(57)【要約】      （修正有）【課題】検査対象物の色の影響を低減して、安定して精度良く長尺物の外観検査を行うことが可能な外観検査装置を提供する。【解決手段】検査装置１０は、光源を有し、長尺状の検査対象物１１の撮像位置Ｐに対して、検査対象物１１の搬送方向の上流側に設置された第１照明部１３−１と、搬送方向の下流側に設置された第２照明部１３−２と、を交互に点灯させ、撮像部１２により、撮像位置Ｐの撮像を行い撮像データを出力し、第１照明部１３−１及び第２照明部１３−２の点灯時の撮像データについてそれぞれ補間処理を行い、第１補間撮像データ及び第２補間撮像データを生成し、第１補間撮像データと、第２補間撮像データと、の差分撮像データを生成し、差分撮像データに基づいて検査対象物１１の外観異常を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有し、長尺状の検査対象物の撮像位置に対して、前記検査対象物の搬送方向の上流側に設置され、前記撮像位置の照明を行う第１照明部と、
前記第１照明部と同一の光源を有し、前記撮像位置に対して、前記検査対象物の搬送方向の下流側に設置され、前記撮像位置の照明を行う第２照明部と、
前記第１照明部と前記第２照明部とを交互に点灯させる制御部と、
前記撮像位置の撮像を行い撮像データを出力する撮像部と、
前記第１照明部の点灯時の前記撮像データについて補間処理を行い、第１補間撮像データを生成するとともに、前記第２照明部の点灯時の前記撮影データの補間処理を行い、第２補間撮像データを生成する補間処理部と、
前記第１補間撮像データと、前記第２補間撮像データと、の差分をとり、差分撮像データを生成する差分処理部と、
前記差分撮像データに基づいて前記検査対象物の外観異常を検出する検出部と、
を備えた検査装置。
【請求項２】
前記補間処理部は、前記第１照明部の非点灯時の直前及び直後後を含む複数回の前記第１照明部の点灯時の撮像データに基づいて補間処理を行い、前記第１照明部の当該非点灯時に対応する補間用撮像データを生成し、前記第１照明部の点灯時の撮像データを補間した第１補間撮像データを生成し、
前記第２照明部の非点灯時の直前及び直後後を含む複数回の前記第２照明部の点灯時の撮像データに基づいて補間処理を行い、前記第２照明部の当該非点灯時に対応する補間用撮像データを生成し、前記第２照明部の点灯時の撮像データを補間した第２補間撮像データを生成する、
請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記補間処理部は、前記複数回の点灯時の前記撮像データの値の平均値を前記第１補間撮像データあるいは前記第２補間撮像データとする、
請求項２記載の検査装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１照明部及び前記第２照明部における点灯タイミング及び前記撮像部の撮像タイミングを同期するためのクロック信号を発生するクロック信号発生部を備えた、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の検査装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記クロック信号に基づいて、前記第１照明部及び前記第２照明部に交互に電力を供給する電力供給部を備えた、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の検査装置。
【請求項６】
前記電力供給部は、照明用電源と、
前記クロック信号に基づいて前記第１照明部あるいは前記第２照明部に排他的に前記照明用電源からの電力を供給する切替部と、
を備えた請求項５記載の検査装置。
【請求項７】
前記撮像データを順次記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記撮像データを、前記第１照明部の点灯時の前記撮像データと、前記第２照明部の点灯時の前記撮像データと、に選別して前記補間処理部に出力する選別処理部と、
を備えた請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の検査装置。
【請求項８】
前記外観異常は、前記検査対象物表面の凹凸欠陥である、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の検査装置。
【請求項９】
前記撮像装置は、モノクロラインセンサカメラとして構成されている、
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の検査装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記モノクロラインセンサカメラの１ラインの撮像毎に前記第１照明部と前記第２照明部とを交互に点灯させる、
請求項９記載の検査装置。
【請求項１１】
光源を有し、長尺状の検査対象物の撮像位置に対して、前記検査対象物の搬送方向の上流側に設置され、前記撮像位置の照明を行う第１照明装置と、前記第１照明部と同一の光源を有し、前記撮像位置に対して、前記検査対象物の搬送方向の下流側に設置され、前記撮像位置の照明を行う第２照明装置と、前記撮像位置の撮像を行い撮像データを出力する撮像装置と、を備えた検査装置の制御方法であって、
前記第１照明部と前記第２照明部とを交互に点灯させる過程と、
前記第１照明装置の点灯時の前記撮像データについて補間処理を行い、第１補間撮像データを生成するとともに、前記第２照明装置の点灯時の前記撮影データの補間処理を行い、第２補間撮像データを生成する過程と、
前記第１補間撮像データと、前記第２補間撮像データと、の差分をとり、差分撮像データを生成する過程と、
前記差分撮像データに基づいて前記検査対象物の外観異常を検出する過程と、
を備えた検査装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置及び検査装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、長尺状の検査対象物を撮像した画像から当該検査対象物の外観異常を検出する検査装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０３７２０３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、上記従来の技術においては、外観検査の光源として照明色が異なる複数の光源を用い、光源毎に処理を行うために撮像装置として、カラーカメラを用いる必要があり、装置が高価になるとともに、検査対象物が着色されている場合等には、光源の照明色及び検査対象物の色の組み合わせによっては、検出精度が低下する虞があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検査対象物の色の影響を低減して、安定して精度良く長尺物の外観検査を行うことが可能な検査装置及び検査装置の制御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】
実施形態の検査装置は、光源を有し、長尺状の検査対象物の撮像位置に対して、検査対象物の搬送方向の上流側に設置され、撮像位置の照明を行う第１照明部と、第１照明部と同一の光源を有し、撮像位置に対して、検査対象物の搬送方向の下流側に設置され、撮像位置の照明を行う第２照明部と、第１照明部と前記第２照明部とを交互に点灯させる制御部と、撮像位置の撮像を行い撮像データを出力する撮像部と、第１照明部の点灯時の撮像データについて補間処理を行い、第１補間撮像データを生成するとともに、第２照明部の点灯時の撮影データの補間処理を行い、第２補間撮像データを生成する補間処理部と、第１補間撮像データと、第２補間撮像データと、の差分をとり、差分撮像データを生成する差分処理部と、差分撮像データに基づいて検査対象物の外観異常を検出する検出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、検査対象物の色の影響を低減して、安定して精度良く長尺物の外観検査を行える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態の検査装置の概要構成説明図である。
【図２】図２は、検査対象物における欠陥状態の説明図である。
【図３】図３は、実施形態の処理フローチャートである。
【図４】図４は、照明及び撮像処理のタイミングチャートである。
【図５】図５は、メモリに格納された撮像データのイメージ図である。
【図６】図６は、データ補間処理の説明図である。
【図７】図７は、差分データの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる検査装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、実施形態の検査装置の概要構成説明図である。
検査装置１０は、長尺物（たとえば、ホース、チューブ等）として形成された検査対象物１１の外観をライン単位で撮像する撮像装置として機能するモノクロのラインセンサカメラ１２と、ラインセンサカメラ１２の撮像位置Ｐよりも検査対象物１１の搬送方向上流側に設けられ、間欠的に点灯されて、撮像位置Ｐに照明光Ｌ１（図１は、非照射状態）を間欠的に照射する第１照明装置（第１照明部）１３−１と、ラインセンサカメラ１２の撮像位置Ｐよりも検査対象物１１の搬送方向下流側に設けられ、間欠的に点灯されて、撮像位置Ｐに照明光Ｌ２（図１は、照射状態）を間欠的に照射する第２照明装置（第２照明部）１３−２と、ラインセンサカメラ１２の出力した撮像データＤ（＝Ｄ１、Ｄ２、…、Ｄｎ）に基づいて、外観検査を行う検査装置本体１４と、を備えている。
ここで、撮像データＤの個数ｎ＝２、４、６、…、２ｋで表され、ｋは、自然数である。
【００１１】
検査装置本体１４は、ラインセンサカメラ１２が出力した撮像データＤを記憶する画像メモリ２１と、画像メモリ２１に記憶した撮像データＤに基づいて演算を行い、外観検査結果を出力する演算部２２と、ラインセンサカメラ１２の撮像タイミング並びに第１照明装置１３−１及び第２照明装置１３-２の照明タイミングを同期させるためのクロック信号ＣＬＫを生成し出力するクロック信号発生部２３と、第１照明装置１３-１及び第２照明装置１３−２に照明用電力を供給する照明用電源２４と、クロック信号ＣＬＫに基づいて、第１照明装置１３-１と、第２照明装置１３-２とを、ラインセンサカメラ１２の撮像タイミングに同期して、交互に駆動し、照明を行う照明切替装置２５と、を備えている。
【００１２】
演算部２２は、画像メモリ２１を参照して、第１照明装置１３−１の点灯時に対応する撮像データＤ（＝Ｄ１、Ｄ３、……、Ｄ（ｎ−１））と、第２照明装置１３−２の点灯時に対応する撮像データＤ（＝Ｄ２、Ｄ４、……、Ｄｎ）と、を選別し、分離して、第１分離撮像データＤＳ１と、第２分離撮像データＤＳ２とに分離する選別処理部４１と、第１照明装置１３−１の非点灯時の直前及び直後の第１照明装置１３−１の点灯時の撮像データである第１分離撮像データＤＳ１に基づいて補間処理を行い、第１照明装置１３−１の当該非点灯時に対応する補間用撮像データを生成し、第１分離撮像データＤＳ１を補間した第１補間撮像データＤＩ１を生成し、第２照明装置１３−２の非点灯時の直前及び直後の第２照明装置１３−２の点灯時の撮像データである第２分離撮像データＤＳ２に基づいて補間処理を行い、第２照明装置１３−２の当該非点灯時に対応する補間用撮像データを生成し、第２分離撮像データＤＳ２を補間した第２補間撮像データＤＩ２を生成する補間処理部４２と、第１補間撮像データＤＩ１と、第２補間撮像データＤＩ２との差分である差分データＤＤを生成する差分処理部４３と、差分処理部４３が生成した差分データＤＤに基づいて、検査対象物の外観異常を検出して告知する検出処理部４４と、を備えている。
上記構成において、第１分離撮像データＤＳ１あるいは第２分離撮像データＤＳ２の個数ｍ＝ｎ／２である。
【００１３】
図２は、検査対象物における欠陥状態の説明図である。
図２に示すように、検査対象物１１の表面１１Ｓには、印字パターンＰＴと、欠陥（図２においては、凸欠陥）ＥＲが存在しているものとする。
次に欠陥ＥＲの検出処理について説明する。
【００１４】
図３は、実施形態の処理フローチャートである。
まず、検査装置本体１４は、第１照明装置１３−１及び第２照明装置１３−２による撮像位置Ｐの照明及びラインセンサカメラ１２による撮像処理を行う（ステップＳ１１）。
【００１５】
図４は、照明及び撮像処理のタイミングチャートである。
まず、検査装置本体１４のクロック信号発生部２３は、ラインセンサカメラ１２の撮像タイミング並びに第１照明装置１３−１及び第２照明装置１３-２の照明タイミングを同期させるためのクロック信号ＣＬＫを生成しラインセンサカメラ１２及び照明切替装置２５に出力する。
【００１６】
この結果、ラインセンサカメラ１２は、第１照明装置１３−１及び第２照明装置１３-２の照明タイミングに完全に同期した状態で撮像処理を行う。
より具体的には、時刻ｔ１において、クロック信号ＣＬＫが“Ｈ”レベルとなると、第１照明装置１３−１は、点灯状態（オン状態）となる。
【００１７】
そして、時刻ｔ１から時間Δｔが経過し、第１照明装置１３−１が確実に安定状態となっている時刻ｔ２において、ラインセンサカメラ１２は、第１照明装置１３-１の点灯時の撮像処理を行う。
さらに時刻ｔ３において、クロック信号ＣＬＫが“Ｈ”レベルとなると、第１照明装置１３−１は、非点灯状態（オフ状態）となるとともに、第２照明装置１３−２は、点灯状態（オン状態）となる。
【００１８】
そして、時刻ｔ３から時間Δｔが経過し、第２照明装置１３−１が確実に安定状態となっている時刻ｔ４において、ラインセンサカメラ１２は、第２照明装置１３-２の点灯時の撮像処理を行う。
【００１９】
次に検査装置本体１４は、所定のライン数（たとえば、２０００ライン＝１０００×２）の撮像処理が完了したか否かを判別する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２の判別において、未だ所定のライン数の撮像処理が完了していない場合には（ステップＳ１２；Ｎｏ）、処理を再びステップＳ１１に処理を移行して、同様の処理を繰り返す。
ステップＳ１２の判別において、所定のライン数の撮像処理が完了した場合には（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、選別処理部４１は、データ選別処理を行う（ステップＳ１３）。
【００２０】
ここで、データ選別処理について説明する。
図５は、メモリに格納された撮像データのイメージ図である。
撮像データＤは、時間の経過とともに、順番で画像メモリ２１に格納されていき、図５に示すように、最終的には、撮像データＤ１、Ｄ２、……、Ｄｎが格納された状態となる。
【００２１】
これにより、選別処理部４１は、画像メモリ２１から順次撮像データを読み出し、奇数番目の撮像データＤ１、Ｄ３、Ｄ５、……、Ｄ（ｎ−１）を第１分離撮像データＤＳ１として補間処理部４２に出力する。同様に、偶数番目の撮像データＤ２、Ｄ４、Ｄ６、……、Ｄｎを第２分離撮像データＤＳ２として補間処理部４２に出力する。
【００２２】
これにより、補間処理部４２は、入力された第１分離撮像データＤＳ１に対して第１データ補間処理を行い（ステップＳ１４−１）、第２分離撮像データＤＳ２に対して第２データ補間処理を行う（ステップＳ１４−２）。
【００２３】
ここで、データ補間処理について説明する。
図６は、データ補間処理の説明図である。
以下の説明においては、第１照明装置１３−１の非点灯時（第２照明装置１３-２の点灯時）の直前及び直後の第１照明装置１３−１の点灯時の撮像データＤに基づいて補間処理を行い、第１照明装置１３−１の非点灯時（第２照明装置１３-２の点灯時）に対応する撮像データを生成し、第１分離撮像データＤＳ１を補間した第１補間撮像データＤＩ１を生成するとともに、第２照明装置１３−２の非点灯時（第１照明装置１３-１の点灯時）の直前及び直後の第２照明装置１３−２の点灯時の撮像データＤに基づいて補間処理を行い、第２照明装置１３−２の非点灯時（第１照明装置１３-１の点灯時）に対応する撮像データを生成し、第２分離撮像データＤＳ２を補間した第２補間撮像データＤＩ２を生成する場合について説明する。
【００２４】
ここで、補間処理としては、対応する複数の撮像データの平均（相加平均、相乗平均、調和平均、加重平均など）算出処理を用いることが可能である。
【００２５】
まず、第１データ補間処理による第１補間撮像データＤＩ１の生成について説明する。  例えば、図６の例の場合、第１照明装置１３−１の非点灯時（第２照明装置１３-２の点灯時）、例えば、撮像データＤ２の取得時の直前及び直後の第１照明装置１３−１の点灯時の撮像データＤである撮像データＤ１及び撮像データＤ３に基づいて補間処理を行い、第１照明装置１３−１の非点灯時（第２照明装置１３-２の点灯時）に対応する補間用撮像データＤ（１＋３）を生成する。
【００２６】
同様に補間用撮像データＤ（３＋５）、Ｄ（５＋７）、……、Ｄ（［ｎ−３］＋［ｎ−１］）を生成し、図６の下方に示すように、これらの撮像データで第１分離撮像データＤＳ１を補間した第１補間撮像データＤＩ１を生成し、差分処理部４３に出力する。
【００２７】
次に、第２データ補間処理による第２補間撮像データＤＩ２の生成について説明する。
例えば、図６の例の場合、第２照明装置１３−２の非点灯時（第１照明装置１３-１の点灯時）、例えば、撮像データＤ３の取得時の直前及び直後の第２照明装置１３−２の点灯時の撮像データＤである撮像データＤ２及び撮像データＤ４に基づいて補間処理を行い、第２照明装置１３−２の非点灯時（第１照明装置１３-１の点灯時）に対応する補間用撮像データＤ（２＋４）を生成する。
【００２８】
同様に補間用撮像データＤ（４＋６）、Ｄ（６＋８）、……、Ｄ（［ｎ−２］＋ｎ］）を生成し、図６の下方に示すように、これらの撮像データで第２分離撮像データＤＳ２を補間した第２補間撮像データＤＩ２を生成し、差分処理部４３に出力する。
【００２９】
図７は、差分データの説明図である。
これにより、差分処理部４３は、入力された第１補間撮像データＤＩ１と、第２補間撮像データＤＩ２との差分である差分データＤＤを生成し、検出処理部４４に出力する（ステップＳ１５）。
【００３０】
例えば、図６に示した第１補間撮像データＤＩ１と、第２補間撮像データＤＩ２との差分は、図７に示すようなものとなり、この結果、検出処理部４４は、差分処理部４３が生成した差分データＤＤに基づいて、検査対象物の外観異常を検出し（ステップＳ１６）、告知する（ステップＳ１７）。
具体的には、検出処理部４４は、図２に示した印字パターンＰＴの影響を受けることなく、欠陥ＥＲを確実に検出して、外観異常を告知することができる。
【００３１】
以上の説明のように、本実施形態によれば、第１照明装置１３-１と第２照明装置１３-２として同一のもの（特に好ましくは、検査光として波長依存性が低い光、いわゆる白色光）を用いているので、検査対象物の色の影響を低減し、差分処理によりコントラストの高い外観異常画像を取得できるので、安定して精度良く長尺物の外観検査を行うことが可能となる。
【００３２】
以上の説明においては、第１照明装置１３−１及び第２照明装置１３−２として一方向から照明光Ｌ１、Ｌ２を照射する通常の照明装置を用いる場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、検査対象物の周面に照射光を照射可能なリング照明装置を用いるように構成することも可能である。
さらにこの場合には、検査対象物の周面を一度に撮像可能に撮像部を設けるようにすることも可能である。
例えば、照明装置として、リング照明装置を用いる場合には、リング照明装置のリング内を通過するように検査対象物を搬送し、検査対象物の周面を一度に撮像可能に撮像部を設けることで、チューブ等の長尺物の検査対象部の全周面を同時、かつ、連続的に検査するように構成することができる。
【００３３】
以上の説明においては、生成しようとする補間用撮像データが対応するタイミングの直前及び直後の撮像データを用いて当該補間用撮像データを生成したが、生成しようとする補間用撮像データが対応するタイミングの直前を含む当該タイミング以前の複数回の撮像データ及び生成しようとする補間用撮像データが対応するタイミングの直後を含む当該タイミング以降の複数回の撮像データに基づいて補間処理を行い、補間用撮像データを生成するようにすることも可能である。
【００３４】
この場合においても、補間処理としては、対応する複数の撮像データの平均（相加平均、相乗平均、調和平均、加重平均など）算出処理を用いることが可能である。
【００３５】
実施形態の検査装置本体１４としては、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【００３６】
実施形態の検査装置本体１４で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されるようにしてもよい。
【００３７】
また、実施形態の検査装置本体１４で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、実施形態の検査装置本体１４で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００３８】
また、実施形態の検査装置本体１４で実行される制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０…検査装置、１１…検査対象物、１１Ｓ…表面、１２…ラインセンサカメラ（撮像部）、１３−１…第１照明装置、１３−２…第２照明装置、１４…検査装置本体、２１…画像メモリ、２２…演算部、２３…クロック信号発生部、２４…照明用電源、２５…照明切替装置、４１…選別処理部、４２…補間処理部、４３…差分処理部、４４…検出処理部、ＣＬＫ…クロック信号、Ｄ，Ｄ１〜Ｄｎ…撮像データ、ＤＤ…差分データ、ＤＩ１…第１補間撮像データ、ＤＩ２…第２補間撮像データ、ＤＳ１…第１分離撮像データ、ＤＳ２…第２分離撮像データ、ＥＲ…欠陥、Ｌ１，Ｌ２…照明光、Ｐ…撮像位置、ＰＴ…印字パターン。
【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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【図６】
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【図７】
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