JP4215330B2

JP4215330B2 - Ring fluorescent lamp form inspection apparatus and form inspection method

Info

Publication number: JP4215330B2
Application number: JP02637599A
Authority: JP
Inventors: 音和今西
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP2000221010A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
この発明は、環形蛍光ランプの形態の良否判定を自動的に行う形態検査装置と形態検査方法に関する。
【従来の技術】
【０００３】
一般に、環形蛍光ランプは、例えば直管形のガラスバルブを加熱し軟化させた状態で曲成ローラを利用して環形に曲げ成形し、曲げ成形された環形バルブの互いに接近する両端部に樹脂成形されたベースを装着することによって製造されるが、ガラスバルブの曲げ成形時におけるバルブ温度，曲げ成形時における曲成ローラの巻き上げ速度などの条件が微妙に変動することによって環形バルブが真円形とならずに楕円形になったり、部分的に凹凸形状になったりして全体の形態が安定しなくなることがある。従って、製造ラインの最終工程において、製造された環形蛍光ランプは、全数に対して、全体の形態の良否検査が作業員の目視判断によって行われており、形態が商品として良好と判断されたものだけが出荷されるようになっている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、作業員による環形蛍光ランプの形態検査は、例えば良品とすべき形態の環形蛍光ランプの限度見本及び不良品とすべき形態の環形蛍光ランプの限度見本と被検査環形蛍光ランプとを見比べることによって目視判断が行なわれている。しかしながら、環形蛍光ランプの形態の変形態様は多様であり、かつ微妙に変形していることもあることから、形態検査の判断が作業員の熟練度や個人差で大きく影響され、検査精度に大きなバラツキが生ずることがある。このために、ある作業員が「形態良好」と判断した環形蛍光ランプが出荷されてから、ユーザ側から「形態不良」なる苦情を受けることがあるという問題を有している。
【０００５】
このような目視検査の弊害を軽減し、より検査精度を高めるために、ゲージや検査型を使うことが試みられており、単なる目視検査に比較すれば検査精度は改善されるものである。しかしながら、この検査は流れてくる環形蛍光ランプの１本１本に対して人手によってゲージなどを当てて良否の判断を行なわなければならないために、検査に要する時間が長くなる傾向にある。従って、単位時間当りの生産量が多く作業インデックス（１本当りの製造・作業時間）の短くなる製造ラインでは、形態検査が間に合わなくなり、目視検査の場合と同様な問題が生ずる可能性を有している。
【０００６】
それ故に、本発明の目的は、環形蛍光ランプの形態検査をより望ましい良否判断基準でもって自動的に行うようにした形態検査装置と形態検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、製造ラインを流れる環形蛍光ランプを、同環形蛍光ランプの環形画像が得られるようにほぼ正面から撮像する撮像手段と、撮像手段で得られた画像信号を２値化処理する画像処理回路と、画像処理手段の２値化データから環形画像の内径側又は外径側の直径データを求めて基準データと比較することで環形蛍光ランプの形態の良否を判定する形態判定回路と、形態判定回路の判定結果に基づいて検査された環形蛍光ランプを製造ライン内外に選別するランプ選別手段とを具備したことを特徴とする。ここで、上記撮像手段はＣＣＤカメラであることが、画像処理速度を高速化する上で望ましい。
【０００８】
又、上述の目的を達成する本発明方法は、環形蛍光ランプを、同環形蛍光ランプの環形画像が得られるように撮像する撮像ステップと、撮像して得られた環形画像を２値化処理する２値化処理ステップと、２値化処理によって得られたデータから環形画像の複数箇所での内径側又は外径側の直径データを算出する直径データ算出ステップと、算出された複数の直径データの任意の１直径データとこの１直径データから所定角度離れた別の１直径データの差のデータを求め、この差データを所定角度範囲内の複数の直径データにおいて求め、得られた複数の差データの平均値の１００倍を不快指数として算出し、この不快指数を予め設定されたしきい値データと比較することによって環形蛍光ランプの形態の良否を判定する不快指数判定ステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
ここでの環形蛍光ランプの形態判定の基準となる不快指数は、環形蛍光ランプが部分的に凹凸するような変形などがあったりして、人が見た目に不快と感じる度合を定義付けしたものである。この不快指数判定ステップで、主な形態不良の環形蛍光ランプが不良品と判定されることになる。
【００１０】
又、本発明方法の第２の方法は、前記直径データ算出ステップと不快指数判定ステップとの間に、直径データ算出ステップで算出された複数の直径データの内の環形画像の任意の１直径線に対して左右対称となる２つの直径データの差を複数の左右対称の直径データにおいて求め、求めた複数の差データの２乗和の平均値を求めて分散値とし、この分散値と同分散値算出に使用した複数の直径データの平均値の和で分散値算出直径データの平均値を除した数値を対称度として算出し、この対称度を予め設定されたしきい値データと比較して環形蛍光ランプの形態の良否を判定する対称度判定ステップを加えたことを特徴とする。
【００１１】
ここでの環形蛍光ランプ形態の判定基準となる対称度は、環形蛍光ランプの１本の基準となる直径線の左右にある環形バルブの対称性の度合を定義付けしたもので、このように対称度を定義付けすることで見た目に形態良好な環形蛍光ランプでも左右の形状のバランスが悪いものは形態不良と判断される。
【００１２】
又、本発明方法の第３の方法は、前記直径データ算出ステップと不快指数判定ステップとの間に、直径データ算出ステップで算出された環形画像全周に亘る複数の直径データの平均値を求め、この平均値と平均値算出に使用した複数の直径データの差の２乗和の平均値から分散値を算出し、この分散値と同分散値算出に使用した複数の直径データの平均値の和で分散値算出直径データの平均値を除した数値を真円度として算出し、この真円度を予め設定されたしきい値データと比較して環形蛍光ランプの形態の良否を判定する真円度判定ステップを加えたことを特徴とする。
【００１３】
ここでの環形蛍光ランプ形態の判定基準となる真円度は、環形蛍光ランプの全体が真円にどれだけ近いかを決めるもので、見た目に形態良好な環形蛍光ランプでも、予め設定された真円度以上の真円に近いものでないと形態不良と判断される。
【００１４】
又、本発明方法の第４の方法は、前記対称度判定ステップと不快指数判定ステップとの間に、真円度判定ステップを加えたことを特徴とする。つまり、この第４の方法は、直径データ算出ステップから対称度判定ステップと真円度判定ステップと不快指数判定ステップの３ステップが連続するもので、３ステップでより細かく環形蛍光ランプの形態が検査される。
【００１５】
さらに、本発明方法の第５の方法は、環形蛍光ランプの環形バルブとベースを撮像した環形画像の内径側又は外径側の直径データを、環形蛍光ランプの環形バルブとベースの境界画像に基づいて求めたベース画像の中心点データと、別に求めた環形バルブ画像の中心点データの２つの中心点を通る直径線の直径データを基準に算出することを特徴とする。
【００１６】
つまり、環形蛍光ランプの環形画像におけるバルブとベースの画像境界は段差のある形態をしており、ここを直径データ算出の出発点とするとバルブ画像の形態を主として判定する上で有利となり、環形蛍光ランプの形態検査精度が上がることになる。
【発明の実施の形態】
【００１７】
次に、本発明にかかる環形蛍光ランプの形態検査装置と形態検査方法の実施例について図１〜図２を参照して説明する。
【００１８】
図１は環形蛍光ランプ１の形態検査装置のブロック図で、複数の環形蛍光ランプ１が横置きで水平な定方向に搬送される製造ライン２の定位置の真上に撮像手段、例えばＣＣＤカメラ３が設置される。本発明実施例の形態検査装置は、ＣＣＤカメラ３で撮像された画像データを２値化処理する画像処理回路４と、画像処理回路４の２値化データを演算処理して環形蛍光ランプ１の形態の良否を判定するＣＰＵ７を含む形態判定回路５と、形態判定回路５の判定結果に基づいて製造ライン２の環形蛍光ランプ１をそのままラインに流すかラインから外すかの選別を行うランプ選別手段６を備える。
【００１９】
ＣＣＤカメラ３は、製造ライン２に横置きされた環形蛍光ランプ１をその真上から撮像する。例えば、撮像される環形蛍光ランプ１を暗幕２０で囲い、暗幕２０の中で環形蛍光ランプ１を上方から高周波点灯ランプ２１で照明してＣＣＤカメラ３で撮像する。撮像された画像データが画像処理回路４で２値化処理されて得られた画像データは、１又は０の環形画像データとして形態判別回路５に送られる。尚、環形蛍光ランプ１を撮像する撮像手段として、ラインセンサ、テレビカメラなども使用できるが、付属回路の構成が容易になるなどの理由からＣＣＤカメラ３が推奨される。
【００２０】
形態判別回路５のＣＰＵ７は、画像処理回路４からの２値化データから環形蛍光ランプの環形画像データを入力手段８からの入力データと演算して環形画像の形態の良否を判定し、判定結果を出力部９とランプ選別手段６に出力する。入力手段８は、環形画像処理のために必要な後述するしきい値データなどをＣＰＵ７に出力してメモリさせるキーボードなどである。出力部９は環形蛍光ランプの形態検査結果を表示するＣＲＴ表示装置やプリンターなどである。
【００２１】
又、ＣＰＵ７は、例えば図２に示すように、メモリ部１１，演算部１２，判定部１３，判定基準部１４などを有する。メモリ部１１は後述する不快指数演算式，対称度演算式，真円度演算式などを格納し、これに基づいて演算部１２が画像データを演算処理する。判定基準部１４に入力手段８からしきい値データなどが入力され、しきい値データは判定部１３に画像形態判定基準データとして使用される。
【００２２】
以上の形態検査装置を使用した本発明の形態検査方法は、後述のように定義付けされた不快指数を形態判定の第１のパラメータに採用して行うものであり、さらには、必要に応じて後述の定義付けによる対称度と真円度を第２，第３のパラメータに採用して行うものである。即ち、環形蛍光ランプの形態の不良要素は様々で、形態判断は全体のバランスや局部的な凹凸などの複数の要素を含めた総合的見地から行うことが望まれ、この判断を数値化された画像データから行うには複数のパラメータが必要とされることになる。そこで、本発明者は各種のパラメータを模索し、実験した結果、上記の不快指数を第１のパラメータとして採用し、対称度を第２のパラメータとして採用し、真円度を第３のパラメータとして採用するようにした。
【００２３】
図３に示す環形蛍光ランプ１はほぼＣ形の環形バルブ１ａとその両端部に橋絡するように装着されたベース１ｂを有する。この環形蛍光ランプ１の形態検査において、第１のパラメータとして設定される不快指数は、環形バルブ１ａの局部的な凹凸の度合を定義付けしたものであり、この不快指数がしきい値を超えると形態不良と判断する。又、第２のパラメータとして設定される対称度は、ベース１ｂを通る直径線Ｘａの左右の環形バルブ１ａの対称性の度合を定義付けしたものである。第３のパラメータとして設定される真円度は、環形バルブ１ｂの真円の度合を定義付けしたものである。このような環形蛍光ランプ１の形態検査においては、不快指数だけで判断しても高い信頼度で形態検査が可能であるが、まず、３種のパラメータを採用して検査する図４，図５のフローチャートの流れに基づいて本発明方法を説明する。
【００２４】
図４において、ステップＳ１で形態検査がスタートすると、ステップＳ２でＣＣＤカメラ３による撮像が行われ、ステップＳ３で画像データの２値化処理が行われる。この２値化画像データがＣＰＵ７に送られて、ステップＳ４で環形画像のベース位置の特定と、ベース中心が算出される。２値化された環形画像を図６に示すと、この画像は環形蛍光ランプの内周と外周のほぼ円形の輪郭１ｄ，１ｅで囲まれた白或いは黒の環形画像１ｃであり、この環形画像１ｃの内外の輪郭１ｄ，１ｅのバルブとベースの境界部分にバルブとベースの外径の相違から段１ｆ，１ｇが存在する。そこで、環形画像１ｃの画像データから例えば内側の輪郭１ｄにある２点の段１ｆ，１ｆの座標データを算出して、ベースの位置を特定し、２点の段１ｆ，１ｆの中間点をベース中心点Ｐ１として算出する。次に、図４のステップＳ５で環形画像１ｃにおける内外輪郭の中心であるランプ中心点Ｐ２を算出する。この算出は、例えば内側の輪郭１ｄの任意の離隔した２点を両端とする直線の中心での垂線を複数求めて、この複数垂線の平均的交点座標をランプ中心点Ｐ２の座標に算出すればよい。ステップＳ６でランプ中心点Ｐ２とベース中心点Ｐ１を結ぶランプ中心線Ｘｂを算出する。この中心線Ｘｂは図３の直径線Ｘａに相当する。そして、中心線Ｘｂと内側輪郭１ｄの交点間の長さである直径データを算出し、この直径データを基準にステップＳ７で環形画像１ｃの内側輪郭１ｄの様々な箇所での直径データを算出し、次のステップＳ８で算出された直径データに基づいて対称度判定，真円度判定，不快指数判定が順に行われて、ステップＳ９で環形蛍光ランプの形態判定が行われる。
【００２５】
まず、対称度判定を図７に基づき説明する。図７の環形画像１ｃにおいて、ランプ中心線Ｘｂの左右両側で同じ対称角θあるランプ中心点Ｐ２を通る２直線の内側輪郭１ｄとの交点間の長さを求め、これを内径側の直径データＬ１，Ｌ２とする。尚、前述２直線の外側輪郭１ｅとの交点間の長さを求めて外径側の直径データとしてもよいが、説明を明確にするために以後の直径データを全て内径側に統一する。
【００２６】
以上の２つの直径データＬ１，Ｌ２が同一で差が０となる場合、その対称角θの箇所において環形画像１ｃが左右対称であり、２つの直径データＬ１，Ｌ２の差が多くなるほど左右の対称性が悪く、形態が損なわれていることになる。そこで、対称角θを０°〜９０°の範囲で段階的に変えて直径データＬ１，Ｌ２と同様な直径データを複数個（例えば４０００個）サンプリングし、その全ての平均値Ｌａｖｅを求める。次に、対称角θが０°〜９０°の範囲におけるすべての対称角θの２つの直径データＬ１，Ｌ２の差の２乗の和の平均値を求め、その平均値を分散値Ｓ²とする。この分散値Ｓ² は、次式で算出される。
【式１】
【００２７】

【００２８】
上記分散値Ｓ²及び平均値Ｌａｖｅを用いて対称度Ｑを、次式のように定義付けする。
【式２】
【００２９】

【００３０】
以上のように算出された対称度Ｑ（％）は、すべての対称角θにおいてＬ１＝Ｌ２であれば対称度１００％の数値判定がなされ、ある範囲の対称角θでＬ１≠Ｌ２であれば対称度Ｑが低下する。図５のフローチャートのステップＳａで対称度判定がなされ、ここで算出された対称度Ｑがしきい値ＴＨ１と同等ないしはそれ以上であれば、対称度Ｑによる形態を満足していると判定され、次の真円度判定ステップＳｂに移行する。ステップＳａにおいて、対称度Ｑがしきい値ＴＨ１未満であると判断されると、形態不良品と判定されて形態検査が終了する。しきい値ＴＨ１は、環形蛍光ランプの種類や要求される形態条件などによって適宜に設定される。
【００３１】
図５のステップＳｂでの真円度判定は、次のように行われる。図８に示すように、環形画像１ｃの内側輪郭１ｄの０°〜１８０°範囲における複数箇所の直径データＬを求める。この各直径データＬと先の対称度算出で求めた直径データの平均値Ｌａｖｅの差の２乗の平均値を求め、その平均値を分散値σ²とする。この分散値σ²は、次式で算出される。
【式３】
【００３２】

【００３３】
上記分散値σ²及び平均値Ｌａｖｅを用いて真円度Ｔを、次式のように定義付けする。
【式４】
【００３４】

【００３５】
以上のように算出された真円度Ｔ（％）が１００％であれば、環形画像１ｃの内側輪郭１ｄが真円と判断されるが、直径の異なるベース部分が存在するので真円度Ｔが１００％になることは期待できない。この場合、環形画像１ｃのベース部分を考慮して真円度Ｔの良否判定基準となるしきい値ＴＨ２が設定される。図５のステップＳｂにおいて、真円度Ｔがしきい値ＴＨ２以上であると判断されると、真円度による形態を満足していると判定され、次の不快指数判定ステップＳｃに移行する。ステップＳｂにおいて、真円度Ｔがしきい値ＴＨ２未満であると判断されると、形態不良品と判定されて形態検査が終了する。しきい値ＴＨ２も環形蛍光ランプの種類や要求される形態条件などによって適宜に設定される。
【００３６】
図５の不快指数判定ステップＳｃで不快指数Ｆが、次のように定義付けられる。図９に示すように、環形画像１ｃの内側輪郭１ｄの任意の１つの直径データＬａと、この直径データＬａから所定の角度αでの直径データＬａ＋αの差を求め、このような差を直径データＬａを０°〜９０°の範囲で複数サンプリングし、その複数の差の平均値を１００倍した数値を不快指数Ｆとする。この不快指数Ｆは次式で表される。
【式５】
【００３７】

【００３８】
不快指数Ｆを算出する際の角度αは小さく設定すればするほど不快指数Ｆの精度が高くなる反面、判定速度が遅くなる。逆に、その角度αを大きく設定すればするほど不快指数Ｆの精度が低くなる反面、判定速度は早くなる傾向にある。従って、経験的には、角度αは例えば１０°程度が適切である。この１０°間隔で求めた直径データの差は、環形画像１ｃの内側輪郭１ｄの部分的な凹凸の度合となる。図５のステップＳｃで不快指数Ｆが、これに対するしきい値ＴＨ３以上であると判断されると、不快指数による形態を満足していると判定される結果、最終的には形態が良品であると判定されて形態検査が終了する。又、ステップＳｃにおいて、不快指数Ｆがしきい値ＴＨ３未満であると判断されると、形態不良品と判定されて形態検査が終了する。
【００３９】
以上のような３種のパラメータによる段階的な環形蛍光ランプの形態検査で、検査員が見落とすような形態不良をも確実に検査することができるようになり、しかも、１回の形態検査はＣＰＵの演算速度にもよるが極めて短時間内に行われるので、環形蛍光ランプの製造ラインにおいて、作業インデックスが高速化された量産ラインに適合する。又、形態検査をより高精度に行う場合は図５のフローチャートのように３ステップについて行えばよいが、環形蛍光ランプの形態に対する要求条件などによっては不快指数判定ステップ以外の対称度判定ステップ，真円度判定ステップを省略することもできる。又、不快指数判定ステップと対称度判定ステップとの組み合わせにしたり、或いは不快指数判定ステップと真円度判定ステップとの組み合わせにすることもできる。このように種々の場合のフローチャートを図１０，図１１，図１２に示す。
【００４０】
図１０は環形蛍光ランプの形態検査における良否判定を不快指数判定ステップＳｃだけで終了するものである。図１１は、まず対称度判定ステップＳａで形態の対称度を判定し、合格品だけを次の不快指数判定ステップＳｃで最終的な形態検査をするものである。図１２は、まず真円度判定ステップＳｂで形態の真円度を判定し、合格品だけを不快指数判定ステップＳｃで最終的な形態検査をするものである。
【００４１】
以上の実施例は環形蛍光ランプの内径側（内周側）の直径データで形態検査することで説明したが、外径側（外周側）の直径データで形態検査することも可能であり、この形態検査も上記同様にして行われる。
【発明の効果】
【００４２】
以上のように本発明によれば、環形蛍光ランプの全体の形態の検査が光学的に高速で自動化されて高精度に行えるようになるので、環形蛍光ランプの量産スピードが早くなっても全数の形態検査を無理なく行なうことができる。従って、商品性に優れた環形蛍光ランプのみを市場に提供することができるのみならず、商品に対する信頼性をも高めることが可能になる。
【００４３】
又、環形蛍光ランプの形態判定の基準とした不快指数（さらには対称度，真円度）はこれに対するしきい値を環形蛍光ランプの形態などに対する要望・条件などに応じて適宜に調整することが可能であることから、要望・条件などに応じて適切に対応することができる。従って、環形蛍光ランプの多様な要求などに応えられる汎用性の高い検査装置ないし検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の検査装置の実施例を示す要部のブロック図。
【図２】図１装置におけるＣＰＵのブロック図。
【図３】環形蛍光ランプを撮像した環形画像から形態検査をするためのデータ算出方法を説明するための画像図。
【図４】本発明の検査方法の全体の流れを示すフローチャート。
【図５】本発明方法で特徴とする形態判定ステップでのフローチャート。
【図６】環形蛍光ランプの環形画像から直径データを算出する方法を説明するための画像図。
【図７】環形画像から対称度を算出する方法を説明するための画像図。
【図８】環形画像から真円度を算出する方法を説明するための画像図。
【図９】環形画像から不快指数を算出する方法を説明するための画像図。
【図１０】本発明方法における形態判定ステップの他の一例を示すフローチャート。
【図１１】本発明における形態判定ステップの他の一例を示すフローチャート。
【図１２】本発明における形態判定ステップの他の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１環形蛍光ランプ
１ａ環形バルブ
１ｂベース
１ｃ環形画像
１ｄ内側輪郭
１ｅ外側輪郭
２製造ライン
３撮像手段（ＣＣＤカメラ）
４画像処理回路
５形態判定回路
６ランプ選別手段
７ＣＰＵ
８入力手段
９出力部
Ｐ１ベース中心点
Ｐ２ランプ中心点
Ｌ直径データ
Ｑ対称度
Ｔ真円度
Ｆ不快指数[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
The present invention relates to a form inspection apparatus and a form inspection method for automatically determining the quality of a ring fluorescent lamp.
[Prior art]
[0003]
In general, a ring-shaped fluorescent lamp is formed by bending a ring-shaped bulb by using a bending roller, for example, with a straight tube glass bulb heated and softened, and resin molding at both ends of the ring-shaped bulb that is bent. However, if the annular bulb becomes a perfect circle due to subtle variations in conditions such as the bulb temperature during bending of the glass bulb and the winding speed of the bending roller during bending. The entire shape may become unstable due to an elliptical shape or a partially uneven shape. Therefore, in the final process of the production line, all the manufactured circular fluorescent lamps are subjected to visual inspection of the whole form by the visual judgment of the operator, and the form is judged to be good as a product Only is supposed to be shipped.
[Problems to be solved by the invention]
[0004]
By the way, in the form inspection of the ring fluorescent lamp by the worker, for example, compare the limit sample of the ring fluorescent lamp in the form to be non-defective and the limit sample of the ring fluorescent lamp in the form to be defective and the ring fluorescent lamp to be inspected. A visual judgment is made. However, since the deformation modes of the ring-shaped fluorescent lamp are various and may be slightly changed, the judgment of the form inspection is greatly influenced by the skill level of the worker and individual differences, and the inspection accuracy is greatly affected. Variations may occur. For this reason, there is a problem that a user may receive a complaint of “poor shape” after a ring-shaped fluorescent lamp that a worker has determined as “good” is shipped.
[0005]
In order to alleviate the adverse effects of such visual inspection and further increase the inspection accuracy, attempts have been made to use gauges and inspection molds, and the inspection accuracy can be improved compared to simple visual inspection. However, in this inspection, since it is necessary to manually judge the quality of each of the flowing circular fluorescent lamps by applying a gauge or the like, the time required for the inspection tends to be longer. Therefore, in a production line with a large production volume per unit time and a short work index (manufacturing / working time per machine), the form inspection may not be in time, and the same problem as in the case of visual inspection may occur. ing.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a morphological inspection apparatus and a morphological inspection method which automatically perform a morphological inspection of a ring-shaped fluorescent lamp according to a more desirable quality criterion.
[Means for Solving the Problems]
[0007]
Therefore, in order to achieve the above-mentioned object, the present invention is obtained by an imaging unit that images a ring-shaped fluorescent lamp flowing through a production line almost from the front so as to obtain a ring-shaped image of the ring-shaped fluorescent lamp, and an imaging unit. An image processing circuit for binarizing the processed image signal, and calculating the diameter data on the inner diameter side or outer diameter side of the ring image from the binarized data of the image processing means and comparing it with the reference data to form the annular fluorescent lamp And a lamp sorting means for sorting the annular fluorescent lamps inspected based on the judgment result of the form judging circuit into and out of the production line. Here, the imaging means is preferably a CCD camera in order to increase the image processing speed.
[0008]
Further, the method of the present invention for achieving the above-described object includes an imaging step of imaging a circular fluorescent lamp so that a circular image of the circular fluorescent lamp can be obtained, and binarization processing of the circular image obtained by imaging. A binarization process step, a diameter data calculation step for calculating diameter data on the inner diameter side or outer diameter side at a plurality of locations of the annular image from the data obtained by the binarization process, and a plurality of calculated diameter data A difference data between one arbitrary diameter data and another one diameter data separated from the one diameter data by a predetermined angle is obtained, and the difference data is obtained from a plurality of diameter data within a predetermined angle range. A discomfort index determination step for determining whether the shape of the annular fluorescent lamp is good or not is calculated by calculating 100 times the average value of the lamp as a discomfort index and comparing the discomfort index with preset threshold value data. Characterized in that it has and.
[0009]
The discomfort index, which is the criterion for determining the shape of an annular fluorescent lamp here, defines the degree to which a person feels uncomfortable when the annular fluorescent lamp is partially deformed. is there. In this discomfort index determination step, the main defective ring fluorescent lamp is determined to be defective.
[0010]
Further, according to a second method of the present invention, any one diameter line of an annular image among the plurality of diameter data calculated in the diameter data calculation step between the diameter data calculation step and the discomfort index determination step. The difference between two symmetric diameter data is obtained from a plurality of symmetric diameter data, and the average value of the sum of squares of the obtained difference data is obtained as a variance value. Calculate the value obtained by dividing the average value of the dispersion value calculation diameter data by the sum of the average values of the multiple diameter data used for the value calculation, and compare this symmetry with preset threshold data A symmetry determining step for determining whether the shape of the annular fluorescent lamp is good is added.
[0011]
The degree of symmetry that is the criterion for determining the shape of the annular fluorescent lamp here is the definition of the degree of symmetry of the annular bulbs on the left and right of the diameter line that serves as one reference for the annular fluorescent lamp. By defining the degree, a ring-shaped fluorescent lamp having a good appearance, but having a bad balance between the left and right shapes, is determined to be defective.
[0012]
According to a third method of the present invention, an average value of a plurality of diameter data over the entire circumference of the annular image calculated in the diameter data calculation step is obtained between the diameter data calculation step and the discomfort index determination step. The variance value is calculated from the average value of the sum of squares of the difference between the average value and the plurality of diameter data used for calculating the average value, and the average value of the average value of the plurality of diameter data used for calculating the variance value is calculated. Calculate the roundness by dividing the average value of the dispersion value calculation diameter data by the sum, and compare the roundness with preset threshold data to determine the quality of the annular fluorescent lamp. A roundness determination step is added.
[0013]
The roundness that is the criterion for determining the shape of the circular fluorescent lamp here determines how close the entire circular fluorescent lamp is to a perfect circle, and even if the circular fluorescent lamp has a good appearance, If it is not close to a perfect circle of circularity or more, it is determined that the form is defective.
[0014]
The fourth method of the present invention is characterized in that a roundness determining step is added between the symmetry determining step and the discomfort index determining step. That is, in the fourth method, three steps of the diameter data calculation step, the symmetry determination step, the roundness determination step, and the discomfort index determination step are continued, and the configuration of the annular fluorescent lamp is more finely examined in three steps. Is done.
[0015]
Further, according to the fifth method of the present invention, the diameter data of the inner diameter side or the outer diameter side of the annular image obtained by imaging the annular bulb and the base of the annular fluorescent lamp is obtained based on the boundary image of the annular bulb and the base of the annular fluorescent lamp. It is calculated on the basis of the diameter data of the diameter line passing through the two center points of the center point data of the base image obtained in this way and the center point data of the annular valve image obtained separately.
[0016]
In other words, the image boundary between the bulb and the base in the annular image of the annular fluorescent lamp has a stepped shape. If this is used as a starting point for calculating the diameter data, it is advantageous for mainly determining the shape of the bulb image. This increases the accuracy of the lamp shape inspection.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0017]
Next, an embodiment of a form inspection apparatus and a form inspection method for an annular fluorescent lamp according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0018]
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for inspecting the shape of a ring-shaped fluorescent lamp 1. An imaging means, for example, a CCD camera, is placed directly above a fixed position of a production line 2 in which a plurality of ring-shaped fluorescent lamps 1 are horizontally placed and transported in a horizontal fixed direction. 3 is installed. The form inspection apparatus according to the embodiment of the present invention includes an image processing circuit 4 that performs binarization processing on image data captured by the CCD camera 3, and arithmetic processing of the binarized data of the image processing circuit 4. A form determining circuit 5 including a CPU 7 for determining the quality of the form, and a lamp selecting means for selecting whether the annular fluorescent lamp 1 of the production line 2 is directly applied to the line or removed from the line based on the determination result of the form determining circuit 5 6 is provided.
[0019]
The CCD camera 3 captures an image of the annular fluorescent lamp 1 placed on the production line 2 from directly above. For example, the annular fluorescent lamp 1 to be imaged is surrounded by the dark curtain 20, and the annular fluorescent lamp 1 is illuminated from above by the high frequency lighting lamp 21 in the dark curtain 20 and is imaged by the CCD camera 3. Image data obtained by binarizing the captured image data by the image processing circuit 4 is sent to the form discrimination circuit 5 as 1 or 0 ring image data. Although a line sensor, a television camera, or the like can be used as an imaging means for imaging the annular fluorescent lamp 1, the CCD camera 3 is recommended because the configuration of the attached circuit becomes easy.
[0020]
The CPU 7 of the form determination circuit 5 calculates the annular image data of the annular fluorescent lamp from the binarized data from the image processing circuit 4 with the input data from the input means 8 to determine the quality of the annular image, and the determination result Is output to the output unit 9 and the lamp selection means 6. The input means 8 is a keyboard or the like that outputs threshold data, which will be described later, necessary for ring-shaped image processing, etc., to the CPU 7 for storage. The output unit 9 is a CRT display device or a printer that displays the result of the form inspection of the annular fluorescent lamp.
[0021]
Further, for example, as shown in FIG. 2, the CPU 7 includes a memory unit 11, a calculation unit 12, a determination unit 13, a determination reference unit 14, and the like. The memory unit 11 stores a discomfort index calculation formula, a symmetry calculation formula, a roundness calculation formula, and the like, which will be described later, and the calculation unit 12 calculates image data based on this. Threshold data or the like is input from the input unit 8 to the determination reference unit 14, and the threshold data is used by the determination unit 13 as image form determination reference data.
[0022]
The morphological inspection method of the present invention using the above morphological inspection apparatus is performed by adopting the discomfort index defined as described below as the first parameter for morphological determination, and further, as necessary. This is performed by adopting symmetry and roundness according to the definition described later as the second and third parameters. That is, there are various defective elements in the form of the ring-shaped fluorescent lamp, and it is desired that the form determination is performed from a comprehensive viewpoint including a plurality of elements such as the overall balance and local unevenness, and this determination is quantified. To perform from image data, a plurality of parameters are required. Therefore, as a result of exploring various parameters and conducting experiments, the present inventor employs the above discomfort index as the first parameter, employs symmetry as the second parameter, and roundness as the third parameter. Adopted.
[0023]
The ring-shaped fluorescent lamp 1 shown in FIG. 3 has a substantially C-shaped ring-shaped bulb 1a and a base 1b mounted to bridge both ends thereof. In the form inspection of the annular fluorescent lamp 1, the discomfort index set as the first parameter defines the degree of local unevenness of the annular bulb 1a, and when the discomfort index exceeds a threshold value. Judgment is bad. The degree of symmetry set as the second parameter defines the degree of symmetry of the left and right annular valves 1a of the diameter line Xa passing through the base 1b. The roundness set as the third parameter defines the degree of roundness of the annular valve 1b. In such a ring fluorescent lamp 1 morphological inspection, it is possible to perform a morphological inspection with a high degree of reliability even if only the discomfort index is determined. First, three types of parameters are used for the inspection. The method of the present invention will be described based on the flow of the flowchart.
[0024]
In FIG. 4, when the morphological inspection starts in step S1, imaging by the CCD camera 3 is performed in step S2, and binarization processing of image data is performed in step S3. The binarized image data is sent to the CPU 7, and the base position of the ring image and the base center are calculated in step S4. FIG. 6 shows a binarized annular image, which is a white or black annular image 1c surrounded by substantially

circular contours

1d and 1e on the inner and outer circumferences of the annular fluorescent lamp. Steps 1f and 1g are present at the boundary between the valve and base at the inner and

outer contours

1d and 1e of 1c due to the difference in the outer diameter of the valve and the base. Therefore, for example, the coordinate data of the two steps 1f and 1f in the inner contour 1d is calculated from the image data of the annular image 1c, the base position is specified, and the intermediate point between the two steps 1f and 1f is used as the base. Calculated as the center point P1. Next, in step S5 of FIG. 4, a lamp center point P2, which is the center of the inner and outer contours in the annular image 1c, is calculated. This calculation is performed by, for example, obtaining a plurality of perpendiculars at the center of a straight line having two arbitrarily separated points on the inner contour 1d and calculating the average intersection coordinates of the plurality of perpendiculars as the coordinates of the lamp center point P2. Good. In step S6, a lamp center line Xb connecting the lamp center point P2 and the base center point P1 is calculated. This center line Xb corresponds to the diameter line Xa in FIG. Then, diameter data that is the length between the intersections of the center line Xb and the inner contour 1d is calculated, and diameter data at various locations of the inner contour 1d of the annular image 1c are calculated in step S7 based on this diameter data. Based on the diameter data calculated in the next step S8, the symmetry determination, the roundness determination, and the discomfort index determination are sequentially performed, and the ring fluorescent lamp shape determination is performed in step S9.
[0025]
First, the symmetry determination will be described with reference to FIG. In the annular image 1c of FIG. 7, the length between the intersections with the two straight inner contours 1d passing through the lamp center point P2 having the same symmetry angle θ on both the left and right sides of the lamp center line Xb is obtained, and this is obtained as diameter data on the inner diameter side. Let L1 and L2. The length between the intersection points with the two straight outer contours 1e may be obtained and used as the diameter data on the outer diameter side, but for the sake of clarity, all subsequent diameter data are unified on the inner diameter side.
[0026]
When the above two diameter data L1 and L2 are the same and the difference is 0, the ring-shaped image 1c is left-right symmetric at the position of the symmetry angle θ, and the left-right symmetry increases as the difference between the two diameter data L1 and L2 increases. The nature is bad and the form is impaired. Therefore, a plurality of (for example, 4000) diameter data similar to the diameter data L1 and L2 are sampled by changing the symmetry angle θ stepwise in the range of 0 ° to 90 °, and an average value Lave is obtained for all of them. Next, an average value of the sum of the squares of the differences between the two diameter data L1 and L2 of all the symmetry angles θ in the range of the symmetry angle θ of 0 ° to 90 ° is obtained, and the average value is calculated as a variance value S ² . To do. This variance value S ² Is calculated by the following equation.
[Formula 1]
[0027]

[0028]
The degree of symmetry Q is defined as follows using the variance value S ² and the average value Level.
[Formula 2]
[0029]

[0030]
The degree of symmetry Q (%) calculated as described above is determined as a numerical value of 100% symmetry when L1 = L2 at all symmetry angles θ, and when L1 ≠ L2 at a certain range of symmetry angles θ. The degree of symmetry Q decreases. In step Sa of the flowchart of FIG. 5, the degree of symmetry is determined. If the degree of symmetry Q calculated here is equal to or greater than the threshold value TH1, it is determined that the form based on the degree of symmetry Q is satisfied. The process proceeds to the next roundness determination step Sb. In step Sa, when it is determined that the symmetry Q is less than the threshold value TH1, it is determined that the product is defective, and the configuration inspection is completed. The threshold value TH1 is appropriately set depending on the type of the annular fluorescent lamp, the required form condition, and the like.
[0031]
The roundness determination in step Sb of FIG. 5 is performed as follows. As shown in FIG. 8, the diameter data L at a plurality of locations in the 0 ° to 180 ° range of the inner contour 1d of the annular image 1c is obtained. The average value of the squares of the difference between the diameter data L and the average value Lave of the diameter data obtained by the previous symmetry calculation is obtained, and the average value is set as a variance value σ ² . This variance value σ ² is calculated by the following equation.
[Formula 3]
[0032]

[0033]
The roundness T is defined as follows using the variance value σ ² and the average value Lave.
[Formula 4]
[0034]

[0035]
If the roundness T (%) calculated as described above is 100%, it is determined that the inner contour 1d of the annular image 1c is a perfect circle. However, since there are base portions having different diameters, the roundness T Cannot be expected to reach 100%. In this case, a threshold value TH2 serving as a criterion for determining whether or not the roundness T is good is set in consideration of the base portion of the annular image 1c. If it is determined in step Sb in FIG. 5 that the roundness T is equal to or greater than the threshold value TH2, it is determined that the form based on the roundness is satisfied, and the process proceeds to the next discomfort index determination step Sc. If it is determined in step Sb that the roundness T is less than the threshold value TH2, it is determined that the product is defective and the configuration inspection is completed. The threshold value TH2 is also set appropriately depending on the type of the annular fluorescent lamp, the required form conditions, and the like.
[0036]
The discomfort index F is defined as follows in the discomfort index determination step Sc of FIG. As shown in FIG. 9, a difference between any one diameter data La of the inner contour 1d of the annular image 1c and the diameter data La + α at a predetermined angle α is obtained from the diameter data La, and such a difference is obtained as the diameter data. A plurality of samples of La in the range of 0 ° to 90 ° are sampled, and a numerical value obtained by multiplying the average value of the plurality of differences by 100 is defined as the discomfort index F. This discomfort index F is expressed by the following equation.
[Formula 5]
[0037]

[0038]
The smaller the angle α when calculating the discomfort index F, the higher the accuracy of the discomfort index F, but the determination speed becomes slower. Conversely, the greater the angle α, the lower the accuracy of the discomfort index F, but the determination speed tends to increase. Therefore, empirically, the angle α is suitably about 10 °, for example. The difference in diameter data obtained at intervals of 10 ° is the degree of partial unevenness of the inner contour 1d of the annular image 1c. If it is determined in step Sc in FIG. 5 that the discomfort index F is greater than or equal to the threshold value TH3, it is determined that the form according to the discomfort index is satisfied. As a result, the form is finally good. It is determined that the shape inspection is completed. In Step Sc, if it is determined that the discomfort index F is less than the threshold value TH3, it is determined that the product is a defective product, and the configuration inspection is completed.
[0039]
The step-by-step ring fluorescent lamp form inspection based on the three parameters as described above makes it possible to reliably inspect a form defect that the inspector overlooks, and the one form inspection is performed by the CPU. Although it is performed within a very short time depending on the calculation speed, the production index of the ring-shaped fluorescent lamp is suitable for a mass production line with an increased work index. In addition, when performing the form inspection with higher accuracy, it may be performed for 3 steps as shown in the flowchart of FIG. 5, but depending on the requirements for the form of the annular fluorescent lamp, the symmetry determination step other than the discomfort index determination step, The roundness determination step can be omitted. Further, a combination of a discomfort index determination step and a symmetry determination step, or a combination of a discomfort index determination step and a roundness determination step can be used. Flowcharts for various cases are shown in FIGS. 10, 11 and 12. FIG.
[0040]
FIG. 10 ends the quality determination in the form inspection of the annular fluorescent lamp only in the discomfort index determination step Sc. In FIG. 11, first, the symmetry of the form is determined in the symmetry determination step Sa, and the final form inspection is performed on the acceptable product only in the next discomfort index determination step Sc. In FIG. 12, first, the roundness of the form is determined in the roundness determination step Sb, and only final products are subjected to the final form inspection in the discomfort index determination step Sc.
[0041]
The above embodiment has been described by examining the form with the diameter data on the inner diameter side (inner circumference side) of the annular fluorescent lamp. However, it is also possible to inspect the form with the diameter data on the outer diameter side (outer circumference side). The morphological inspection is performed in the same manner as described above.
【The invention's effect】
[0042]
As described above, according to the present invention, since the inspection of the entire form of the annular fluorescent lamp is optically automated at high speed and can be performed with high accuracy, even if the mass production speed of the annular fluorescent lamp increases, Morphological inspection can be performed without difficulty. Therefore, it is possible not only to provide a ring-shaped fluorescent lamp excellent in merchantability to the market, but also to improve the reliability of the merchandise.
[0043]
In addition, the discomfort index (and symmetry and roundness) used as the criteria for determining the shape of a circular fluorescent lamp should be adjusted as appropriate according to the requirements and conditions for the shape of the circular fluorescent lamp. Therefore, it is possible to respond appropriately according to demands and conditions. Therefore, it is possible to provide a highly versatile inspection apparatus or inspection method that can meet various demands for ring-shaped fluorescent lamps.
[Brief description of the drawings]
[0044]
FIG. 1 is a block diagram of a main part showing an embodiment of an inspection apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a CPU in the apparatus of FIG.
FIG. 3 is an image diagram for explaining a data calculation method for performing a form inspection from an annular image obtained by imaging an annular fluorescent lamp.
FIG. 4 is a flowchart showing the overall flow of the inspection method of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of a form determination step characterized by the method of the present invention.
FIG. 6 is an image diagram for explaining a method of calculating diameter data from an annular image of an annular fluorescent lamp.
FIG. 7 is an image diagram for explaining a method of calculating a degree of symmetry from an annular image.
FIG. 8 is an image diagram for explaining a method of calculating roundness from an annular image.
FIG. 9 is an image diagram for explaining a method for calculating a discomfort index from an annular image.
FIG. 10 is a flowchart showing another example of the form determining step in the method of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing another example of the form determination step in the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing another example of the form determination step in the present invention.
[Explanation of symbols]
[0045]
1 ring fluorescent lamp 1a ring bulb 1b base 1c ring image 1d inner contour 1e outer contour 2 production line 3 imaging means (CCD camera)
4 Image processing circuit 5 Form determination circuit 6 Lamp selection means 7 CPU
8 Input means 9 Output part P1 Base center point P2 Lamp center point L Diameter data Q Symmetry T Roundness F Discomfort index

Claims

An image pickup means for picking up an annular fluorescent lamp flowing through a production line from almost the front so that a ring image of the same fluorescent lamp is obtained; an image processing circuit for binarizing an image signal obtained by the image pickup means; Diameter data on the inner diameter side or outer diameter side at a plurality of locations of the annular image is calculated from the binarized data of the image processing circuit, and one arbitrary diameter data of the calculated plurality of diameter data and a predetermined value from this one diameter data Finding the difference data of another one diameter data separated by an angle, obtaining this difference data in a plurality of diameter data within a predetermined angle range, calculating a value 100 times the average value of the obtained plurality of difference data, and determining mode judging circuit quality in the form of the circular fluorescent lamp by a first calculation process of comparing the calculated value preset threshold data, detection based on a determination result of the mode determination circuit Form inspection apparatus circular fluorescent lamp which is characterized by comprising a lamp selecting means for selecting the circular fluorescent lamp production line out.

In addition to the first calculation process, the form determination circuit calculates a difference between two diameter data that are symmetrical with respect to an arbitrary one diameter line of the annular image among the calculated plurality of diameter data. Obtained from the symmetric diameter data, find the mean value of the sum of squares of the obtained difference data and use it as the variance value, and distribute the variance value and the sum of the average values of the multiple diameter data used to calculate the variance value. The numerical value obtained by dividing the average value of the value calculation diameter data is calculated as the symmetry, and the quality of the shape of the annular fluorescent lamp is determined by the second calculation processing that compares this symmetry with preset threshold data. The form inspection apparatus for a ring-shaped fluorescent lamp according to claim 1.

In addition to the first calculation process, the form determination circuit calculates an average value of a plurality of diameter data over the entire circumference of the annular image , and calculates the average value and a plurality of diameter data used for the average value calculation. The variance value is calculated from the average value of the square sum of the differences, and the value obtained by dividing the average value of the variance value calculated diameter data by the sum of the variance value and the average value of the plurality of diameter data used for calculating the variance value is true. The shape inspection device for a ring fluorescent lamp according to claim 1, wherein the shape of the ring fluorescent lamp is determined to be good or bad by a third calculation process for calculating the circularity and comparing the circularity with preset threshold value data. .

4. The ring fluorescent lamp form inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging means is a CCD camera.

An imaging step of imaging the annular fluorescent lamp so that an annular image of the annular fluorescent lamp can be obtained, a binarization processing step of binarizing the annular image obtained by imaging, and the binarization processing step A diameter data calculating step for calculating diameter data on the inner diameter side or the outer diameter side at a plurality of positions of the ring image from the data obtained by the above, one arbitrary diameter data of the calculated plurality of diameter data, and the one diameter data The difference data of another one-diameter data that is a predetermined angle away from the center is obtained, the difference data is obtained in a plurality of diameter data within a predetermined angle range, and the average value of the obtained plurality of difference data is 100 times the discomfort index. Calculating and comparing the discomfort index with preset threshold value data to determine the quality of the shape of the annular fluorescent lamp. Circular fluorescent lamp of Embodiment inspection method according to symptoms.

Between the diameter data calculation step and the discomfort index determination step, two diameter data that are symmetrical with respect to any one diameter line of the annular image among the plurality of diameter data calculated in the diameter data calculation step. Is obtained from a plurality of symmetrical diameter data, an average value of the sum of squares of the obtained difference data is obtained as a variance value, and this variance value and an average of a plurality of diameter data used for calculating the variance value are obtained. Calculate the dispersion value by the sum of the values Calculate the numerical value obtained by dividing the average value of the diameter data as the degree of symmetry, and compare this degree of symmetry with the preset threshold data to determine the quality of the shape of the annular fluorescent lamp 6. The method for inspecting a shape of a ring-shaped fluorescent lamp according to claim 5, further comprising a step of determining the degree.

Between the diameter data calculation step and the discomfort index determination step, an average value of a plurality of diameter data over the entire circumference of the annular image calculated in the diameter data calculation step was obtained, and this average value and average value calculation were used. The variance value is calculated from the mean value of the sum of squares of the difference between the plurality of diameter data, and the average value of the variance value calculation diameter data is calculated by the sum of the variance value and the average value of the plurality of diameter data used for the same variance value calculation. The roundedness is determined by calculating the roundness as a roundness and comparing the roundness with preset threshold value data, and adding a roundness determination step for determining the quality of the annular fluorescent lamp. The method for inspecting the shape of a ring-shaped fluorescent lamp according to claim 5.

8. The method for inspecting a shape of an annular fluorescent lamp according to claim 7, wherein a roundness determination step is added between the symmetry determination step and the discomfort index determination step.