物體表面的檢查方法和檢查系統的制作方法

專利名稱：物體表面的檢查方法和檢查系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于通過物體表面的拍攝圖像來檢查物體外表的方法和裝置。
背景技術：
存在多種公知的方法用來檢查物體表面的狀態，特別，其中有一種方法通過使用CCD相機對物體進行拍攝并且處理其圖像來檢查物體表面狀態。在這種情況下，例如，在用CDD相機拍攝的圖像內從表示所要檢查表面的象素中選擇大約10點的象素，并且將這些象素的亮度平均值設為標準值，從而將所要測量點的象素亮度與該標準值進行比較，從而檢查物體表面的狀態。
然而，這種傳統檢查方法存在一個問題由于物體表面狀態的變化，外部環境如太陽光、室內光等的變化，以及拍攝圖像期間是否存在照明等因素，導致檢查結果不穩定。而且，消除外部環境影響以穩定檢查結果需要大的投入。
發明概述本發明是針對上述幾點而提出的，并且本發明的目的是提供一種能夠不受外部環境等的影響穩定地檢查物體表面狀態的方法和系統。
本發明人使用CCD相機拍攝用稀土金屬制成的盤形磁體，觀察其圖像中的顏色不均勻、污點、隆起、缺口等，并且以各種方式進行研究。結果，本發明人發現這樣的事實所要檢查表面(板面)的光學測量值，特別是它的亮度，隨著外部環境和物體種類而不同。然而，在用CCD相機拍攝的圖像中，當所要檢查表面為平面或曲率小的曲面時，表示所要檢查表面的象素的亮度大致表現為固定值，約呈±20％的正態分布，而當存在如污點、隆起、細裂紋等的缺陷時，表示缺陷點的象素的亮度表現為異常值。
基于上述認識，根據本發明，提供一種檢查方法，用于通過使用CCD相機對物體的所要檢查表面進行拍攝所得的圖像來檢查物體表面，其特征在于，在圖像內從表示所要檢查表面的象素中選擇任意兩個象素并且比較這兩個象素以檢查物體表面。
最好，該檢查方法比較表示所要檢查表面的所有象素。而且，當選擇兩個象素時，可以選擇點對稱或線對稱的象素。例如，比較這兩個選定象素的亮度。在這種情況下，獲得這兩個選定象素的亮度比，并且，當連續存在其亮度比超出預定范圍的預定數目象素時，物體表面的狀態可以判定為有缺陷。需要注意的是，當用CCD相機拍攝物體的所要檢查表面時，可以通過光源照明所要檢查的表面。
而且，根據本發明，提供一種檢查系統，其特征在于包括光源，用于照明物體的所要檢查表面；CCD相機，用于拍攝物體的所要檢查表面；以及控制器，用于在所拍攝的圖像內從表示所要檢查表面的象素中選擇任意兩個象素并且比較這兩個象素以檢查物體表面。在這種情況下，該系統還可以包括分類器，用于根據控制器的檢查結果對物體進行分類。
根據本發明，可以穩定地檢查物體外表。
附圖簡述

圖1是根據本發明一個實施例的檢查系統的總體結構平面圖；圖2是一種檢查裝置的說明圖；圖3是一種具有較大直徑光源的檢查裝置的說明圖；圖4是一種具有傾斜光軸的檢查裝置的說明圖；圖5是所選的兩個象素以所要檢查表面為圓形的工件的圓點形成點對稱的狀態說明圖；圖6是所選的兩個象素以所要檢查表面為正方形的工件的中心線形成線對稱的狀態說明圖；圖7是當檢查外圍部分時所選的兩個象素以所要檢查表面為圓形的工件的圓點形成點對稱的狀態說明圖；以及圖8是當檢查外圍部分時所選的兩個象素以所要檢查表面為正方形的工件的中心線形成線對稱的狀態說明圖。
發明詳細描述下面，參照附圖對本發明的優選實施例進行描述。圖1是根據本發明實施例的檢查系統1的總體結構平面圖。在本實施例中，檢查系統1構造為順序地檢查均由Nd-Fe-B-C燒結磁體組成的多個工件W的多個外表，其中，磁體就是所述物體的一個例子。
工件(稀土磁體)W的形狀為圓形或正方形平板。這種平板形工件W是通過將通過煅燒獲得的圓桿或方桿形燒結物體切割成薄片而形成的，并且該工件W的厚度例如為幾毫米且直徑或邊長為10mm。因此，工件W的正面W1和背面W2均形成為切割面。
圖1所示的檢查系統1中，工件W從漏斗10進入，通過校準進料器11和線性進料器12，并且由遞送裝置13逐一取出，從而工件W逐一進入第一傳送器14的開始部分(圖1中的第一運輸傳送器14的左端)。校準進料器11設計為對從漏斗10進入的工件W施加振動，以將工件W校準為正面W1朝上的方式，并且將它們遞送給下面的線性進料器12。在圖1中，遞送裝置13以逆時針方向旋轉，從而，在傳輸期間由兩個厚度檢查器15和16檢查工件W的厚度。
第一傳送器14將從遞送裝置13遞送的正面W1朝上的工件W從它的開始部分運輸到它的結束部分(圖1中向右)。第一傳送器14的結束部分(圖1中的第一傳送器14的右端)與第二傳送器20的開始部分(圖1中的第二傳送器20的左端)相連，從而，第一傳送器14和第二傳送器20構成用于運輸工件W的運輸器。
在第一傳送器14的結束部分和第二傳送器20的開始部分之間的連接部分，布置有翻轉裝置21，用于翻轉工件W，也就是，將它翻個面。翻轉裝置21翻轉從第一傳送器14遞送的工件W，以使工件W的背面W2朝上。第二傳送器20將通過翻轉裝置21使其背面W2朝上后的工件W從它的開始部分運輸到它的結束部分(圖1中向右)。
沿著第一傳送器14，布置有分類器25以及用于檢查工件W的正面W1側的外表的三個檢查裝置26、27和28。分類器25設計為允許工件W在通過厚度檢查器15和16的檢查判定為其厚度在預定范圍內的情況下，由第一傳送器14按照原樣如圖1所示向右進行運輸，而在判定為其厚度大于預定范圍的情況下，排出到區域30，并且在判定為其厚度小于預定范圍的情況下，排出到區域31。這樣就只允許厚度在預定范圍內的工件W進入下面的檢查裝置26、27和28。
同樣，沿著第二傳送器20，布置有用于檢查工件W的反面W2側的外表的三個檢查裝置35、36和37以及分類器38。分類器38設計為允許工件W在通過沿著第一傳送器14的三個檢查裝置26、27和28以及沿著第二傳送器20的三個檢查裝置35、36和37的檢查判定為具有正常外表的情況下通過斜槽40進入位于第二傳送器20的結束部分的存儲區域41，而在判定為具有缺陷外表的情況下通過斜槽42進入位于第二傳送器20的結束部分的區域43，并且在其外表不能判定為正常的情況下通過斜槽45進入位于第二傳送器20的結束部分的區域46。
沿著第一傳送器14布置的檢查裝置26和沿著第二傳送器20布置的檢查裝置35具有類似的結構，并且圖2是檢查裝置26和35的說明圖。光源50位于由第一傳送器14或第二傳送器20運輸的工件W的上方，以從幾乎正上方照明工件W。光源50為環形，并且光從光源50施加于工件W，由工件W反射到位于光源50中心的轉換透鏡51，并且經過變焦透鏡52，從而用CCD相機53拍攝工件W的圖像。在每個檢查裝置26和35中，轉換透鏡51、變焦透鏡52和CCD相機53都位于工件W的正上方位置(方式是在檢查裝置26中垂直于工件W的正面W1，并且在檢查裝置35中垂直于背面W2)。如上所述，檢查裝置26從相對于由第一傳送器14運輸的工件W的正面W1的垂直(正上)方向拍攝所要檢查的表面(正面W1)，并且檢查裝置35從相對于由第二傳送器20運輸的工件W的背面W2的垂直(正上)方向拍攝所要檢查的表面(背面W2)。
而且，沿著第一傳送器14布置的檢查裝置27和沿著第二傳送器20布置的檢查裝置36也具有基本上類似于圖2所示的檢查裝置26和檢查裝置35的結構。如圖3所示，環形光源55對工件W進行照明，并且由工件W反射的光入射到轉換透鏡56，并且經過變焦透鏡57，從而用CCD相機58拍攝工件W的圖像。轉換透鏡56、變焦透鏡57和CCD相機58都位于工件W的正上方位置(方式是在檢查裝置27中垂直于工件W的正面W1，并且在檢查裝置36中垂直于背面W2)。檢查裝置27從相對于由第一傳送器14運輸的工件W的正面W1的垂直(正上)方向拍攝工件W，并且檢查裝置36從相對于由第二傳送器20運輸的工件W的背面W2的垂直(正上)方向拍攝工件W。然而，在檢查裝置27和36中，光源55的直徑(與光源50相比)更大，從而將光從工件W的周圍施加于工件W的外圍部分。所示實施例構造為相對于工件W的外圍部分以45°的角度向下施加光。這樣就允許從光源55施加的光由工件W的外圍部分進行反射，從而使CCD相機58拍攝工件W的外圍部分。
此外，沿著第一傳送器14布置的檢查裝置28和沿著第二傳送器20布置的檢查裝置37也具有基本上類似于圖2所示的檢查裝置26和35的結構。如圖4所示，環形光源60對工件W進行照明，并且由工件W反射的光入射到轉換透鏡61，并且經過變焦透鏡62，從而用CCD相機63拍攝工件W的圖像。然而，雖然在前述檢查裝置26和35以及檢查裝置27和36中轉換透鏡51和56、變焦透鏡52和57以及CCD相機53和58都位于工件W的正上方位置(以垂直于工件W的正面W1或背面W2的方式)，但是檢查裝置28和37在下面這一點上不同于上述裝置。這一點是，如圖4所示，光源60、轉換透鏡61、變焦透鏡62和CCD相機63均以光軸Y為中心，其中，光軸Y相對于垂直于工件W的正面W1或背面W2的X方向偏斜僅α°的角度。在這種情況下，偏斜角度α例如大約為5°到10°。
注意，例如使用鹵素燈的環形照明作為檢查裝置26和35的光源50和檢查裝置28和37的光源60，并且使用鹵素燈的內圈輻射照明作為檢查裝置27和36的光源55。
而且，在檢查裝置26和35、檢查裝置27和36以及檢查裝置28和37中，例如，使用由SEIWA OPTICAL制造的名稱為CV-05(放大倍數為0.5)或CV-025(放大倍數為0.25)的透鏡作為轉換透鏡51、56和61。在這種情況下，最好根據工件W的大小、檢查標準等改變所使用的透鏡，方式是CV-025(放大倍數為0.25)的透鏡用于最大直徑等于或小于32φ的點對稱形的工件W，而CV-05(放大倍數為0.5)的透鏡用于最大直徑等于或小于16φ的點對稱形的工件W。
而且，在檢查裝置26和35、檢查裝置27和36以及檢查裝置28和37中，例如使用由SEIWA OPTICAL制造的名稱為MS-501(0.75到4.5)的高分辨率變焦透鏡作為變焦透鏡52、57和62。例如使用由TOKYOELECTRONIC INDUSTRY制造的CS3910(分辨率為1280×1030)、由TAKENAKA SYSTEM制造的FC-1300(分辨率為1280×1030)、由Sony制造的XC-7500(分辨率為512×480)等作為CCD相機53、58和63。注意，最好使用由Fast制造的FHC-331LV作為用于由TOKYOELECTRONIC INDUSTRY制造的CS3910和由TAKENAKA SYSTEM制造的FC-1300的圖像輸入板，并且使用由Fast制造的RICE-001作為用于由Sony制造的XC-7500的圖像輸入板。
如圖1所示，通過檢查裝置26和35、檢查裝置27和36以及檢查裝置28和37拍攝的圖像輸入到控制器70。控制器70如后所述通過所輸入的圖像檢查工件W的表面，并且根據檢查結果控制位于第二傳送器20的結束部分的分類器38。這樣就允許如前所述只將具有正常外表的工件W排出到存儲區域41，而將具有缺陷外表的工件W排出到區域43，并且將不能判決其外表的工件W排出到區域46。
在如上所述構造的檢查系統1中，使得正面W1朝上后的工件W由遞送裝置13逐一地供給第一傳送器14的開始部分。然后，只有厚度在預定范圍內的工件W由第一傳送器14按照原樣如圖1所示向右進行運輸。
在此運輸期間，檢查裝置26、27和28檢查工件W的正面W1側的外表。更具體地說，工件W首先由檢查裝置26的光源50進行照明，并且工件W的正面W1的圖像使用CCD相機53進行拍攝，并且輸入到控制器70中。當例如工件W的正面W1為圓形時，使用CCD相機53所拍攝并且輸入到控制器70中的工件W的正面W1的圖像A提供如圖5所示的圓形的所要檢查表面(工件W的正面W1)，或者當例如工件W的正面W1為正方形時，提供如圖6所示的正方形的所要檢查表面(工件W的正面W1)。
然后，控制器70在該圖像A內從表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的象素中選擇任意兩個象素a和b，并且比較這兩個象素，從而檢查工件W的正面W1。在這種情況下，如果所要檢查表面(工件W的正面W1)為點對稱形如圓形，則以集合的方式逐對地選擇如圖5所示以圓點O形成點對稱的兩個象素a和b，并且相互比較。具體說明圖5所示的例子就是象素a1與象素b1相互比較，象素a2與象素b2相互比較，象素a3與象素b3相互比較，象素a4與象素b4相互比較，象素a5與象素b5相互比較，象素a6與象素b6相互比較，象素a7與象素b7相互比較，象素a8與象素b8相互比較，象素a9與象素b9相互比較，象素a10與象素b10相互比較，象素a11與象素b11相互比較，象素a12與象素b12相互比較，象素a13與象素b13相互比較，象素a14與象素b14相互比較，象素a15與象素b15相互比較，并且象素a16與象素b16相互比較。因此，表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的所有象素a1到a16與象素b1到b16相互比較。
如果所要檢查表面(工件W的正面W1)為線對稱形如正方形，則以集合的方式逐對地選擇如圖6所示以中心線L形成線對稱的兩個象素，并且相互比較。具體說明圖6所示的例子就是象素a1與象素b1相互比較，象素a2與象素b2相互比較，象素a3與象素b3相互比較，象素a4與象素b4相互比較，象素a5與象素b5相互比較，象素a6與象素b6相互比較，象素a7與象素b7相互比較，象素a8與象素b8相互比較，象素a9與象素b9相互比較，象素a10與象素b10相互比較，象素a11與象素b11相互比較，象素a12與象素b12相互比較，象素a13與象素b13相互比較，象素a14與象素b14相互比較，象素a15與象素b15相互比較，象素a16與象素b16相互比較，象素a17與象素b17相互比較，并且象素a18與象素b18相互比較。因此，表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的所有象素a1到a18與象素b1到b18相互比較。
當象素a和b如上所述相互比較時，逐對選定的兩個象素a和b的亮度B相互比較，從而允許檢查工件W的整個正面W1上用象素a和b表示的所有點。更具體地說，在工件W的正面W1為平面或曲率小的曲面的情況下，當工件W的正面W1上不存在缺陷時，用CCD相機53拍攝的圖像A中表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的象素a和b的亮度大致表現為固定值，約呈±20％的正態分布。另一方面，當工件W的正面W1上存在如顏色不均勻、污點、隆起、細裂紋、缺口等的缺陷時，表示缺陷所在點的象素a和b的亮度表現為異常值。因此，獲得表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的象素a和b的亮度B之比，從而當所有比率在預定范圍內時(當象素亮度不在約±20％的正態分布之外時)，可以判定工件W的正面W1上不存在任何缺陷，而當存在比率在預定范圍之外的點時(當象素亮度在約±20％的正態分布之外時)，可以判定工件W的正面W1上存在缺陷。
一般，經常在工件W的正面W1上的相當大的范圍內形成如顏色不均勻、污點、隆起、細裂紋、缺口等的缺陷，因此當存在如顏色不均勻、污點、隆起、細裂紋、缺口等的缺陷時，圖像A中表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的象素a和b的亮度經常在多個象素a和b上連續表現為異常值。因此，還可以采用，當在多個相鄰象素a和b上的亮度B之比在預定范圍之外時，判定工件W的正面W1的狀態存在缺陷。
在通過使用檢查裝置26的CCD相機53拍攝的圖像進行檢查之后，工件W由檢查裝置27的光源55進行照明，并且工件W的正面W1的外圍部分的圖像使用CCD相機58進行拍攝，并且輸入到控制器70中。當例如工件W的正面W1為圓形時，使用CCD相機58所拍攝并且輸入到控制器70中的工件W的正面W1的外圍部分的圖像A′提供如圖7所示的窄連續圈形的所要檢查表面(工件W的正面W1的外圍部分)，或者當例如工件W的正面W1為正方形時，提供如圖8所示的窄連續方框形的所要檢查表面(工件W的正面W1的外圍部分)。
然后，控制器70類似于上面所述，也在該圖像A′內從表示所要檢查表面(工件W的正面W1的外圍部分)的象素中選擇任意兩個象素a和b，并且比較這兩個象素，從而檢查工件W的正面W1的外圍部分。在這種情況下，如果工件W的正面W1為點對稱形如圓形，則以集合的方式逐對地選擇如圖7所示以圓點O形成點對稱的兩個象素a和b，并且相互比較。具體說明圖7所示的例子就是象素a1與象素b1相互比較，象素a2與象素b2相互比較，象素a3與象素b3相互比較，象素a4與象素b4相互比較，象素a5與象素b5相互比較，象素a6與象素b6相互比較，象素a7與象素b7相互比較，象素a8與象素b8相互比較，象素a9與象素b9相互比較，并且象素a10與象素b10相互比較。因此，表示所要檢查表面(工件W的正面W1的外圍部分)的所有象素a1到a10與象素b1到b10相互比較。
如果工件W的正面W1為線對稱形如正方形，則以集合的方式逐對地選擇如圖8所示以中心線L形成線對稱的兩個象素，并且相互比較。具體說明圖8所示的例子就是象素a1與象素b1相互比較，象素a2與象素b2相互比較，象素a3與象素b3相互比較，象素a4與象素b4相互比較，象素a5與象素b5相互比較，象素a6與象素b6相互比較，象素a7與象素b7相互比較，象素a8與象素b8相互比較，象素a9與象素b9相互比較，并且象素a10與象素b10相互比較。因此，表示所要檢查表面(工件W的正面W1的外圍部分)的所有象素a1到a10與象素b1到b10相互比較。
同樣，當表示工件W的正面W1的外圍部分的象素a和b如上所述相互比較時，逐對選定的兩個象素a和b的亮度B類似地相互比較，從而允許檢查用工件W的正面W1的外圍部分的象素a和b表示的點。同樣在這種情況下，獲得表示所要檢查表面(工件W的正面W1的外圍部分)的象素a和b的亮度B之比，從而可以根據比率判定工件W的正面W1的外圍部分上是否存在缺陷。而且，還可以采用，當在多個相鄰象素a和b上的亮度B之比在預定范圍之外時，判定工件W的正面W1的外圍部分狀態存在缺陷。
在如上所述通過使用檢查裝置27的CCD相機58拍攝的圖像進行檢查之后，工件W還由檢查裝置28的光源60進行照明，并且工件W的正面W1的圖像使用CCD相機63進行拍攝，并且輸入到控制器70中。當例如工件W的正面W1為圓形時，使用CCD相機63所拍攝并且輸入到控制器70中的工件W的正面W1的圖像A提供如前面參照圖5所述的圓形的所要檢查表面(工件W的正面W1)，或者當例如工件W的正面W1為正方形時，提供如參照圖6所述的正方形的所要檢查表面(工件W的正面W1)。
然后，控制器70類似于如上所述，也在該圖像A內從表示所要檢查表面的象素中選擇任意兩個象素a和b，并且比較這兩個象素，從而檢查工件W的正面W1。在這種情況下，如果工件W的正面W1為點對稱形如圓形，則如前面參照圖5所述，以圓心O形成點對稱的象素a1與象素b1、象素a2與象素b2、象素a3與象素b3、象素a4與象素b4、象素a5與象素b5、象素a6與象素b6、象素a7與象素b7、象素a8與象素b8、象素a9與象素b9、象素a10與象素b10、象素a11與象素b11、象素a12與象素b12、象素a13與象素b13、象素a14與象素b14、象素a15與象素b15、以及象素a16與象素b16分別相互比較。因此，表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的所有象素a1到a16與象素b1到b16相互比較。
如果工件W的正面W1為線對稱形如正方形，則如前面參照圖6所述，以中心線L形成線對稱的象素a1與象素b1、象素a2與象素b2、象素a3與象素b3、象素a4與象素b4、象素a5與象素b5、象素a6與象素b6、象素a7與象素b7、象素a8與象素b8、象素a9與象素b9、象素a10與象素b10、象素a11與象素b11、象素a12與象素b12、象素a13與象素b13、象素a14與象素b14、象素a15與象素b15、象素a16與象素b16、象素a17與象素b17、以及象素a18與象素b18分別相互比較。因此，表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的所有象素a1到a18與象素b1到b18相互比較。
在這種情況下，光源60、轉換透鏡61、變焦透鏡62和CCD相機63在檢查裝置28中都布置在相對于工件W的正面W1的一定角度上，從而，例如，如果在工件W的正面W1上存在凸起或凹陷，則光影由于凸起和凹陷而出現在表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的象素a和b上。
這允許控制器70通過使用檢查裝置28的CCD相機63拍攝的圖像判定工件W的正面W1上是否存在凸起或凹陷。同樣，在這種情況下，逐對地獲得表示所要檢查表面(工件W的正面W1)的象素a和b的亮度B之比，從而可以根據比率判定工件W的正面W1上是否存在缺陷(凸起或凹陷)。而且，還可以采用，當在多個相鄰象素a和b上的亮度B之比在預定范圍之外時，判定工件W的正面W1狀態存在缺陷。
如上所述，在第一傳送器14的運輸期間，工件W的正面W1側的外表由檢查裝置26、27和28進行全面檢查。在分別經過檢查裝置26、27和28的檢查之后，工件W運輸到第一傳送器14的結束部分，并且由翻轉裝置21進行翻轉，即翻面，使得背面W2朝上后的工件W進入第二傳送器20的開始部分。然后，由第二傳送器20如圖1所示向右運輸背面W2朝上的工件W。
在第二傳送器20的運輸期間，類似于前面由檢查裝置26、27和28對工件W的正面W1側所執行的檢查，分別由檢查裝置35、36和37執行對工件W的背面W2側的檢查。如上所述，由控制器70全面判定工件W的正面W1側和背面W2側上的狀態。當正面W1和背面W2兩側的外表都經過檢查的工件W傳輸到第二傳送器20的結束部分時，分類器38通過控制器70的控制對工件W進行分類，從而只有具有正常外表的工件W進入存儲區域41。因此，該檢查系統1可以容易地檢查在工件W的正面W1和背面W2及其外圍部分上是否存在諸如缺口、裂縫、凸起和凹陷等這樣的缺陷，從而可以選擇性地只獲得具有正常外表而不帶缺陷的工件W。
雖然對本發明優選實施例的一個例子進行了說明，但是本發明不限于上述實施例。受檢查的物體不限于如稀土磁體等的工件W，并且本發明可應用于其它各種物體的外表檢查。而且，可以沿著第一傳送器14布置檢查裝置26、27和28中的任一個，并且可以沿著第一傳送器14以任何組合方式布置檢查裝置26、27和28。類似地，可以沿著第二傳送器20布置檢查裝置35、36和37中的任一個，并且可以沿著第二傳送器20以任何組合方式布置檢查裝置35、36和37。
通常，在CCD相機的相鄰位置提供照明光源，因為受檢查物體的所要檢查表面根據它的色調、粗糙度、是否存在鍍層等而發生亮度變化。光源可以采用典型的照明如熒光管等，并且最好用環形鹵素燈以500lux(勒克司)到20000lux的亮度從上面均勻地照明所要檢查表面。對于CCD相機，色調的檢查需要彩色CCD相機，但是單色CCD相機足以用于檢查稀土燒結磁體等的表面。CCD相機需要30萬象素或更多，最好是1百萬象素或更多，并且由于隨著象素數目的增加，CCD相機可以更精細地檢查表面，但是噪聲也增加，因此需要根據檢查條件選擇CCD相機。
通常，CCD相機以完全打開光圈的方式拍攝圖像。最好拍攝圖像的快門速度為1/1000秒到1/10000秒。注意，如果所要檢查表面為點對稱形如圓形，最好逐對地選擇如圖5所示以圓心O形成點對稱的兩個象素，并且對它們進行比較。如果所要檢查表面為線對稱形如正方形，最好逐對地選擇如圖6所示以中心線L形成線對稱的兩個象素，并且對它們進行比較。
根據本發明人的實現，當通過比較兩個選定象素的亮度來執行檢查時，亮度范圍在0.7到1.3之間的比率可以安全地判定為正常。可以任意地根據檢查類型設置判定為正常的亮度比范圍。如果范圍太窄，則存在將非缺陷物誤判為缺陷物的擔心，而如果范圍太寬，則存在將缺陷物誤判為非缺陷物的擔心。預先考慮到上述情況，需要適當地設置用于判定缺陷物的閾值，并且包含在用于判定是非缺陷物還是缺陷物的判定程序中。通過安裝在控制器中的程序執行這些操作序列，這允許順序且高效地執行外表檢查。而且，判定不僅可以設計為將物體分成非缺陷物和缺陷物這兩個級別，而且可以設計為分成三個或更多級別，從而重復檢查或者部分引入人工檢查，這樣就允許更詳細的檢查。例子在如圖1等所述的本發明檢查系統中，采用直徑為6.5mm且厚度為1.0mm的盤形Nd-Fe-B-C燒結磁體作為工件，并且在以50mm/sec的固定速度運輸工件的時候順序對它的外表進行檢查。使用具有由SEIWA OPTICAL制造的MS-501高分辨率透鏡的由TOKYO ELECTRONICINDUSTRY制造的CS-3910 CCD相機(具有1.41百萬象素)，并且使用環形鹵素燈HL-28-2000(28φ)作為光源。工件的外徑經過包絡處理，以獲得它的形狀，從而當該形狀的中心經過CCD相機中心之下的位置時，對工件進行拍攝。光圈是完全打開的，并且快門速度為1/2000秒。選擇點對稱象素，并且它們的亮度比等于或大于1.4被認為是不正常，從而所作的設置是當連續存在450或更多異常象素時，工件外表判定為存在缺陷。對一千個工件執行本發明的檢查。還對根據實施例所進行的測試執行人工檢查，并且人工檢查的結果被認為是正確的。
而且，在一個比較例子的檢查方法中，在使用CCD相機拍攝的圖像內從表示所要檢查表面的象素中選擇大約10點的象素，并且將它們的亮度平均值設為標準值，從而將所要測量點的象素亮度與該標準值進行比較，因此檢查物體表面的狀態。本發明實施例與比較例子之間的比較結果如圖1所示，其中，本發明的實施例在非缺陷物的準確率和缺陷物的準確率方面均優于比較例子。
表1

權利要求
1.一種用于通過物體圖像來檢查物體表面的方法，包括如下步驟使用CCD相機對所述物體的所要檢查表面進行拍攝；在圖像內從表示所要檢查表面的象素中選擇任意兩個象素；以及比較這兩個象素以檢查所述物體的表面。
2.如權利要求1所述的檢查方法，其中，比較表示所要檢查表面的所有象素。
3.如權利要求2所述的檢查方法，其中，當選擇兩個象素時，選擇點對稱或線對稱的象素。
4.如權利要求3所述的檢查方法，其中，比較兩個選定象素的亮度。
5.如權利要求4所述的檢查方法，其中，獲得兩個選定象素的亮度比，并且，當連續存在其亮度比超出預定范圍的預定數目象素時，判定所述物體表面的狀態具有缺陷。
6.如權利要求1所述的檢查方法，其中，當用CCD相機拍攝所述物體的所要檢查表面時，通過光源照明所要檢查的表面。
7.一種用于通過物體圖像來檢查物體表面的系統，包括光源，用于照明所述物體的所要檢查表面；CCD相機，用于拍攝所述物體的所要檢查表面；以及控制器，用于在所拍攝的圖像內從表示所要檢查表面的象素中選擇任意兩個象素，并且比較這兩個象素以檢查所述物體的表面。
8.如權利要求7所述的系統，還包括分類器，用于根據所述控制器的檢查結果對所述物體進行分類。
全文摘要
本發明是一種方法，用于通過使用CCD相機對物體的所要檢查表面進行拍攝所得的圖像來檢查物體表面，其中，在圖像內從表示所要檢查表面的象素中選擇任意兩個象素，并且比較這兩個象素，從而檢查物體表面。當選擇兩個象素時，例如，可以選擇點對稱或線對稱的象素。而且，例如，比較這兩個選定象素的亮度。
文檔編號G01N21/85GK1435676SQ03102169
公開日2003年8月13日 申請日期2003年1月30日 優先權日2002年1月31日
發明者氏原尚, 豬股寬成, 藤田功 申請人:同和礦業株式會社