JP4691562B2 - 積層状態検査装置、積層状態検査方法および積層状態検出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、隣接するシートの積層状態を検査する小型の積層状態検査装置、積層状態検査方法および積層状態検出プログラムに関するものである。

近年、軽量かつ高性能が要求される航空宇宙用途やスポーツ用途に、プリプレグと呼ばれる炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた半硬化状態のシート状成形用中間材料が数多く採用されている。このプリプレグを多層積層した後、熱で硬化させることで成形が行われる。

プリプレグを積層するとき、隣接するシート同士が重なっていたり、隙間が大きかったりすると、成形品において強度不足が生じる。このため、積層工程においては、隣接シート同士の重なりや隙間量を確認し、シートが適切に貼付されているか検査する必要がある。

なお、隣接シート同士の重なりの検出や隙間量を測定するためには、シートの段差を検出する必要があるが、段差を検出する技術としては、例えば、特許文献１に、二つの照明を使用して段差に影を作り、ミラーの反射と透過の特性によりそれぞれの照明の反射光を二つのセンサによって受光し、２枚の画像を得て、その２枚の画像の差分により被検査物の段差を検知する装置が開示されている。

特開２００１−１８３１１３号公報

従来、隣接するシート同士が適切に貼付されているか否かの検査は人手で行っていたが、積層面積が非常に大きいために人の目が届く範囲ではないこと、人件費・時間が多くかかることが問題となっていた。

また、特許文献１に記載された装置には、ミラー、二つの受光センサ、レンズなどを使用することから機器が大型になること、また、差分を用いるため二つの受光センサの位置決めの精度が必要になるといった問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、隣接するシートの積層状態を検査する小型の積層状態検査装置、積層状態検査方法および積層状態検出プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る積層状態検査装置は、隣接するシートの積層状態を検査する積層状態検査装置であって、シートの隣接箇所に所定の方向から光を照射する第１の照明手段と、前記第１の照明手段とは反対の方向から光を照射する第２の照明手段と、前記隣接箇所の画像を撮像する撮像手段と、前記第１の照明手段を点灯して前記隣接箇所の第１の画像を前記撮像手段に撮像させ、前記第２の照明手段を点灯して前記隣接箇所の第２の画像を前記撮像手段に撮像させるように制御する撮像制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この請求項１の発明によれば、シートの隣接箇所に所定の方向から光を照射して隣接箇所の第１の画像を撮像し、所定の方向と反対の方向から光を照射して隣接箇所の第２の画像を撮像するよう構成したので、ミラーを不要とし、受光センサやレンズなどをひとつとすることができる。

また、請求項２の発明に係る積層状態検査装置は、請求項１の発明において、前記第１の画像および第２の画像からシート端を検出するシート端検出手段と、前記シート端検出手段によるシート端の検出結果に基づいてシート間の積層状態を判定する積層状態判定手段と、をさらに備えたことを特徴とする。

この請求項２の発明によれば、第１の画像および第２の画像からシート端を検出し、シート端の検出結果に基づいてシート間の積層状態を判定するよう構成したので、積層状態の検査を人手に頼ることなく自動化することができる。

また、請求項３の発明に係る積層状態検査方法は、隣接するシートの積層状態を検査する積層状態検査手法であって、シートの隣接箇所に所定の方向から光を照射して該隣接箇所の第１の画像を撮像する第１の撮像工程と、前記隣接箇所に前記所定の方向と反対の方向から光を照射して該隣接箇所の第２の画像を撮像する第２の撮像工程と、を含んだことを特徴とする。

この請求項３の発明によれば、シートの隣接箇所に所定の方向から光を照射して隣接箇所の第１の画像を撮像し、隣接箇所に所定の方向と反対の方向から光を照射して隣接箇所の第２の画像を撮像するよう構成したので、ミラーを不要とし、受光センサやレンズなどをひとつとすることができる。

また、請求項４の発明に係る積層状態検出プログラムは、シートの隣接箇所に所定の方向から光を照射した際に該隣接箇所を撮像した第１の画像からシート端を検出する第１のシート端検出手順と、前記隣接箇所に前記所定の方向と反対の方向から光を照射した際に該隣接箇所を撮像した第２の画像からシート端を検出する第２のシート端検出手順と、前記第１のシート端検出手順によるシート端の検出結果および前記第２のシート端検出手順によるシート端の検出結果に基づいてシート間の積層状態を判定する積層状態判定手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

この請求項４の発明によれば、シートの隣接箇所に所定の方向から光を照射した際に隣接箇所を撮像した第１の画像からシート端を検出し、隣接箇所に所定の方向と反対の方向から光を照射した際に隣接箇所を撮像した第２の画像からシート端を検出し、二つのシート端の検出結果に基づいてシート間の積層状態を判定するよう構成したので、積層状態の検査を人手に頼ることなく自動化することができる。

また、請求項５の発明に係る積層状態検査方法は、請求項４の発明において、前記シート端検出手順は、画像の輝度が所定の閾値以上である場合には前記隣接箇所に段差があるときに生じる影を用いてシート端を検出し、画像の輝度が所定の閾値以上でない場合には前記隣接箇所に段差があるときに輝度が周辺より高くなる画像部分を用いてシート端を検出することを特徴とする。

この請求項５の発明によれば、画像の輝度が所定の閾値以上である場合には隣接箇所に段差があるときに生じる影を用いてシート端を検出し、画像の輝度が所定の閾値以上でない場合には隣接箇所に段差があるときに輝度が周辺より高くなる画像部分を用いてシート端を検出するよう構成したので、輝度が低い場合にもシート端を検出することができる。

請求項１および３の発明によれば、ミラーを不要とし、受光センサやレンズなどをひとつとするので、小型の装置で積層状態を検査することができるという効果を奏する。

また、請求項２および４の発明によれば、積層状態の検査を人手に頼ることなく自動化するので、検査精度を向上するとともに、検査費用および検査時間を低減することができるという効果を奏する。

また、請求項５の発明によれば、輝度が低い場合にもシート端を検出するので、シートが傾いている場合などシートからの光の反射が弱い場合にも積層状態を判定することができるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る積層状態検査装置、積層状態検査方法および積層状態検出プログ
ラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定
されるものではない。

まず、本実施例１に係る積層状態検査装置の構成について説明する。図１は、本実施例１に係る積層状態検査装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この積層状態検査装置１００は、照明装置１、照明装置２、撮像装置３、撮像制御装置４、照明制御装置５および画像表示装置６より構成される。

照明装置１は、積層直後のシートと、積層直後のシートに隣接する隣接シートとが隣接する箇所に光を照射する装置である。照明装置２は、照明装置１と反対方向から積層直後のシートと隣接シートとが隣接する箇所に光を照射する装置である。なお、照明装置１および照明装置２の発光素子としては、照明の切り替えを行うため、発光までの立ち上がり時間の短いＬＥＤなどの素子を用いる。

撮像装置３は、積層直後のシートと隣接シートとが隣接する箇所を撮像する装置である。なお、撮像素子としてはＣＣＤやＣＭＯＳなどを使用する。また、撮像素子のサイズ、画素数、フレームレート、スキャン方式、レンズ、光学フィルタ等については、検査対象や検査性能によって最適なものを選定する。

図２は、照明装置１、照明装置２および撮像装置３の設置例を示す図であり、前面図、側面図および俯瞰図を示す。同図に示すように、撮像装置３はシート端の上方、シートとほぼ垂直となるように配置する。

照明装置１については、図２のように照明装置１の光軸とシートとのなす角がθ1となり、シート端とのなす角がφ1となるように設置する。なお、θ1はシートの厚みや撮像装置３の画素数、レンズの種類、撮像装置とシート間の距離などにより、適切に決定する。φ1は０が望ましいが、設置位置により±５°程度を許容範囲とする。

照明装置２については、図２のように照明装置２の光軸とシートとのなす角がθ2となり、シート端とのなす角がφ2となるように設置する。θ2およびφ2については、θ1およびφ1と同様に決定し、θ2=θ1、φ2=φ1である。

撮像制御装置４は、撮像装置３のシャッタータイミング、シャッター開放時間、ゲインなどの撮像制御を行う装置である。また、この撮像制御装置４は、照明装置１および照明装置２の点灯と撮像装置３のシャッタータイミングが同期するように照明制御装置５に指示する。

すなわち、この撮像制御装置４は、照明装置１および照明装置２を交互に点灯するように照明制御装置５に指示するとともに、各照明装置が点灯しているときに撮像装置３に対して撮像するように指示する。なお、ここでは、照明装置１が点灯しているときに撮像装置３が撮像した画像を撮像画像₁と呼び、照明装置２が点灯しているときに撮像装置３が撮像した画像を撮像画像₂と呼ぶこととする。

この撮像制御装置４が、照明装置１および照明装置２を交互に点灯するように照明制御装置５に指示するとともに、各照明装置が点灯しているときに撮像装置３に対して撮像するように指示することによって、一つの撮像装置３だけで、複数の照明による画像を撮像することが可能となる。

照明制御装置５は、撮像制御装置４の指示に基づいて照明装置１および照明装置２の点灯タイミングや点灯時間などの点灯制御を行う装置である。なお、ここでは、撮像制御装置４が各照明装置の点灯と撮像装置３による撮像の同期をとることとしたが、照明制御装置５が、各照明装置の点灯と撮像装置３による撮像の同期をとり、撮像制御装置４に対して撮像のタイミングを指示することもできる。

また、照明装置１および照明装置２の点灯はｎ（ｎ≧１）フレームごとに交互に切り換える。また、インタレース方式の撮像装置を使用する場合はフィールドごとに切り換えてもかまわず、その場合、偶数フィールドと奇数フィールドは異なる照明が照射されることになる。また、ＬＥＤのようなパルス点灯が可能な発光素子については、撮像素子のシャッターの開放タイミングおよび時間に、発光素子の発光タイミングおよび時間を合わせ、効率的に点灯させる。

画像表示装置６は、撮像制御装置４より出力される映像信号を取り込み、ディスプレイに表示させる装置である。画像表示装置６としては、パーソナルコンピューターや外部入力機能のあるテレビなど表示機能を持つ装置を使用する。なお、画像表示装置６には、フレームやフィールドごとに切り替わる映像をそのままディスプレイすることも、照明装置１および照明装置２のそれぞれを点灯したときの２つの映像に分離してディスプレイすることもできる。

次に、照明装置１の点灯時に撮像装置３より得られる撮像画像₁、照明装置２の点灯時に撮像装置３より得られる撮像画像₂の例を図３〜図５を用いて説明する。図３は、シート間に隙間があるときの撮像画像例を示す図である。同図に示すように、撮像画像₁では、積層直後のシートと下層シートの段差が影となり、影の左側が積層直後のシート端である。撮像画像₂では、同様に隣接シートと下層シートの段差が影となり、影の右側が隣接シート端である。積層直後のシートと隣接シートの隙間が画面内に収まる場合については図３のように両画像においてシート端を確認することができる。

なお、図３において、画像内の座標は左上を原点（ｘ，ｙ）＝（０，０）とし、シート端の位置についてはｘ座標で示すこととする。すなわち、撮像画像₁において検出するシート端の位置をそのｘ座標ｘ₁で示し、撮像画像₂において検出するシート端の位置をそのｘ座標ｘ₂で示す。

図４は、シート間に隙間がないときの撮像画像例を示す図である。同図に示すように、シート間に隙間がないときは、両方の画像においてシート端を確認することができなくなる。

図５は、シート同士に重なりがあるときの撮像画像例を示す図である。同図に示すように、積層直後のシートが隣接シートに重なるときは、撮像画像₁において段差が影となり、撮像画像₂では、影を確認することができない。なお、隣接シートがないときや、積層直後のシートと隣接シートの隙間が画面内に収まらないときにも、図５に示すように、撮像画像₂で影を確認することができないときがある。

上述してきたように、本実施例１では、積層直後のシートと隣接シートが隣接する箇所を照明装置１および照明装置２で交互に照射して撮像装置３で撮像するように撮像制御装置４が制御することとしたので、ミラーを使用することなく、また、受光センサやレンズなどをふたつづつ使用することなく、小型の装置でシートの積層状態を検査することができる。

ところで、上記実施例１では、撮像装置３が撮像した画像を画像表示装置６に表示する場合について説明したが、撮像装置３が撮像した画像を処理してシートの積層状態を自動判定することもできる。そこで、本実施例２では、撮像装置３が撮像した画像を処理してシートの積層状態を自動判定する積層状態検査装置について説明する。

まず、本実施例２に係る積層状態検査装置の構成について説明する。図６は、本実施例２に係る積層状態検査装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは説明の便宜上、図１に示した各部と同様の役割を果たす機能部については同一符号を付すこととしてその詳細な説明を省略する。

図６に示すように、この積層状態検査装置２００は、照明装置１、照明装置２、撮像装置３、撮像制御装置４、照明制御装置５および画像処理装置６０より構成される。画像処理装置６０は、撮像装置３が撮像した画像を処理してシートの積層状態を自動判定する装置であり、シート端検出部６１と、重なり判定部６２と、隙間量測定部６３とを有する。

シート端検出部６１は、撮像装置３が撮像した画像を処理してシート端を検出する処理部である。すなわち、このシート端検出部６１は、図３〜図５に示した撮像画像₁および撮像画像₂に生ずる影を用いてシート端を検出する。

重なり判定部６２は、シート端検出部６１により検出されたシート端に基づいて積層直後のシートと隣接シートとの間に重なりや隙間があるか否かを判定する処理部である。すなわち、この重なり判定部６２は、撮像画像₁および撮像画像₂の両方からシート端が検出された場合には、積層直後のシートと隣接シートとの間に隙間があると判定し、撮像画像₁においてシート端が検出され、撮像画像₂においてシート端が検出されなかった場合には、積層直後のシートが隣接シートに重なっていると判定し、撮像画像₁と撮像画像₂のいずれからもシート端が検出されなかった場合には、積層直後のシートと隣接シートが隙間なく積層されていると判定する。

隙間量測定部６３は、重なり判定部６２によって積層直後のシートと隣接シートとの間に隙間があると判定された場合に、隙間量を算出する処理部である。具体的には、この隙間量測定部６３は、図３に示したｘ₂とｘ₁との差を隙間量として算出する。

なお、ここでは、シート端検出部６１は、図３〜図５に示した影を用いてシート端を検出することとしたが、影を用いてシート端を検出できない場合もある。そこで、以下に影を用いてシート端を検出できない場合のシート端の検出方法について説明する。

シートがカーボンシートの場合には、繊維方向と垂直方向から光を照射すると反射が強く、繊維方向と同一方向から光を照射すると反射が弱いという特性がある。また、シートは繊維方向に積層されるため、検査対象となるシートの重なりや隙間を検出するときには常に繊維方向と垂直な方向から光を照射すればよく、この場合、影の部分とその他のシート部分のコントラストが強いため、シート端の検出は容易となる。なお、積層シートと隣接シートの隙間は繊維方向が違うために隙間のすべての部分が影と区別ができないほど輝度が低い場合があるが、エッジを検出するという方法を用いれば、影のみを検出する場合と同じ検出方法によって検出することが可能である。

しかし、積層装置は何十層や何百層ものシートを積層することや非検査物が数十メートルという大きさになることもある。このため、積層装置と独立した装置において、検査のみ行うことは時間が非常に多くかかる。また、積層装置と独立した装置において検査を行うこととすると、非検査物全体のシート積層工程において隣接シート同士の重なりや隙間量を測定するために積層状態検査装置または非検査物を移動させる仕組みを作らなければならないことから非効率的である。このことから、積層と同時に検査を行い、積層にかかる時間のほかに検査に時間をかける必要をなくすために、積層装置に積層状態検査装置を取り付ける必要がある。

しかし、積層装置に積層状態検査装置を取り付けた場合、検出対象であるシートおよび照明、カメラの位置関係を常に所定の位置に保つことができなくなるという欠点がある。これは、積層装置はローラーによりシートを積層するために、上り坂や下り坂となる積層面を積層する場合にも軸を傾けることなく積層することが可能であり、積層状態検査装置に上り坂や下り坂に追従してシートおよび照明、カメラの位置関係を常に所定の位置に保つような仕組みをつけない限り、図７のように撮像装置や照明装置に対しシートが傾くといった状況が発生する。

このように、シートに傾斜がある場合、撮像装置に撮像される画像において次のような変化が生じる。
（１）シートの繊維方向と光の照射方向のなす角が垂直でなくなるため、傾斜角がつくほどシートの輝度が低くなる。
（２）シートの段差部は照明によって照らされることにより、他の部分と比べ反射が強く、シートに傾斜がついても輝度が高いままとなる。

（１）および（２）により、シートに傾斜がある場合には、図８〜図１０に示すように、段差部のみの輝度が高い画像が得られることとなる。ここで、図８は、シートに傾斜がある状態で隙間があるときの撮像画像例を示す図であり、図９は、シートに傾斜がある状態で隙間がないときの撮像画像例を示す図であり、図１０は、シートに傾斜がある状態で重なりがあるときの撮像画像例を示す図である。

このように、シートに傾斜がある場合には、撮像画像₁および撮像画像₂によって得られるエッジが影を利用する検出時とは逆となる。すなわち、シート端検出部６１は、撮像画像₁によってシート端ｘ₂を検出し、撮像画像₂によってシート端ｘ₁を検出することとなる。

なお、段差部のみの輝度が高くなるときの傾斜角αは、照明の大きさと距離に依存し、照明を大きくしたり近づけたりするほど大きくなり、照明を小さくしたり遠ざけたりするほど小さくなる。

また、図７において、傾斜角αが大きくなるにしたがって徐々にシートの輝度が低くなる。したがって、撮像画像のある所定の領域（以下「領域Ｓ」という）に常に同じ繊維方向となるシートが撮像されるように積層状態検査装置を積層装置に取り付け、この領域Ｓの輝度平均によって、段差部に影が生じることを利用し検出する方法と、段差部の輝度のみが高くなることを利用し検出する方法とを切り替えることができる。

すなわち、領域Ｓの輝度平均が閾値以上の場合には、撮像画像₁を用いてシート端ｘ₁を検出し、撮像画像₂を用いてシート端ｘ₂を検出する。一方、領域Ｓの輝度平均が閾値以上でない場合には、撮像画像₁を用いてシート端ｘ₂を検出し、撮像画像₂を用いてシート端ｘ₁を検出する。

次に、画像処理装置６０による積層状態検出処理の処理手順について説明する。図１１は、画像処理装置６０による積層状態検出処理の処理手順を示すフローチャートである。なお、この積層状態検出処理は、撮像画像₁および撮像画像₂を取り込む度に行われる。

図１１に示すように、この画像処理装置６０は、重なり判定部６２が領域Ｓの輝度平均が所定の閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ１０１）、閾値以上である場合には、シート端検出部６１が撮像画像₁におけるシート端ｘ₁を検出し（ステップＳ１０２）、撮像画像₂におけるシート端ｘ₂を検出する（ステップＳ１０３）。一方、領域Ｓの輝度平均が所定の閾値以上でない場合には、シート端検出部６１が撮像画像₁におけるシート端ｘ₂を検出し（ステップＳ１０４）、撮像画像₂におけるシート端ｘ₁を検出する（ステップＳ１０５）。

そして、重なり判定部６２がシート端ｘ₁が検出された否かを判定し（ステップＳ１０６）、シート端ｘ₁が検出された場合には、シート端ｘ₂が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。その結果、シート端ｘ₂が検出されなかった場合には、シートが重なっている場合なので、判定結果を「重なり」（result＝ＬＡＰ）とする（ステップＳ１０８）。

一方、シート端ｘ₂が検出された場合には、隙間量測定部６３がｘ₂とｘ₁の差を用いてとって隙間量（gap）を算出する（ステップＳ１０９）。ここで、撮像装置３の撮像範囲の横幅をｗ［ｍｍ］とし、画像の横方向の画素数をwidthとすると、gap＝（ｘ₂−ｘ₁）＊ｐ＝（ｘ₂−ｘ₁）＊ｗ／widthである。

そして、重なり判定部６２が隙間量が０．０ｍｍ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、隙間量が０．０ｍｍ以上である場合には、シート間に隙間がある場合なので、判定結果を「隙間がある」（result＝ＧＡＰ）とし（ステップＳ１１１）、隙間量が０．０ｍｍ以上でない場合には、シート端の検出に異常がある場合なので、判定結果を「エラー」（result＝ＥＲＲ）とする（ステップＳ１１３）。

また、シート端ｘ₁が検出されなかった場合には、重なり判定部６２は、シート端ｘ₂が検出されたか否かを判定し（ステップＳ１１２）、シート端ｘ₂が検出された場合には、積層直後のシートが隣接シートの下になることはなく、適切にシート端が検出できなかった場合なので、判定結果を「エラー」（result＝ＥＲＲ）とし（ステップＳ１１３）、シート端ｘ₂が検出されなかった場合には、シート間に隙間がない場合なので、隙間量を０．０ｍｍとし（ステップＳ１１４）、判定結果を「隙間がある」（result＝ＧＡＰ）とする（ステップＳ１１５）。

このように、重なり判定部６２が、シート端検出部６１によるシート端検出結果に基づいてシート間の隙間や重なりを判定することによって、シートの積層状態を検査することができる。

次に、シート端検出部６１によるシート端検出処理の処理手順について説明する。図１２は、シート端検出部６１によるシート端検出処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、シート端検出部６１は、まず、撮像画像に対してエッジ強調フィルタを適用する（ステップＳ２０１）。

ここで、エッジ強調フィルタは、例えば図１３のような係数のフィルタである。対象画素をｆ（ｘ，ｙ）とすると、エッジ強調フィルタ適用後の画素値ｇ（ｘ，ｙ）は下式となる。

そして、エッジ強調フィルタを適用した画像に対しエッジ検出フィルタを適用する（ステップＳ２０２）。ここで、撮像画像₁においてエッジ検出フィルタは例えば図１４のような係数のフィルタであり、撮像画像₂においてエッジ検出フィルタは例えば図１５のような係数のフィルタである。

そして、エッジ検出フィルタを適用した画像に対し、２値化を行う（ステップＳ２０３）。なお、２値化の方法としては、予め定めた閾値を用いてもよいし、階調ヒストグラムを作成し、階調が高いほうから、画像の総画素数の５％の画素の階調値を閾値とするなどして、閾値を可変としてもよい。閾値をth、対象画素をｆ（ｘ，ｙ）とすると、２値化後の画素値ｇ（ｘ，ｙ）は下式となる。

そして、２値化後の画像に対し、垂直方向の投影を行い（ステップＳ２０４）、ヒストグラムを作成する。２値化後の画素値をｆ（ｘ，ｙ）とするとヒストグラムｈ（ｘ）は下式により求まる。ただし、heightは画像の縦方向の画素数である。

そして、最後にヒストグラムｈ（ｘ）を使用し、シート端の位置ｘ₁およびｘ₂を算出する（ステップＳ２０５）。ここで、撮像画像₁においてシート端の位置ｘ₁を算出する場合には、ｈ（ｘ）をｘ＝０から昇順に見ていき、予め定めた閾値以上かつピークとなった最初のｘをシート端の位置ｘ₁とする。撮像画像₂においてシート端の位置ｘ₂を算出する場合には、ｈ（ｘ）をｘ＝width−１（widthは画像の横方向の画素数）から降順に見ていき、予め定めた閾値以上かつピークとなった最初のｘをシート端の位置ｘ₂とする。

なお、撮像画像₁においてシート端の位置ｘ₂を算出する場合には、エッジ検出フィルタには図１４に例を示したフィルタ係数を用い、ｈ（ｘ）をｘ＝width−１から降順に見ていき、予め定めた閾値以上かつピークとなった最初のｘをシート端の位置ｘ₂とする。また、撮像画像₂においてシート端の位置ｘ₁を検出する場合には、エッジ検出フィルタには図１５に例を示したフィルタ係数を用い、ｈ（ｘ）をｘ＝０から昇順に見ていき、予め定めた閾値以上かつピークとなった最初のｘをシート端の位置ｘ₁とする。

上述してきたように、本実施例２では、画像処理装置６０のシート端検出部６１が撮像画像からシート端を検出し、重なり判定部６２がシート端検出部６１によって検出されたシート端に基づいてシート間の隙間や重なりを判定することとしたので、シートの積層状態を検査することができる。

また、本実施例２では、重なり判定部６２が撮像画像の領域Ｓの輝度平均が所定の閾値以上であるか否かを判定し、所定の閾値以上でない場合には、シートの段差部の輝度のみが高くなることを利用してシート端を検出することとしたので、シートが傾いた状態にある場合にも、精度良くシート端を検出することができる。

なお、本実施例２では、積層状態を検出する積層状態検出装置として動作する画像処理装置６０について説明したが、この画像処理装置６０が有する構成をソフトウェアによって実現することで、同様の機能を有する積層状態検出プログラムを得ることができる。そこで、この積層状態検出プログラムを実行するコンピュータについて説明する。

図１６は、本実施例２に係る積層状態検出プログラムを実行するコンピュータの構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このコンピュータ３００は、ＲＡＭ３１０と、ＣＰＵ３２０と、ＨＤＤ３３０と、ＬＡＮインタフェース３４０と、入出力インタフェース３５０と、ＤＶＤドライブ３６０とを有する。

ＲＡＭ３１０は、プログラムやプログラムの実行途中結果などを記憶するメモリであり、ＣＰＵ３２０は、ＲＡＭ３１０からプログラムを読み出して実行する中央処理装置である。

ＨＤＤ３３０は、プログラムやデータを格納するディスク装置であり、ＬＡＮインタフェース３４０は、コンピュータ３００をＬＡＮ経由で他のコンピュータに接続するためのインタフェースである。

入出力インタフェース３５０は、マウスやキーボードなどの入力装置および表示装置を接続するためのインタフェースであり、ＤＶＤドライブ３６０は、ＤＶＤの読み書きを行う装置である。

そして、このコンピュータ３００において実行される積層状態検出プログラム３１１は、ＤＶＤに記憶され、ＤＶＤドライブ３６０によってＤＶＤから読み出されてコンピュータ３００にインストールされる。

あるいは、この積層状態検出プログラム３１１は、ＬＡＮインタフェース３４０を介して接続された他のコンピュータシステムのデータベースなどに記憶され、これらのデータベースから読み出されてコンピュータ３００にインストールされる。

そして、インストールされた積層状態検出プログラム３１１は、ＨＤＤ３３０に記憶され、ＲＡＭ３１０に読み出されてＣＰＵ３２０によって積層状態検出プロセス３２１として実行される。

また、本実施例１および２では、シート間の隙間や重なりを検査する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の物の間の隙間や重なり、段差などを検査する場合にも同様に適用することができる。

以上のように、本発明に係る積層状態検査装置、積層状態検査方法および積層状態検出プログラムは、シートを積層して成形品を製造する場合に有用であり、特に、シート間の隙間や重なりが成形品の品質に大きな影響を与える場合に適している。

図１は、本実施例１に係る積層状態検査装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２は、照明装置１、照明装置２および撮像装置３の設置例を示す図である。 図３は、シート間に隙間があるときの撮像画像例を示す図である。 図４は、シート間に隙間がないときの撮像画像例を示す図である。 図５は、シート同士に重なりがあるときの撮像画像例を示す図である。 図６は、本実施例２に係る積層状態検査装置の構成を示す機能ブロック図である。 図７は、シートに傾きがある場合の積層状態検査装置の側面図である。 図８は、シートに傾斜がある状態で隙間があるときの撮像画像例を示す図である。 図９は、シートに傾斜がある状態で隙間がないときの撮像画像例を示す図である。 図１０は、シートに傾斜がある状態で重なりがあるときの撮像画像例を示す図である。 図１１は、画像処理装置６０による積層状態検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、シート端検出部６１によるシート端検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１３は、エッジ強調フィルタの係数例を示す図である。 図１４は、撮像画像₁におけるエッジ検出フィルタの係数例を示す図である。 図１５は、撮像画像₂におけるエッジ検出フィルタの係数例を示す図である。 図１６は、本実施例２に係る積層状態検出プログラムを実行するコンピュータの構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１，２ 照明装置
３ 撮像装置
４ 撮像制御装置
５ 照明制御装置
６ 画像表示装置
６０ 画像処理装置
６１ シート端検出部
６２ 重なり判定部
６３ 隙間量測定部
１００，２００ 積層状態検査装置
３００ コンピュータ
３１０ ＲＡＭ
３１１ 積層状態検出プログラム
３２０ ＣＰＵ
３２１ 積層状態検出プロセス
３３０ ＨＤＤ
３４０ ＬＡＮインタフェース
３５０ 入出力インタフェース
３６０ ＤＶＤドライブ

Claims (5)

1. 隣接するシートの積層状態を検査する積層状態検査装置であって、
   シートの隣接箇所に所定の方向から光を照射する第１の照明手段と、
   前記第１の照明手段とは反対の方向から光を照射する第２の照明手段と、
   前記隣接箇所の画像を撮像する撮像手段と、
   前記第１の照明手段及び前記第２の照明手段のうち、前記第１の照明手段が点灯している間に前記隣接箇所の第１の画像を前記撮像手段に撮像させ、前記第１の照明手段及び前記第２の照明手段のうち、前記第２の照明手段が点灯している間に前記隣接箇所の第２の画像を前記撮像手段に撮像させるように制御する撮像制御手段と、
   を備えたことを特徴とする積層状態検査装置。
2. 前記第１の画像および第２の画像からシート端を検出するシート端検出手段と、
   前記シート端検出手段によるシート端の検出結果に基づいてシート間の積層状態を判定する積層状態判定手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の積層状態検査装置。
3. 隣接するシートの積層状態を検査する積層状態検査手法であって、
   所定の方向及び該所定の方向と反対の方向のうち、該所定の方向からシートの隣接箇所に光を照射している間に該隣接箇所の第１の画像を撮像する第１の撮像工程と、
   前記所定の方向及び前記反対の方向のうち、該反対の方向から前記隣接箇所に光を照射している間に該隣接箇所の第２の画像を撮像する第２の撮像工程と、
   を含んだことを特徴とする積層状態検査方法。
4. 所定の方向及び該所定の方向と反対の方向のうち、該所定の方向からシートの隣接箇所に光を照射している間に該隣接箇所を撮像した第１の画像からシート端を検出する第１のシート端検出手順と、
   前記所定の方向及び前記反対の方向のうち、該反対の方向から前記隣接箇所に光を照射している間に該隣接箇所を撮像した第２の画像からシート端を検出する第２のシート端検出手順と、
   前記第１のシート端検出手順によるシート端の検出結果および前記第２のシート端検出手順によるシート端の検出結果に基づいてシート間の積層状態を判定する積層状態判定手順と、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする積層状態検出プログラム。
5. 前記シート端検出手順は、画像の輝度が所定の閾値以上である場合には前記隣接箇所に段差があるときに生じる影を用いてシート端を検出し、画像の輝度が所定の閾値以上でない場合には前記隣接箇所に段差があるときに輝度が周辺より高くなる画像部分を用いてシート端を検出することを特徴とする請求項４に記載の積層状態検出プログラム。

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