Warning: fopen(data/log202007131408.log): failed to open stream: No space left on device in /home/jp321/public_html/header.php on line 106

Warning: flock() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/jp321/public_html/header.php on line 107

Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/jp321/public_html/header.php on line 112
画像検査装置 - 京セラミタ株式会社
米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 計算機;電気通信 -> 京セラミタ株式会社

発明の名称 画像検査装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−110759(P2003−110759A)
公開日 平成15年4月11日(2003.4.11)
出願番号 特願2001−297379(P2001−297379)
出願日 平成13年9月27日(2001.9.27)
代理人 【識別番号】100067828
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司 (外2名)
【テーマコード(参考)】
2C061
2C250
5B047
5B057
5C062
5C072
【Fターム(参考)】
2C061 AP10 KK04 KK18 KK28 KK35 
2C250 EA04 EB41 EB43 EB50
5B047 AA01 AB02 BA02 BB04 BC09 BC12 BC16 BC23 CA14 CA19 CB09 CB23 DC07
5B057 AA11 BA02 BA17 DA03 DA07 DB02 DC33 DC36
5C062 AA01 AB02 AB17 AB23 AB40 AC02 AC05 AC22 AC58 AD06 AF16 BA00
5C072 AA01 BA04 BA05 CA02 CA11 DA04 DA21 EA05 EA08 MB04 RA04 RA07 RA18 XA00
発明者 井尻 正裕
要約 課題
画像検査の迅速性及び正確性を向上させた画像検査装置を提供する。

解決手段
用紙が載置されるコンタクトガラスと、用紙をコンタクトガラスに押さえ付けるカバーと、コンタクトガラス上の用紙を撮像する画像センサと、コンタクトガラス上に載置された用紙をコンタクトガラスの下方から照射する照明と、照明によってカバーに形成された用紙縁部の陰影の位置を基準として、用紙上における検査対象画像の位置を予測して画像センサを移動させ(S1乃至S8)、この画像センサの移動後に、画像センサによって撮像した画像データと、予め保存されている良否判定用の基準データとを比較して、検査対象画像の良否を判断する(S9乃至S11)。
特許請求の範囲
【請求項1】 画像形成装置によって用紙に印刷される画像の良否等を判断する画像検査装置であって、前記用紙が載置され、光透過性を有する原稿台と、前原稿台との間に用紙を挟み込んで、前記原稿台に用紙を押さえ付ける押さえ部材と、前記原稿台上の用紙を撮像する画像センサと、前記画像センサを移動させる移動手段と、前記原稿台を透して前記原稿台に載置された用紙を照射する照明手段と、検査画像の良否判定用の基準データが保存される記憶手段と、前記照明手段によって前記押さえ部材に形成された用紙縁部の陰影が、前記画像センサによって撮像されるように前記移動手段を駆動制御すると共に、当該用紙縁部の陰影位置に基づいて用紙上の検査画像位置を予測して、予測した検査画像位置まで前記画像センサが移動するように前記移動手段を駆動制御する制御手段と、前記検査画像位置において前記画像センサが撮像した画像のデータと、前記記憶手段に保存されている基準データとを比較して、検査画像の良否を判断する判断手段とを備えたことを特徴とする画像検査装置。
【請求項2】 前記照明手段によって形成される用紙縁部の陰影は、用紙隅部の陰影であることを特徴とする請求項1に記載の画像検査装置。
【請求項3】 前記制御手段は、前記撮像手段が撮像する複数箇所の用紙隅部の陰影の位置に基づいて、用紙上の検査画像位置を予測することを特徴とする請求項2に記載の画像検査装置。
【請求項4】 前記用紙縁部の陰影位置と、前記画像センサが撮像する画像との相対的な位置関係を検出し、かかる相対的な位置関係に基づいて、画像センサが撮像する複数の画像同士を関連付けることによって、画像センサの画角を超える検査対象物の寸法を測定する測定手段を備えたことを特徴とする請求項2に記載の画像検査装置。
【請求項5】 前記判断手段は、前記原稿台上で用紙が正規位置からずれた位置に載置されている場合に、用紙のずれ量を前記用紙縁部の陰影位置から算出し、前記画像センサが撮像した画像のデータを当該ずれ量に基づいて補正した後で、検査対象画像の良否判断を行うことを特徴とする請求項3に記載の画像検査装置。
【請求項6】 前記記憶手段には複数の良否判別用の基準データが保存され、前記用紙上には、画像検査に用いる基準データを特定する判別マークが記されており、前記判断手段は、前記画像センサによって撮像された前記判別マークに基づいて、当該画像検査に用いる基準データを前記記憶手段から読み出すことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像検査装置。
【請求項7】 前記照明手段は、前記画像センサによる用紙縁部の撮像時に、用紙内部側から用紙縁部を斜めに照射するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の画像検査装置。
【請求項8】 前記照明手段は、異なる方向から同一箇所を斜めに照射する複数の照明部からなり、前記移動手段によって前記画像センサと共に移動するように構成され、前記画像センサによる用紙隅部の撮像時には、前記照明部のうち、用紙内部側に位置する照明部のみによって用紙隅部を照射することを特徴とする請求項3に記載の画像検査装置。
【請求項9】 ミラー光学系を介して検査対象物を画像センサで撮像することによって検査対象物を検査する外観検査装置であって、前記ミラー光学系はXY平面上においてX軸方向に移動可能とされた複数のミラーからなり、検査対象物に対向する位置に配置された第1ミラーと、この第1ミラーからの反射光を更に反射する第2ミラーと、この第2ミラーからの反射光を前記画像センサに向けて反射する第3ミラーとを有し、前記画像センサはY軸方向に移動自在とされ、前記ミラー光学系から反射される画像が前記画像センサに撮像されるように、前記ミラー光学系及び画像センサの動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とすることを特徴とする請求項1乃至請求項6に記載の画像検査装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コピー機やプリンタ等の画像形成装置が印刷した画像の良否等を判断する画像検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、コピー機,プリンタ等の画像形成装置が印刷した画像の良否を判断する画像検査装置として、画像品質の良否を自動判定する画像検査装置が提案されている。この画像検査装置は、用紙上に印刷された画像をCCDカメラ等で撮像し、撮像した画像データを、適正な画像を示す基準データ(予め保存されている)と比較して良否を判断するものである。この画像検査装置によれば、目視で画像検査を行う場合のように、照合チャートとコピーサンプルとを目視で比較した後、ずれている画像の位置の記録、画像の直角度等の演算、画像歪み等の軸傾きを補正するためにデータ処理等を行う必要がなく、画象検査時の作業が極めて簡単である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の画像検査装置の場合、高精度の画像良否判断を行うときは、CCDカメラの画素数が制約となって画角が極端に小さくなるため、原稿上の画像測定ポイントを見つけ難く、画像検査を迅速に行うことが困難である。
【0004】本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、画像検査の迅速性及び正確性を向上させた画像検査装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、画像形成装置によって用紙に印刷される画像の良否等を判断する画像検査装置であって、前記用紙が載置され、光透過性を有する原稿台と、前原稿台との間に用紙を挟み込んで、前記原稿台に用紙を押さえ付ける押さえ部材と、前記原稿台上の用紙を撮像する画像センサと、前記画像センサを移動させる移動手段と、前記原稿台を透して前記原稿台に載置された用紙を照射する照明手段と、検査画像の良否判定用の基準データが保存される記憶手段と、前記照明手段によって前記押さえ部材に形成された用紙縁部の陰影が、前記画像センサによって撮像されるように前記移動手段を駆動制御すると共に、当該用紙縁部の陰影位置に基づいて用紙上の検査画像位置を予測して、予測した検査画像位置まで前記画像センサが移動するように前記移動手段を駆動制御する制御手段と、前記検査画像位置において前記画像センサが撮像した画像のデータと、前記記憶手段に保存されている基準データとを比較して、検査画像の良否を判断する判断手段とを備えたものである。
【0006】この構成によれば、高精度の画像良否判断を行うために画像センサの画角が小さくなった場合であっても、用紙縁部の陰影位置に基づいて、原稿上における検査画像位置を容易に見つけることができるため、画像センサを検査画像位置に迅速に移動させることができる。
【0007】また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像検査装置であって、前記照明手段によって形成される用紙縁部の陰影を用紙隅部の陰影としたものである。
【0008】この構成によれば、用紙隅部の陰影が有するXY方向の位置情報に基づいて、検査画像位置をXY方向から予測することが可能になるため、より確実に検査画像位置を特定することができる。
【0009】また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像検査装置であって、前記制御手段は、前記撮像手段が撮像する複数箇所の用紙隅部の陰影の位置に基づいて、用紙上の検査画像位置を予測するものである。
【0010】この構成によれば、撮像手段が撮像した複数箇所の用紙隅部の陰影について、その傾きを検出すれば、原稿台上の正規セット位置に対して用紙が斜めにセットされているか否かを判断することができるので、用紙が斜めにずれて載置されている場合であっても正確に検査画像位置を予測することができる。
【0011】また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の画像検査装置であって、前記用紙縁部の陰影位置と、前記画像センサが撮像する画像との相対的な位置関係を検出し、かかる相対的な位置関係に基づいて、画像センサが撮像する複数の画像同士を関連付けることによって、画像センサの画角を超える検査対象物の寸法を測定する測定手段を備えたものである。
【0012】この構成によれば、用紙縁部の位置情報を利用して、画像センサの画角を超える検査対象物の寸法を測定することが可能であるため、従来寸法測定ができなかった大きな検査対象物についても寸法測定を行うことができる。
【0013】また、請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の画像検査装置であって、前記判断手段は、前記原稿台上で用紙が正規位置からずれた位置に載置されている場合に、用紙のずれ量を前記用紙縁部の陰影位置から算出し、前記画像センサが撮像した画像のデータを当該ずれ量に基づいて補正した後で、検査対象画像の良否判断を行うものである。
【0014】この構成によれば、検査時に原稿台上に載置された原稿の姿勢が適正でない場合であっても、正規セット位置に対する用紙のずれ量を排除して正確な画像良否判断を行うことができる。
【0015】また、請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像検査装置であって、前記記憶手段には複数の良否判別用の基準データが保存され、前記用紙上には、画像検査に用いる基準データを特定する判別マークが記されており、前記判断手段は、前記画像センサによって撮像された前記判別マークに基づいて、当該画像検査に用いる基準データを前記記憶手段から読み出すものである。
【0016】この構成によれば、当該用紙上の画像の良否判別に必要な基準データが自動的に選択され、検査対象となる画像毎に作業者が基準データを選択・設定する必要がないので、画像検査時の作業が簡単になる。
【0017】また、請求項7に記載の発明は、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の画像検査装置であって、前記照明手段は、前記画像センサによる用紙縁部の撮像時に、用紙内部側から用紙縁部を斜めに照射するように構成されているものである。
【0018】この構成によれば、画像センサによる用紙縁部の撮像時に、用紙内部側から用紙縁部に向かって照射することによって、用紙縁部の陰影を押さえ部材に確実に形成することができる。
【0019】また、請求項8に記載の発明は、請求項3に記載の画像検査装置であって、前記照明手段は、異なる方向から同一箇所を斜めに照射する複数の照明部からなり、前記移動手段によって前記画像センサと共に移動するように構成され、前記画像センサによる用紙隅部の撮像時には、前記照明部のうち、用紙内部側に位置する照明部のみによって用紙隅部を照射するものである。
【0020】この構成によれば、複数箇所の用紙隅部に照明部を移動させた場合であっても、複数の照明部のうち、いずれかの照明部によって用紙隅部が用紙内部側から照射されるので、複数箇所の用紙隅部に対して確実に陰影を形成することができる。
【0021】また、請求項9に記載の発明は、請求項1乃至請求項6に記載の画像検査装置であって、ミラー光学系を介して検査対象物を画像センサで撮像することによって検査対象物を検査する外観検査装置であって、前記ミラー光学系はXY平面上においてX軸方向に移動可能とされた複数のミラーからなり、検査対象物に対向する位置に配置された第1ミラーと、この第1ミラーからの反射光を更に反射する第2ミラーと、この第2ミラーからの反射光を前記画像センサに向けて反射する第3ミラーとを有し、前記画像センサはY軸方向に移動自在とされ、前記ミラー光学系から反射される画像が前記画像センサに撮像されるように、前記ミラー光学系及び画像センサの動作を制御するものである。
【0022】この構成によれば、ミラー光学系をX軸方向に、画像センサをY軸方向に移動させることによって、画像センサの撮像領域を変更できるので、直交系クロススライド等の複雑な構造の移動機構を必要とすることなく、軽量,安価,コンパクトに画像検査装置を構成することができる。よって、ミラー光学系及び画像センサは単軸移動可能な構成であれば足りるから、剛性が十分であり、しかも移動機構が簡単であるため、高速運転が可能である。また、第2及び第3ミラーをX軸方向に移動させれば、その移動量の2倍の移動量でもって、検査対象物に対する画像センサの奥行方向における視覚移動を行うことができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る画像検査装置について図面を参照して説明する。図1は本発明に係る画像検査装置の外観を示す斜視図である。本発明に係る画像検査装置1は、上面にスキャナ21を備えた装置本体2と、CRT等でなるディスプレイ3とを有している。装置本体2には、操作パネル22、カバー(押さえ部材)23が設けられている。このカバー23は、スキャナ21に載置された用紙(検査対象)を上方からスキャナ21に平らに押さえ付けるものであり、その端縁部を回動軸として開閉するようになっている。カバー23の材質は、画像撮像時に用紙縁部の陰影が形成できるように、用紙に接する面は白色の素材等からなる。
【0024】画像検査装置1の内部構造について説明する。図2は画像検査装置1の内部構造の一部を表した正面図、図3は画像センサ及び照明を示す平面図、図4は画像センサ及び照明を示す側面図である。装置本体2内には、用紙上の画像を撮像するCCDセンサ等からなる画像センサ4と、画像センサ4の撮像領域を照射する照明5とが設けられており、これらによりスキャナ21が構成される。これら画像センサ4、照明5及び移動機構6によりコンタクトガラス(原稿台)21aに載置された用紙が下方から照射・撮像される。この画像センサ4及び照明5は、直交座標系クロススライド等の移動機構6によりXY平面上でXY方向に移動自在とされている。この移動機構6は、XY平面をX軸方向にスライド移動可能とされた第1移動部61と、この第1移動部61上をY軸方向にスライド移動可能とされた第2移動部62とで構成され、画像センサ4及び照明5は第2移動部62に取り付けられている。よって、第1移動部61がX軸方向に移動し、第2移動部62がY軸方向に移動することによって、画像センサ4及び照明5はXY方向に自在にスライド移動する。
【0025】画像センサ4は、スキャナ21に載置された用紙面に対して略垂直な姿勢で第2移動部62に設けられている。照明5も第2移動部62上に設けられており、画像センサ4の両側に1つずつ配置されている。これら照明5は、各々が異なる方向から同一箇所を斜めに照射するように配設されており、用紙縁部を用紙の内部方向から外側方向に向かって斜めに照射するように、その取り付け角度が各々設定されている。これにより、画像撮像時に用紙縁部(被測定物の端縁部)の陰影がカバー23に形成されるようになっている。この照明5の取り付け角度としては、用紙縁部からの垂線に対してY方向に略3度以上の角度であることが望ましい。このような角度で取り付けることによって、用紙縁部の陰影を確実にカバー23に形成することができる。なお、照明5は、照射時の光量を自動補正するフィードバック方式であることが好ましい。この場合は、照射時の光量が適切に保たれ、適時安定した画像検査が可能になる。
【0026】用紙縁部の撮像時には、画像センサ4及び照明5が用紙縁部の下方に移動し、照明5が用紙縁部を照射して用紙縁部の陰影がカバー23の内側に形成され、この陰影が画像センサ4に撮像される。このとき、画像センサ4の両側に設けられている照明5のうち、用紙縁部の外側に位置する照明5が消灯され、用紙内部側に位置する照明5のみによって用紙縁部が照射される。また、画像センサ4及び照明5が用紙縁部の下方に移動されたときに、用紙縁部の外側に位置する照明5による照射が遮られるように、照明5と用紙縁部の間に遮光板を設けるようにしてもよい。なお、画像センサ4は、用紙上の画像のズーム撮像が可能となるように上下動可能に構成されている。
【0027】画像検査装置1で画像検査を行う場合は、検査対象となる画像が印刷された用紙を画像検査装置1のスキャナ21に載置し、カバー23を閉じて当該用紙をスキャナ21のコンタクトガラス部21aに押さえ付ける。この用紙上の画像がスキャナ21によって撮像され、読み取られた画像データは、予め保存されている基準データとの照合により良否が判断され、その結果がディスプレイ3に表示される。
【0028】次に、画像検査装置1の概略構成について説明する。図5は画像検査装置1の概略構成を示すブロック図である。画像検査装置1には、装置全体の動作制御を司る制御部10が備えられている。この制御部10は、特許請求の範囲に示す判断手段及び制御手段として機能する。制御部10には、上記画像センサ4、照明5及びディスプレイ3が接続されており、上記第1移動部61の駆動源であるモータ71と、第2移動部62の駆動源であるモータ72が接続されている。また、装置のオン・オフ等の操作者からの指示は操作パネル22から制御部10に入力され、画像検査に必要な各種数値データ等を入力するためのキーボード9も制御部10に接続されている。また、画像センサ4から得た画像データの良否を判断するための基準データ、及び装置全体の動作制御に要する各種プログラム等は記憶部11に保存されている。
【0029】画像検査装置1による画像検査時の処理について説明する。図6は画像検査装置1による画像検査時の処理の流れを示すフローチャートである。画像検査開始時に操作者によって、検査画像の良否判断の基準となる基準データが選択されると(S1でYES)、選択された基準データが記憶部11から読み出される(S2)。次に、基準データに従ってモータ71及び72を駆動して(S3)、第1移動部61及び第2移動部62をXY方向に移動させ、基準データから予測される用紙縁部の下方位置まで画像センサ4及び照明5を移動させる。画像センサ4及び照明5が用紙縁部の下方位置まで移動すると、照明5によって用紙縁部を照射する(S4)。このとき、上述したように、画像センサ4の両側に設けられた照明5のうち、用紙縁部の外側に位置する照明5を消灯し、用紙内部側に位置する照明5のみで用紙縁部を照射する。
【0030】そして照明5の照射によってカバー23に形成された用紙縁部の陰影を画像センサ4で撮像し(S5)、読み取った用紙縁部の陰影から実際の用紙縁部の位置を算出する(S6)。この算出した用紙縁部位置に基づいて、用紙上の画像検査位置を予測する(S7)。そしてモータ71及び72を駆動し(S8)、予測した画像測定位置まで画像センサ4及び照明5を移動させる。この位置で用紙に対する照明、及び画像の撮像を行い(S9)、読み取った画像のデータと基準データとを照合して、読み取った画像の良否(直角度や真直度等)を判断する(S10)。この画像良否判断の結果はディスプレイ3に表示する(S11)。なお、複数の画像の良否判断を行う場合は、このように用紙縁部位置に基づいて画像検査位置を予測して画像センサ4を移動させる他、最初に画像検査を行った位置に基づいて、次の画像検査位置を予測して画像センサ4を移動させるようにしてもよい。
【0031】このように画像検査の処理を行うことによって、スキャナ21上におれる用紙の位置決めにずれがあった場合でも、載置された用紙の縁部位置に基づいて、用紙上の検査対象画像の位置を算出して、正確かつ迅速に検査画像測定位置に画像センサ4及び照明5を移動させることができる。用紙上における複数の画像を検査する場合は、上記一連の処理は複数の検査画像に対してそれぞれ行われる。
【0032】また、上記のようにして陰影が形成され、その位置が算出される用紙縁部を、用紙の隅部としてもよい。この場合、用紙隅部の陰影は略「L」字型に形成され、X方向及びY方向に延びる用紙縁部の両方を同時に撮像して、その位置を算出することができ、用紙隅部についてのXY方向の位置情報を得ることができる。よって、かかる位置情報に基づいて検査画像位置をXY方向から予測し、より迅速・確実に検査画像位置を特定して、画像センサ4を移動させることができる。
【0033】さらに、複数箇所の用紙隅部の陰影の位置を算出し、これらの位置情報に基づいて、用紙上の検査画像位置を予測することも可能である。この場合、複数箇所の用紙隅部の陰影について、その傾きを検出することによって、用紙がスキャナ21上の正規セット位置に斜めに載置されていることを検出することができる。これにより、用紙が正規のセット位置に対して斜めにずれて載置されていても、正確に検査画像位置を予測することができる。
【0034】次に、スキャナ21上で用紙が正規セット位置からずれた位置に載置されている場合に、用紙のずれ量を補正して行う画像検査について説明する。図7はこの画像検査時の処理の流れを示すフローチャートである。実際に撮像した用紙縁部の位置データに基づいて、画像センサ4が撮像した画像のデータを補正すれば、スキャナ21上における正規セット位置からの用紙の位置ずれによる悪影響を排除した正確な検査を行うことができる。この場合の処理の流れを以下に説明する。
【0035】この処理において、用紙縁部の位置データの取得,画像検査位置の補正,画像センサ4による画像読取りまでの処理S21乃至S29は上記図6における処理のS1乃至S9と同様である。そして、検査対象となる画像を撮像した後に、用紙縁部の陰影位置から、用紙のずれ量を算出し、画像センサ4で撮像した画像のデータから当該ずれ量を排除する(S30)。スキャナ21上での用紙の位置ずれを考慮せずに基準データのみに基づいて画像の良否判断を行うと、当該ずれ量が検査結果に反映されてしまうので、用紙の位置ずれ量を実際の用紙陰影の位置データに基づいて排除するようにする。画像センサ4が読み取った検査画像のデータから上記ずれ量を排除した後、基準データに基づいて画像の良否を判断し(S31)、判定結果をディスプレイ3に表示する(S32)。
【0036】また、複数箇所の用紙隅部の陰影の位置を算出し、その傾きを検出することによって、用紙がスキャナ21上の正規セット位置に斜めに載置されている場合のずれ量を検出し、画像センサ4が読み取った検査画像のデータから当該ずれ量を排除した後で、基準データに基づいて画像の良否を判断することも可能である。これにより、用紙が正規のセット位置に対して斜めにずれて載置されている場合であっても、正確な画像良否判断を行うことができる。
【0037】次に、画像検査に用いる基準データを自動的に読み出す場合の処理について説明する。図8はこの場合の処理の流れを示すフローチャートである。この基準データの自動読み取りは、用紙上の画像検査に関与しない位置に、特定の基準データを意味するマークシート方式等の判別マークを記しておき、この判別マークを画像センサ4で撮像し、撮像した判別マークが意味する基準データを記憶部11から読み出して、この基準データを画像検査に用いるものである。
【0038】上記図6の処理と同様に、実際の用紙縁部の位置データを取得した後(S41乃至S43)、この用紙縁部の位置データに基づいて用紙上の判別マークプリントが記されている位置を予測する(S44)。次に、モータ71及び72を駆動して、算出した判別マーク位置の下方まで画像センサ4及び照明5を移動させる(S45)。画像センサ4によって判別マークを撮像し(S46)、撮像した判別マークに基づいて当該検査に用いる基準データを判別し(S47)、この基準データを記憶部11から読み出す(S48)。そして、用紙縁部の位置データに基づいて用紙上の画像検査位置を予測し(S49)、モータ71及び72を駆動して(S50)、画像検査位置まで画像センサ4及び照明5を移動させる。そして、検査対象画像を撮像し(S51)、撮像した画像と基準データとを照合して検査対象画像の良否を判断する(S52)。この良否判断の結果はディスプレイ3に表示する(S53)。これにより、画像検査実行時に、操作者が当該検査対象となる画像に対応する基準データを選択しなくても自動的に基準データが読み出される。
【0039】なお、画像検査装置1は、上記構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記構成では、画像センサ4の光軸方向に対して所定の照射角を有する2つの照明5が設けられ、用紙縁部の撮像時には、用紙内部側に位置する照明5のみによって用紙縁部を照射するようにしているが、この構成に限定されることなく、1つの照明5のみが設けられ、用紙縁部の真下付近から用紙縁部を照射する等の構成であっても構わないし、或いは、3つ以上の照明5が異なる方向から同一箇所を斜めに照射する構成であっても構わない。
【0040】また、上記実施形態では、用紙縁部の陰影の位置情報を、検査画像の位置検出及び画像良否判断に用いているが、制御部10(測定手段)によって、用紙縁部の陰影位置と、画像センサ4が撮像した画像との相対的な位置関係が算出されるようにして、かかる相対的な位置関係に基づいて、画像センサ4が撮像した複数の画像について互いの位置関係を関連付けることによって、画像センサ4の画角を超えるワーク(検査対象物)の寸法を測定することも可能である。
【0041】次に、本発明に係る画像検査装置の他の実施形態について説明する。上記実施形態では、直交座標系クロススライド等からなる移動機構6により画像センサ4及び照明5がXY方向に移動する構成の画像検査装置1によってワークを撮影するようにしているが、以下の図9乃至図10に示すように、ミラー光学系13を介して画像センサ12がワークを撮像する構成の画像検査装置100によってワークを撮影するようにしてもよい。なお、画像検査装置100では、画像センサ12と共に移動し、画像センサ12と同一光軸を有する照明(図外)によって、コンタクトガラス14上のワークを照射するようになっており、上記用紙縁部の照射は、ミラー光学系13を介して用紙縁部の真下付近から行われる。
【0042】図9は本発明に係る画像検査装置の概略構成を示す斜視図、図10は同側面図、図11は同平面図である。本発明に係る画像検査装置100は、検査対象物(ワーク)の外観を撮像するCCDカメラ(画像センサ)12と、ワークの像をCCDカメラ12に向けて反射させるミラー光学系13とを備え、更に、ワークが載置されるコンタクトガラス14と、コンタクトガラス14上のワークを照射するために、画像センサ12と共に移動し、画像センサ12と同一光軸を有する照明(図外)とを備えている。
【0043】ミラー光学系13は、図9のY軸方向に延びる3つのミラーからなり、ワークに対向する位置に配置されたミラー(第1ミラー)131と、ミラー131から反射されるワーク像を更に反射させるために、図9のX方向においてミラー131に対向させて配置されるミラー(第2ミラー)132と、ミラー132から反射されるワーク像をCCDカメラ12に向けて反射させるために、Z軸方向においてミラー132に対向する位置に配置されるミラー(第3ミラー)133とで構成される。
【0044】図9及び図11に示すように、ミラー131は鏡面131aが上方(コンタクトガラス14及びワーク側)に向けられた状態とされ、この状態から鏡面131aが図10で反時計回りに約45度傾けた姿勢で(図10にXY平面に対して約45度の傾きとして示す)で配設されている。ミラー132は鏡面132aがミラー131側に向けられている。ミラー132は、その鏡面132aを上方に向けた状態からは図10で時計回りに約135度傾けた姿勢(図10にXY平面に対して約−135度の傾きとして示す)で配設されている。ミラー133は鏡面133aがミラー132側に向けられている。ミラー133は、その鏡面133aを上方に向けた状態からは図10で時計回りに約45度で配設されている。これにより、ミラー131上方のワーク像が鏡面131aによりX軸方向に反射されてミラー132の鏡面132aに写り込み、鏡面132aに写るワーク像はY軸方向に反射されてミラー133の鏡面133aに写り込む。鏡面133aに写るワーク像はX軸方向のCCDカメラ12に向けて反射される。このようにして、コンタクトガラス14上に載置されたワークがミラー131乃至133を介してCCDカメラ12で撮像されるようになっている。
【0045】さらに、ミラー光学系13のミラー131,132,133はX軸方向に平行移動可能に設けられている。ミラー光学系13がX軸方向に平行移動することによって、X軸方向に位置変更されるワークの撮影が可能とされている。ミラー光学系13がX軸方向に移動する場合、ミラー131はミラー132及び133とは独立して別個に移動し、ミラー132及び133は互いの相対的な位置関係を保ったままで移動するように構成されている。このとき、ミラー132及び133の移動距離がミラー131の移動距離の約2分の1となるように制御することにより、CCDカメラ12が撮影するワークの奥行方向距離を同一に保ったままで、X軸方向におけるワーク位置を変更して撮影することができる。CCDカメラ2には、ミラー31から反射される画像がミラー32及び33によって反射されて写り込むので、CCDカメラ2の撮影奥行き方向距離は、ミラー32及び33の移動距離の2倍変化するからである。
【0046】図9乃至図11の実線位置でワークW1を撮影するミラー光学系13及びCCDカメラ12を基本位置とすると、ワークW1の位置からX方向にシフトしたワークW2を撮影する場合、ミラー131をワークW2に対向する位置(図9乃至図11に2点鎖線で示す位置)に移動させ、ミラー132及び133をミラー131の移動距離X1の2分の1となる距離を移動させ、図9乃至図11に2点鎖線で示す位置まで移動させる。これにより、CCDカメラ12に対する奥行方向距離を変更せずにワークW2を撮影することができる。
【0047】CCDカメラ12は、Y方向に平行移動可能に設けられており、Y軸方向において位置変更されるワークの撮影が可能とされている。例えば、図9のワークW3を撮影する場合は、CCDカメラ12を上記基本位置から2点鎖線で示す位置に移動すれば、ワークW3の像をCCDカメラ12に写り込ませることができる。さらに、図9及び図11におけるワークW4を撮影する場合は、上記基本位置からミラー131をワークW4に対向する位置までX1方向に移動させ、ミラー132及び133をX1/2移動させると共に、CCDカメラ12をY方向においてワークW4に対応する位置(図9乃至図11に2点鎖線で示す位置)に移動させる。これらにより、CCDカメラ12に対する奥行方向距離を変更せずにワークW3,W4を撮影することができる。
【0048】図12はCCDカメラ12が旋回する状態を示す斜視図、図13は同平面図である。CCDカメラ12は、図12及び図13に実線で示す姿勢を基本姿勢として、XY平面で旋回可能に構成されている。XY平面でCCDカメラ12を旋回させた場合、ワークW1に対する撮影角度をY軸方向に変化させた撮影が可能となる。この際、ミラー131を、CCDカメラ12の光軸反射面付近(Y軸)を中心として、CCDカメラ12のチルト角の2分の1の角度で旋回させる。そして、CCDカメラ12による撮影画面の移動とピントを補正するために、ミラー131及び132の位置を補正する。各ミラー131,132,133の幅は、上記旋回時にもCCDカメラ12に十分な光路を確保できるように設定する。
【0049】これにより、図12及び図13に示すように、CCDカメラ12のY方向への移動と、上記CCDカメラ12の旋回とを組み合わせることによって、Y方向に位置変更されたワークW3に対して撮影角度をY軸方向に変更した撮影が可能である。
【0050】また、図14に示すように、ミラー光学系13のX方向への移動と、上記CCDカメラ12の旋回とを組み合わせることによって、X方向に位置変更されたワークW2に対して撮影角度をY軸方向に変更した撮影が可能である。例えば、ミラー光学系13を図14に2点鎖線で示す位置から、実線で示す位置に移動させ(ミラー132及び133の移動量はミラー131の移動量の2分の1)、CCDカメラ12を旋回させることによって、ワークW2に対する撮影角度をY方向に変化て撮影できる。
【0051】従って、ミラー光学系13のX方向への移動、CCDカメラ12のY方向への移動、及びCCDカメラ12の旋回を組み合わせることで、コンタクトガラス14上のどの位置に載置されたワークに対しても撮影角度をY方向に変化させる撮影を行うことができる。
【0052】次に、ワークに対してX軸方向に撮影角度を変化させる場合について説明する。図15はこの場合のミラー光学系13の動きを表す画像検査装置1の概略側面図である。ミラー光学系13が図15に実線で示す位置にあり、ワークW1をCCDカメラ12で真下から撮影する状態を基本位置とする。この基本位置からミラー132及び133を−X方向に移動させて1点鎖線で示す位置とし、これに伴ってミラー131を−X方向の1点鎖線で示す位置に移動させる。この状態でミラー131を光軸反射面付近(Y軸)を中心として旋回させてワークW1を撮影すれば、ワークW1の撮影ポイントを変更することなく、当該撮影ポイントを真下よりも−X方向側の位置から見た状態を撮影することができる(このときのミラー132及び133の移動量をミラー131の移動量の2分の1とすれば、CCDカメラ12によるワークの撮影奥行方向距離は変化しない)。
【0053】さらに、ミラー132及び133を+X方向に平行移動させて2点鎖線の位置とし、ミラー131の位置を+X方向の2点鎖線で示す位置に移動させ、ミラー131を光軸反射面付近(Y軸)を中心として旋回させて、ワークW1を撮影すれば、ワークW1の撮影ポイントを変更することなく、当該撮影ポイントを真下よりも+X方向側の位置から見た状態を撮影することができる。このようにすれば、ワークW1に対する撮影角度をX軸方向に変化させて撮影を行うことができる。
【0054】一方、ミラー光学系13を所定位置に固定したままで、ミラー131を光軸反射面付近(Y軸)を中心として旋回させることによって、ワークの撮影箇所をX方向において変更することができる。例えば、図15に破線で示すように、ミラー131を旋回させて、ワークW2に対するミラー131の角度を変化させれば、CCDカメラ12に写り込むワークW2の各部分を変更することができる。
【0055】次に、CCDカメラ12によるワーク撮影の奥行方向距離を変化させる場合について説明する。図16はこの場合におけるミラー光学系13の動きを表した画像検査装置1の概略斜視図、図17は同側面図、図18は同平面図である。ミラー131をワークに対向する位置に固定したままで、ミラー132及び133をX方向に平行移動させれば、CCDカメラ12が撮影するワークの奥行方向距離を変化させることができる。この場合、ミラー132及び133の移動距離の2倍の距離でもって、CCDカメラ12によるワークの奥行方向撮影距離を変化させることができる。
【0056】例えば、ミラー光学系13及びCCDカメラ12が図16乃至図18に示す実線位置にありワークW1を撮影する状態から、2点鎖線で示す位置にミラー132及び133をX方向に移動させた場合、CCDカメラ12による撮影の奥行方向距離が延び、CCDカメラ12はワークW1よりも上方のワークW1´を撮影する状態になる。
【0057】従って、この状態でCCDカメラ12によってワークW1を撮影すると、ワークW1はCCDカメラ12に大きく写り込むことになる。すなわち、ミラー132及び133をミラー131に接近させることにより、CCDカメラ12による撮影の奥行方向距離をミラー132及び133の移動距離の2倍延ばすことができ、ワークW1を2倍大きく撮影することができる。
【0058】なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態のように、CCDカメラ12又はミラー131を旋回させると、CCDカメラ12のワークに対する距離が変化するので、CCDカメラ12の旋回に応じてミラー光学系13の移動を制御することによって、オートフォーカス機能をリンクさせることも可能である。
【0059】また、上記CCDカメラ12の旋回によるY軸方向におけるチルト、及びミラー光学系13の移動旋回によるX方向におけるチルトを、任意の基準光軸に対して任意量のチルト角をSin曲線に従って行い、Y方向のチルト及びX方向のチルトのタイミングを1/2周期ずらすことによって、市販の3Dアタッチメントと同様の3次元画像を得ることができ、さらに、光軸に近いチルト角の3次元画像も撮影可能となる。
【0060】また、上記実施形態では、コンタクトガラス14が画像センサ12及びミラー光学系13の上方に設けられ、コンタクトガラス14上に載置されたワークを下方から撮影する構成とされているが、コンタクトガラス14を画像センサ12及びミラー光学系13の下方に設け、コンタクトガラス14上に載置されたワークを上方から撮影する構成としてもよい。
【0061】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高精度の画像良否判断を行うために画像センサの画角が小さくなった場合であっても、用紙縁部の陰影位置に基づいて、原稿上における検査画像位置を容易に見つけることができるため、画像センサを検査画像位置に迅速に移動させることができる。これにより、画像検査の迅速性及び正確性を高めることができる。
【0062】また、照明手段が形成する用紙縁部の陰影を用紙隅部の陰影とすれば、用紙隅部の陰影が有するXY方向の位置情報に基づいて、検査画像位置をXY方向から予測することが可能になるため、より確実に検査画像位置を特定することができる。
【0063】また、撮像手段が撮像する複数箇所の用紙隅部の陰影の位置に基づいて、用紙上の検査画像位置を予測する場合は、複数箇所の用紙隅部の陰影について、その傾きを検出することによって、原稿台上の正規セット位置に対して用紙が斜めにセットされているか否かを判断することができるので、用紙が斜めにずれて載置されている場合であっても正確に検査画像位置を予測することができる。
【0064】また、用紙縁部の陰影位置と、画像センサが撮像する画像との相対的な位置関係を検出し、かかる相対的な位置関係に基づいて、画像センサが撮像する複数の画像同士を関連付けることによって、画像センサの画角を超える検査対象物の寸法を測定する場合は、用紙縁部の位置情報を利用して、従来寸法測定ができなかった大きな検査対象物についても寸法測定を行うことができる。
【0065】また、用紙のずれ量を用紙縁部の陰影位置から算出し、画像センサが撮像した画像のデータを当該ずれ量に基づいて補正した後で、検査対象画像の良否判断を行うようにすれば、検査時に原稿台上に載置された原稿の姿勢が適正でない場合であっても、正規セット位置に対する用紙のずれ量を排除して正確な画像良否判断を行うことができる。
【0066】また、画像センサによって撮像された判別マークに基づいて、画像検査に用いる基準データを記憶手段から読み出すようにすれば、画像の良否判別に必要な基準データが自動的に選択され、検査対象となる画像毎に作業者が基準データを選択・設定する必要がないので、画像検査時の作業が簡単になる。
【0067】また、用紙縁部を用紙内部側から斜めに照射して、用紙縁部の陰影を形成するするようにすれば、用紙縁部の陰影を押さえ部材に確実に形成することができる。
【0068】また、照明手段を、異なる方向から同一箇所を斜めに照射する複数の照明部からなるものとし、用紙内部側に位置する照明部によって用紙隅部を照射するようにすれば、複数箇所の用紙隅部を確実に用紙内部側から照射して陰影を形成することができる。
【0069】また、画像センサが、X軸方向に移動可能な上記第1乃至第3ミラーからなるミラー光学系を介して検査対象物を撮像し、ミラー光学系と光軸が一致するようにY軸方向に移動可能である構成とした場合は、ミラー光学系をX軸方向に、画像センサをY軸方向に移動させることによって、画像センサの撮像領域を変更できるので、複雑な構造の直交系クロススライド等を必要とすることなく、軽量,安価,コンパクトに画像検査装置を構成することができる。また、ミラー光学系及び画像センサは単軸移動で足りるので剛性が高く、高速運転が可能である。さらに、第2及び第3ミラーをX軸方向に移動させることにより、その移動量の2倍の移動量でもって、検査対象物に対する奥行方向の視覚移動を行うことができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013