ネジ穴検査装置およびネジ穴検査方法
【課題】ネジ穴を精度良く検査することが可能なネジ穴検査方法を提供する。
【解決手段】ネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像し、展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２を生成し、展開画像５１および変換画像５２に基づいて展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出し、予め取得された有効点群角度範囲と算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と算出された点群間隔とを比較することによりネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行う。
【解決手段】ネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像し、展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２を生成し、展開画像５１および変換画像５２に基づいて展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出し、予め取得された有効点群角度範囲と算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と算出された点群間隔とを比較することによりネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネジ穴を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネジ穴の内周面の形状等の検査は作業者が目視で確認することにより行われている。このような目視検査は、裸眼で行う場合の他、魚眼レンズやマイクロスコープを用いて行う方法が知られている。
【０００３】
しかし、裸眼で行う目視検査はネジ穴の開口部からネジ穴の内周面を目視することとなるため、ネジ山により隠れる部分については形状を確認することが出来ないという問題を有する。特に、ネジ穴の奥の部分はネジ山により隠れる部分が多くなり、目視による確認が困難である。
また、魚眼レンズやマイクロスコープを用いて行う目視検査は、裸眼で行う目視検査に比べるとネジ山により隠れる部分を減らすことが可能であるという利点を有するものの、魚眼レンズの場合には視野内の位置によってその曲率が異なるために欠陥の大きさを正確に把握することが困難であること、マイクロスコープの場合にはマイクロスコープのネジ穴内部における位置の変化に応じて視野内の欠陥のサイズも変わるため欠陥の大きさを正確に把握することが困難であること、といった問題を有する。
さらに、上記目視検査は、裸眼で行う場合と魚眼レンズやマイクロスコープを用いて行う場合とに関わらず、当該検査を行う作業者の熟練度によって検査結果がばらつき易く、検査結果の信頼性を確保することが困難であるという問題を有する。
【０００４】
ネジ穴の内周面の形状を検査する技術のうち、上記目視検査の他の技術としては、ネジ穴の内周面において欠陥がある部位（欠陥部分）は一般的に周囲よりも暗く見えるという性質を利用し、魚眼レンズやマイクロスコープをネジ穴に差し込んでネジ穴の内周面を撮像し、当該撮像された画像を二値化処理して暗部（黒い部分）を欠陥として検出する技術が知られている。
【０００５】
上記二値化処理された画像に基づく欠陥の検出は、作業者の熟練度による検査結果のバラツキの問題を解消することが可能であるという利点を有する。
しかし、二値化処理された画像に基づく欠陥の検出は、欠陥部分と同様に撮像時に暗く見えるネジ山の谷底部分と当該欠陥部分とを区別することが困難であり、ひいては検査精度の確保が困難であるという問題を有する。
【０００６】
また、上記ネジ穴の検査技術はいずれも、定量的でないにしても欠陥の有無に関してはある程度の検査が可能であるが、加工不良等によるネジピッチの微妙な変動等を検出することは困難であるという問題を有する。
【０００７】
ネジ穴の内周面に限らず検査対象物の形状を撮像し、撮像した画像に画像処理を施すことにより検査対象物の形状等の良否を検査する技術としては、撮像された検査対象物の画像における検査対象物のエッジ認識処理をする技術、あるいは検査対象物を撮像した画像とマスター画像（欠陥が無いことが予め確認された検査対象物を撮像した画像）との間でパターンマッチングを行う技術等が知られている。
上記パターンマッチングを行う技術としては、検査対象物を撮像した画像を高速フーリエ変換したもの（変換画像）とマスター画像を高速フーリエ変換したもの（マスター変換画像）との間でパターンマッチングを行う技術が知られている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、高速フーリエ変換された画像の周波数特性等に基づいてネジ穴のネジピッチの微妙な変動等をも検出可能であるという利点を有するが、検査の精度を確保するためには多数のマスター変換画像を予め用意しなければならず、多数のマスター変換画像を記憶するための大容量の記憶媒体が必要であるとともに検査に要する演算量が多いという問題を有する。
【特許文献１】特開２００５−６１９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上の如き状況に鑑み、ネジ穴を精度良く検査することが可能なネジ穴検査装置およびネジ穴検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、
ネジ穴の内周面の展開画像を撮像する展開画像撮像部と、
前記展開画像撮像部により撮像された展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像を生成する変換画像生成部と、
前記展開画像撮像部により撮像された展開画像および前記変換画像生成部により生成された変換画像に基づいて前記展開画像におけるネジ山の長手方向と前記変換画像における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに、前記変換画像生成部により生成された変換画像に基づいて当該変換画像における点群の間隔のうち前記ネジ穴のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出する点群角度・点群間隔算出部と、
予め取得された有効点群角度範囲と前記点群角度・点群間隔算出部により算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と前記点群角度・点群間隔算出部により算出された点群間隔とを比較することにより、前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定部と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項２においては、
前記ネジ形状良否判定部は、
前記点群角度が前記有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および前記点群間隔が前記有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴のネジ形状については良好であると判定し、
前記第一形状要件および前記第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴のネジ形状については不良であると判定するものである。
【００１３】
請求項３においては、
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像と前記変換画像生成部により生成された変換画像との差分である差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像生成部により生成された差分画像に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像を生成する欠陥抽出画像生成部と、
前記欠陥抽出画像生成部により生成された欠陥抽出画像に基づいて前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定部と、
を具備するものである。
【００１４】
請求項４においては、
前記欠陥良否判定部は、
前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合には前記ネジ穴の欠陥については良好であると判定し、
前記第一欠陥要件、前記第二欠陥要件および前記第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴の欠陥については不良であると判定するものである。
【００１５】
請求項５においては、
前記ネジ形状良否判定部による前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定の結果および前記欠陥良否判定部による前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定の結果に基づいて前記ネジ穴の最終的な良否判定を行う最終良否判定部を具備するものである。
【００１６】
請求項６においては、
前記最終良否判定部は、
前記ネジ形状良否判定部が前記ネジ穴のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と前記欠陥良否判定部が前記ネジ穴の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴が最終的に良好であると判定し、
前記第一判定要件および前記第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴が最終的に不良であると判定するものである。
【００１７】
請求項７においては、
ネジ穴の内周面の展開画像を撮像する展開画像撮像工程と、
前記展開画像撮像工程において撮像された展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像を生成する変換画像生成工程と、
前記展開画像撮像工程において撮像された展開画像および前記変換画像生成工程において生成された変換画像に基づいて前記展開画像におけるネジ山の長手方向と前記変換画像における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに、前記変換画像生成工程において生成された変換画像に基づいて当該変換画像における点群の間隔のうち前記ネジ穴のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出する点群角度・点群間隔算出工程と、
予め取得された有効点群角度範囲と前記点群角度・点群間隔算出工程において算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と前記点群角度・点群間隔算出工程において算出された点群間隔とを比較することにより、前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定工程と、
を具備するものである。
【００１８】
請求項８においては、
前記ネジ形状良否判定工程において、
前記点群角度が前記有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および前記点群間隔が前記有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴のネジ形状については良好であると判定し、
前記第一形状要件および前記第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴のネジ形状については不良であると判定するものである。
【００１９】
請求項９においては、
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像と前記変換画像生成工程において生成された変換画像との差分である差分画像を生成する差分画像生成工程と、
前記差分画像生成工程において生成された差分画像に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像を生成する欠陥抽出画像生成工程と、
前記欠陥抽出画像生成工程において生成された欠陥抽出画像に基づいて前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定工程と、
を具備するものである。
【００２０】
請求項１０においては、
前記欠陥良否判定工程において、
前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合には前記ネジ穴の欠陥については良好であると判定し、
前記第一欠陥要件、前記第二欠陥要件および前記第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴の欠陥については不良であると判定するものである。
【００２１】
請求項１１においては、
前記ネジ形状良否判定工程における前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定の結果および前記欠陥良否判定工程における前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定の結果に基づいて前記ネジ穴の最終的な良否判定を行う最終良否判定工程を具備するものである。
【００２２】
請求項１２においては、
前記最終良否判定工程において、
前記ネジ形状良否判定工程において前記ネジ穴のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と前記欠陥良否判定工程において前記ネジ穴の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴が最終的に良好であると判定し、
前記第一判定要件および前記第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴が最終的に不良であると判定するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、ネジ穴を精度良く検査することが可能であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下では、図１乃至図８、および図１４を用いて本発明に係るネジ穴検査装置の実施の一形態であるネジ穴検査装置１００について説明する。
【００２５】
図１に示す如く、ネジ穴検査装置１００は検査対象物１に形成されたネジ穴１０を検査するものである。
ここで、「検査対象物」は単数または複数のネジ穴が形成されている物品等を広く指す。
「ネジ穴」は本発明に係るネジ穴検査装置および本発明に係るネジ穴検査方法の検査対象であり、通常はネジが螺合し得るネジ山が内周面に螺旋状に形成された穴を指す。
ネジ穴には、一端が検査対象物の表面に開口し他方が閉塞されているもの、および両端が検査対象物の表面に開口している（貫通している）もの、が含まれる。
「ネジ穴を検査すること」には、「ネジ穴の形状を検査すること（より詳細には、ネジ穴の形状が所定の寸法公差の範囲内に収まっているか否かを判定すること）」、「ネジ穴の欠陥を検査すること（より詳細には、ネジ穴に欠陥が有るか否か、欠陥がある場合にそのサイズ、面積、個数等が予め設定された許容範囲にあるか否か等の判定を行うこと）」等が含まれる。
【００２６】
ネジ穴検査装置１００は主として撮像ユニット１１０、制御装置１２０等を具備する。
【００２７】
撮像ユニット１１０および後述する撮像動作制御部１２１ｂを合わせたものは本発明に係る展開画像撮像部の実施の一形態であり、ネジ穴１０の内周面の展開画像５１（図２および図３参照）を撮像するものである。
ここで、「ネジ穴の内周面の展開画像」は、ネジ穴の内周面を当該ネジ穴の周方向（ネジ穴の長手方向（軸線方向）周りに回転する方向）に展開した状態を示す画像を指す。
【００２８】
撮像ユニット１１０は主として載置台１１１、コラム１１２、アーム１１３、ブロック１１４、プローブ１１５、投光素子１１６、受光素子１１７等を具備する。
【００２９】
載置台１１１は検査対象物１を載置する台である。検査対象物１はネジ穴１０の開口部を上方に向けた姿勢で載置台１１１の載置面（上面）１１１ａの所定の位置に載置される。
【００３０】
コラム１１２はＺ軸方向（鉛直方向）に延びた形状の構造体である。コラム１１２は載置台１１１の載置面１１１ａに設けられ、載置面１１１ａに沿ってＹ軸方向（水平面に平行な方向であって図１において紙面に垂直な方向）に摺動可能である。コラム１１２は図示せぬＹ軸移動用モータの回転駆動によりＹ軸方向に移動（摺動）する。
【００３１】
アーム１１３はＸ軸方向（水平面に平行な方向であって図１において紙面に平行な方向）に延びた形状の構造体である。アーム１１３の一端はコラム１１２に支持され、アーム１１３はコラム１１２に沿ってＺ軸方向に摺動可能である。コラム１１２は図示せぬＺ軸移動用モータの回転駆動によりＺ軸方向に移動（摺動）する。
【００３２】
ブロック１１４はアーム１１３に支持される構造体であり、アーム１１３に沿ってＸ軸方向に摺動可能である。ブロック１１４は図示せぬＸ軸移動用モータの回転駆動によりＸ軸方向に移動（摺動）する。
【００３３】
プローブ１１５はＺ軸方向（上下方向）に延びた細長い略円柱形状の部材であり、その一端（上端）はブロック１１４に相対回転（旋回）可能に支持される。
プローブ１１５は図示せぬ旋回用モータの回転駆動により、ブロック１１４に対して回転（旋回）する。
【００３４】
投光素子１１６は所定の波長の光を投光（照射）するものである。
投光素子１１６はプローブ１１５の外周面の下端部に設けられ、プローブ１１５の半径方向（プローブ１１５の長手方向（軸線方向）に略垂直な方向）に光を投光する。
投光素子１１６の具体例としては発光ダイオード等の半導体素子が挙げられる。
投光素子１１６が投光する光はレーザー光であるが、本発明はこれに限定されず、ネジ穴の表面状態や検査対象物の材質等に応じて光の波長および強度を適宜選択することが可能である。
【００３５】
受光素子１１７は投光素子１１６により投光されてネジ穴１０の内周面（ネジ山）により反射された光を受光するものである。受光素子１１７は投光素子１１６と同様にプローブ１１５の外周面の下端部に設けられる。
受光素子１１７の具体例としてはＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）やＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）等の固体撮像素子が挙げられる。
【００３６】
制御装置１２０は主として演算処理部１２１、入力部１２２、表示部１２３等を具備する。
【００３７】
演算処理部１２１はネジ穴検査装置１００の一連の動作を制御するものである。
演算処理部１２１は、種々のプログラム等（例えば、後述する動作制御プログラム、変換画像生成プログラム、点群角度・点群間隔算出プログラム、ネジ形状良否判定プログラム、差分画像生成プログラム、欠陥抽出画像生成プログラム、欠陥良否判定プログラム、最終良否判定プログラム等）を格納することができ、これらのプログラム等を展開することができ、これらのプログラム等に従って所定の演算を行うことができ、当該演算の結果等を記憶することができる。
【００３８】
演算処理部１２１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで相互に接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施例の演算処理部１２１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。
【００３９】
演算処理部１２１は撮像ユニット１１０に接続され、撮像ユニット１１０のコラム１１２のＹ軸方向の移動、アーム１１３のＺ軸方向の移動、ブロック１１４のＸ軸方向の移動、プローブ１１５のブロック１１４に対する回転（旋回）、および投光素子１１６の投光を行うための信号をそれぞれ送信可能であるとともに、受光素子１１７により受光された反射光の強度に係る情報を受信（取得）することが可能である。
【００４０】
入力部１２２は演算処理部１２１に接続され、演算処理部１２１にネジ穴検査装置１００の動作に係る種々の情報・指示等を入力するものである。
入力部１２２により演算処理部１２１に入力される情報・指示としては、例えば検査日時、検査対象物１のロット番号、ネジ穴１０の規格（直径、深さ、ネジピッチ等）、ネジ穴検査装置１００による検査条件等が挙げられる。
本実施例の入力部１２２は専用品であるが、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【００４１】
表示部１２３はネジ穴検査装置１００の動作状況、入力部１２２から演算処理部１２１への入力内容、ネジ穴検査装置１００による検査結果等を表示するものである。
本実施例の表示部１２３は専用品であるが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【００４２】
以下では、演算処理部１２１の構成の詳細について説明する。
演算処理部１２１は、機能的には記憶部１２１ａ、撮像動作制御部１２１ｂ、変換画像生成部１２１ｃ、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄ、ネジ形状良否判定部１２１ｅ、差分画像生成部１２１ｆ、欠陥抽出画像生成部１２１ｇ、欠陥良否判定部１２１ｈ、最終良否判定部１２１ｉ等を具備する。
【００４３】
記憶部１２１ａはネジ穴検査装置１００による検査を行うための種々のパラメータ（数値）やネジ穴検査装置１００による検査結果等を記憶するものである。
記憶部１２１ａは、実体的にはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体からなる。
【００４４】
撮像動作制御部１２１ｂは撮像ユニット１１０の動作を制御するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された撮像動作制御プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、撮像動作制御部１２１ｂとしての機能を果たす。
【００４５】
まず、撮像動作制御部１２１ｂは撮像ユニット１１０にコラム１１２、アーム１１３およびブロック１１４を移動させるための信号である移動信号を送信する。
コラム１１２、アーム１１３およびブロック１１４は移動信号に従って、プローブ１１５の下端部（投光素子１１６および受光素子１１７が設けられている部分）が載置台１１１の載置面１１１ａに載置された検査対象物１のネジ穴１０の開口部からネジ穴１０の内部に進入した状態となる位置にそれぞれ移動する。このとき、上方から見てプローブ１１５の中心軸（軸線）とネジ穴１０の中心軸（軸線）は一致しており、プローブ１１５の外周面とネジ穴１０の内周面との間の隙間は周方向に関して略均一となっている。
【００４６】
次に、撮像動作制御部１２１ｂは撮像ユニット１１０に投光素子１１６が投光するための信号である投光信号を送信する。
投光素子１１６は投光信号に従って、対向するネジ穴１０の内周面に光を照射する。投光素子１１６に対向するネジ穴１０の内周面に照射された光はネジ穴１０の内周面により反射され、受光素子１１７により受光される。
受光素子１１７は受光した光の強度を示す信号である受光強度信号を演算処理部１２１に送信する。
【００４７】
続いて、撮像動作制御部１２１ｂは撮像ユニット１１０にプローブ１１５をブロック１１４に対して回転（旋回）させるための信号である回転信号を送信する。
プローブ１１５は回転信号に従ってブロック１１４に対して３６０度回転する。プローブ１１５が回転している間は、投光素子１１６によりネジ穴１０の内周面に光が投光され、受光素子１１７により受光強度信号が送信される。
【００４８】
このように、プローブ１１５が回転しつつ投光素子１１６がネジ穴１０の内周面に光を投光し、受光素子１１７がネジ穴１０の内周面からの反射光を受光することにより、演算処理部１２１は投光素子１１６の高さに対応する深さのネジ穴１０の内周面の周方向における反射光の強度分布、すなわち、あるプローブ１１５のネジ穴１０への進入深さ（プローブ進入深さ）Ｄにおけるプローブ１１５の回転角θと受光強度との関係）を取得することが可能である。
そして、アーム１１３が下方に移動することによりプローブ進入深さＤを少しずつ深くするとともに、異なるプローブ進入深さ毎にプローブ１１５が回転しつつ投光素子１１６がネジ穴１０の内周面に光を投光し、受光素子１１７がネジ穴１０の内周面からの反射光を受光することにより、演算処理部１２１はプローブ１１５のネジ穴１０への進入深さＤとプローブ１１５の回転角θと受光強度との関係、すなわち、図２および図３に示す如きネジ穴１０の内周面の展開画像５１を取得することが可能である。展開画像５１は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００４９】
図２および図３に示す展開画像５１は、説明の便宜上ネジ山の尾根部分（ネジ穴１０の中心軸に近い部分）を白色で表し、ネジ山の谷部分（ネジ穴１０の中心軸から遠い部分）を黒色で表す。従って、図２および図３では展開画像５１は白色と黒色が交互に表れる斜めの縞模様として表され、ネジ山の稜線は展開画像５１の白色部分の上下中心を結ぶ線として表され、ネジ山の谷底は展開画像５１の黒色部分の上下中心を結ぶ線として表されることとなる。
【００５０】
図２は良好なネジ穴１０を撮像したときの展開画像５１を表す例であり、図３は良好でないネジ穴１０を撮像したときの展開画像５１を表す例である。
ここで、「良好なネジ穴」は、ネジ山の形状（ネジピッチやネジ山の高さ等）が所定の寸法公差の範囲内に収まっており、かつ、ネジ山に欠損等の欠陥が無いネジ穴を指す。
また、「良好でないネジ穴」は、（ａ）ネジ山の形状（ネジピッチやネジ山の高さ等）が所定の寸法公差の範囲内に収まっていないネジ穴、（ｂ）ネジ山に欠損等の欠陥が有るネジ穴、または、（ｃ）ネジ山の形状が所定の寸法公差の範囲内に収まっておらずかつネジ山に欠損等の欠陥が有るネジ穴、のいずれかを指す。
【００５１】
図３では、説明の便宜上欠陥に対応する部分（欠陥部分）をネジ山の谷部分以外のイレギュラーな位置における黒色部分として表している。
なお、本実施例の図３に示す展開画像５１は、ネジ山の一部欠損を有するものの、ネジ山の形状（ネジピッチやネジ山の高さ等）については良好なネジ穴１０について撮像されたものであるとする。
【００５２】
変換画像生成部１２１ｃは本発明に係る変換画像生成部の実施の一形態であり、撮像ユニット１１０および撮像動作制御部１２１ｂにより撮像された展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２（図４および図５参照）を生成するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された変換画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、変換画像生成部１２１ｃとしての機能を果たす。
変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００５３】
高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＦＦＴ）は、離散フーリエ変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＤＦＴ）を高速で計算するためのアルゴリズムを指す。
高速フーリエ変換のアルゴリズムの例としてはＣｏｏｌｅｙ−Ｔｕｋｅｙ型アルゴリズムの他、ＰＦＡ（Ｐｒｉｍｅ Ｆａｃｔｏｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、Ｂｒｕｕｎ型アルゴリズム、Ｒａｄｅｒ型アルゴリズム、Ｂｌｕｅｓｔｅｉｎ型アルゴリズム等が挙げられるが、本発明に係る高速フーリエ変換は上記のいずれのアルゴリズムによるものでも良い。
【００５４】
図４に示す変換画像５２は、図２に示す良好なネジ穴１０を撮像したときの展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより生成されたものである。
図４に示す変換画像５２には、ネジ穴１０の直径、ネジ山のピッチ、あるいはリード角等のネジ穴１０の各種パラメータに起因した格子模様が表れる。
なお、図４においては説明の便宜上、格子模様を細かい点線で表すとともに格子点を黒丸で表しているが、実際の変換画像は周囲との輝度の違いで格子模様を表す。
【００５５】
図５に示す変換画像５２は、図３に示す良好でないネジ穴１０を撮像したときの展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより生成されたものである。
図５に示す変換画像５２には、ネジ穴１０の直径、ネジ山のピッチ、あるいはリード角等のネジ穴１０の各種パラメータに起因した格子模様だけでなく、欠陥に起因する別の格子模様も表れる。
なお、図５においては説明の便宜上、欠陥に起因する別の格子模様を粗い点線で表すとともに当該格子模様の格子点を白丸で表しているが、実際の変換画像は周囲との輝度の違いで当該格子模様を表す。
【００５６】
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは本発明に係る点群角度・点群間隔算出部の実施の一形態であり、撮像ユニット１１０および撮像動作制御部１２１ｂにより撮像された展開画像５１、および変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２に基づいて、展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度αを算出するとともに、変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された点群角度・点群間隔算出プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄとしての機能を果たす。
【００５７】
図６に示す如く、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは、展開画像５１におけるネジ山の長手方向（稜線方向）とその長手方向が一致する（互いに平行となる）線である直線５１ａを決定する。
直線５１ａは展開画像５１における白色部分（ネジ山の尾根部分）の中央を通る線であり、例えば展開画像５１に二値化処理、細線化処理、ハフ変換処理（直線抽出処理）を順に施すことにより得られる。
なお、直線５１ａを決定する方法はこれに限定されず、他の方法を用いて決定しても良い。
【００５８】
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは、変換画像５２における点群（図６において黒丸で表される格子点群）を結んだ線の長手方向とその長手方向が一致する（互いに平行となる）線である直線５２ａを決定する。
直線５１ａと同様に、直線５２ａは例えば変換画像５２に二値化処理、細線化処理、ハフ変換処理（直線抽出処理）を順に施すことにより得られる。
【００５９】
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは決定された直線５１ａおよび直線５２ａとの成す角度として点群角度αを算出する。
【００６０】
図６に示す如く、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは、変換画像５２における点群（図６において黒丸で表される格子点群）の間隔のうち、ネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する。
【００６１】
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群角度αおよび点群間隔βは記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００６２】
ネジ形状良否判定部１２１ｅは本発明に係るネジ形状良否判定部の実施の一形態であり、予め取得された「有効点群角度範囲」と点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群角度αとを比較するとともに予め取得された「有効点群間隔範囲」と点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群間隔βとを比較することにより、ネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行うものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納されたネジ形状良否判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、ネジ形状良否判定部１２１ｅとしての機能を果たす。
【００６３】
「有効点群角度範囲」は、ネジ穴１０の設計寸法（加工時の寸法誤差が無い理想的な寸法）に基づいて理論的に算出される点群角度である基準点群角度α０を含み、ネジ穴１０の寸法公差（許容し得る寸法誤差）に基づいて理論的に算出される点群角度の最小値αｍｉｎおよび点群角度の最大値αｍａｘをそれぞれ下限値および上限値とする範囲である。
基準点群角度α０、点群角度の最小値αｍｉｎおよび点群角度の最大値αｍａｘの間には、αｍｉｎ＜α０＜αｍａｘの関係が成立する。有効点群角度範囲は予め算出され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００６４】
「有効点群間隔範囲」は、ネジ穴１０の設計寸法（加工時の寸法誤差が無い理想的な寸法）に基づいて理論的に算出される点群間隔である基準点群間隔β０を含み、ネジ穴１０の寸法公差（許容し得る寸法誤差）に基づいて理論的に算出される点群間隔の最小値βｍｉｎおよび点群間隔の最大値βｍａｘをそれぞれ下限値および上限値とする範囲である。
基準点群角度β０、点群角度の最小値βｍｉｎおよび点群角度の最大値βｍａｘの間には、βｍｉｎ＜β０＜βｍａｘの関係が成立する。有効点群間隔範囲は予め算出され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００６５】
本実施例の「有効点群角度範囲」および「有効点群間隔範囲」は、いずれもネジ穴１０の設計寸法および寸法公差に基づいて理論的に算出されたものであるが、本発明に係る有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲はこれに限定されず、加工が良好であることが予め分かっている複数のネジ穴についてそれぞれ点群角度αおよび点群間隔βを算出し、これらの算出結果に基づいて決定する（例えば、複数のネジ穴の点群角度αの算出結果の最小値および最大値をそれぞれ有効点群角度範囲の下限値および上限値とし、複数のネジ穴の点群間隔βの算出結果の最小値および最大値をそれぞれ有効点群間隔範囲の下限値および上限値とする）構成としても良い。
【００６６】
ネジ形状良否判定部１２１ｅは、記憶部１２１ａに記憶された「有効点群角度範囲」と点群角度αとを比較し、点群角度αが有効点群角度範囲の範囲内である場合（αｍｉｎ≦α≦αｍａｘの場合）には「第一形状要件」を満たすと判定し、点群角度αが有効点群角度範囲の範囲外である場合（α＜αｍｉｎまたはαｍａｘ＜αの場合）には「第一形状要件」を満たさないと判定する。
ネジ形状良否判定部１２１ｅは、記憶部１２１ａに記憶された「有効点群間隔範囲」と点群間隔βとを比較し、点群間隔βが有効点群間隔範囲の範囲内である場合（βｍｉｎ≦β≦βｍａｘの場合）には「第二形状要件」を満たすと判定し、点群間隔βが有効点群角度範囲の範囲外である場合（β＜βｍｉｎまたはβｍａｘ＜βの場合）には「第二形状要件」を満たさないと判定する。
【００６７】
ネジ形状良否判定部１２１ｅは、上記「第一形状要件」および「第二形状要件」の両方を満たすと判定した場合にはネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定する。
ネジ形状良否判定部１２１ｅは、上記「第一形状要件」および「第二形状要件」のうち、少なくとも一つの要件を満たさないと判定した場合（いずれか一方の要件を満たさない場合、または両方の要件を満たさない場合）にはネジ穴１０のネジ形状については不良であると判定する。
【００６８】
ネジ形状良否判定部１２１ｅによる「第一形状要件」の判定結果、「第二形状要件」の判定結果、およびネジ穴１０のネジ形状についての良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００６９】
差分画像生成部１２１ｆは本発明に係る差分画像生成部の実施の一形態であり、予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像６１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像６２と変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２との差分である差分画像５３（図７参照）を生成するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された差分画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、差分画像生成部１２１ｆとしての機能を果たす。
【００７０】
「良好ネジ穴」はネジ山の形状（ネジピッチやネジ山の高さ等）が所定の寸法公差の範囲内に収まっており、かつ、ネジ山に欠損等の欠陥が無いことが予め確認されているネジ穴を指す。
従って、良好ネジ穴の内周面の展開画像６１は、図２に示す如き良好なネジ穴１０の展開画像５１と略同じである。
また、良好変換画像６２は良好ネジ穴の内周面の展開画像６１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像であることから、図４に示す如き良好なネジ穴１０の展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像５２と略同じである。
良好ネジ穴の内周面の展開画像６１および良好変換画像６２は予め実験等により取得され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００７１】
差分画像生成部１２１ｆは、良好変換画像６２と変換画像５２との差分である差分画像５３を生成する。より詳細には、差分画像生成部１２１ｆは、良好変換画像６２および変換画像５２の間で対応する画素（同じ座標の画素）毎に輝度の差分を算出し、当該算出された「輝度の差分」をそれぞれ対応する画素（同じ座標の画素）の輝度とする画像を生成し、当該生成された画像を差分画像５３とする。
良好変換画像６２と図５に示す変換画像５２との差分である差分画像５３を生成すると、差分画像５３は図７に示す如き欠陥に起因する格子模様（粗い点線）が残った画像となる。
差分画像生成部１２１ｆにより生成された差分画像５３は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００７２】
欠陥抽出画像生成部１２１ｇは本発明に係る欠陥抽出画像生成部の実施の一形態であり、差分画像生成部１２１ｆにより生成された差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像５４（図８参照）を生成するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された欠陥抽出画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、欠陥抽出画像生成部１２１ｇとしての機能を果たす。
【００７３】
逆高速フーリエ変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＩＦＦＴ）は、高速フーリエ変換により変換されたもの（本発明の場合、変換画像）を元に戻すアルゴリズムを指す。
【００７４】
差分画像５３は図７に示す如き欠陥に起因する格子模様（粗い点線）が残った画像であるため、差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すと図８に示す如き欠陥部分（黒い部分）のみが抽出された画像、すなわち欠陥抽出画像５４となる。欠陥抽出画像５４は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００７５】
欠陥良否判定部１２１ｈは本発明に係る欠陥良否判定部の実施の一形態であり、欠陥抽出画像生成部１２１ｇにより生成された欠陥抽出画像５４に基づいてネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を行うものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された欠陥良否判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、欠陥良否判定部１２１ｈとしての機能を果たす。
【００７６】
欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分のサイズを算出する。
なお、図８に示す欠陥抽出画像５４における欠陥部分は一つ（単数）であるが、欠陥抽出画像における欠陥部分が複数ある場合には欠陥部分毎にそのサイズが算出される。
「欠陥のサイズ」の例としては、（ａ）ネジ穴の深さ方向のサイズ、（ｂ）ネジ穴の周方向のサイズ、（ｃ）ネジ穴の深さ方向のサイズおよびネジ穴の周方向のサイズのうちいずれか大きい方、等が挙げられる。
【００７７】
欠陥良否判定部１２１ｈは、算出された各欠陥部分のサイズと「有効欠陥サイズ」とを比較した結果、算出された欠陥部分のサイズ（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分のサイズの最大値）が有効欠陥サイズ以下である場合には「第一欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分のサイズ（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分のサイズの最大値）が有効欠陥サイズより大きい場合には「第一欠陥要件」を満たさないと判定する。
「有効欠陥サイズ」はネジ穴１０において許容し得る欠陥のサイズの上限値であり、ネジ穴１０の規格や使用条件（使用時に求められるネジ穴の強度）等により予め設定される。有効欠陥サイズは予め取得され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００７８】
欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分の面積を算出する。
なお、図８に示す欠陥抽出画像５４における欠陥部分は一つ（単数）であるが、欠陥抽出画像における欠陥部分が複数ある場合には欠陥部分毎にその面積が算出される。
【００７９】
欠陥良否判定部１２１ｈは、算出された欠陥部分の面積と「有効欠陥面積」とを比較した結果、算出された欠陥部分の面積（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分の面積の最大値）が有効欠陥面積以下である場合には「第二欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分の面積（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分の面積の最大値）が有効欠陥面積より大きい場合には「第二欠陥要件」を満たさないと判定する。
「有効欠陥面積」はネジ穴１０において許容し得る欠陥の面積の上限値であり、ネジ穴１０の規格や使用条件（使用時に求められるネジ穴の強度）等により予め設定される。有効欠陥面積は予め取得され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００８０】
なお、本実施例の有効欠陥面積は欠陥部分の個々の面積を対象とするものであるが、本発明はこれに限定されず、ネジ穴において許容し得る複数の欠陥部分の面積の和の上限値を有効欠陥面積とし、当該有効欠陥面積と欠陥抽出画像に基づいて算出された複数の欠陥部分の面積の和とを比較する構成としても良い。
【００８１】
欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分の個数を算出する。
【００８２】
欠陥良否判定部１２１ｈは、算出された欠陥部分の個数と「有効欠陥個数」とを比較した結果、算出された欠陥部分の個数が有効欠陥個数以下である場合には「第三欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分の個数が有効欠陥個数より大きい場合には「第三欠陥要件」を満たさないと判定する。
「有効欠陥個数」はネジ穴１０において許容し得る欠陥の個数の上限値であり、ネジ穴１０の規格や使用条件（使用時に求められるネジ穴の強度）等により予め設定される。有効欠陥個数は予め取得され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００８３】
欠陥良否判定部１２１ｈは、上記「第一欠陥要件」、「第二欠陥要件」および「第三欠陥要件」の三つの要件を全て満たす場合にはネジ穴１０の欠陥については良好であると判定する。
欠陥良否判定部１２１ｈは、上記「第一欠陥要件」、「第二欠陥要件」および「第三欠陥要件」の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０の欠陥については不良であると判定する。
【００８４】
欠陥良否判定部１２１ｈによる「第一欠陥要件」の判定結果、「第二欠陥要件」の判定結果、「第三欠陥要件」の判定結果およびネジ穴１０の欠陥についての良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００８５】
最終良否判定部１２１ｉは本発明に係る最終良否判定部の実施の一形態であり、ネジ形状良否判定部１２１ｅによるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定の結果および欠陥良否判定部１２１ｈによるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定の結果に基づいてネジ穴１０の最終的な良否判定を行うものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された最終良否判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、最終良否判定部１２１ｉとしての機能を果たす。
【００８６】
最終良否判定部１２１ｉは、ネジ形状良否判定部１２１ｅがネジ穴１０のネジ形状について良好であると判定した場合には「第一判定要件」を満たすと判定し、ネジ形状良否判定部１２１ｅがネジ穴１０のネジ形状について不良であると判定した場合には「第一判定要件」を満たさないと判定する。
最終良否判定部１２１ｉは、欠陥良否判定部１２１ｈがネジ穴１０の欠陥について良好であると判定した場合には「第二判定要件」を満たすと判定し、欠陥良否判定部１２１ｈがネジ穴１０の欠陥について不良であると判定した場合には「第二判定要件」を満たさないと判定する。
【００８７】
最終良否判定部１２１ｉは、上記「第一判定要件」および「第二判定要件」の両方を満たす場合にはネジ穴１０が最終的に良好であると判定する。
最終良否判定部１２１ｉは、上記「第一判定要件」および「第二判定要件」のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合（いずれか一方の要件を満たさない場合、または両方の要件を満たさない場合）にはネジ穴１０が最終的に不良であると判定する。
【００８８】
最終良否判定部１２１ｉによる「第一判定要件」の判定結果、「第二判定要件」の判定結果およびネジ穴１０の最終的な良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００８９】
なお、ネジ形状良否判定部１２１ｅによるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定または欠陥良否判定部１２１ｈによるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定のうちのいずれか一方を先に行い、当該先に行った良否判定結果において良好であると判定された場合のみ他方の良否判定を行う構成とした場合には、当該他方の良否判定により良好であると判定されたネジ穴１０は実質的には最終良否判定部１２１ｉによるネジ穴１０の最終的な良否判定において良好であると判定されたものと同じである。従って、このような場合には最終良否判定部１２１ｉを省略してもネジ穴１０の最終的な良否判定を行うことが可能である。
【００９０】
以上の如く、ネジ穴検査装置１００は、
ネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像する展開画像撮像部（撮像ユニット１１０および撮像動作制御部１２１ｂを合わせたもの）と、
展開画像撮像部により撮像された展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２を生成する変換画像生成部１２１ｃと、
展開画像撮像部により撮像された展開画像５１および変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２に基づいて展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群（格子点群）を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度αを算出するとともに、変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する点群角度・点群間隔算出部１２１ｄと、
予め取得された有効点群角度範囲と点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群角度αとを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群間隔βとを比較することにより、ネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定部１２１ｅと、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、従来の目視検査では困難であったネジピッチの微妙な変動やリード角の微妙な変動といったネジ穴１０の内周面の形状（ネジ形状）に係る良否判定を精度良く行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の検査の信頼性が向上する。
また、従来の高速フーリエ変換による変換画像を用いた検査では検査精度を確保するために予めパターンマッチングに供されるマスター画像を多数用意する必要があったが、ネジ穴検査装置１００は算出された点群角度αおよび点群間隔βをそれぞれ有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲と比較することによりネジ穴１０のネジ形状の良否判定を行うため、予め用意する必要があるのは実質的には有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲だけで良い。従って、ネジ穴検査装置１００の記憶部１２１ａの記憶容量を従来の検査に供される装置に比べて相対的に小さくすることが可能である。特に、直径や深さ、ネジピッチ等がそれぞれ異なる複数種類のネジ穴について同一の装置を用いて検査を行う場合、従来はネジ穴の種類毎に多数のマスター画像を必要とするが、ネジ穴検査装置１００はネジ穴の種類毎の有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲を持っていれば良く、記憶容量を小さくすることが可能であるという効果が顕著となる。
さらに、有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲はネジ穴１０の設計寸法やその寸法公差等に基づいて理論的に算出することにより得られるものであるため、実質的には予め有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲を得るために別途実験等を行う必要が無く、作業性に優れる。
【００９１】
また、ネジ穴検査装置１００のネジ形状良否判定部１２１ｅは、
点群角度αが有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および点群間隔βが有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合にはネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定し、
第一形状要件および第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０のネジ形状については不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０のネジ形状についての良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０のネジ形状についての良否判定の信頼性が向上する。
【００９２】
また、ネジ穴検査装置１００は、
予め取得された良好変換画像６２と変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２との差分である差分画像５３を生成する差分画像生成部１２１ｆと、
差分画像生成部１２１ｆにより生成された差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像５４を生成する欠陥抽出画像生成部１２１ｇと、
欠陥抽出画像生成部１２１ｇにより生成された欠陥抽出画像５４に基づいてネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定部１２１ｈと、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、従来の展開画像に二値化処理を施した画像（二値化画像）に基づく検査あるいはマスター展開画像（良好なネジ穴の展開画像）との間の差分に基づく検査では、二値化の閾値の設定やマスター展開画像等の撮像時の輝度によってはネジ穴の谷底部分（暗い部分）と欠陥部分とを区別できずにネジ穴の谷底部分および欠陥部分の両方を一つの大きな欠陥として誤って認識し、あるいは複数のネジ山を跨いだ形状の欠陥（図３参照）をネジ山の谷底部で切り離された複数の小さい欠陥として誤って認識する（図１４に示す二値化画像７１を参照）といった事態が生じ、検査精度を確保することが困難であった。
これに対して、ネジ穴検査装置１００は高速フーリエ変換された画像の間（良好変換画像６２と変換画像５２の間）で差分をとることにより、ネジ穴１０のネジ山の尾根部分と谷底部分の輝度差等の影響を排除して欠陥のみを精度良く抽出することが可能である。
従って、ネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を精度良く行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の検査の信頼性が向上する。
【００９３】
また、ネジ穴検査装置１００の欠陥良否判定部１２１ｈは、
欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合にはネジ穴１０の欠陥については良好であると判定し、
第一欠陥要件、第二欠陥要件および第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０の欠陥については不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０の欠陥についての良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の欠陥についての良否判定の信頼性が向上する。
【００９４】
また、ネジ穴検査装置１００は、
ネジ形状良否判定部１２１ｅによるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定の結果および欠陥良否判定部１２１ｈによるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定の結果に基づいてネジ穴１０の最終的な良否判定を行う最終良否判定部１２１ｉを具備するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０のネジ形状および欠陥の状況の両方を加味した良否判定を行うことが可能であり、検査の精度および信頼性が向上する。
【００９５】
また、ネジ穴検査装置１００の最終良否判定部１２１ｉは、
ネジ形状良否判定部１２１ｅがネジ穴１０のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と欠陥良否判定部１２１ｈがネジ穴１０の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合にはネジ穴１０が最終的に良好であると判定し、
第一判定要件および第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０が最終的に不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０の最終的な良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の最終的な良否判定の信頼性が向上する。
【００９６】
以下では、図１および図９を用いて本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例について説明する。
本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は図１に示すネジ穴検査装置１００を用いてネジ穴１０の検査を行う方法である。
図９に示す如く、本発明に係るネジ穴検査方法の実施の一形態は主として展開画像撮像工程Ｓ１１００、変換画像生成工程Ｓ１２００、点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００、ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００、差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００、欠陥良否判定工程Ｓ１７００、最終良否判定工程Ｓ１８００等を具備する。
【００９７】
展開画像撮像工程Ｓ１１００はネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像する工程である。
展開画像撮像工程Ｓ１１００において、撮像ユニット１１０および撮像動作制御部１２１ｂを合わせたものは、ネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像する。展開画像５１は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
展開画像撮像工程Ｓ１１００が終了したら、変換画像生成工程Ｓ１２００に移行する。
【００９８】
変換画像生成工程Ｓ１２００は展開画像撮像工程Ｓ１１００において撮像された展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２を生成する工程である。
変換画像生成工程Ｓ１２００において、変換画像生成部１２１ｃは展開画像５１に高速フーリエ変換を施し、変換画像５２を生成する。変換画像５２は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
変換画像生成工程Ｓ１２００が終了したら、点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００に移行する。
【００９９】
点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００は展開画像撮像工程Ｓ１１００において撮像された展開画像５１および変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２に基づいて展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度αを算出するとともに、変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する工程である。
点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは展開画像５１におけるネジ山の長手方向（稜線方向）とその長手方向が一致する（互いに平行となる）線である直線５１ａを決定し、変換画像５２における点群（格子点群）を結んだ線の長手方向その長手方向が一致する（互いに平行となる）線である直線５２ａを決定する。
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは決定された直線５１ａおよび直線５２ａとの成す角度として点群角度αを算出するとともに、変換画像５２における点群（格子点群）の間隔のうち、ネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する。算出された点群角度αおよび点群間隔βは記憶部１２１ａに適宜記憶される。
点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００が終了したら、ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００に移行する。
【０１００】
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００は予め取得された有効点群角度範囲と点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において算出された点群角度αとを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において算出された点群間隔βとを比較することにより、ネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行う工程である。
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００において、ネジ形状良否判定部１２１ｅは点群角度αが有効点群角度範囲の範囲内である場合（αｍｉｎ≦α≦αｍａｘの場合）には「第一形状要件」を満たすと判定し、点群角度αが有効点群角度範囲の範囲外である場合（α＜αｍｉｎまたはαｍａｘ＜αの場合）には「第一形状要件」を満たさないと判定する。
また、ネジ形状良否判定部１２１ｅは記憶部１２１ａに記憶された「有効点群間隔範囲」と点群間隔βとを比較し、点群間隔βが有効点群間隔範囲の範囲内である場合（βｍｉｎ≦β≦βｍａｘの場合）には「第二形状要件」を満たすと判定し、点群間隔βが有効点群角度範囲の範囲外である場合（β＜βｍｉｎまたはβｍａｘ＜βの場合）には「第二形状要件」を満たさないと判定する。
そして、ネジ形状良否判定部１２１ｅは、上記「第一形状要件」および「第二形状要件」の両方を満たすと判定した場合にはネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定し、上記「第一形状要件」および「第二形状要件」のうち少なくとも一つの要件を満たさないと判定した場合（いずれか一方の要件を満たさない場合、または両方の要件を満たさない場合）にはネジ穴１０のネジ形状については不良であると判定する。
ネジ形状良否判定部１２１ｅによる「第一形状要件」の判定結果、「第二形状要件」の判定結果、およびネジ穴１０のネジ形状についての良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００が終了したら、差分画像生成工程Ｓ１５００に移行する。
【０１０１】
差分画像生成工程Ｓ１５００は予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像６１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像６２と変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２との差分である差分画像５３を生成する工程である。
差分画像生成工程Ｓ１５００において、差分画像生成部１２１ｆは良好変換画像６２および変換画像５２の間で対応する画素（同じ座標の画素）毎に輝度の差分を算出し、当該算出された輝度の差分をそれぞれ対応する画素（同じ座標の画素）の輝度とする画像を生成し、当該生成された画像を差分画像５３とする。差分画像５３は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
差分画像生成工程Ｓ１５００が終了したら、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００に移行する。
【０１０２】
欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００は差分画像生成工程Ｓ１５００において生成された差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像５４を生成する工程である。
欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００において、欠陥抽出画像生成部１２１ｇは差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施し、欠陥抽出画像５４を生成する。欠陥抽出画像５４は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００が終了したら、欠陥良否判定工程Ｓ１７００に移行する。
【０１０３】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００は欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００において生成された欠陥抽出画像５４に基づいてネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を行う工程である。
【０１０４】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分のサイズを算出し、算出された欠陥部分のサイズ（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分のサイズの最大値）が予め取得された有効欠陥サイズ以下である場合には「第一欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分のサイズ（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分のサイズの最大値）が有効欠陥サイズより大きい場合には「第一欠陥要件」を満たさないと判定する。
【０１０５】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分の面積を算出し、算出された欠陥部分の面積（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分の面積の最大値）が予め取得された有効欠陥面積以下である場合には「第二欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分の面積（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分の面積の最大値）が有効欠陥面積より大きい場合には「第二欠陥要件」を満たさないと判定する。
【０１０６】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分の個数を算出し、算出された欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下である場合には「第三欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分の個数が有効欠陥個数より大きい場合には「第三欠陥要件」を満たさないと判定する。
【０１０７】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、欠陥良否判定部１２１ｈは、上記「第一欠陥要件」、「第二欠陥要件」および「第三欠陥要件」の三つの要件を全て満たす場合にはネジ穴１０の欠陥については良好であると判定し、上記「第一欠陥要件」、「第二欠陥要件」および「第三欠陥要件」の三つの要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０の欠陥については不良であると判定する。
欠陥良否判定部１２１ｈによる「第一欠陥要件」の判定結果、「第二欠陥要件」の判定結果、「第三欠陥要件」の判定結果およびネジ穴１０の欠陥についての良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
欠陥良否判定工程Ｓ１７００が終了したら、最終良否判定工程Ｓ１８００に移行する。
【０１０８】
最終良否判定工程Ｓ１８００はネジ形状良否判定工程Ｓ１４００におけるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定の結果および欠陥良否判定工程Ｓ１７００におけるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定の結果に基づいてネジ穴１０の最終的な良否判定を行う工程である。
【０１０９】
最終良否判定工程Ｓ１８００において、最終良否判定部１２１ｉは、ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００においてネジ穴１０のネジ形状について良好であると判定した場合には「第一判定要件」を満たすと判定し、ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００においてネジ穴１０のネジ形状について不良であると判定した場合には「第一判定要件」を満たさないと判定する。
【０１１０】
最終良否判定工程Ｓ１８００において、最終良否判定部１２１ｉは、欠陥良否判定工程Ｓ１７００においてネジ穴１０の欠陥について良好であると判定した場合には「第二判定要件」を満たすと判定し、欠陥良否判定工程Ｓ１７００においてネジ穴１０の欠陥について不良であると判定した場合には「第二判定要件」を満たさないと判定する。
最終良否判定部１２１ｉは、上記「第一判定要件」および「第二判定要件」の両方を満たす場合にはネジ穴１０が最終的に良好であると判定し、上記「第一判定要件」および「第二判定要件」のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合（いずれか一方の要件を満たさない場合、または両方の要件を満たさない場合）にはネジ穴１０が最終的に不良であると判定する。
最終良否判定部１２１ｉによる「第一判定要件」の判定結果、「第二判定要件」の判定結果およびネジ穴１０の最終的な良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【０１１１】
以上の如く、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
ネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像する展開画像撮像工程Ｓ１１００と、
展開画像撮像工程Ｓ１１００において撮像された展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２を生成する変換画像生成工程Ｓ１２００と、
展開画像撮像工程Ｓ１１００において撮像された展開画像５１および変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２に基づいて展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度αを算出するとともに、変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００と、
予め取得された有効点群角度範囲と点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において算出された点群角度αとを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において算出された点群間隔βとを比較することにより、ネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定工程Ｓ１４００と、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、従来の目視検査では困難であったネジピッチの微妙な変動やリード角の微妙な変動といったネジ穴１０の内周面の形状（ネジ形状）に係る良否判定を精度良く行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の検査の信頼性が向上する。
また、従来の高速フーリエ変換による変換画像を用いた検査では検査精度を確保するために予めパターンマッチングに供されるマスター画像を多数用意する必要があったが、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例では算出された点群角度αおよび点群間隔βをそれぞれ有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲と比較することによりネジ穴１０のネジ形状の良否判定を行うため、予め用意する必要があるのは実質的には有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲だけで良い。従って、従来の方法に比べて検査に供されるデータを相対的に小さくすることが可能である。特に、直径や深さ、ネジピッチ等がそれぞれ異なる複数種類のネジ穴について同一の装置を用いて検査を行う場合、従来はネジ穴の種類毎に多数のマスター画像を必要とするが、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例ではネジ穴の種類毎の有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲を持っていれば良く、記憶容量を小さくすることが可能であるという効果が顕著となる。
さらに、有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲はネジ穴１０の設計寸法やその寸法公差等に基づいて理論的に算出することにより得られるものであるため、実質的には予め有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲を得るために別途実験等を行う必要が無く、作業性に優れる。
【０１１２】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００において、
点群角度αが有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および点群間隔βが有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合にはネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定し、
第一形状要件および第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０のネジ形状については不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０のネジ形状についての良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０のネジ形状についての良否判定の信頼性が向上する。
【０１１３】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像６１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像６２と変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２との差分である差分画像５３を生成する差分画像生成工程Ｓ１５００と、
差分画像生成工程Ｓ１５００において生成された差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像５４を生成する欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００と、
欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００において生成された欠陥抽出画像５４に基づいてネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定工程Ｓ１７００と、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、従来の展開画像に二値化処理を施した画像（二値化画像）に基づく検査あるいはマスター展開画像（良好なネジ穴の展開画像）との間の差分に基づく検査では、二値化の閾値の設定やマスター展開画像等の撮像時の輝度によってはネジ穴の谷底部分（暗い部分）と欠陥部分とを区別できずにネジ穴の谷底部分および欠陥部分の両方を一つの大きな欠陥として誤って認識し、あるいは複数のネジ山を跨いだ形状の欠陥（図３参照）をネジ山の谷底部で切り離された複数の小さい欠陥として誤って認識する（図１４に示す二値化画像７１を参照）といった事態が生じ、検査精度を確保することが困難であった。
これに対して、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例では、高速フーリエ変換された画像の間（良好変換画像６２と変換画像５２の間）で差分をとることにより、ネジ穴１０のネジ山の尾根部分と谷底部分の輝度差等の影響を排除して欠陥のみを精度良く抽出することが可能である。
従って、ネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を精度良く行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の検査の信頼性が向上する。
【０１１４】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、
欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合にはネジ穴１０の欠陥については良好であると判定し、
第一欠陥要件、第二欠陥要件および第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０の欠陥については不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０の欠陥についての良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の欠陥についての良否判定の信頼性が向上する。
【０１１５】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００におけるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定の結果および欠陥良否判定工程Ｓ１７００におけるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定の結果に基づいてネジ穴１０の最終的な良否判定を行う最終良否判定工程Ｓ１８００を具備するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０のネジ形状および欠陥の状況の両方を加味した良否判定を行うことが可能であり、検査の精度および信頼性が向上する。
【０１１６】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
最終良否判定工程Ｓ１８００において、
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００においてネジ穴１０のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と欠陥良否判定工程Ｓ１７００においてネジ穴１０の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合にはネジ穴１０が最終的に良好であると判定し、
第一判定要件および第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０が最終的に不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０の最終的な良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の最終的な良否判定の信頼性が向上する。
【０１１７】
なお、図９に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例では、ネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）を行った後でネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）を行い、その後最終良否判定工程Ｓ１８００を行う構成としたが、本発明に係るネジ穴検査方法はこれに限定されない。
【０１１８】
すなわち、図１０に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第二実施例の如く、ネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）を行った後でネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）を行い、その後最終良否判定工程Ｓ１８００を行う構成としても同様の効果を奏する。
【０１１９】
また、図１１に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第三実施例の如く、展開画像撮像工程Ｓ１１００、変換画像生成工程Ｓ１２００を行った後、ネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）とネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）とを同時並行的に行い、その後最終良否判定工程Ｓ１８００を行う構成としても同様の効果を奏する。
【０１２０】
さらに、図１２に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第四実施例の如く、ネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）を行った結果、ネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定された場合にのみネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）を行う構成とした場合には、最終良否判定工程Ｓ１８００を省略した構成であっても最終良否判定工程Ｓ１８００を行ったのと略同じ効果を奏する。
【０１２１】
また、図１３に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第五実施例の如く、ネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）を行った結果、ネジ穴１０の欠陥については良好であると判定された場合にのみネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）を行う構成とした場合には、最終良否判定工程Ｓ１８００を省略した構成であっても最終良否判定工程Ｓ１８００を行ったのと略同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明に係るネジ穴検査装置の実施の一形態を示す図。
【図２】本発明に係る欠陥が無いネジ穴の展開画像を示す図。
【図３】本発明に係る欠陥が有るネジ穴の展開画像を示す図。
【図４】本発明に係る欠陥が無いネジ穴の変換画像を示す図。
【図５】本発明に係る欠陥が有るネジ穴の変換画像を示す図。
【図６】本発明に係る点群角度および点群間隔を示す図。
【図７】本発明に係る差分画像を示す図。
【図８】本発明に係る欠陥抽出画像を示す図。
【図９】本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例を示す図。
【図１０】本発明に係るネジ穴検査方法の第二実施例を示す図。
【図１１】本発明に係るネジ穴検査方法の第三実施例を示す図。
【図１２】本発明に係るネジ穴検査方法の第四実施例を示す図。
【図１３】本発明に係るネジ穴検査方法の第五実施例を示す図。
【図１４】二値化画像を示す図。
【符号の説明】
【０１２３】
１０ ネジ穴
５１ 展開画像
５２ 変換画像
１００ ネジ穴検査装置
１１０ 撮像ユニット
１２１ｂ 撮像動作制御部
１２１ｃ 変換画像生成部
１２１ｄ 点群角度・点群間隔算出部
１２１ｅ ネジ形状良否判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネジ穴を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネジ穴の内周面の形状等の検査は作業者が目視で確認することにより行われている。このような目視検査は、裸眼で行う場合の他、魚眼レンズやマイクロスコープを用いて行う方法が知られている。
【０００３】
しかし、裸眼で行う目視検査はネジ穴の開口部からネジ穴の内周面を目視することとなるため、ネジ山により隠れる部分については形状を確認することが出来ないという問題を有する。特に、ネジ穴の奥の部分はネジ山により隠れる部分が多くなり、目視による確認が困難である。
また、魚眼レンズやマイクロスコープを用いて行う目視検査は、裸眼で行う目視検査に比べるとネジ山により隠れる部分を減らすことが可能であるという利点を有するものの、魚眼レンズの場合には視野内の位置によってその曲率が異なるために欠陥の大きさを正確に把握することが困難であること、マイクロスコープの場合にはマイクロスコープのネジ穴内部における位置の変化に応じて視野内の欠陥のサイズも変わるため欠陥の大きさを正確に把握することが困難であること、といった問題を有する。
さらに、上記目視検査は、裸眼で行う場合と魚眼レンズやマイクロスコープを用いて行う場合とに関わらず、当該検査を行う作業者の熟練度によって検査結果がばらつき易く、検査結果の信頼性を確保することが困難であるという問題を有する。
【０００４】
ネジ穴の内周面の形状を検査する技術のうち、上記目視検査の他の技術としては、ネジ穴の内周面において欠陥がある部位（欠陥部分）は一般的に周囲よりも暗く見えるという性質を利用し、魚眼レンズやマイクロスコープをネジ穴に差し込んでネジ穴の内周面を撮像し、当該撮像された画像を二値化処理して暗部（黒い部分）を欠陥として検出する技術が知られている。
【０００５】
上記二値化処理された画像に基づく欠陥の検出は、作業者の熟練度による検査結果のバラツキの問題を解消することが可能であるという利点を有する。
しかし、二値化処理された画像に基づく欠陥の検出は、欠陥部分と同様に撮像時に暗く見えるネジ山の谷底部分と当該欠陥部分とを区別することが困難であり、ひいては検査精度の確保が困難であるという問題を有する。
【０００６】
また、上記ネジ穴の検査技術はいずれも、定量的でないにしても欠陥の有無に関してはある程度の検査が可能であるが、加工不良等によるネジピッチの微妙な変動等を検出することは困難であるという問題を有する。
【０００７】
ネジ穴の内周面に限らず検査対象物の形状を撮像し、撮像した画像に画像処理を施すことにより検査対象物の形状等の良否を検査する技術としては、撮像された検査対象物の画像における検査対象物のエッジ認識処理をする技術、あるいは検査対象物を撮像した画像とマスター画像（欠陥が無いことが予め確認された検査対象物を撮像した画像）との間でパターンマッチングを行う技術等が知られている。
上記パターンマッチングを行う技術としては、検査対象物を撮像した画像を高速フーリエ変換したもの（変換画像）とマスター画像を高速フーリエ変換したもの（マスター変換画像）との間でパターンマッチングを行う技術が知られている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、高速フーリエ変換された画像の周波数特性等に基づいてネジ穴のネジピッチの微妙な変動等をも検出可能であるという利点を有するが、検査の精度を確保するためには多数のマスター変換画像を予め用意しなければならず、多数のマスター変換画像を記憶するための大容量の記憶媒体が必要であるとともに検査に要する演算量が多いという問題を有する。
【特許文献１】特開２００５−６１９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上の如き状況に鑑み、ネジ穴を精度良く検査することが可能なネジ穴検査装置およびネジ穴検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、
ネジ穴の内周面の展開画像を撮像する展開画像撮像部と、
前記展開画像撮像部により撮像された展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像を生成する変換画像生成部と、
前記展開画像撮像部により撮像された展開画像および前記変換画像生成部により生成された変換画像に基づいて前記展開画像におけるネジ山の長手方向と前記変換画像における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに、前記変換画像生成部により生成された変換画像に基づいて当該変換画像における点群の間隔のうち前記ネジ穴のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出する点群角度・点群間隔算出部と、
予め取得された有効点群角度範囲と前記点群角度・点群間隔算出部により算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と前記点群角度・点群間隔算出部により算出された点群間隔とを比較することにより、前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定部と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項２においては、
前記ネジ形状良否判定部は、
前記点群角度が前記有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および前記点群間隔が前記有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴のネジ形状については良好であると判定し、
前記第一形状要件および前記第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴のネジ形状については不良であると判定するものである。
【００１３】
請求項３においては、
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像と前記変換画像生成部により生成された変換画像との差分である差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像生成部により生成された差分画像に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像を生成する欠陥抽出画像生成部と、
前記欠陥抽出画像生成部により生成された欠陥抽出画像に基づいて前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定部と、
を具備するものである。
【００１４】
請求項４においては、
前記欠陥良否判定部は、
前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合には前記ネジ穴の欠陥については良好であると判定し、
前記第一欠陥要件、前記第二欠陥要件および前記第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴の欠陥については不良であると判定するものである。
【００１５】
請求項５においては、
前記ネジ形状良否判定部による前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定の結果および前記欠陥良否判定部による前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定の結果に基づいて前記ネジ穴の最終的な良否判定を行う最終良否判定部を具備するものである。
【００１６】
請求項６においては、
前記最終良否判定部は、
前記ネジ形状良否判定部が前記ネジ穴のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と前記欠陥良否判定部が前記ネジ穴の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴が最終的に良好であると判定し、
前記第一判定要件および前記第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴が最終的に不良であると判定するものである。
【００１７】
請求項７においては、
ネジ穴の内周面の展開画像を撮像する展開画像撮像工程と、
前記展開画像撮像工程において撮像された展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像を生成する変換画像生成工程と、
前記展開画像撮像工程において撮像された展開画像および前記変換画像生成工程において生成された変換画像に基づいて前記展開画像におけるネジ山の長手方向と前記変換画像における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに、前記変換画像生成工程において生成された変換画像に基づいて当該変換画像における点群の間隔のうち前記ネジ穴のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出する点群角度・点群間隔算出工程と、
予め取得された有効点群角度範囲と前記点群角度・点群間隔算出工程において算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と前記点群角度・点群間隔算出工程において算出された点群間隔とを比較することにより、前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定工程と、
を具備するものである。
【００１８】
請求項８においては、
前記ネジ形状良否判定工程において、
前記点群角度が前記有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および前記点群間隔が前記有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴のネジ形状については良好であると判定し、
前記第一形状要件および前記第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴のネジ形状については不良であると判定するものである。
【００１９】
請求項９においては、
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像と前記変換画像生成工程において生成された変換画像との差分である差分画像を生成する差分画像生成工程と、
前記差分画像生成工程において生成された差分画像に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像を生成する欠陥抽出画像生成工程と、
前記欠陥抽出画像生成工程において生成された欠陥抽出画像に基づいて前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定工程と、
を具備するものである。
【００２０】
請求項１０においては、
前記欠陥良否判定工程において、
前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合には前記ネジ穴の欠陥については良好であると判定し、
前記第一欠陥要件、前記第二欠陥要件および前記第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴の欠陥については不良であると判定するものである。
【００２１】
請求項１１においては、
前記ネジ形状良否判定工程における前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定の結果および前記欠陥良否判定工程における前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定の結果に基づいて前記ネジ穴の最終的な良否判定を行う最終良否判定工程を具備するものである。
【００２２】
請求項１２においては、
前記最終良否判定工程において、
前記ネジ形状良否判定工程において前記ネジ穴のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と前記欠陥良否判定工程において前記ネジ穴の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴が最終的に良好であると判定し、
前記第一判定要件および前記第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴が最終的に不良であると判定するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、ネジ穴を精度良く検査することが可能であるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下では、図１乃至図８、および図１４を用いて本発明に係るネジ穴検査装置の実施の一形態であるネジ穴検査装置１００について説明する。
【００２５】
図１に示す如く、ネジ穴検査装置１００は検査対象物１に形成されたネジ穴１０を検査するものである。
ここで、「検査対象物」は単数または複数のネジ穴が形成されている物品等を広く指す。
「ネジ穴」は本発明に係るネジ穴検査装置および本発明に係るネジ穴検査方法の検査対象であり、通常はネジが螺合し得るネジ山が内周面に螺旋状に形成された穴を指す。
ネジ穴には、一端が検査対象物の表面に開口し他方が閉塞されているもの、および両端が検査対象物の表面に開口している（貫通している）もの、が含まれる。
「ネジ穴を検査すること」には、「ネジ穴の形状を検査すること（より詳細には、ネジ穴の形状が所定の寸法公差の範囲内に収まっているか否かを判定すること）」、「ネジ穴の欠陥を検査すること（より詳細には、ネジ穴に欠陥が有るか否か、欠陥がある場合にそのサイズ、面積、個数等が予め設定された許容範囲にあるか否か等の判定を行うこと）」等が含まれる。
【００２６】
ネジ穴検査装置１００は主として撮像ユニット１１０、制御装置１２０等を具備する。
【００２７】
撮像ユニット１１０および後述する撮像動作制御部１２１ｂを合わせたものは本発明に係る展開画像撮像部の実施の一形態であり、ネジ穴１０の内周面の展開画像５１（図２および図３参照）を撮像するものである。
ここで、「ネジ穴の内周面の展開画像」は、ネジ穴の内周面を当該ネジ穴の周方向（ネジ穴の長手方向（軸線方向）周りに回転する方向）に展開した状態を示す画像を指す。
【００２８】
撮像ユニット１１０は主として載置台１１１、コラム１１２、アーム１１３、ブロック１１４、プローブ１１５、投光素子１１６、受光素子１１７等を具備する。
【００２９】
載置台１１１は検査対象物１を載置する台である。検査対象物１はネジ穴１０の開口部を上方に向けた姿勢で載置台１１１の載置面（上面）１１１ａの所定の位置に載置される。
【００３０】
コラム１１２はＺ軸方向（鉛直方向）に延びた形状の構造体である。コラム１１２は載置台１１１の載置面１１１ａに設けられ、載置面１１１ａに沿ってＹ軸方向（水平面に平行な方向であって図１において紙面に垂直な方向）に摺動可能である。コラム１１２は図示せぬＹ軸移動用モータの回転駆動によりＹ軸方向に移動（摺動）する。
【００３１】
アーム１１３はＸ軸方向（水平面に平行な方向であって図１において紙面に平行な方向）に延びた形状の構造体である。アーム１１３の一端はコラム１１２に支持され、アーム１１３はコラム１１２に沿ってＺ軸方向に摺動可能である。コラム１１２は図示せぬＺ軸移動用モータの回転駆動によりＺ軸方向に移動（摺動）する。
【００３２】
ブロック１１４はアーム１１３に支持される構造体であり、アーム１１３に沿ってＸ軸方向に摺動可能である。ブロック１１４は図示せぬＸ軸移動用モータの回転駆動によりＸ軸方向に移動（摺動）する。
【００３３】
プローブ１１５はＺ軸方向（上下方向）に延びた細長い略円柱形状の部材であり、その一端（上端）はブロック１１４に相対回転（旋回）可能に支持される。
プローブ１１５は図示せぬ旋回用モータの回転駆動により、ブロック１１４に対して回転（旋回）する。
【００３４】
投光素子１１６は所定の波長の光を投光（照射）するものである。
投光素子１１６はプローブ１１５の外周面の下端部に設けられ、プローブ１１５の半径方向（プローブ１１５の長手方向（軸線方向）に略垂直な方向）に光を投光する。
投光素子１１６の具体例としては発光ダイオード等の半導体素子が挙げられる。
投光素子１１６が投光する光はレーザー光であるが、本発明はこれに限定されず、ネジ穴の表面状態や検査対象物の材質等に応じて光の波長および強度を適宜選択することが可能である。
【００３５】
受光素子１１７は投光素子１１６により投光されてネジ穴１０の内周面（ネジ山）により反射された光を受光するものである。受光素子１１７は投光素子１１６と同様にプローブ１１５の外周面の下端部に設けられる。
受光素子１１７の具体例としてはＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）やＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）等の固体撮像素子が挙げられる。
【００３６】
制御装置１２０は主として演算処理部１２１、入力部１２２、表示部１２３等を具備する。
【００３７】
演算処理部１２１はネジ穴検査装置１００の一連の動作を制御するものである。
演算処理部１２１は、種々のプログラム等（例えば、後述する動作制御プログラム、変換画像生成プログラム、点群角度・点群間隔算出プログラム、ネジ形状良否判定プログラム、差分画像生成プログラム、欠陥抽出画像生成プログラム、欠陥良否判定プログラム、最終良否判定プログラム等）を格納することができ、これらのプログラム等を展開することができ、これらのプログラム等に従って所定の演算を行うことができ、当該演算の結果等を記憶することができる。
【００３８】
演算処理部１２１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで相互に接続される構成であっても良く、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であっても良い。
本実施例の演算処理部１２１は専用品であるが、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等を格納したもので達成することも可能である。
【００３９】
演算処理部１２１は撮像ユニット１１０に接続され、撮像ユニット１１０のコラム１１２のＹ軸方向の移動、アーム１１３のＺ軸方向の移動、ブロック１１４のＸ軸方向の移動、プローブ１１５のブロック１１４に対する回転（旋回）、および投光素子１１６の投光を行うための信号をそれぞれ送信可能であるとともに、受光素子１１７により受光された反射光の強度に係る情報を受信（取得）することが可能である。
【００４０】
入力部１２２は演算処理部１２１に接続され、演算処理部１２１にネジ穴検査装置１００の動作に係る種々の情報・指示等を入力するものである。
入力部１２２により演算処理部１２１に入力される情報・指示としては、例えば検査日時、検査対象物１のロット番号、ネジ穴１０の規格（直径、深さ、ネジピッチ等）、ネジ穴検査装置１００による検査条件等が挙げられる。
本実施例の入力部１２２は専用品であるが、市販のキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、スイッチ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【００４１】
表示部１２３はネジ穴検査装置１００の動作状況、入力部１２２から演算処理部１２１への入力内容、ネジ穴検査装置１００による検査結果等を表示するものである。
本実施例の表示部１２３は専用品であるが、市販のモニターや液晶ディスプレイ等を用いても同様の効果を達成することが可能である。
【００４２】
以下では、演算処理部１２１の構成の詳細について説明する。
演算処理部１２１は、機能的には記憶部１２１ａ、撮像動作制御部１２１ｂ、変換画像生成部１２１ｃ、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄ、ネジ形状良否判定部１２１ｅ、差分画像生成部１２１ｆ、欠陥抽出画像生成部１２１ｇ、欠陥良否判定部１２１ｈ、最終良否判定部１２１ｉ等を具備する。
【００４３】
記憶部１２１ａはネジ穴検査装置１００による検査を行うための種々のパラメータ（数値）やネジ穴検査装置１００による検査結果等を記憶するものである。
記憶部１２１ａは、実体的にはＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体からなる。
【００４４】
撮像動作制御部１２１ｂは撮像ユニット１１０の動作を制御するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された撮像動作制御プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、撮像動作制御部１２１ｂとしての機能を果たす。
【００４５】
まず、撮像動作制御部１２１ｂは撮像ユニット１１０にコラム１１２、アーム１１３およびブロック１１４を移動させるための信号である移動信号を送信する。
コラム１１２、アーム１１３およびブロック１１４は移動信号に従って、プローブ１１５の下端部（投光素子１１６および受光素子１１７が設けられている部分）が載置台１１１の載置面１１１ａに載置された検査対象物１のネジ穴１０の開口部からネジ穴１０の内部に進入した状態となる位置にそれぞれ移動する。このとき、上方から見てプローブ１１５の中心軸（軸線）とネジ穴１０の中心軸（軸線）は一致しており、プローブ１１５の外周面とネジ穴１０の内周面との間の隙間は周方向に関して略均一となっている。
【００４６】
次に、撮像動作制御部１２１ｂは撮像ユニット１１０に投光素子１１６が投光するための信号である投光信号を送信する。
投光素子１１６は投光信号に従って、対向するネジ穴１０の内周面に光を照射する。投光素子１１６に対向するネジ穴１０の内周面に照射された光はネジ穴１０の内周面により反射され、受光素子１１７により受光される。
受光素子１１７は受光した光の強度を示す信号である受光強度信号を演算処理部１２１に送信する。
【００４７】
続いて、撮像動作制御部１２１ｂは撮像ユニット１１０にプローブ１１５をブロック１１４に対して回転（旋回）させるための信号である回転信号を送信する。
プローブ１１５は回転信号に従ってブロック１１４に対して３６０度回転する。プローブ１１５が回転している間は、投光素子１１６によりネジ穴１０の内周面に光が投光され、受光素子１１７により受光強度信号が送信される。
【００４８】
このように、プローブ１１５が回転しつつ投光素子１１６がネジ穴１０の内周面に光を投光し、受光素子１１７がネジ穴１０の内周面からの反射光を受光することにより、演算処理部１２１は投光素子１１６の高さに対応する深さのネジ穴１０の内周面の周方向における反射光の強度分布、すなわち、あるプローブ１１５のネジ穴１０への進入深さ（プローブ進入深さ）Ｄにおけるプローブ１１５の回転角θと受光強度との関係）を取得することが可能である。
そして、アーム１１３が下方に移動することによりプローブ進入深さＤを少しずつ深くするとともに、異なるプローブ進入深さ毎にプローブ１１５が回転しつつ投光素子１１６がネジ穴１０の内周面に光を投光し、受光素子１１７がネジ穴１０の内周面からの反射光を受光することにより、演算処理部１２１はプローブ１１５のネジ穴１０への進入深さＤとプローブ１１５の回転角θと受光強度との関係、すなわち、図２および図３に示す如きネジ穴１０の内周面の展開画像５１を取得することが可能である。展開画像５１は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００４９】
図２および図３に示す展開画像５１は、説明の便宜上ネジ山の尾根部分（ネジ穴１０の中心軸に近い部分）を白色で表し、ネジ山の谷部分（ネジ穴１０の中心軸から遠い部分）を黒色で表す。従って、図２および図３では展開画像５１は白色と黒色が交互に表れる斜めの縞模様として表され、ネジ山の稜線は展開画像５１の白色部分の上下中心を結ぶ線として表され、ネジ山の谷底は展開画像５１の黒色部分の上下中心を結ぶ線として表されることとなる。
【００５０】
図２は良好なネジ穴１０を撮像したときの展開画像５１を表す例であり、図３は良好でないネジ穴１０を撮像したときの展開画像５１を表す例である。
ここで、「良好なネジ穴」は、ネジ山の形状（ネジピッチやネジ山の高さ等）が所定の寸法公差の範囲内に収まっており、かつ、ネジ山に欠損等の欠陥が無いネジ穴を指す。
また、「良好でないネジ穴」は、（ａ）ネジ山の形状（ネジピッチやネジ山の高さ等）が所定の寸法公差の範囲内に収まっていないネジ穴、（ｂ）ネジ山に欠損等の欠陥が有るネジ穴、または、（ｃ）ネジ山の形状が所定の寸法公差の範囲内に収まっておらずかつネジ山に欠損等の欠陥が有るネジ穴、のいずれかを指す。
【００５１】
図３では、説明の便宜上欠陥に対応する部分（欠陥部分）をネジ山の谷部分以外のイレギュラーな位置における黒色部分として表している。
なお、本実施例の図３に示す展開画像５１は、ネジ山の一部欠損を有するものの、ネジ山の形状（ネジピッチやネジ山の高さ等）については良好なネジ穴１０について撮像されたものであるとする。
【００５２】
変換画像生成部１２１ｃは本発明に係る変換画像生成部の実施の一形態であり、撮像ユニット１１０および撮像動作制御部１２１ｂにより撮像された展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２（図４および図５参照）を生成するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された変換画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、変換画像生成部１２１ｃとしての機能を果たす。
変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００５３】
高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＦＦＴ）は、離散フーリエ変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＤＦＴ）を高速で計算するためのアルゴリズムを指す。
高速フーリエ変換のアルゴリズムの例としてはＣｏｏｌｅｙ−Ｔｕｋｅｙ型アルゴリズムの他、ＰＦＡ（Ｐｒｉｍｅ Ｆａｃｔｏｒ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、Ｂｒｕｕｎ型アルゴリズム、Ｒａｄｅｒ型アルゴリズム、Ｂｌｕｅｓｔｅｉｎ型アルゴリズム等が挙げられるが、本発明に係る高速フーリエ変換は上記のいずれのアルゴリズムによるものでも良い。
【００５４】
図４に示す変換画像５２は、図２に示す良好なネジ穴１０を撮像したときの展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより生成されたものである。
図４に示す変換画像５２には、ネジ穴１０の直径、ネジ山のピッチ、あるいはリード角等のネジ穴１０の各種パラメータに起因した格子模様が表れる。
なお、図４においては説明の便宜上、格子模様を細かい点線で表すとともに格子点を黒丸で表しているが、実際の変換画像は周囲との輝度の違いで格子模様を表す。
【００５５】
図５に示す変換画像５２は、図３に示す良好でないネジ穴１０を撮像したときの展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより生成されたものである。
図５に示す変換画像５２には、ネジ穴１０の直径、ネジ山のピッチ、あるいはリード角等のネジ穴１０の各種パラメータに起因した格子模様だけでなく、欠陥に起因する別の格子模様も表れる。
なお、図５においては説明の便宜上、欠陥に起因する別の格子模様を粗い点線で表すとともに当該格子模様の格子点を白丸で表しているが、実際の変換画像は周囲との輝度の違いで当該格子模様を表す。
【００５６】
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは本発明に係る点群角度・点群間隔算出部の実施の一形態であり、撮像ユニット１１０および撮像動作制御部１２１ｂにより撮像された展開画像５１、および変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２に基づいて、展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度αを算出するとともに、変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された点群角度・点群間隔算出プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄとしての機能を果たす。
【００５７】
図６に示す如く、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは、展開画像５１におけるネジ山の長手方向（稜線方向）とその長手方向が一致する（互いに平行となる）線である直線５１ａを決定する。
直線５１ａは展開画像５１における白色部分（ネジ山の尾根部分）の中央を通る線であり、例えば展開画像５１に二値化処理、細線化処理、ハフ変換処理（直線抽出処理）を順に施すことにより得られる。
なお、直線５１ａを決定する方法はこれに限定されず、他の方法を用いて決定しても良い。
【００５８】
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは、変換画像５２における点群（図６において黒丸で表される格子点群）を結んだ線の長手方向とその長手方向が一致する（互いに平行となる）線である直線５２ａを決定する。
直線５１ａと同様に、直線５２ａは例えば変換画像５２に二値化処理、細線化処理、ハフ変換処理（直線抽出処理）を順に施すことにより得られる。
【００５９】
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは決定された直線５１ａおよび直線５２ａとの成す角度として点群角度αを算出する。
【００６０】
図６に示す如く、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは、変換画像５２における点群（図６において黒丸で表される格子点群）の間隔のうち、ネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する。
【００６１】
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群角度αおよび点群間隔βは記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００６２】
ネジ形状良否判定部１２１ｅは本発明に係るネジ形状良否判定部の実施の一形態であり、予め取得された「有効点群角度範囲」と点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群角度αとを比較するとともに予め取得された「有効点群間隔範囲」と点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群間隔βとを比較することにより、ネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行うものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納されたネジ形状良否判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、ネジ形状良否判定部１２１ｅとしての機能を果たす。
【００６３】
「有効点群角度範囲」は、ネジ穴１０の設計寸法（加工時の寸法誤差が無い理想的な寸法）に基づいて理論的に算出される点群角度である基準点群角度α０を含み、ネジ穴１０の寸法公差（許容し得る寸法誤差）に基づいて理論的に算出される点群角度の最小値αｍｉｎおよび点群角度の最大値αｍａｘをそれぞれ下限値および上限値とする範囲である。
基準点群角度α０、点群角度の最小値αｍｉｎおよび点群角度の最大値αｍａｘの間には、αｍｉｎ＜α０＜αｍａｘの関係が成立する。有効点群角度範囲は予め算出され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００６４】
「有効点群間隔範囲」は、ネジ穴１０の設計寸法（加工時の寸法誤差が無い理想的な寸法）に基づいて理論的に算出される点群間隔である基準点群間隔β０を含み、ネジ穴１０の寸法公差（許容し得る寸法誤差）に基づいて理論的に算出される点群間隔の最小値βｍｉｎおよび点群間隔の最大値βｍａｘをそれぞれ下限値および上限値とする範囲である。
基準点群角度β０、点群角度の最小値βｍｉｎおよび点群角度の最大値βｍａｘの間には、βｍｉｎ＜β０＜βｍａｘの関係が成立する。有効点群間隔範囲は予め算出され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００６５】
本実施例の「有効点群角度範囲」および「有効点群間隔範囲」は、いずれもネジ穴１０の設計寸法および寸法公差に基づいて理論的に算出されたものであるが、本発明に係る有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲はこれに限定されず、加工が良好であることが予め分かっている複数のネジ穴についてそれぞれ点群角度αおよび点群間隔βを算出し、これらの算出結果に基づいて決定する（例えば、複数のネジ穴の点群角度αの算出結果の最小値および最大値をそれぞれ有効点群角度範囲の下限値および上限値とし、複数のネジ穴の点群間隔βの算出結果の最小値および最大値をそれぞれ有効点群間隔範囲の下限値および上限値とする）構成としても良い。
【００６６】
ネジ形状良否判定部１２１ｅは、記憶部１２１ａに記憶された「有効点群角度範囲」と点群角度αとを比較し、点群角度αが有効点群角度範囲の範囲内である場合（αｍｉｎ≦α≦αｍａｘの場合）には「第一形状要件」を満たすと判定し、点群角度αが有効点群角度範囲の範囲外である場合（α＜αｍｉｎまたはαｍａｘ＜αの場合）には「第一形状要件」を満たさないと判定する。
ネジ形状良否判定部１２１ｅは、記憶部１２１ａに記憶された「有効点群間隔範囲」と点群間隔βとを比較し、点群間隔βが有効点群間隔範囲の範囲内である場合（βｍｉｎ≦β≦βｍａｘの場合）には「第二形状要件」を満たすと判定し、点群間隔βが有効点群角度範囲の範囲外である場合（β＜βｍｉｎまたはβｍａｘ＜βの場合）には「第二形状要件」を満たさないと判定する。
【００６７】
ネジ形状良否判定部１２１ｅは、上記「第一形状要件」および「第二形状要件」の両方を満たすと判定した場合にはネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定する。
ネジ形状良否判定部１２１ｅは、上記「第一形状要件」および「第二形状要件」のうち、少なくとも一つの要件を満たさないと判定した場合（いずれか一方の要件を満たさない場合、または両方の要件を満たさない場合）にはネジ穴１０のネジ形状については不良であると判定する。
【００６８】
ネジ形状良否判定部１２１ｅによる「第一形状要件」の判定結果、「第二形状要件」の判定結果、およびネジ穴１０のネジ形状についての良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００６９】
差分画像生成部１２１ｆは本発明に係る差分画像生成部の実施の一形態であり、予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像６１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像６２と変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２との差分である差分画像５３（図７参照）を生成するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された差分画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、差分画像生成部１２１ｆとしての機能を果たす。
【００７０】
「良好ネジ穴」はネジ山の形状（ネジピッチやネジ山の高さ等）が所定の寸法公差の範囲内に収まっており、かつ、ネジ山に欠損等の欠陥が無いことが予め確認されているネジ穴を指す。
従って、良好ネジ穴の内周面の展開画像６１は、図２に示す如き良好なネジ穴１０の展開画像５１と略同じである。
また、良好変換画像６２は良好ネジ穴の内周面の展開画像６１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像であることから、図４に示す如き良好なネジ穴１０の展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像５２と略同じである。
良好ネジ穴の内周面の展開画像６１および良好変換画像６２は予め実験等により取得され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００７１】
差分画像生成部１２１ｆは、良好変換画像６２と変換画像５２との差分である差分画像５３を生成する。より詳細には、差分画像生成部１２１ｆは、良好変換画像６２および変換画像５２の間で対応する画素（同じ座標の画素）毎に輝度の差分を算出し、当該算出された「輝度の差分」をそれぞれ対応する画素（同じ座標の画素）の輝度とする画像を生成し、当該生成された画像を差分画像５３とする。
良好変換画像６２と図５に示す変換画像５２との差分である差分画像５３を生成すると、差分画像５３は図７に示す如き欠陥に起因する格子模様（粗い点線）が残った画像となる。
差分画像生成部１２１ｆにより生成された差分画像５３は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００７２】
欠陥抽出画像生成部１２１ｇは本発明に係る欠陥抽出画像生成部の実施の一形態であり、差分画像生成部１２１ｆにより生成された差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像５４（図８参照）を生成するものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された欠陥抽出画像生成プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、欠陥抽出画像生成部１２１ｇとしての機能を果たす。
【００７３】
逆高速フーリエ変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＩＦＦＴ）は、高速フーリエ変換により変換されたもの（本発明の場合、変換画像）を元に戻すアルゴリズムを指す。
【００７４】
差分画像５３は図７に示す如き欠陥に起因する格子模様（粗い点線）が残った画像であるため、差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すと図８に示す如き欠陥部分（黒い部分）のみが抽出された画像、すなわち欠陥抽出画像５４となる。欠陥抽出画像５４は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００７５】
欠陥良否判定部１２１ｈは本発明に係る欠陥良否判定部の実施の一形態であり、欠陥抽出画像生成部１２１ｇにより生成された欠陥抽出画像５４に基づいてネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を行うものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された欠陥良否判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、欠陥良否判定部１２１ｈとしての機能を果たす。
【００７６】
欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分のサイズを算出する。
なお、図８に示す欠陥抽出画像５４における欠陥部分は一つ（単数）であるが、欠陥抽出画像における欠陥部分が複数ある場合には欠陥部分毎にそのサイズが算出される。
「欠陥のサイズ」の例としては、（ａ）ネジ穴の深さ方向のサイズ、（ｂ）ネジ穴の周方向のサイズ、（ｃ）ネジ穴の深さ方向のサイズおよびネジ穴の周方向のサイズのうちいずれか大きい方、等が挙げられる。
【００７７】
欠陥良否判定部１２１ｈは、算出された各欠陥部分のサイズと「有効欠陥サイズ」とを比較した結果、算出された欠陥部分のサイズ（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分のサイズの最大値）が有効欠陥サイズ以下である場合には「第一欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分のサイズ（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分のサイズの最大値）が有効欠陥サイズより大きい場合には「第一欠陥要件」を満たさないと判定する。
「有効欠陥サイズ」はネジ穴１０において許容し得る欠陥のサイズの上限値であり、ネジ穴１０の規格や使用条件（使用時に求められるネジ穴の強度）等により予め設定される。有効欠陥サイズは予め取得され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００７８】
欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分の面積を算出する。
なお、図８に示す欠陥抽出画像５４における欠陥部分は一つ（単数）であるが、欠陥抽出画像における欠陥部分が複数ある場合には欠陥部分毎にその面積が算出される。
【００７９】
欠陥良否判定部１２１ｈは、算出された欠陥部分の面積と「有効欠陥面積」とを比較した結果、算出された欠陥部分の面積（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分の面積の最大値）が有効欠陥面積以下である場合には「第二欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分の面積（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分の面積の最大値）が有効欠陥面積より大きい場合には「第二欠陥要件」を満たさないと判定する。
「有効欠陥面積」はネジ穴１０において許容し得る欠陥の面積の上限値であり、ネジ穴１０の規格や使用条件（使用時に求められるネジ穴の強度）等により予め設定される。有効欠陥面積は予め取得され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００８０】
なお、本実施例の有効欠陥面積は欠陥部分の個々の面積を対象とするものであるが、本発明はこれに限定されず、ネジ穴において許容し得る複数の欠陥部分の面積の和の上限値を有効欠陥面積とし、当該有効欠陥面積と欠陥抽出画像に基づいて算出された複数の欠陥部分の面積の和とを比較する構成としても良い。
【００８１】
欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分の個数を算出する。
【００８２】
欠陥良否判定部１２１ｈは、算出された欠陥部分の個数と「有効欠陥個数」とを比較した結果、算出された欠陥部分の個数が有効欠陥個数以下である場合には「第三欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分の個数が有効欠陥個数より大きい場合には「第三欠陥要件」を満たさないと判定する。
「有効欠陥個数」はネジ穴１０において許容し得る欠陥の個数の上限値であり、ネジ穴１０の規格や使用条件（使用時に求められるネジ穴の強度）等により予め設定される。有効欠陥個数は予め取得され、記憶部１２１ａに記憶される。
【００８３】
欠陥良否判定部１２１ｈは、上記「第一欠陥要件」、「第二欠陥要件」および「第三欠陥要件」の三つの要件を全て満たす場合にはネジ穴１０の欠陥については良好であると判定する。
欠陥良否判定部１２１ｈは、上記「第一欠陥要件」、「第二欠陥要件」および「第三欠陥要件」の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０の欠陥については不良であると判定する。
【００８４】
欠陥良否判定部１２１ｈによる「第一欠陥要件」の判定結果、「第二欠陥要件」の判定結果、「第三欠陥要件」の判定結果およびネジ穴１０の欠陥についての良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００８５】
最終良否判定部１２１ｉは本発明に係る最終良否判定部の実施の一形態であり、ネジ形状良否判定部１２１ｅによるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定の結果および欠陥良否判定部１２１ｈによるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定の結果に基づいてネジ穴１０の最終的な良否判定を行うものである。
実体的には、演算処理部１２１が、演算処理部１２１に格納された最終良否判定プログラムに従って所定の演算等を行うことにより、最終良否判定部１２１ｉとしての機能を果たす。
【００８６】
最終良否判定部１２１ｉは、ネジ形状良否判定部１２１ｅがネジ穴１０のネジ形状について良好であると判定した場合には「第一判定要件」を満たすと判定し、ネジ形状良否判定部１２１ｅがネジ穴１０のネジ形状について不良であると判定した場合には「第一判定要件」を満たさないと判定する。
最終良否判定部１２１ｉは、欠陥良否判定部１２１ｈがネジ穴１０の欠陥について良好であると判定した場合には「第二判定要件」を満たすと判定し、欠陥良否判定部１２１ｈがネジ穴１０の欠陥について不良であると判定した場合には「第二判定要件」を満たさないと判定する。
【００８７】
最終良否判定部１２１ｉは、上記「第一判定要件」および「第二判定要件」の両方を満たす場合にはネジ穴１０が最終的に良好であると判定する。
最終良否判定部１２１ｉは、上記「第一判定要件」および「第二判定要件」のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合（いずれか一方の要件を満たさない場合、または両方の要件を満たさない場合）にはネジ穴１０が最終的に不良であると判定する。
【００８８】
最終良否判定部１２１ｉによる「第一判定要件」の判定結果、「第二判定要件」の判定結果およびネジ穴１０の最終的な良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【００８９】
なお、ネジ形状良否判定部１２１ｅによるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定または欠陥良否判定部１２１ｈによるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定のうちのいずれか一方を先に行い、当該先に行った良否判定結果において良好であると判定された場合のみ他方の良否判定を行う構成とした場合には、当該他方の良否判定により良好であると判定されたネジ穴１０は実質的には最終良否判定部１２１ｉによるネジ穴１０の最終的な良否判定において良好であると判定されたものと同じである。従って、このような場合には最終良否判定部１２１ｉを省略してもネジ穴１０の最終的な良否判定を行うことが可能である。
【００９０】
以上の如く、ネジ穴検査装置１００は、
ネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像する展開画像撮像部（撮像ユニット１１０および撮像動作制御部１２１ｂを合わせたもの）と、
展開画像撮像部により撮像された展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２を生成する変換画像生成部１２１ｃと、
展開画像撮像部により撮像された展開画像５１および変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２に基づいて展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群（格子点群）を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度αを算出するとともに、変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する点群角度・点群間隔算出部１２１ｄと、
予め取得された有効点群角度範囲と点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群角度αとを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と点群角度・点群間隔算出部１２１ｄにより算出された点群間隔βとを比較することにより、ネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定部１２１ｅと、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、従来の目視検査では困難であったネジピッチの微妙な変動やリード角の微妙な変動といったネジ穴１０の内周面の形状（ネジ形状）に係る良否判定を精度良く行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の検査の信頼性が向上する。
また、従来の高速フーリエ変換による変換画像を用いた検査では検査精度を確保するために予めパターンマッチングに供されるマスター画像を多数用意する必要があったが、ネジ穴検査装置１００は算出された点群角度αおよび点群間隔βをそれぞれ有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲と比較することによりネジ穴１０のネジ形状の良否判定を行うため、予め用意する必要があるのは実質的には有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲だけで良い。従って、ネジ穴検査装置１００の記憶部１２１ａの記憶容量を従来の検査に供される装置に比べて相対的に小さくすることが可能である。特に、直径や深さ、ネジピッチ等がそれぞれ異なる複数種類のネジ穴について同一の装置を用いて検査を行う場合、従来はネジ穴の種類毎に多数のマスター画像を必要とするが、ネジ穴検査装置１００はネジ穴の種類毎の有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲を持っていれば良く、記憶容量を小さくすることが可能であるという効果が顕著となる。
さらに、有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲はネジ穴１０の設計寸法やその寸法公差等に基づいて理論的に算出することにより得られるものであるため、実質的には予め有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲を得るために別途実験等を行う必要が無く、作業性に優れる。
【００９１】
また、ネジ穴検査装置１００のネジ形状良否判定部１２１ｅは、
点群角度αが有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および点群間隔βが有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合にはネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定し、
第一形状要件および第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０のネジ形状については不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０のネジ形状についての良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０のネジ形状についての良否判定の信頼性が向上する。
【００９２】
また、ネジ穴検査装置１００は、
予め取得された良好変換画像６２と変換画像生成部１２１ｃにより生成された変換画像５２との差分である差分画像５３を生成する差分画像生成部１２１ｆと、
差分画像生成部１２１ｆにより生成された差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像５４を生成する欠陥抽出画像生成部１２１ｇと、
欠陥抽出画像生成部１２１ｇにより生成された欠陥抽出画像５４に基づいてネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定部１２１ｈと、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、従来の展開画像に二値化処理を施した画像（二値化画像）に基づく検査あるいはマスター展開画像（良好なネジ穴の展開画像）との間の差分に基づく検査では、二値化の閾値の設定やマスター展開画像等の撮像時の輝度によってはネジ穴の谷底部分（暗い部分）と欠陥部分とを区別できずにネジ穴の谷底部分および欠陥部分の両方を一つの大きな欠陥として誤って認識し、あるいは複数のネジ山を跨いだ形状の欠陥（図３参照）をネジ山の谷底部で切り離された複数の小さい欠陥として誤って認識する（図１４に示す二値化画像７１を参照）といった事態が生じ、検査精度を確保することが困難であった。
これに対して、ネジ穴検査装置１００は高速フーリエ変換された画像の間（良好変換画像６２と変換画像５２の間）で差分をとることにより、ネジ穴１０のネジ山の尾根部分と谷底部分の輝度差等の影響を排除して欠陥のみを精度良く抽出することが可能である。
従って、ネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を精度良く行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の検査の信頼性が向上する。
【００９３】
また、ネジ穴検査装置１００の欠陥良否判定部１２１ｈは、
欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合にはネジ穴１０の欠陥については良好であると判定し、
第一欠陥要件、第二欠陥要件および第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０の欠陥については不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０の欠陥についての良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の欠陥についての良否判定の信頼性が向上する。
【００９４】
また、ネジ穴検査装置１００は、
ネジ形状良否判定部１２１ｅによるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定の結果および欠陥良否判定部１２１ｈによるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定の結果に基づいてネジ穴１０の最終的な良否判定を行う最終良否判定部１２１ｉを具備するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０のネジ形状および欠陥の状況の両方を加味した良否判定を行うことが可能であり、検査の精度および信頼性が向上する。
【００９５】
また、ネジ穴検査装置１００の最終良否判定部１２１ｉは、
ネジ形状良否判定部１２１ｅがネジ穴１０のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と欠陥良否判定部１２１ｈがネジ穴１０の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合にはネジ穴１０が最終的に良好であると判定し、
第一判定要件および第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０が最終的に不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０の最終的な良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の最終的な良否判定の信頼性が向上する。
【００９６】
以下では、図１および図９を用いて本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例について説明する。
本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は図１に示すネジ穴検査装置１００を用いてネジ穴１０の検査を行う方法である。
図９に示す如く、本発明に係るネジ穴検査方法の実施の一形態は主として展開画像撮像工程Ｓ１１００、変換画像生成工程Ｓ１２００、点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００、ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００、差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００、欠陥良否判定工程Ｓ１７００、最終良否判定工程Ｓ１８００等を具備する。
【００９７】
展開画像撮像工程Ｓ１１００はネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像する工程である。
展開画像撮像工程Ｓ１１００において、撮像ユニット１１０および撮像動作制御部１２１ｂを合わせたものは、ネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像する。展開画像５１は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
展開画像撮像工程Ｓ１１００が終了したら、変換画像生成工程Ｓ１２００に移行する。
【００９８】
変換画像生成工程Ｓ１２００は展開画像撮像工程Ｓ１１００において撮像された展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２を生成する工程である。
変換画像生成工程Ｓ１２００において、変換画像生成部１２１ｃは展開画像５１に高速フーリエ変換を施し、変換画像５２を生成する。変換画像５２は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
変換画像生成工程Ｓ１２００が終了したら、点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００に移行する。
【００９９】
点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００は展開画像撮像工程Ｓ１１００において撮像された展開画像５１および変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２に基づいて展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度αを算出するとともに、変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する工程である。
点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において、点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは展開画像５１におけるネジ山の長手方向（稜線方向）とその長手方向が一致する（互いに平行となる）線である直線５１ａを決定し、変換画像５２における点群（格子点群）を結んだ線の長手方向その長手方向が一致する（互いに平行となる）線である直線５２ａを決定する。
点群角度・点群間隔算出部１２１ｄは決定された直線５１ａおよび直線５２ａとの成す角度として点群角度αを算出するとともに、変換画像５２における点群（格子点群）の間隔のうち、ネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する。算出された点群角度αおよび点群間隔βは記憶部１２１ａに適宜記憶される。
点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００が終了したら、ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００に移行する。
【０１００】
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００は予め取得された有効点群角度範囲と点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において算出された点群角度αとを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において算出された点群間隔βとを比較することにより、ネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行う工程である。
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００において、ネジ形状良否判定部１２１ｅは点群角度αが有効点群角度範囲の範囲内である場合（αｍｉｎ≦α≦αｍａｘの場合）には「第一形状要件」を満たすと判定し、点群角度αが有効点群角度範囲の範囲外である場合（α＜αｍｉｎまたはαｍａｘ＜αの場合）には「第一形状要件」を満たさないと判定する。
また、ネジ形状良否判定部１２１ｅは記憶部１２１ａに記憶された「有効点群間隔範囲」と点群間隔βとを比較し、点群間隔βが有効点群間隔範囲の範囲内である場合（βｍｉｎ≦β≦βｍａｘの場合）には「第二形状要件」を満たすと判定し、点群間隔βが有効点群角度範囲の範囲外である場合（β＜βｍｉｎまたはβｍａｘ＜βの場合）には「第二形状要件」を満たさないと判定する。
そして、ネジ形状良否判定部１２１ｅは、上記「第一形状要件」および「第二形状要件」の両方を満たすと判定した場合にはネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定し、上記「第一形状要件」および「第二形状要件」のうち少なくとも一つの要件を満たさないと判定した場合（いずれか一方の要件を満たさない場合、または両方の要件を満たさない場合）にはネジ穴１０のネジ形状については不良であると判定する。
ネジ形状良否判定部１２１ｅによる「第一形状要件」の判定結果、「第二形状要件」の判定結果、およびネジ穴１０のネジ形状についての良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００が終了したら、差分画像生成工程Ｓ１５００に移行する。
【０１０１】
差分画像生成工程Ｓ１５００は予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像６１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像６２と変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２との差分である差分画像５３を生成する工程である。
差分画像生成工程Ｓ１５００において、差分画像生成部１２１ｆは良好変換画像６２および変換画像５２の間で対応する画素（同じ座標の画素）毎に輝度の差分を算出し、当該算出された輝度の差分をそれぞれ対応する画素（同じ座標の画素）の輝度とする画像を生成し、当該生成された画像を差分画像５３とする。差分画像５３は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
差分画像生成工程Ｓ１５００が終了したら、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００に移行する。
【０１０２】
欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００は差分画像生成工程Ｓ１５００において生成された差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像５４を生成する工程である。
欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００において、欠陥抽出画像生成部１２１ｇは差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施し、欠陥抽出画像５４を生成する。欠陥抽出画像５４は記憶部１２１ａに適宜記憶される。
欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００が終了したら、欠陥良否判定工程Ｓ１７００に移行する。
【０１０３】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００は欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００において生成された欠陥抽出画像５４に基づいてネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を行う工程である。
【０１０４】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分のサイズを算出し、算出された欠陥部分のサイズ（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分のサイズの最大値）が予め取得された有効欠陥サイズ以下である場合には「第一欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分のサイズ（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分のサイズの最大値）が有効欠陥サイズより大きい場合には「第一欠陥要件」を満たさないと判定する。
【０１０５】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分の面積を算出し、算出された欠陥部分の面積（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分の面積の最大値）が予め取得された有効欠陥面積以下である場合には「第二欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分の面積（複数の欠陥部分がある場合には複数の欠陥部分の面積の最大値）が有効欠陥面積より大きい場合には「第二欠陥要件」を満たさないと判定する。
【０１０６】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、欠陥良否判定部１２１ｈは、欠陥抽出画像５４に基づいて欠陥抽出画像５４における欠陥部分の個数を算出し、算出された欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下である場合には「第三欠陥要件」を満たすと判定し、算出された欠陥部分の個数が有効欠陥個数より大きい場合には「第三欠陥要件」を満たさないと判定する。
【０１０７】
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、欠陥良否判定部１２１ｈは、上記「第一欠陥要件」、「第二欠陥要件」および「第三欠陥要件」の三つの要件を全て満たす場合にはネジ穴１０の欠陥については良好であると判定し、上記「第一欠陥要件」、「第二欠陥要件」および「第三欠陥要件」の三つの要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０の欠陥については不良であると判定する。
欠陥良否判定部１２１ｈによる「第一欠陥要件」の判定結果、「第二欠陥要件」の判定結果、「第三欠陥要件」の判定結果およびネジ穴１０の欠陥についての良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
欠陥良否判定工程Ｓ１７００が終了したら、最終良否判定工程Ｓ１８００に移行する。
【０１０８】
最終良否判定工程Ｓ１８００はネジ形状良否判定工程Ｓ１４００におけるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定の結果および欠陥良否判定工程Ｓ１７００におけるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定の結果に基づいてネジ穴１０の最終的な良否判定を行う工程である。
【０１０９】
最終良否判定工程Ｓ１８００において、最終良否判定部１２１ｉは、ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００においてネジ穴１０のネジ形状について良好であると判定した場合には「第一判定要件」を満たすと判定し、ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００においてネジ穴１０のネジ形状について不良であると判定した場合には「第一判定要件」を満たさないと判定する。
【０１１０】
最終良否判定工程Ｓ１８００において、最終良否判定部１２１ｉは、欠陥良否判定工程Ｓ１７００においてネジ穴１０の欠陥について良好であると判定した場合には「第二判定要件」を満たすと判定し、欠陥良否判定工程Ｓ１７００においてネジ穴１０の欠陥について不良であると判定した場合には「第二判定要件」を満たさないと判定する。
最終良否判定部１２１ｉは、上記「第一判定要件」および「第二判定要件」の両方を満たす場合にはネジ穴１０が最終的に良好であると判定し、上記「第一判定要件」および「第二判定要件」のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合（いずれか一方の要件を満たさない場合、または両方の要件を満たさない場合）にはネジ穴１０が最終的に不良であると判定する。
最終良否判定部１２１ｉによる「第一判定要件」の判定結果、「第二判定要件」の判定結果およびネジ穴１０の最終的な良否判定結果は、記憶部１２１ａに適宜記憶される。
【０１１１】
以上の如く、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
ネジ穴１０の内周面の展開画像５１を撮像する展開画像撮像工程Ｓ１１００と、
展開画像撮像工程Ｓ１１００において撮像された展開画像５１に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像５２を生成する変換画像生成工程Ｓ１２００と、
展開画像撮像工程Ｓ１１００において撮像された展開画像５１および変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２に基づいて展開画像５１におけるネジ山の長手方向と変換画像５２における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度αを算出するとともに、変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２に基づいて変換画像５２における点群の間隔のうちネジ穴１０のネジピッチに対応する間隔である点群間隔βを算出する点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００と、
予め取得された有効点群角度範囲と点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において算出された点群角度αとを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００において算出された点群間隔βとを比較することにより、ネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定工程Ｓ１４００と、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、従来の目視検査では困難であったネジピッチの微妙な変動やリード角の微妙な変動といったネジ穴１０の内周面の形状（ネジ形状）に係る良否判定を精度良く行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の検査の信頼性が向上する。
また、従来の高速フーリエ変換による変換画像を用いた検査では検査精度を確保するために予めパターンマッチングに供されるマスター画像を多数用意する必要があったが、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例では算出された点群角度αおよび点群間隔βをそれぞれ有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲と比較することによりネジ穴１０のネジ形状の良否判定を行うため、予め用意する必要があるのは実質的には有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲だけで良い。従って、従来の方法に比べて検査に供されるデータを相対的に小さくすることが可能である。特に、直径や深さ、ネジピッチ等がそれぞれ異なる複数種類のネジ穴について同一の装置を用いて検査を行う場合、従来はネジ穴の種類毎に多数のマスター画像を必要とするが、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例ではネジ穴の種類毎の有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲を持っていれば良く、記憶容量を小さくすることが可能であるという効果が顕著となる。
さらに、有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲はネジ穴１０の設計寸法やその寸法公差等に基づいて理論的に算出することにより得られるものであるため、実質的には予め有効点群角度範囲および有効点群間隔範囲を得るために別途実験等を行う必要が無く、作業性に優れる。
【０１１２】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００において、
点群角度αが有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および点群間隔βが有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合にはネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定し、
第一形状要件および第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０のネジ形状については不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０のネジ形状についての良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０のネジ形状についての良否判定の信頼性が向上する。
【０１１３】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像６１に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像６２と変換画像生成工程Ｓ１２００において生成された変換画像５２との差分である差分画像５３を生成する差分画像生成工程Ｓ１５００と、
差分画像生成工程Ｓ１５００において生成された差分画像５３に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像５４を生成する欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００と、
欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００において生成された欠陥抽出画像５４に基づいてネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定工程Ｓ１７００と、
を具備するものである。
このように構成することは、以下の利点を有する。
すなわち、従来の展開画像に二値化処理を施した画像（二値化画像）に基づく検査あるいはマスター展開画像（良好なネジ穴の展開画像）との間の差分に基づく検査では、二値化の閾値の設定やマスター展開画像等の撮像時の輝度によってはネジ穴の谷底部分（暗い部分）と欠陥部分とを区別できずにネジ穴の谷底部分および欠陥部分の両方を一つの大きな欠陥として誤って認識し、あるいは複数のネジ山を跨いだ形状の欠陥（図３参照）をネジ山の谷底部で切り離された複数の小さい欠陥として誤って認識する（図１４に示す二値化画像７１を参照）といった事態が生じ、検査精度を確保することが困難であった。
これに対して、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例では、高速フーリエ変換された画像の間（良好変換画像６２と変換画像５２の間）で差分をとることにより、ネジ穴１０のネジ山の尾根部分と谷底部分の輝度差等の影響を排除して欠陥のみを精度良く抽出することが可能である。
従って、ネジ穴１０の欠陥に係る良否判定を精度良く行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の検査の信頼性が向上する。
【０１１４】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
欠陥良否判定工程Ｓ１７００において、
欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および欠陥抽出画像５４における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合にはネジ穴１０の欠陥については良好であると判定し、
第一欠陥要件、第二欠陥要件および第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０の欠陥については不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０の欠陥についての良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の欠陥についての良否判定の信頼性が向上する。
【０１１５】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００におけるネジ穴１０のネジ形状に係る良否判定の結果および欠陥良否判定工程Ｓ１７００におけるネジ穴１０の欠陥に係る良否判定の結果に基づいてネジ穴１０の最終的な良否判定を行う最終良否判定工程Ｓ１８００を具備するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０のネジ形状および欠陥の状況の両方を加味した良否判定を行うことが可能であり、検査の精度および信頼性が向上する。
【０１１６】
また、本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例は、
最終良否判定工程Ｓ１８００において、
ネジ形状良否判定工程Ｓ１４００においてネジ穴１０のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と欠陥良否判定工程Ｓ１７００においてネジ穴１０の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合にはネジ穴１０が最終的に良好であると判定し、
第一判定要件および第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合にはネジ穴１０が最終的に不良であると判定するものである。
このように構成することにより、ネジ穴１０の最終的な良否判定を一定の判定基準に従って行うことが可能であり、ひいてはネジ穴１０の最終的な良否判定の信頼性が向上する。
【０１１７】
なお、図９に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例では、ネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）を行った後でネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）を行い、その後最終良否判定工程Ｓ１８００を行う構成としたが、本発明に係るネジ穴検査方法はこれに限定されない。
【０１１８】
すなわち、図１０に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第二実施例の如く、ネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）を行った後でネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）を行い、その後最終良否判定工程Ｓ１８００を行う構成としても同様の効果を奏する。
【０１１９】
また、図１１に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第三実施例の如く、展開画像撮像工程Ｓ１１００、変換画像生成工程Ｓ１２００を行った後、ネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）とネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）とを同時並行的に行い、その後最終良否判定工程Ｓ１８００を行う構成としても同様の効果を奏する。
【０１２０】
さらに、図１２に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第四実施例の如く、ネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）を行った結果、ネジ穴１０のネジ形状については良好であると判定された場合にのみネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）を行う構成とした場合には、最終良否判定工程Ｓ１８００を省略した構成であっても最終良否判定工程Ｓ１８００を行ったのと略同じ効果を奏する。
【０１２１】
また、図１３に示す本発明に係るネジ穴検査方法の第五実施例の如く、ネジ穴１０の欠陥の判定に係る工程（差分画像生成工程Ｓ１５００、欠陥抽出画像生成工程Ｓ１６００および欠陥良否判定工程Ｓ１７００）を行った結果、ネジ穴１０の欠陥については良好であると判定された場合にのみネジ穴１０のネジ形状の判定に係る工程（点群角度・点群間隔算出工程Ｓ１３００およびネジ形状良否判定工程Ｓ１４００）を行う構成とした場合には、最終良否判定工程Ｓ１８００を省略した構成であっても最終良否判定工程Ｓ１８００を行ったのと略同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明に係るネジ穴検査装置の実施の一形態を示す図。
【図２】本発明に係る欠陥が無いネジ穴の展開画像を示す図。
【図３】本発明に係る欠陥が有るネジ穴の展開画像を示す図。
【図４】本発明に係る欠陥が無いネジ穴の変換画像を示す図。
【図５】本発明に係る欠陥が有るネジ穴の変換画像を示す図。
【図６】本発明に係る点群角度および点群間隔を示す図。
【図７】本発明に係る差分画像を示す図。
【図８】本発明に係る欠陥抽出画像を示す図。
【図９】本発明に係るネジ穴検査方法の第一実施例を示す図。
【図１０】本発明に係るネジ穴検査方法の第二実施例を示す図。
【図１１】本発明に係るネジ穴検査方法の第三実施例を示す図。
【図１２】本発明に係るネジ穴検査方法の第四実施例を示す図。
【図１３】本発明に係るネジ穴検査方法の第五実施例を示す図。
【図１４】二値化画像を示す図。
【符号の説明】
【０１２３】
１０ ネジ穴
５１ 展開画像
５２ 変換画像
１００ ネジ穴検査装置
１１０ 撮像ユニット
１２１ｂ 撮像動作制御部
１２１ｃ 変換画像生成部
１２１ｄ 点群角度・点群間隔算出部
１２１ｅ ネジ形状良否判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジ穴の内周面の展開画像を撮像する展開画像撮像部と、
前記展開画像撮像部により撮像された展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像を生成する変換画像生成部と、
前記展開画像撮像部により撮像された展開画像および前記変換画像生成部により生成された変換画像に基づいて前記展開画像におけるネジ山の長手方向と前記変換画像における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに、前記変換画像生成部により生成された変換画像に基づいて当該変換画像における点群の間隔のうち前記ネジ穴のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出する点群角度・点群間隔算出部と、
予め取得された有効点群角度範囲と前記点群角度・点群間隔算出部により算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と前記点群角度・点群間隔算出部により算出された点群間隔とを比較することにより、前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定部と、
を具備するネジ穴検査装置。
【請求項２】
前記ネジ形状良否判定部は、
前記点群角度が前記有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および前記点群間隔が前記有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴のネジ形状については良好であると判定し、
前記第一形状要件および前記第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴のネジ形状については不良であると判定する請求項１に記載のネジ穴検査装置。
【請求項３】
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像と前記変換画像生成部により生成された変換画像との差分である差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像生成部により生成された差分画像に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像を生成する欠陥抽出画像生成部と、
前記欠陥抽出画像生成部により生成された欠陥抽出画像に基づいて前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定部と、
を具備する請求項１または請求項２に記載のネジ穴検査装置。
【請求項４】
前記欠陥良否判定部は、
前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合には前記ネジ穴の欠陥については良好であると判定し、
前記第一欠陥要件、前記第二欠陥要件および前記第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴の欠陥については不良であると判定する請求項３に記載のネジ穴検査装置。
【請求項５】
前記ネジ形状良否判定部による前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定の結果および前記欠陥良否判定部による前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定の結果に基づいて前記ネジ穴の最終的な良否判定を行う最終良否判定部を具備する請求項３または請求項４に記載のネジ穴検査装置。
【請求項６】
前記最終良否判定部は、
前記ネジ形状良否判定部が前記ネジ穴のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と前記欠陥良否判定部が前記ネジ穴の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴が最終的に良好であると判定し、
前記第一判定要件および前記第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴が最終的に不良であると判定する請求項５に記載のネジ穴検査装置。
【請求項７】
ネジ穴の内周面の展開画像を撮像する展開画像撮像工程と、
前記展開画像撮像工程において撮像された展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像を生成する変換画像生成工程と、
前記展開画像撮像工程において撮像された展開画像および前記変換画像生成工程において生成された変換画像に基づいて前記展開画像におけるネジ山の長手方向と前記変換画像における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに、前記変換画像生成工程において生成された変換画像に基づいて当該変換画像における点群の間隔のうち前記ネジ穴のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出する点群角度・点群間隔算出工程と、
予め取得された有効点群角度範囲と前記点群角度・点群間隔算出工程において算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と前記点群角度・点群間隔算出工程において算出された点群間隔とを比較することにより、前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定工程と、
を具備するネジ穴検査方法。
【請求項８】
前記ネジ形状良否判定工程において、
前記点群角度が前記有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および前記点群間隔が前記有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴のネジ形状については良好であると判定し、
前記第一形状要件および前記第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴のネジ形状については不良であると判定する請求項７に記載のネジ穴検査方法。
【請求項９】
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像と前記変換画像生成工程において生成された変換画像との差分である差分画像を生成する差分画像生成工程と、
前記差分画像生成工程において生成された差分画像に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像を生成する欠陥抽出画像生成工程と、
前記欠陥抽出画像生成工程において生成された欠陥抽出画像に基づいて前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定工程と、
を具備する請求項７または請求項８に記載のネジ穴検査方法。
【請求項１０】
前記欠陥良否判定工程において、
前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合には前記ネジ穴の欠陥については良好であると判定し、
前記第一欠陥要件、前記第二欠陥要件および前記第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴の欠陥については不良であると判定する請求項９に記載のネジ穴検査方法。
【請求項１１】
前記ネジ形状良否判定工程における前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定の結果および前記欠陥良否判定工程における前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定の結果に基づいて前記ネジ穴の最終的な良否判定を行う最終良否判定工程を具備する請求項９または請求項１０に記載のネジ穴検査方法。
【請求項１２】
前記最終良否判定工程において、
前記ネジ形状良否判定工程において前記ネジ穴のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と前記欠陥良否判定工程において前記ネジ穴の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴が最終的に良好であると判定し、
前記第一判定要件および前記第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴が最終的に不良であると判定する請求項１１に記載のネジ穴検査方法。
【請求項１】
ネジ穴の内周面の展開画像を撮像する展開画像撮像部と、
前記展開画像撮像部により撮像された展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像を生成する変換画像生成部と、
前記展開画像撮像部により撮像された展開画像および前記変換画像生成部により生成された変換画像に基づいて前記展開画像におけるネジ山の長手方向と前記変換画像における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに、前記変換画像生成部により生成された変換画像に基づいて当該変換画像における点群の間隔のうち前記ネジ穴のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出する点群角度・点群間隔算出部と、
予め取得された有効点群角度範囲と前記点群角度・点群間隔算出部により算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と前記点群角度・点群間隔算出部により算出された点群間隔とを比較することにより、前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定部と、
を具備するネジ穴検査装置。
【請求項２】
前記ネジ形状良否判定部は、
前記点群角度が前記有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および前記点群間隔が前記有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴のネジ形状については良好であると判定し、
前記第一形状要件および前記第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴のネジ形状については不良であると判定する請求項１に記載のネジ穴検査装置。
【請求項３】
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像と前記変換画像生成部により生成された変換画像との差分である差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記差分画像生成部により生成された差分画像に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像を生成する欠陥抽出画像生成部と、
前記欠陥抽出画像生成部により生成された欠陥抽出画像に基づいて前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定部と、
を具備する請求項１または請求項２に記載のネジ穴検査装置。
【請求項４】
前記欠陥良否判定部は、
前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合には前記ネジ穴の欠陥については良好であると判定し、
前記第一欠陥要件、前記第二欠陥要件および前記第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴の欠陥については不良であると判定する請求項３に記載のネジ穴検査装置。
【請求項５】
前記ネジ形状良否判定部による前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定の結果および前記欠陥良否判定部による前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定の結果に基づいて前記ネジ穴の最終的な良否判定を行う最終良否判定部を具備する請求項３または請求項４に記載のネジ穴検査装置。
【請求項６】
前記最終良否判定部は、
前記ネジ形状良否判定部が前記ネジ穴のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と前記欠陥良否判定部が前記ネジ穴の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴が最終的に良好であると判定し、
前記第一判定要件および前記第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴が最終的に不良であると判定する請求項５に記載のネジ穴検査装置。
【請求項７】
ネジ穴の内周面の展開画像を撮像する展開画像撮像工程と、
前記展開画像撮像工程において撮像された展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより変換画像を生成する変換画像生成工程と、
前記展開画像撮像工程において撮像された展開画像および前記変換画像生成工程において生成された変換画像に基づいて前記展開画像におけるネジ山の長手方向と前記変換画像における点群を結んだ線の長手方向との成す角度である点群角度を算出するとともに、前記変換画像生成工程において生成された変換画像に基づいて当該変換画像における点群の間隔のうち前記ネジ穴のネジピッチに対応する間隔である点群間隔を算出する点群角度・点群間隔算出工程と、
予め取得された有効点群角度範囲と前記点群角度・点群間隔算出工程において算出された点群角度とを比較するとともに予め取得された有効点群間隔範囲と前記点群角度・点群間隔算出工程において算出された点群間隔とを比較することにより、前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定を行うネジ形状良否判定工程と、
を具備するネジ穴検査方法。
【請求項８】
前記ネジ形状良否判定工程において、
前記点群角度が前記有効点群角度範囲の範囲内であるという第一形状要件および前記点群間隔が前記有効点群間隔範囲の範囲内であるという第二形状要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴のネジ形状については良好であると判定し、
前記第一形状要件および前記第二形状要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴のネジ形状については不良であると判定する請求項７に記載のネジ穴検査方法。
【請求項９】
予め取得された良好ネジ穴の内周面の展開画像に高速フーリエ変換を施すことにより生成された変換画像である良好変換画像と前記変換画像生成工程において生成された変換画像との差分である差分画像を生成する差分画像生成工程と、
前記差分画像生成工程において生成された差分画像に逆高速フーリエ変換を施すことにより欠陥抽出画像を生成する欠陥抽出画像生成工程と、
前記欠陥抽出画像生成工程において生成された欠陥抽出画像に基づいて前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定を行う欠陥良否判定工程と、
を具備する請求項７または請求項８に記載のネジ穴検査方法。
【請求項１０】
前記欠陥良否判定工程において、
前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれのサイズが予め取得された有効欠陥サイズ以下であるという第一欠陥要件、前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分のそれぞれの面積が予め取得された有効欠陥面積以下であるという第二欠陥要件、および前記欠陥抽出画像における単数または複数の欠陥部分の個数が予め取得された有効欠陥個数以下であるという第三欠陥要件、の三つの要件を全て満たす場合には前記ネジ穴の欠陥については良好であると判定し、
前記第一欠陥要件、前記第二欠陥要件および前記第三欠陥要件の三つの要件のうち、少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴の欠陥については不良であると判定する請求項９に記載のネジ穴検査方法。
【請求項１１】
前記ネジ形状良否判定工程における前記ネジ穴のネジ形状に係る良否判定の結果および前記欠陥良否判定工程における前記ネジ穴の欠陥に係る良否判定の結果に基づいて前記ネジ穴の最終的な良否判定を行う最終良否判定工程を具備する請求項９または請求項１０に記載のネジ穴検査方法。
【請求項１２】
前記最終良否判定工程において、
前記ネジ形状良否判定工程において前記ネジ穴のネジ形状について良好であると判定したという第一判定要件と前記欠陥良否判定工程において前記ネジ穴の欠陥について良好であると判定したという第二判定要件の両方を満たす場合には前記ネジ穴が最終的に良好であると判定し、
前記第一判定要件および前記第二判定要件のうち少なくとも一つの要件を満たさない場合には前記ネジ穴が最終的に不良であると判定する請求項１１に記載のネジ穴検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−１４３４７（Ｐ２００９−１４３４７Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７３０１９（Ｐ２００７−１７３０１９）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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