性体２１０の表面の黒色欠陥を検出することができる。
【００４９】
また、非変形部位Ｐ２の画像データは、弾性体２１０が押圧部材１３０により変形させられておらず、又は変形の度合が変形部位Ｐ１における変形の度合より小さく、かつ、照明１７０の照明光の低照度で照射している、又は照射していない部位を撮像した画像データである。従って、非変形部位Ｐ２の画像データに基づき、弾性体２１０の表面の白色欠陥を検出することができる。
【００５０】
このように、１回の撮像で変形部位Ｐ１の画像データと非変形部位Ｐ２の画像データとが得られるため、物品２００を１回転させながら撮像を行って得られる撮像データに基づいて、物品２００の弾性体２１０の外周表面の割れや裂け等の欠陥と表面の白色欠陥との両者の有無を検査することができる。そのため、変形部位の画像データを得るための１回転と、非変形部位の画像データを得るための１回転と、の合計２回転をさせながら撮像を行う必要があった従来技術と比較して、検査に要する時間を半減することができる。
【００５１】
また、本実施例の欠陥検査方法では、物品２００を１回転させながら弾性体２１０の外周表面を複数回撮像することで得られる複数枚の撮像データを合成することで、弾性体２１０の外周表面の全周画像データを生成する。従って、物品２００を１回転させながら撮像を行うことで、弾性体２１０が変形し、かつ照明が高照度で照射した状態の外周表面全周の画像データ（割れ裂け検出用の展開画像）と、弾性体２１０が変形しておらず、かつ照明が低照度で照射した状態の外周表面全周の画像データ（白色欠陥検出用の展開画像）と、を取得することができる。これにより、弾性体２１０の外周表面全周の割れや裂け等の欠陥と白色欠陥との両者を短時間で検査することができる。
【００５２】
また、本実施例の欠陥検査方法では、全周画像データ（割れ裂け検出用の展開画像、白色欠陥検出用の展開画像）を合成するために用いられるのは各撮像データの弾性体２１０の周方向に１画素分の画像データであるため、高精細の全周画像データを生成することができる。例えば、１画素分の画像データとして、カメラ１４０のピントや照明１７０の照度等の撮像条件が良い位置に対応する画素を用いることができる。各撮像データから１画素分の画像データを抽出して全周画像データを合成するためには、多くの撮像データが必要である。本実施例では複数枚の撮像データから全周画像データを合成している。本実施例では、高速撮影可能なカメラ１４０を用いることで、従来と同程度の回転速度で物品２００を回転させながら、１回転に要する時間を長くすることなく、従来より大幅に多くの撮像データから高精細な全周画像データを合成することを可能とした。
【００５３】
（その他）
本実施例に係る欠陥検査方法では、図４のフローチャートにより、１周分の撮像データからまず白色欠陥検出用の展開画像を作成して白色欠陥の検査を行い、次に割れ裂け検出用の展開画像を作成して割れや裂け等の欠陥の検査を行う流れを説明したが、これらの２種類の欠陥検査の実行順序は逆でも良いし、同時に行っても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１００  欠陥検査装置
１１０  回転機構
１１１  モータ
１１２  回転軸
１２０  リニアアクチュエータ
１２１  ステッピングモータ
１２２  ボールねじ
１２３  スライダ
１２４  支持部材
１２５  設置台
１２６  回転支持部材
１２６ａ  支持部材本体
１２６ｂ、１２６ｃ  ボールベアリング
１３０  押圧部材
１３１  押圧部材本体
１３１ａ  環状溝部
１３２  フランジ
１３３  Ｃリング
１４０  カメラ
１５０  コンピュータ
１５１  ＣＰＵ
１５２  記憶装置
１５３  通信装置
１６０  ディスプレイ
１６１  入力装置
１７０  照明
２００  物品
２１０  弾性体
２１０Ｘ  欠陥部
２１１  環状突起
２２０  金属環
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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