(57)【要約】【課題】被検査部品の表面状態を表面処理の結果生じた「色むら」なのか、「キズ等の凹凸を伴う不良箇所」であるのか、あるいは、「その両方である」のか、「何れでもない良品」であるのかを高速で識別することが可能な外観検査方法及び外観検査装置を提供する。【解決手段】被検査部品４０の正反射画像及び乱反射画像を一つの撮像手段２０で順次撮像し、それぞれの画像中の不良箇所の有無を判定することによって、前記被検査部品が、「良品」なのか、「色むら品」なのか、「キズ等の凹凸を伴う不良箇所あり」なのか、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」なのかを、判定することが可能になる。【選択図】図１
2007271510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査方法において、
前記被検査部品の正常箇所に光を照射した際に正反射光が撮像手段に入射するように正反射光用照明手段と前記撮像手段を設置し、
前記被検査部品の不良箇所に光を照射した際に乱反射光が前記撮像手段に入射するように乱反射光用照明手段を設置し、
前記正反射光によって前記撮像手段が取得した正反射画像の中で明度が所与の正反射閾値ＳＮ以下の箇所を正反射不良箇所とし、
前記乱反射光によって前記撮像手段が取得した乱反射画像の中で明度が所与の乱反射閾値ＳＲ以上の箇所を乱反射不良箇所とし、
前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「良品」と判断し、
前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がある場合で、且つ、前記乱反射画像の中に前記乱反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「色むら品」と判断し、
前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が異なる場合、前記被検査部品は、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断し、
前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が同じ位置である場合、前記被検査部品は、「キズ等の不良箇所あり」と判断することを特徴とする外観検査方法。
【請求項２】
被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査装置において、
前記被検査部品の正常箇所に光を照射した際に正反射光が“撮像手段”に入射するように“正反射光用照明手段”と前記撮像手段が設置され、
前記被検査部品の不良箇所に光を照射した際に乱反射光が前記撮像手段に入射するように“乱反射光用照明手段”が設置され、
前記正反射光によって前記撮像手段が取得した正反射画像の中で明度が所与の正反射閾値ＳＮ以下の箇所を正反射不良箇所とし、前記乱反射光によって前記撮像手段が取得した乱反射画像の中で明度が所与の乱反射閾値ＳＲ以上の箇所を乱反射不良箇所とする“不良箇所判別手段”を有し、
前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「良品」と判断し、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がある場合で、且つ、前記乱反射画像の中に前記乱反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「色むら品」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が異なる場合、前記被検査部品は、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が同じ位置である場合、前記被検査部品は、「キズ等の不良箇所あり」と判断する“不良原因識別手段”を有することを特徴とする外観検査装置。
【請求項３】
被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査方法において、
前記被検査部品に光を照射する１台の照明手段と、前記照明手段を点灯させた際に、正反射光が入射する位置に設置された正反射光用撮像手段と、乱反射光が入射する位置に設置された乱反射光用撮像手段を有し、
前記正反射光用撮像手段で得られた正反射画像と前記乱反射光用撮像手段で得られた乱反射画像とを、所与の補正係数を用いて、前記正反射画像と前記乱反射画像の一方の画像のサイズを他方の画像のサイズに補正し、その結果、得られた正反射画像と乱反射画像に対して、
前記正反射画像の中で明度が所与の正反射閾値ＳＮ以下の箇所を正反射不良箇所とし、
前記乱反射画像の中で明度が所与の乱反射閾値ＳＲ以上の箇所を乱反射不良箇所とし、
前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「良品」と判断し、
前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がある場合で、且つ、前記乱反射画像の中に前記乱反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「色むら品」と判断し、
前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が異なる場合、前記被検査部品は、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断し、
前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が同じ位置である場合、前記被検査部品は、「キズ等の不良箇所あり」と判断することを特徴とする外観検査方法。
【請求項４】
被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査装置において、
前記被検査部品に光を照射する１台の“照明手段”と、前記照明手段を点灯させた際に、正反射光が入射する位置に設置された“正反射光用撮像手段”と、乱反射光が入射する位置に設置された“乱反射光用撮像手段”を有し、
前記正反射光用撮像手段で得られた正反射画像と前記乱反射光用撮像手段で得られた乱反射画像とを、所与の補正係数を用いて、前記正反射画像と前記乱反射画像の一方の画像のサイズを他方の画像のサイズに補正する“画像サイズ補正手段”を有し、
その結果、得られた正反射画像と乱反射画像に対して、前記正反射画像の中で明度が所与の正反射閾値ＳＮ以下の箇所を正反射不良箇所とし、前記乱反射画像の中で明度が所与の乱反射閾値ＳＲ以上の箇所を乱反射不良箇所とする“不良箇所判別手段”を有し、
前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「良品」と判断し、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がある場合で、且つ、前記乱反射画像の中に前記乱反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「色むら品」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が異なる場合、前記被検査部品は、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が同じ位置である場合、前記被検査部品は、「キズ等の不良箇所あり」と判断する“不良原因判別手段”を有することを特徴とする外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、チェーンなどの製造工場の現場において、リンクプレートや連結ピンなどの被検査部品の外観検査を行う際の外観検査方法及び外観検査装置に関するものであり、さらに詳しくは、前記被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査方法及び外観検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像処理を用いた被検査部品の外観検査方法において、一般的な検査方法として正反射光観察を用いる方法が知られている。これは、被検査部品の正常な表面で正反射した光をカメラで撮像できるようにカメラと照明装置を設置した場合、キズ等の不良箇所があるところでは、表面に凹凸があることによって乱反射するため、撮像された画像では、正常な表面と不良箇所の間でコントラストがつく。すなわち、キズ等の不良箇所では、正常な表面に比べて明度が低く（暗く）なる。これにより、キズ等の不良箇所を検出し、所定の判断基準に基づいて外観検査を行っていた（以下、「引用発明１」という）。
【０００３】
また、ラインセンサを用いて、正反射光観察と乱反射光観察を行って、得られた２つの画像から色むらやキズ等の不良箇所を光学的手法によって検査する外観検査も知られている（以下、「引用発明２」という）。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−７１５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、引用発明１による外観検査方法では、被検査部品が鋼鉄などの金属であって、且つ、熱処理や窒炭化処理などの表面処理を施している場合は、キズ等の凹凸を伴う不良箇所とは別に前記表面処理の処理具合によって前記被検査部品の表面に色むら（暗い模様）ができることがある。この色むらのある被検査部品と、キズ等の凹凸を伴う不良箇所を有する被検査部品とを選別するときには、上述した正反射光観察では、被検査部品を人間が見たのと同じように画像を映すので、被検査部品の表面に色むらがある場合、撮像された画像は色むらのある箇所も明度が低く（暗く）なり、キズ等の凹凸を伴う不良箇所と色むらによる不良箇所を区別することができない。
【０００６】
また、色むらがキズ等の凹凸を伴う不良箇所とは明らかに異なる色である場合、カラー画像処理を行うことによって、色むらとキズ等の凹凸を伴う不良箇所を区別する方法が考えられる。しかしながら、カラー画像処理を行うには、撮像手段としてのカメラ等の装置が非常に高価となり、また、情報処理量も増えるため、実用化は困難である。さらに色むらがキズ等の凹凸を伴う不良箇所と似たような色である場合、カラー画像処理を行ったとしても識別することは困難である。
【０００７】
一方、引用発明２による外観検査方法では、反射光の取得をラインセンサを用いて、被検査面をライン状に走査し検査を行っているため、検査に要する時間が長かった。また、正反射画像と乱反射画像の比較を行っていないため、色むらとキズ等の凹凸を伴う不良箇所とを区別することができなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、被検査部品の表面状態を表面処理の結果生じた「色むら」なのか、「キズ等の凹凸を伴う不良箇所」であるのか、あるいは、「その両方である」のか、「何れでもない良品」であるのかを高速で識別することが可能な外観検査方法及び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】
【０００９】
請求項１に係る外観検査方法は、被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査方法において、前記被検査部品の正常箇所に光を照射した際に正反射光が撮像手段に入射するように正反射光用照明手段と前記撮像手段を設置し、前記被検査部品の不良箇所に光を照射した際に乱反射光が前記撮像手段に入射するように乱反射光用照明手段を設置し、前記正反射光によって前記撮像手段が取得した正反射画像の中で明度が所与の正反射閾値ＳＮ以下の箇所（地の明るさに対して、暗く映っている箇所）を正反射不良箇所とし、前記乱反射光によって前記撮像手段が取得した乱反射画像の中で明度が所与の乱反射閾値ＳＲ以上の箇所（地の暗さに対して、明るく映っている箇所）を乱反射不良箇所とし、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「良品」と判断し、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がある場合で、且つ、前記乱反射画像の中に前記乱反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「色むら品」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が異なる場合、前記被検査部品は、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が同じ位置である場合、前記被検査部品は、「キズ等の不良箇所あり」と判断することによって、上記の課題を解決するものである。なお、この方法では、上述の記載から明らかなように１つの撮像手段（カメラ）と２つの照明手段（正反射光用及び乱反射光用）を使用する。
【００１０】
請求項２に係る外観検査装置は、被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査装置において、前記被検査部品の正常箇所に光を照射した際に正反射光が“撮像手段”に入射するように“正反射光用照明手段”と前記撮像手段が設置され、前記被検査部品の不良箇所に光を照射した際に乱反射光が前記撮像手段に入射するように“乱反射光用照明手段”が設置され、前記正反射光によって前記撮像手段が取得した正反射画像の中で明度が所与の正反射閾値ＳＮ以下の箇所を正反射不良箇所とし、前記乱反射光によって前記撮像手段が取得した乱反射画像の中で明度が所与の乱反射閾値ＳＲ以上の箇所を乱反射不良箇所とする“不良箇所判別手段”を有し、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「良品」と判断し、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がある場合で、且つ、前記乱反射画像の中に前記乱反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「色むら品」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が異なる場合、前記被検査部品は、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が同じ位置である場合、前記被検査部品は、「キズ等の不良箇所あり」と判断する“不良原因識別手段”を有することによって、上記の課題を解決するものである。
【００１１】
請求項３に係る外観検査方法は、被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査方法において、前記被検査部品に光を照射する１台の照明手段と、前記照明手段を点灯させた際に、正反射光が入射する位置に設置された正反射光用撮像手段と、乱反射光が入射する位置（前記正反射光が入射しない位置）に設置された乱反射光用撮像手段を有し、前記乱反射光用撮像手段で得られた乱反射画像と、前記正反射光用撮像手段で得られた正反射画像とを、所与の補正係数を用いて、前記乱反射画像と前記正反射画像の一方の画像のサイズを他方の画像のサイズに補正し、その結果、得られた正反射画像と乱反射画像に対して、前記正反射画像の中で明度が所与の正反射閾値ＳＮ以下の箇所（地の明るさに対して、暗く映っている箇所）を正反射不良箇所とし、前記乱反射画像の中で明度が所与の乱反射閾値ＳＲ以上の箇所（地の暗さに対して、明るく映っている箇所）を乱反射不良箇所とし、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「良品」と判断し、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がある場合で、且つ、前記乱反射画像の中に前記乱反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「色むら品」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が異なる場合、前記被検査部品は、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が同じ位置である場合、前記被検査部品は、「キズ等の不良箇所あり」と判断することによって、上記の課題を解決するものである。なお、この方法では、上述の記載から明らかなように２つの撮像手段（正反射光用及び乱反射光用）と１つの照明手段を使用する。
【００１２】
請求項４に係る外観検査装置は、被検査部品に光を照射し、その反射画像によって前記被検査部品の表面状態を検査する外観検査装置において、前記被検査部品に光を照射する１台の“照明手段”と、前記照明手段を点灯させた際に、正反射光が入射する位置に設置された“正反射光用撮像手段”と、乱反射光が入射する位置に設置された“乱反射光用撮像手段”を有し、前記正反射光用撮像手段で得られた正反射画像と前記乱反射光用撮像手段で得られた乱反射画像とを、所与の補正係数を用いて、前記正反射画像と前記乱反射画像の一方の画像のサイズを他方の画像のサイズに補正する“画像サイズ補正手段”を有し、その結果、得られた正反射画像と乱反射画像に対して、前記正反射画像の中で明度が所与の正反射閾値ＳＮ以下の箇所を正反射不良箇所とし、前記乱反射画像の中で明度が所与の乱反射閾値ＳＲ以上の箇所を乱反射不良箇所とする“不良箇所判別手段”を有し、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「良品」と判断し、前記正反射画像の中に前記正反射不良箇所がある場合で、且つ、前記乱反射画像の中に前記乱反射不良箇所がない場合、前記被検査部品を「色むら品」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が異なる場合、前記被検査部品は、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断し、前記正反射画像及び前記乱反射画像の中に各々前記正反射不良箇所及び前記乱反射不良箇所がある場合でその位置が同じ位置である場合、前記被検査部品は、「キズ等の不良箇所あり」と判断する“不良原因判別手段”を有することによって、上記の課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る外観検査方法及び請求項２に係る外観検査装置によれば、被検査部品の正反射画像及び乱反射画像を一つの撮像手段で順次撮像し、それぞれの画像中の不良箇所の有無を判定することによって、前記被検査部品が、「良品」なのか、「色むら品」なのか、「キズ等の不良箇所あり」なのか、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」なのかを、判定することが可能になる。
【００１４】
請求項３に係る外観検査方法及び請求項４に係る外観検査装置によれば、被検査部品の正反射画像及び乱反射画像を二つの撮像手段で同時に撮像し、それぞれの画像中の不良箇所の有無を判定することによって、前記被検査部品が、「良品」なのか、「色むら品」なのか、「キズ等の不良箇所あり」なのか、「色むら品であって、且つ、キズ等の不良箇所あり」なのかを、高速で判定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る外観検査方法及び外観検査装置について、図面に基づき詳述する。なお、実施例１は、請求項１及び請求項２に係る発明に対応しており、実施例２は、請求項３及び請求項４に係る発明に対応している。請求項２に係る外観検査装置は、請求項１に係る外観検査方法を具現化するものであり、請求項４に係る外観検査装置は、請求項３に係る外観検査方法を具現化するものであるので、以下の説明では、外観検査方法に焦点を当てて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１の外観検査方法を実施する際の装置構成を示している。符号１０で示した装置は、被検査部品４０の正常箇所に光を照射した際に正反射光が撮像手段２０に入射するように配置された正反射光用照明手段である。ここで、撮像手段２０は、例えば市販されている工業用白黒ビデオカメラが好適に用いられる。正反射光用照明手段１０から照射された照射光のうち被検査部品４０の表面で正反射したものだけが撮像手段２０に入射するため、撮像手段２０から得られる画像は、被検査部品に色むらもキズ等の不良箇所もない場合、全体が明るく映る。一方、被検査部品４０にキズ等の不良箇所４２がある場合、正反射光用照明手段１０から照射された照射光は、不良箇所では正反射せずに乱反射し、撮像手段２０に入射しないため、その部分が暗く映る。また、色むら４４がある場合も、その部分での反射率が低下するため、その部分が暗く映る。その結果、得られる正反射画像は、図２（ａ）に示すような画像になる。
【００１７】
また、乱反射光用照明手段３０は、正反射光が撮像手段２０に入射しない位置に設置されているため、被検査部品４０が良品である場合、全体が暗く映る。一方、被検査部品４０にキズ等の不良箇所４２がある場合、その箇所で乱反射が発生し乱反射光の一部が、撮像手段２０に入射するため、撮像手段２０によって得られる乱反射画像は、図２（ｂ）に示すように不良箇所４２が明るく映る。また、色むら４４のある場所では、反射角が変わらないため、乱反射画像には現れない。
【００１８】
以下に、図３に示したフローチャートに基づき実施例１の外観検査方法を詳述する。なお、以下の記述において括弧書きで示したＳ１、Ｓ２・・・は、図３のフローチャートに示したステップを意味している。また、撮像手段は、フローチャートの中では、単に「カメラ」と記載している。
【００１９】
被検査部品が供給される（Ｓ１）と正反射光用照明手段の電源がオンになり、乱反射光用照明手段の電源がオフになる（Ｓ２）。そして、撮像手段により正反射画像を取得する（Ｓ３）。次に、正反射光用照明手段の電源をオフにし、乱反射光用照明手段の電源をオンにする（Ｓ４）。そして、撮像手段により乱反射画像を取得する（Ｓ５）。
【００２０】
次に、正反射画像の中に正反射閾値ＳＮ以下の箇所があるか（Ｓ６）、乱反射画像の中に乱反射閾値ＳＲ以上の箇所があるか（Ｓ８）を判定する。ここで、正反射閾値ＳＮと乱反射閾値ＳＲの決定方法は、例えば、明度の階調を２５６階調とした場合、６４階調（下から４分の１）をＳＮとし、１９２階調（上から４分の１）をＳＲとすることができる。しかしながら、ＳＮとＳＲの決定は最終的な判定結果に大きく影響するため、予め同じ不良箇所を撮像してみて、正反射画像が暗部として捉えた形状と、乱反射画像が明部として捉えた形状ができるだけ等しくなるように試行錯誤で調整することが好ましい。
【００２１】
また、基準部品を用いて、最も明度が高い場合（濃度値の最大値）を２５６階調とし、最も明度が低い場合（濃度値の最小値）を１階調と決めることによって、ダイナミック・レンジを大きくすることができ、判別精度を向上させることができる。
【００２２】
Ｓ６において、正反射閾値ＳＮ以下の箇所がない場合、被検査部品は「良品」と判断され排出される（Ｓ７）。また、正反射閾値ＳＮ以下の箇所がある場合であって、乱反射閾値ＳＲ以上の箇所がない場合、被検査部品は「色むら品」と判断され排出される（Ｓ９）
【００２３】
さらに、正反射画像の中に正反射閾値ＳＮ以下の箇所があり（Ｓ６）、しかも、乱反射画像の中に乱反射閾値ＳＲ以上の箇所がある（Ｓ８）場合、両方の画像において不良と判断された箇所は、同じ位置だけかを判定する（Ｓ１０）。その結果、同じ位置だけではない場合、被検査部品は、「色むら品であり、且つ、キズ等の不良箇所あり」と判断され排出される（Ｓ１１）。一方、両方の画像において不良と判断された箇所は、同じ位置だけである場合、被検査部品は、「キズ等の不良箇所のみがある」と判断され排出される（Ｓ１２）。以上のフローが繰り返されることによって、人手によらず、客観的に被検査部品の良否が判断される。
【００２４】
次に照明手段を１つとして、正反射光用及び乱反射光用の２つの撮像手段を用いることによって、検査速度をより高速にした外観検査方法を説明する。
【実施例２】
【００２５】
図４は、実施例２の外観検査方法を実施する際の装置構成を示している。符号１１０で示した装置は、被検査部品１４０を照射する照明装置である。そして、被検査部品１４０の表面で正反射した正反射光が入射する位置に正反射光用撮像手段１２０（以下、「カメラ１」という）が配置され、乱反射した乱反射光が入射する位置（すなわち、正反射光が入射しない位置）に乱反射光用撮像手段１３０（以下、「カメラ２」という）が配置されている。
【００２６】
図４に示したように２台のカメラ、すなわち、カメラ１及びカメラ２を用いて、一つの被検査部品を撮像すると被検査部品と２台のカメラとの角度が、それぞれのカメラで異なるため、正反射画像と乱反射画像とを比較すると図５にＸで示したように被検査部品とカメラの視線のなす角度の大きなカメラ２で撮像された乱反射画像の方がカメラ１で撮像された正反射画像よりも若干長く撮像される。
【００２７】
しかし、カメラ１とカメラ２を図６に示したように被検査部品とカメラの視線のなす角度を、それぞれ、角度θ１及びθ２とし、２台のカメラは、被検査部品の中央から同一の垂直面における円周上の距離ｒ（半径）に設置する。被検査物品のサイズ（紙面上では横方向の長さ）をｄとすると、これらの既知の値θ１、θ２、ｒ、ｄを用いて、一方の画像を他方の画像のサイズに補正することが可能である。そのときの補正係数ｍ１、ｎ１、ｍ２、ｎ２の導出方法を図７、図８を用いて説明する。
【００２８】
カメラ１、カメラ２が、それぞれ撮像した正反射画像及び乱反射画像は、カメラ１及びカメラ２が被検査部品に対して角度がついているので、歪んだ画像になる。すなわち、正反射光用のカメラ１では図７に、乱反射光用のカメラ２では図８に示したように、図中に「カメラに撮像された画像」とキャプションを付したものが、実際にカメラを通して見ている画像になる。すなわち、２台のカメラともレンズの中心から紙面で言うとカメラと被検査部品の中心を結んだ線に対して、右側と左側で歪み方が異なる。図７では、ｍ１とｎ１、図８では、ｍ２とｎ２がどちらも被検査部品のｄ／２に相当する。
【００２９】
図７において、既知の値θ１、ｒ、ｄから、ｍ１及びｎ１を求めるには、次の三角関数を交えた計算式に基づき導出できる。
ｈ１＝ｒ・ｓｉｎθ１                    ・・・  （１）
ｓ１＝ｒ・ｃｏｓθ１−ｄ／２            ・・・  （２）
φ１＝ｔａｎ-1（ｈ１／ｓ１）            ・・・  （３）
δ１＝ｔａｎ-1（ｈ１／（ｄ＋ｓ１））    ・・・  （４）
α１＝π／２＋θ１−φ１                ・・・  （５）
γ１＝φ１−δ１                        ・・・  （６）
β１＝π−α１−γ１＝θ１＋φ１−γ１  ・・・  （７）
Ｗ１＝（ｄ／２）・ｃｏｓθ１            ・・・  （８）
ｔ１＝ｒ−ｗ１                          ・・・  （９）
ｍ１＝（ｄ／２）・ｓｉｎθ１            ・・・  （１０）
ｎ１＝ｔ１／ｔａｎβ１                  ・・・  （１１）
【００３０】
同様にして、図８において、既知の値θ２、ｒ、ｄから、ｍ２及びｎ２を求めるには、次の三角関数を交えた計算式に基づき導出できる。
ｈ２＝ｒ・ｓｉｎθ２                    ・・・  （１２）
ｓ２＝ｒ・ｃｏｓθ２−ｄ／２            ・・・  （１３）
φ２＝ｔａｎ-1（ｈ２／ｓ２）            ・・・  （１４）
δ２＝ｔａｎ-1（ｈ２／（ｄ＋ｓ２））    ・・・  （１５）
α２＝π／２＋θ２−φ２                ・・・  （１６）
γ２＝φ２−δ２                        ・・・  （１７）
β２＝π−α２−γ２＝θ２＋φ２−γ２  ・・・  （１８）
Ｗ２＝（ｄ／２）・ｃｏｓθ２            ・・・  （１９）
ｔ２＝ｒ−ｗ２                          ・・・  （２０）
ｎ２＝ｔ２／ｔａｎβ２                  ・・・  （２１）
ｍ２＝（ｄ／２）・ｓｉｎθ２            ・・・  （２２）
【００３１】
このようにして得られたｍ１、ｍ２、ｎ１、ｎ２を用いて、カメラ１で撮像された撮像画像を、カメラ２の撮像画像と同等なサイズに変換するには、カメラ１に撮像された右側の任意の点をＸＲ、左側の任意の点をＸＬとし、補正された左右の点をＸＲ、ＸＬとすれば、
ＸＲ＝（ｍ２／ｍ１）・ＸＲ
ＸＬ＝（ｎ２／ｎ１）・ＸＬ
として表すことができる。図９（ａ）に示したようにカメラ１で検出した色むら、キズ等の不良箇所等を有する正反射画像を上記補正式にて位置変換を行うと、図９（ｂ）のようになり、図９（ｃ）に示したカメラ２で撮像された乱反射画像と同等なサイズになる。
【００３２】
上記のようにして補正係数ｍ１、ｎ１、ｍ２、ｎ２を決定して、その補正係数に基づいて補正後の前記正反射画像及び前記乱反射画像をする工程は、図１０に示したフローチャートのＳ１からＳ５に相当している。その後、フローチャートのＳ６からＳ１２にしたがって、「良品である」、「色むら品である」、「色むら品、且つ、キズ等による不良箇所あり」、「キズ等の不良箇所のみがある」の４種類に判別することができる。なお、Ｓ６からｓ１２の工程は、実施例１で説明したものと同じであるため、詳細な説明については割愛する。また、この例では、カメラ１の画像を補正してカメラ２の画像にマッチングさせたが、カメラ２の画像を補正してカメラ１の画像にマッチングさせても良い。
【００３３】
さらに、補正したデータを実際に画像として表す必要はなく、例えば、不良箇所を特定した段階で、不良箇所固有の情報、例えば、不良箇所の重心位置などを距離補正し、補正していないカメラの画像との不良箇所判定を行う方法をとっても良い。
【００３４】
なお、上記の実施例では、被検査部品として鋼鉄などの金属を例示しているが、光を反射するものであれば、ガラスやプラスチック製の部品に対しても適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の外観検査方法によれば、特に高価なカメラや照明装置、偏向フィルタ等を必要とすることなく、被検査物品の表面における正反射と乱反射を撮像することによって、不良品の態様、すなわち「色むら品」、「キズ等の凹凸を有する不良品」等を同定することができ、その結果、発見された不良品の再生処理を素早く行うことができる等、その産業上の利用可能性は、きわめて高い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１における外観検査方法の装置構成を示した図面である。
【図２】本発明の実施例１において撮像手段で撮像された画像であって、（ａ）が正反射画像であり、（ｂ）が乱反射画像である。
【図３】本発明の実施例１における外観検査方法のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２における外観検査方法の装置構成を示した図面である。
【図５】本発明の実施例２において撮像手段で撮像された画像であって、左が正反射画像であり、右が乱反射画像である。
【図６】本発明の実施例２におけるカメラと被検査部品の位置関係を示した図である。
【図７】本発明の実施例２における正反射画像の変換式を求める図面である。
【図８】本発明の実施例２における乱反射画像の変換式を求める図面である。
【図９】本発明の実施例２における正反射画像のサイズを乱反射画像のサイズに変換させる過程を説明した図であり、（ａ）が変換前の正反射画像であり、（ｂ）が変換後の正反射画像であり、（ｃ）が乱反射画像である。
【図１０】本発明の実施例２における外観検査方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ・・・  正反射光用照明手段
２０  ・・・  撮像手段
３０  ・・・  乱反射光用照明手段
４０  ・・・  被検査部品
４２  ・・・  キズ等の不良箇所
４４  ・・・  色むら
１１０  ・・・  照明手段
１２０  ・・・  正反射光用撮像手段
１３０  ・・・  乱反射光用撮像手段
１４０  ・・・  被検査部品
１４２  ・・・  キズ等の不良箇所
１４４  ・・・  色むら
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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