(57)【要約】【課題】欠陥の発生数などの欠陥情報を分かり易く伝えることで、問題点の検知を迅速に行うことができる外観検査装置を提供する。【解決手段】検査対象物１０の検査対象面を撮像するカメラ２と、カメラ２に接続され、カメラ２からの映像信号に基づいて検査対象物１０の良否判定を行う画像処理装置１とを備える。画像処理装置１は、画像データを画像処理することで欠陥画素を検出して検査条件Ｃ１に基づいて良否判定を行うとともに、欠陥画素の位置情報、画像データ、及び、良否判定結果を記憶する。画像処理装置１は、装置本体１ｂ及びモニタ１ａを備え、記憶した欠陥がその位置情報に基づいて欠陥の発生頻度を装置本体１ｂが算出し、指定した欠陥発生頻度の画素領域を、画素の濃淡または色相のうち少なくともいずれか一方を変化させて、検査対象物１０の画像と重ねて表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により前記検査対象物を撮像して得られた画像データを用いて、前記対象物に存在する欠陥画素の数及び位置を検出する欠陥箇所検出部と、
前記欠陥箇所検出部が検出した欠陥画素の数及び位置を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された複数の検査対象物における欠陥画素の数及び位置に基づいて、所定数の画素を含む画素領域ごとに欠陥の発生頻度を算出する演算部と、
前記演算部の演算結果に基づいて、指定された発生頻度の画素領域を画素の濃淡又は色相の少なくとも何れか一方を変化させ、検査対象物の映像に重ねて表示する表示手段とを備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記表示部は、同一の画素領域における欠陥の連続発生数が、指定された連続発生数に一致する画素領域を、画素の濃淡もしくは色相の少なくとも何れかを変化させ、検査対象物の映像に重ねて表示することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
欠陥箇所の数及び位置に関する検査条件が複数設定され、各検査条件に基づいて検査対象物の良否判定を行う検査部を備え、前記表示手段は、前記複数の検査条件に基づく良否判定の判定結果が異なった場合に、欠陥の発生頻度を検査対象物の映像に重ねて表示することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記表示部は、前記記憶部に記憶された複数の検査対象物における欠陥画素の数及び位置に基づいて算出した発生頻度が、所定の度数以上の画素領域を含む画像データを表示することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物を撮像した被検査画像に基づいて、対象物の外観における不良項目を検査する外観検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から検査対象を撮像して得た画像データに画像処理を施すことによって、検査対象物の外観上の欠陥の有無を検出し、検査対象物の良否判定を行う外観検査装置がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の欠陥検査装置は、光源からの照明光を検査対象物に対して斜めから照射し、照明光の照射方向とは異なる方向の光軸を有したＣＣＤカメラのような撮像装置によって検査対象を撮像する。撮像装置によって撮像された画像は、Ａ／Ｄ変換部によってデジタル信号に変換され、微分演算などの画像演算処理によってノイズを除去するとともに、欠陥部分との一致度が高い画素群を欠陥候補ランドとして抽出する。この欠陥候補ランドに含まれる画素数を、所定の閾値と比較することで欠陥の有無を判定し、検査対象物の良否判定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３９４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような欠陥検査装置においては、良否判定の判定結果を使用者が確認する目的として、液晶ディスプレイなどの表示手段が接続されている。表示手段には、検査を行った検査対象物の総数、良品と不良品の割合、検査対象物における欠陥発生数、及び、検査対象物を複数のエリアに分割してそれぞれのエリア毎の欠陥発生数・発生頻度といった欠陥情報が表示されている。使用者は、これらの欠陥情報に基づいて、欠陥の原因や生産ライン上の問題点を把握し、生産ラインを構成する各種装置の調整や、良否判定に用いる検査条件の変更といった対応を行う。
【０００６】
しかしながら、従来の欠陥検査装置では、このような各エリアの欠陥発生数といった欠陥情報は、主に文字情報で表示されており、文字情報から問題点を検知して対応するには深い知識と経験が必要とされ、結果として、対応が遅れて製品が無駄になるなどの問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、欠陥の発生数などの欠陥情報を分かり易く伝えることで、問題点の検知を迅速に行うことができる外観検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、検査対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により前記検査対象物を撮像して得られた画像データを用いて、前記対象物に存在する欠陥画素の数及び位置を検出する欠陥箇所検出部と、前記欠陥箇所検出部が検出した欠陥画素の数及び位置を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された複数の検査対象物における欠陥画素の数及び位置に基づいて、所定数の画素を含む画素領域ごとに欠陥の発生頻度を算出する演算部と、前記演算部の演算結果に基づいて、指定された発生頻度の画素領域を画素の濃淡又は色相の少なくとも何れか一方を変化させ、検査対象物の映像に重ねて表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明では、請求項１記載の発明において、前記表示部は、同一の画素領域における欠陥の連続発生数が、指定された連続発生数に一致する画素領域を、画素の濃淡もしくは色相の少なくとも何れかを変化させ、検査対象物の映像に重ねて表示することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項１または２の何れかに記載の発明において、欠陥箇所の数及び位置に関する検査条件が複数設定され、各検査条件に基づいて検査対象物の良否判定を行う検査部を備え、前記表示手段は、前記複数の検査条件に基づく良否判定の判定結果が異なった場合に、欠陥の発生頻度を検査対象物の映像に重ねて表示することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明では、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、前記表示部は、前記記憶部に記憶された複数の検査対象物における欠陥画素の数及び位置に基づいて算出した発生頻度が、所定の度数以上の画素領域を含む画像データを表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、検査対象物を撮像した画像に重ねて、欠陥の発生頻度が指定された発生頻度となる画素領域を、画素の濃淡又は色相を変化させて表示されることで、指定した発生頻度の欠陥の位置及び頻度を使用者に分かりやすく伝えることができ、原因を迅速に特定して生産ラインの調整や検査条件の変更といった対応を早期に行うことができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、連続して良否判定が行われた検査対象物において、同じ画素領域に連続して発生した欠陥を早期に検知することができ、また、その原因を特定することが容易になる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、複数の検査条件によって良否判定を行った判定結果が異なる場合のみ欠陥の発生頻度を表示することで、検査条件を変更する際の基準値が決めやすくなり、より効率の良い検査条件を設定することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、頻度の高い欠陥箇所を含む画像データを表示することで、欠陥を含む可能性の高い検査対象物を実際に確認して、問題の有無をより正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる外観検査装置の概略構成図である。
【図２】同検査装置における表示内容を示し、（ａ）は検査対象物の基準画像であり、（ｂ）〜（ｆ）は同欠陥画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示すように、本発明にかかる外観検査装置は、検査対象物１０を撮像するカメラ２と、カメラ２に接続され、カメラ２からの映像信号に基づいて検査対象物１０の良否判定を行う画像処理装置１とを備える。
【００１９】
この外観検査装置は、例えばベルトコンベアを含む他の生産装置（図示せず）とともに検査対象物１０の生産ラインを構成している。検査対象物１０は、例えばベルトコンベアによって一定方向に運搬され、外観検査装置の所定位置において、検査対象物１０の検査面がカメラ２側となるように設定されている。外観検査装置は、検査対象物１０の欠陥箇所を検出し、欠陥箇所の数や位置などに基づいて良否判定を行い、生産装置を制御する設備制御装置に良否判定の判定結果を出力することで、検査対象物１０を良品と不良品に仕分けする。
【００２０】
カメラ２は、例えばＣＣＤカメラなどであり、検査対象物１０の検査面に対して光軸が垂直となるように設置され、検査面を真上方向から撮像している。カメラ２が撮像した検査対象物１０の検査面を含む映像信号は、接続ケーブル４を介して画像処理装置１に出力されている。また、カメラ２の近傍には、検査対象物１０の検査面に斜め上方向から照明用の光を照射するライト３が設置されており、検査面に存在するチリ、キズなどの欠陥がカメラ２によって撮像されやすいように設定されている。
【００２１】
画像処理装置１は、例えば液晶ディスプレイからなるモニタ１ａと、検査対象物１０の製造ラインを制御する設備制御装置（図示せず）に接続された装置本体１ｂと、装置本体１ｂに接続されたキーボード１ｃ及びマウス１ｄとを備える。また画像処理装置１は、例えば商用電源（図示せず）に接続され、商用電源からの供給電力を動作電力として動作している。
【００２２】
装置本体１ｂは、カメラで撮像された映像信号を画像データに変換するキャプチャボード、画像データを演算することで良否判定を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、画像データ及び良否判定結果を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、及び、商用電源に接続され、動作電力を供給する電源ユニットなどを組み合わせて構成されている。
【００２３】
また装置本体１ｂは、検査対象物１０の検査面に欠陥が存在しない状態の基準画像（図２（ａ）を参照）と、欠陥画素数及び欠陥画素の位置に応じて良否を判定するための複数の検査条件Ｃ１…Ｃｎが予め設定されている。なお外観検査装置は、検査条件Ｃ１を主検査条件として、検査条件Ｃ１に基づく良否判定の結果に応じて良品・不良品の判定及び仕分けを行っており、検査条件Ｃ２…Ｃｎに基づく良否判定の判定結果は、後に使用者が検査条件を変更する際の基準情報として利用される。
【００２４】
キーボード１ｃ及びマウス１ｄは、使用者により操作されると、操作信号を装置本体１ｂに出力し、装置本体１ｂが保持する発生頻度などの諸情報、及び、検査条件Ｃ１…Ｃｎの設定が変更される。
【００２５】
ここで、検査対象物１０を良否判定を行う方法及び、その手順について説明を行う。
【００２６】
まず、装置本体１ｂのキャプチャボードなどによって、カメラ２から入力された映像信号を、カメラ２及びキャプチャボードの解像度に基づいて複数の画素からなる画像データに変換する。次に、この画像データを、例えば微分処理を施して微分画像を作成し、この微分画像の微分値が大きな画素を中心として非線形演算行いエッジ検出を行う。その後、検出したエッジ情報に基づいて基準画像との位置及び映像の方向を合わせるとともに、画像データから基準画像を減算し、減算後の画素が所定の範囲内に収まっていない場合には、欠陥画素として検出する。検出された欠陥画素の位置情報は、検査対象物１０を撮像した映像とともに、装置本体１ｂが装置本体１ｂのＨＤＤに記憶する。
【００２７】
次に、検出された欠陥画素の位置及び数を検査条件Ｃ１と比較し、検査対象物１０の良否判定を行う。例えば、欠陥画素数が２０画素未満であれば良品として判定し、欠陥画素数が２０画素以上であれば不良品として、装置本体１ｂが良否判定の判定結果を設備制御装置に出力し、設備制御装置がこの判定結果に基づいて良品と不良品を仕分けされるよう、各生産装置を制御する。また同時に、検出された欠陥画素の位置及び数を検査条件Ｃ２…Ｃｎと比較してそれぞれの検査条件による良否判定を行う。これらの検査条件Ｃ１〜Ｃｎに基づく判定結果は、上述した欠陥画素の位置情報及び検査対象物１０の映像とともに、装置本体１ｂのＨＤＤに記憶される。
【００２８】
このようにして、画像処理装置１は、生産ラインに流れる全ての検査対象物１０に対して良否判定を行い、良否判定の判定結果に応じて設備制御装置が各生産装置を制御することで、良品・不良品の仕分けを行っている。
【００２９】
次に、モニタ１ａに表示される表示内容について説明する。モニタ１ａの表示内容は、使用者がキーボード１ｃ又はマウス１ｄの何れかを操作することで表示が切り替わり、後述する第１〜第３の表示内容を表示する。まず、第１の表示内容として、上述の良否判定において装置本体１ｂのＨＤＤに保存された欠陥画素の位置情報から算出した出現頻度に応じて、各画素の濃淡又は色相の少なくとも何れか一方を変化させ、検査対象物１０の映像に重ねて表示する（図２（ｂ）〜（ｆ）を参照）。なお、図２（ｂ）は、傷（傷１１）がある場合の表示例であり、図２（ｃ）は、吸着パッドの跡（吸着パッド跡１２）が残っている場合の表示例であり、図２（ｄ）は、ほこり（ほこり１３）が付着している場合の表示例である。また、図２（ｅ）は、吸着パッドの跡とほこり、図２（ｆ）は、傷とほこりがそれぞれ組み合わさった場合の表示例である。
【００３０】
ここで、出現頻度の算出方法としては、例えば画像全体を４×４画素の画素領域に分割し、各画素領域内に欠陥画素が１つでも存在する場合に発生度数を加算して発生頻度を算出する。算出した発生頻度と、使用者がキーボード１ｃを用いて指定した発生頻度の値とを比較し、指定された発生頻度と等しい画素領域の画素を、例えば半透明の赤色で塗りつぶして表示する。このようにすることで、例えばほこりが付着するなどして発生した、発生頻度の低い欠陥を表示させないようにすることができる。
【００３１】
なお、表示する検査対象物１０の画像は、良否判定に用いた基準画像を表示してもよく、良否判定においてＨＤＤ内に保存された検査対象物１０の画像でもよい。また、使用者が指定する発生頻度は、上限と下限のうち少なくとも何れか一方を設定することで、発生頻度が特定の範囲内の画素領域のみ表示することができる。
【００３２】
第２の表示内容として、同一の画素領域における欠陥の連続発生数が、使用者がキーボード１ｃを用いて指定した連続発生数に一致する画素領域を、画素の濃淡もしくは色相の少なくとも何れかを変化させて、検査対象物１０の映像に重ねて表示する。より具体的には、使用者が連続数として「８個」を設定すると、連続して良否判定された検査対象物の欠陥画素の位置をそれぞれ走査し、同じ画素領域について欠陥画素が含まれる検査対象物１０が８個連続した場合に、対応する画素領域を、画素の濃淡及び色相を変化させて表示する。なお、発生頻度の算出方法及び、画素の濃淡及び色相の変化方法については、第１の表示内容における方法と同様の方法を用いる。
【００３３】
第３の表示内容としては、上述の良否判定において装置本体１ｂのＨＤＤに保存された欠陥画素の位置情報から算出した出現頻度が所定の度数以上の欠陥画素を含む検査対象物１０の画像を表示する。なお、発生頻度の算出方法は第１及び第２の表示内容における方法と同様の方法を用いる。
【００３４】
このようにして、正確な欠陥の位置及び頻度を使用者に分かりやすく伝えることができ、原因を迅速に特定して生産ラインの調整や、検査条件の変更などの対応を早期に行うことができる。
【００３５】
なお、第１〜第３の表示内容は、検査条件Ｃ１〜Ｃｎに基づく良否判定の判定結異なった場合に、欠陥の発生頻度を検査対象物１０の映像に重ねて表示するようにしてもよい。このようにすることで、検査条件Ｃ１〜Ｃｎを基準として、新たな検査条件を選定して、設定を変更することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１          画像処理装置
１ａ        モニタ（表示部）
１ｂ        装置本体（欠陥箇所検出部、記憶部、演算部）
１ｃ        キーボード
１ｄ        マウス
２          カメラ（撮像手段）
３          ランプ
４          接続用ケーブル
１０        検査対象物
【図１】
2011047697.tif 000003
【図２】
2011047697.tif 000004