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公開番号2025033923
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139965
出願日2023-08-30
発明の名称外観検査システム
出願人株式会社北川鉄工所
代理人SK弁理士法人,個人,個人
主分類G01N 21/84 20060101AFI20250306BHJP(測定;試験)
要約【課題】検査対象物に設けられた貫通孔の内壁面上の欠陥を精度よく検出する。
【解決手段】本発明によれば、外観検査システムであって、第1発光領域および第1発光領域に囲まれた黒色または有彩色の背景領域を有する照明装置と、レンズを含み、照明装置に対向して配置される撮像装置と、境界検出部および欠陥検出部を含む画像処理装置とを備え、撮像装置は、照明装置と撮像装置との間に配置される検査対象物であって、貫通孔を有する検査対象物の画像を取得し、境界検出部は、撮像装置によって取得された検査対象物の画像中の色相および明度の少なくとも一方の差に基づき、背景領域と貫通孔の内壁面との境界を検出し、欠陥検出部は、内壁面上の欠陥を検出する、システムが提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
外観検査システムであって、
第１発光領域および前記第１発光領域に囲まれた黒色または有彩色の背景領域を有する照明装置と、
レンズを含み、前記照明装置に対向して配置される撮像装置と、
境界検出部および欠陥検出部を含む画像処理装置と
を備え、
前記撮像装置は、前記照明装置と前記撮像装置との間に配置される検査対象物であって、貫通孔を有する検査対象物の画像を取得し、
前記境界検出部は、前記撮像装置によって取得された前記検査対象物の画像中の色相および明度の少なくとも一方の差に基づき、前記背景領域と前記貫通孔の内壁面との境界を検出し、
前記欠陥検出部は、前記内壁面上の欠陥を検出する、システム。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
請求項１に記載の外観検査システムであって、
前記照明装置は、
中心軸に沿った貫通孔を有する柱状の筐体と、
前記筐体に収容された複数の光源と、
前記第１発光領域とは反対側に位置して前記筐体を支持する支持体と
を含んでおり、
前記背景領域は、前記支持体の表面のうち前記筐体の前記貫通孔の内側に現れた領域の少なくとも一部である、システム。
【請求項３】
請求項１に記載の外観検査システムであって、
前記照明装置は、
前記第１発光領域をその一部に含む上面を有する光源装置と、
黒色または有彩色の表面を有し、前記光源装置の前記上面上に配置されて前記上面の少なくとも一部を覆うフィルタ部材と
を含んでおり、
前記背景領域は、前記フィルタ部材の前記表面の少なくとも一部である、システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の外観検査システムであって、
前記第１発光領域は、前記背景領域を取り囲むリング状である、システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の外観検査システムであって、
前記照明装置は、前記照明装置と前記撮像装置との間に配置された前記検査対象物の前記貫通孔の前記内壁面を拡散光で照射する、システム。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の外観検査システムであって、
前記背景領域は、前記照明装置のうち、前記検査対象物が前記照明装置と前記撮像装置との間に配置されたときに前記レンズの主点の位置を頂点とし前記貫通孔の前記照明装置側の開口に接する錐形によって切り取られる領域として定義される、システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観検査システムに関し、特に、検査対象物に設けられた貫通孔の内壁面上の欠陥を検出するシステムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
鋼管、軸受けなど、貫通孔を有する部材の検査において、貫通孔を規定する内壁面上の欠陥（例えば、傷の発生または異物の付着）の検出が求められることがある。例えば下記の特許文献１は、検査対象物である管の一端から管内に向けて光を照射する光源と、管の他端から管内を撮影するカメラとを有する異物検査装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０６７５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
貫通孔を有する部材の検査において、貫通孔の内壁面上の欠陥に対する検出の精度を向上できると有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、以下の発明が提供される。
［１］外観検査システムであって、第１発光領域および前記第１発光領域に囲まれた黒色または有彩色の背景領域を有する照明装置と、レンズを含み、前記照明装置に対向して配置される撮像装置と、境界検出部および欠陥検出部を含む画像処理装置とを備え、前記撮像装置は、前記照明装置と前記撮像装置との間に配置される検査対象物であって、貫通孔を有する検査対象物の画像を取得し、前記境界検出部は、前記撮像装置によって取得された前記検査対象物の画像中の色相および明度の少なくとも一方の差に基づき、前記背景領域と前記貫通孔の内壁面との境界を検出し、前記欠陥検出部は、前記内壁面上の欠陥を検出する、システム。
［２］［１］に記載の外観検査システムであって、前記照明装置は、中心軸に沿った貫通孔を有する柱状の筐体と、前記筐体に収容された複数の光源と、前記第１発光領域とは反対側に位置して前記筐体を支持する支持体とを含んでおり、前記背景領域は、前記支持体の表面のうち前記筐体の前記貫通孔の内側に現れた領域の少なくとも一部である、システム。
［３］［１］に記載の外観検査システムであって、前記照明装置は、前記第１発光領域をその一部に含む上面を有する光源装置と、黒色または有彩色の表面を有し、前記光源装置の前記上面上に配置されて前記上面の少なくとも一部を覆うフィルタ部材とを含んでおり、前記背景領域は、前記フィルタ部材の前記表面の少なくとも一部である、システム。
［４］［１］から［３］のいずれか１項に記載の外観検査システムであって、前記第１発光領域は、前記背景領域を取り囲むリング状である、システム。
［５］［１］から［４］のいずれか１項に記載の外観検査システムであって、前記照明装置は、前記照明装置と前記撮像装置との間に配置された前記検査対象物の前記貫通孔の前記内壁面を拡散光で照射する、システム。
［６］［１］から［５］のいずれか１項に記載の外観検査システムであって、前記背景領域は、前記照明装置のうち、前記検査対象物が前記照明装置と前記撮像装置との間に配置されたときに前記レンズの主点の位置を頂点とし前記貫通孔の前記照明装置側の開口に接する錐形によって切り取られる領域として定義される、システム。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の少なくともいずれかの実施形態によれば、貫通孔の内壁面上の欠陥に対する検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明のある実施形態による例示的な外観検査システムを示す概略図である。
ワークＷが照明装置１０と撮像装置２０との間に配置された状態における、これらの模式的なＺＸ断面図である。
撮像装置２０によって取得される画像の例を示す図である。
画像処理装置３０による前処理の一例を説明するための模式図である。
照明装置１０の第１の例を示す模式的な上面図である。
図５のVI－VI断面図である。
撮像装置２０の視野と、照明装置１０Ａの背景領域ＲＢとの関係を説明するための模式的な断面図である。
照明装置１０の第２の例を示す模式的な断面図である。
撮像装置２０の視野と、照明装置１０Ｂの背景領域ＲＢとの関係を説明するための模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜１．本発明者の見出した課題＞
本発明者の検討によると、貫通孔の設けられた部材の外観検査の精度を低下させる要因の１つに、欠陥の過剰な検出がある。このような「過剰な検出」は、例えば、貫通孔の内壁面以外の位置に付着した異物、または、空中に浮遊する埃などを内壁面の欠陥と判定してしまうことにより生じる。「過剰な検出」により、本来は不良ではない製品が、欠陥有り、と判定されてしまうことがある。
【０００９】
「過剰な検出」は、例えば次のようにして生じることがある。特許文献１に記載の技術のように、貫通孔の一方の開口を介して貫通孔の内部を光で照射し、他方の開口から貫通孔の内部を撮影した場合、取得された画像において、貫通孔の内壁面だけでなく、貫通孔の２つの開口のうち光源に近い側の開口の内側に位置する領域も明るく写る。すなわち、画像の上では、貫通孔の内壁面と、光源のうち貫通孔の開口の内側に表れる部分との間の区別がつかないことがある。このような場合、光源の表面の埃または傷などが貫通孔の内壁面上の欠陥と誤判定されてしまう可能性がある。
【００１０】
このような事情に鑑み、本発明者は、検討を重ね本発明を完成させた。以下に詳しく説明するように、本発明の実施形態では、貫通孔の内壁面を撮影した時に、貫通孔の内壁面と、貫通孔よりも遠くにある「背景」との間に、色相および明度の少なくともいずれかにおいて差が生じるようにしている。すなわち、色相および明度の少なくともいずれかにおける差異を意図的に生じさせ、貫通孔の内壁面と、貫通孔の開口の内側に位置する領域との境界を検出可能とすることにより、取得された画像中から、例えば貫通孔の内壁面に相当する部分を抽出できるようにしている。これにより、貫通孔の内壁面とは異なる部分に表れた埃などを内壁面上の欠陥と判定してしまうことを回避することが可能になる。
（【００１１】以降は省略されています）

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