(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状又は円柱状の被検査対象物を軸線周りに回転させる回転駆動機構と、
前記被検査対象物の１回転につき前記被検査対象物の外周面と両側一対の軸方向端面とを同時に複数回撮像して、複数の外周面画像と複数の一対の軸方向端面画像とを得るカメラと、
前記カメラの各撮像時における前記被検査対象物の軸線の傾きを各撮像時にて得られた前記一対の軸方向端面画像の位置に基づいて算出する算出部と、
各撮像時に前記一対の軸方向端面画像と同時に得られた前記外周面画像の各々について前記外周面画像の周方向の一部を前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて抽出して、複数の部分画像を生成する抽出部と、
前記複数の部分画像を合成して、前記被検査対象物の外周面の全周に相当する合成画像を生成する合成部と、
を備える被検査対象物の検査装置。
【請求項２】
前記被検査対象物の軸方向両側に配置された一対のミラーをさらに備え、
前記カメラは、前記被検査対象物の外周面と、前記一対のミラーに映る前記両側一対の軸方向端面の鏡像とを同時に撮像する、
請求項１に記載の被検査対象物の検査装置。
【請求項３】
前記回転駆動機構は、前記カメラの光軸と直交するＸ−Ｙ平面のＹ軸に沿う方向を前記被検査対象物の軸線方向として、前記被検査対象物を軸線周りに回転させ、
前記算出部は、前記一対の軸方向端面画像の各々の重心における前記Ｘ−Ｙ平面のＸ軸方向への位置ずれに基づいて前記Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きを算出すると共に、前記外周面画像の軸方向両端部の位置に基づいて前記被検査対象物のＹ軸方向の位置を算出し、
前記抽出部は、前記Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きと、前記被検査対象物のＹ軸方向の位置とに基づいて、前記外周面画像の周方向の一部を抽出して、前記部分画像を生成する、
請求項２に記載の被検査対象物の検査装置。
【請求項４】
前記回転駆動機構は、前記カメラの光軸と直交するＸ−Ｙ平面のＹ軸に沿う方向を前記被検査対象物の軸線方向として、前記被検査対象物を軸線周りに回転させ、
前記算出部は、前記一対の軸方向端面画像の各々の重心における前記Ｘ−Ｙ平面のＹ軸方向への位置ずれに基づいて前記Ｘ−Ｙ平面と直交するＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きを算出すると共に、前記外周面画像の軸方向両端部の位置に基づいて前記被検査対象物のＹ軸方向の位置を算出し、
前記抽出部は、前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きと、前記被検査対象物のＹ軸方向の位置とに基づいて、前記外周面画像の周方向の一部を抽出して、前記部分画像を生成する、
請求項２又は請求項３に記載の被検査対象物の検査装置。
【請求項５】
前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きに起因して台形状に得られる前記部分画像を前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて長方形状に補正する補正部をさらに備える、
請求項４に記載の被検査対象物の検査装置。
【請求項６】
コンピュータに、
円筒状又は円柱状の被検査対象物が軸線周りに回転するように、回転駆動機構を作動させ、
前記被検査対象物の１回転につき前記被検査対象物の外周面と両側一対の軸方向端面とが同時に複数回撮像されて、複数の外周面画像と複数の一対の軸方向端面画像とが得られるように、カメラを作動させ、
前記カメラの各撮像時における前記被検査対象物の軸線の傾きを各撮像時にて得られた前記一対の軸方向端面画像の位置に基づいて算出し、
各撮像時に前記一対の軸方向端面画像と同時に得られた前記外周面画像の各々について前記外周面画像の周方向の一部を前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて抽出して、複数の部分画像を生成し、
前記複数の部分画像を合成して、前記被検査対象物の外周面の全周に相当する合成画像を生成する、
ことを含む処理を実行させる被検査対象物の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の開示する技術は、被検査対象物の検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒状又は円柱状の被検査対象物の外観を検査する一手法としては、人手による目視検査が想定される。ところが、人手による目視検査では、人件費が嵩んで製造コストが上がると共に、欠陥の見逃しによって検査精度が低下する虞がある。
【０００３】
そこで、省人化による低コスト化と、欠陥の見逃し防止による検査精度向上を実現するために、外観検査の自動化が検討される。この外観検査を自動で行う自動検査装置としては、例えば、被検査対象物を軸線周りに回転させる回転駆動機構と、被検査対象物の外観を撮像するカメラとを備えるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５１６２０号公報
【特許文献２】特開平１１−２０１７４２号公報
【特許文献３】特開２００７−１７１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、被検査対象物を軸線周りに回転させながら被検査対象物の外観を撮像する場合に、被検査対象物の軸線が正規の位置に対して傾いている場合、被検査対象物の外観の正規の位置を撮像できない可能性があり、検査精度を確保できない虞がある。
【０００６】
そこで、本願の開示する技術は、一つの側面として、被検査対象物の外観検査を自動化する場合の検査精度を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本願の開示する技術の一観点によれば、回転駆動機構と、カメラと、算出部と、抽出部と、合成部とを備える被検査対象物の検査装置が提供される。回転駆動機構は、円筒状又は円柱状の被検査対象物を軸線周りに回転させる。カメラは、前記被検査対象物の１回転につき前記被検査対象物の外周面と両側一対の軸方向端面とを同時に複数回撮像して、複数の外周面画像と複数の一対の軸方向端面画像とを得る。算出部は、前記カメラの各撮像時における前記被検査対象物の軸線の傾きを各撮像時にて得られた前記一対の軸方向端面画像の位置に基づいて算出する。抽出部は、各撮像時に前記一対の軸方向端面画像と同時に得られた前記外周面画像の各々について前記外周面画像の周方向の一部を前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて抽出して、複数の部分画像を生成する。合成部は、前記複数の部分画像を合成して、前記被検査対象物の外周面の全周に相当する合成画像を生成する。
【発明の効果】
【０００８】
上記本願の開示する技術の一観点によれば、被検査対象物の外観検査を自動化する場合の検査精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】被検査対象物の検査装置の一例を示す側面図である。
【図２】図１に示される検査装置の平面図である。
【図３】被検査対象物の検査装置の機能的な構成の一例を示すブロック図である。
【図４】被検査対象物の検査装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】被検査対象物の検査方法における処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】図５に示される処理の流れの続きを示すフローチャートである。
【図７】被検査対象物を回転させる回転制御処理から被検査対象物の外観を撮像する撮像制御処理までの一例を説明する図である。
【図８】Ｘ−Ｙ平面上で被検査対象物の軸線がＹ軸に対して傾いている例を示す二面図である。
【図９】図８に示される例に対して被検査対象物の軸線の傾きとＹ軸方向の位置とを算出する算出処理から外周面画像の周方向の一部を抽出して部分画像を生成する抽出処理までの一例を説明する図である。
【図１０】Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物の軸線がＹ軸に対して傾いている例を示す二面図である。
【図１１】図１０に示される例に対して被検査対象物の軸線の傾きとＹ軸方向の位置とを算出する算出処理から外周面画像の周方向の一部を抽出して部分画像を生成する抽出処理までの一例を説明する図である。
【図１２】図１１に示される台形状に得られた部分画像を長方形状に補正する補正処理の一例を説明する図である。
【図１３】複数の部分画像を合成して合成画像を生成する合成処理の一例を説明する図である。
【図１４】合成画像を形成する複数の部分画像を並び替えて検査画像を生成する並替処理の一例を説明する図である。
【図１５】良品画像から検査画像を差分した差分画像を生成する差分処理から差分画像に基づいて被検査対象物の外周面における欠陥の有無を判定する判定処理までの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願の開示する技術の一実施形態を説明する。
【００１１】
図１に示される本実施形態に係る検査装置１０は、本願の開示する技術における「被検査対象物の検査装置」の一例であり、被検査対象物１２の外観検査を実施する。本実施形態では、円筒状の乾電池を被検査対象物１２とする例を説明する。被検査対象物１２が乾電池である場合、この被検査対象物１２の外周面１２Ａは、例えばラベルの貼付や印刷等が施された状態とされる。この被検査対象物１２の外観検査を実施する検査装置１０は、回転駆動機構１４と、一対のミラー１６と、カメラ１８と、制御部２０とを備える。
【００１２】
回転駆動機構１４は、被検査対象物１２を軸線周りに回転させるものである。図２に示されるように、この回転駆動機構１４は、モータ２２と、一対のローラ２４とを備える。モータ２２の出力軸は、一対のローラ２４と動力伝達機構を介して連結されている。図２に示されるＸ−Ｙ平面は、図１に示されるカメラ１８の光軸１８Ａと直交しており、一対のローラ２４は、Ｘ−Ｙ平面のＹ軸に沿って延びる回転軸を中心に回転可能に支持されている。
【００１３】
また、一対のローラ２４は、互いに離間して配置されており、一対のローラ２４の間の離間距離は、被検査対象物１２の直径未満に設定されている。この一対のローラ２４の間の凹部には、被検査対象物１２が配置される。モータ２２が作動すると、一対のローラ２４が同方向に同期して回転し、Ｙ軸に沿う方向を被検査対象物１２の軸線方向として、被検査対象物１２が軸線周りに回転する。なお、一対のローラ２４のうち一方のローラ２４が駆動し他方のローラ２４が従動しても良い。
【００１４】
一対のミラー１６は、被検査対象物１２の軸方向両側に配置される。各ミラー１６は、被検査対象物１２の軸方向端面１２Ｂかつカメラ１８の側を向くように、Ｘ−Ｙ平面に対して傾斜している。この各ミラー１６の傾斜角度は、一対のミラー１６に映る被検査対象物１２の軸方向端面１２Ｂの鏡像がカメラ１８の撮像範囲に入るように設定されている。
【００１５】
カメラ１８は、被検査対象物１２に対する一対のローラ２４と反対側で、かつ、一対のミラー１６の間の中央部に配置されている。このカメラ１８の向きは、このカメラ１８の光軸１８Ａが、図２に示されるＸ−Ｙ平面と直交するように設定されている。
【００１６】
このカメラ１８は、被検査対象物１２の外周面１２Ａと、一対のミラー１６に映る両側一対の軸方向端面１２Ｂの鏡像とを同時に撮像する。また、このカメラ１８は、被検査対象物１２の１回転につき複数回撮像可能となっている。
【００１７】
カメラ１８が、被検査対象物１２の外周面１２Ａと、一対のミラー１６に映る両側一対の軸方向端面１２Ｂの鏡像とを複数回撮像することで、複数の外周面画像と、複数の一対の軸方向端面画像とが得られる。外周面画像は、被検査対象物１２の外周面１２Ａを撮像したものであり、一対の軸方向端面画像は、一対のミラー１６に映る両側一対の軸方向端面１２Ｂの鏡像を撮像したものである。
【００１８】
制御部２０は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置により実現される。図３に示されるように、この制御部２０は、機能部別には、回転制御部３２と、撮像制御部３４と、算出部３６と、抽出部３８と、補正部４０と、合成部４２と、並替部４４と、差分部４６と、判定部４８とを有する。これら回転制御部３２等の各機能部の機能については、後述する被検査対象物の検査方法で説明する制御部２０の動作と併せて説明する。
【００１９】
上述の回転制御部３２等の各機能部を有する制御部２０は、より具体的には、図４に示されるコンピュータ５０で実現される。コンピュータ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５２と、一時記憶領域としてのメモリ５４と、不揮発性の記憶部５６とを備える。また、コンピュータ５０は、入出力Ｉ／Ｆ（interface）５８を備える。入出力Ｉ／Ｆ５８には、キーボード、カードリーダ、ディスプレイ等の入出力装置６０と、上述のカメラ１８及びモータ２２とが接続される。
【００２０】
また、コンピュータ５０は、記憶媒体６２に対するデータの読み込み及び書き込みを制御するＲ／Ｗ（Read/Write）部６４と、インターネット等のネットワークに接続されるネットワークＩ／Ｆ６６とを備える。ＣＰＵ５２、メモリ５４、記憶部５６、入出力Ｉ／Ｆ５８、Ｒ／Ｗ部６４、及び、ネットワークＩ／Ｆ６６は、バス６８を介して互いに接続される。
【００２１】
記憶部５６は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（solid state drive）、フラッシュメモリ等によって実現される。記憶部５６は、本願の開示する技術における「記憶媒体」の一例であり、この記憶部５６には、コンピュータ５０を制御部２０として機能させるための検査プログラム７０が記憶されている。
【００２２】
検査プログラム７０は、本願の開示する技術における「被検査対象物の検査プログラム」の一例である。この検査プログラム７０は、回転制御プロセス７２と、撮像制御プロセス７４と、算出プロセス７６と、抽出プロセス７８と、補正プロセス８０と、合成プロセス８２と、並替プロセス８４と、差分プロセス８６と、判定プロセス８８とを有する。
【００２３】
ＣＰＵ５２は、検査プログラム７０を記憶部５６から読み出してメモリ５４に展開し、検査プログラム７０が有する上述の複数のプロセスを順次実行する。ＣＰＵ５２は、上述の複数のプロセスの各々を実行することで、図３に示される回転制御部３２、撮像制御部３４、算出部３６、抽出部３８、補正部４０、合成部４２、並替部４４、差分部４６、判定部４８のそれぞれとして動作する。
【００２４】
すなわち、ＣＰＵ５２は、回転制御プロセス７２を実行することで回転制御部３２として動作し、ＣＰＵ５２は、撮像制御プロセス７４を実行することで撮像制御部３４として動作する。また、ＣＰＵ５２は、算出プロセス７６を実行することで算出部３６として動作し、ＣＰＵ５２は、抽出プロセス７８を実行することで抽出部３８として動作する。
【００２５】
さらに、ＣＰＵ５２は、補正プロセス８０を実行することで補正部４０として動作し、ＣＰＵ５２は、合成プロセス８２を実行することで合成部４２として動作する。また、ＣＰＵ５２は、並替プロセス８４を実行することで並替部４４として動作し、ＣＰＵ５２は、差分プロセス８６を実行することで差分部４６として動作する。また、ＣＰＵ５２は、判定プロセス８８を実行することで判定部４８として動作する。
【００２６】
なお、上述の制御部２０における回転制御部３２等の各機能部は、検査プログラム７０により実現される以外に、例えば、半導体集積回路、より詳しくはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等で実現することが可能である。
【００２７】
次に、上記検査装置１０を用いた被検査対象物の検査方法を説明する。
【００２８】
本実施形態の被検査対象物の検査方法では、図５、図６の各ステップにて示される複数の処理が制御部２０の各機能部によって実行される。以下、複数の処理の各々について順に詳述する。以下の説明における各ステップの番号及び内容については、図５、図６を適宜参照することにする。
【００２９】
（回転制御処理）
回転制御処理は、ステップＳ１１にて実行される。ステップＳ１１では、図７の上図に示されるように、回転制御部３２が、モータ２２を作動させる。モータ２２が作動すると、一対のローラ２４が同方向に同期して回転し、Ｙ軸に沿う方向を被検査対象物１２の軸線方向として、被検査対象物１２が軸線周りに回転する。
【００３０】
（撮像制御処理）
撮像制御処理は、ステップＳ１２にて実行される。ステップＳ１２では、図７の上図に示されるように、撮像制御部３４が、被検査対象物１２の１回転につき、カメラ１８を複数回作動させる。カメラ１８が作動する毎に、被検査対象物１２の外周面１２Ａと、一対のミラー１６に映る両側一対の軸方向端面１２Ｂの鏡像１６Ａとがカメラ１８によって同時に撮像される。
【００３１】
これにより、図７の下図に示されるように、撮像毎に、被検査対象物１２の外周面１２Ａを撮像した外周面画像９２Ａと、一対のミラー１６に映る両側一対の軸方向端面１２Ｂの鏡像１６Ａを撮像した一対の軸方向端面画像９２Ｂとが得られる。この撮像制御処理では、被検査対象物１２の１回転につき複数回撮像することで、複数の外周面画像９２Ａと、複数の一対の軸方向端面画像９２Ｂとが得られる。被検査対象物１２の１回転あたりの撮像回数は、任意に設定可能である。
【００３２】
（算出処理）
算出処理は、ステップＳ１３〜ステップＳ１６にて実行される。ステップＳ１３では、算出部３６が、各撮像時に得られた一対の軸方向端面画像９２Ｂについて、この一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心の位置ずれを算出する。
【００３３】
ここで、一対の軸方向端面画像９２Ｂに重心の位置ずれが生じる状況は、次の通りである。一つ目は、図８に示されるように、Ｘ−Ｙ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合である。二つ目は、図１０に示されるように、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合である。Ｘ−Ｙ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾くと同時に、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾く場合もある。
【００３４】
図８に示されるように、Ｘ−Ｙ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合には、図９の上図に示されるように、一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心９２ＣがＸ軸方向へ位置ずれする。
【００３５】
一方、図１０に示されるように、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合には、図１１の上図に示されるように、一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心９２ＣがＹ軸方向へ位置ずれする。
【００３６】
被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きは、例えば、被検査対象物１２の外周面１２Ａに貼られたラベルの継ぎ目がローラ２４と接触することによる反動で被検査対象物１２が動くこと、一対のローラ２４の偏芯、被検査対象物１２の歪み等に起因して生じる。この被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きは、被検査対象物１２の回転中に変動することがある。
【００３７】
そして、ステップＳ１３では、算出部３６が、一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心９２ＣにおけるＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方への位置ずれを算出する。
【００３８】
続いて、図９の上図に示されるように、Ｘ軸方向への重心９２Ｃの位置ずれがある場合には、ステップＳ１４で、算出部３６が、各撮像時におけるＸ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾き（図９の中図参照）を算出する。このとき、算出部３６は、上述のステップＳ１３で算出したＸ軸方向への重心９２Ｃの位置ずれに基づいて、Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きを算出する。
【００３９】
また、図１１の上図に示されるように、Ｙ軸方向への重心９２Ｃの位置ずれがある場合には、ステップＳ１４で、算出部３６が、各撮像時におけるＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾き（図１１の中図参照）を算出する。このとき、算出部３６は、上述のステップＳ１３で算出したＹ軸方向への重心９２Ｃの位置ずれに基づいて、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きを算出する。
【００４０】
また、ステップＳ１５では、算出部３６が、各撮像時に得られた外周面画像９２Ａ（図９の上図、図１１の上図参照）について、軸方向両端部９２Ｄの位置を算出する。そして、ステップＳ１６では、外周面画像９２Ａの軸方向両端部９２Ｄの位置に基づいて、各撮像時における被検査対象物１２のＹ軸方向の位置を算出する。
【００４１】
（抽出処理）
抽出処理は、ステップＳ１７〜ステップＳ１９にて実行される。ステップＳ１７では、抽出部３８が、図１１の中図に示されるＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが有るか否かを判断する。
【００４２】
ここで、抽出部３８が、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが無いと判断した場合、すなわち、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸と平行である場合には、ステップＳ１８に進む。Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸と平行である場合は、図９の中図に示されている。
【００４３】
ステップＳ１８では、抽出部３８が、図９の中図に示されるＸ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きと、被検査対象物１２のＹ軸方向の位置とに基づいて、図９の下図に示される外周面画像９２Ａの周方向の一部を抽出する。この外周面画像９２Ａの周方向の一部は、図９の下図の長方形状の太枠部で示される。このとき、抽出部３８は、Ｘ−Ｙ平面上において外周面画像９２Ａの軸線方向を太枠部の長手方向とすると共に太枠部の短手方向の中心が外周面画像９２Ａの軸線上に位置する長方形状の太枠部を外周面画像９２Ａの周方向の一部として抽出する。
【００４４】
そして、抽出部３８は、抽出した外周面画像９２Ａの周方向の一部から各撮像時の部分画像９４を生成する。この部分画像９４は、外周面画像９２Ａの軸方向一端部から他端部に亘って得られる。
【００４５】
なお、Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが無いがある。この場合、抽出部３８は、Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きの値がゼロであるとして、上記と同様の要領で外周面画像９２Ａの周方向の一部を抽出する。
【００４６】
一方、図１１の中図に示されるように、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが有る場合、抽出部３８は、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが有ると判断する。そして、抽出部３８は、ステップＳ１９に進む。
【００４７】
ステップＳ１９では、抽出部３８が、図１１の中図に示されるＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きと、被検査対象物１２のＹ軸方向の位置とに基づいて、図１１の下図に示される外周面画像９２Ａの周方向の一部を抽出する。この外周面画像９２Ａの周方向の一部は、図１１の下図の台形状の太枠部で示される。このとき、抽出部３８は、Ｘ−Ｙ平面上において外周面画像９２Ａの軸線方向を太枠部の高さ方向とすると共に太枠部の横幅方向の中心が外周面画像９２Ａの軸線上に位置する台形状の太枠部を外周面画像９２Ａの周方向の一部として抽出する。
【００４８】
そして、抽出部３８は、抽出した外周面画像９２Ａの周方向の一部から各撮像時の部分画像９４を生成する。この部分画像９４は、外周面画像９２Ａの軸方向一端部から他端部に亘って得られる。
【００４９】
なお、Ｘ−Ｙ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾くと同時に、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾く場合がある。この場合には、Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きと、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きと、被検査対象物１２のＹ軸方向の位置とに基づいて、外周面画像９２Ａの周方向の一部が抽出される。
【００５０】
（補正処理）
補正処理は、ステップＳ２０にて実行される。ステップＳ２０では、補正部４０が、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きに起因して台形状に得られる部分画像９４を、図１２に示されるように長方形状に補正する。
【００５１】
このとき、補正部４０は、台形状の部分画像９４を、図１１の中図に示されるＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きに基づいて長方形状に補正する。つまり、補正部４０は、台形状に得られた部分画像９４を、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いていなければ得られたであろう長方形状に補正する。
【００５２】
（合成処理）
合成処理は、ステップＳ２１〜ステップＳ２２にて実行される。ステップＳ２１では、図１３に示されるように、合成部４２が、上述のステップＳ２０にて得られた部分画像９４を、その一つ前のルーチンにおいて得られた部分画像９４の隣に合成する。なお、初回のルーチンでは、合成部４２が、ステップＳ２１をスキップする。
【００５３】
図１３の左図には、各撮像時に得られた部分画像９４が示されており、図１３の中図には、複数の部分画像９４が合成される様子が示されており、図１３の右図には、全数の部分画像９４が合成された様子が示されている。図１３には、一例として、撮像された順番である「１」〜「３０」が複数の部分画像９４のそれぞれに付されている。なお、ステップＳ２１では、部分画像９４が得られる毎に部分画像９４の合成が行われる以外に、複数の部分画像９４が全て得られた段階で、複数の部分画像９４が撮像順に隣り合わせで合成されても良い。
【００５４】
続いて、ステップＳ２２では、合成部４２が、全数の部分画像９４、すなわち、被検査対象物１２の外周面１２Ａ（図７参照）の全周に相当する分の部分画像９４の合成が完了したか否かを判断する。
【００５５】
ここで、合成部４２が、全数の部分画像９４の合成を完了していないと判断した場合には、上述のステップＳ１３に戻す。そして、合成部４２が、全数の部分画像９４の合成を完了したと判断するまで、上述のステップＳ１３〜ステップＳ２２の処理が繰り返し実行される。
【００５６】
一方、上述のステップＳ１３〜ステップＳ２２の処理が繰り返し実行されることにより、全数の部分画像９４が合成されると、ステップＳ２２で、合成部４２が、全数の部分画像９４の合成を完了したと判断する。全数の部分画像９４の合成が完了すると、被検査対象物１２の外周面１２Ａ（図７参照）の全周に相当する合成画像９６が合成部４２によって生成される。
【００５７】
（並替処理）
並替処理は、ステップＳ２３〜ステップＳ２４にて実行される。ステップＳ２３では、図１４に示されるように、並替部４４が、合成画像９６における特徴キー位置をテンプレートマッチングで特定する。そして、ステップＳ２４では、並替部４４が、合成画像９６を形成する複数の部分画像９４を予め規定された順番に並び替えて検査画像９８を生成する。
【００５８】
図１４の左図には、複数の部分画像９４が並び替えられる前の合成画像９６の一例が示されており、図１４の右図には、複数の部分画像９４が並び替えられた後の検査画像９８の一例が示されている。本実施形態では、例えば、合成画像９６における「＋  ａｂｃｄｅｆｇ  −」が特徴キー位置として指定されており、この特徴キー位置が所定の位置に配置されるように複数の部分画像９４が並び替えられる。
【００５９】
（差分処理）
差分処理は、ステップＳ２５にて実行される。ステップＳ２５では、図１５に示されるように、差分部４６が、予め規定された良品画像１００から検査画像９８を差分した差分画像１０２を生成する。図１５に示される例では、検査画像９８の一部に欠陥部分１０４が含まれている。欠陥部分１０４は、例えば、傷、色抜け、凹み等に起因して生じる。図１５に示される例では、検査画像９８の一部に欠陥部分１０４が含まれているため、差分画像１０２においても欠陥部分１０４が出現する。差分画像１０２における欠陥部分１０４は、周囲との輝度差となって現れる。
【００６０】
（判定処理）
判定処理は、ステップＳ２６にて実行される。ステップＳ２６では、図１５に示されるように、差分画像１０２において欠陥部分１０４が有る場合には、判定部４８が、図７に示される被検査対象物１２の外周面１２Ａに欠陥が有ると判定する。一方、差分画像１０２において欠陥部分１０４が無い場合には、判定部４８が、図７に示される被検査対象物１２の外周面１２Ａに欠陥が無いと判定する。
【００６１】
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
【００６２】
本実施形態では、図９、図１１に示されるように、各撮像時に得られた外周面画像９２Ａの周方向の一部を被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きに基づいて抽出して部分画像９４を生成する。そして、図１３に示されるように、複数回の撮像により得られた複数の部分画像９４を合成して合成画像９６を生成する。したがって、図８、図１０に示されるように、被検査対象物１２の軸線１２Ｃが正規の位置に対して傾いている場合でも、被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きの影響を排除することができる。これにより、被検査対象物１２の外観検査を自動化する場合の検査精度を確保することができる。
【００６３】
また、被検査対象物１２の軸方向両側には、一対のミラー１６が配置されており、この一対のミラー１６に映る両側一対の軸方向端面１２Ｂの鏡像１６Ａは、カメラ１８で撮像される。したがって、被検査対象物１２の外周面１２Ａと両側一対の軸方向端面１２Ｂとを一つのカメラ１８で同時に撮像することができる。これにより、被検査対象物１２の外周面１２Ａと、両側一対の軸方向端面１２Ｂとを別々のカメラで撮像する場合に比して、カメラの台数が少なくて済むので、検査装置１０の構成を簡素化することができる。
【００６４】
また、図８に示されるように、Ｘ−Ｙ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合には、図９の上図に示されるように、一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心９２ＣがＸ軸方向へ位置ずれする。このときには、一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心９２ＣにおけるＸ軸方向への位置ずれに基づいてＸ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが算出される。また、外周面画像９２Ａの軸方向両端部９２Ｄの位置に基づいて被検査対象物１２のＹ軸方向の位置が算出される。
【００６５】
そして、Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きと、被検査対象物１２のＹ軸方向の位置とに基づいて、外周面画像９２Ａの周方向の一部が抽出されて、部分画像９４が生成される。したがって、Ｘ−Ｙ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合でも、このＸ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きの影響を的確に排除することができる。
【００６６】
また、図１０に示されるように、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合には、図１１の上図に示されるように、一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心９２ＣがＹ軸方向へ位置ずれする。このときには、一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心９２ＣにおけるＹ軸方向への位置ずれに基づいてＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが算出される。また、外周面画像９２Ａの軸方向両端部９２Ｄの位置に基づいて被検査対象物１２のＹ軸方向の位置が算出される。
【００６７】
そして、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きと、被検査対象物１２のＹ軸方向の位置とに基づいて、外周面画像９２Ａの周方向の一部が抽出されて、部分画像９４が生成される。したがって、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合でも、このＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きの影響を的確に排除することができる。
【００６８】
特に、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きに起因して部分画像９４が台形状に得られる場合には、台形状の部分画像９４が、Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きに基づいて長方形状に補正される。したがって、Ｙ−Ｚ平面上で被検査対象物１２の軸線１２ＣがＹ軸に対して傾いている場合でも、複数の部分画像９４を適切に合成することができる。これにより、被検査対象物１２の外周面１２Ａの全周に相当する合成画像９６を正確に得ることができる。
【００６９】
次に、上記実施形態に記載された事項以外に採用し得る変形例を説明する。
【００７０】
上記実施形態において、被検査対象物１２は、円筒状に形成されているが、円柱状に形成されていても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、算出部３６が、被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きに加えて、被検査対象物１２のＹ軸方向の位置を算出する。そして、抽出部３８は、外周面画像９２Ａの周方向の一部を抽出して部分画像９４を生成する際に、外周面画像９２Ａの軸方向両端部の位置、つまり、被検査対象物１２のＹ軸方向の位置を考慮する。
【００７２】
しかしながら、例えば、算出部３６は、被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きを算出し、抽出部３８は、被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きに基づいて外周面画像９２Ａの周方向の一部を抽出して部分画像９４を生成しても良い。そして、合成部４２が、複数の部分画像９４を合成する際に、複数の部分画像９４における軸方向両端部の位置を揃えるようにしても良い。
【００７３】
また、上記実施形態では、検査プログラム７０が記憶部５６に予め記憶（インストール）されている。しかしながら、検査プログラム７０は、図４に示されるＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）やＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）である記憶媒体６２に記憶されても良い。また、検査プログラム７０を記憶する記憶媒体６２は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ以外に、ＵＳＢ（universal serial bus）メモリ５４等でも良い。
【００７４】
また、上記実施形態では、被検査対象物１２の軸方向両側に一対のミラー１６が配置されており、この一対のミラー１６に映る両側一対の軸方向端面１２Ｂの鏡像１６Ａがカメラ１８で撮像される。そして、被検査対象物１２の外周面１２Ａと両側一対の軸方向端面１２Ｂとが一つのカメラ１８で同時に撮像される。
【００７５】
しかしながら、被検査対象物１２の外周面１２Ａを撮像する第一のカメラと、両側一対の軸方向端面１２Ｂを撮像する第二のカメラとを用いることで、被検査対象物１２の外周面１２Ａと両側一対の軸方向端面１２Ｂとが同時に撮像されても良い。
【００７６】
また、上記実施形態の算出処理では、一対の軸方向端面画像９２Ｂの各々の重心９２Ｃの位置に基づいて、被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが算出される。しかしながら、例えば、一対の軸方向端面画像９２Ｂの外形など、重心９２Ｃ以外の位置を基準にして被検査対象物１２の軸線１２Ｃの傾きが算出されても良い。
【００７７】
以上、本願の開示する技術の一実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００７８】
なお、上述の本願の開示する技術の一実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００７９】
（付記１）
円筒状又は円柱状の被検査対象物を軸線周りに回転させる回転駆動機構と、
前記被検査対象物の１回転につき前記被検査対象物の外周面と両側一対の軸方向端面とを同時に複数回撮像して、複数の外周面画像と複数の一対の軸方向端面画像とを得るカメラと、
前記カメラの各撮像時における前記被検査対象物の軸線の傾きを各撮像時にて得られた前記一対の軸方向端面画像の位置に基づいて算出する算出部と、
各撮像時に前記一対の軸方向端面画像と同時に得られた前記外周面画像の各々について前記外周面画像の周方向の一部を前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて抽出して、複数の部分画像を生成する抽出部と、
前記複数の部分画像を合成して、前記被検査対象物の外周面の全周に相当する合成画像を生成する合成部と、
を備える被検査対象物の検査装置。
（付記２）
前記被検査対象物の軸方向両側に配置された一対のミラーをさらに備え、
前記カメラは、前記被検査対象物の外周面と、前記一対のミラーに映る前記両側一対の軸方向端面の鏡像とを同時に撮像する、
付記１に記載の被検査対象物の検査装置。
（付記３）
前記回転駆動機構は、前記カメラの光軸と直交するＸ−Ｙ平面のＹ軸に沿う方向を前記被検査対象物の軸線方向として、前記被検査対象物を軸線周りに回転させ、
前記算出部は、前記一対の軸方向端面画像の各々の重心における前記Ｘ−Ｙ平面のＸ軸方向への位置ずれに基づいて前記Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きを算出すると共に、前記外周面画像の軸方向両端部の位置に基づいて前記被検査対象物のＹ軸方向の位置を算出し、
前記抽出部は、前記Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きと、前記被検査対象物のＹ軸方向の位置とに基づいて、前記外周面画像の周方向の一部を抽出して、前記部分画像を生成する、
付記２に記載の被検査対象物の検査装置。
（付記４）
前記回転駆動機構は、前記カメラの光軸と直交するＸ−Ｙ平面のＹ軸に沿う方向を前記被検査対象物の軸線方向として、前記被検査対象物を軸線周りに回転させ、
前記算出部は、前記一対の軸方向端面画像の各々の重心における前記Ｘ−Ｙ平面のＹ軸方向への位置ずれに基づいて前記Ｘ−Ｙ平面と直交するＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きを算出すると共に、前記外周面画像の軸方向両端部の位置に基づいて前記被検査対象物のＹ軸方向の位置を算出し、
前記抽出部は、前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きと、前記被検査対象物のＹ軸方向の位置とに基づいて、前記外周面画像の周方向の一部を抽出して、前記部分画像を生成する、
付記２又は付記３に記載の被検査対象物の検査装置。
（付記５）
前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きに起因して台形状に得られる前記部分画像を前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて長方形状に補正する補正部をさらに備える、
付記４に記載の被検査対象物の検査装置。
（付記６）
前記合成画像を形成する前記複数の部分画像を予め規定された順番に並び替えて検査画像を生成する並替部をさらに備える、
付記１〜付記５のいずれか一項に記載の被検査対象物の検査装置。
（付記７）
予め規定された良品画像から前記検査画像を差分した差分画像を生成する差分部と、
前記差分画像に基づいて前記被検査対象物の外周面における欠陥の有無を判定する判定部と、
をさらに備える、
付記６に記載の被検査対象物の検査装置。
（付記８）
コンピュータに、
円筒状又は円柱状の被検査対象物が軸線周りに回転するように、回転駆動機構を作動させ、
前記被検査対象物の１回転につき前記被検査対象物の外周面と両側一対の軸方向端面とが同時に複数回撮像されて、複数の外周面画像と複数の一対の軸方向端面画像とが得られるように、カメラを作動させ、
前記カメラの各撮像時における前記被検査対象物の軸線の傾きを各撮像時にて得られた前記一対の軸方向端面画像の位置に基づいて算出し、
各撮像時に前記一対の軸方向端面画像と同時に得られた前記外周面画像の各々について前記外周面画像の周方向の一部を前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて抽出して、複数の部分画像を生成し、
前記複数の部分画像を合成して、前記被検査対象物の外周面の全周に相当する合成画像を生成する、
ことを含む処理を実行させる被検査対象物の検査方法。
（付記９）
前記被検査対象物の外周面と、前記被検査対象物の軸方向両側に配置された一対のミラーに映る前記両側一対の軸方向端面の鏡像とが同時に撮像されるように、前記カメラを作動させる、
付記８に記載の被検査対象物の検査方法。
（付記１０）
前記カメラの光軸と直交するＸ−Ｙ平面のＹ軸に沿う方向を前記被検査対象物の軸線方向として、前記被検査対象物が軸線周りに回転されるように、前記回転駆動機構を作動させ、
前記一対の軸方向端面画像の各々の重心における前記Ｘ−Ｙ平面のＸ軸方向への位置ずれに基づいて前記Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きを算出すると共に、前記外周面画像の軸方向両端部の位置に基づいて前記被検査対象物のＹ軸方向の位置を算出し、
前記Ｘ−Ｙ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きと、前記被検査対象物のＹ軸方向の位置とに基づいて、前記外周面画像の周方向の一部を抽出して、前記部分画像を生成する、
付記９に記載の被検査対象物の検査方法。
（付記１１）
前記カメラの光軸と直交するＸ−Ｙ平面のＹ軸に沿う方向を前記被検査対象物の軸線方向として、前記被検査対象物が軸線周りに回転するように、前記回転駆動機構を作動させ、
前記一対の軸方向端面画像の各々の重心における前記Ｘ−Ｙ平面のＹ軸方向への位置ずれに基づいて前記Ｘ−Ｙ平面と直交するＹ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きを算出すると共に、前記外周面画像の軸方向両端部の位置に基づいて前記被検査対象物のＹ軸方向の位置を算出し、
前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きと、前記被検査対象物のＹ軸方向の位置とに基づいて、前記外周面画像の周方向の一部を抽出して、前記部分画像を生成する、
付記９又は付記１０に記載の被検査対象物の検査方法。
（付記１２）
前記コンピュータに、
前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きに起因して台形状に得られる前記部分画像を前記Ｙ−Ｚ平面上でのＹ軸に対する前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて長方形状に補正することをさらに含む処理を実行させる、
付記１１に記載の被検査対象物の検査方法。
（付記１３）
前記コンピュータに、
前記合成画像を形成する前記複数の部分画像を予め規定された順番に並び替えて検査画像を生成することをさらに含む処理を実行させる、
付記８〜付記１２のいずれか一項に記載の被検査対象物の検査方法。
（付記１４）
前記コンピュータに、
予め規定された良品画像から前記検査画像を差分した差分画像を生成し、
前記差分画像に基づいて前記被検査対象物の外周面における欠陥の有無を判定することをさらに含む処理を実行させる、
付記６に記載の被検査対象物の検査方法。
（付記１５）
コンピュータに、
円筒状又は円柱状の被検査対象物が軸線周りに回転するように、回転駆動機構を作動させ、
前記被検査対象物の１回転につき前記被検査対象物の外周面と両側一対の軸方向端面とが同時に複数回撮像されて、複数の外周面画像と複数の一対の軸方向端面画像とが得られるように、カメラを作動させ、
前記カメラの各撮像時における前記被検査対象物の軸線の傾きを各撮像時にて得られた前記一対の軸方向端面画像の位置に基づいて算出し、
各撮像時に前記一対の軸方向端面画像と同時に得られた前記外周面画像の各々について前記外周面画像の周方向の一部を前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて抽出して、複数の部分画像を生成し、
前記複数の部分画像を合成して、前記被検査対象物の外周面の全周に相当する合成画像を生成する、
ことを含む処理を実行させる被検査対象物の検査プログラム。
（付記１６）
コンピュータに、
円筒状又は円柱状の被検査対象物が軸線周りに回転するように、回転駆動機構を作動させ、
前記被検査対象物の１回転につき前記被検査対象物の外周面と両側一対の軸方向端面とが同時に複数回撮像されて、複数の外周面画像と複数の一対の軸方向端面画像とが得られるように、カメラを作動させ、
前記カメラの各撮像時における前記被検査対象物の軸線の傾きを各撮像時にて得られた前記一対の軸方向端面画像の位置に基づいて算出し、
各撮像時に前記一対の軸方向端面画像と同時に得られた前記外周面画像の各々について前記外周面画像の周方向の一部を前記被検査対象物の軸線の傾きに基づいて抽出して、複数の部分画像を生成し、
前記複数の部分画像を合成して、前記被検査対象物の外周面の全周に相当する合成画像を生成する、
ことを含む処理を実行させる被検査対象物の検査プログラムを記憶した記憶媒体。
【符号の説明】
【００８０】
１０  検査装置（「被検査対象物の検査装置」の一例）
１２  被検査対象物
１２Ａ  外周面
１２Ｂ  軸方向端面
１２Ｃ  軸線
１４  回転駆動機構
１６  ミラー
１６Ａ  鏡像
１８  カメラ
１８Ａ  光軸
２０  制御部
３２  回転制御部
３４  撮像制御部
３６  算出部
３８  抽出部
４０  補正部
４２  合成部
４４  並替部
４６  差分部
４８  判定部
５０  コンピュータ
５６  記憶部（「記憶媒体」の一例）
６２  記憶媒体（「記憶媒体」の一例）
７０  検査プログラム（「被検査対象物の検査プログラム」の一例）
９２Ａ  外周面画像
９２Ｂ  軸方向端面画像
９２Ｃ  重心
９２Ｄ  軸方向両端部
９４  部分画像
９６  合成画像
９８  検査画像
１００  良品画像
１０２  差分画像
【図１】
0006610367.tif 000002
【図２】
0006610367.tif 000003
【図３】
0006610367.tif 000004
【図４】
0006610367.tif 000005
【図５】
0006610367.tif 000006
【図６】
0006610367.tif 000007
【図７】
0006610367.tif 000008
【図８】
0006610367.tif 000009
【図９】
0006610367.tif 000010
【図１０】
0006610367.tif 000011
【図１１】
0006610367.tif 000012
【図１２】
0006610367.tif 000013
【図１３】
0006610367.tif 000014
【図１４】
0006610367.tif 000015
【図１５】
0006610367.tif 000016