外観検査装置
【課題】複雑な形状の検査対象物を精度よく外観検査可能な外観検査装置を提供する。
【解決手段】外観検査装置１００は、検査対象物１０に対し傾斜配置され所定回転角度毎に検査対象物１０を撮像する撮像部４０と、撮像部４０の画像信号を処理し輝度画像データＧ１〜Ｇ２４を生成する輝度画像生成部Ｓ１２と、輝度画像データＧ１〜Ｇ２４において同位置の画素を輝度値の大きさ順に並び変え輝度画像データＧ１〜Ｇ２４を変換画像データｇ１〜ｇ２４に変換する画像変換部Ｓ１４と、変換画像データｇ１又は変換画像データｇ２４の各画素の輝度値から、変換画像データｇ２〜ｇ２３のうちの一つの変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことで、判定用画像データｇ’を生成する判定用画像生成部Ｓ１５と、判定用画像データｇ’の各画素の輝度値に基づいて、検査対象物１０の外観異常を判定する異常判定部Ｓ１６と、を備える。
【解決手段】外観検査装置１００は、検査対象物１０に対し傾斜配置され所定回転角度毎に検査対象物１０を撮像する撮像部４０と、撮像部４０の画像信号を処理し輝度画像データＧ１〜Ｇ２４を生成する輝度画像生成部Ｓ１２と、輝度画像データＧ１〜Ｇ２４において同位置の画素を輝度値の大きさ順に並び変え輝度画像データＧ１〜Ｇ２４を変換画像データｇ１〜ｇ２４に変換する画像変換部Ｓ１４と、変換画像データｇ１又は変換画像データｇ２４の各画素の輝度値から、変換画像データｇ２〜ｇ２３のうちの一つの変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことで、判定用画像データｇ’を生成する判定用画像生成部Ｓ１５と、判定用画像データｇ’の各画素の輝度値に基づいて、検査対象物１０の外観異常を判定する異常判定部Ｓ１６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部材等の検査対象物の外観を検査する外観検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ラインスキャンカメラを用いて、シール部材のリップ部における割れの有無を検査する外観検査装置が開示されている。検査対象物としてのシール部材は、油圧緩衝器や油圧シリンダ等の油圧機器に用いられる環状のオイルシールであり、油圧機器が有するロッド部の外周に摺接することで油圧機器の内部から作動油が漏れることを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４４１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の外観検査装置では、ラインスキャンカメラ（撮像部）はシール部材（検査対象物）の上面に臨むように下向きに配設されているため、検査対象物が複雑な形状である場合には死角になる部分が多く、シール部材の外観検査を十分に行うことができないという問題がある。
【０００５】
これに対し、撮像部によって検査対象物を斜め方向から撮像することにより、検査対象物の死角を少なくし、複雑な形状の検査対象物においても外観検査をすることができるようにも思われる。しかしながら、撮像部によって検査対象物を斜め方向から撮像すると、位置に依存した輝度値からなる画像が生成されるため、こうした位置依存の画像を用いて精度よく外観検査を行うことは難しく、依然として改善の余地が残されている。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な形状の検査対象物においても精度よく外観検査を行うことが可能な外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、検査対象物の外観を検査する外観検査装置において、前記検査対象物を保持する保持部と、前記検査対象物が所定方向に回転するように前記保持部を回転駆動させる駆動部と、前記検査対象物に対して傾斜するように配置され、所定回転角度毎に前記検査対象物を撮像する撮像部と、前記撮像部から出力される画像信号を処理して、輝度情報を有する複数の画素から構成される輝度画像データを生成する輝度画像生成部と、前記検査対象物の回転角度に対応して生成された複数の輝度画像データを、各輝度画像データの同位置の画素を輝度値の大きさ順に並び変えることによって、変換画像データに変換する画像変換部と、最大輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最小輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、又は、最小輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最大輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、判定用画像データを生成する判定用画像生成部と、前記判定用画像データの各画素の輝度値に基づいて、前記検査対象物の外観異常を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の外観検査装置によれば、撮像部によって検査対象物を斜め方向から撮像するので、検査対象物の死角を少なくでき、複雑な形状の検査対象物においても外観検査が可能となる。また、最大輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最小輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、又は、最小輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最大輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、位置依存の輝度成分を除去した輝度値からなる判定用画像データを生成するので、この判定用画像データに基づいて検査対象物の外観を精度よく検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による外観検査装置の概略構成図である。
【図２】外観検査装置に設けられる制御ユニットが実行する外観検査制御を示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）は撮像されたシール部材の輝度画像データであり、（Ｂ）は検査領域のみを抽出した輝度画像データである。
【図４】（Ａ）は輝度画像データを撮像順に並べた様子を示す模式図であり、（Ｂ）は輝度画像データを変換画像データに変換する様子を示す模式図である。
【図５】（Ａ）は撮像順に並べた輝度画像データであり、（Ｂ）は輝度値の大きさ順に並べた変換画像データである。
【図６】（Ａ）は変換画像データに基づいて生成された判定用画像データであり、（Ｂ）は判定用画像データの生成の仕方を示す模式図である。
【図７】他の態様における判定用画像データの生成の仕方を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、本発明の実施形態による外観検査装置１００について説明する。
【００１１】
まず、図１を参照して、検査対象物の外観を検査する外観検査装置１００の構成について説明する。図１は、外観検査装置１００の概略構成図である。
【００１２】
図１に示すように、外観検査装置１００は、シール部材１０の外観を検査する装置である。検査対象物としてのシール部材１０は、油圧緩衝器や油圧シリンダ等の油圧機器に用いられる環状のオイルシールであり、複数のリップ部を有するゴム部１１をリング状のインサートメタル１２に一体形成することによって構成される。このように、シール部材１０は、複数のリップ部を有する複雑な形状を有している。本実施形態による外観検査装置１００は、主にシール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂを検査して、外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂにおけるゴム部１１の外観異常を判定する。
【００１３】
外観検査装置１００は、載置されるシール部材１０を保持可能な保持部２０と、保持部２０を回転駆動する駆動部３０と、シール部材１０を撮像する撮像部４０と、駆動部３０及び撮像部４０の動作を制御する制御ユニット５０と、を備える。
【００１４】
保持部２０は、ターンテーブル２１及びターンテーブル２１の下面中心から下方に突出する回転軸２２を有している。保持部２０は、回転軸２２を介して、枠体６０に回転自在に支持される。
【００１５】
保持部２０のターンテーブル２１は、シール部材１０を載置可能に形成される。ターンテーブル２１は、図示しない保持機構によって、保持部２０の回転中心とシール部材１０の中心とが一致するようにシール部材１０を保持する。なお、図１では、シール部材１０は、インサートメタル１２の露出部分が上側となるようにターンテーブル２１上に配置されているが、インサートメタル１２の露出部分が下側となるようにターンテーブル２１上に配置することもできる。
【００１６】
駆動部３０は、保持部２０の回転軸２２を回転駆動するステッピングモータであり、枠体６０内に設置される。駆動部３０の駆動力は、図示しない動力伝達機構を介して回転軸２２に伝達される。駆動部３０の駆動力に基づいて回転軸２２が太矢印の方向に回転駆動されることによって、ターンテーブル２１とともにシール部材１０が回転する。
【００１７】
なお、本実施形態では、駆動部３０としてステッピングモータを採用したが、これに限られず、サーボモータ等を採用してもよい。駆動部３０としてステッピングモータを採用した場合には、簡単な回路構成で正確な位置決め制御を実現でき、制御ユニット５０の構成を簡素化することが可能となる。
【００１８】
撮像部４０は、モノクロイメージセンサを内蔵するカメラである。撮像部４０は、その軸心がシール部材１０の回転中心軸に対して傾斜するように配置され、斜め上方からシール部材１０を撮像する。撮像部４０の軸心とシール部材１０の回転中心軸とのなす傾斜角度θは、検査対象物の形状等に応じて０°以外に任意に調整される。
【００１９】
撮像部４０は、シール部材１０が一回転する間に、１５°間隔でシール部材１０を撮像するように設定されている。したがって、撮像部４０は、シール部材１０が一回転する際に、シール部材１０を２４回撮像する。
【００２０】
なお、本実施形態では、撮像部４０は、シール部材１０が一回転する間に１５°間隔でシール部材１０を撮像するように設定されているが、これに限られない。つまり、シール部材１０の回転角度は１５°に限られず適宜変更してもよく、この回転角度の変更に応じて撮像部４０による撮像回数も変更される。
【００２１】
撮像部４０の前方には、シール部材１０の撮像時に使用される発光部７０が設けられる。発光部７０は貫通孔７１を有しており、撮像部４０は貫通孔７１を介してシール部材１０を撮像する。発光部７０は、撮像部４０の撮像タイミングに対応して発光し、照射光をシール部材１０に照射する。これにより、撮像部４０によってシール部材１０を鮮明に撮像することが可能となる。
【００２２】
制御ユニット５０は、駆動部３０及び撮像部４０のそれぞれに接続する。制御ユニット５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏインターフェイス）を有するコンピュータである。
【００２３】
制御ユニット５０は、所定の入力データをマニュアル入力可能な入力部５１と、種々の表示データを表示可能な表示部５２と、を備える。入力部５１は例えばキーボードであり、表示部５２は例えばモニタである。
【００２４】
制御ユニット５０の入力部５１を介して外観検査開始操作が行われた場合には、制御ユニット５０は、ＲＯＭに記憶されたプログラム等に基づいて外観検査制御を実行する。
【００２５】
外観検査制御では、制御ユニット５０は、シール部材１０を撮像するように撮像部４０を制御し、撮像部４０の画像信号に基づいて各回転角度におけるシール部材１０の輝度画像データを生成する。そして、制御ユニット５０は、これら輝度画像データにおいて同座標位置の画素を輝度値に応じて並び変えることで各輝度画像データをそれぞれ変換画像データに変換し、これら変換画像データに基づいて一個の判定用画像データを生成して、この判定用画像データに基づいてシール部材１０の外観異常を判定する。
【００２６】
図２〜図６を参照して、外観検査装置１００の制御ユニット５０が実行する外観検査制御の詳細について説明する。
【００２７】
図２は、制御ユニット５０が実行する外観検査制御の内容を示すフローチャートである。図３は、図２のステップ１２の輝度画像生成処理に関する図である。図３（Ａ）は輝度画像データであり、図３（Ｂ）は検査領域のみを抽出した輝度画像データである。図４及び図５は、図２のステップ１４の画像変換処理に関する図である。図４（Ａ）は複数の輝度画像データを撮像順に並べた様子を示す模式図であり、図４（Ｂ）は各輝度画像データをそれぞれ変換画像データに変換する様子を示す模式図である。図５（Ａ）は撮像順に並べた輝度画像データであり、図５（Ｂ）は輝度値の大きさ順に並べた変換画像データである。図６は、図２のステップ１５の判定用画像生成処理に関する図である。図６（Ａ）は判定用画像データであり、図６（Ｂ）は判定用画像データの生成の仕方を示す模式図である。
【００２８】
図２に示すように、ステップ１０では、制御ユニット５０は、保持部２０によって保持されているシール部材１０を撮像するように撮像部４０を制御する。外観検査開始時には、撮像部４０は、回転角度０°の初期位置で停止しているシール部材１０を撮像する。
【００２９】
ステップ１１では、制御ユニット５０は、保持部２０を１５°回転させるように駆動部３０を制御する。保持部２０の回転に伴って、ターンテーブル２１上のシール部材１０も１５°回転する。
【００３０】
ステップ１２では、制御ユニット５０は、ステップ１０で撮像したシール部材１０の輝度画像データＧを生成する輝度画像生成処理を実行する。ステップ１２の処理が、特許請求の範囲に記載の輝度画像生成部に相当する。
【００３１】
輝度画像生成処理では、制御ユニット５０は、ステップ１０での撮像後に撮像部４０から出力される画像信号を処理して、図３（Ａ）に示すようなシール部材１０の輝度画像データＧを生成する。輝度画像データＧは、輝度情報を有する複数の画素から構成されている。輝度画像データＧは２００万画素のモノクロ画像データであり、輝度画像データＧの各画素には輝度情報として０〜２５５の輝度値が割り当てられている。輝度画像データＧでは、輝度値が小さくなるほど画素は黒くなり、輝度値が大きくなるほど画素は白くなる。
【００３２】
さらに、輝度画像生成処理では、制御ユニット５０は、図３（Ａ）のように生成した輝度画像データＧのうち、外観検査を行う検査領域以外の領域の輝度情報を破棄する。外観検査装置１００はシール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂにおけるゴム部１１の検査を行うように構成されているため、シール部材１０の上面及びターンテーブル２１の上面に対応する領域の輝度情報が破棄される。したがって、輝度画像データＧは、図３（Ｂ）に示すように、シール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂのみが抽出された画像データとなる。
【００３３】
このように、輝度画像データＧにおいて、検査領域以外の領域の輝度情報を破棄することで、その後の処理における制御ユニット５０の演算負荷を低減でき、外観検査にかかる時間を短縮することが可能となる。
【００３４】
ステップ１３では、制御ユニット５０は、一回転分のシール部材１０の輝度画像データＧが生成されたか否かを判定する。
【００３５】
制御ユニット５０は、シール部材１０の回転角度に対応して２４個の輝度画像データＧが生成されたか否かを判定し、２４個の輝度画像データＧが生成されている場合にはステップ１４の処理を実行する。
【００３６】
これに対して、２４個の輝度画像データＧが生成されていない場合には、制御ユニット５０はステップ１０の処理を再度実行する。これにより、前回位置から１５°回転して停止しているシール部材１０が、撮像部４０によって撮像される。
【００３７】
ステップ１４では、制御ユニット５０は、輝度画像データＧを変換画像データｇに変換する画像変換処理を実行する。ステップ１４の処理が、特許請求の範囲に記載の画像変換処理部に相当する。
【００３８】
画像変換処理では、シール部材１０の回転角度に対応して生成された２４個の輝度画像データＧ１〜Ｇ２４において同座標位置の画素を輝度値の大きさ順に並び変えることによって、各輝度画像データＧ１〜Ｇ２４をそれぞれ変換画像データｇ１〜ｇ２４に変換する。
【００３９】
例えば、図４（Ａ）に示すように、輝度画像データＧ１、Ｇ２が白色、灰色、黒色の三色で表現される画像データであり、輝度画像データＧ３〜Ｇ２４が黒色のみの画像データである場合には、輝度画像データＧ１、Ｇ２の間で同座標位置の画素が輝度値の大きさ順に並び変えられる。座標位置ｆ及びｈにおける輝度画像データＧ１の画素は灰色であり、同座標位置における輝度画像データＧ２の画素の輝度値よりも小さいので、座標位置ｆ及びｈにおける画素が輝度画像データＧ１、Ｇ２の間で入れ替えられ、図４（Ｂ）に示すように輝度画像データＧ１、Ｇ２がそれぞれ変換画像データｇ１、ｇ２に変換される。
【００４０】
なお、輝度画像データＧ３〜Ｇ２４は、黒色のみの画像データであるため、そのまま変換画像データｇ３〜ｇ２４となる。
【００４１】
上述の通り、画像変換処理では、輝度画像データＧ１〜Ｇ２４は、同座標位置の画素が輝度値に応じて並び変えられ、それぞれ変換画像データｇ１〜ｇ２４に変換される。したがって、変換画像データｇ１は最大輝度値の画素群によって構成される画像データとなり、変換画像データｇ２４は最小輝度値の画素群によって構成される画像データとなる。なお、変換画像データｇ２〜ｇ２３は、最大輝度値と最小輝度値との間で輝度値が小さくなるように順列された画素群によって構成される画像データとなる。
【００４２】
シール部材１０の外周面１０Ａに異物が付着している等の異常がある場合には、輝度画像データＧにおいて異物のある部分の輝度値とその他の部分の輝度値とが異なり、例えば図５（Ａ）に示すように異物のある部分が白く表示される。このようなシール部材１０の輝度画像データＧ１〜Ｇ２４に画像変換処理が施されると、図５（Ｂ）に示すように、変換画像データｇ１〜ｇ２４のうち最大輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ１が、異物等の外観異常情報を含んだ画像データとなる。このように、変換画像データｇ１には、他の変換画像データｇ２等よりも異物等の影響が強く反映される。
【００４３】
図２に示すように、画像変換処理後のステップ１５では、制御ユニット５０は、シール部材１０の外観異常を判定するための判定用画像データｇ’を生成する判定用画像生成処理を実行する。ステップ１５の処理が、特許請求の範囲に記載の判定用画像生成部に相当する。
【００４４】
判定用画像生成処理では、制御ユニット５０は、最大輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ１と、変換画像データｇ１の次に大きい輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ２とに基づいて、一個の判定用画像データｇ’を生成する。つまり、制御ユニット５０は、変換画像データｇ１の各画素の輝度値から、変換画像データｇ１の各画素に対応する変換画像データｇ２の各画素の輝度値を差し引くことによって、図６（Ａ）に示すような判定用画像データｇ’を生成する。
【００４５】
図６（Ｂ）は、図５（Ｂ）の変換画像データｇ１、ｇ２及び図６（Ａ）の判定用画像データｇ’の破線位置に対応する画素の輝度値を図示したものである。
【００４６】
図６（Ｂ）に示すように、変換画像データｇ１の輝度線Ａは、曲線であって、異物のある位置における輝度値が大きくなっている。これに対して、変換画像データｇ２の輝度線Ｂは、異物の影響を受けておらず、滑らかな曲線となっている。ここで、変換画像データｇ１及び変換画像データｇ２に判定用画像生成処理を施すと、判定用画像データｇ’の輝度線Ｃに示すように、異物等の外観異常に関連する輝度値が相対値として抽出される。
【００４７】
これにより、異物等に依存する輝度成分とシール部材１０の位置に依存する輝度成分とを含む輝度値からなる変換画像データｇ１から位置依存の輝度成分を除去でき、異物等に依存する輝度成分の輝度値からなる判定用画像データｇ’を生成することができる。
【００４８】
図２に示すように、判定用画像生成処理後のステップ１６では、制御ユニット５０は、判定用画像データｇ’に基づいて、シール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂに異常があるか否かを判定する。
【００４９】
シール部材１０の外観に異常があるか否かは、判定用画像データｇ’の各画素の輝度値と予め定められた基準輝度値とを比較することによって判定される。制御ユニット５０は、例えば所定画素範囲内において基準輝度値を超える部分の面積が所定値よりも大きい場合に、外観異常があると判定する。ステップ１６の処理が、特許請求の範囲に記載の異常判定部に相当する。
【００５０】
シール部材１０の外観が正常である場合には、制御ユニット５０はステップ１７の処理を実行する。これに対して、シール部材１０の外観に異常がある場合には、制御ユニット５０はステップ１８の処理を実行する。
【００５１】
ステップ１７では、制御ユニット５０は、制御ユニット５０の表示部５２にシール部材１０の外観が正常であることを報知するメッセージ等を表示し、外観検査制御を終了する。
【００５２】
ステップ１８では、制御ユニット５０は、制御ユニット５０の表示部５２にシール部材１０の外観に異常があることを報知するメッセージ等を表示し、外観検査制御を終了する。
【００５３】
上記した本実施形態の外観検査装置１００によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５４】
外観検査装置１００では、撮像部４０によってシール部材１０を斜め方向から撮像するようにしたので、シール部材１０の死角を少なくでき、例えば複雑な形状であるシール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂを同時に検査することが可能となる。この外観検査装置１００では、各回転角度におけるシール部材１０の輝度画像データＧ１〜Ｇ２４において同座標位置における画素を輝度値に応じて並び変えて変換画像データｇ１〜ｇ２４を生成し、変換画像データｇ１の各画素の輝度値から変換画像データｇ２の各画素の輝度値を差し引いて異物等に依存する輝度成分の輝度値からなる判定用画像データｇ’を生成するので、判定用画像データｇ’に基づいてシール部材１０の外観を精度よく検査することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態では、外観検査装置１００の制御ユニット５０は変換画像データｇ１、ｇ２に基づいて判定用画像データｇ’を生成するが、これに限られるものではない。シール部材１０の外周面１０Ａのゴム部１１に割れ等の異常がある場合には、輝度画像データＧにおいて割れのある部分の輝度値とその他の部分の輝度値とが異なり、例えば割れのある部分が黒く表示される。ここで、輝度画像データＧ１〜Ｇ２４に画像変換処理が施されると、変換画像データｇ１〜ｇ２４のうち最小輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ２４が割れ等の外観異常情報を含んだ画像データとなる。この場合には、変換画像データｇ２４と、変換画像データｇ２４の次に小さい輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ２３とに基づいて、判定用画像データｇ’が生成される。
【００５６】
図７は、変換画像データｇ２３、ｇ２４及び判定用画像データｇ’において、割れのある部分を含む所定位置に対応する画素の輝度値を図示したものである。線Ｄは変換画像データｇ２３の輝度線であり、線Ｅは変換画像データｇ２４の輝度線である。線Ｆは、変換画像データｇ２４の各画素の輝度値から変換画像データｇ２３の各画素の輝度値を差し引いた時の輝度線である。線Ｇは、判定用画像データｇ’の輝度線である。なお、変換画像データｇ２４の輝度線Ｅで凹んでいる部分に割れ等の外観異常が含まれている。
【００５７】
図７に示すように、変換画像データｇ２４の各画素の輝度値（線Ｅ）から、変換画像データｇ２４の各画素に対応する変換画像データｇ２３の各画素の輝度値（線Ｄ）を差し引き（線Ｆ）、その後正負の符号を反転させることによって判定用画像データｇ’が生成される（線Ｇ）。これにより、割れ等に依存する輝度成分とシール部材１０の位置に依存する輝度成分とを含む輝度値からなる変換画像データｇ２４から位置依存の輝度成分を除去でき、割れ等に依存する輝度成分の輝度値からなる判定用画像データｇ’が生成される。この判定用画像データｇ’に基づいて、ステップ１６で説明した手法により外観異常を判定することで、シール部材１０の外観を精度よく検査することが可能となる。
【００５８】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。
【００５９】
例えば、外観検査装置１００では、変換画像データｇ１、ｇ２に基づいて判定用画像データｇ’を生成するが、変換画像データｇ２の代わりに変換画像データｇ３〜ｇ２３のいずれか一つの変換画像データを用いて判定用画像データｇ’を生成してもよい。ここで、変換画像データｇ２４を除いたのは、変換画像データｇ２４には外観異常に関する輝度情報が含まれている可能性があるからである。
【００６０】
外観検査装置１００は、変換画像データｇ２３、ｇ２４に基づいて判定用画像データｇ’を生成するが、変換画像データｇ２３の代わりに変換画像データｇ２〜ｇ２２のいずれか一つの変換画像データを用いて判定用画像データｇ’を生成してもよい。ここで、変換画像データｇ１を除いたのは、変換画像データｇ１には外観異常に関する輝度情報が含まれている可能性があるからである。
【００６１】
外観検査装置１００は、モノクロイメージセンサを内蔵するカメラとしたが、カラーイメージセンサを内蔵するカメラとしてもよい。カラーイメージセンサが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三つの画像信号を得ことができるものである場合には、例えば緑色（Ｇ）に対応する画像信号のみを抽出して各画素に対応する輝度値を導出することで輝度画像データを生成することができる。
【００６２】
外観検査装置１００では、環状のシール部材１０を検査対象物としたが、検査対象物の種類はシール部材に限定されず、検査対象物の形状も環状に限定されない。例えば、平面視正八角形の部材等に対しては、回転角度４５°毎に輝度画像データを生成することで輝度画像データに表示される形状がそれぞれ同一の形状となるため、外観検査装置１００によって外観を検査することができる。つまり、検査対象物は、所定回転角度毎の輝度画像データに表示される形状がそれぞれ同形状となるような部材であればよい。
【００６３】
制御ユニット５０は、所定画素範囲内において基準輝度値を超える部分の面積が所定値よりも大きい場合に外観異常があると判定しており、基準輝度値を超える部分の面積を判定基準としていたが、これに限られない。例えば、制御ユニット５０は、所定画素範囲内において基準輝度値を超える部分があった場合に外観異常があると判定し、基準輝度値を超える部分の有無を判定基準としてもよい。要するに、判定用画像データの各画素の輝度値と予め定められた基準輝度値とを比較することによって、外観異常を判定すればよい。
【００６４】
また、制御ユニット５０は、判定用画像データの各画素の輝度値と予め定められた基準輝度値とを比較することによって外観異常を判定する代わりに、所定画素範囲内における輝度値の標準偏差を算出し、その算出した標準偏差が所定値よりも大きい場合に、外観異常があると判定してもよい。要するに、判定用画像データの各画素の輝度値に基づいて、検査対象物の外観異常を判定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、種々の検査対象物の外観を検査する装置に適用することができ、検査対象物の外観を精度よく検出できるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 外観検査装置
１０ シール部材
１０Ａ 外周面
１０Ｂ 内周面
１１ ゴム部
１２ インサートメタル
２０ 保持部
３０ 駆動部
４０ 撮像部
５０ 制御ユニット
５１ 入力部
５２ 表示部
Ｇ 輝度画像データ
ｇ 変換画像データ
ｇ’ 判定用画像データ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部材等の検査対象物の外観を検査する外観検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ラインスキャンカメラを用いて、シール部材のリップ部における割れの有無を検査する外観検査装置が開示されている。検査対象物としてのシール部材は、油圧緩衝器や油圧シリンダ等の油圧機器に用いられる環状のオイルシールであり、油圧機器が有するロッド部の外周に摺接することで油圧機器の内部から作動油が漏れることを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４４１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の外観検査装置では、ラインスキャンカメラ（撮像部）はシール部材（検査対象物）の上面に臨むように下向きに配設されているため、検査対象物が複雑な形状である場合には死角になる部分が多く、シール部材の外観検査を十分に行うことができないという問題がある。
【０００５】
これに対し、撮像部によって検査対象物を斜め方向から撮像することにより、検査対象物の死角を少なくし、複雑な形状の検査対象物においても外観検査をすることができるようにも思われる。しかしながら、撮像部によって検査対象物を斜め方向から撮像すると、位置に依存した輝度値からなる画像が生成されるため、こうした位置依存の画像を用いて精度よく外観検査を行うことは難しく、依然として改善の余地が残されている。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な形状の検査対象物においても精度よく外観検査を行うことが可能な外観検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、検査対象物の外観を検査する外観検査装置において、前記検査対象物を保持する保持部と、前記検査対象物が所定方向に回転するように前記保持部を回転駆動させる駆動部と、前記検査対象物に対して傾斜するように配置され、所定回転角度毎に前記検査対象物を撮像する撮像部と、前記撮像部から出力される画像信号を処理して、輝度情報を有する複数の画素から構成される輝度画像データを生成する輝度画像生成部と、前記検査対象物の回転角度に対応して生成された複数の輝度画像データを、各輝度画像データの同位置の画素を輝度値の大きさ順に並び変えることによって、変換画像データに変換する画像変換部と、最大輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最小輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、又は、最小輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最大輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、判定用画像データを生成する判定用画像生成部と、前記判定用画像データの各画素の輝度値に基づいて、前記検査対象物の外観異常を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の外観検査装置によれば、撮像部によって検査対象物を斜め方向から撮像するので、検査対象物の死角を少なくでき、複雑な形状の検査対象物においても外観検査が可能となる。また、最大輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最小輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、又は、最小輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最大輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、位置依存の輝度成分を除去した輝度値からなる判定用画像データを生成するので、この判定用画像データに基づいて検査対象物の外観を精度よく検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態による外観検査装置の概略構成図である。
【図２】外観検査装置に設けられる制御ユニットが実行する外観検査制御を示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）は撮像されたシール部材の輝度画像データであり、（Ｂ）は検査領域のみを抽出した輝度画像データである。
【図４】（Ａ）は輝度画像データを撮像順に並べた様子を示す模式図であり、（Ｂ）は輝度画像データを変換画像データに変換する様子を示す模式図である。
【図５】（Ａ）は撮像順に並べた輝度画像データであり、（Ｂ）は輝度値の大きさ順に並べた変換画像データである。
【図６】（Ａ）は変換画像データに基づいて生成された判定用画像データであり、（Ｂ）は判定用画像データの生成の仕方を示す模式図である。
【図７】他の態様における判定用画像データの生成の仕方を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、本発明の実施形態による外観検査装置１００について説明する。
【００１１】
まず、図１を参照して、検査対象物の外観を検査する外観検査装置１００の構成について説明する。図１は、外観検査装置１００の概略構成図である。
【００１２】
図１に示すように、外観検査装置１００は、シール部材１０の外観を検査する装置である。検査対象物としてのシール部材１０は、油圧緩衝器や油圧シリンダ等の油圧機器に用いられる環状のオイルシールであり、複数のリップ部を有するゴム部１１をリング状のインサートメタル１２に一体形成することによって構成される。このように、シール部材１０は、複数のリップ部を有する複雑な形状を有している。本実施形態による外観検査装置１００は、主にシール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂを検査して、外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂにおけるゴム部１１の外観異常を判定する。
【００１３】
外観検査装置１００は、載置されるシール部材１０を保持可能な保持部２０と、保持部２０を回転駆動する駆動部３０と、シール部材１０を撮像する撮像部４０と、駆動部３０及び撮像部４０の動作を制御する制御ユニット５０と、を備える。
【００１４】
保持部２０は、ターンテーブル２１及びターンテーブル２１の下面中心から下方に突出する回転軸２２を有している。保持部２０は、回転軸２２を介して、枠体６０に回転自在に支持される。
【００１５】
保持部２０のターンテーブル２１は、シール部材１０を載置可能に形成される。ターンテーブル２１は、図示しない保持機構によって、保持部２０の回転中心とシール部材１０の中心とが一致するようにシール部材１０を保持する。なお、図１では、シール部材１０は、インサートメタル１２の露出部分が上側となるようにターンテーブル２１上に配置されているが、インサートメタル１２の露出部分が下側となるようにターンテーブル２１上に配置することもできる。
【００１６】
駆動部３０は、保持部２０の回転軸２２を回転駆動するステッピングモータであり、枠体６０内に設置される。駆動部３０の駆動力は、図示しない動力伝達機構を介して回転軸２２に伝達される。駆動部３０の駆動力に基づいて回転軸２２が太矢印の方向に回転駆動されることによって、ターンテーブル２１とともにシール部材１０が回転する。
【００１７】
なお、本実施形態では、駆動部３０としてステッピングモータを採用したが、これに限られず、サーボモータ等を採用してもよい。駆動部３０としてステッピングモータを採用した場合には、簡単な回路構成で正確な位置決め制御を実現でき、制御ユニット５０の構成を簡素化することが可能となる。
【００１８】
撮像部４０は、モノクロイメージセンサを内蔵するカメラである。撮像部４０は、その軸心がシール部材１０の回転中心軸に対して傾斜するように配置され、斜め上方からシール部材１０を撮像する。撮像部４０の軸心とシール部材１０の回転中心軸とのなす傾斜角度θは、検査対象物の形状等に応じて０°以外に任意に調整される。
【００１９】
撮像部４０は、シール部材１０が一回転する間に、１５°間隔でシール部材１０を撮像するように設定されている。したがって、撮像部４０は、シール部材１０が一回転する際に、シール部材１０を２４回撮像する。
【００２０】
なお、本実施形態では、撮像部４０は、シール部材１０が一回転する間に１５°間隔でシール部材１０を撮像するように設定されているが、これに限られない。つまり、シール部材１０の回転角度は１５°に限られず適宜変更してもよく、この回転角度の変更に応じて撮像部４０による撮像回数も変更される。
【００２１】
撮像部４０の前方には、シール部材１０の撮像時に使用される発光部７０が設けられる。発光部７０は貫通孔７１を有しており、撮像部４０は貫通孔７１を介してシール部材１０を撮像する。発光部７０は、撮像部４０の撮像タイミングに対応して発光し、照射光をシール部材１０に照射する。これにより、撮像部４０によってシール部材１０を鮮明に撮像することが可能となる。
【００２２】
制御ユニット５０は、駆動部３０及び撮像部４０のそれぞれに接続する。制御ユニット５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏインターフェイス）を有するコンピュータである。
【００２３】
制御ユニット５０は、所定の入力データをマニュアル入力可能な入力部５１と、種々の表示データを表示可能な表示部５２と、を備える。入力部５１は例えばキーボードであり、表示部５２は例えばモニタである。
【００２４】
制御ユニット５０の入力部５１を介して外観検査開始操作が行われた場合には、制御ユニット５０は、ＲＯＭに記憶されたプログラム等に基づいて外観検査制御を実行する。
【００２５】
外観検査制御では、制御ユニット５０は、シール部材１０を撮像するように撮像部４０を制御し、撮像部４０の画像信号に基づいて各回転角度におけるシール部材１０の輝度画像データを生成する。そして、制御ユニット５０は、これら輝度画像データにおいて同座標位置の画素を輝度値に応じて並び変えることで各輝度画像データをそれぞれ変換画像データに変換し、これら変換画像データに基づいて一個の判定用画像データを生成して、この判定用画像データに基づいてシール部材１０の外観異常を判定する。
【００２６】
図２〜図６を参照して、外観検査装置１００の制御ユニット５０が実行する外観検査制御の詳細について説明する。
【００２７】
図２は、制御ユニット５０が実行する外観検査制御の内容を示すフローチャートである。図３は、図２のステップ１２の輝度画像生成処理に関する図である。図３（Ａ）は輝度画像データであり、図３（Ｂ）は検査領域のみを抽出した輝度画像データである。図４及び図５は、図２のステップ１４の画像変換処理に関する図である。図４（Ａ）は複数の輝度画像データを撮像順に並べた様子を示す模式図であり、図４（Ｂ）は各輝度画像データをそれぞれ変換画像データに変換する様子を示す模式図である。図５（Ａ）は撮像順に並べた輝度画像データであり、図５（Ｂ）は輝度値の大きさ順に並べた変換画像データである。図６は、図２のステップ１５の判定用画像生成処理に関する図である。図６（Ａ）は判定用画像データであり、図６（Ｂ）は判定用画像データの生成の仕方を示す模式図である。
【００２８】
図２に示すように、ステップ１０では、制御ユニット５０は、保持部２０によって保持されているシール部材１０を撮像するように撮像部４０を制御する。外観検査開始時には、撮像部４０は、回転角度０°の初期位置で停止しているシール部材１０を撮像する。
【００２９】
ステップ１１では、制御ユニット５０は、保持部２０を１５°回転させるように駆動部３０を制御する。保持部２０の回転に伴って、ターンテーブル２１上のシール部材１０も１５°回転する。
【００３０】
ステップ１２では、制御ユニット５０は、ステップ１０で撮像したシール部材１０の輝度画像データＧを生成する輝度画像生成処理を実行する。ステップ１２の処理が、特許請求の範囲に記載の輝度画像生成部に相当する。
【００３１】
輝度画像生成処理では、制御ユニット５０は、ステップ１０での撮像後に撮像部４０から出力される画像信号を処理して、図３（Ａ）に示すようなシール部材１０の輝度画像データＧを生成する。輝度画像データＧは、輝度情報を有する複数の画素から構成されている。輝度画像データＧは２００万画素のモノクロ画像データであり、輝度画像データＧの各画素には輝度情報として０〜２５５の輝度値が割り当てられている。輝度画像データＧでは、輝度値が小さくなるほど画素は黒くなり、輝度値が大きくなるほど画素は白くなる。
【００３２】
さらに、輝度画像生成処理では、制御ユニット５０は、図３（Ａ）のように生成した輝度画像データＧのうち、外観検査を行う検査領域以外の領域の輝度情報を破棄する。外観検査装置１００はシール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂにおけるゴム部１１の検査を行うように構成されているため、シール部材１０の上面及びターンテーブル２１の上面に対応する領域の輝度情報が破棄される。したがって、輝度画像データＧは、図３（Ｂ）に示すように、シール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂのみが抽出された画像データとなる。
【００３３】
このように、輝度画像データＧにおいて、検査領域以外の領域の輝度情報を破棄することで、その後の処理における制御ユニット５０の演算負荷を低減でき、外観検査にかかる時間を短縮することが可能となる。
【００３４】
ステップ１３では、制御ユニット５０は、一回転分のシール部材１０の輝度画像データＧが生成されたか否かを判定する。
【００３５】
制御ユニット５０は、シール部材１０の回転角度に対応して２４個の輝度画像データＧが生成されたか否かを判定し、２４個の輝度画像データＧが生成されている場合にはステップ１４の処理を実行する。
【００３６】
これに対して、２４個の輝度画像データＧが生成されていない場合には、制御ユニット５０はステップ１０の処理を再度実行する。これにより、前回位置から１５°回転して停止しているシール部材１０が、撮像部４０によって撮像される。
【００３７】
ステップ１４では、制御ユニット５０は、輝度画像データＧを変換画像データｇに変換する画像変換処理を実行する。ステップ１４の処理が、特許請求の範囲に記載の画像変換処理部に相当する。
【００３８】
画像変換処理では、シール部材１０の回転角度に対応して生成された２４個の輝度画像データＧ１〜Ｇ２４において同座標位置の画素を輝度値の大きさ順に並び変えることによって、各輝度画像データＧ１〜Ｇ２４をそれぞれ変換画像データｇ１〜ｇ２４に変換する。
【００３９】
例えば、図４（Ａ）に示すように、輝度画像データＧ１、Ｇ２が白色、灰色、黒色の三色で表現される画像データであり、輝度画像データＧ３〜Ｇ２４が黒色のみの画像データである場合には、輝度画像データＧ１、Ｇ２の間で同座標位置の画素が輝度値の大きさ順に並び変えられる。座標位置ｆ及びｈにおける輝度画像データＧ１の画素は灰色であり、同座標位置における輝度画像データＧ２の画素の輝度値よりも小さいので、座標位置ｆ及びｈにおける画素が輝度画像データＧ１、Ｇ２の間で入れ替えられ、図４（Ｂ）に示すように輝度画像データＧ１、Ｇ２がそれぞれ変換画像データｇ１、ｇ２に変換される。
【００４０】
なお、輝度画像データＧ３〜Ｇ２４は、黒色のみの画像データであるため、そのまま変換画像データｇ３〜ｇ２４となる。
【００４１】
上述の通り、画像変換処理では、輝度画像データＧ１〜Ｇ２４は、同座標位置の画素が輝度値に応じて並び変えられ、それぞれ変換画像データｇ１〜ｇ２４に変換される。したがって、変換画像データｇ１は最大輝度値の画素群によって構成される画像データとなり、変換画像データｇ２４は最小輝度値の画素群によって構成される画像データとなる。なお、変換画像データｇ２〜ｇ２３は、最大輝度値と最小輝度値との間で輝度値が小さくなるように順列された画素群によって構成される画像データとなる。
【００４２】
シール部材１０の外周面１０Ａに異物が付着している等の異常がある場合には、輝度画像データＧにおいて異物のある部分の輝度値とその他の部分の輝度値とが異なり、例えば図５（Ａ）に示すように異物のある部分が白く表示される。このようなシール部材１０の輝度画像データＧ１〜Ｇ２４に画像変換処理が施されると、図５（Ｂ）に示すように、変換画像データｇ１〜ｇ２４のうち最大輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ１が、異物等の外観異常情報を含んだ画像データとなる。このように、変換画像データｇ１には、他の変換画像データｇ２等よりも異物等の影響が強く反映される。
【００４３】
図２に示すように、画像変換処理後のステップ１５では、制御ユニット５０は、シール部材１０の外観異常を判定するための判定用画像データｇ’を生成する判定用画像生成処理を実行する。ステップ１５の処理が、特許請求の範囲に記載の判定用画像生成部に相当する。
【００４４】
判定用画像生成処理では、制御ユニット５０は、最大輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ１と、変換画像データｇ１の次に大きい輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ２とに基づいて、一個の判定用画像データｇ’を生成する。つまり、制御ユニット５０は、変換画像データｇ１の各画素の輝度値から、変換画像データｇ１の各画素に対応する変換画像データｇ２の各画素の輝度値を差し引くことによって、図６（Ａ）に示すような判定用画像データｇ’を生成する。
【００４５】
図６（Ｂ）は、図５（Ｂ）の変換画像データｇ１、ｇ２及び図６（Ａ）の判定用画像データｇ’の破線位置に対応する画素の輝度値を図示したものである。
【００４６】
図６（Ｂ）に示すように、変換画像データｇ１の輝度線Ａは、曲線であって、異物のある位置における輝度値が大きくなっている。これに対して、変換画像データｇ２の輝度線Ｂは、異物の影響を受けておらず、滑らかな曲線となっている。ここで、変換画像データｇ１及び変換画像データｇ２に判定用画像生成処理を施すと、判定用画像データｇ’の輝度線Ｃに示すように、異物等の外観異常に関連する輝度値が相対値として抽出される。
【００４７】
これにより、異物等に依存する輝度成分とシール部材１０の位置に依存する輝度成分とを含む輝度値からなる変換画像データｇ１から位置依存の輝度成分を除去でき、異物等に依存する輝度成分の輝度値からなる判定用画像データｇ’を生成することができる。
【００４８】
図２に示すように、判定用画像生成処理後のステップ１６では、制御ユニット５０は、判定用画像データｇ’に基づいて、シール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂに異常があるか否かを判定する。
【００４９】
シール部材１０の外観に異常があるか否かは、判定用画像データｇ’の各画素の輝度値と予め定められた基準輝度値とを比較することによって判定される。制御ユニット５０は、例えば所定画素範囲内において基準輝度値を超える部分の面積が所定値よりも大きい場合に、外観異常があると判定する。ステップ１６の処理が、特許請求の範囲に記載の異常判定部に相当する。
【００５０】
シール部材１０の外観が正常である場合には、制御ユニット５０はステップ１７の処理を実行する。これに対して、シール部材１０の外観に異常がある場合には、制御ユニット５０はステップ１８の処理を実行する。
【００５１】
ステップ１７では、制御ユニット５０は、制御ユニット５０の表示部５２にシール部材１０の外観が正常であることを報知するメッセージ等を表示し、外観検査制御を終了する。
【００５２】
ステップ１８では、制御ユニット５０は、制御ユニット５０の表示部５２にシール部材１０の外観に異常があることを報知するメッセージ等を表示し、外観検査制御を終了する。
【００５３】
上記した本実施形態の外観検査装置１００によれば、以下の効果を奏することができる。
【００５４】
外観検査装置１００では、撮像部４０によってシール部材１０を斜め方向から撮像するようにしたので、シール部材１０の死角を少なくでき、例えば複雑な形状であるシール部材１０の外周面１０Ａ及び内周面１０Ｂを同時に検査することが可能となる。この外観検査装置１００では、各回転角度におけるシール部材１０の輝度画像データＧ１〜Ｇ２４において同座標位置における画素を輝度値に応じて並び変えて変換画像データｇ１〜ｇ２４を生成し、変換画像データｇ１の各画素の輝度値から変換画像データｇ２の各画素の輝度値を差し引いて異物等に依存する輝度成分の輝度値からなる判定用画像データｇ’を生成するので、判定用画像データｇ’に基づいてシール部材１０の外観を精度よく検査することが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態では、外観検査装置１００の制御ユニット５０は変換画像データｇ１、ｇ２に基づいて判定用画像データｇ’を生成するが、これに限られるものではない。シール部材１０の外周面１０Ａのゴム部１１に割れ等の異常がある場合には、輝度画像データＧにおいて割れのある部分の輝度値とその他の部分の輝度値とが異なり、例えば割れのある部分が黒く表示される。ここで、輝度画像データＧ１〜Ｇ２４に画像変換処理が施されると、変換画像データｇ１〜ｇ２４のうち最小輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ２４が割れ等の外観異常情報を含んだ画像データとなる。この場合には、変換画像データｇ２４と、変換画像データｇ２４の次に小さい輝度値の画素群によって構成される変換画像データｇ２３とに基づいて、判定用画像データｇ’が生成される。
【００５６】
図７は、変換画像データｇ２３、ｇ２４及び判定用画像データｇ’において、割れのある部分を含む所定位置に対応する画素の輝度値を図示したものである。線Ｄは変換画像データｇ２３の輝度線であり、線Ｅは変換画像データｇ２４の輝度線である。線Ｆは、変換画像データｇ２４の各画素の輝度値から変換画像データｇ２３の各画素の輝度値を差し引いた時の輝度線である。線Ｇは、判定用画像データｇ’の輝度線である。なお、変換画像データｇ２４の輝度線Ｅで凹んでいる部分に割れ等の外観異常が含まれている。
【００５７】
図７に示すように、変換画像データｇ２４の各画素の輝度値（線Ｅ）から、変換画像データｇ２４の各画素に対応する変換画像データｇ２３の各画素の輝度値（線Ｄ）を差し引き（線Ｆ）、その後正負の符号を反転させることによって判定用画像データｇ’が生成される（線Ｇ）。これにより、割れ等に依存する輝度成分とシール部材１０の位置に依存する輝度成分とを含む輝度値からなる変換画像データｇ２４から位置依存の輝度成分を除去でき、割れ等に依存する輝度成分の輝度値からなる判定用画像データｇ’が生成される。この判定用画像データｇ’に基づいて、ステップ１６で説明した手法により外観異常を判定することで、シール部材１０の外観を精度よく検査することが可能となる。
【００５８】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。
【００５９】
例えば、外観検査装置１００では、変換画像データｇ１、ｇ２に基づいて判定用画像データｇ’を生成するが、変換画像データｇ２の代わりに変換画像データｇ３〜ｇ２３のいずれか一つの変換画像データを用いて判定用画像データｇ’を生成してもよい。ここで、変換画像データｇ２４を除いたのは、変換画像データｇ２４には外観異常に関する輝度情報が含まれている可能性があるからである。
【００６０】
外観検査装置１００は、変換画像データｇ２３、ｇ２４に基づいて判定用画像データｇ’を生成するが、変換画像データｇ２３の代わりに変換画像データｇ２〜ｇ２２のいずれか一つの変換画像データを用いて判定用画像データｇ’を生成してもよい。ここで、変換画像データｇ１を除いたのは、変換画像データｇ１には外観異常に関する輝度情報が含まれている可能性があるからである。
【００６１】
外観検査装置１００は、モノクロイメージセンサを内蔵するカメラとしたが、カラーイメージセンサを内蔵するカメラとしてもよい。カラーイメージセンサが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三つの画像信号を得ことができるものである場合には、例えば緑色（Ｇ）に対応する画像信号のみを抽出して各画素に対応する輝度値を導出することで輝度画像データを生成することができる。
【００６２】
外観検査装置１００では、環状のシール部材１０を検査対象物としたが、検査対象物の種類はシール部材に限定されず、検査対象物の形状も環状に限定されない。例えば、平面視正八角形の部材等に対しては、回転角度４５°毎に輝度画像データを生成することで輝度画像データに表示される形状がそれぞれ同一の形状となるため、外観検査装置１００によって外観を検査することができる。つまり、検査対象物は、所定回転角度毎の輝度画像データに表示される形状がそれぞれ同形状となるような部材であればよい。
【００６３】
制御ユニット５０は、所定画素範囲内において基準輝度値を超える部分の面積が所定値よりも大きい場合に外観異常があると判定しており、基準輝度値を超える部分の面積を判定基準としていたが、これに限られない。例えば、制御ユニット５０は、所定画素範囲内において基準輝度値を超える部分があった場合に外観異常があると判定し、基準輝度値を超える部分の有無を判定基準としてもよい。要するに、判定用画像データの各画素の輝度値と予め定められた基準輝度値とを比較することによって、外観異常を判定すればよい。
【００６４】
また、制御ユニット５０は、判定用画像データの各画素の輝度値と予め定められた基準輝度値とを比較することによって外観異常を判定する代わりに、所定画素範囲内における輝度値の標準偏差を算出し、その算出した標準偏差が所定値よりも大きい場合に、外観異常があると判定してもよい。要するに、判定用画像データの各画素の輝度値に基づいて、検査対象物の外観異常を判定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、種々の検査対象物の外観を検査する装置に適用することができ、検査対象物の外観を精度よく検出できるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 外観検査装置
１０ シール部材
１０Ａ 外周面
１０Ｂ 内周面
１１ ゴム部
１２ インサートメタル
２０ 保持部
３０ 駆動部
４０ 撮像部
５０ 制御ユニット
５１ 入力部
５２ 表示部
Ｇ 輝度画像データ
ｇ 変換画像データ
ｇ’ 判定用画像データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の外観を検査する外観検査装置において、
前記検査対象物を保持する保持部と、
前記検査対象物が所定方向に回転するように前記保持部を回転駆動させる駆動部と、
前記検査対象物に対して傾斜するように配置され、所定回転角度毎に前記検査対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部から出力される画像信号を処理して、輝度情報を有する複数の画素から構成される輝度画像データを生成する輝度画像生成部と、
前記検査対象物の回転角度に対応して生成された複数の輝度画像データを、各輝度画像データの同位置の画素を輝度値の大きさ順に並び変えることによって、変換画像データに変換する画像変換部と、
最大輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最小輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、又は、最小輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最大輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、判定用画像データを生成する判定用画像生成部と、
前記判定用画像データの各画素の輝度値に基づいて、前記検査対象物の外観異常を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記検査対象物は、環状部材であり、
前記保持部は、前記保持部の回転中心と前記環状部材の中心とが一致するように前記環状部材を保持し、
前記撮像部は、前記環状部材が一回転するまでの間に、前記環状部材を等回転角度毎に撮像することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記判定用画像生成部は、最大輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から、最大輝度値の次に大きい輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、前記判定用画像データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記判定用画像生成部は、最小輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から、最小輝度値の次に小さい輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、前記判定用画像データを生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記輝度画像生成部は、前記輝度画像データのうち、外観検査を行う検査領域以外の領域の輝度情報を破棄することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記異常判定部は、前記判定用画像データの各画素の輝度値と予め定められた基準輝度値とを比較することによって、前記検査対象物の外観異常を判定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の外観検査装置。
【請求項１】
検査対象物の外観を検査する外観検査装置において、
前記検査対象物を保持する保持部と、
前記検査対象物が所定方向に回転するように前記保持部を回転駆動させる駆動部と、
前記検査対象物に対して傾斜するように配置され、所定回転角度毎に前記検査対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部から出力される画像信号を処理して、輝度情報を有する複数の画素から構成される輝度画像データを生成する輝度画像生成部と、
前記検査対象物の回転角度に対応して生成された複数の輝度画像データを、各輝度画像データの同位置の画素を輝度値の大きさ順に並び変えることによって、変換画像データに変換する画像変換部と、
最大輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最小輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、又は、最小輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から最大輝度値の画素群から構成される変換画像データ以外の所定の変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、判定用画像データを生成する判定用画像生成部と、
前記判定用画像データの各画素の輝度値に基づいて、前記検査対象物の外観異常を判定する異常判定部と、を備えることを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記検査対象物は、環状部材であり、
前記保持部は、前記保持部の回転中心と前記環状部材の中心とが一致するように前記環状部材を保持し、
前記撮像部は、前記環状部材が一回転するまでの間に、前記環状部材を等回転角度毎に撮像することを特徴とする請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
前記判定用画像生成部は、最大輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から、最大輝度値の次に大きい輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、前記判定用画像データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記判定用画像生成部は、最小輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値から、最小輝度値の次に小さい輝度値の画素群から構成される変換画像データの各画素の輝度値を差し引くことによって、前記判定用画像データを生成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記輝度画像生成部は、前記輝度画像データのうち、外観検査を行う検査領域以外の領域の輝度情報を破棄することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記異常判定部は、前記判定用画像データの各画素の輝度値と予め定められた基準輝度値とを比較することによって、前記検査対象物の外観異常を判定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の外観検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９８０４７（Ｐ２０１２−１９８０４７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０８５０（Ｐ２０１１−６０８５０）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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