JP2013024667A - ベルト検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの幅方向の傷の検出精度を向上させるベルト検査装置を提供する。
【解決手段】所定方向に形成された内側平坦部２０及び外側平坦部２２と、湾曲側部２９ａ、２９ｂとを輪郭とする略矩形断面を呈する薄型金属ベルト１８の表面に存在する傷を検査するベルト検査装置３０にあって、前記所定方向に沿って、第１照明光を前記湾曲側部２９ａ、２９ｂに出力する緑色光源５６、５８と、湾曲側部２９ａ、２９ｂによって反射された照明光を湾曲側部２９ａ、２９ｂの正面から撮影するカラーカメラ４０、４２と、カラーカメラ４０、４２が照明光を撮影した画像に基づいて薄型金属ベルト１８の表面状態を判定する表面状態判定部７８とを備え、表面状態判定部７８は、撮影された照明光の幅を計測し、該照明光の幅に基づいて、薄型金属ベルト１８に、内側平坦部２０及び外側平坦部２２間を幅方向とする傷があるかを判定する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、内側平坦部と、外側平坦部と、前記内側平坦部及び前記外側平坦部間の湾曲側部とを有するベルトの表面状態を検査するベルト検査装置に関する。

従来から、エンジンの駆動力をドライブシャフトに伝達する手段として、金属ベルトが用いられる。金属ベルトは、薄型金属ベルトを複数枚積層して形成されており、ドライブシャフトに対して駆動力を支障なく且つ円滑に伝達するため、傷のない状態に形成されることが要求される。

そのため、下記特許文献１に示すように、金属ベルトにおける傷の有無を自動的に検査し、且つ、傷とほこりとを区別することのできるベルト検査装置が提案されている。

特許第４６１１４０４号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載の技術では、前記内側平坦部及び前記外側平坦部間を幅方向とする全ての傷を正確に検出することができない。

そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ベルトの幅方向の傷の検出精度を向上させるベルト検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、所定方向に形成された内側平坦部及び外側平坦部と、前記内側平坦部及び前記外側平坦部間の湾曲側部とを輪郭とする略矩形断面を呈するベルトの表面に存在する傷を検査するベルト検査装置にあって、前記所定方向に沿って、第１照明光を前記湾曲側部に出力する第１光源と、前記湾曲側部によって反射された前記第１照明光を前記湾曲側部の正面から撮影する撮影部と、前記撮影部が前記第１照明光を撮影した画像に基づいて前記ベルトの表面状態を判定する表面状態判定部と、を備え、前記表面状態判定部は、前記撮影部が撮影した前記第１照明光の幅を計測し、該第１照明光の幅に基づいて、前記ベルトに、前記内側平坦部及び前記外側平坦部間を幅方向とする傷があるかを判定することを特徴とする。

前記表面状態判定部は、前記第１照明光の幅が一定範囲の幅以上若しくは以下の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定してもよい。

前記表面状態判定部は、前記第１照明光の幅が第１の閾値以上又は第２の閾値以下の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定してもよい。

前記内側平坦部側から前記湾曲側部に前記第１照明光と異なる波長域の第２照明光を出力する第２光源、及び、前記外側平坦部側から前記湾曲側部に前記第１照明光及び前記第２照明光と異なる波長域の第３照明光を出力する第３光源の少なくとも一方をさらに備え、前記撮影部は、さらに前記湾曲側部によって反射された前記第２照明光及び前記第３照明光の少なくとも一方を撮影し、前記表面状態判定部は、撮影した前記第１照明光、前記第２照明光、及び前記第３照明光の少なくとも１つの照明光の幅をさらに計測し、計測した該幅に基づいて前記ベルトに前記幅方向の傷があるかどうかを判定してもよい。

前記表面状態判定部は、前記第１照明光の幅と、前記第２照明光又は前記第３照明光の幅とを計測し、前記第１照明光の幅と、前記第２照明光又は前記第３照明光の幅との差の絶対値が、第３の閾値以上の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定してもよい。

前記表面状態判定部は、撮影した前記第２照明光又は前記第３照明光の幅を計測し、前記第１照明光の幅に代えて、計測した前記第２照明光又は前記第３照明光の幅が第４の閾値以上の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定してもよい。

前記表面状態判定部は、前記第１照明光、前記第２照明光、及び前記第３照明光の幅を計測し、計測した前記第１照明光、前記第２照明光、及び前記第３照明光の幅の合計幅が、第５の閾値以上又は第６の閾値以下の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定してもよい。

前記第１照明光は、緑色光又は赤外光であり、前記第２照明光は、前記第３照明光が赤色光の場合は青色光であり、前記第３照明光が青色光の場合は、赤色光であってもよい。

前記撮影部は、カラー撮影が可能であってもよい。

前記撮影部が撮影する前記第１照明光、前記第２照明光、及び前記第３照明光は、互いに波長が重なり合う帯域の光がカットフィルタによってカットされていてもよい。

本発明によれば、所定方向に沿って湾曲側部に出力され、該湾曲側部を反射した第１照明光を、前記湾曲側部の正面から撮影し、撮影した画像の該第１照明光の幅に基づいてベルトに幅方向の傷があるか否かを判定するので、幅方向の傷の検出精度を向上させることができる。

本発明のベルト検査装置の検査対象である金属ベルトの構成図である。 積層金属ベルトの部分拡大断面図である。 図２に示す１本の薄型金属ベルトのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本実施形態のベルト検査装置の構成図である。 本実施形態のベルト検査装置を構成する光源から出力される照明光の波長の説明図である。 本実施形態のベルト検査装置の制御回路ブロック図である。 埃や傷がない良好な定常状態のときの薄型金属ベルトを、カラーカメラで撮影して得られた定常画像を示す。 ベルト検査装置の動作を示すフローチャートである。 異なる形状の傷を有する薄型金属ベルトの一部断面図と、該異なる形状の傷を有する該薄型金属ベルトを側部平坦部の正面から撮影したときの画像及び該異なる形状の傷を有する薄型金属ベルトを外側平坦部側から撮影したときの画像とを示す図である。 異なる形状の傷を有する薄型金属ベルトの一部断面図と、該異なる形状の傷を有する該薄型金属ベルトを側部平坦部の正面から撮影したときの画像及び該異なる形状の傷を有する薄型金属ベルトを外側平坦部側から撮影したときの画像とを示す図である。 図８に示す幅傷判定処理の動作を示すサブフローチャートである。 図８に示す深さ傷判定処理の動作を示すサブフローチャートである。

発明に係るベルト検査装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、本発明のベルト検査装置の検査対象である金属ベルト１０の構成図である。金属ベルト１０は、左右に溝１２Ｌ、１２Ｒを有した複数のエレメント１４と、エレメント１４の溝１２Ｌ、１２Ｒに係合する左右一対の積層金属ベルト１６、１６とから構成される。

積層金属ベルト１６は、図２の部分拡大断面図に示すように、複数本の薄い薄型金属ベルト１８を積層してなる。図３は、１本の薄型金属ベルト１８の断面図である。薄型金属ベルト１８は、金属ベルト１０の内周側に配置される内側平坦部２０と、金属ベルト１０の外周側に配置される外側平坦部２２と、金属ベルト１０の両側部に配置される側部平坦部２４、２６と、内側平坦部２０と側部平坦部２４との間、側部平坦部２４と外側平坦部２２との間、内側平坦部２０と側部平坦部２６との間、及び、側部平坦部２６と外側平坦部２２との間に形成される湾曲部２８ａ〜２８ｄとを有する。なお、側部平坦部２４及び湾曲部２８ａ、２８ｂは、湾曲側部２９ａを構成し、側部平坦部２６及び湾曲部２８ｃ、２８ｄは、湾曲側部２９ｂを構成する。この内側平坦部２０と外側平坦部２２は所定方向に沿って形成されており、薄型金属ベルト１８は内側平坦部２０、外側平坦部２２、及び、湾曲側部２９ａ、２９ｂを輪郭とする略矩形断面を有する。

図４は、図３に示す１本の薄型金属ベルト１８の表面状態を検査するベルト検査装置３０の構成図である。ベルト検査装置３０は、基台３２上に固定される３本のフリーローラ３４ａ〜３４ｃと、基台３２上のガイドレール３６ａ、３６ｂに沿って移動可能な駆動ローラ３８とを備え、これらフリーローラ３４ａ〜３４ｃ及び駆動ローラ３８間に検査対象である薄型金属ベルト１８が張架される。

フリーローラ３４ｃと駆動ローラ３８との間には、薄型金属ベルト１８の一方の側部側に設けられた光を撮影するカラーカメラ（撮影部）４０と、薄型金属ベルト１８の他方の側部側に設けられた光を撮影するカラーカメラ（撮影部）４２と、カラーカメラ４０、４２に照明光を導く導光部材４４、４６とが配設される。

薄型金属ベルト１８の内側平坦部２０側には、赤色（Ｒ）の照明光（第２照射光、第３照射光）を、斜め左上、斜め左下から湾曲側部２９ａ、２９ｂに向かって照射する赤色光源（第２光源、第３光源）４８、５０が配設され、薄型金属ベルト１８の外側平坦部２２側には、青色（Ｂ）の照明光（第３照明光、第２照射光）を斜め右上、斜め右下から湾曲側部２９ａ、２９ｂに向かって照射する青色光源（第３光源、第２光源）５２、５４が配設される。また、カラーカメラ４０、４２には、緑色（Ｇ）の照明光（第１照明光）を薄型金属ベルト１８の前記所定方向に向かって湾曲側部２９ａ、２９ｂに照射する緑色光源（第１光源）５６、５８が設けられる。なお、カラーカメラ４０、４２と緑色光源５６、５８との間には、照明光を導光部材４４、４６に導く一方、導光部材４４、４６からの照明光をカラーカメラ４０、４２に導くビームスプリッタ５７、５９が配設される（図６参照）。

ここで、赤色光源４８、５０、青色光源５２、５４、及び、緑色光源５６、５８は、ＬＥＤによって構成することができる。赤色光源４８、５０、青色光源５２、５４、及び、緑色光源５６、５８は、図５に示すように、それぞれ波長Ｂ_λ、Ｒ_λ、Ｇ_λを中心として、互いに異なる特定の波長域の照明光を出力するが、波長域の一部が重複している。したがって、赤色光源４８、５０、青色光源５２、５４、及び緑色光源５６、５８には、図６に示すように、重複する波長域の光をカットするカットフィルタ６０ａ〜６０ｆを配設することが好ましい。この場合、例えば、赤色光源４８、５０に配設されるカットフィルタ６０ａ、６０ｂは、波長域が異なる緑色光源５６、５８の波長λ１以上の光をカットし、青色光源５２、５４に配設されるカットフィルタ６０ｃ、６０ｄは、波長域が重なる緑色光源５６、５８の波長λ２以下の光をカットし、緑色光源５６、５８に配設されるカットフィルタ６０ｅ、６０ｆは、波長域が重なる赤色光源４８、５０の波長λ１以下、及び、青色光源５２、５４の波長λ２以上の光をカットする。

図６は、ベルト検査装置３０の制御回路ブロック図である。ベルト検査装置３０は、照明光を出力する赤色光源４８、５０、青色光源５２、５４、及び、緑色光源５６、５８を制御する光源制御装置６８と、カラーカメラ４０、４２が撮影した光情報（画像データ）を処理する情報処理装置７０とを備える。

情報処理装置７０は、カラーカメラ４０、４２により撮影された薄型金属ベルト１８の画像を処理する画像処理部７２と、画像処理された薄型金属ベルト１８の画像を表示する表示部７４と、データやプログラムを記憶する情報記憶部７６と、画像処理された画像情報に基づいて、薄型金属ベルト１８の表面状態を判定する表面状態判定部７８とを備える。情報処理装置７０は、例えば、ＣＰＵ等を有するコンピュータによって構成され、情報記憶部７６に記憶された所定のプログラムを読み出すことによって、本実施の形態の情報処理装置７０として機能する。

導光部材４４、４６は、図６に示すように、薄型金属ベルト１８の湾曲部２８ａ、２８ｃ及び側部平坦部２４、２６（湾曲側部２９ａ、２９ｂの内側）で反射された照明光をカラーカメラ４０、４２に導くビームスプリッタ（第１光学部材）６２と、薄型金属ベルト１８の湾曲部２８ｂ、２８ｄ及び側部平坦部２４、２６（湾曲側部２９ａ、２９ｂの外側）で反射された照明光をカラーカメラ４０、４２に導くビームスプリッタ（第２光学部材）６４と、湾曲側部２９ａ、２９ｂで反射された照明光をカラーカメラ４０、４２に導く透光部材（第３光学部材）６６とから構成される。ビームスプリッタ６２は、湾曲側部２９ａ、２９ｂの内側で反射した照明光をカラーカメラ４０、４２に導くので、カラーカメラ４０、４２は、内側平坦部２０側から撮影したのと同じ内容の画像を撮影することができる。また、ビームスプリッタ６４は、湾曲側部２９ａ、２９ｂの外側で反射した照明光をカラーカメラ４０、４２に導くので、カラーカメラ４０、４２は、外側平坦部２２側から撮影したのと同じ内容の画像を撮影することができる。

赤色光源４８、５０から出力され、内側平坦部２０及び湾曲部２８ａ、２８ｃで反射された赤色の照明光の一部は、ビームスプリッタ６２により反射され、透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。また、赤色光源４８、５０から出力され、湾曲部２８ａ、２８ｃで反射された赤色の照明光の一部は、直接透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。また、赤色光源４８、５０から出力され、側部平坦部２４、２６で反射された赤色の照明光の一部は、ビームスプリッタ６４により反射され、透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。

青色光源５２、５４から出力され、外側平坦部２２及び湾曲部２８ｂ、２８ｄで反射された青色の照明光の一部は、ビームスプリッタ６４により反射され、透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。また、青色光源５２、５４から出力され、湾曲部２８ｂ、２８ｄで反射された青色の照明光の一部は、直接透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。また、青色光源５２、５４から出力され、側部平坦部２４、２６で反射された青色の照明光の一部は、ビームスプリッタ６２により反射され、透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。

緑色光源５６、５８から出力され、側部平坦部２４、２６で反射された緑色の照明光の一部は、直接透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。また、緑色光源５６、５８から出力され、湾曲部２８ａ、２８ｃで反射された緑色の照明光の一部は、ビームスプリッタ６２により反射され、透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。また、緑色光源５６、５８から出力され、湾曲部２８ｂ、２８ｄで反射された緑色の照明光の一部は、ビームスプリッタ６４により反射され、透光部材６６を透過してカラーカメラ４０、４２に導かれ、撮影される。

カラーカメラ４０、４２は、入射した照明光を撮影することで、薄型金属ベルト１８の内側平坦部２０、外側平坦部２２、側部平坦部２４、２６、及び、湾曲部２８ａ〜２８ｄの画像を同時に撮影することができる。

図７は、埃や傷がない良好な定常状態のときの薄型金属ベルト１８を、カラーカメラ４０で撮影して得られた定常画像を示す。定常画像は、照明光の色にしたがって、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に着色された一様な画像である。撮影して得られた画像の領域８０ａは、薄型金属ベルト１８の湾曲側部２９ａ、２９ｂを正面から撮影した画像に相当し（ビームスプリッタ６２、６４で反射されることなく透光部材６６を透過した光の画像を示し）、領域８０ｂは、内側平坦部２０側から撮影した画像に相当し（ビームスプリッタ６２で反射され透光部材６６を透過した光の画像を示し）、領域８０ｃは、外側平坦部２２側から撮影した画像に相当する（ビームスプリッタ６４で反射され透光部材６６を透過した光の画像を示す）。

次に、ベルト検査装置３０の動作を図８のフローチャートにしたがって説明する。

まず、光源制御装置６８を駆動して、赤色光源４８、５０、青色光源５２、５４、及び、緑色光源５６、５８を点灯して、ベルト検査装置３０にセットされた薄型金属ベルト１８に照明光を照射し、カラーカメラ４０、４２は、薄型金属ベルト１８を反射して入射した照明光を撮影することで、薄型金属ベルト１８の内側平坦部２０、外側平坦部２２、湾曲側部２９ａ、２９ｂ（側部平坦部２４、２６及び湾曲部２８ａ〜２８ｄ）を同時に撮影する（ステップＳ１）。

ここで、薄型金属ベルト１８のベルト検査装置３０へのセットは、まず、薄型金属ベルト１８をフリーローラ３４ａ〜３４ｃ及び駆動ローラ３８の張架し、駆動ローラ３８を矢印方向に移動させて薄型金属ベルト１８に所定の張力を付加させるとともに、薄型金属ベルト１８の両側部に対して、図６に示すように、導光部材４４、４６をセットする。

次いで、表面状態判定部７８は、カラーカメラ４０、４２によって撮影され、画像処理部７２によって所定の画像処理が施された画像データに基づいて、薄型金属ベルト１８に幅方向の傷があるか否かを判定する幅傷判定処理を行う（ステップＳ２）。薄型金属ベルト１８の幅方向とは、薄型金属ベルト１８の厚さ方向つまり、内側平坦部２０及び外側平坦部２２間の方向（図３の矢印Ａ方向）である。この幅傷判定処理については後で詳細に説明する。

次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ２で幅方向に傷があると判定したか否かを判断し（ステップＳ３）、判定結果が幅方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、画像処理部７２によって所定の画像処理が施された前記画像データに基づいて、薄型金属ベルト１８に深さ方向の傷があるか否かを判定する深さ傷判定処理を行う（ステップＳ４）。薄型金属ベルト１８の深さ方向とは、前記所定方向（図３の矢印Ｂ方向）である。この深さ傷判定処理については後で詳細に説明する。

表面状態判定部７８は、ステップＳ４で深さ方向に傷があると判定したか否かを判断し（ステップＳ５）、判定結果が深さ方向に傷ありと判断すると、幅方向の傷があると判定された場所（箇所）と深さ方向の傷があると判定された場所とが同じであるか否かを判断する（ステップＳ６）。つまり、同じ場所に幅方向の傷と深さ方向の傷とがあるか否かを判断する。幅方向の傷と深さ方向の傷とが共にある場所が１つ以上あれば、ステップＳ６で、幅方向の傷があると判定された場所（箇所）と深さ方向の傷があると判定された場所とが同じと判断する。

ステップＳ６で、幅方向の傷と深さ方向の傷とが同じ場所にあると判断した場合は、薄型金属ベルト１８に傷がありと判定する（ステップＳ７）。一方、ステップＳ３で、判定結果が幅方向の傷なしであると判断した場合、ステップＳ５で、判定結果が深さ方向の傷なしであると判断した場合、ステップＳ６で、幅方向の傷と深さ方向の傷とが同じ場所にないと判断した場合は、薄型金属ベルト１８に傷がなしと判定する（ステップＳ８）。なお、図８のフローチャートに示す動作は、駆動ローラ３８を駆動させて薄型金属ベルト１８を走行させながら、所定の周期で行う。

このように、幅方向の傷及び深さ方向の傷があるか否かを判定し、幅方向の傷及び深さ方向の傷があると判定し、且つ、幅方向の傷がある場所と深さ方向の傷があると判断した場所が同じの場合は、薄型金属ベルト１８に傷があると判定するので、薄型金属ベルト１８にある傷の検出精度を向上させることができる。

次に、薄型金属ベルト１８の幅方向の傷の判定原理について説明する。図９、図１０は、異なる形状の傷を有する薄型金属ベルト１８の一部断面図と、該異なる形状の傷を有する該薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影したときの画像及び該異なる形状の傷を有する薄型金属ベルト１８を外側平坦部２２側から撮影したときの画像とを示す図である。

図９、図１０には、異なる形状の傷を有する薄型金属ベルト１８の一部断面図が複数示されており、この薄型金属ベルト１８を撮影したときの画像を一部断面図の下に示す。この図９、図１０で示されている上の段の画像は、図７の領域８０ａに相当する画像（側部平坦部２４を正面から撮影した画像）であり、下の段の画像は、図７の領域８０ｃに相当する画像（外側平坦部２２側から撮影した画像）である。なお、断面番号１の一部断面図は、傷がない薄型金属ベルト１８の一部断面図を示し、断面番号２の一部断面図〜断面番号１０の一部断面図は、傷がある箇所における薄型金属ベルト１８の一部断面図である。

図９、図１０に示すように、薄型金属ベルト１８にある傷の形状によって、側部平坦部２４の正面から薄型金属ベルト１８を撮影した画像、及び、外側平坦部２２側から薄型金属ベルト１８を撮影した画像に表される各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の幅が変わる。ここで、断面番号１に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合の青色の幅、緑色の幅、赤色の幅をそれぞれ、正常青色幅、正常緑色幅、正常赤色幅と呼ぶ。

断面番号２、３、４に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合、傷がある箇所において緑色の幅が正常緑色幅より長くなる。したがって、緑色の幅が正常緑色幅より大きい幅である第１閾値（第１の閾値）以上の場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。なお、断面番号５、６、９に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合であっても、同様に、緑色の幅が第１閾値以上となるので、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。

断面番号５、６、７に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合、傷がある箇所において青色の幅、緑色の幅、赤色の幅が正常青色幅、正常緑色幅、正常赤色幅より長くなったり、短くなったりする。したがって、青色の幅と緑色の幅との差の絶対値が第３閾値（第３の閾値）以上の場合、又は、赤色の幅と緑色の幅との差の絶対値が第３閾値以上の場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。なお、断面番号２、３、４、８、９、１０に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合であっても、同様に、青色の幅又は赤色の幅と緑色の幅との差の絶対値が第３閾値以上の場合もあるので、かかる場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。

断面番号８に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合、傷がある箇所において緑色の幅が、正常緑色幅より短くなる。したがって、緑色の幅が正常緑色幅より小さい幅である第２閾値（第２の閾値）以下の場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。また、この場合、傷がある箇所において青色の幅が正常青色幅より長くなる。したがって、青色の幅が正常青色幅より大きい幅である第４閾値（第４の閾値）以上の場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。

また、赤色光源４８、５０と青色光源５２、５４の配置位置を逆にした場合は、図９、図１０に示す画像の青色が着色される領域と赤色が着色される領域とが逆になるので、この場合は、傷がある箇所において、赤色の幅が正常赤色幅より長くなる。したがって、赤色の幅が正常赤色幅より大きい幅である第４閾値以上の場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。

なお、断面番号７、１０に薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合であっても、緑色の幅が第２閾値以下となる場合もあるので、かかる場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。また、断面番号７に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合であっても、同様に、青色の幅又は赤色の幅が第４閾値以上となるので、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。

断面番号９に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合は、傷がある箇所において、青色の幅と緑色の幅と赤色の幅との合計幅が、定常青色幅と定常緑色幅と定常赤色幅とを合計した合計定常幅より長くなる。したがって、合計幅が合計定常幅より大きい第５閾値（第５の閾値）以上の場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。なお、断面番号４、７、８に示す薄型金属ベルト１８を撮影した場合であっても、合計幅が第５閾値以上となるので、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。

断面番号１０に示す薄型金属ベルト１８を側部平坦部２４の正面から撮影した場合は、傷がある箇所において、青色の幅と緑色の幅と赤色の幅との合計幅は、定常青色幅と定常緑色幅と定常赤色幅とを合計した合計定常幅より短くなる。したがって、合計幅が合計定常幅より小さい第６閾値（第６の閾値）以下の場合は、薄型金属ベルト１８には幅方向の傷があると判定することができる。この第１閾値〜第６閾値は、情報記憶部７６に記憶されている。

次に、幅傷判定処理の動作を図１１のサブフローチャートにしたがって説明する。なお、カラーカメラ４０によって撮影された画像に基づく幅傷判定処理の動作とカラーカメラ４２によって撮影された画像に基づく幅傷判定処理の動作は同様なので、図１１においては、カラーカメラ４０によって撮影された画像に基づいて幅傷判定処理の動作を行ったときの動作について説明する。

図８のステップＳ２で、幅傷判定処理を開始すると、図１１のステップＳ１１に進み、表面状態判定部７８は、撮影された画像のうち、図７に示す領域８０ａに相当する画像に基づいて、各色（青色、赤色、緑色）の幅を測定する。

次いで、表面状態判定部７８は、緑色の幅が第１閾値以上であるか否かを判断する第１閾値判断処理を行う（ステップＳ１２）。次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ１２の第１閾値判断処理の結果に基づいて、幅方向に傷があるか否かを判断する（ステップＳ１３）。表面状態判定部７８は、第１閾値判断処理により緑色の幅が第１閾値以上であると判断した場合は、幅方向に傷ありと判断する。

ステップＳ１３で、幅方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、カウント値ｃ１をインクリメントして、つまり、カウント値ｃ１＝ｃ１＋１にして（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に進む。このとき、表面状態判定部７８は、幅方向に傷ありと判断された場所を情報記憶部７６に記憶させる。一方、ステップＳ１３で、幅方向に傷なしと判断すると、そのままステップＳ１５に進む。なお、幅傷判定処理を開始する際に、カウント値ｃ１は０にリセットされるものとする。

ステップＳ１５に進むと、表面状態判定部７８は、緑色の幅が第２閾値以下であるか否かを判断する第２閾値判断処理、又は、青色又は赤色の幅が第４閾値以上であるかを判断する第４閾値判断処理を行う。

次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ１５の第２閾値判断処理又は第４閾値判断処理の結果に基づいて、幅方向に傷があるか否かを判断する（ステップＳ１６）。表面状態判定部７８は、第２閾値判断処理により緑色の幅が第２閾値以下であると判断した場合、第４閾値判断処理により青色又は赤色が第４閾値以上であると判断した場合は、幅方向に傷ありと判断する。

ステップＳ１６で、幅方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、カウント値ｃ１をインクリメントして（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に進む。このとき、表面状態判定部７８は、幅方向に傷ありと判断された場所を情報記憶部７６に記憶させる。一方、ステップＳ１６で、幅方向に傷なしと判断すると、そのままステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８に進むと、表面状態判定部７８は、青色の幅又は赤色の幅と緑色の幅との差の絶対値が第３閾値以上であるか否かを判断する第３閾値判断処理を行う。

次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ１８の第３閾値判断処理の結果に基づいて、幅方向に傷があるか否かを判断する（ステップＳ１９）。表面状態判定部７８は、青色の幅又は赤色の幅と緑色の幅との差の絶対値が第３閾値以上であると判断した場合は、幅方向に傷ありと判断する。

ステップＳ１９で、幅方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、カウント値ｃ１をインクリメントして（ステップＳ２０）、ステップＳ２１に進む。このとき、表面状態判定部７８は、幅方向に傷ありと判断された場所を情報記憶部７６に記憶させる。一方、ステップＳ１９で、幅方向に傷なしと判断すると、そのままステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１に進むと、表面状態判定部７８は、青色の幅と緑色の幅と赤色の幅との合計幅が、第５閾値以上であるか否かを判断する第５閾値判断処理を行う。

次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ２１の第５閾値判断処理の結果に基づいて、幅方向に傷があるか否かを判断する（ステップＳ２２）。表面状態判定部７８は、青色の幅と緑色の幅と赤色の幅との合計幅が第５閾値以上であると判断した場合は、幅方向に傷ありと判断する。

ステップＳ２２で、幅方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、カウント値ｃ１をインクリメントして（ステップＳ２３）、ステップＳ２４に進む。このとき、表面状態判定部７８は、幅方向に傷ありと判断された場所を情報記憶部７６に記憶させる。一方、ステップＳ２２で、幅方向に傷なしと判断すると、そのままステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４に進むと、表面状態判定部７８は、青色の幅と緑色の幅と赤色の幅との合計幅が、第６閾値以下であるか否かを判断する第６閾値判断処理を行う。

次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ２４の第６閾値判断処理の結果に基づいて、幅方向に傷があるか否かを判断する（ステップＳ２５）。表面状態判定部７８は、青色の幅と緑色の幅と赤色の幅との合計幅が第６閾値以下であると判断した場合は、幅方向に傷ありと判断する。

ステップＳ２５で、幅方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、カウント値ｃ１をインクリメントして（ステップＳ２６）、ステップＳ２７に進む。このとき、表面状態判定部７８は、幅方向に傷ありと判断された場所を情報記憶部７６に記憶させる。一方、ステップＳ２５で、幅方向に傷なしと判断すると、そのままステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７に進むと、表面状態判定部７８は、現在のカウント値ｃ１が０よりも大きいか否かを判断する。ステップＳ２７で、カウント値ｃ１が０よりも大きいと判断すると、薄型金属ベルト１８に幅方向の傷があると判定し（ステップＳ２８）、カウント値ｃ１が０よりも大きくない、つまり、カウント値ｃ１が０と判断すると、薄型金属ベルト１８に幅方向の傷がないと判定する（ステップＳ２９）。

このように、所定方向に沿って湾曲側部２９ａ、２９ｂに緑色光源５６、５８から出力され、該湾曲側部２９ａ、２９ｂを反射した照明光を、湾曲側部２９ａ、２９ｂの正面から撮影し、撮影した画像の該第１照明光の幅に基づいて、薄型金属ベルト１８に幅方向の傷があるか否かを判定するので、幅方向の傷の検出精度を向上させることができる。

次に、薄型金属ベルト１８の深さ方向の傷の判定原理について説明する。図９、図１０に示すように、薄型金属ベルト１８にある傷の形状によって、外側平坦部２２側から薄型金属ベルト１８を撮影した画像に表される各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の幅が変わる。

断面番号２、３、４、７、８に示す薄型金属ベルト１８を外側平坦部２２側から撮影した場合は、傷がある箇所においては赤色の幅の中心線と基準線（例えば、定常画像における赤色の幅の中心線）との距離差が第７閾値以上となる。赤色光源４８、５０と青色光源５２、５４との配置位置を変えた場合は、図９、図１０に示す画像の赤が着色される領域と青が着色される領域とが逆になるので、この場合は、傷がある箇所においては青色の幅の中心線と基準線との距離差が第７閾値以上となる。したがって、赤色の幅又は青色の幅の中心線と基準線との距離差が第７閾値以上の場合は、薄型金属ベルト１８には深さ方向の傷があると判定することができる。

なお、断面番号５、６、９、１０に示す薄型金属ベルト１８を外側平坦部２２から撮影した場合も、赤色の幅又は青色の幅の中心線と基準線との距離差が第７閾値以上となる場合もあるので、かかる場合は、薄型金属ベルト１８には深さ方向の傷があると判定することができる。

断面番号５、６に示す薄型金属ベルト１８を外側平坦部２２側から撮影した場合は、傷がある箇所において赤色の最大幅から赤色の最小幅を減算した値が第８閾値以上となる。なお、断面番号５、６では、赤色及び緑色の領域内に、色（赤色、緑色、及び青色）が着色されていない領域があるが、赤色の幅を計測する際には、色が着色されていない領域を無視し、色が着色されていない領域の赤色と緑色との境界線は、定常画像（断面番号１の薄型金属ベルト１８を外側平坦部２２側から撮影した画像）における赤色と緑色との境界線に置き換える。

また、赤色光源４８、５０と青色光源５２、５４との配置位置を変えた場合は、図９、図１０に示す画像の赤色が着色される領域と青色が着色される領域とが逆になるので、この場合は、傷がある箇所において青色の最大幅から青色の最小幅を減算した値が第８閾値以上となる。したがって、赤色又は青色の最大幅から赤色又は青色の最小幅を減算した値が第８閾値以上の場合は、薄型金属ベルト１８には深さ方向の傷があると判定することができる。

なお、断面番号３、４、８、９、１０の薄型金属ベルト１８を外側平坦部２２から撮影した場合であっても、同様に、赤色又は青色の最大幅から赤色又は青色の最小幅を減算した値が第８閾値以上となる場合もあるので、かかる場合は、薄型金属ベルト１８には深さ方向の傷があると判定することができる。

断面番号９、１０に示す薄型金属ベルト１８を外側平坦部２２側から撮影した場合は、傷がある箇所において緑色の幅から定常画像の緑色の幅（基準幅）を減算した値の絶対値が第９閾値以上となる。したがって、緑色の幅から基準幅を減算した値の絶対値が第９閾値以上の場合は、薄型金属ベルト１８に傷があると判定することができる。なお、断面番号９では、緑色及び青色の領域内に、色が着色されていない領域があるが、緑色の幅を計測する際には、色が着色されていない領域を無視し、色が着色されていない領域の緑色と青色との境界線は、定常画像における緑色と青色との境界線に置き換える。

なお、断面番号２、７、８に示す薄型金属ベルト１８を外側平坦部２２から撮影した場合であっても、同様に、緑色の幅から基準幅を減算した値の絶対値が第９閾値以上となる場合もあるので、かかる場合は、薄型金属ベルト１８に傷があると判定することができる。この第７閾値〜第９閾値は、情報記憶部７６に記憶されている。

次に、深さ傷判定処理の動作を図１２のサブフローチャートにしたがって説明する。図８のステップＳ４で、深さ傷判定処理を開始すると、図１２のステップＳ５１に進み、表面状態判定部７８は、撮影された画像のうち、図７に示す領域８０ｂ又は領域８０ｃの画像に基づいて、各色（青色、赤色、緑色）の幅及びその中心線を測定する。

次いで、表面状態判定部７８は、赤色の幅又は青色の幅の中心線と基準線との差の絶対値が第７閾値以上であるか否かを判断する第７閾値判断処理を行う（ステップＳ５２）。

次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ５２の第７閾値判断処理の結果に基づいて、深さ方向に傷があるか否かを判断する（ステップＳ５３）。表面状態判定部７８は、第７閾値判断処理により赤色の幅又は青色の幅の中心線と基準線との差の絶対値が第７閾値以上であると判断した場合は、深さ方向に傷ありと判断する。

ステップＳ５３で、深さ方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、カウント値ｃ２をインクリメントして、つまり、カウント値ｃ２＝ｃ２＋１にして（ステップＳ５４）、ステップＳ５５に進む。このとき、表面状態判定部７８は、深さ方向に傷ありと判断された場所を情報記憶部７６に記憶させる。一方、ステップＳ５３で、深さ方向に傷なしと判断すると、そのままステップＳ５５に進む。なお、深さ傷判定処理を開始する際に、カウント値ｃ２は０にリセットされるものとする。

ステップＳ５５に進むと、表面状態判定部７８は、赤色又は青色の最大幅から赤色又は青色の最小幅を減算した値が第８閾値以上であるか否かを判断する第８閾値判断処理を行う。

次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ５５の第８閾値判断処理の結果に基づいて、深さ方向に傷があるか否かを判断する（ステップＳ５６）。表面状態判定部７８は、第８閾値判断処理により赤色又は青色の最大幅から赤色又は青色の最小幅を減算した値が第８閾値以上であると判断した場合は、深さ方向に傷ありと判断する。

ステップＳ５６で、深さ方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、カウント値ｃ２をインクリメントして（ステップＳ５７）、ステップＳ５８に進む。このとき、表面状態判定部７８は、深さ方向に傷ありと判断された場所を情報記憶部７６に記憶させる。一方、ステップＳ５６で、深さ方向に傷なしと判断すると、そのままステップＳ５８に進む。

ステップＳ５８に進むと、表面状態判定部７８は、緑色の幅から基準幅を減算した値の絶対値が第９閾値以上であるか否かを判断する第９閾値判断処理を行う。

次いで、表面状態判定部７８は、ステップＳ５８の第９閾値判断処理の結果に基づいて、深さ方向に傷があるか否かを判断する（ステップＳ５９）。表面状態判定部７８は、第９閾値判断処理により緑色の幅から基準幅を減算した値の絶対値が第９閾値以上であると判断した場合は、深さ方向に傷ありと判断する。

ステップＳ５９で、深さ方向に傷ありと判断すると、表面状態判定部７８は、カウント値ｃ２をインクリメントして（ステップＳ６０）、ステップＳ６１に進む。このとき、表面状態判定部７８は、深さ方向に傷ありと判断された場所を情報記憶部７６に記憶させる。一方、ステップＳ５９で、深さ方向に傷なしと判断すると、そのままステップＳ６１に進む。

ステップＳ６１に進むと、表面状態判定部７８は、現在のカウント値ｃ２が０よりも大きいか否かを判断する。ステップＳ６１で、カウント値ｃ２が０よりも大きいと判断すると、薄型金属ベルト１８に深さ方向の傷があると判定し（ステップＳ６２）、カウント値ｃ２が０よりも大きくない、つまり、カウント値ｃ２が０であると判断すると、薄型金属ベルト１８に深さ方向の傷がないと判定する（ステップＳ６３）。

このように、内側平坦部２０側に設けられた赤色光源４８、５０又は外側平坦部２２側に設けられた青色光源５２、５４から湾曲側部２９ａ、２９ｂに出力され、湾曲側部２９ａ、２９ｂを反射した照明光を、外側平坦部２２側又は内側平坦部２０側から撮影し、撮影した画像の照明光の幅に基づいて、薄型金属ベルト１８に深さ方向の傷があるか否かを判定するので、深さ方向の傷の検出精度を向上させることができる。

また、所定方向に沿って緑色光源５６、５８から湾曲側部２９ａ、２９ｂに出力され、該湾曲側部２９ａ、２９ｂを反射した照明光を、外側平坦部２２側又は内側平坦部２０側から撮影し、撮影した画像の照明光の幅に基づいて、薄型金属ベルト１８に深さ方向の傷があるか否かを判定するので、深さ方向の傷の検出精度を向上させることができる。

また、上記実施の形態においては、カラー画像を撮影することができるカラーカメラ４０、４２を用いて照明光を撮影するので、傷か埃かを区別することができる。埃の場合は、該箇所が無彩色となり、傷の場合は、該箇所が有彩色となるからである。

なお、上記実施の形態では、緑色光源５６、５８に替えて、赤外光を照射する赤外光源を設けるようにしてもよい。赤外光を用いた場合は、青色の照明光及び赤色の照明光との間の波長を大きく設定することができるため、埃や傷の有無の判定を一層正確に行うことが可能となる。

また、上記実施の形態では、湾曲側部２９ａ、２９ｂを、正面から撮影した画像（領域８０ａに相当する画像）、湾曲側部２９ａ、２９ｂを内側平坦部２０側から撮影した画像（領域８０ｂに相当する画像）、及び、湾曲側部２９ａ、２９ｂを外側平坦部２２側から撮影した画像（領域８０ｃに相当する画像）を、カラーカメラ４０、４２を用いて、１枚の画像として撮影するようにしたが、湾曲側部２９ａ、２９ｂを正面から撮影するカメラ、湾曲側部２９ａ、２９ｂを内側平坦部２０側から撮影するカメラ、湾曲側部２９ａ、２９ｂを外側平坦部２２側から撮影するカメラを別個に設けて、それぞれ撮影を行ってもよい。

以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０…金属ベルト １８…薄型金属ベルト
２０…内側平坦部 ２２…外側平坦部
２４、２６…側部平坦部 ２８ａ〜２８ｄ…湾曲部
２９ａ、２９ｂ…湾曲側部 ３０…ベルト検査装置
４０、４２…カラーカメラ ４４、４６…導光部材
４８、５０…赤色光源 ５２、５４…青色光源
５６、５８…緑色光源 ５７、５９、６２、６４…ビームスプリッタ
６０ａ〜６０ｆ…カットフィルタ ６６…透光部材
６８…光源制御装置 ７０…情報処理装置
７２…画像処理部 ７４…表示部
７６…情報記憶部 ７８…表面状態判定部

Claims (10)

1. 所定方向に形成された内側平坦部及び外側平坦部と、前記内側平坦部及び前記外側平坦部間の湾曲側部とを輪郭とする略矩形断面を呈するベルトの表面に存在する傷を検査するベルト検査装置にあって、
   前記所定方向に沿って、第１照明光を前記湾曲側部に出力する第１光源と、
   前記湾曲側部によって反射された前記第１照明光を前記湾曲側部の正面から撮影する撮影部と、
   前記撮影部が前記第１照明光を撮影した画像に基づいて前記ベルトの表面状態を判定する表面状態判定部と、
   を備え、
   前記表面状態判定部は、前記撮影部が撮影した前記第１照明光の幅を計測し、該第１照明光の幅に基づいて、前記ベルトに、前記内側平坦部及び前記外側平坦部間を幅方向とする傷があるかを判定する
   ことを特徴とするベルト検査装置。
2. 請求項１に記載のベルト検査装置であって、
   前記表面状態判定部は、前記第１照明光の幅が一定範囲の幅以上若しくは以下の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定する
   ことを特徴とするベルト検査装置。
3. 請求項２に記載のベルト検査装置であって、
   前記表面状態判定部は、前記第１照明光の幅が第１の閾値以上又は第２の閾値以下の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定する
   ことを特徴とするベルト検査装置。
4. 請求項１に記載のベルト検査装置であって、
   前記内側平坦部側から前記湾曲側部に前記第１照明光と異なる波長域の第２照明光を出力する第２光源、及び、前記外側平坦部側から前記湾曲側部に前記第１照明光及び前記第２照明光と異なる波長域の第３照明光を出力する第３光源の少なくとも一方をさらに備え、
   前記撮影部は、さらに前記湾曲側部によって反射された前記第２照明光及び前記第３照明光の少なくとも一方を撮影し、
   前記表面状態判定部は、撮影した前記第１照明光、前記第２照明光、及び前記第３照明光の少なくとも１つの照明光の幅をさらに計測し、計測した該幅に基づいて前記ベルトに前記幅方向の傷があるかどうかを判定する
   ことを特徴とするベルト検査装置。
5. 請求項４に記載のベルト検査装置であって、
   前記表面状態判定部は、前記第１照明光の幅と、前記第２照明光又は前記第３照明光の幅とを計測し、前記第１照明光の幅と、前記第２照明光又は前記第３照明光の幅との差の絶対値が、第３の閾値以上の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定する
   ことを特徴とするベルト検査装置。
6. 請求項４に記載のベルト検査装置であって、
   前記表面状態判定部は、撮影した前記第２照明光又は前記第３照明光の幅を計測し、前記第１照明光の幅に代えて、計測した前記第２照明光又は前記第３照明光の幅が第４の閾値以上の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定する
   ことを特徴とするベルト検査装置。
7. 請求項４に記載のベルト検査装置であって、
   前記表面状態判定部は、前記第１照明光、前記第２照明光、及び前記第３照明光の幅を計測し、計測した前記第１照明光、前記第２照明光、及び前記第３照明光の幅の合計幅が、第５の閾値以上又は第６の閾値以下の場合は、前記ベルトに前記幅方向の傷があると判定する
   ことを特徴とするベルト検査装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のベルト検査装置であって、
   前記第１照明光は、緑色光又は赤外光であり、
   前記第２照明光は、前記第３照明光が赤色光の場合は青色光であり、前記第３照明光が青色光の場合は、赤色光である
   ことを特徴とするベルト検査装置。
9. 請求項８に記載のベルト検査装置であって、
   前記撮影部は、カラー撮影が可能である
   ことを特注とするベルト検査装置。
10. 請求項９に記載のベルト検査装置であって、
    前記撮影部が撮影する前記第１照明光、前記第２照明光、及び前記第３照明光は、互いに波長が重なり合う帯域の光がカットフィルタによってカットされている
    ことを特徴とするベルト検査装置。

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