JP2004085204A - Buckling inspection device and method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査対象物の変形の光学的検出に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から円筒状の検査対象物に光を照射してその変形(たとえば座屈)を検出する様々な手法が知られている。たとえばレーザー光線などを対象物に照射し、対象物からの反射光が正常であるか異常であるかにより、対象物が変形しているか否かを判断する。たとえば、図1に示すように、非常に指向性が強い光(スリット状レーザー光)を対象物に照射し、対象物からの反射光をカメラで撮像する。画像処理方式としては、種々の方式が採用されている。撮影した画像において、たとえば正常ならば直線的な画像が観察されるべき場合に、折れ線、曲線などが観察されると、対象物が変形していると判断できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この光学的検査システムにおいて、カメラで撮像されるのは、検査対象物から反射された拡散反射光である。拡散反射光は、物体の色成分を多く含む光であるため、対象物に柄や模様がない場合は良好な結果が得られる。しかし、対象物に色柄がある場合、色柄の影響を強く受け、検査が困難になる。たとえば、直線的な画像が観察されるべき場合に、正常であるにもかかわらず、間欠的な線が観察されたりする。
【0004】
この発明の目的は、検査対象物に柄や模様がある場合にも、物体の反射光から円筒状対象物の変形を光学的に検査できるようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る座屈検査装置は、ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置とからなる。前記の複数の光源と前記の複数台のカラー撮像装置の1組は、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に配置され、かつ、各光源と各カラー撮像装置は、1つの光源による同じ円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置される。
【0006】
前記の座屈検査装置において、たとえば、前記の1組の複数の光源と複数台のカラー撮像装置が、円筒状物体の搬送方向の両側にそれぞれ配置できる。また、円筒状物体の搬送方向にそって、前記の複数の光源と複数台の撮像装置を1組として、複数組が配置できる。
【0007】
前記の座屈検査装置において、好ましくは、さらに、撮像装置から受け取った画像データを処理して円筒状物体の変形の検出を可能にする画像処理装置を備える。
【0008】
本発明に係る座屈検査方法では、ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、第1の所定位置にある円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置との1組を、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に、かつ、各光源と各カラー撮像装置を、1つの光源による同じ円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置する。次に、搬送されてくる円筒状物体が前記の第1の所定位置に達したときに、その円筒状物体からの鏡面反射光を前記の複数台の撮像装置により撮影する。
【0009】
前記の座屈検査方法において、さらに、前記の第1の所定位置の下流側の第2の所定位置にある円筒状物体について、ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置との他の1組を、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に、各光源により照射されたその円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置する。そして、前記の第1の所定位置からさらに搬送されていく前記の円筒状物体を回転し、回転された円筒状物体が前記の第2の所定位置に達したときに、その円筒状物体からの鏡面反射光を前記の複数台の撮像装置により撮影する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して発明の実施の形態を説明する。
この発明の座屈検査装置では、円筒状の検査対象物に光を照射し、その鏡面反射光をカメラで撮像して、対象物の変形を検査する。図2は、発明の1つの実施の形態の座屈検査装置を図式的に示す。このシステムでは、赤(R)、緑(G)、青(B)の各2個のカラー光源10r、10g、10bから異なる色のライン状の拡散照明光を、円筒状の検査対象物12に照射する。光源10としては、ライン状の蛍光灯、LED、光ファイバなどを用いる。検査対象物12はコンベアベルト14の上を搬送されてくる。図2に示す光学系はコンベアベルト14の搬送方向の一方の側に設置される。カラー光源10により対象物12を拡散照明光で照射すると、照明光は対象物12から多方向に反射される。反射光は、鏡面反射光と拡散反射光からなる。光源10、カメラ18および検査対象物12との幾何学的位置関係で定まる光路を進む鏡面反射光のみが反射ミラー16で反射されてカメラ18に入射する。2台のカメラ18からの画像データは画像処理装置20に読み込まれる。画像処理装置20は、コンピュータであり、公知の画像分析手法で入力画像をもとに検査を行う。ここでは、画像処理装置20については詳細な説明は省略する。カメラ18で撮像した画像は、対象物12からの鏡面反射光による画像であり、鏡面反射光は光源10の光そのものであるので、対象物12自体の色(物体の表面に形成した色柄など)の影響を受けにくい。したがって、対象物12が色柄印刷物であっても原理的に有効に変形を検出できる。
【0011】
対象物24の表面形状の広い範囲を検査するため、多数(この例では6個)のカラー光源10で対象物12を照射し、検査対象物12からの鏡面反射光を搬送方向の上流側と下流側に設置した反射ミラー16で反射し、2台のカラーカメラ18で撮像する。複数の光源10と2台のカラーカメラ18は、光源10、カメラ18および検査対象物12との幾何学的位置関係で定まる光路を進む鏡面反射光が各カメラ18に同時に入射する位置に設置される。カラー光源10は、同じ照明光の光源が隣接しないように配置する。各光源10からの拡散照明光による2つの鏡面反射光が対象物12の表面上の異なる位置から反射して2台のカメラ18に入射する。この例では、2台のカメラ18と物体12のなす角度は120°とし、幾何学的計算により6個の光源10の位置を決定している。しかし、カメラのなす角度や光源の数はこれには限定されない。また、カメラの台数(したがって反射ミラーの数)も2台には限られない。
【0012】
図3では、1台のカラーカメラ18の映像を模式的に示す。この映像では、異なる色の光源10からライン状の鏡面反射光(輝線)が、照明光の色に対応して赤、緑、青の順番に並んでいる。この輝線がライン状でなければ変形が生じたと判断できる。
【0013】
図4に示すように、実際には、図2に示した1組の光学系が、検査対象物12を挟んで、コンベアベルトの両側にそれぞれ設置される。これにより、検査対象物12の外形の広い範囲を検査できる。対象物12は、コンベアベルト14の上を両側のガイド15の間で搬送されていくが、ガイド15は、照明光と鏡面反射光を妨げる位置には設置されない。対象物24が、コンベア上を移動していくと、光源10、対象物12およびカラーカメラ18の幾何学的位置関係によりカラーカメラに鏡面反射光が入射する第1の撮像位置に達する。ここで、4台のカメラ18は、第1の撮像位置で、鏡面反射光を撮像する。画像処理装置20は、4台のカメラ18からの画像データをそれぞれ読み込む。
【0014】
対象物がコンベアベルト14の上をさらに搬送されると、回転機構22により回転される。この例では、回転機構22は、検査対象物12が接触する接触板である。これに接触することにより約90°回転される。さらに、対象物24が、コンベア上を移動していくと、光源10、対象物12およびカラーカメラ18の幾何学的位置関係によりカラーカメラに鏡面反射光が入射する第2の撮像位置に達する。第2の撮像位置の両側にも、図2で示した1組の光学系が設置されていて、同様に鏡面反射光が撮像される。こうして、検査対象物を回転して複数回撮像することにより、検査対象物12の外形状の全周を撮影でき、その外形を検査できる。
【0015】
【発明の効果】
鏡面反射光を撮像するので、円筒状の物体自体の色成分の影響を受けずに検査ができる。また、色の異なる複数のカラー光源を用いるので、鏡面反射光とともに撮影される拡散反射光の影響を小さくできる。
さらに、撮像装置に画像処理装置を接続することにより、画像データを処理して物体の変形を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】拡散反射光を用いた座屈検査装置の図
【図2】鏡面反射光を用いた座屈検査装置の図
【図3】カメラの映像を模式的に示す図
【図4】鏡面反射光を用いた別の座屈検査装置の図
【符号の説明】
10r、10g、10b ライン状の赤、緑、青のカラー光源、 12 検査対象物、 14 コンベアベルト、 16 反射ミラー、 18 カラーカメラ、 20 画像処理装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to optical detection of deformation of an inspection object.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods for irradiating a cylindrical inspection object with light to detect its deformation (for example, buckling) have been known. For example, the object is irradiated with a laser beam or the like, and whether the object is deformed is determined based on whether the reflected light from the object is normal or abnormal. For example, as shown in FIG. 1, light having a very strong directivity (slit-shaped laser light) is applied to an object, and reflected light from the object is imaged by a camera. Various methods have been adopted as image processing methods. In a captured image, for example, if a normal image should be observed if it is normal, and if a broken line, a curve, or the like is observed, it can be determined that the object is deformed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this optical inspection system, what is imaged by the camera is the diffuse reflection light reflected from the inspection object. The diffuse reflection light is light containing a large amount of color components of the object, and therefore, a good result can be obtained when the target object has no pattern or pattern. However, if the target object has a color pattern, the inspection is strongly affected by the color pattern, making inspection difficult. For example, when a linear image is to be observed, an intermittent line may be observed despite being normal.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to optically inspect the deformation of a cylindrical object from reflected light of the object even when the object to be inspected has a pattern or pattern.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A buckling inspection device according to the present invention includes a plurality of light sources of different colors for irradiating a cylindrical object with linear illumination light, and a plurality of color imaging devices for imaging reflected light from the cylindrical object. One set of the plurality of light sources and the plurality of color imaging devices is disposed on one side with respect to the transport direction of the cylindrical object, and each light source and each color imaging device are provided by one light source. A plurality of specularly reflected lights from the same cylindrical object are installed at positions where the plurality of color image pickup devices respectively photograph the same.
[0006]
In the buckling inspection device, for example, the set of the plurality of light sources and the plurality of color imaging devices can be respectively disposed on both sides in the transport direction of the cylindrical object. A plurality of light sources and a plurality of imaging devices can be arranged as one set along the transport direction of the cylindrical object.
[0007]
The buckling inspection device preferably further includes an image processing device that processes the image data received from the imaging device and enables detection of deformation of the cylindrical object.
[0008]
In the buckling inspection method according to the present invention, a plurality of light sources of different colors for irradiating the cylindrical object with linear illumination light, and a plurality of cameras for imaging reflected light from the cylindrical object at the first predetermined position are provided. One set of the color imaging device is placed on one side with respect to the transport direction of the cylindrical object, and each light source and each color imaging device are connected to a plurality of specularly reflected lights from the same cylindrical object by one light source. Each is installed at a position where the image is captured by the plurality of color imaging devices. Next, when the conveyed cylindrical object reaches the first predetermined position, the plurality of imaging devices photograph the specularly reflected light from the cylindrical object.
[0009]
In the buckling inspection method, further, for a cylindrical object at a second predetermined position on the downstream side of the first predetermined position, a plurality of different colors for irradiating the cylindrical object with linear illumination light. Another set of a light source and a plurality of color imaging devices for imaging the reflected light from the cylindrical object, the cylindrical shape irradiated by each light source on one side with respect to the transport direction of the cylindrical object. A plurality of specularly reflected lights from the object are installed at positions where the plurality of color image pickup devices respectively photograph the plurality of specularly reflected lights. Then, the cylindrical object further conveyed from the first predetermined position is rotated, and when the rotated cylindrical object reaches the second predetermined position, the cylindrical object is moved from the cylindrical object. The specular reflected light is photographed by the plurality of imaging devices.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In the buckling inspection apparatus according to the present invention, light is irradiated to a cylindrical inspection object, and the mirror-reflected light is imaged by a camera to inspect the deformation of the object. FIG. 2 schematically shows a buckling inspection apparatus according to one embodiment of the present invention. In this system, two different
[0011]
In order to inspect a wide range of the surface shape of the object 24, the
[0012]
FIG. 3 schematically shows an image of one
[0013]
As shown in FIG. 4, actually, one set of optical systems shown in FIG. 2 is installed on both sides of the conveyor belt with the
[0014]
When the object is further conveyed on the
[0015]
【The invention's effect】
Since the specular reflected light is imaged, the inspection can be performed without being affected by the color components of the cylindrical object itself. In addition, since a plurality of color light sources having different colors are used, the influence of diffuse reflected light captured together with specular reflected light can be reduced.
Furthermore, by connecting the image processing device to the imaging device, it is possible to process the image data and detect the deformation of the object.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram of a buckling inspection device using diffuse reflection light. FIG. 2 is a diagram of a buckling inspection device using specular reflection light. FIG. 3 is a diagram schematically showing an image of a camera. Diagram of another buckling inspection device using reflected light [Explanation of symbols]
10r, 10g, 10b Linear red, green, and blue color light sources, 12 inspection objects, 14 conveyor belts, 16 reflection mirrors, 18 color cameras, 20 image processing devices.
Claims (5)
円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置とからなり、
前記の複数の光源と前記の複数台のカラー撮像装置の1組は、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に配置され、かつ、各光源と各カラー撮像装置は、1つの光源による同じ円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置される
座屈検査装置。A plurality of light sources of different colors for illuminating a cylindrical object with linear illumination light,
Consists of a plurality of color imaging devices that image reflected light from a cylindrical object,
One set of the plurality of light sources and the plurality of color imaging devices is disposed on one side with respect to the transport direction of the cylindrical object, and each light source and each color imaging device are provided by one light source. A buckling inspection device installed at a position where a plurality of specularly reflected lights from the same cylindrical object are respectively imaged by the plurality of color imaging devices.
座屈検査方法。A set of a plurality of light sources of different colors for irradiating a cylindrical object with line-shaped illumination light and a plurality of color imaging devices for imaging reflected light from the cylindrical object at a first predetermined position, On one side with respect to the conveying direction of the object, and each light source and each color imaging device, a plurality of specularly reflected lights from the same cylindrical object by one light source are respectively provided by the plurality of color imaging devices. A seat that is installed at a position where an image is captured and captures mirror-reflected light from the cylindrical object by the plurality of imaging devices when the conveyed cylindrical object reaches the first predetermined position. Crook inspection method.
前記の第1の所定位置からさらに搬送されていく前記の円筒状物体を回転し、回転された円筒状物体が前記の第2の所定位置に達したときに、その円筒状物体からの鏡面反射光を前記の複数台の撮像装置により撮影する
請求項4に記載された座屈検査方法。Further, for a cylindrical object at a second predetermined position downstream of the first predetermined position, a plurality of light sources of different colors for irradiating the cylindrical object with linear illumination light, Another pair of a plurality of color imaging devices for imaging the reflected light is provided on one side with respect to the transport direction of the cylindrical object, and a plurality of specularly reflected lights from the cylindrical object illuminated by the respective light sources on one side. Is installed at a position where each of the plurality of color imaging devices is photographed,
Rotating the cylindrical object further conveyed from the first predetermined position, and when the rotated cylindrical object reaches the second predetermined position, the specular reflection from the cylindrical object The buckling inspection method according to claim 4, wherein the light is photographed by the plurality of imaging devices.
Priority Applications (1)
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JP2002242248A JP2004085204A (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Buckling inspection device and method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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- 2002-08-22 JP JP2002242248A patent/JP2004085204A/en active Pending
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