JPH095056A - Surface deformation inspection device - Google Patents

Surface deformation inspection device

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Publication number
JPH095056A
JPH095056A JP7151251A JP15125195A JPH095056A JP H095056 A JPH095056 A JP H095056A JP 7151251 A JP7151251 A JP 7151251A JP 15125195 A JP15125195 A JP 15125195A JP H095056 A JPH095056 A JP H095056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
deformation
linear sensor
image
linear
Prior art date
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Pending
Application number
JP7151251A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Kobayashi
正明 小林
Koji Nakane
剛治 中根
Katsuyasu Aikawa
勝保 相川
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Nireco Corp
Original Assignee
Nireco Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nireco Corp filed Critical Nireco Corp
Priority to JP7151251A priority Critical patent/JPH095056A/en
Publication of JPH095056A publication Critical patent/JPH095056A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To detect deformation, together with its magnitude, of a material surface to be inspected. CONSTITUTION: Strip-shaped light sources 6 are disposed so that they project light obliquely from both sides of a linear sensor 5, with an optical system plane through which light incident on the linear sensor 5 passes matching with ridgeline of a can 1, and the light regularly reflecting thereon is not incident on the linear sensor 5. The can 1 is rotated by a rotating device 2 and its rotational positions are detected by an encoder 3. A two-dimensional picture image is produced from the rotational positions and outputs of the linear sensor 5 by a picture image processor, the picture image being binary-processed, and deformation is detected and its magnitude is measured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は被検査物の表面の変形を
検査する装置に係わり、特に缶などの表面に生じる変形
を検査する表面変形検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting the surface deformation of an object to be inspected, and more particularly to a surface deformation inspection apparatus for inspecting the surface deformation of a can or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ビールなどを詰めたアルミ缶の場合、内
部にビールなどの液を充填したアルミ缶の口をシーマで
巻き締めて密封するとき、缶の蓋部に回転力が加わるた
め、缶の側面に発生する剪断力によって座屈が発生し、
缶の表面で円周方向に細長い線状の窪みなどの座屈変形
が生じる。このような変形の検査方法が従来いくつか提
案されている。
2. Description of the Related Art In the case of an aluminum can filled with beer or the like, when a mouth of the aluminum can filled with a liquid such as beer is wound with a seamer to seal it, a rotating force is applied to the lid of the can. Buckling occurs due to the shearing force generated on the side of the
Buckling deformation such as elongated linear depressions in the circumferential direction occurs on the surface of the can. Several methods for inspecting such deformation have been proposed in the past.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特公平7−31137
号公報には缶の全周を複数個の画像として撮像し、それ
ぞれの画像を予め撮像した正常な画像と比較し、差が生
ずると欠陥とする。ただし、正常な画像と検査用の画像
との撮像位置のずれによる差が発生するので、これを避
けるため、正常な画像を多少太らせたり、痩せさせたり
したものと比較する。このように正常な画像を変更する
処理が必要なこと、および印刷の不良と変形による不良
等の判別が困難であるという問題点ある。
[Problems to be Solved by the Invention] Japanese Patent Publication No. 7-31137
In the publication, the entire circumference of the can is captured as a plurality of images, and each image is compared with a previously captured normal image, and if there is a difference, it is determined as a defect. However, since a difference occurs due to the shift of the imaging position between the normal image and the inspection image, in order to avoid this, the normal image is compared with a slightly thickened or thinned normal image. As described above, there are problems that a process for changing a normal image is necessary and that it is difficult to determine a printing defect and a defect due to deformation.

【0004】特公平3−52015号公報には円筒状の
ものを複数方向から撮像し、印刷マーク、文字などの汚
れや傷などの判別をするが、データ圧縮処理のため、被
測定物の円周方向に領域を分けて領域の組み合わせで正
常パターンと被検出パターンを表し、比較して欠陥を検
出する。しかし、この場合、印刷マークに似た欠陥は判
別できないという問題点があった。
In Japanese Examined Patent Publication No. 3-52015, a cylindrical object is imaged from a plurality of directions to discriminate stains or scratches on print marks, characters, etc. Regions are divided in the circumferential direction, and normal patterns and detected patterns are represented by combinations of the regions, and the defects are detected by comparison. However, in this case, there is a problem that a defect similar to a print mark cannot be identified.

【0005】特公平4−29021号公報には、凹みの
ある被検査物の表面を斜めから照明し、凹み部の明暗画
像の光量を比較して凹みなどを検出する方法が開示され
ているが、照明も一方向からだけであり、欠陥の大きさ
などはわからないという問題点がある。
Japanese Patent Publication No. 4-29021 discloses a method of illuminating the surface of an object to be inspected with an incline obliquely and comparing the light amounts of light and dark images of the indented part to detect an indentation or the like. However, there is a problem that the illumination is only from one direction and the size of the defect is unknown.

【0006】特公平6−54224号公報にはレーザ光
を用いて被検査物の三次元形状を検出する技術が示され
ているが、被検査物の位置が一定しない場合や、被検査
物の表面が撮像装置に対して距離が変わる場合、レーザ
の反射像の位置が外れやすいという問題点がある。
Japanese Patent Publication No. 6-54224 discloses a technique for detecting the three-dimensional shape of an object to be inspected by using a laser beam. However, when the position of the object to be inspected is not constant or the object to be inspected is not constant. There is a problem that the position of the reflected image of the laser is easily deviated when the surface changes in distance with respect to the image pickup device.

【0007】特公平4−10583号公報には光ファイ
バを用いた投受光セットで同一光源から垂直照明と斜照
明をして垂直反射と斜反射の比から物体表面の異常を検
出する方法が示されているが、欠陥の大きさなどわから
ないという問題がある。
Japanese Patent Publication No. 10583/1992 discloses a method of detecting an abnormality on the surface of an object from the ratio of vertical reflection and oblique reflection by performing vertical illumination and oblique illumination from the same light source with a light emitting and receiving set using an optical fiber. However, there is a problem that the size of the defect is unknown.

【0008】また、平行なスリット光群を被検査物の表
面に投射して縞模様を撮像して縞の歪みを判定する方法
があるが多数のスリット光を発生するための光学系と縞
模様の歪み検出解析システムが必要となり、複雑な装置
となっていた。
There is also a method of projecting a parallel slit light group on the surface of an object to be inspected and imaging a striped pattern to determine the stripe distortion, but an optical system for generating a large number of slit beams and a striped pattern. The strain detection / analysis system was required, resulting in a complicated device.

【0009】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、被検査物表面の変形を印刷物などと区別し、比
較的容易に検出し、また、その大きさも検出することの
できる表面変形検査装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a surface on which the deformation of the surface of the object to be inspected can be detected relatively easily and the size thereof can be detected relatively easily. An object is to provide a deformation inspection device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1の発明では、被検査物を撮像するリニアセンサ
と、このリニアセンサに入射する光の通過する光学系平
面内で前記被検査物を前記リニアセンサの両側から被検
査物に対し斜めに照明し、変形してない場所からの反射
光が前記リニアセンサに入射しないように配置された帯
状光源と、前記被検査物を前記リニアセンサの光学系平
面とほぼ直交する方向に移動する移動手段と、この移動
手段の移動量を検出する移動量検出手段と、この検出さ
れた移動量と前記リニアセンサの出力とから二次元画像
を生成する画像生成手段と、前記二次元画像を解析し、
前記被検査物表面の変形を検出する変形検出手段とを備
える。
In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1, a linear sensor for imaging an object to be inspected and the object to be inspected in a plane of an optical system through which light incident on the linear sensor passes. An object is illuminated obliquely from both sides of the linear sensor with respect to the object to be inspected, and a strip-shaped light source arranged so that reflected light from a non-deformed location does not enter the linear sensor, and the object to be inspected is the linear object. A moving unit that moves in a direction substantially orthogonal to the optical system plane of the sensor, a moving amount detecting unit that detects the moving amount of the moving unit, and a two-dimensional image from the detected moving amount and the output of the linear sensor. Image generating means for generating and analyzing the two-dimensional image,
And a deformation detecting means for detecting the deformation of the surface of the inspection object.

【0011】請求項2の発明では、前記変形検出手段は
前記二次元画像に表れる近接した点状画像を相互に結合
し、結合した長さが一定値以上となるものを変形と判断
し、その結合した長さを変形の長さとする。
According to a second aspect of the present invention, the deformation detecting means connects the adjacent point-like images appearing in the two-dimensional image to each other, and judges that the combined length is equal to or more than a certain value as the deformation. The combined length is the length of deformation.

【0012】請求項3の発明では、前記帯状光源は、発
光光源と、この光源光を導くライトガイドと、このライ
トガイドの光を帯状の分布光とする分布器と、この分布
器からの光を集光するシリンドリカルレンズとから構成
されている。
In the third aspect of the present invention, the belt-shaped light source is a light-emitting source, a light guide for guiding the light from the light source, a distributor for converting the light from the light guide into belt-shaped distributed light, and light from the distributor. And a cylindrical lens for condensing the light.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の発明では、リニアセンサの光学系平
面内で被検査物への照明が行われ、この照明された被検
査物表面からの反射光のうち、変形のない部分からの反
射光はリニアセンサに入射されないが、変形のある部分
の反射光については、少なくもその一部の反射光がリニ
アセンサへ入射される。帯状光源は被検査物をリニアセ
ンサの両側から斜めに照射し、照射部分にくぼみまたは
突起状の変形があった場合、この変形からの反射光がリ
ニアセンサに入射される。くぼみや突起の下降する形状
および上昇する形状の両形状から反射光が出されてリニ
アセンサに入射されるようにリニアセンサの両側に帯状
光源が配置されている。被検査物はリニアセンサの光学
系平面とほぼ直交する方向に移動手段により移動され、
リニアセンサに入射される画像は変わってゆく。画像生
成手段はこの移動量とリニアセンサの出力から二次元画
像を生成し、変形検出手段はこの二次元画像を解析して
変形を検出する。これにより変形を印刷物などと区別
し、比較的容易に検出できる。なお、変形が線状に近い
くぼみや突起領域をもつときは、リニアセンサの走査方
向と変形の方向とが直角に近くなるように交差すること
が好ましい。帯状光源はリニアセンサの光学系平面内に
あり、リニアセンサの両側から斜めに帯状に検査領域を
照明するので、リニアセンサと検査表面の距離が変動し
ても、検査領域に照明が正しく行われる。
According to the first aspect of the invention, the object to be inspected is illuminated within the plane of the optical system of the linear sensor, and the reflected light from the surface of the illuminated object to be inspected is reflected from the undeformed portion. Light does not enter the linear sensor, but at least part of the reflected light of the deformed portion enters the linear sensor. The belt-shaped light source obliquely irradiates the object to be inspected from both sides of the linear sensor, and when there is a depression or a projection-like deformation in the irradiated portion, the reflected light from this deformation is incident on the linear sensor. Band-shaped light sources are arranged on both sides of the linear sensor so that reflected light is emitted from both the descending shape and the ascending shape of the depressions and protrusions and is incident on the linear sensor. The inspection object is moved by the moving means in a direction substantially orthogonal to the optical system plane of the linear sensor,
The image incident on the linear sensor changes. The image generating means generates a two-dimensional image from the movement amount and the output of the linear sensor, and the deformation detecting means analyzes the two-dimensional image to detect the deformation. As a result, the deformation can be distinguished from the printed matter and detected relatively easily. In addition, when the deformation has an indentation or a protrusion region that is close to a linear shape, it is preferable that the scanning direction of the linear sensor and the deformation direction intersect so as to be close to a right angle. The strip light source is located in the optical plane of the linear sensor and illuminates the inspection area in a strip shape diagonally from both sides of the linear sensor, so that the inspection area is illuminated correctly even if the distance between the linear sensor and the inspection surface changes. .

【0014】請求項2の発明では、くぼみや突起により
反射される反射光は、くぼみや突起の下降する形状およ
び上昇する形状の角度のうち、ある角度からの反射光は
リニアセンサに入射しないので、変形が連続した形状で
あってもリニアセンサから得られる画像は分離された点
の集まりになる場合が多い。このため近接した点状の画
像を相互に結合し、その長さが一定値以上のものを変形
として、ノイズなどによるものと区別する。またこの結
合した長さを変形の長さとする。
According to the second aspect of the present invention, the reflected light reflected by the depressions or protrusions is not incident on the linear sensor from a certain angle among the angles of the descending and ascending shapes of the depressions or protrusions. In many cases, even if the deformation is continuous, the image obtained from the linear sensor is a collection of separated points. For this reason, point-like images that are close to each other are connected to each other, and those having a length equal to or greater than a certain value are modified to be distinguished from those due to noise. In addition, this combined length is the length of deformation.

【0015】請求項3の発明によれば、帯状光源は、発
光光源と、光源光を導く複数の光ファイバ、または1本
の石英ロッドやアクリルなどの透明樹脂よりなるライト
ガイドとによって導かれ、分布器で帯状の分布光とな
り、シリンドリカルレンズにより被検査物に照射され
る。
According to the third aspect of the present invention, the belt-shaped light source is guided by the light emitting source and a plurality of optical fibers for guiding the source light, or one light guide made of a transparent resin such as a quartz rod or acrylic. The distributed light becomes strip-shaped distributed light, and the cylindrical lens irradiates the object to be inspected.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の実施例の構成を示し、(A)は側
面図、(B)は(A)のX−X断面図である。本実施例
はビール缶やジュース缶など円筒形の表面の変形、例え
ば内部にビールなどの液を充填したアルミ缶の口をシー
マで巻き締めて密封したとき、缶の蓋部に回転が加わ
り、缶の側面に発生するせん断力によって座屈変形が発
生し、缶の周方向に生じる細長い窪みを検出する装置で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A and 1B show a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 1A is a side view, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX of FIG. In this embodiment, the deformation of a cylindrical surface such as a beer can or juice can, for example, when the mouth of an aluminum can filled with a liquid such as beer is tightly wound with a seamer and sealed, rotation is applied to the lid of the can. This device detects buckling deformation caused by the shearing force generated on the side surface of the can, and detects an elongated recess formed in the circumferential direction of the can.

【0017】1は被検査物の缶である。缶の表面には文
字や絵柄が印刷され、変形のない面は光沢があり照射光
は正反射する。2は缶1を回転する回転装置であり、3
はこの回転位置を検出するエンコーダである。4は缶1
を押さえ滑らかに回転するようにする缶押さえ回転板で
ある。5はリニアイメージセンサでカメラ付きのライン
センサであり、缶1の中心軸Cと平行にリニアイメージ
センサ5の走査線がなるように配置する。この缶1の中
心線Cとリニアイメージセンサ5の撮像素子の並ぶ線を
含む面をリニヤアメージセンサ5の光学系平面と称す
る。6は帯状光源でリニアイメージセンサ5に対し対称
に配置され、帯状の照明光は前述の光学系平面内を通
り、缶1の稜線7を照射し、かつ、正反射光がリニアイ
メージセンサ5に入射しないように缶1の稜線7に対し
斜めに配置されている。かかる構成により缶1の稜線7
が帯状光源6で照射され、この照射された稜線7の線状
検査領域をリニアイメージセンサ5で撮像し、缶1を回
転してゆき、缶1の全周を撮像することができる。
Reference numeral 1 is a can of the object to be inspected. Characters and patterns are printed on the surface of the can, and the undeformed surface is glossy and specularly reflects the irradiation light. 2 is a rotating device for rotating the can 1, 3
Is an encoder that detects this rotational position. 4 is a can 1
It is a can holder rotation plate that holds down and rotates smoothly. Reference numeral 5 is a linear image sensor, which is a line sensor with a camera, and is arranged so that the scanning line of the linear image sensor 5 is parallel to the central axis C of the can 1. A plane including the center line C of the can 1 and a line where the image pickup elements of the linear image sensor 5 are arranged is referred to as an optical system plane of the linear image sensor 5. Reference numeral 6 denotes a band-shaped light source, which is symmetrically arranged with respect to the linear image sensor 5. The band-shaped illumination light passes through the above-mentioned optical system plane, illuminates the ridge line 7 of the can 1, and specularly reflected light is directed to the linear image sensor 5. It is arranged obliquely to the ridge line 7 of the can 1 so as not to enter. With such a configuration, the ridge line 7 of the can 1
The linear image sensor 5 captures an image of the linear inspection area of the ridge line 7 that is illuminated by the linear light source 6, and the can 1 is rotated to capture an image of the entire circumference of the can 1.

【0018】図2は帯状光源6の一例を示す図である。
ハロゲンランプ10を球状の反射ミラー11で覆い、多
数の光ファイバ12よりなるファイババンドルに光を入
射する。光ファイバアレイ13はファイババンドルの各
ファイバを1列に並べ帯状に配列して分布器を構成して
おり、先端にはシリンドリカルレンズ14が設けられ集
光レンズとして働く。これにより帯状の光を照射するこ
とができる。シリンドリカルレンズを用いる代わりに1
個又は複数組み合わせたスリットを用いてもよい。
FIG. 2 is a view showing an example of the strip light source 6.
The halogen lamp 10 is covered with a spherical reflection mirror 11, and light is incident on a fiber bundle composed of a large number of optical fibers 12. The optical fiber array 13 forms a distributor by arranging the fibers of the fiber bundle in one row in a strip shape, and a cylindrical lens 14 is provided at the tip to act as a condenser lens. As a result, band-shaped light can be emitted. 1 instead of using a cylindrical lens
You may use the slit which combined individually or more than one.

【0019】図3は帯状光源6の他の例を示す図であ
る。(A)は縦断面図を示し、(B)は分布器の横断面
図である。ハロゲンランプ10を球状の反射ミラー11
で覆い発光光源を構成する。反射ミラー11は石英ロッ
ド15に接続されハロゲンランプ10の光を帯状光に分
布させる分布器16に導光する。分布器16は(B)に
示すように頂壁を構成する透過用三角プリズム板16a
と側壁、底壁を構成する反射用三角プリズム板16b、
端板を構成する鏡板16cおよび石英ロッド15との接
続部を構成する鏡板16dからなる。プリズムの方向は
透過用三角プリズム板16aでは石英ロッド15からの
照射光に直交する方向であり、反射用三角プリズム板1
6bでは照射光と同じ方向となっている。石英ロッド1
5からの照射光の一部は透過用三角プリズム板16aに
直接入射し、残りは反射用三角プリズム板16a、鏡板
16c、16dで反射された後、透過用三角プリズム板
16aに入射し、石英ロッド15からの照射光にほぼ垂
直な光となり、シリンドリカルレンズ14によって帯状
光となって出射される。なお、石英ロッド15はアクリ
ルなどの透明樹脂のロッドとしてもよい。
FIG. 3 is a view showing another example of the strip light source 6. (A) shows a vertical cross-sectional view, and (B) is a horizontal cross-sectional view of the distributor. Halogen lamp 10 and spherical reflection mirror 11
To form a light emitting light source. The reflection mirror 11 is connected to the quartz rod 15 and guides the light of the halogen lamp 10 to a distributor 16 which distributes the light into band-shaped light. The distributor 16 is a transmission triangular prism plate 16a forming a top wall as shown in FIG.
And a triangular prism plate 16b for reflection, which constitutes a side wall and a bottom wall,
An end plate 16c forming an end plate and an end plate 16d forming a connecting portion with the quartz rod 15 are formed. The direction of the prism is the direction orthogonal to the irradiation light from the quartz rod 15 in the transmitting triangular prism plate 16a, and the reflecting triangular prism plate 1
In 6b, the direction is the same as the irradiation light. Quartz rod 1
Part of the irradiation light from No. 5 is directly incident on the transmitting triangular prism plate 16a, and the rest is reflected by the reflecting triangular prism plate 16a and the mirror plates 16c and 16d, and then is incident on the transmitting triangular prism plate 16a, and quartz. The light emitted from the rod 15 is almost perpendicular to the light emitted from the rod 15, and is emitted as a band-shaped light by the cylindrical lens 14. The quartz rod 15 may be made of a transparent resin such as acrylic.

【0020】図4は画像解析装置の構成を示すブロック
図である。リニアイメージセンサ5のインターフェース
20はリニアイメージセンサ5に同期信号cを出力し、
画像情報を入力する。またエンコーダ3から缶1の回転
位置を表すエンコーダパルスと、スタートパルスを入力
する。入力したアナログ画情報をデジタルデータに変換
すると共にエンコーダ3のパルス信号に同期して出力す
る。入力バッファ21はこのデジタルデータを一時格納
する。プログラムメモリ22は本装置の動作を規定する
プログラムを格納し、このプログラムに従い、CPU2
3は装置全体の制御を行い、画像プロセッサ24は入力
した画像データの濃淡処理、2値化処理、画像解析等を
行う。濃淡画像メモリ25は濃淡画像データを格納し、
2値化メモリ26は2値化画像データを格納する。出力
バッファ27は出力するデータを一旦格納し、D/A変
換器28はこの出力をデジタルよりアナログデータに変
換し、CRT29はこの出力データを画面に表示する。
キーボード30よりオペレータが指示やデータを入力す
る。
FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the image analysis apparatus. The interface 20 of the linear image sensor 5 outputs the synchronization signal c to the linear image sensor 5,
Enter image information. Also, an encoder pulse representing the rotational position of the can 1 and a start pulse are input from the encoder 3. The input analog image information is converted into digital data and is output in synchronization with the pulse signal of the encoder 3. The input buffer 21 temporarily stores this digital data. The program memory 22 stores a program that defines the operation of this device, and according to this program, the CPU 2
Reference numeral 3 controls the entire apparatus, and the image processor 24 performs gradation processing, binarization processing, image analysis, etc. of the input image data. The grayscale image memory 25 stores the grayscale image data,
The binarization memory 26 stores the binarized image data. The output buffer 27 temporarily stores the data to be output, the D / A converter 28 converts this output from digital to analog data, and the CRT 29 displays this output data on the screen.
The operator inputs instructions and data from the keyboard 30.

【0021】図5はリニアイメージセンサ5のインター
フェース20のタイムチャートを示す。スタート信号a
により動作を開始する。エンコーダパルスbは缶1の1
回転当たり、例えば、1000パルス出力するが、ディ
ップスイッチでの設定などにより間引きすることができ
る。インターフェース20からの同期信号cにより水平
走査が行われ、これに同期してアナログビデオ信号dが
入力される。a〜cの信号は非同期信号であり、cとd
は同期信号である。a,b,dは入力信号であり、これ
らの信号に基づいてインターフェース20のデータ処理
が行われる。入力したビデオ信号dを8ビットのデジタ
ルデータに変換し、エンコーダパルスbを入力した直後
の一走査分のビデオ信号を1Hビデオ信号eとしてイン
ターフェース20のラインメモリに書き込みする。次に
このeのデータをアドレス0からのデータに変換し、次
のエンコーダパルスからインターフェース出力fとして
出力する。これと共に垂直同期信号gと水平同期信号h
を出力する。水平同期信号hはエンコーダパルスbと同
期した信号とする。
FIG. 5 shows a time chart of the interface 20 of the linear image sensor 5. Start signal a
To start the operation. Encoder pulse b is 1 of can 1
For example, 1000 pulses are output per rotation, but they can be thinned out by setting with a DIP switch. Horizontal scanning is performed by the synchronizing signal c from the interface 20, and the analog video signal d is input in synchronization with this. The signals a to c are asynchronous signals, and c and d
Is a synchronization signal. a, b, d are input signals, and the data processing of the interface 20 is performed based on these signals. The input video signal d is converted into 8-bit digital data, and the video signal for one scan immediately after the encoder pulse b is input is written in the line memory of the interface 20 as the 1H video signal e. Next, the data of this e is converted into the data from the address 0, and is output as the interface output f from the next encoder pulse. Along with this, the vertical synchronizing signal g and the horizontal synchronizing signal h
Is output. The horizontal synchronizing signal h is a signal synchronized with the encoder pulse b.

【0022】図6は缶1の窪み部検出方法を説明する図
である。缶1の稜線7に帯状光源6から照射された光の
反射光kは正反射してリニアイメージセンサ5に入射し
ないようにリニアイメージセンサ5と帯状光源6は配置
されている。しかし図6で右側の帯状光源6aからの照
射光で窪み部32に当たった照射光の内、窪み部32
の、ある傾斜に当たった照射光の反射光mはリニアイメ
ージセンサ5に入射する。同様にして左側の帯状光源6
bからの照射光で窪み部32の、ある傾斜に当たった照
射光の反射光nもリニアイメージセンサ5に入射する。
このようにリニアイメージセンサ5の左右から斜めに照
射することによりくぼみ部32をとらえることができ
る。入射した光は窪み部の傾斜によっては連続した形状
とならず切れ切れの点状になる。突起部がある場合も同
様にしてとらえることができる。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method for detecting the hollow portion of the can 1. The linear image sensor 5 and the belt-shaped light source 6 are arranged so that the reflected light k of the light emitted from the belt-shaped light source 6 on the ridge line 7 of the can 1 is specularly reflected and does not enter the linear image sensor 5. However, in FIG. 6, among the irradiation light that hits the recess 32 by the irradiation light from the belt-shaped light source 6a on the right side, the recess 32
The reflected light m of the irradiation light that hits a certain inclination is incident on the linear image sensor 5. Similarly, the band-shaped light source 6 on the left side
Reflected light n of the irradiation light that hits a certain inclination of the recess 32 by the irradiation light from b also enters the linear image sensor 5.
In this way, by irradiating the linear image sensor 5 obliquely from the left and right, the recessed portion 32 can be captured. The incident light does not have a continuous shape due to the inclination of the depression, but becomes a dotted dot shape. If there is a protrusion, it can be captured in the same manner.

【0023】次に本実施例の動作について説明する。図
1に示すように被検査物のビール缶1を回転装置3上に
設定し、缶押さえ回転板4で押さえて一定速度で回転す
る。回転装置3の回転軸に直結したエンコーダ3から回
転位置を示すエンコーダパルスが出力される。これと共
に帯状光源6を点灯し、缶1の稜線7を照射する。リニ
アイメージセンサ5には、この稜線7を中心に所定の幅
をもった一次元の映像が入射され、インターフェース2
0から入力される水平同期信号ごとに一走査して図5で
示したアナログのビデオ信号dを出力する。このビデオ
信号dをデジタル化したインターフェース出力fはエン
コーダパルスbと同期した水平同期信号h毎に出力され
るので、これを垂直方向に移動して表示すれば二次元画
像が得られる。図4に示す画像プロセッサ24では入力
した画像を2値化処理して2値画像とし、2値化メモリ
26に格納する。この2値画像では、くぼみ部32や突
起等の反射により入力した部分の画像は大きさを持った
点の集まりとして表される。この2値画像から窪みや突
起などの変形を検出する動作フローを説明する。
Next, the operation of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, a beer can 1 to be inspected is set on a rotating device 3, is pressed by a can pressing rotary plate 4, and is rotated at a constant speed. An encoder pulse that indicates the rotational position is output from the encoder 3 that is directly connected to the rotary shaft of the rotating device 3. At the same time, the strip-shaped light source 6 is turned on to irradiate the ridge line 7 of the can 1. The linear image sensor 5 receives a one-dimensional image centered on the ridge line 7 and having a predetermined width.
One scan is performed for each horizontal synchronizing signal input from 0, and the analog video signal d shown in FIG. 5 is output. Since the interface output f obtained by digitizing the video signal d is output for each horizontal synchronizing signal h synchronized with the encoder pulse b, a two-dimensional image can be obtained by moving and displaying this in the vertical direction. The image processor 24 shown in FIG. 4 binarizes the input image into a binary image and stores it in the binarization memory 26. In this binary image, the image of the portion input by the reflection of the depression 32 or the projection is represented as a set of points having a size. An operation flow for detecting a deformation such as a dent or a protrusion from this binary image will be described.

【0024】図7は図4に示した画像解析装置の動作フ
ロー図である。リニアイメージセンサ5に入力された映
像はビデオ信号としてインターフェース20に出力さ
れ、インターフェース20からデジタル画像データとし
て出力される。この画像データを入力バッファ21を介
して入力し(S1)、画像プロセッサ24により、画像
処理が行われる。まず濃淡処理による反射部分の抽出を
行う(S2)。反射部分とは缶1表面の窪みや突起など
の変形部からの反射による画像で、光った部分よりな
る。この光った部分と暗部の境界付近の濃度を階調変換
により濃度差を増幅して抽出する。次にこの抽出した反
射部分を2値化して2値画像を得る(S3)。
FIG. 7 is an operation flow chart of the image analysis apparatus shown in FIG. The image input to the linear image sensor 5 is output to the interface 20 as a video signal and is output from the interface 20 as digital image data. This image data is input via the input buffer 21 (S1), and the image processor 24 performs image processing. First, the reflection part is extracted by the shading process (S2). The reflection portion is an image formed by reflection from a deformed portion such as a dent or a protrusion on the surface of the can 1, and is composed of a shining portion. The density near the boundary between the shining part and the dark part is extracted by amplifying the density difference by gradation conversion. Next, the extracted reflection portion is binarized to obtain a binary image (S3).

【0025】図8は缶1の2値画像の一例を示す。中央
の点の集まりが缶1の窪み部32を表す。両端の太線は
缶の上部と底部の凹凸を表す。缶の上部、底部は円筒面
でなく凹凸があり、かつ強度もあるので検査対象外と
し、この部分を除いた部分を検査領域として予め定めて
おき、この検査領域を切り出してフレームを設定する
(S4)。この検査領域の2値画像について隣接した点
を連結する太らせ処理を行う(S5)。この連結により
1つの欠陥(変形)として表示する。但し変形の長さ
(リニアイメージセンサの走査線に直角方向の2値画像
の長さ)を測定するため、走査線と直角方向には図8で
示した2値画像の長さまで収縮する。図9は図8の2値
画像をこのように太らせ処理と長さ方向に収縮処理した
太らせ画像を示す。等間隔に入った横線は変形の長さを
読み取る目盛りを表す。この太らせ画像の長さを測定し
(S6)、検査の基準値として予め設定した値Aと、こ
の長さの比較をする(S7)。設定値A以下であれば缶
1は良品とし(S8)、設定値Aを越えると不良品とし
(S9)、その結果を画像表示等により出力する(S1
0)。なお、2値画像上の変形の長さは、缶1表面上の
既知の長さとこの長さが2値画像上で表される長さとの
比を予め測定しておくことにより正確に測定することが
できる。
FIG. 8 shows an example of a binary image of the can 1. The collection of central dots represents the depression 32 of the can 1. The thick lines on both ends represent the irregularities on the top and bottom of the can. Since the top and bottom of the can are not a cylindrical surface but have irregularities and have strength, they are not subject to inspection, and the part excluding this part is defined as an inspection area in advance, and the inspection area is cut out to set a frame ( S4). A thickening process for connecting adjacent points is performed on the binary image of the inspection area (S5). By this connection, one defect (deformation) is displayed. However, since the length of deformation (the length of the binary image in the direction perpendicular to the scanning line of the linear image sensor) is measured, the deformation is contracted to the length of the binary image shown in FIG. 8 in the direction perpendicular to the scanning line. FIG. 9 shows a thickened image obtained by subjecting the binary image of FIG. 8 to the thickening process and the contraction process in the length direction. Horizontal lines at equal intervals represent scales for reading the length of deformation. The length of this thickened image is measured (S6), and this length is compared with a preset value A as a reference value for inspection (S7). If the set value A or less, the can 1 is a good product (S8), and if the set value A is exceeded, it is a bad product (S9), and the result is output by image display or the like (S1).
0). The length of the deformation on the binary image is accurately measured by previously measuring the ratio of the known length on the surface of the can 1 to the length represented by the binary image. be able to.

【0026】以上により缶のような円筒形表面の変形を
検出し、その長さを測定することができるが、被検査物
1を平面状のものとし、これをリニアイメージセンサ5
の走査線に対して直角方向に移動し、この移動量をエン
コーダのパルス数で検出することにより、平面状の表面
変形も検出することができる。この場合、帯状光源6
は、缶1の場合と同様リニアイメージセンサ5の両側か
ら被検査物1に対し斜めに、リニアイメージセンサ5の
光学系平面内に帯状照射する。線状の凹又は凸の変形を
検出するときには、リニアセンサは線状方向と直角方向
を長手方向とするとよい。
As described above, the deformation of a cylindrical surface such as a can can be detected and the length thereof can be measured. However, the object to be inspected 1 is made flat and the linear image sensor 5 is used.
By moving in the direction perpendicular to the scanning line and detecting the amount of this movement by the number of pulses of the encoder, the planar surface deformation can also be detected. In this case, the strip light source 6
Is radiated from both sides of the linear image sensor 5 obliquely with respect to the inspection object 1 in the plane of the optical system of the linear image sensor 5 as in the case of the can 1. When detecting a linear concave or convex deformation, the linear sensor may have a longitudinal direction in the direction perpendicular to the linear direction.

【0027】また、実施例では2値画像の光った部分を
膨張することにより結合し、さらに走査線と直角方向に
は元の2値画像まで縮小したものであるが、縮小する代
わりに数値減算してもよいし、膨張処理の代わりに設定
値Aを膨張した画素の2倍長だけ元の2値画像に加算し
た値としてもよい。
Further, in the embodiment, the shining portions of the binary image are combined by expanding, and further reduced to the original binary image in the direction perpendicular to the scanning line. However, numerical reduction is performed instead of reduction. Alternatively, instead of the expansion processing, the setting value A may be a value obtained by adding the double length of the expanded pixel to the original binary image.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、リニアセンサの両側から被検査物に対して斜めに、
リニアセンサの光学系平面内で帯状光源を照射すること
により、くぼみや突起などの変形を検出し、その長さを
測定することができる。被検査物の変形部からの反射光
の画像より変形を測定しているで、被検査物表面の文字
や絵柄などの印刷により測定が影響されることはない。
As is apparent from the above description, the present invention is directed to the object to be inspected diagonally from both sides of the linear sensor.
By irradiating the band-shaped light source within the plane of the optical system of the linear sensor, it is possible to detect the deformation of the depressions or protrusions and measure the length thereof. Since the deformation is measured from the image of the reflected light from the deformed part of the inspection object, the measurement is not affected by the printing of characters or patterns on the surface of the inspection object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例の構成を示す図で、(A)は側面図、
(B)は(A)のX−X断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the present embodiment, (A) is a side view,
(B) is an XX sectional view of (A).

【図2】帯状光源の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of a strip light source.

【図3】帯状光源の構成の他の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of the configuration of the strip light source.

【図4】実施例の画像処理装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to an embodiment.

【図5】画像処理装置のインターフェースのタイミング
チャートである。
FIG. 5 is a timing chart of an interface of the image processing apparatus.

【図6】窪み部からの反射を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating reflection from a hollow portion.

【図7】画像解析の動作フロー図である。FIG. 7 is an operation flow diagram of image analysis.

【図8】窪みの画像を2値化したもので、光点の集まり
として表された図である。
FIG. 8 is a diagram in which an image of a depression is binarized and is represented as a collection of light spots.

【図9】図8で表された光点の集まりを連結し、膨張処
理して1個の凹みとして表した図である。
FIG. 9 is a diagram in which a group of light spots shown in FIG. 8 are connected, expanded, and represented as one dent.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 缶 2 回転装置 3 エンコーダ 4 缶押さえ回転板 5 リニアイメージセンサ 6 線状光源 7 稜線 10 ハロゲンランプ 11 反射ミラー 12 光ファイバ 13 光ファイバアレイ 14 シリンドリカルレンズ 15 石英ロッド 16 分配器 16a 透過用三角プリズム板 16b 反射用三角プリズム板 16c,16d 鏡板 20 インターフェース 23 CPU 24 画像プロセッサ 25 濃淡画像メモリ 26 2値化メモリ 32 くぼみ 1 Can 2 Rotating Device 3 Encoder 4 Can Holding Rotating Plate 5 Linear Image Sensor 6 Linear Light Source 7 Ridge Line 10 Halogen Lamp 11 Reflection Mirror 12 Optical Fiber 13 Optical Fiber Array 14 Cylindrical Lens 15 Quartz Rod 16 Distributor 16a Transmission Triangular Prism Plate 16b Reflective triangular prism plate 16c, 16d End plate 20 Interface 23 CPU 24 Image processor 25 Gray image memory 26 Binary memory 32 Recess

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査物を撮像するリニアセンサと、こ
のリニアセンサに入射する光の通過する光学系平面内で
前記被検査物を前記リニアセンサの両側から被検査物に
対し斜めに照明し、変形していない場所からの反射光が
前記リニアセンサに入射しないように配置された帯状光
源と、前記被検査物を前記リニアセンサの光学系平面と
ほぼ直交する方向に移動する移動手段と、この移動手段
の移動量を検出する移動量検出手段と、この検出された
移動量と前記リニアセンサの出力とから二次元画像を生
成する画像生成手段と、前記二次元画像を解析し、前記
被検査物表面の変形を検出する変形検出手段とを備えた
ことを特徴とする表面変形検査装置。
1. A linear sensor for imaging an object to be inspected, and the object to be inspected is obliquely illuminated from both sides of the linear sensor within an optical system plane through which light incident on the linear sensor passes. A belt-shaped light source arranged so that reflected light from a non-deformed location does not enter the linear sensor, and a moving means for moving the inspection object in a direction substantially orthogonal to an optical system plane of the linear sensor, A movement amount detection means for detecting the movement amount of the movement means, an image generation means for generating a two-dimensional image from the detected movement amount and the output of the linear sensor, and an analysis of the two-dimensional image, A surface deformation inspection apparatus, comprising: a deformation detection unit that detects deformation of the surface of the inspection object.
【請求項2】 前記変形検出手段は前記二次元画像に表
れる近接した点状画像を相互に結合し、結合した長さが
一定値以上となるものを変形と判断し、その結合した長
さを変形の長さとすることを特徴とする請求項1記載の
表面変形検査装置。
2. The deformation detecting unit connects adjacent point-like images appearing in the two-dimensional image to each other, determines that the combined length is a certain value or more as deformation, and determines the combined length. The surface deformation inspection apparatus according to claim 1, wherein the deformation length is set.
【請求項3】 前記帯状光源は、発光光源と、この光源
光を導くライトガイドと、このライトガイドの光を帯状
の分布光とする分布器と、この分布器からの光を集光す
るシリンドリカルレンズとから構成されていることを特
徴とする請求項1記載の表面変形検査装置。
3. The band-shaped light source comprises a light-emitting source, a light guide for guiding the light from the light source, a distributor for converting the light from the light guide into a band-shaped distributed light, and a cylindrical body for collecting the light from the distributor. The surface deformation inspection apparatus according to claim 1, wherein the surface deformation inspection apparatus comprises a lens.
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