JP3664004B2 - Coating film detection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗膜検出方法に関し、詳しくは紫外線保護材として塗布する蛍光性を持った紫外線吸収塗料の膜圧を検出する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来一般に、プールの周壁面とか、屋上の床や壁などに、紫外線吸収剤を塗布しているが、紫外線は肉眼では見えないため、実際に紫外線吸収剤が機能しているか否かを判断するのは困難であった。殊に紫外線吸収剤がクリア塗料である場合にあっては、目視や画像処理を単独で用いた方法では、クリア塗料の有無の判定すら困難であり、さらに塗料の厚みの検査は困難であった。
【0003】
そこで、特開平10−2788478号公報には、クリア塗料などの透明塗装を検出する方法として、紫外線等の特定波長の照明光を用い、塗装部は透明塗装の正反射成分が強くなること、逆に未塗装部は乱反射するため正反射部分が弱くなることを利用して、透明塗装の有無を検出する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように光反射を利用した透明塗装の検出方法にあっては、未塗装部が粗い面で光沢がないことが前提条件となり、そのために滑らかな光沢のある材質の場合には効果がないものである。つまり、塗装の有無の判別はある程度できても、塗膜の厚みは正確に測定できないという欠点があった。
【0005】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、塗膜の有無の判別及び塗膜の厚みを高速で且つ高精度で測定することができる塗膜検出方法を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明にあっては、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物1の表面に塗布して塗膜2を形成し、紫外線を含む照明光を対象物1に照射しながら、複数の特性の異なる撮像装置で撮像し、得られた複数の画像データに基づいて塗膜2の厚みを検出することを特徴としており、このような方法を採用することで、画像処理による塗料の塗布領域4の有無の判別を高い精度で行うことができるうえに、塗布領域4のみを限定して明るさを測定することで、高速での処理が可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0008】
本実施形態では、壁パネル等のような対象物1の表面に、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料が塗布されている。この対象物1の表面に形成された被検査対象となる塗膜2の厚みを検出するにあたって、図1に示すように、紫外線を含む照明光を照射する照明装置11と、特性の異なる2種類の撮像装置とが用いられる。ここでは同一のカメラ12を2台設置し、片方のカメラ12の前に紫外線透過フィルター10を設置し、他方のカメラ12の前に可視光透過フィルター9を設置してある。
【0009】
先ず、図1に示すように、照明装置11から紫外線を含む照明光を被検査対象である塗膜2に当てながら、2台のカメラ12で対象物1の表面をそれぞれ撮像する。紫外線透過フィルター10を通して撮像された紫外線画像データ21を図2(a)に示し、可視光透過フィルター9を通して撮像された可視光画像データ22を図2(b)に示す。紫外線画像データ21の下側の暗い領域が塗布領域4であり、この塗布領域4を抽出する。次に、可視光画像データ22において上記塗布領域4と対応する領域における明るさを測定し、これから塗料の塗布量を推定する。本例では図2(b)の右側にいく程明るさが明るくなり、塗膜2の厚みが厚くなっていると推定する。また図2(b)の左側にいく程暗くなり、塗膜2の厚みが薄くなっていると推定する。
【0010】
しかして、特性の異なる2種類の透過フィルター(紫外線透過フィルター10、可視光透過フィルター9)を通して紫外線画像データ21及び可視光画像データ22を取得することによって、塗料の塗布領域4の有無の判別を高精度で行うことができるうえに、塗布領域4のみを限定して明るさを測定することによって、高速での処理が可能となり、塗膜2の厚みの測定を高精度且つ高速で行うことができる。しかもカメラ12を2台使用することによって、2種類の画像(紫外線画像データ21、可視光画像データ22)を同一時間に撮像できるため、より高速に処理することが可能となる。
【0011】
図3は、対象物1に塗料が塗布されない非塗布領域6を予め設けておき、可視光カメラ8による画像データ23において塗布領域4の明るさを非塗布領域6の明るさで減算して補正することによって、塗膜2での蛍光量のみを求め、これから塗布量を推定する場合の一例を示している。なお、塗布領域4の検出は図1の実施形態と同様、紫外線画像により検出するものとする。図3中の22は塗布装置を示し、矢印は対象物1の移動方向を示している。先ず、可視光カメラ8の位置を、対象物1である塗料が塗装される前後でそれぞれ撮像可能な位置に設置し、塗布領域4と非塗布領域6の双方を含むように撮像する。さらに本例では、図4に示すように、可視光カメラ8の画像データ23の左半分が非塗布領域、右半分が塗布領域となるように可視光カメラ8を設置する。得られた画像データ23の塗布領域の明るさALと非塗布領域の明るさARとの差(AR−AL)から塗膜2での蛍光量を測定し、蛍光の明るさを求め、この明るさから塗料の塗布量を推定する。しかして、対象物1に予め非塗布領域6を設けておき、画像データ23の塗布領域の明るさALを非塗布領域の明るさARで減算して補正することによって、対象物1の色の違いによる影響を軽減でき、従って、より高精度に塗料の塗布量を推定することができるものである。
【0012】
また、上記図3において、塗料を塗布する前と塗布した後の2つの画像データの変化具合から塗布量を推定することも可能である。例えば図3に示す対象物1の左半分の領域(塗布前)がカメラ視野の左半分に入ったときに第1回目の撮像を行い、その後、上記対象物1の左半分の領域(塗布後)がカメラ視野の右半分に入ったときに第2回目の撮像を行うように、可視光カメラ8の視野、対象物1の移動速度、及び撮像時間間隔を調整してある。図5(a)は第1の画像データ21であり、左半分が対象物1の左半分の領域(塗布前)の明るさAL1を示している。図5(b)は第2の画像データ22であり、右半分が対象物1の左半分の領域(塗布後)の明るさAR2を示している。これら第2の画像データ22の右半分の領域(塗布後)の明るさAR2と第1の画像データ21の左半分の領域(塗布前)の明るさAL1との差(AR2−AL1)から蛍光の明るさを求めることによって、塗布量を推定することができる。このように、塗料を塗布する前と塗布した後の2つの画像データ21,22の変化具合から塗布量を推定することによって、対象物1の色の違いによる影響を軽減することができ、より高精度に塗料の塗布量が推定可能となる。
【0013】
ところで、可視光カメラ8により撮像される蛍光量は、塗料を塗布する前の対象物1の色の影響を受けやすい。そこで、可視光を照射して撮像する第1のカメラと、紫外光を照射して撮像する第2のカメラを用いて塗布量を推定することも可能である。ここでは、可視光を照射して撮像する第1のカメラとしてカラーカメラを用い、このカラーカメラにより撮像された画像から色差が概一定となる領域を抽出する。図6(a)はカラーカメラで得られた第1の画像データ21を示し、図6(b)は第2のカメラで得られた第2の画像データ22を示している。先ず、第1の画像データ21を色の差により3つの領域B1,B2,B3に分割し、各領域ごとの色を抽出する。次に、その領域ごとに第2の画像データ22により得られた各領域B1a,B2a,B3aの光量を第1の画像データ21で抽出された色でそれぞれ補正して塗布量を推定する。つまり、第1の画像データ21における領域B1,B2,B3ごとの色と第2の画像データ22における各領域B1a,B2a,B3aごとの明るさの度合いとから塗料の塗布量を推定することができ、これにより、対象物1の色の違いによる誤差を低減でき、より高精度に塗布量の測定が可能となる。
【0014】
また上記図6の実施形態において、塗料から発する蛍光の波長を予め調べておき、その波長のみを透過するバンドパスフィルターを第2の画像データ22を撮像するための第2のカメラの前に設置し、蛍光成分のみを抽出して、蛍光量のみから第2の画像データ22において明るさの度合いを測定するようにしてもよい。この場合、蛍光成分のみを抽出するために、明るさの測定をより高精度で行うことが可能となる。
【0015】
図7〜図10は撮像装置等の他の実施形態を示している。図7は、1台のカメラ12の前に、少なくとも2種類(例えば紫外線透過フィルター部10、可視光透過フィルター部9)の波長特性を有する透過フィルター3を設置し、透過フィルター3を回転させて紫外線透過フィルター部10と可視光透過フィルター部9とに切り替えて撮像する場合を示している。これにより、カメラ12が1台で済み、構成がシンプルとなり、塗膜2の検出を簡易に行うことができる。なお透過フィルター3の波長特性は3種類以上であってもよい。
【0016】
図8は、紫外領域と赤外領域の2つの波長特性を有する照明装置11a,11bを組み合わせたり、或いは切り替えたりして、1台のカメラ12で各々の照明条件における撮像を行うようにしてもよい。これにより、カメラ12が1台で済み、構成がシンプルになると共に、対象物1の表面の光沢等を同時に検出することが可能となり、検出精度を高めることができる。なお照明装置11a,11bの波長特性は2種類に限定されるものではない。
【0017】
図9は、1台の照明装置11と対象物1との間に、少なくとも2種類の波長特性(例えば紫外線透過フィルター部10、可視光透過フィルター部9)を有する透過フィルター3を設置し、透過フィルター3を回転させて紫外線透過フィルター部10と可視光透過フィルター部9とに切り替えて撮像する場合を示している。これにより、カメラ12及び照明装置11が各々1台で済み、構成が一層シンプルとなる。なお透過フィルター3の波長特性は3種類以上であってもよい。
【0018】
図10は、可視光カメラ8と紫外線カメラ7とを別のステージにおいて行う場合を示している。ここでは対象物1がコンベア30等の移動機構上を移動するような条件で、可視光撮像と紫外線撮像とを別々のステージで行うことによって、実工程上でタクトを落とさずに撮像が可能となり、処理の高速化を図ることができるものである。
【0019】
【発明の効果】
上述のように本発明にあっては、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、複数の特性の異なる撮像装置で撮像し、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出するので、特性の異なる2種類の撮像装置を用いることによって、画像処理による塗料の塗布領域の有無の判別を高い精度で行うことができるうえに、塗布領域のみを限定して明るさを測定することによって、塗膜の厚みを高速で且つ高精度で測定することが可能となる。
【0020】
また請求項1記載の発明は、上記特性の異なる撮像装置として、紫外線カメラと可視光及び赤外線領域カメラとを用い、紫外線カメラで撮像した紫外線画像において塗料の塗布領域を検出し、可視光及び赤外線領域カメラで得られた可視光及び赤外線画像における上記塗布領域と対応する領域の明るさから塗料の塗布量を推定するので、2台のカメラを用いて、2種類の画像(紫外線画像、可視光画像)を同一時間に撮像できるため、より高速に処理することが可能となる。
【0021】
また請求項2記載の発明は、請求項1記載の効果に加えて、紫外線画像において塗料の塗布領域を検出し、可視光及び赤外線画像において塗布領域における明るさと塗料が塗布されない非塗布領域における明るさとの差から塗膜での蛍光量を求めて塗布量を推定するので、つまり、画像データの塗布領域の明るさを非塗布領域の明るさで減算して補正することによって明るさの度合いが明確となり、対象物の色の違いによる影響を軽減して、塗布量をより高精度で測定できるようになる。
【0022】
また請求項3記載の発明は、請求項2記載の効果に加えて、対象物に予め非塗布領域を設けておくようにしたので、非塗布領域での明るさの度合いを容易に検出でき、測定精度が一層向上する。
【0023】
また請求項4記載の発明は、請求項1記載の効果に加えて、塗料を塗布する前と塗布した後の2つの画像データの変化具合から塗布量を推定するので、対象物の色の違いによる影響を軽減して、より高精度に塗料の塗布量が推定可能となる。
【0024】
また請求項5記載の発明は、上記特性の異なる複数の撮像装置として、可視光を照射して撮像する第1のカメラと、紫外光を照射して撮像する第2のカメラとを用い、第1のカメラで撮像した第1の画像データを複数領域に分けて各領域ごとの色を抽出すると共に、第2のカメラで撮像した第2の画像データにおいて明るさの度合いを求め、上記各領域ごとの色と明るさから塗料の塗布量を推定するので、第2の画像データにおいて明るさの度合いを求め、第1の画像データにおける領域ごとの色と明るさから塗料の塗布量を推定することによって、対象物の色の違いによる誤差を低減でき、より高精度に塗布量の測定が可能となる。
【0025】
また請求項6記載の発明は、請求項5記載の効果に加えて、第2の画像データにおいて蛍光物質の蛍光波長成分のみを抽出して明るさの度合いを測定するので、塗料から発する蛍光の波長成分のみを抽出することで、明るさの測定をより高精度で行うことが可能となる。
【0026】
また請求項7記載の発明は、上記特性の異なる撮像装置として、紫外線透過フィルターとカメラとを組み合わせたものと、可視光透過フィルターとカメラとを組み合わせたものとを用いたので、2台のカメラを使用することによって、2種類の画像(紫外線画像、可視光画像)を同一時間に撮像できるため、より高速に処理することが可能となる。
【0027】
また請求項8記載の発明は、1台のカメラの前に、少なくとも紫外線透過特性と可視光透過特性の2種類の波長特性を持つ透過フィルターを備え、透過フィルターを切り替えて撮像するので、カメラが1台で済み、構成がシンプルとなり、塗膜の検出を簡易に行うことができる。
【0028】
また請求項9記載の発明は、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、紫外領域と赤外領域の2つの波長特性を有する照明装置を組み合わせたり、或いは切り替えたりして、 1台のカメラで各々の照明条件における撮像を行い、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出するので、カメラが1台で済み、構成がシンプルとなり、塗膜の検出を簡易に行うことができると共に、対象物の表面の光沢等を同時に検出することが可能となり、検出精度を高めることができる。
【0029】
また請求項10記載の発明は、紫外領域から赤外領域まで含む波長特性を有する1台の照明装置と、照明装置と対象物との間に少なくとも2種類の波長特性を有する透過フィルターとを備え、透過フィルターを切り替えて撮像するので、照明装置が1台で済み、構成がシンプルとなる。
【0030】
また請求項11記載の発明は、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、可視光カメラによる撮像と紫外線カメラによる撮像とを別のステージで行い、複数の得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出するので、実工程上でタクトを落とさずに撮像が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態の一例を示す斜視図である。
【図2】 同上の撮像装置で得られた画像データを示し、(a)は紫外線画像において検出された塗布領域の模式図、(b)は可視光画像において検出された明るさの模式図である。
【図3】 他の実施形態の斜視図である。
【図4】 同上の撮像装置で得られた画像データを示し、非塗布領域の明るさと塗布領域の明るさを説明する模式図である。
【図5】 (a)は同上の撮像装置で撮像した第1の画像データを説明する模式図、(b)は第2の画像データを説明する模式図である。
【図6】 更に他の実施形態を示し、(a)は第1の画像データにおいて色の差により抽出される領域を示す模式図、(b)は第2の画像データにおいて第1の画像データで分離された各領域ごとに塗布量を推定する模式図である。
【図7】 更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図8】 更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図9】 更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図10】 更に他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 対象物
2 塗膜
4 塗布領域
5 撮像装置
6 非塗布領域
7 紫外線カメラ
8 可視光カメラ
9 可視光透過フィルター
10 紫外線透過フィルター
11 照明装置
12 カメラ
21,22 画像データ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for detecting a coating film, and more particularly to a method for detecting the film pressure of a fluorescent UV-absorbing paint applied as an ultraviolet protective material.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, UV absorbers are generally applied to the peripheral wall surface of the pool, the floor and walls of the roof, etc., but since UV rays cannot be seen with the naked eye, it is necessary to judge whether the UV absorber is actually functioning. Was difficult. In particular, when the UV absorber is a clear paint, it is difficult to determine the presence or absence of clear paint, and it is difficult to inspect the thickness of the paint by a method using visual or image processing alone. .
[0003]
Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-2788478, as a method for detecting a transparent coating such as a clear coating, illumination light having a specific wavelength such as ultraviolet rays is used, and the coating portion has a strong regular reflection component of the transparent coating. In addition, there is disclosed a method for detecting the presence or absence of transparent coating by utilizing the fact that the regular reflection portion becomes weak because the unpainted portion is irregularly reflected.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional transparent coating detection method using light reflection, it is a precondition that the unpainted part is rough and has no gloss, so that it is effective in the case of a smooth glossy material. There is no. That is, there is a drawback that the thickness of the coating film cannot be measured accurately even if the presence or absence of coating can be determined to some extent.
[0005]
The present invention was invented in view of the problems of the above-described conventional examples, and the object of the present invention is to determine the presence or absence of a coating film and to measure the thickness of the coating film at high speed and with high accuracy. It is in providing the coating-film detection method which can be performed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the present invention, a coating material that absorbs ultraviolet rays and has fluorescence is applied to the surface of the
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings.
[0008]
In the present embodiment, a paint that absorbs ultraviolet rays and has fluorescence is applied to the surface of the
[0009]
First, as shown in FIG. 1, the surface of the
[0010]
Thus, by acquiring the
[0011]
In FIG. 3, a
[0012]
In FIG. 3, it is also possible to estimate the application amount from the degree of change in the two image data before and after applying the paint. For example, when the left half region (before application) of the
[0013]
By the way, the amount of fluorescence imaged by the
[0014]
In the embodiment shown in FIG. 6, the wavelength of the fluorescence emitted from the paint is checked in advance, and a band pass filter that transmits only the wavelength is installed in front of the second camera for capturing the
[0015]
7 to 10 show other embodiments such as an imaging device. In FIG. 7, a
[0016]
In FIG. 8, the illumination devices 11a and 11b having two wavelength characteristics of the ultraviolet region and the infrared region may be combined or switched so that one
[0017]
In FIG. 9, a
[0018]
FIG. 10 shows a case where the visible
[0019]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention , a plurality of coatings are formed by applying a coating material that absorbs ultraviolet rays and has fluorescence to the surface of an object, and irradiates the object with illumination light including ultraviolet rays. Since the thickness of the coating film is detected on the basis of a plurality of obtained image data, by using two types of imaging devices having different characteristics, the paint application region by image processing is detected. The presence / absence can be determined with high accuracy, and the thickness of the coating film can be measured at high speed and with high accuracy by measuring the brightness only in the application region.
[0020]
The invention according to
[0021]
In addition to the effect of the first aspect , the invention described in claim 2 detects the application area of the paint in the ultraviolet image, and the brightness in the application area and the brightness in the non-application area where the paint is not applied in the visible light and infrared images. The amount of fluorescence in the coating film is estimated from the difference between the two and the coating amount is estimated.In other words, the brightness level can be adjusted by subtracting the brightness of the coating area of the image data from the brightness of the non-coating area. It becomes clear and the influence of the color difference of the object can be reduced, and the coating amount can be measured with higher accuracy.
[0022]
In addition to the effect described in claim 2 , the invention described in
[0023]
In addition to the effect described in
[0024]
The invention according to claim 5, as a plurality of imaging devices having different characteristics described above, using a first camera that captures by irradiating visible light, and a second camera for imaging by irradiating ultraviolet light, the The first image data picked up by one camera is divided into a plurality of regions and the color of each region is extracted, the degree of brightness is determined in the second image data picked up by the second camera, and each of the above regions Since the coating amount of paint is estimated from the color and brightness of each image, the degree of brightness is obtained from the second image data, and the coating amount of paint is estimated from the color and brightness of each region in the first image data. Thus, an error due to the color difference of the object can be reduced, and the coating amount can be measured with higher accuracy.
[0025]
In addition to the effect described in claim 5 , the invention described in
[0026]
The invention according to
[0027]
The invention according to
[0028]
Further, the invention according to
[0029]
The invention according to
[0030]
Further, the invention described in claim 11 is a visible light camera that absorbs ultraviolet rays and applies a fluorescent paint to the surface of the object to form a coating film, and irradiates the object with illumination light including ultraviolet rays. Since the film thickness is detected on the basis of a plurality of obtained image data , imaging can be performed without dropping tact in the actual process. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show image data obtained by the above imaging apparatus, wherein FIG. 2A is a schematic diagram of a coating area detected in an ultraviolet image, and FIG. 2B is a schematic diagram of brightness detected in a visible light image; is there.
FIG. 3 is a perspective view of another embodiment.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating image data obtained by the imaging apparatus according to the embodiment and explaining brightness of a non-application area and brightness of an application area.
FIG. 5A is a schematic diagram for explaining first image data captured by the same imaging apparatus, and FIG. 5B is a schematic diagram for explaining second image data.
6A and 6B show still another embodiment, in which FIG. 6A is a schematic diagram showing an area extracted by color difference in the first image data, and FIG. 6B is the first image data in the second image data. It is a schematic diagram which estimates the application quantity for every area | region isolate | separated by (1).
FIG. 7 is a perspective view showing still another embodiment.
FIG. 8 is a perspective view showing still another embodiment.
FIG. 9 is a perspective view showing still another embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing still another embodiment.
[Explanation of symbols]
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