JP7763448B2 - 欠陥検査システムおよび欠陥検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、欠陥検査システムおよび欠陥検査方法に関し、特に、原木から切り出した複数の単板を積層して構成される合板に存在する欠陥を検出するシステムに用いて好適なものである。

一般に、合板は、自然物である原木をベニヤレースで切削することにより生産された複数の単板を重ね合わせ、接着剤により接着することにより製造される。原木から生産される合板には、各種各様の欠陥が含まれている。その欠陥の種類や大きさ、数などによって、個々の合板が複数の品質ランクの何れかに選別される。従来、この選別を行うために、合板に存在する欠陥を検出する欠陥検査装置が用いられている。欠陥検査装置において検出する合板の欠陥には、表裏面の変色（カビ、汚れ、皮混入等）、穴、ゴミ、凹凸、反り、曲がり等が含まれる。

従来、木質積層材の表面に対して鉛直照射光と斜照射光とを照射するとともに、木質積層材の裏面に対しても鉛直照射光と斜照射光とを照射し、木質積層材の表面および裏面をラインセンサカメラで撮影した画像データを解析して表面および裏面の性状をそれぞれ判定するようにした検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、合板とシート状の化粧材とを貼り合わせて製造される化粧板等の被検査物の厚みを検査する装置において、被検査物を介して配置する一対の変位センサのうち、一方の変位センサが測定する被検査物の一表面の位置から予め設定した基準点までの距離を表す複数の第１の変位データと、他方の変位センサが測定する被検査物の他表面の位置から基準点までの距離を表す複数の第２の変位データとの差分に基づいて被検査物の厚みを検査するようにした装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

ところで、特許文献１，２のように合板の表面と裏面とを同時に撮影または測定する場合、合板を搬送するための搬送装置（コンベア）を上流側と下流側とに分離し、２つのコンベアを空間的な隙間を空けて配置する必要がある。そのため、上流側のコンベアから下流側のコンベアに合板が乗り移る際、つまり合板の撮影または測定が行われている際に、合板が跳ねてしまい、その影響が撮影または測定されたデータに誤差として現れてしまうことがあった。特に、合板に反りや曲がりがある場合には、それに起因して跳ねが生じやすくなる。

なお、これに関して特許文献２には、被検査物が変位センサの検査面を通過する際に生じた被検査物の振動によって撮影画像に縞模様が現れるが、第１の変位データと第２の変位データとの差分をとることにより、被検査物の振動に伴う表面高さの変化を相殺した画像を得ることが可能であると記載されている。

しかしながら、特許文献２に記載の技術は合板の欠陥を検出するものではなく、合板の厚みを測定するものである。そのため、特許文献２に記載の技術を合板の欠陥検査装置に転用すると、合板に反りや曲がり等の欠陥がある場合、第１の変位データと第２の変位データとの差分をとることによってその欠陥も同時に除去されてしまい、反りや曲がり等の欠陥を検出することができなくなってしまうという問題を生じる。

特開２０２３－２９２６０号公報 特開２０１４－２２２１５６号公報

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、合板に存在する反りや曲がり等の欠陥を正確に検出できるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、コンベア上を搬送される合板の表面および裏面を撮像装置により撮影して合板両面のデプス情報を生成するとともに、この撮影が行われるコンベア間の隙間とは異なる場所に備えた形状測定装置により合板の板厚方向の形状を測定して形状情報を生成し、デプス情報および形状情報を解析することによって合板の欠陥を検出する。ここで、形状情報に基づいてデプス情報を補正した上で、当該デプス情報に基づいて、合板の変形による欠陥を検出するようにしている。

上記のように構成した本発明において、コンベア間の隙間とは異なる場所において測定される合板の板厚方向の形状は、合板が隙間を乗り越えて搬送されるときに生じる振動の影響を受けずに測定される形状であり、この形状情報に基づいて補正されたデプス情報に基づいて合板の変形による欠陥が検出される。これにより、合板が隙間を乗り越えて搬送されるときに生じる振動の影響を受けて生じるデプス情報の誤差のみが形状情報に基づく補正によって除去され、合板に生じている反りや曲がり等の変形をデプス情報の補正により平坦化してしまうことなく、反りや曲がり等の変形による欠陥を正確に検出することができる。

本実施形態による欠陥検査システムの全体構成例を示す図である。 本実施形態による解析装置の機能構成例を示すブロック図である。 デプス情報取得部による取得される合板のデプス情報の一例を模式的に示す図である。 デプス情報取得部による取得される合板のデプス情報の一例を模式的に示す図である。 デプス情報取得部による取得される合板のデプス情報の一例を模式的に示す図である。 デプス情報取得部による取得される合板のデプス情報の一例を模式的に示す図である。 デプス情報取得部による取得される合板のデプス情報の一例を模式的に示す図である。 デプス情報取得部による取得される合板のデプス情報の一例を模式的に示す図である。 デプス情報取得部による取得される合板のデプス情報の一例を模式的に示す図である。 デプス情報取得部による取得される合板のデプス情報の一例を模式的に示す図である。 形状情報取得部による取得される合板の形状情報の一例を模式的に示す図である。 補正処理部の処理内容を説明するための図である。 本実施形態による解析装置の動作例を示すフローチャートである。 変形例に係る欠陥検査システムの全体構成例を示す図である。 変形例に係る解析装置の機能構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による欠陥検査システムの全体構成例を示す図である。図１（ａ）は欠陥検査システムを側方から見た状態を示し、図１（ｂ）は欠陥検査システムを上方から見た状態を示し、図１（ｃ）は欠陥検査システムを搬送方向下流側から見た状態を示す。図１（ａ）および（ｂ）において、右側が搬送方向上流、左側が搬送方向下流である。

図１に示すように、本実施形態の欠陥検査システムは、第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂ（まとめて第１照明・撮像ユニット１と記すことがある）、第２照明ユニット２Ｆ，２Ｂ（まとめて第２照明ユニット２と記すことがある）、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂ（まとめて形状測定ユニット３と記すことがある）および解析装置４を備えて構成され、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄ（まとめてベルトコンベア５と記すことがある）により搬送されてくる合板１０に存在する複数種類の欠陥を検出する。

ベルトコンベア５は、上流側ベルトコンベア５Ｕと下流側ベルトコンベア５Ｄとを有し、搬送方向に離間して配置されている。そのため、２つのベルトコンベア５Ｕ，５Ｄ間には搬送方向の隙間５１が存在する。また、図１（ｂ）に示すように、ベルトコンベア５は、搬送方向と直交する幅方向に、細長状のベルトを複数配列することによって構成される。そのため、幅方向にも複数の隙間５２が存在する。合板１０は、このように構成された上流側ベルトコンベア５Ｕから下流側ベルトコンベア５Ｄへと順次搬送されていく。

第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂはそれぞれ、第１の照明および撮像装置を含む。第１の照明は、カラー画像撮影用の第１の照明光を照射するものである。第１の照明光は、例えば白色、青色または緑色などの可視光により構成することが可能である。第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂは、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄの隙間５１から鉛直上方および鉛直下方の位置に設置されており、隙間５１に位置する合板１０の表面および裏面に向けて第１の照明光を鉛直に照射する。すなわち、隙間５１の上方に設置された第１照明・撮像ユニット１Ｆは、隙間５１に位置する合板１０の表面に向けて第１の照明光を照射する。また、隙間５１の下方に設置された第１照明・撮像ユニット１Ｂは、隙間５１に位置する合板１０の裏面に向けて第１の照明光を照射する。

第２照明ユニット２Ｆ，２Ｂはそれぞれ、第２の照明を含む。第２の照明は、デプス情報取得用の第２の照明光を照射するものである。第２の照明光は、例えば第１の照明光とは異なる色から成る光切断測定用のライン状レーザ光により構成することが可能である。第２照明ユニット２Ｆ，２Ｂは、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄの隙間５１の搬送方向中心位置よりも下流側（上流側でもよい）の位置に設置されており、隙間５１に位置する合板１０の表面および裏面に向けて第２の照明光を斜めに照射する。すなわち、隙間５１の上方に設置された第２照明ユニット２Ｆは、隙間５１に位置する合板１０の表面に向けて第２の照明光を斜めに照射する。また、隙間５１の下方に設置された第２照明ユニット２Ｂは、隙間５１に位置する合板１０の裏面に向けて第２の照明光を斜めに照射する。

図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂおよび第２照明ユニット２Ｆ，２Ｂは、搬送方向と直交する幅方向に２組ずつ設置されている（図１（ｃ）では第２照明ユニット２Ｆ，２Ｂの図示を省略している）。なお、ここで示した数は一例であり、１組または３組以上としてもよい。これにより、合板１０の幅方向の全域にわたって第１の照明光および第２の照明光を漏れなく照射することができるようにしている。ここで、カラー画像撮影用の第１の照明光は、合板１０に対して面状に照射される。一方、デプス情報取得用の第２の照明光は、合板１０に対してライン状に照射される。

合板１０の表面側にある第１照明・撮像ユニット１Ｆに含まれる撮像装置と、合板１０の裏面側にある第１照明・撮像ユニット１Ｂに含まれる撮像装置とは上下一直線上となる位置に設置されており、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄによって順次搬送される合板１０の表面および裏面を隙間５１において同時に撮影することにより、合板１０の表裏面の平面カラー画像およびデプス情報を生成する。すなわち、撮像装置は、第１の照明光および第２の照明光が照射されている状態で合板１０の表面および裏面を隙間５１において撮影することにより、平面カラー画像およびデプス情報を生成する。デプス情報は、基準位置から合板１０の表面までの板厚方向の距離および裏面までの板厚方向の距離を示す情報である。

すなわち、撮像装置は、合板１０に対して照射された第１の照明光および第２の照明光の反射光を受光して光電変換することにより、平面カラー画像を生成する。生成される平面カラー画像には、ライン状に照射された第２の照明光の軌跡が含まれている。撮像装置は、平面カラー画像に含まれる第２の照明光のライン状の軌跡に対して公知の光切断法に基づく画像処理を行うことにより、デプス情報を生成する。撮像装置は、合板１０がベルトコンベア５上を搬送されているときに、所定のサンプリング時間ごとに合板１０の撮影を行い、それにより取得される平面カラー画像およびデプス情報を解析装置４に順次出力する。

なお、ここでは、第１の照明と撮像装置とを一体的に備えた第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂの構成例を示したが、第１の照明と撮像装置とを別体として構成するようにしてもよい。

形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂは、特許請求の範囲の形状測定装置に相当するものであり、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄの搬送方向の隙間５１とは異なる場所に設置され、合板１０の板厚方向の形状を測定して形状情報を生成する。図１の例では、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂは、隙間５１から下流側ベルトコンベア５Ｄ側に十分に離れた距離の鉛直上方および鉛直下方の位置に設置されている。下流側ベルトコンベア５Ｄ上で隙間５１から十分に離れた位置とは、隙間５１での跳ねの影響を受けることなく合板１０が安定的に搬送され得る位置である。

形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂは、例えばレーザ変位センサを含んで構成される。レーザ変位センサは、上述したデプス情報と同じ基準位置から合板１０の表面までの板厚方向の距離および裏面までの板厚方向の距離を示す情報を合板１０の形状情報として取得する。ここで、下流側ベルトコンベア５Ｄの上方に設置された形状測定ユニット３Ｆは、合板１０の表面の形状を測定する。また、下流側ベルトコンベア５Ｄの下方に設置された形状測定ユニット３Ｂは、合板１０の裏面の形状を測定する。

図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂは、下流側ベルトコンベア５Ｄの幅方向の両外側の位置に１組ずつ、真ん中の隙間５２の位置に１組、合計３組設置されている。これにより、合板１０の両端付近部分および中央部分の複数箇所において板厚方向の形状を測定できるようにしている。合板１０が安定的に搬送され得る位置で合板１０の形状を測定しているため、隙間５１で合板１０が跳ねることの影響を受けることなく、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂが設置されている３箇所において合板１０の形状を正確に測定することが可能である。なお、ここで示した形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂの数は一例であり、３組に限定されるものではない。例えば、隙間５２ごとに形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂを設置することにより、合計５組の形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂを設置してもよい。

解析装置４は、第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂの撮像装置により取得される合板１０の平面カラー画像およびデプス情報と、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂにより取得される合板１０の形状情報とを解析することにより、合板１０の欠陥を検出する。ここで、解析装置４は、平面カラー画像に基づいて合板１０の変色や穴、凹凸等の複数種類の欠陥を検出するとともに、デプス情報に基づいて合板１０の反りや曲がり等の変形による欠陥を検出する。このとき解析装置４は、デプス情報と形状情報とに基づいてデプス情報を補正する。

図２は、本実施形態による解析装置４の機能構成例を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態の解析装置４は、機能構成として、カラー画像取得部４１、デプス情報取得部４２、形状情報取得部４３、補正処理部４４および欠陥検出部４５を備えている。

これらの機能ブロック４１～４５は、ハードウェアとソフトウェアとの協働によって以下に述べる処理を実行するものである。例えば、上記機能ブロック４１～４５の処理は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成されたマイクロコンピュータの制御により、ＲＡＭやＲＯＭ、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記憶媒体に記憶されたプログラムが動作することによって実行される。マイクロコンピュータに加えてＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備えてもよい。

カラー画像取得部４１は、第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂの撮像装置により生成された合板１０の表面および裏面の平面カラー画像を取得する。デプス情報取得部４２は、第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂの撮像装置により生成された合板１０の表面および裏面のデプス情報を取得する。上述したように、カラー画像取得部４１が取得する平面カラー画像およびデプス情報取得部４２が取得するデプス情報は、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄの搬送方向の隙間５１において撮像装置が合板１０を撮影することによって生成されるものである。

図３（図３Ａ～図３Ｈ）は、デプス情報取得部４２により取得される合板１０のデプス情報（撮像装置により生成されるデプス情報）の一例を模式的に示す図である。ここでは、反りのある合板１０が上流側ベルトコンベア５Ｕから隙間５１を介して下流側ベルトコンベア５Ｄに順次搬送されていく過程で取得されるデプス情報の例を示している。反りとは、合板１０の幅方向の全体にわたって、搬送方向の断面形状が弓なり（円弧状）になっている状態を指す。

図３において、Ｄ１は合板１０の表面のデプス情報、Ｄ２は合板１０の裏面のデプス情報であり、何れも合板１０の幅方向の特定箇所におけるデプス情報を示している。ここでは説明のため、表裏面のデプス情報の基準位置は何れも合板１０が全面にわたって平坦であるとした場合の表面の位置（ベルトコンベア５の表面から合板１０の厚さだけ上方の位置）であるものとする。

図３Ａは、合板１０の搬送方向下流側の先端付近部分が隙間５１に位置し、当該先端付近部分が基準位置よりも下方に下がった状態を示している。このため、合板１０のデプス情報は、基準位置より下方に凹んだ形状を示す情報として取得される。合板１０の先端付近部分は、図３Ｂに示すように合板１０の先端が下流側ベルトコンベア５Ｄに乗るまで下がり続ける。このため、デプス情報も下方に凹み続ける。

図３Ｃに示すように、合板１０は、その先端が下流側ベルトコンベア５Ｄに触れた瞬間、衝撃で上方へ跳ね上がる。そのため、デプス情報も基準位置より上方に飛び出た形状として取得される。図３Ｄに示すように、合板１０はバウンドして複数回跳ね上がることもある。図３Ｅは、バウンドが収まった後、合板１０の反りによって表面が基準位置よりも高くなっている位置において取得されるデプス情報を示している。

合板１０の搬送方向上流側の後端部が隙間５１に落ちるまでは、合板１０は安定して搬送され、この間に取得されるデプス情報は図３Ｆのようになる。図３Ｇは、合板１０の後端付近部分が隙間５１に位置し、当該後端付近部分が基準位置よりも下方に下がった状態を示している。このため、合板１０のデプス情報は、基準位置より下方に凹んだ形状を示す情報として取得される。ここで合板１０が多少跳ねる場合もある。その後、合板１０は、全体の反りに沿って後端付近部分が徐々に上方に持ち上がりながら搬送されることにより、図３Ｈのようなデプス情報が取得される。

形状情報取得部４３は、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂにより生成された合板１０の表面および裏面の形状情報を取得する。上述したように、形状情報取得部４３が取得する形状情報は、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄの搬送方向の隙間５１から十分に離れた位置においてレーザ変位センサが合板１０にレーザ光を照射することによって測定されるものである。

図４は、形状情報取得部４３により取得される合板１０の形状情報（形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂにより生成される形状情報）の一例を模式的に示す図である。ここでは、図３に示した合板１０について取得される形状情報の例を示している。図４において、Ｆ１は合板１０の表面の形状情報、Ｆ２は合板１０の裏面の形状情報である。表裏面の形状情報の基準位置は何れも、デプス情報Ｄ１，Ｄ２の基準位置と同じであるものとする。

上述したように、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂでは合板１０の形状を正確に測定することが可能である。そのため、図４に示すように、形状情報取得部４３により取得される形状情報は、合板１０の実際の形状に合致したものとなる。

補正処理部４４は、形状情報取得部４３により取得された形状情報に基づいて、デプス情報取得部４２により取得されたデプス情報を補正する。例えば、補正処理部４４は、第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂの撮像装置により取得されたデプス情報で示される合板１０の板厚方向の形状が、当該デプス情報が取得された位置と同じ位置において形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂのレーザ変位センサにより取得された形状情報で示される合板１０の板厚方向の形状と異なる場合に、形状情報に基づいてデプス情報を補正する。

デプス情報が取得された位置と形状情報が取得された位置とが同じというのは、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄの隙間５１において撮像装置により撮影された合板１０の位置と、そこから合板１０が形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂの位置まで搬送されて測定された合板１０の位置とが同じという意味である。合板１０上の同じ位置は、例えば、撮像画像により合板１０の端部を検知してからの搬送距離に基づいて同定することが可能である。あるいは、第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂから形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂまでの搬送距離とベルトコンベア５の搬送速度とから同定することも可能である。

補正処理部４４は、上述した同じ位置におけるデプス情報と形状情報との差分値を算出し、当該差分値をデプス情報に対する補正値として、デプス情報を補正する。図５は、この補正処理部４４の処理内容を説明するための図である。図５は、図３のように第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂにより生成されたデプス情報Ｄ１，Ｄ２と、図４のように形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂにより生成された形状情報Ｆ１，Ｆ２とを同じ位置どうしが対応するように重ねて示したものである。

図５において、符号５０１で示す部分は、合板１０の先端付近部分が隙間５１に落ちている期間および合板１０が跳ねている期間を示している。また、符号５０２で示す部分は、合板１０の後端付近部分が隙間５１に落ちている期間を示している。これらの期間５０１，５０２において、デプス情報Ｄ１，Ｄ２で示される合板１０の形状は、形状情報Ｆ１，Ｆ２で示される合板１０の正確な形状と合致しない。補正処理部４４は、この形状が合致しない箇所において、形状情報Ｆ１，Ｆ２に対するデプス情報Ｄ１，Ｄ２の差分値を補正値として算出し、当該補正値をデプス情報Ｄ１，Ｄ２に加算することによってデプス情報を補正する。

このような方法で補正をすると、合板１０の反りや曲がり等の欠陥が補正によって除去されてしまうことなく、合板１０の実際の形状との差分のみが除去される態様でデプス情報Ｄ１，Ｄ２が補正される。これにより、補正されたデプス情報は、図４の形状情報Ｆ１，Ｆ２と同様に合板１０の形状を正確に表したものとなる。

なお、ここでは、デプス情報Ｄ１，Ｄ２で示される合板１０の形状と形状情報Ｆ１，Ｆ２で示される合板１０の形状とが異なる場合にデプス情報Ｄ１，Ｄ２を補正するものとしたが、形状が異なるか否かを判定することなくデプス情報Ｄ１，Ｄ２の補正を行うようにしてもよい。この場合、デプス情報Ｄ１，Ｄ２で示される合板１０の形状と形状情報Ｆ１，Ｆ２で示される合板１０の形状とが同じ部分については、デプス情報Ｄ１，Ｄ２と形状情報Ｆ１，Ｆ２との差分値＝ゼロによって補正を行うこととなり、形状が異なる部分についてのみ実質的にデプス情報Ｄ１，Ｄ２の補正を行うことと等価である。

欠陥検出部４５は、カラー画像取得部４１により取得された平面カラー画像に基づいて合板１０の複数種類の欠陥を検出する。平面カラー画像に基づいて検出する複数種類の欠陥は、合板１０の表裏面の変色（カビ、汚れ、皮混入等）、止まり穴、抜け穴、虫穴、ゴミ混入、ゴミ積載などである。なお、これらの欠陥については、公知の技術を適用して検出することが可能であり、詳細については説明を割愛する。

なお、合板１０の反りや曲がり等の比較的緩やかな形状変形については、これを平面カラー画像の解析のみによって検出することは困難である。複数の照明による影の陰影を利用して反りや曲がり等を検出する方法も考えられるが、凹凸の程度と照明の角度によっては、影に対応する画素値の差が小さくなり、また凹凸の角度によってはそもそも影自体が発生しない場合があるため、検出が困難である。そのため、このような変形による欠陥はデプス情報に基づいて検出する。

欠陥検出部４５は、デプス情報取得部４２により取得されたデプス情報に基づいて、合板１０の反りや曲がり等の変形による欠陥を検出する。ここで、補正処理部４４によりデプス情報の補正が行われた場合は、補正されたデプス情報に基づいて合板１０の反りや曲がり等の欠陥を検出する。上述したように、補正処理部４４によりデプス情報の補正を行うことにより、補正されたデプス情報は合板１０の形状を正確に表したものとなるため、反りや曲がり等の欠陥を正確に検出することが可能である。

図６は、以上のように構成した解析装置４の動作例を示すフローチャートである。この図６は、１枚の合板１０について欠陥を検出する際の動作例を示している。

ステップＳ１～Ｓ２のループ処理において、カラー画像取得部４１、デプス情報取得部４２および形状情報取得部４３は、合板１０の先端から後端までの全体について平面カラー画像、デプス情報および形状情報を取得する。すなわち、ステップＳ１において、カラー画像取得部４１およびデプス情報取得部４２により、合板１０の搬送に伴って先端から後端に向けて第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂにより順次生成される平面カラー画像およびデプス情報を順次取得するとともに、形状情報取得部４３により、合板１０の搬送に伴って先端から後端に向けて形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂにより順次生成される形状情報を順次取得する。

ステップＳ２において、合板１０の全体において平面カラー画像、デプス情報および形状情報の取得が完了したか否かを判定し、完了していない場合はステップＳ１に戻って処理を継続する。一方、合板１０の全体において情報の取得が完了したと判定された場合、補正処理部４４は、形状情報に基づいてデプス情報を補正する（ステップＳ３）。そして、欠陥検出部４５は、カラー画像に基づいて合板１０の複数種類の欠陥を検出するとともに、補正されたデプス情報に基づいて合板１０の反りや曲がり等の変形による欠陥を検出する（ステップＳ４）。以上により、図６に示すフローチャートの処理が終了する。

なお、ここでは、合板１０の全体について第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂおよび形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂの処理が完了した後に補正処理部４４および欠陥検出部４５の処理を実行する流れについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、合板１０の先端から後端に向かって第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂおよび形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂの処理を行いながら補正処理部４４の処理も順次実行し、その処理が合板１０の全体について完了した後に欠陥検出部４５の処理を行うようにしてもよい。

以上詳しく説明したように、本実施形態では、ベルトコンベア５上を搬送される合板１０の表面および裏面を第１照明・撮像ユニット１Ｆ，１Ｂにより撮影して合板両面のデプス情報を生成するとともに、この撮影が行われるベルトコンベア５Ｕ，５Ｄ間の隙間５１とは異なる場所に設置した形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂにおいて合板１０の形状を測定して形状情報を生成する。そして、形状情報に基づいてデプス情報を補正した上で、当該デプス情報に基づいて、合板１０の変形による欠陥を検出するようにしている。

ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄ間の隙間５１とは異なる場所において測定される合板１０の板厚方向の形状は、合板１０が隙間５１を乗り越えて搬送されるときに生じる振動の影響を受けずに測定される形状であり、この形状情報に基づいて補正されたデプス情報に基づいて合板１０の反りや曲がり等の変形による欠陥が検出される。これにより、合板１０が隙間５１を乗り越えて搬送されるときに生じる振動の影響を受けて生じるデプス情報の誤差のみが形状情報に基づく補正によって除去され、合板１０に生じている反りや曲がり等の変形をデプス情報の補正により平坦化してしまうことなく、反りや曲がり等の変形による欠陥を正確に検出することができる。

なお、上記実施形態では、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄの隙間５１とは異なる場所において合板１０の形状を測定する形状測定装置の一例として、ベルトコンベア５Ｕ，５Ｄの上方および下方に設置したレーザ変位センサを用いる例について説明したが、これに限定されない。例えば、レーザ変位センサに代えてまたは加えて、合板１０の側面を撮影して当該側面の画像情報を生成する側面用撮像装置を備える構成としてもよい。

図７は、この変形例に係る欠陥検査システムの全体構成例を示す図である。また、図８は、変形例に係る欠陥検査システムにおいて解析装置４’が備える機能構成例を示すブロック図である。なお、この図７および図８において、図１および図２に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。

図７に示すように、変形例に係る欠陥検査システムでは、隙間５１から下流側ベルトコンベア５Ｄ側に十分に離れた距離の左右側方に側面用撮像装置６Ｌ，６Ｒを備えている。側面用撮像装置６Ｌ，６Ｒが設置される位置の隙間５１からの距離は、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂが設置される位置の隙間５１からの距離と同じである。図７（ｂ）および（ｃ）に示すように、変形例に係る欠陥検査システムにおいて、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂは、下流側ベルトコンベア５Ｄの幅方向の中央位置に１組だけ備えられている。なお、図１と同様に３組あるいはそれ以上備えるようにしてもよい。

図８に示すように、変形例に係る解析装置４’は、機能構成として、側面画像取得部４６および側面形状認識部４７を更に備えている。また、解析装置４’は、欠陥検出部４５に代えて欠陥検出部４５’を備えている。側面画像取得部４６は、側面用撮像装置６Ｌ，６Ｒにより生成される側面カラー画像を取得する。側面画像取得部４６は、取得した側面カラー画像を欠陥検出部４５’および側面形状認識部４７に供給する。

欠陥検出部４５’は、カラー画像取得部４１により取得された平面カラー画像に基づいて合板１０の表裏面に存在する複数種類の欠陥を検出することに加えて、側面画像取得部４６により取得された側面カラー画像に基づいて合板１０の側面に存在する欠陥を検出する。

側面形状認識部４７は、側面画像取得部４６により取得された側面カラー画像を解析することによって合板１０の板厚方向の形状情報を生成する。ここで行う解析は、撮影画像の中から物体形状を検出する公知の画像認識処理を適用して行うことが可能である。

左右の側面用撮像装置６Ｌ，６Ｒにより撮影された側面カラー画像を解析することによって合板１０の左右の端部における板厚方向の形状情報を得るとともに、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂによって合板１０の中央部における板厚方向の形状情報を得ることができる。また、左右の側面用撮像装置６Ｌ，６Ｒを、合板１０の左右の端部における板厚方向の形状情報を得るための手段と、合板１０の側面に存在する欠陥を検出するための手段とに兼用することが可能である。

なお、図７では、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂと側面用撮像装置６Ｌ，６Ｒとを隙間５１から同距離の位置に設置する例を示しているが、必ずしも同距離の位置に設置することを必須とするものではない。

また、図７および図８では、形状測定装置の別例として側面用撮像装置６Ｌ，６Ｒおよび解析装置４’の側面形状認識部４７を備える例を示したが、これに限定されない。すなわち、合板１０の板厚方向の形状を測定可能な手段であれば、形状測定装置として用いることが可能である。例えば、光切断法による形状測定を用いてもよい。あるいは、接触式の物理的センサを利用して合板１０の形状を測定する方法でもよい。

また、上記実施形態および変形例では、形状測定ユニット３Ｆ，３Ｂおよび側面用撮像装置６Ｌ，６Ｒを何れも下流側ベルトコンベア５Ｄの側に設置する例を示しているが、何れか一方または両方を上流側ベルトコンベア５Ｕの側に設置するようにしてもよい。

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１Ｆ，１Ｂ 第１照明・撮像ユニット（撮像装置）
２Ｆ，２Ｂ 第２照明ユニット
３Ｆ，３Ｂ 形状測定ユニット（形状測定装置）
４，４’ 解析装置
５Ｕ，５Ｄ ベルトコンベア
６Ｌ，６Ｒ 側面用撮像装置
４１ カラー画像取得部
４２ デプス情報取得部
４３ 形状情報取得部
４４ 補正処理部
４５，４５’ 欠陥検出部
４６ 側面画像取得部
４７ 側面形状認識部
５１ 隙間

Claims (9)

1. 搬送方向に離間して配置されたコンベア間の隙間の鉛直上方および鉛直下方の位置に配置され、上記コンベアによって順次搬送される合板の表面および裏面をコンベア間の隙間において撮影し、上記合板の表面および裏面の撮影画像に基づいて板厚方向のデプス情報を生成する撮像装置と、
   上記コンベア間の隙間とは異なる場所において上記板厚方向の形状を測定して形状情報を生成する形状測定装置と、
   上記撮像装置により取得される上記デプス情報および上記形状測定装置により取得される上記形状情報を解析することによって上記合板における反りまたは曲がりによる変形の欠陥を検出する解析装置とを備え、
   上記解析装置は、
   上記形状情報に基づいて上記デプス情報を補正する補正処理部と、
   上記デプス情報に基づいて、上記合板の変形による欠陥を検出する欠陥検出部とを備えた
   ことを特徴とする欠陥検査システム。
2. 上記デプス情報および上記形状情報は、基準位置から上記合板の表面または裏面までの上記板厚方向の距離を示す情報であり、
   上記補正処理部は、上記デプス情報と上記形状情報との差分値を算出し、当該差分値を上記デプス情報に対する補正値として、上記デプス情報を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査システム。
3. 上記補正処理部は、上記撮像装置により取得された上記デプス情報で示される上記板厚方向の形状が、当該デプス情報が取得された位置と同じ位置において上記形状測定装置により取得された上記形状情報で示される上記板厚方向の形状と異なる場合に、上記形状情報に基づいて上記デプス情報を補正することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査システム。
4. 上記撮像装置は、上記コンベア間の隙間から鉛直上方および鉛直下方のそれぞれに、上下一直線上となる位置に設置されており、上記合板の表面および裏面を同時に撮影することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査システム。
5. 上記合板の表面および裏面に向けてカラー画像撮影用の第１の照明光を照射する第１の照明と、
   上記合板の表面および裏面に向けてデプス情報取得用の第２の照明光を照射する第２の照明とを備え、
   上記撮像装置は、上記第１の照明光および上記第２の照明光が照射されている状態で上記合板の表面および裏面をコンベア間の隙間において撮影することにより、平面カラー画像および上記デプス情報を生成し、
   上記解析装置は、上記平面カラー画像に基づいて上記合板の複数種類の欠陥を検出するとともに、上記デプス情報に基づいて上記合板の変形による欠陥を検出する
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の欠陥検査システム。
6. 上記第２の照明光は、光切断測定用の照明光であることを特徴とする請求項５に記載の欠陥検査システム。
7. 上記形状測定装置は、
   上記合板の側面を撮影して側面カラー画像を生成する側面用撮像装置と、
   上記解析装置が有する側面形状認識部とを備え、
   上記側面形状認識部は、上記側面用撮像装置により取得される上記側面カラー画像を解析することによって上記合板の板厚方向の形状情報を生成する
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の欠陥検査システム。
8. 上記解析装置は、上記側面カラー画像に基づいて上記合板の側面に存在する欠陥を更に検出することを特徴とする請求項７に記載の欠陥検査システム。
9. 搬送方向に離間して配置されたコンベア間の隙間の鉛直上方および鉛直下方の位置に配置された撮像装置により、上記コンベアによって順次搬送される合板の表面および裏面をコンベア間の隙間において撮影し、上記合板の表面および裏面の撮影画像に基づいて板厚方向のデプス情報を生成する工程と、
   形状測定装置により、上記コンベア間の隙間とは異なる場所において上記板厚方向の形状を測定して形状情報を生成する工程と、
   解析装置により、上記撮像装置により取得される上記デプス情報および上記形状測定装置により取得される上記形状情報を解析することによって上記合板における反りまたは曲がりによる変形の欠陥を検出する工程とを有し、
   上記解析装置において上記合板の欠陥を検出する工程は、
   上記解析装置の補正処理部が、上記形状情報に基づいて上記デプス情報を補正する第１のステップと、
   上記解析装置の欠陥検出部が、上記補正処理部により補正された上記デプス情報に基づいて、上記合板の変形による欠陥を検出する第２のステップとを有する
   ことを特徴とする欠陥検査方法。