JP2503801B2 - 長尺物の外観検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は長尺物の傷等の部分的な
異常を検出する長尺物の外観検査装置に関するもので、
生産ラインに設置して長尺物の外観を管理する場合、傷
等の不良検出を行なうには、不良検出を行なった後、そ
の部分を他の製品と区別して排除する場合等に使用可能
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の長尺物の傷等の部分的な
異常を検出する長尺物の外観検査装置としては、長尺物
の周囲に４方向から光を供給するオプティカルファイバ
で導かれた光源を、その長さ方向の移送方向の２箇所に
配設し、その光源によって長尺物の周囲を照射し、その
照射された長尺物を他のオプティカルファイバで特定の
枠体に垂直配列されたオプティカルファイバ端部に導
き、それを１台の撮像手段で画像化するものが市販され
ている。

【０００３】また、それを改良したものに、本出願人の
特開平１−１１２１４３号公報（特願昭６２−２６９８
４８号）に掲載の長尺物の外観検査装置の技術があり、
それによれば、長さ方向に連続して移送される長尺物の
周囲に配設された２台以上の撮像手段と、前記撮像手段
で検出した画像情報を垂直方向に合成して、１画面単位
の２以上の画像とする画像合成手段と、前記画像合成手
段の出力信号から前記長尺物の部分的な異常を検出する
異常検出手段と、前記異常検出手段の出力で異常が検出
された前記長尺物の異常箇所を特定する異常箇所検出手
段とを具備することを特徴とするものである。

【０００４】この種の長尺物の外観検査装置によれば、
複数画面単位の画像を１画面単位の画像入力として異常
検出手段に入力し、そこで、前記長尺物の部分的な異常
を検出し、異常箇所検出手段でその検出した前記長尺物
の異常箇所を特定することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の長
尺物の外観検査装置は、長さ方向に連続して移送される
長尺物の周囲に配設された２台以上の撮像手段が、長尺
物の長さ方向に対して垂直方向の同一平面上に位置して
いるから、長尺物がグラスラン等の場合、ウレタン面の
外観検査の態様と意匠面の外観検査の態様とでは、精度
良く検査を行なおうとすると照明光の入射角を変更する
必要があり、特定の入射角では明瞭に検出できない場合
がある。

【０００６】例えば、図４のウレタン面の外観を観察す
る場合の光源及びＣＣＤカメラの配置状態の説明図に示
すように、ワークのウレタン面１００の外観を観察する
場合には、ウレタン面１００からほぼ１５度程度斜めに
光源１０１を設けて照射し、ウレタン面１００に対して
垂直方向からＣＣＤカメラ１０２で観測すると、微小凹
凸の陰影が大きくなって確実に検出できる。反面、ワー
クの滑かな面で構成する意匠面２００においては、図５
の意匠面の外観を観察する場合の光源及びＣＣＤカメラ
の配置状態の説明図に示すように、正面付近に光源２０
１を設けて、その光源２０１から光をほぼ８０〜９０度
程度で照射してＣＣＤカメラ２０２で照明の正反射（全
反射）を常に捕えるようにすることで、凹凸のコントラ
スト変化を確実に検出ができるという特性がある。ま
た、長尺物がグラスラン等の複雑な形状のものでは、特
定の面に所定の入射角で照明しても、他の面の反射によ
って精度を上げることができないことがある。

【０００７】そこで、本発明は複雑な形状の長尺物で
も、精度良く検出できる長尺物の外観検査装置の提供を
課題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる長尺物の
外観検査装置は、連続移送される長尺物の長さ方向に所
定の距離を離して複数配設されたラインファイバと、前
記ラインファイバで照射した長尺物を撮像する撮像手段
と、前記撮像手段で検出した画像情報を合成して、１画
面に複数画像を形成する画像合成手段の出力信号から前
記長尺物の所定領域内の異常を画像毎に検出する異常検
出手段と、連続移送される長尺物の移動距離を検出する
エンコーダと、前記画像毎に検出する異常検出手段の出
力を書込み、その書込んだ信号を前記エンコーダ出力で
シフトし、異常個所の検出時間ずれを補正する記憶手段
とを有し、長尺物の外観検査を長尺物の流れに沿って配
設したラインファイバの照射光によって行なう。

【０００９】

【作用】本発明においては、連続移送される長尺物の長
さ方向に所定の距離を離して複数のラインファイバを配
設し、しかも、そのラインファイバを検出対象に応じた
位置に設定し、その位置設定されたラインファイバで長
尺物を照射し、その照射された長尺物を前記ラインファ
イバと対をなす撮像手段で撮像する。そして、前記長尺
物の所定領域内の異常を異常検出手段で画像毎に検出
し、異常が検出された前記長尺物の異常箇所をシフトレ
ジスタに記憶する。その撮像手段で検出した画像情報
は、連続移送される長尺物の長さ方向に所定の距離を離
しているから、その距離をエンコーダが長尺物の移動に
よって発生するパルス数に置換し、前記エンコーダの出
力パルスでシフトレジスタをシフトし、画像合成手段で
複数画像として合成した画像の異常箇所に位置のずれが
あっても、長尺物の移動位置を特定する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例の長尺物の外観検
査装置のモニタ映像作成までの構成を示すブロック図で
ある。図２は本発明の一実施例の長尺物の外観検査装置
のモニタ映像から異常検出出力を得るまでの構成を示す
ブロック図である。図３は本発明の一実施例の長尺物の
外観検査装置に使用する撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの配
置状態を示す長尺物１を中心とした配置説明図である。

【００１２】図において、長さ方向に連続して移送され
る長尺物１は、グラスラン、ウエザストリップ、モール
等の管材または棒材である。単数または複数のラインフ
ァイバ２ａ，２ｂ，２ｃはオプティカルファイバ３ａ，
３ｂ，３ｃの端部を保持し、オプティカルファイバ３で
導かれた光を長尺物１の外周面に均等に照射するもの
で、所定の照射面積が得られるように、その長さ、形
状、数が設定される。撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃはビデ
オカメラ、工業用テレビカメラ、工業用撮影装置等に使
用されるＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳイメージセン
サ、イメージオルシコン、ビジコン等であり、垂直・水
平同期信号発生回路６で駆動される。

【００１３】特に、本実施例においては、図２及び図３
に示すように、長尺物１の長さ方向に沿って所定の距離
を離して撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃが配設されており、
また、ラインファイバ２ａ，２ｂ，２ｃはその検出対象
面の性状に合致した照射角度を有するもので、図４及び
図５に示すように、長尺物１の外観検査形状に応じてそ
の撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃとラインファイバ２ａ，２
ｂ，２ｃの位置が設定されている。また、各ラインファ
イバ２ａ，２ｂ，２ｃの光は互いに干渉しないように位
置決めするか、或いは、両者間に光が互いに干渉しない
ように遮蔽板を配設する。本実施例では、照射角が異常
検出面に対して１５度程度に設定したラインファイバ２
ａを端部に配設することにより、その照射光の影響が他
のラインファイバ２ｂ及びラインファイバ２ｃ側の撮像
手段４ｂ及び撮像手段４ｃに干渉しないようにしてい
る。

【００１４】前記垂直・水平同期信号発生回路６で駆動
された３台の撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの出力は、各々
画像信号回路５ａ，５ｂ，５ｃで所定の走査線数の映
像、即ち、画像情報として出力される。このとき、３台
の撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの出力は、撮像手段４ａが
１画面単位の上から３分の１の領域、撮像手段４ｂが１
画面単位の上３分の１から３分の２の領域、撮像手段４
ｂが１画面単位の上３分の２から３分の３の領域に長尺
物画像１ａ，１ｂ，１ｃが位置するように、３台の撮像
手段４ａ，４ｂ，４ｃを設置する。

【００１５】マルチプレクサ８は撮像手段４ａ，４ｂ，
４ｃの出力を入力し、垂直・水平同期信号発生回路６か
ら垂直同期信号を起点とする水平同期信号の数を計数
し、長尺物１の像は撮像手段４ａが１画面単位の上から
３分の１の領域、撮像手段４ｂが１画面単位の上３分の
１から３分の２の領域、撮像手段４ｃが１画面単位の上
３分の２から３分の３の領域にくるように、タイミング
回路７で水平同期信号を計数して画像情報の切替えタイ
ミングを作り、撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの出力を切替
える。それらの撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの出力の画像
情報を、画像信号出力回路９で１画面単位の画像情報と
して出力する。したがって、モニタ１０には図示のよう
に、長尺物１を撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃで撮像した長
尺物画像１ａ，１ｂ，１ｃは、撮像手段４ａが１画面単
位の上から３分の１の領域、撮像手段４ｂが１画面単位
の上３分の１から３分の２の領域、撮像手段４ｃが１画
面単位の上３分の２から３分の３の領域に位置する画像
となる。

【００１６】なお、垂直・水平同期信号発生回路６から
垂直同期信号を起点とする水平同期信号のタイミングの
設定によって、３台の撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの長尺
物１の画像を中心位置に捕えたものを合成することもで
きる。

【００１７】前記モニタ１０で映像化された画像と同一
画像が、同期分離回路１３に入力されている。同期分離
回路１３では１画面単位の映像化された信号から、垂直
同期信号及び水平同期信号を分離し、タイミング発生回
路１２で撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの画像位置に応じて
アナログゲート１４を開閉制御するタイミング信号を得
る。即ち、タイミング発生回路１２では垂直同期信号及
び水平同期信号のスタートを起点として、所定領域内の
画像情報を抽出する。

【００１８】この画像情報を抽出する所定の領域Ｗは、
領域設定回路１１でその抽出する所定範囲長を予め設定
入力しておく。それによって、１画面のいずれの範囲を
抽出するかが決定される。抽出する所定の領域Ｗのタイ
ミング発生回路１２でアナログゲート１４を開閉制御
し、所定の撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃで撮像した長尺物
画像１ａ，１ｂ，１ｃの要部信号のみを微分回路１５に
入力する。前記微分回路１５では到来信号を微分する。
このとき、長尺物画像１ａ，１ｂ，１ｃの要部信号に傷
等の不連続部分があると、その不連続部分は微分回路１
５の出力が大きくなり、また、単調な平坦な信号ではそ
の出力が小さくなる。前記微分回路１５の出力は感度調
整回路１６を介して判定回路１７に入力される。判定回
路１７では所定の信号レベルにある微分回路１５の出力
を、所定の閾値と比較して所定の閾値以上にあるとき、
その出力を“Ｈ”または“Ｌ”とする。

【００１９】前記判定回路１７の出力は、その信号の出
力が撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃで撮像した長尺物画像１
ａ，１ｂ，１ｃの何れに該当するかをタイミング発生回
路１２の出力によってアンドゲート１９ａ，１９ｂ，１
９ｃを開閉し、判定回路１７の出力を、シフトレジスタ
１８の所定のアドレスに書込む。このシフトレジスタ１
８の所定のアドレスは、長尺物１の長さ方向に沿って配
設した撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの距離に対応するメモ
リに格納される。即ち、このシフトレジスタ１８は長さ
方向に連続移送される長尺物１の移動距離を検出するエ
ンコーダ２０の出力によってシフトされ、撮像手段４ａ
で撮影された長尺物１の特定の位置がアンドゲート１９
ａで格納されたシフトレジスタ１８のアドレスとする
と、長尺物１の移動に伴ないエンコーダ２０の出力によ
ってそれがシフトされ、前記長尺物１の特定の位置が撮
像手段４ｂで撮影される位置となったとき、前記長尺物
１の撮像手段４ａで撮影された特定の位置がアンドゲー
ト１９ｂで格納されるアドレスに対応する。したがっ
て、撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの位置のずれは、シフト
レジスタ１８のアドレスの違いとなって補正され、その
異常検出出力は撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃの位置のずれ
を補正した出力、即ち、長尺物１の位置に対応する出力
となる。このように構成された上記実施例の長尺物１の
外観検査装置は、長尺物１を所定長に切断する前の検査
装置等として使用される。

【００２０】このように、本実施例の長尺物の外観検査
装置は、長さ方向に連続移送される長尺物１の長さ方向
に沿って所定の距離を離して複数配設されたラインファ
イバ２ａ，２ｂ，２ｃと、前記ラインファイバ２ａ，２
ｂ，２ｃで照射した長尺物１を撮像する前記ラインファ
イバ２ａ，２ｂ，２ｃと対をなす撮像手段４ａ，４ｂ，
４ｃと、前記撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃで検出した画像
情報を合成して、１画面内に撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃ
に対応する複数の画像を形成する垂直・水平同期信号発
生回路６及びタイミング回路７、マルチプレクサ８等か
らなる画像合成手段と、前記画像合成手段の出力信号か
ら前記長尺物１の所定領域Ｗ内の異常を画像毎に検出す
る同期分離回路１３で垂直同期信号及び水平同期信号を
分離し、タイミング発生回路１２で撮像手段４ａ，４
ｂ，４ｃの画像位置に応じてアナログゲート１４を開閉
し、そして、信号の微分を行なう微分回路１５、感度調
整回路１６、判定回路１７からなる異常検出手段と、長
さ方向に連続移送される長尺物１の移動距離を検出する
エンコーダ２０と、前記画像毎に検出したタイミング発
生回路１２、同期分離回路１３、アナログゲート１４、
微分回路１５、感度調整回路１６、判定回路１７からな
る異常検出手段の出力を書込み、その書込んだ信号を前
記エンコーダ２０の出力でシフトし、異常個所の検出時
間ずれを補正するシフトレジスタ１８とを具備するもの
である。

【００２１】したがって、長尺物１の形態を３台の撮像
手段４ａ，４ｂ，４ｃで画像情報とし、それをマルチプ
レクサ８等の画像合成手段によって１画面単位の３画像
情報とするものであるから、長尺物１の傷等の形態異常
を検出する場合には、長尺物１の形態を３台の撮像手段
４ａ，４ｂ，４ｃで画像情報としているにもかかわら
ず、１画面の異常を判断する回路、即ち、３台の撮像手
段４ａ，４ｂ，４ｃの出力を１画面の出力とするもので
あるから、撮像手段の１台の出力を検出する回路を有し
ておればよいから、その装置の構成が廉価とすることが
できる。勿論、本発明を実施する場合の撮像手段の数は
３台に特定されるものではなく、複数台であればよい。

【００２２】また、ラインファイバ２ａ，２ｂ，２ｃで
照射した長尺物１を撮像する前記ラインファイバ２ａ，
２ｂ，２ｃと対をなす撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃは、長
尺物１の癌間検査対象の形態に応じて表面照度を設定で
き、特に、長尺物１の性状に応じてラインファイバ２
ａ，２ｂ，２ｃ及び撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃを選択す
ればよいので、１つの長尺物１に対して複数の撮像手段
４ａ，４ｂ，４ｃを長尺物１の長さ方向に位置をずらせ
て配設でき、互いにラインファイバ２ａ，２ｂ，２ｃの
照射光が干渉しないようにでき、ラインファイバ２ａ，
２ｂ，２ｃの形状及び大きさ及び数は長尺物１の形状に
応じて任意に設定できるから、外観異常の検出精度を向
上させることができる。

【００２３】そして、異常検出手段の出力で異常が検出
された前記長尺物の異常箇所を特定する異常箇所検出手
段として、異常検出手段の出力を長尺物１の移送距離に
一致させたシフトレジスタ２０に記憶させるものである
から、マーキング、切断等の作業位置とのタイミングを
容易に得ることができる。

【００２４】ところで、上記実施例の長尺物１の周囲に
配設された３台の撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃは、長尺物
１の全周囲を判断する場合には、その面が出来るだけ垂
直に撮影できる状態に設定することが望ましい。したが
って、本発明を実施する場合ラインファイバ２ａ，２
ｂ，２ｃ側で照射角度を設定するのが望ましい。

【００２５】また、上記実施例の撮像手段４ａ，４ｂ，
４ｃで検出した画像情報を垂直方向に合成して、１画面
単位の３画像情報とするマルチプレクサ８等の画像合成
手段は、予め、長尺物１を撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃで
撮像した長尺物画像１ａ，１ｂ，１ｃは撮像手段４ａが
１画面単位の上から３分の１の領域、撮像手段４ｂが１
画面単位の上３分の１から３分の２の領域、撮像手段４
ｃが１画面単位の上３分の２から３分の３の領域に位置
するようにしているが、本発明を実施する場合には、撮
像手段の画像情報を垂直方向に合成すればよいことか
ら、撮像手段で撮像した長尺物画像が１画面単位の中央
に位置するように撮像手段を設定し、遅延手段を介在さ
せて撮像手段で検出した画像情報を垂直方向に合成して
もよい。

【００２６】そして、上記実施例の画像合成手段の出力
信号から前記長尺物１の所定領域内の異常を検出する同
期分離回路１３の出力で画像情報のみを微分回路の入力
とし、微分回路１５の出力を所定の閾値と比較する判定
回路１７からなる異常検出手段は、傷等の不連続部分の
検出手段としたが、本発明を実施する場合には、１画面
単位の長尺物画像の相互間の近似状態を比較することも
できる。また、長尺物１の性状により発生する傷等が大
きくなる場合には、微分回路１５の検出は傷の端部検出
となるが、フリップフロップ等を用いて、その両端検出
により傷の範囲を検出することができる。

【００２７】更に、上記実施例のラインファイバ２ａ，
２ｂ，２ｃと対をなす撮像手段４ａ，４ｂ，４ｃは、単
に１対１との対応ではなく、複数対１または複数対複数
とすることもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明の長尺物の外観
検査装置は、長さ方向に連続移送される長尺物の長さ方
向に沿って所定の距離を離して複数配設されたラインフ
ァイバと、前記ラインファイバで照射した長尺物を撮像
する前記ラインファイバと対をなす撮像手段とを具備
し、前記撮像手段で検出した画像情報を画像合成手段に
よって合成して１画面内に撮像手段に対応する複数の画
像を形成し、前記画像合成手段の出力信号から前記長尺
物の所定領域内の異常を画像毎に検出し、その検出した
異常位置をシフトレジスタの撮像手段に対応する個所に
書込み、そのシフトレジスタに書込んだデータを長尺物
の移動距離を検出するエンコーダの出力でシフトし、異
常個所の検出位置ずれを補正するものである。

【００２９】したがって、長さ方向に連続移送される長
尺物の長さ方向に沿って所定の距離を離して複数配設さ
れたラインファイバ及びそれと対をなす撮像手段は、長
尺物の長さ方向に対して垂直平面に設定しなくてもよい
から、長尺物の外観検査に必要なラインファイバと撮像
手段との設置条件が拘束されず、複雑な形状の長尺物で
も、長尺物の性状に応じたラインファイバと撮像手段と
を設置でき、異常検出精度を高くできるから信頼性の高
い外観異常検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明の一実施例の長尺物の外観検査
装置のモニタ映像作成までの構成を示すブロック図であ
る。

【図２】第２図は本発明の一実施例の長尺物の外観検査
装置のモニタ映像から異常検出出力を得るまでの構成を
示すブロック図である。

【図３】第３図は本発明の一実施例の長尺物の外観検査
装置に使用する撮像手段の配置状態を示す長尺物を中心
とした配置説明図である。

【図４】図４はウレタン面の外観を観察する場合の光源
及びＣＣＤカメラの配置状態の説明図である。

【図５】図５は意匠面の外観を観察する場合の光源及び
ＣＣＤカメラの配置状態の説明図である。

【符号の説明】

１ 長尺物 ２ａ，２ｂ，２ｃ ラインファイバ ４ａ，４ｂ，４ｃ 撮像手段 ６ 垂直・水平同期信号発生回路 ７ タイミング回路 ８ マルチプレクサ １２ タイミング発生回路 １３ 同期分離回路 １４ アナログゲート １５ 微分回路 １６ 感度調整回路 １７ 判定回路 １８ シフトレジスタ ２０ エンコーダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さ方向に連続移送される長尺物の長さ
   方向に沿って所定の距離を離して複数配設されたライン
   ファイバと、 前記ラインファイバで照射した長尺物を撮像する前記ラ
   インファイバと対をなす撮像手段と、 前記撮像手段で検出した画像情報を合成して、１画面内
   に撮像手段に対応する複数の画像を形成する画像合成手
   段と、 前記画像合成手段の出力信号から前記長尺物の所定領域
   内の異常を画像毎に検出する異常検出手段と、 長さ方向に連続移送される長尺物の移動距離を検出する
   エンコーダと、 前記画像毎に検出した異常検出手段の出力を書込み、そ
   の書込んだ信号を前記エンコーダ出力でシフトし、異常
   個所の検出時間ずれを補正するシフトレジスタとを具備
   することを特徴とする長尺物の外観検査装置。