JP2008026254A - ゴムホースの外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムホースを円筒軸を中心として回転させることなく、外周面の凹凸欠陥を検査する。
【解決手段】複数のライン光源５・・５を用いてゴムホースＨの外周面の全ての溝Ｃ・・Ｃに影が生じるように照明を行った状態で、ゴムホースＨの外周面全周の画像を複数のカメラ３・・３で撮影することで、ゴムホースＨを円筒軸を中心として回転させることなく、ゴムホースＨの外周面全周の画像を撮影できるようにする。そして、このようにして撮影した画像データに基づいてゴムホースＨの外周面の溝Ｃの規則性を分析して凹凸欠陥の有無を判定することで、ゴムホースＨの外周面の凹凸欠陥を容易にかつ安定して検査することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、円筒形状で外周面に円筒軸と平行な方向に延びる溝が円周方向に所定間隔で形成されたゴムホースの外観検査装置に関する。

ゴムホースとして、円筒形状で外周面に円筒軸と平行な方向に延びる溝が円周方向に所定間隔で形成されたゴムホース（図１参照）がある。このような外周面に凹凸を有するゴムホースでは、製造過程等において、外周面に傷・潰れ・焼け等の欠陥（凹凸欠陥）が生じることがある。このためゴムホースの製造ライン等において、ゴムホース外周面の凹凸欠陥を検出して製品良否を検査することが要求される。

ゴムホース等の円筒形状の検査対象の凹凸を検査する方法としては、下記の特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、円筒状の被加工物の表面の凹凸に対して、その凹凸が延びる方向と直交する方向から、凹凸高さに対して幅が変化するパターンの光を照射し、その照射光が凹凸によって散乱する散乱光の凹凸方向の幅を検出し、この検出結果に基づいて凹凸の欠陥を判定している。

また、ゴムホースの外周面の凹凸を検査する外観検査装置として、レーザ遮断方式の検査装置もある。
特開平１０−２８８５８４号公報

ところで、特許文献１に記載されているような外観検査では、円筒状の被加工物の表面の凹凸に対して光を照射し、その照射光が凹凸によって散乱する散乱光を検出しているので、円筒状の検査対象の外周面の全周検査を行うには、検査対象を円筒軸を中心として回転させる必要がある（例えば、特許文献１の図７及び図９参照）。ここで、ゴムホースは製造ラインにて連続的に製造されるため、製造ライン上もしくは製造ラインの下流側でゴムホースを回転させて外観検査を実施することはできない。従って、特許文献１に記載されているような検査装置等をゴムホースの外周面の全周検査に適用することはできない。

なお、レーザ遮断方式の外観検査装置では、検出することが可能な凹凸欠陥の大きさが大きいものに限られる点、及び、検査範囲が限られるため凹凸欠陥を見落とすことが多い等の問題がある。さらに、検査対象が円筒体である場合、検査対象の外周面の全周について検査を行うには、検査対象を回転させる必要がある。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、円筒形状で外周面に凹凸を有するゴムホースの外観検査を行うにあたり、ゴムホースを円筒軸を中心として回転させることなく、ゴムホース外周面の凹凸欠陥を外周面の全周にわたって検査することが可能なゴムホースの外観検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、ゴムホース外周面の溝の規則性（軸方向の連続性）を利用し、その溝の規則性に乱れがあるか否かを検出することにより、ゴムホース外周面の凹凸欠陥を検査する点に特徴がある。その具体的な構成を以下に説明する。

本発明は、円筒形状で外周面に円筒軸と平行な方向に延びる溝が円周方向に所定間隔で形成され、外周面に凹凸を有するゴムホースの欠陥を検査するゴムホースの外観検査装置において、前記ゴムホースの外周面全周の画像を撮影し得るように配置された複数のカメラと、ゴムホース外周面の全ての溝部に影が生じるように照明光を照射する照明手段と、画像処理部とを備え、前記画像処理部は、前記複数のカメラで撮影された画像データに基づいてゴムホース外周面の溝の規則性を分析し、その分析結果から欠陥の有無を判定するように構成されていることを特徴としている。

本発明では、ゴムホース外周面の全ての溝に影が生じるように照明を行った状態で、ゴムホース外周面の全周の画像を複数のカメラで撮影し、その撮影した画像データに基づいてゴムホース外周面の溝の規則性を分析することで、傷・潰れ・焼け等の外観的な欠陥（凹凸欠陥）が生じているか否かを判定する。

このように、本発明によれば、ゴムホース外周面の全周を複数のカメラで撮影することができるので、ゴムホースを円筒軸を中心として回転させることなく、ゴムホース外周面の凹凸欠陥を外周面の全周にわたって検査することができる。しかも、ゴムホース外周面の溝の規則性の乱れの状態を分析し、その分析結果から凹凸欠陥の有無を判定しているので、散乱光の凹凸方向の幅の検出などの高い精度が要求される画像処理を要することなく、凹凸欠陥の有無を容易にかつ安定して判定することができる。

本発明において、ゴムホースを回転させずに検査するための具体的な手段として、ゴムホースの外周面に円筒軸と平行なライン状の光を照射することが可能な複数のライン光源を用い、その各ライン光源を、それぞれ、ゴムホースの外周面を円周方向に沿って分割した複数の分割照明領域に対応して設けるとともに、その各分割照明領域の凹凸に対し斜め方向から光を照射するように配置するという構成を挙げることができる。

このように複数のライン光源を配置することにより、複数の分割照明領域の全てつまりゴムホース外周面の全周を照明することができる。しかも、各分割照明領域の凹凸に対し斜め方向から光を照射することにより、その各分割照明領域の各凸部によって光が遮られて分割領域内の全ての溝に影を生じさせることができる。従って、ゴムホース外周面の全ての溝を確実に検出することが可能なる。

本発明において、ゴムホース外周面の凹凸欠陥の有無を判定する具体的な手法として、カメラで撮影された画像データの画像処理を行って溝の特徴条件を満たす画素を抽出し、その溝特徴画素の抽出結果に基づいてゴムホース外周面の溝の規則性を分析し、その分析結果から凹凸欠陥の有無を判定するという方法を挙げることができる。

本発明によれば、ゴムホース外周面の溝の規則性を利用し、ゴムホース外周面の全ての溝に影が生じるように照明を行った状態で、ゴムホース外周面の全周の画像を複数のカメラで撮影し、その撮影した画像データに基づいて凹凸欠陥の有無を判定しているので、ゴムホースを円筒軸を中心として回転させることなく、ゴムホース外周面の凹凸欠陥を外周面の全周にわたって検査することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、本発明の外観検査装置の検査対象であるゴムホースＨは、図１に示すように、円筒形状のゴム製品であって、外周面に円筒軸と平行な方向に延びる溝Ｃ・・Ｃが円周方向に一定間隔で形成されている。この例のゴムホースＨは、製造ラインにおいて定尺カット（例えば６ｍ）にて製品化される。ここで、図１に示すゴムホースＨが良品である場合、外周面の溝Ｃ・・Ｃは規則正しく並んでいる。しかしながら、このようなゴムホースＨにおいては、製造過程等において、外周面に傷・潰れ・焼け等の欠陥（凹凸欠陥）が生じることがあるため、その凹凸欠陥を検出して製品の良否を検査する必要がある。

そこで、本発明では、ゴムホースＨの外周面の溝Ｃ・・Ｃの規則性を利用し、その溝Ｃの規則性に乱れがあるか否かを検出することにより、ゴムホースＨの外周面の凹凸欠陥の有無を検査する。その具体的な装置構成を図２〜図６を参照しながら説明する。

この例の外観検査装置１００は、図１に示すゴムホースＨの外周面の凹凸欠陥を検査する装置であって、図２に示すように、第１光学ユニット１、第２光学ユニット２、制御部１０、ＴＶモニタ２０、ゴムホースＨを支持する支持ガイド７・・７、及び、ゴムホースＨを所定速度で送る送り機構８，８などを備えている。

第１光学ユニット１及び第２光学ユニット２は、ゴムホースＨの移動方向の上流側から順に配置されており、これら第１光学ユニット１と第２光学ユニット２との間に支持ガイド７が配置されている。また、第１光学ユニット１の上流側に、送り機構８及び支持ガイド７が配置されている。さらに、第２光学ユニット２の下流側に、支持ガイド７及び送り機構８が配置されている。

以上の構成の外観検査装置１００では、検査対象であるゴムホースＨが第１光学ユニット１及び第２光学ユニット２を一定の速度で通過し、その各第１光学ユニット１及び第２光学ユニット２をゴムホースＨが通過する過程で、ゴムホースＨの外周面の凹凸欠陥の有無が検査される。なお、外観検査装置１００を製造ラインに組み込む場合、ゴムホースＨの送り機構８，８は、製造ラインの搬送機構などを利用してもよい。

図３及び図４に示すように、第１光学ユニット１及び第２光学ユニット２は、それぞれ２台のカメラ（例えばＣＣＤカメラ）３，３と２台の照明装置４，４とを備えている。これら２台のカメラ３，３及び照明装置４，４は遮光ケース６内に収容されている。なお、各遮光ケース６には、それぞれゴムホースＨの通過用の円形貫通孔６ａ（図２参照）が設けられている。

各照明装置４，４は、それぞれ、４台のライン光源５・・５によって構成されている。各ライン光源５は、ゴムホースＨの外周面に、そのゴムホースＨの円筒軸と平行なライン状の光を照射するように配置されている。この例では、各ライン光源５からの光（ライン状の光）を、ゴムホースＨの外周面の互いに異なる領域に照射することができる。この点については後述する。なお、各ライン光源５は、ゴムホースＨの円筒軸に対し、例えばスライド移動（平行移動）と回転移動とが可能な状態で設けられており、ゴムホースＨの外周面への光の照射位置を調整することができる。

ライン光源５は、図５に示すように、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）５１ａ・・５１ａが直線状に配列されたＬＥＤアレイ５１と、そのＬＥＤアレイ５１の前方に配置されたレンズ（例えばシリンドリカルレンズ）を備えており、これらＬＥＤアレイ５１及びレンズ５２がケース５３内に収容されている。このような構造のライン光源５においては、ＬＥＤアレイ５１（ＬＥＤ５１ａ・・５１ａ）からの光がレンズ５２にて集光され、略平行な光（ライン状の光）となってゴムホースＨの外周面の凹凸に照射される。

次に、第１光学ユニット１のカメラ３，３及び照明装置４，４の位置関係について説明する。

まず、図３に示すように、この例では、ゴムホースＨの外周面を円周方向に沿って８分割した８つの分割照明領域ｆ１・・ｆ８を設定（想定）しており、その各分割照明領域ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６，ｆ７，ｆ８に対応して各照明装置４，４のライン光源５・・５が配置されている。さらに、各ライン光源５は、それぞれに対応する分割照明領域ｆ１・・ｆ８の全ての溝Ｃに影（凹凸の凸部の影）が生じるように、各光軸（レンズ５２の光軸）を分割照明領域ｆ１・・ｆ８の凹凸に対して傾斜させた状態で配置されている。このような形態でライン光源５・・５を配置することにより、ゴムホースＨの外周面の全周を照明することができるとともに、ゴムホースＨの外周面の全ての溝Ｃ・・Ｃに影を生じさせることができる。

以上の第１光学ユニット１の２台の照明装置４，４は、ゴムホースＨの中心（円筒軸）に関して上下対称となる位置に配置されている。

第１光学ユニット１のカメラ３，３は、図３に示すように、ゴムホースＨの中心（円筒軸）に関して左右対称となる位置に配置されている。第１光学ユニット１の各カメラ３，３の視野（ゴムホース外周面の周方向の視野）は、ゴムホースＨの外周面の９０°以上の領域（具体的には１２０°の領域）の画像を確実に撮影することが可能な範囲に設定されている。

第２光学ユニット２のカメラ３，３及び照明装置４，４（ライン光源５・・５）のユニット内部の位置関係は、第１光学ユニット１と同じである。ただし、第２光学ユニット２は、第１光学ユニット１に対し、ゴムホースＨを円筒軸を中心として９０°回転させた状態で配置されており、外観検査装置１００に搬送されるゴムホースＨに対するカメラ３，３及び照明装置４，４の位置関係は相違する。

すなわち、図４に示すように、第２光学ユニット２のカメラ３，３は、ゴムホースＨの中心（円筒軸）に関して上下対称となる位置に配置されている。なお、第２光学ユニット２のカメラ３，３の視野（ゴムホース外周面の周方向の視野）についても、第１光学ユニット１と同様に、ゴムホースＨの外周面の９０°以上の領域（具体的には１２０°の領域）の画像を確実に撮影することが可能な範囲に設定されている。

また、第２光学ユニット２の２台の照明装置４，４は、ゴムホースＨの中心（円筒軸）に関して左右対称となる位置に配置されている。この第２光学ユニット２の照明装置４，４の各ライン光源５は、第１光学ユニット１と同様に、ゴムホースＨの外周面の分割照明領域ｆ１・・ｆ８のそれぞれに対応して配置されているとともに、その各分割照明領域ｆ１・・ｆ８の溝Ｃ・・Ｃの全てに影が生じるように、各光軸（レンズ５２の光軸）を分割照明領域ｆ１・・ｆ８の凹凸に対して傾斜させた状態で配置されている。従って、この第２光学ユニット２においても、ゴムホースＨの外周面の全周を照明することができるとともに、ゴムホースＨの外周面の全ての溝に影を生じさせることができる。

そして、以上のような形態でカメラ３・・３及び照明装置４・・４を配置することにより、第１光学ユニット１のカメラ３，３及び第２光学ユニット２のカメラ３，３は、ゴムホースＨの円筒軸に沿う方向から見て、ゴムホースＨの中心に関して回転対称となる位置に配置されるので、これら４台のカメラ３・・３によって、ゴムホースＨの外周面全周の画像を、ゴムホースＨを円筒軸を中心として回転させることなく撮影することができる。しかも、各カメラ３の撮影範囲を、ゴムホースＨの外周面の１２０°の領域としているので、各カメラ３にて撮影される画像をゴムホースＨの周方向において一部をオーバーラップさせることができる。なお、各カメラ３の水平方向（ゴムホースＨの円筒軸に沿う方向）の撮影範囲は、ゴムホースＨの長さ方向の全域ではなく、各カメラ３の水平方向視野（例えば３０ｍｍ）で設定される撮影範囲である。

以上の第１光学ユニット１の各カメラ３，３、及び、第２光学ユニット２の各カメラ３，３にて撮影された画像データは、図６に示すように、制御部１０に取り込まれる。制御部１０は、画像処理部１１、操作部１２及び電源部１３を備えている。

操作部１２は画像処理部１１に接続されており、この操作部１２の操作によって、ゴムホースＨの移動速度（送り速度）、ゴムホースＨの外径（直径）、タクトタイムなどの検査に必要な情報などを画像処理部１１に入力・設定することができる。電源部１３は、第１光学ユニット１及び第２光学ユニット２のカメラ３・・３及び照明装置４・・４に電源を供給する。

画像処理部１１は、第１光学ユニット１のカメラ３，３及び第２光学ユニット２のカメラ３，３によって撮影された画像データに基づいて、ゴムホースＨの外周面の溝Ｃ・・Ｃの規則性を分析し、その分析結果から凹凸欠陥の有無を判定する。なお、画像処理部１１は、第１光学ユニット１のカメラ３，３及び第２光学ユニット２のカメラ３，３によって撮影された画像データをＴＶモニタ２０に出力する。また、画像処理部１１は、凹凸欠陥の判定結果などを外部機器（図示せず）に出力する。

ここで、画像処理部１１が、第１光学ユニット１のカメラ３，３及び第２光学ユニット２のカメラ３，３から画像データを取り込むタイミング（タクトタイム）は、ゴムホースＨの移動速度に応じて決定する。この例では、例えばタクトタイム期間にゴムホースＨの移動量が画像幅（水平方向の幅）の３／５となるように設定する。このようなタクトタイムの設定により、画像幅の２／５をオーバーラップさせた状態で画像データを取り込むことができる。

−画像処理−
次に、画像処理部１１が実行する画像処理を図７のフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下の説明では、第１光学ユニット１の１台（一方）のカメラ３からの画像データの画像処理について説明する。

ステップＳＴ１：カメラ３から画像データを取り込み、その取り込んだ画像データから得られる撮影画像を複数の判定領域Ｆ・・Ｆ（図８（ａ）参照）に分割し、その各判定領域Ｆ・・Ｆごとに水平方向への投影処理を行う。次に、投影処理を行った投影データについて垂直方向の明るさの変化を調べ、その結果に基づいて各判定領域Ｆ・・ＦのゴムホースＨの存在の有無を判定する。具体的には、ゴムホースＨが存在しない場合、投影データの暗い値で殆ど変化しないので「判定領域中にゴムホース無」と判定する。一方、ゴムホースＨが存在する場合、投影データは、図８（ｂ）のイメージ図に示すように、ゴムホースＨの上端位置と下端位置で明るい値に立ち上がるので、投影データの明るさの値が所定値以上であるときには「判定領域中にゴムホース有」と判定する。

ステップＳＴ２：撮影画像中にゴムホースＨが存在するか否かを判定する。具体的には、上記した複数の判定領域Ｆ・・Ｆのうち、例えば２／５以上の判定領域の判定結果が「ゴムホース有」である場合（つまり撮影画像の画像幅（水平方向の幅）の２／５以上にゴムホースＨが写っている場合）には、「撮影画像中にゴムホース有」と判定してステップＳＴ３に進む。なお、このステップＳＴ２は、ゴムホースＨの先端部が撮影画像中に有るか否かを判定するステップである。

ステップＳＴ３：外周面展開画像を作成する。具体的には、ステップＳＴ１の投影処理結果（投影データ）から得られるゴムホースＨの上端位置と下端位置（図８参照）との間の距離（ゴムホースＨの上下幅）と、ゴムホースＨの外径（直径）等に基づいて、図８に示す撮影画像（円筒面を撮影した画像）を平面化して外周面展開画像を作成する。図８の撮影画像の外周面展開画像を図９に示す。なお、外周面展開画像を作成する際に、画像中のゴムホースＨが水平方向に対して斜めに傾いているか否かを判定し、ゴムホースＨが斜めに傾いているときには、その補正を同時に行うようにしてもよい。

ステップＳＴ４：ステップＳＴ３で作成した外周面展開画像から溝の特徴条件を満たす画素を抽出する。具体的には、まずは下記の画像明暗強調処理（画像明度の局所正規化処理）を行う。

・画像明暗強調処理
まず、ゴムホースＨの外周面の溝Ｃに生じる影の明度は、その溝Ｃの上下の凸部の明度に対して低くなっているものの、ゴムホースＨの全体的な照明のバランスや、印字による地肌の明度により、溝部部分の明度が十分に低くならない場合がある。このような点を考慮して、影の部分の明度が確実に低くなるような処理を行う。具体的には、下記の処理Ａ１及びＡ２を、外周面展開画像の全ての画素について繰り返して実行することによって画像明度の局所正規化を行う。なお、本発明で言う「上下」とは、ゴムホースＨの円筒軸（溝Ｃ）と直交する方向における上と下のことである。

Ａ１：強調処理を行う画素を中心にして、その画素の上下の一定範囲内の明度の最大値及び最小値を調べる。

Ａ２：強調画素の明度を、算出式：［強調画素明度＝（元の画素明度−明度最小値）／（明度最大値−明度最小値）］に基づいて計算する。

ここで、上記した処理Ａ１において、明度の最大値・最小値を調べる際の画素上下の範囲は、溝Ｃがある程度ゆがんでいても、その範囲内に存在するように、余裕をもった範囲（具体的には、良品状態のゴムホースＨの溝Ｃ間の間隔の１．５倍程度）とする。こうすることで、溝Ｃにできる影の画素は「０」に近い値になり、その他の画素は「０」の値にならないようになる。

以上の画像明暗強調処理（画像明度の局所正規化処理）の具体的な例を説明する。

まず、ステップＳＴ３で作成した外周面展開画像の一部を抽出した画像を図１０（ａ）に示す。この抽出した外周面展開画像の断面線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの各位置の画素明度分布グラフを図１１（ａ）〜（ｃ）に示す。なお、図１１において、断面線Ｌｂ及びＬｃの各グラフ（ｂ）及び（ｃ）では、θ座標のＸ付近に欠陥があるため、その部分の明度の低さが断面線Ｌａのグラフ（ａ）と異なっている。

次に、外周面展開画像の断面線Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃの各位置について、上記した画像明度の局所正規化処理（処理Ａ１及びＡ２）を行った画像の明度分布グラフを図１２（ａ）〜（ｃ）に示す。この図１２のグラフと上記した図１１のグラフとの比較から明らかなように、画像明暗強調処理を行うことによって、影の部分の明度が確実に低くなるような明度強調を実現できることが判る。

・溝特徴画素の抽出処理
画像明暗強調処理と同様に、溝Ｃに生じる影の明度が低くなっていることを利用して溝特徴画素の抽出処理を行う。具体的には、下記の処理Ｂ１及びＢ２を、外周面展開画像の全ての画素について繰り返して実行することにより溝特徴画素を抽出する。

Ｂ１：評価する画素を中心として上下に一定範囲内の最小明度値を調べる。

Ｂ２：評価する画素の明度と最小明度値とが同じであれば、その画素は溝特徴画素とする。

ここで、最小明度値を調べる上下の範囲は、ゴムホースＨが良品である場合に、溝Ｃ以外の部分が抽出されないような条件となるように、良品の溝間隔程度（具体的には、良品状態のゴムホースＨの溝Ｃ間の間隔の１．５倍程度）とする。こうすることで、ゴムホースＨが良品である場合には、最小明度値が溝部分の明度が採用され、溝部分以外は特徴画素として抽出されないようになる。

以上の溝特徴画素抽出処理を行った画像の明度分布を図１３（ａ）〜（ｃ）に示す。この図１３の明度分布グラフでは、溝特徴画素として抽出されなかった画素の値が「０」になるようにしている。

図１３のグラフから明らかなように、欠陥部分を含む断面線Ｌｂ，Ｌｃのグラフでは、溝特徴画素として抽出される画素が、一定間隔で発生しないことが確認できる。具体的には、図１３（ｂ）の断面線Ｌｂのグラフでは、θ座標のＸ付近において溝特徴画素として抽出されるものが全くない（図１３（ａ）の断面線Ｌａ（欠陥を含まない断面線）のグラフではθ座標のＸ付近に溝特徴画素が抽出されている）。また、図１３（ｃ）の断面線Ｌｃのグラフでは、抽出されない溝特徴画素は見当たらないものの、図１３（ａ）の断面線ＬａのグラフのＸ付近の溝特徴画素に対し、ずれた位置に溝特徴画素が抽出されている。このようなことから、凹凸欠陥が存在している場合、良品と比較して、溝特徴画素として抽出されない画素ができたり、溝特徴画素の位置ずれが生じることが判る。従って、ゴムホースＨの外周面の溝Ｃ・・Ｃの規則性（軸方向への連続性）を分析することにより、ゴムホースＨの外周面の凹凸欠陥の有無を判定することができる。

なお、以上の溝特徴画素抽出処理を、図１０（ａ）の外周面展開画像の全ての画素について実施した結果を図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）において、黒色の画素が溝の特徴条件を満たす画素を表している。この図１０（ｂ）からも明らかなように、凹凸欠陥が存在する部分に、溝特徴画素として抽出されない画素ができたり、溝特徴画素の位置ずれが生じることが判る。

ステップＳＴ５：ステップＳＴ４の処理にて得られた溝特徴画素抽出結果に基づいて、溝特徴画素の位置を特定する。具体的には、例えば図１４の模式図に示すように、正常範囲Ｄ内にある溝特徴画素を正常位置の画素とし、正常範囲Ｄ外にある溝特徴画素を異常位置の画素として特定する。溝特徴画素の位置の特定に用いる正常範囲Ｄは、例えば、溝特徴画素の位置ずれの許容量（良品と判定しても問題のない溝特徴画素の位置ずれ量）を予め実験等により求めておき、その結果に基づいて設定するようにすればよい。

ステップＳＴ６：正常位置の画素数と異常位置の画素数とを分別集計する。具体的には、例えば図１４に示すように、正常位置の画素の水平方向への投影加算値（４＋２３＋２３＋４＝５４）と、異常位置の画素の水平方向への投影加算値（３＋５＋２＝１０）を算出する。

ステップＳＴ７：ステップＳＴ６で集計した正常位置の画素数及び異常位置の画素数に基づいて凹凸欠陥の有無を判定する。具体的には、正常位置の画素数及び異常位置の画素数をそれぞれ所定の判定値と比較し、正常位置の画素数が判定値以下である場合、もしくは異常位置の画素数が判定値以上である場合には凹凸欠陥があると判定する。このステップＳＴ７で用いる判定値は、例えば、正常位置の画素数及び異常位置の画素数の許容数（良品として判定できる画素数）を予め実験等により求めておき、その結果に基づいて設定するようにすればよい。なお、正常位置の画素数に対して設定する判定値と、異常位置の画素数に対して設定する判定値とは異なる値とする。

ステップＳＴ８：次の画像データの取り込みタイミングで、カメラ３から画像データを取り込んで、ステップＳＴ１と同じ投影処理を行って、撮影画像を複数に分割した判定領域Ｆ・・Ｆ（図８参照）中のゴムホースＨの有無を判定する。

ステップＳＴ９：撮影画像中にゴムホースＨが存在するか否かを判定する。具体的には、上記したステップＳＴ２の処理と同様に、複数の判定領域Ｆ・・Ｆのうち、例えば２／５以上の判定領域の判定結果が「ゴムホース有」である場合（つまり撮影画像の画像幅の２／５以上にゴムホースＨが写っている場合）には、「撮影画像中にゴムホース有」と判定する。このステップＳＴ９は、ゴムホースＨの後端部が撮影画像中に有るか否かを判定するステップであり、その判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ３に戻り、上記したステップＳ３〜ＳＴ９の各処理を順次繰り返して実行する。一方、ステップＳＴ９の判定結果が否定判定である場合、１本分のゴムホースＨの検査が終了したと判断してステップＳＴ１０に進む。

ステップＳＴ１０：ステップＳＴ９での判定結果を出力する。例えば、凹凸欠陥が存在している場合は、製品不良を示すＮＧ信号を外部機器に出力する。また、凹凸欠陥が存在している場合、その欠陥部分を含む画像をＴＶモニタ２０に表示するという処理を行うようにしてもよい。ここで、複数本のゴムホースＨを連続して検査する場合、ステップＳＴ１０の処理が終了した後、ステップＳＴ１へと戻って、ステップＳＴ１〜ＳＴ１０の各処理を順次繰り返して行うようにすればよい。

なお、以上の処理において、ステップＳＴ３で作成した外周面展開画像やステップＳＴ７での判定結果（例えばＮＧ信号等）を、画像処理を行うごとにＴＶモニタ２０に表示してもよいし、外部機器に出力するようにしてもよい。また、１本のゴムホースＨの外観検査を行っている過程で、適宜のタイミングで、外周面展開画像や判定結果（例えばＮＧ信号等）をＴＶモニタ２０に表示してもよいし、外部機器に出力するようにしてもよい。

以上の例では、第１光学ユニット１の１台のカメラ３からの画像データの画像処理について説明したが、第１光学ユニット１の他方のカメラ３並びに第２光学ユニット２の各カメラ３についても、同じ画像処理によって凹凸欠陥の有無を判定することができるので、その詳細な説明は省略する。なお、第１光学ユニット１及び第２光学ユニット２のカメラ３・・３（４台のカメラ３）からの画像データの画像処理は画像処理部１１において並列処理にて実行される。

以上説明したように、この例の外観検査装置１００によれば、複数のライン光源５・・５を用いた照明により、ゴムホースＨの外周面の全ての溝Ｃ・・Ｃに影を生じさせた状態で、４台のカメラ３・・３にてゴムホースＨの外周面の全周を撮影しているので、ゴムホースＨを円筒軸を中心として回転させることなく、ゴムホースＨの外周面の凹凸欠陥を外周面の全周にわたって検査することができる。これによって、例えば、外観検査装置１００をゴムホースＨの製造ラインに組み込むことが可能になる。しかも、カメラ３で撮影された画像データの画像処理を行って溝Ｃの特徴条件を満たす画素を抽出し、その溝特徴画素の抽出結果に基づいてゴムホース外周面の溝Ｃの規則性を分析し、その分析結果から凹凸欠陥の有無を判定しているので、散乱光の凹凸方向の幅検出などの高い精度が要求される画像処理を要することなく、凹凸欠陥の有無を容易にかつ安定して判定することができる。

−他の実施形態−
以上の例の画像処理では、ステップＳＴ６において溝特徴画素を集計する際に、正常位置の画素の水平方向への投影加算値と、異常位置の画素の水平方向への投影加算値とを求めているが、これに限られることなく、正常位置の画素の水平方向への投影加算値、または、異常位置の画素の水平方向への投影加算値のいずれか一方の投影加算値を求め、その一方の投影加算画素数のみに基づいて凹凸欠陥の有無を判定するようにしてもよい。

また、図１４に示す太線枠Ｗで囲まれる領域内（太線枠内）に存在する正常位置の画素数及び異常位置の画素数のいずれか一方もしくは双方を求めて、凹凸欠陥の有無を判定するようにしてもよい。なお、この場合、異常位置の画素が存在する領域に太線枠Ｗを設定して正常位置の画素数及び異常位置の画素数を累計するようにしてもよいし、あるいは、太線枠Ｗを水平方向に所定画素ごとに移動して枠内の正常位置の画素数及び異常位置の画素数を累計するようにしてもよい。

以上の例では、４台のカメラでゴムホース外周面の全周を撮影するようにしているが、これに限られることなく、カメラの台数は３台もしくは５台以上であってもよい。

以上の例では、１つの画像処理部１１で、第１光学ユニット１の２台のカメラ３，３と第２光学ユニット２の２台のカメラ３，３の計４台のカメラ３・・３の画像処理を行うようにしているが、これに限られることなく、光学ユニット１，２ごとにそれぞれ画像処理部１１を設けて、１つの画像処理部１１で２台のカメラ３，３の画像処理を行うようにしてもよい。また、１つの画像処理部１１で１台のカメラ３もしくは任意の複数台のカメラ３・・３の画像処理を行うようにしてもよい。

以上の例では、照明装置を構成するライン光源５を、１つのＬＥＤアレイ５１の出射光をレンズ５２にて一方向に集光する構造としているが、これに限られることなく、例えば図１５に示すように、１つのＬＥＤアレイ５１の出射光を、２つのレンズ５２，５２を用いて２方向に集光するようにしてもよい。このような構成を採用すれば、ＬＥＤアレイ５１の台数を低減することができる。

ゴムホースの外観斜視図である。 本発明の外観検査装置の一例を示す概略構成図である。 図１の外観検査装置に用いる第１光学ユニットの構成を示す図である。 図１の外観検査装置に用いる第２光学ユニットの構成を示す図である。 図１の外観検査装置に用いるライン光源の正面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）を併記して示す図である。 図１の外観検査装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図１の外観検査装置の画像処理部が実行する画像処理の内容を示すフローチャートである。 ゴムホース外周面の撮影画像の一例を示す図（ａ）及び投影データ（ｂ）を併記して示す図である。 図８（ａ）の撮影画像の外周面展開画像を示す図である。 図９の外周面展開画像の一部を抽出して示す図（ａ）及び溝特徴画素の抽出結果を示す図（ｂ）を併記して示す図である。 図１０の外周面展開画像の明度分布を示すグラフである。 図１０の外周面展開画像の画像明暗強調処理後の明度分布を示すグラフである。 溝特徴画素の抽出結果を示す図である。 正常位置の溝特徴画素と異常位置の溝特徴画素を示す図である。 ライン光源の変形例を模式的に示す図である。

符号の説明

１００ 外観検査装置
１ 第１光学ユニット
２ 第２光学ユニット
３ カメラ
４ 照明装置
５ ライン光源
５１ ＬＥＤアレイ
５１ａ ＬＥＤ
５２ レンズ
５３ ケース
６ 遮光ケース
６ａ 円形貫通孔
７ 支持ガイド
８ 送り機構
１０ 制御部
１１ 画像処理部
１２ 操作部
１３ 電源部
２０ ＴＶモニタ
Ｈ ゴムホース
Ｃ 溝

Claims (3)

1. 円筒形状で外周面に円筒軸と平行な方向に延びる溝が円周方向に所定間隔で形成され、外周面に凹凸を有するゴムホースの欠陥を検査するゴムホースの外観検査装置であって、
   前記ゴムホースの外周面全周の画像を撮影し得るように配置された複数のカメラと、ゴムホース外周面の全ての溝部に影が生じるように照明光を照射する照明手段と、画像処理部とを備え、前記画像処理部は、前記複数のカメラで撮影された画像データに基づいてゴムホース外周面の溝の規則性を分析し、その分析結果から欠陥の有無を判定するように構成されていることを特徴とするゴムホースの外観検査装置。
2. 請求項１記載のゴムホースの外観検査装置において、
   前記照明手段として、ゴムホースの外周面に円筒軸と平行なライン状の光を照射することが可能な複数のライン光源を備え、その各ライン光源は、それぞれ、ゴムホースの外周面を円周方向に沿って分割した複数の分割照明領域に対応して設けられているとともに、その各分割照明領域の凹凸に対し斜め方向から光を照射するように配置されていることを特徴とするゴムホースの外観検査装置。
3. 請求項１または２記載のゴムホースの外観検査装置において、
   前記画像処理部は、前記カメラで撮影された画像データの画像処理を行って溝の特徴条件を満たす画素を抽出し、その溝特徴画素の抽出結果に基づいてゴムホース外周面の溝の規則性を分析することを特徴とするゴムホースの外観検査装置。

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