WO2011101893A1 - 可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置 - Google Patents

可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2011101893A1
WO2011101893A1 PCT/JP2010/000987 JP2010000987W WO2011101893A1 WO 2011101893 A1 WO2011101893 A1 WO 2011101893A1 JP 2010000987 W JP2010000987 W JP 2010000987W WO 2011101893 A1 WO2011101893 A1 WO 2011101893A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inspection object
scratch
inspection
wound
flexibility
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/000987
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩次 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to PCT/JP2010/000987 priority Critical patent/WO2011101893A1/ja
Publication of WO2011101893A1 publication Critical patent/WO2011101893A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for inspecting the surface of a test object having flexibility.
  • toner images of each color of YMCK are synthesized on an intermediate transfer belt and transferred onto a sheet.
  • An intermediate transfer belt formed into a flexible sheet by injection molding may be used.
  • the surface of the intermediate transfer belt is usually formed in a mirror surface, and it is necessary to inspect whether the surface is scratched.
  • An illumination light source and a camera are arranged so as to capture specularly reflected light of a part of an object without a flaw, and a low-luminance part without specularly reflected light is detected as a flaw (2) specularly reflected light of a flaw of the object
  • An illumination light source and a camera are arranged so as to capture the light, and a high-luminance portion with specular reflection light is detected as a scratch.
  • a linear light source is arranged in parallel with the axis, and the irregularly reflected light from the surface of the rubber roller by the light source is photographed with a line camera (one-dimensional imaging means) and processed.
  • a line camera one-dimensional imaging means
  • the distance to the illumination light source is minimum at a position directly below the illumination light source, but as it goes to the periphery, And the irradiation angle also decreases. For this reason, there is a problem that the unevenness of illumination on the surface of the object is large.
  • the present invention provides a method and apparatus capable of easily inspecting a flaw on a surface of a test object having flexibility even if the flaw shape has a large variation, without omission. With the goal.
  • the apparatus according to the present invention is an apparatus for inspecting a scratch on the surface of an inspection object having flexibility, and conveying means for conveying the inspection object while deforming it so that the surface of the inspection object draws a curved surface.
  • Illuminating means for illuminating the surface of the inspection object from the convex side of the curved surface, imaging means for imaging the surface of the illuminated inspection object at predetermined time intervals, and obtained by the imaging means.
  • analyzing means for analyzing the detected image to detect scratches on the surface of the inspection object.
  • the inspection apparatus 1 of the present embodiment uses a flexible sheet-like object as the inspection object WK.
  • the inspection object WK is in the form of a sheet and has flexibility, and the surface has a specularity such as a metallic luster.
  • the reflected light on the surface of the inspection object WK has a very large regular reflection component compared to the irregular reflection component.
  • regular reflection does not occur at the scratched portion.
  • local regular reflection occurs in a direction different from the normal regular reflection direction according to the shape or depth of the scratch.
  • the inspection object WK may be in a strip shape having both ends, or may be endless (looped) by connecting both ends.
  • the inspection apparatus 1 includes a transport unit 11, an illumination unit 12, an imaging unit 13, a control unit 14, and the like.
  • the conveyance unit 11 conveys the inspection object WK while deforming it so that the surface of the inspection object WK is curved.
  • the conveyance unit 11 includes a columnar main roller 21, auxiliary rollers 22a and 22b, a rotation drive device (not shown), and the like. As the main roller 21 rotates, the sheet-like inspection object WK wound around the main roller 21 is conveyed in the direction of the arrow X1.
  • the inspection object WK is wound around the main roller 21 by a half circumference, and the wound portion draws a cylindrical curved surface KM. That is, the cross section of the part is circular arc shape.
  • the curved surface KM is a part of a cylindrical surface having an axis perpendicular to the transport direction X1, and is convex upward in the drawing.
  • the illumination unit 12 is disposed on the convex side of the curved surface KM, and illuminates the portion of the curved surface KM on the surface of the inspection object WK.
  • the illumination unit 12 emits diffuse light such as normal white light.
  • the illumination unit 12 is continuously lit during the inspection period.
  • the imaging unit 13 is an image sensor including an imaging element such as a CCD and a lens, and can image the entire curved surface KM of the inspection target WK.
  • the imaging unit 13 images the surface of the curved surface KM of the inspection object WK illuminated by the illumination unit 12 at a predetermined time interval ⁇ t.
  • the control unit 14 performs a calculation for detecting the presence or absence of a scratch on the surface of the inspection target WK based on the image obtained by the imaging unit 13 and controls the entire inspection apparatus 1.
  • the imaging unit 13 has a time interval ⁇ t set so that the same portion of the surface of the inspection object WK is imaged multiple times.
  • the control unit 14 includes a drive control unit 31, an analysis unit 32, an output unit 33, and the like.
  • the drive control unit 31 controls the main roller 21 to be driven at a predetermined speed and timing, controls the illumination unit 12 to be lit at a predetermined timing, and images the imaging unit 13 at a predetermined timing. Control.
  • the analysis unit 32 detects a scratch on the surface of the inspection object WK based on the state of the luminance values of a plurality of images obtained for the same portion of the surface of the inspection object WK.
  • the analysis unit 32 uses the luminance of each of the plurality of images obtained for the same portion of the surface of the inspection object WK for an image that is not regularly reflected by a normal surface.
  • the portion is extracted as a scratch or a scratch candidate portion.
  • the analysis unit 32 uses each of a plurality of images obtained for the same part of the surface of the inspection target object WK with respect to an image that is regularly reflected by a normal surface.
  • the portion is extracted as a scratch or a scratch candidate portion.
  • the analysis unit 32 includes a calculation unit that calculates the degree of variation in luminance values of a plurality of images obtained for the same portion of the surface of the inspection object WK.
  • the degree of variation of the luminance value calculated by the calculation unit is higher than the variation threshold TH1, the portion is extracted as a scratch or a scratch candidate portion.
  • the analysis unit 32 detects it as a scratch.
  • a recording unit that records the scratches detected by the analysis unit 32 in association with the positional information on the inspection target WK may be included.
  • the output unit 3 displays the inspection result on the display surface or outputs it by voice. Further, when a flaw is detected, information on the position of the inspection object WK is also displayed or output.
  • FIG. 1 illustrates a state in which the transport unit 11 transports the inspection object WK such that the curved surface KM is a part of a cylindrical surface having an axis perpendicular to the transport direction of the inspection object WK.
  • the inspection unit WK may be conveyed so that the conveyance unit 11 becomes a part of a cylindrical surface having an axis where the curved surface KM intersects at an acute angle with respect to the conveyance direction of the inspection object WK.
  • the other one curved surface has an acute angle with respect to the conveyance direction of the inspection object WK so that the conveyance unit 11 becomes a part of a cylindrical surface having an axis perpendicular to the conveyance direction of the inspection object WK.
  • the inspection object WK may be transported so as to draw two curved surfaces so as to be a part of a cylindrical surface having an axis intersecting with each other.
  • the illuminating unit 12 a point light source or a linear light source extending linearly may be used, and the lighting unit 12 may be continuously lit.
  • the illumination unit 12 may include a plurality of point light sources arranged in a direction parallel to the axis of the cylindrical surface forming the curved surface KM. In that case, you may control so that several point light sources light sequentially.
  • the inspection object WK is bent into a convex shape along the main roller 21 and the auxiliary rollers 22a and 22b, and is conveyed in the X1 direction at a constant speed V.
  • the imaging unit 13 is a monochrome image sensor having a lens 25 and an area sensor 26.
  • a half mirror 24 is provided in the optical path between the illumination unit 12 and the inspection object WK.
  • the imaging unit 13 is attached so that the horizontal direction of the image obtained by imaging is aligned with the transport direction (X1 direction).
  • the surface of the inspection object WK is illuminated by the illumination unit 12, and the reflected light is reflected by the half mirror 24 and enters the imaging unit 13.
  • the imaging unit 13 determines which part or which pixel in the image is a flaw part or a flaw candidate part according to the intensity (luminance) of incident light.
  • the inspection object WK receives illumination light from various angles as it is transported by the transport unit 11. In addition, since the inspection object WK is bent convexly toward the illumination unit 12, the range of the incident angle ⁇ of the illumination light at each part of the surface of the inspection object WK is not bent (that is, a plane surface). In the case of).
  • the illumination light LG from the illumination unit 12 is incident on the surface (curved surface KM) of the workpiece WK.
  • the incident angle ⁇ of the illumination light LG on the work WK changes as ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4. That is, ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ 3 ⁇ 4..., And the incident angle ⁇ gradually increases along the conveyance direction of the inspection object WK.
  • the illumination light LG is incident from the front of the surface of the inspection object WK, and the incident angle ⁇ is approximately 90 degrees.
  • the illumination light LG is incident at a very steep angle, and the incident angle ⁇ is close to 0 degree or 180 degrees.
  • the incident angle ⁇ of the illumination light LG with respect to the curved surface KM of the inspection object WK is in a wide range of approximately 0 to 180 degrees.
  • the illuminating unit 12 is used to set the incident angle ⁇ in the range of 0 to 180 degrees with respect to the range corresponding to the curved surface KM.
  • the incident angle ⁇ in the range of 0 to 180 degrees with respect to the range corresponding to the curved surface KM.
  • the amount of illumination light LG varies greatly and becomes non-uniform.
  • FIG. 4A shows a relatively shallow scratch KA.
  • the light regularly reflected by the scratch KA passes through the optical path a and enters the imaging unit 13. This optical path a depends on the position and shape of the scratch KA.
  • FIG. 4 (B) shows a relatively deep scratch KB at the same position as the scratch KA shown in FIG. 4 (A).
  • the light regularly reflected by the scratch KB passes through the optical path b without passing through the optical path a, and therefore does not enter the imaging unit 13.
  • FIG. 4 (C) shows a state where the scratch KB shown in FIG. 4 (B) has further moved in the transport direction.
  • the light specularly reflected by the scratch KB passes through the optical path b ′ and enters the imaging unit 13. Therefore, at the position shown in FIG. 4C, the imaging unit 13 can capture the regular reflection of the scratch KB.
  • the specularly reflected light from the scratch KA or the scratch KB can be captured by the imaging unit 13 at any position on the curved surface KM. That is, by transporting the inspection object WK along the curved surface KM, various shapes of scratches can be detected at any position on the curved surface KM.
  • the irradiation angle (incident angle ⁇ ) of the illumination light LG with respect to the scratch K by the illumination unit 12 changes in a wide range, and various shapes are obtained.
  • the regular reflection light with respect to the scratch can be captured by the imaging unit 13.
  • Each image G is an image of a portion corresponding to the curved surface KM at each timing with respect to the inspection object WK.
  • the image G1 is an image captured at a specific time t1.
  • the image G2 is an image captured at time t2 that is delayed by a time interval ⁇ t from time t1.
  • the image G3 is an image captured at a time t3 that is further delayed by a time interval ⁇ t than the time t2. In this way, images G4, 5, 6.
  • a scratch image KG1 corresponding to the scratch K of the inspection object WK is shown.
  • the wound image KG1 is a result of regular reflection of the wound K on the inspection object WK.
  • flaw images KG2 and 3 due to regular reflection of the flaw K of the inspection object WK are shown.
  • these images G1 to G3 are combined by overlapping them in accordance with the coordinate system of the inspection target WK. That is, the luminance image GT is obtained by superimposing these images G1 to G3 in accordance with the position of the surface of the inspection object WK.
  • the three images G1, G2, and G3 are sequentially shifted in the X direction by a distance Sx corresponding to the time interval ⁇ t.
  • the distance Sx is the shift amount of each image G and can be represented by the number of pixels on the image G. That is, the shift amount (number of pixels) Sx can be expressed by the following equation (1) using the conveyance speed V of the inspection object WK and the size ⁇ x of one pixel along the conveyance direction X1 in the image G.
  • the direction X in which the images G are sequentially shifted is the direction opposite to the conveyance direction X1 of the inspection target WK. Further, in the luminance image GT, the upper right end is the coordinate origin (0, 0), which is the Y direction downward from the origin (0, 0) and the X direction from the origin (0, 0) to the left.
  • the luminance value (density value) DR of each pixel is determined as follows. (1) The maximum value (DRmax) among the luminance values DR of all the images corresponding to the pixel. (2) A value indicating the degree of variation in the luminance values DR of all the images corresponding to the pixel. For example, the ratio (DRmax / DRmin) between the maximum value DRmax and the minimum value DRmin among the luminance values DR of all the images corresponding to the pixel is used.
  • the luminance image GT in which the luminance value DR of each pixel is determined according to (1) above is the luminance image GTA shown in FIG.
  • the luminance image GT in which the luminance value DR of each pixel is determined according to (2) above is the luminance image GTB shown in FIG.
  • the luminance value DR at each pixel position (x, y) is the maximum value (DRmax) among the luminance values DR of all the images corresponding to the pixel.
  • the luminance value DR at each pixel position (x, y) is the ratio (DRmax / DRmin) between the maximum value DRmax and the minimum value DRmin among the luminance values DR of all the images corresponding to the pixel. ).
  • the luminance value DR of each pixel is checked for these two luminance images GTA and GTB.
  • the method of checking is that when the luminance value DR is higher than the first luminance threshold value TK1 for the luminance image GTA and the luminance value DR is higher than the variation threshold value TH1 for the luminance image GTB, the pixel is determined. Extract as a candidate part of a wound.
  • TK1 a value larger than the luminance due to irregular reflection and smaller than the luminance due to regular reflection is set as the first luminance threshold value TK1.
  • An appropriate multiple value for example, “1.5”, “2”, “3” or the like is set as the fluctuation threshold TH1.
  • these threshold values may be calibrated for each position and optimized according to the position.
  • the fact that the luminance value DR is higher than the first luminance threshold value TK1 means that it can be considered to be due to regular reflection light.
  • the fact that the luminance value DR is higher than the fluctuation threshold value TH1 means that it can be considered that there is specularly reflected light according to the transport position of the inspection object WK. In this way, a scratch candidate portion (scratch candidate pixel) is extracted.
  • FIG. 7 (A) shows a scratch candidate pixel or a continuous pixel in the image GW showing the inspection object WK as a scratch candidate image KKG.
  • the length L1 and the thickness L2 of the scratch candidate image KKG are measured.
  • the measured length L1 and thickness L2 of the scratch candidate image KKG are not less than the predetermined length LL1 and not less than the predetermined thickness LL2, they are detected as scratches K.
  • the analysis unit 32 includes an image input unit 321, an image composition unit 322, a scratch candidate extraction unit 323, a threshold storage unit 324, a determination unit 325, a threshold storage unit 326, and the like.
  • the image input unit 321 takes in the image G from the imaging unit 13 and temporarily stores it. That is, the imaging by the imaging unit 13 is continuously performed at a predetermined time interval ⁇ t, but the captured image G is captured together with a reference time, for example, an elapsed time from when the inspection target WK passes the reference position.
  • each captured image G is converted into an image corresponding to a flattened cylindrical shape.
  • the size ( ⁇ x, ⁇ y) of the surface area of the inspection object WK corresponding to one pixel of the image G is obtained in advance.
  • the size ( ⁇ x, ⁇ y) of one pixel of the image G may be obtained, for example, by imaging a grid chart having a known size instead of the inspection object WK.
  • the storage capacity of the memory of the image input unit 321 is limited, only the latest N predetermined images G are stored. When the number of captured images G exceeds N, the oldest image G at that time may be discarded in order.
  • the image composition unit 322 synthesizes the captured image G to generate luminance images GTA and GTB.
  • the shift amount Sx is also constant.
  • the N images G are overlapped by shifting in the X direction (horizontal direction) by the shift amount Sx, and two luminance images GTA and GTB connected to each other are generated.
  • the scratch candidate extraction unit 323 extracts scratch candidate pixels. That is, in the two luminance images GTA and GTB, the luminance value DR of each pixel is compared with the first luminance threshold value TK1 and the variation threshold value TH1 stored in the threshold value storage unit 324, and both are Pixels larger than the threshold are extracted as scratch candidate pixels.
  • the determination unit 325 compares the scratch candidate pixel or the scratch candidate image KKG in which the scratch candidate pixel is continuous with the length LL1 and the thickness LL2, which are threshold values stored in the threshold storage unit 326, and the threshold is used. If it is greater than the value, it is determined to be a scratch K.
  • the inspection object WK If it is determined that it is a scratch K, the inspection object WK outputs a display or an alarm indicating that the inspection target WK is defective due to the scratch K. Further, if necessary, an image of the scratch K is displayed on a display surface of a display device (not shown). Further, the image of the wound K is recorded in the recording unit 34 together with the position information on the inspection object WK.
  • the position of the center of gravity (x, y) of the detected wound K is converted into coordinates on the inspection object WK, and the position of the damage K on the inspection object WK is specified. Then, the position of the specified wound K is recorded in the memory of the recording unit 34 together with the local image and imaging time of the wound K. At that time, the local image of the wound K may be recorded as the earliest image capturing time of the related image.
  • the coordinates (X, Y) on the inspection target WK have the origin (0, 0) as the starting point of the first image captured at the start of the inspection of the inspection target WK, and the conveyance direction of the inspection target WK.
  • the opposite direction may be X, and the direction orthogonal thereto may be Y (see FIG. 7).
  • a position corresponding to the center of the first image captured at the start of inspection of the inspection object WK may be set as the origin.
  • conversion from the coordinates (x, y) of the kth image taken from the start of the inspection to the coordinates (X, Y) on the inspection object WK can be performed as follows.
  • a plurality of images G are captured from the imaging unit 13 (# 11).
  • the plurality of images G are associated with the coordinate system of the inspection object WK to generate two luminance images GTA and GTB (# 12).
  • the scratch K is detected (# 13).
  • a scratch candidate pixel or a scratch candidate image may be first extracted, and if it is larger than a threshold value, it may be determined that it is a scratch K.
  • the local image and the coordinate position of the detected scratch K are displayed and recorded in the memory (# 14).
  • the surface of the sheet-like inspection object WK can be easily inspected even if the surface of the surface K has a large variation in the shape of the surface. Depending on the configuration, it can be easily performed in-line without leakage.
  • the inspection object WK can be inspected by illuminating at various angles in time series.
  • the portion of the image G that has a large amount of regular reflection light from the normal portion without the scratch K of the inspection target WK may be excluded from processing.
  • the reason is that even if the target is not treated, it is sufficient if the specularly reflected light from the scratch K is captured in the other part (area). Further, even if there is specular reflection light in a region not to be processed, the scratches K are often relatively shallow scratches, that is, the depressions are often shallow, and the quality of the inspection target WK is a problem. This is because there is a high possibility that it will not be.
  • an area where there is a lot of specularly reflected light from the normal part without the scratch K of the inspection object WK is not excluded from the processing target, but the area is used for detection of the scratch K by another processing method. It may be combined with the method described in.
  • an area ER ⁇ b> 1 with much regular reflection light from the normal part is excluded from the processing target.
  • a portion without specular reflection light is detected, and it is assumed that it is a scratch or a candidate portion thereof.
  • the luminance value DR of each pixel included in the region ER1 is compared with the second luminance threshold value TK2 in FIG. 8, and the luminance value DR is lower than the second luminance threshold value TK2, What is necessary is just to extract the part as a flaw or a candidate part of a flaw.
  • the region ER1 a portion where regular reflection always occurs may be set as the region ER1.
  • the second luminance threshold value TK2 may be set to a value larger than the luminance due to irregular reflection and smaller than the luminance due to regular reflection.
  • the region ER1 having a large amount of regular reflection light from the normal part without the scratch K of the inspection object WK is shown in FIG.
  • the inspection object WK has a rectangular or linear shape over the entire width. In this case, it is easy to detect regular reflection due to the scratch K in a portion other than the region ER1.
  • the region ER1 having a large amount of regular reflection light from the normal portion where there is no damage K on the inspection target WK is an extremely limited portion on the inspection target WK.
  • the scratch K is V-shaped and extends in a straight line in the conveyance direction (that is, the X1 direction) of the inspection object WK, it is difficult to detect the damage. The reason is that it may be difficult for the imaging unit 13 to capture the regular reflected light of the scratches K extending in a straight line in the transport direction even when the inspection object WK is transported.
  • a plurality of point light sources are arranged in a line in the Y direction (direction parallel to the axis of the curved surface KM), and the point light sources are controlled so as to light up quickly and sequentially.
  • the direction of specularly reflected light due to the scratch K changes variously, and the specularly reflected light is easily captured by the imaging unit 13.
  • another curved surface KM obtained by rotating the axis of the curved surface KM is formed on the inspection object WK, and the similar inspection is performed.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an inspection apparatus 1B that performs inspection by conveying the inspection object WK so as to draw two curved surfaces.
  • the inspection apparatus 1B is provided with two inspection apparatuses 1BA and 1BB.
  • One inspection device 1BA is substantially the same as the inspection device 1 described above. That is, the main roller 21 and the auxiliary rollers 22a and 22b transport the inspection target WK in the transport direction X1, and form a curved surface KM1 that is a cylindrical surface having an axis along the direction Y perpendicular to the transport direction X1.
  • the curved surface KM1 is illuminated by the illumination unit 12BA, which is a line light source extending in the axial direction, and the image G is captured by the imaging unit 13BA.
  • the main roller 21B and the auxiliary rollers 22Ba, 22Bb have axes inclined with respect to the transport direction X1.
  • a curved surface KM2 that is a cylindrical surface having an axis inclined with respect to the transport direction X1 is formed.
  • the curved surface KM2 is illuminated by the illumination unit 12BB which is a line light source extending in the axial direction, and the image G is captured by the imaging unit 13BB.
  • main roller 21B and the auxiliary rollers 22Ba and 22Bb are to maintain the shape so as to draw the curved surface KM2 with respect to the inspection object WK, their surfaces slide relative to each other. It should be possible to move.
  • the conveyance direction of the inspection object WK may be changed by the main roller 21B.
  • the inspection target WK may be bent at a right angle to the depth direction of the paper with respect to the transport direction X1 in FIG.
  • the inspection object WK may be bent at a right angle so as to face the upward direction in the drawing with respect to the transport direction X1 in FIG.
  • the imaging unit 13 may be configured by arranging a plurality of cameras vertically above the half mirror 24.
  • a candidate portion of a scratch Extracted as.
  • only one luminance image GTA or luminance image GTB may be generated, and a scratch candidate portion may be extracted using only the generated one luminance image GTA or luminance image GTB.
  • the curved surface KM is a part of a cylindrical surface
  • a curved surface other than the cylindrical surface for example, the cross section may be elliptical, parabolic, or the like.
  • the transport unit 11, the illumination unit 12, the imaging unit 13, the control unit 14, the analysis unit 32, or the configuration, the structure, the circuit, the shape, the number, the arrangement, and the like of each unit or the entire inspection apparatus 1 are the gist of the present invention. Can be changed accordingly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

　可撓性を有する検査対象物の表面の傷について、その傷の形状のバリエーションが大きい場合であっても傷の検査を漏れなく容易に行うことを目的とする。検査対象物の表面が曲面を描くように当該検査対象物を変形させながら搬送する搬送手段、曲面の凸となった側から検査対象物の表面を照明する照明手段、照明された検査対象物の表面を所定の時間間隔で撮像する撮像手段、および、撮像手段により得られた画像を解析して検査対象物の表面の傷を検出する解析手段を備える。

Description

可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置
　本発明は、可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置に関する。
　従来より、電子写真プロセスを有した複写機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）などのカラーの画像形成装置では、中間転写ベルト上でＹＭＣＫの各色のトナー像が合成され、これが用紙に転写される。中間転写ベルトとして、射出成型によって可撓性を有したシート状に形成されたものが用いられることがある。中間転写ベルトは、通常、その表面が鏡面に形成されるものであり、表面に傷がないかどうかを検査する必要がある。
　従来より、シート状または紙状の対象物について、その表面の傷の有無の検査をインラインで行って生産の歩留まりを上げたいという要望がある。その検査において、対象物が鏡面性の表面である場合には検査が難しく、種々の方法が提案されている。鏡面性の表面の傷を検出する方法は大きく分けて次の２通りがある。
（１）　対象物の傷なしの部分の正反射光を捉えるように照明光源およびカメラを配置し、正反射光のない低輝度部分を傷として検出する
（２）　対象物の傷の正反射光を捉えるよう照明光源およびカメラを配置し、正反射光のある高輝度部分を傷として検出する
　このうち、上記（１）においては、カメラと対象物との位置関係が少しでも変わると、正反射部分をカメラで捉えられなくなるなど、対象物をインラインで検査する場合の振動に弱いという欠点がある。
　また、上記（２）においては、振動などで対象物とカメラとの相対位置が変動しても比較的影響を受けにくいものの、傷の形状は様々であるので、傷によっては照明光源とカメラとの最適な位置関係が異なるという欠点がある。
　上記（２）の欠点の対処法として、いろいろの角度から光を照射するとともに、通常部分からの正反射光が入らない位置に複数のカメラを配置する、という方法が提案されている（例えば特許文献１）。
　なお、ゴムローラの傷を検査するために、その軸と平行に線状の光源を配置し、光源によるゴムローラの表面からの乱反射光をラインカメラ（一次元撮像手段）で撮影して画像処理することが提案されている（特許文献２）。
　しかし、特許文献１の方法では、傷の形状などによっては正反射光がカメラに入射しないため、傷の検出漏れが生じる率が高い。これを防ぐためには、多数のカメラを設置する必要があり、装置が複雑になるという欠点がある。
　また、シート状の対象物について、対象物を広げたままの状態で検査を行った場合に、照明光源の直下位置では照明光源までの距離が最小であるが、周辺にいくにしたがって照明光源までの距離が大きくなり、かつ照射角度も小さくなる。そのため、対象物の表面における照明のムラが大きいという問題もある。
　特許文献２の方法においては、ゴムローラのように元々円筒状の対象物に対して、傷を強調して撮像するように工夫されている。つまり、引用文献２によると、その段落番号０００４～０００８に記載されるように、対象物が円筒状である場合には照明を均一に当てることが難しいので、照明をゴムローラの端に近い部分にあてる。そして、照明により生じる明るい部分と暗い部分との間をラインカメラで撮影することにより、画像処理をやりやすくしている。
特開２００７－２１８８８９ 特開平９－１４９４２
　本発明は、可撓性を有する検査対象物の表面の傷について、その傷の形状のバリエーションが大きい場合であっても傷の検査を漏れなく容易に行うことのできる方法および装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る装置は、可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置であって、検査対象物の表面が曲面を描くように当該検査対象物を変形させながら搬送する搬送手段と、前記曲面の凸となった側から前記検査対象物の表面を照明する照明手段と、照明された検査対象物の表面を所定の時間間隔で撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像を解析して検査対象物の表面の傷を検出する解析手段と、を有する。
本発明の実施形態に係る検査装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る検査装置の正面図である。 検査対象物の搬送による照明光の入射角度の変化を示す図である。 傷の形状による正反射光の角度の相違を示す図である。 複数の画像を重ね合わせて輝度画像を生成する様子を説明する図である。 生成された２つの輝度画像の例を示す図である。 画像に現れた傷を示す図である。 解析部の構成の例を示すブロック図である。 検査装置における処理手順の概略を示すフローチャートである。 曲面における正反射の領域の例を示す図である。 ２つの曲面を描くように検査対象物を搬送する例を示す図である。
　以下、可撓性を有する検査対象物ＷＫの表面の傷を検査する検査装置１の実施形態について説明する。
　本実施形態の検査装置１は、可撓性を有するシート状のものを検査対象物ＷＫとする。つまり、検査対象物ＷＫは、シート状であって可撓性を有しており、表面が金属光沢物などのような鏡面性を有している。
　検査対象物ＷＫの表面での反射光は、乱反射成分に比較して正反射成分が極めて大きい。検査対象物ＷＫの表面に傷がある場合に、傷の部分では正反射とはならない。その場合に、傷の形状または深さなどに応じて、通常の正反射の方向とは異なった方向に局部的な正反射が起こる。
　なお、検査対象物ＷＫは、両端を有した帯状であってもよく、その両端が接続されて無端状（ループ状）になったものであってもよい。
　図１において、検査装置１は、搬送部１１、照明部１２、撮像部１３、および制御部１４などを備える。
　搬送部１１は、検査対象物ＷＫの表面が曲面を描くように、検査対象物ＷＫを変形させながら搬送する。
　搬送部１１は、円柱状の主ローラ２１、補助ローラ２２ａ，２２ｂ、および図示しない回転駆動装置などを備える。主ローラ２１が回転することにより、主ローラ２１に巻き付けられたシート状の検査対象物ＷＫが、矢印Ｘ１の方向に搬送される。
　図１においては、検査対象物ＷＫは、主ローラ２１に半周分巻き付けられ、巻き付けられた部分が、円筒面状の曲面ＫＭを描く。つまり、その部分の断面が円弧状である。曲面ＫＭは、搬送方向Ｘ１に対して直角方向の軸を持った円筒面の一部であり、図の上方に凸となっている。
　照明部１２は、曲面ＫＭの凸となった側に配置され、検査対象物ＷＫの表面における曲面ＫＭの部分を照明する。照明部１２は、通常の白色光などの拡散光を放射する。照明部１２は、検査の期間中は連続的に点灯される。
　撮像部１３は、ＣＣＤなどの撮像素子およびレンズなどを内蔵した画像センサであり、検査対象物ＷＫの曲面ＫＭの全体を撮像可能である。撮像部１３は、照明部１２によって照明された検査対象物ＷＫの曲面ＫＭの表面を、所定の時間間隔Δｔで撮像する。
　制御部１４は、撮像部１３により得られた画像に基づいて、検査対象物ＷＫの表面の傷の有無を検出するための演算などを行うとともに、検査装置１の全体を制御する。
　なお、撮像部１３は、検査対象物ＷＫの表面の同じ部分が複数回に渡って撮像されるように、時間間隔Δｔが設定されている。
　制御部１４は、駆動制御部３１、解析部３２、および出力部３３などを有する。
　駆動制御部３１は、主ローラ２１を所定の速度およびタイミングで駆動するように制御し、照明部１２を所定のタイミングで点灯するように制御し、撮像部１３を所定のタイミングで撮像するように制御する。
　解析部３２において、検査対象物ＷＫの表面の同じ部分について得られた複数の画像の輝度値の状態に基づいて、検査対象物ＷＫの表面の傷を検出する。
　例えば、解析部３２は、検査対象物ＷＫの表面が鏡面である場合に、正常な表面による正反射のない画像について、検査対象物ＷＫの表面の同じ部分について得られた複数の画像の各輝度値のいずれかが第１輝度しきい値ＴＫ１よりも高いときに、その部分を傷であるとしまたは傷の候補部分として抽出する。
　また、解析部３２は、検査対象物ＷＫの表面が鏡面である場合に、正常な表面により正反射となった画像について、検査対象物ＷＫの表面の同じ部分について得られた複数の画像の各輝度値のいずれかが第２輝度しきい値ＴＫ２よりも低いときに、その部分を傷であるとしまたは傷の候補部分として抽出する。
　また、解析部３２は、検査対象物ＷＫの表面の同じ部分について得られた複数の画像の輝度値の変動の度合いを算出する算出部を有する。算出部で算出された輝度値の変動の度合いが、変動しきい値ＴＨ１よりも高いときに、その部分を傷であるとしまたは傷の候補部分として抽出する。
　また、解析部３２は、抽出した傷の候補部分が所定の長さと所定の太さを有する場合に、それを傷として検出する。
　また、解析部３２によって検出された傷について、検査対象物ＷＫにおける位置情報に関連付けて記録する記録部を有していてもよい。
　出力部３は、検査結果を、表示面に表示し、または音声により出力する。また、傷が検出された場合に、検査対象物ＷＫにおけるその位置についての情報を、同じく表示しまたは出力する。
　なお、図１に示す例は、搬送部１１が、曲面ＫＭが検査対象物ＷＫの搬送方向に垂直な軸を持つ円筒面の一部となるように、検査対象物ＷＫを搬送する状態を示している。しかし、搬送部１１が、曲面ＫＭが検査対象物ＷＫの搬送方向に対して鋭角に交わる軸を持つ円筒面の一部となるように、検査対象物ＷＫを搬送するようにしてもよい。
　また、搬送部１１が、１つの曲面が検査対象物ＷＫの搬送方向に垂直な軸を持つ円筒面の一部となるよう、他の１つの曲面が検査対象物ＷＫの搬送方向に対して鋭角に交わる軸を持つ円筒面の一部となるよう、２つの曲面を描くように検査対象物ＷＫを搬送するようにしてもよい。
　照明部１２として、点光源または線状に延びる線光源を用い、連続的に点灯させてもよい。しかし、照明部１２として、曲面ＫＭを形成する円筒面の軸と平行な方向に配列された複数の点光源を含んでもよい。その場合に、複数の点光源が順次点灯するように制御してもよい。
　以下、さらに詳しく説明する。
　図２において、検査対象物ＷＫは、主ローラ２１および補助ローラ２２ａ，２２ｂを伝って凸状に曲げられ、一定の速度ＶでＸ１方向に搬送される。撮像部１３は、レンズ２５およびエリアセンサ２６を有したモノクロの画像センサである。照明部１２と検査対象物ＷＫとの間の光路中に、ハーフミラー２４が設けられている。撮像部１３は、撮像によって得られる画像の水平方向が搬送方向（Ｘ１方向）に揃うように取り付けられる。
　検査対象物ＷＫの表面は、照明部１２によって照明され、その反射光がハーフミラー２４で反射され、撮像部１３に入射する。撮像部１３は、入射した光の強さ（輝度）に応じて、画像中のいずれの部分またはいずれの画素が傷の部分であるか、または傷の候補部分であるかを判断する。
　検査対象物ＷＫは、搬送部１１により搬送されるにつれて、いろいろな角度から照明光を受けることになる。また、検査対象物ＷＫは、照明部１２の側に凸状に曲げられているため、検査対象物ＷＫの表面の各部における照明光の入射角αの範囲は、曲げられていない場合（つまり平面の場合）と比べて大きい。
　すなわち、図３に示されるように、照明部１２からの照明光ＬＧが、ワークＷＫの表面（曲面ＫＭ）に対して入射する。ワークＷＫへの照明光ＬＧの入射角αは、α１、α２、α３、α４…のように変化する。つまり、α１＜α２＜α３＜α４…であり、検査対象物ＷＫの搬送方向に沿って、入射角αは徐々に大きくなる。
　例えば、検査対象物ＷＫの曲面ＫＭの中央付近では、検査対象物ＷＫの表面の正面から照明光ＬＧが入射しており、入射角αはほぼ９０度である。しかし、曲面ＫＭの端部では、非常に急峻な角度で照明光ＬＧが入射し、入射角αは０度または１８０度に近い。
　つまり、検査対象物ＷＫの曲面ＫＭに対する照明光ＬＧの入射角αは、ほぼ０～１８０度の広い範囲となる。
　これに対し、仮に、検査対象物ＷＫが平面のままの状態であった場合には、曲面ＫＭに対応する範囲に対して０～１８０度の範囲の入射角αとするには、照明部１２を検査対象物ＷＫの表面に極接近させなければならない。その場合には、検査対象物ＷＫの表面に応じて照明部１２からの距離が大きく変化するので、照明光ＬＧの光量が大きくバラついて不均一となってしまう。
　さて、図４（Ａ）～（Ｃ）に示すように、検査対象物ＷＫの表面にＶ字形に切れ込んだ傷ＫＡがあるとする。
　図４（Ａ）には、比較的浅い傷ＫＡが示されている。図４（Ａ）において、傷ＫＡによって正反射した光は、光路ａを通り、撮像部１３に入射する。この光路ａは、傷ＫＡの位置および形状に依存する。
　図４（Ｂ）には、図４（Ａ）に示す傷ＫＡと同じ位置に、比較的深い傷ＫＢが示されている。図４（Ｂ）において、傷ＫＢによって正反射した光は、光路ａを通ることなく、光路ｂを通り、したがって撮像部１３には入射しない。
　図４（Ｃ）には、図４（Ｂ）に示す傷ＫＢがさらに搬送方向に移動した状態が示されている。図４（Ｃ）において、傷ＫＢによって正反射した光は、光路ｂ’を通り、撮像部１３に入射する。したがって、図４（Ｃ）に示す位置において、撮像部１３は傷ＫＢの正反射を捉えることができる。
　すなわち、傷ＫＡまたは傷ＫＢによる正反射光は、曲面ＫＭ上のいずれかの位置において、撮像部１３によって捉えることができる。つまり、検査対象物ＷＫを曲面ＫＭに沿って搬送することにより、様々な形状の傷を曲面ＫＭ上のいずれかの位置で検出することができる。
　このように、検査対象物ＷＫを曲面ＫＭに変形した状態で搬送することによって、照明部１２による照明光ＬＧの傷Ｋに対する照射角度（入射角α）が広い範囲で変化し、様々な形状の傷に対する正反射光を撮像部１３によって捉えることができる。
　したがって、検査対象物ＷＫの表面の傷について、その傷の形状が様々に異なるものであっても、傷の検査を漏れなく、容易に行うことができる。
　次に、撮像部１３から得られた画像から傷であることをどのようにして判断するかについて説明する。
　図５において、撮像部１３によって撮像された３枚の画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が示されている。各画像Ｇは、検査対象物ＷＫについて、それぞれのタイミングにおいて曲面ＫＭに対応する部分の画像である。
　これらのうち、画像Ｇ１は、ある特定の時刻ｔ１に撮像された画像である。画像Ｇ２は、時刻ｔ１よりも時間間隔Δｔだけ遅れた時刻ｔ２で撮像された画像である。画像Ｇ３は、時刻ｔ２よりもさらに時間間隔Δｔだけ遅れた時刻ｔ３で撮像された画像である。このようにして、順次、画像Ｇ４，５，６…が撮像される。
　画像Ｇ１には、検査対象物ＷＫの傷Ｋに対応した傷画像ＫＧ１が写っている。傷画像ＫＧ１は、検査対象物ＷＫの傷Ｋの正反射によるものである。同様に、画像Ｇ２，Ｇ３には、検査対象物ＷＫの傷Ｋの正反射による傷画像ＫＧ２，３が写っている。
　検査対象物ＷＫの傷Ｋは、検査対象物ＷＫ上において同一の位置にあるので、これらの画像Ｇ１～３を検査対象物ＷＫの座標系に合わせて重ねることにより合成する。つまり、これらの画像Ｇ１～３を、検査対象物ＷＫの表面の位置に合わせて重ねることにより、輝度画像ＧＴが得られる。
　輝度画像ＧＴにおいて、３枚の画像Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、時間間隔Δｔに対応する距離Ｓｘだけ、順次Ｘ方向にずれて配置されている。
　ここで、距離Ｓｘは、各画像Ｇのシフト量であり、画像Ｇ上の画素数で表すことができる。つまり、シフト量（画素数）Ｓｘは、検査対象物ＷＫの搬送速度Ｖ、画像Ｇにおける搬送方向Ｘ１に沿った１画素のサイズΔｘを用いて、次の（１）式で表すことができる。
　　Ｓｘ＝Ｖ・Δｔ／Δｘ　……（１）
　搬送速度Ｖに代えて主ローラ２１の角速度θを用いると、（１）式は次の（２）式で表される。
　　Ｓｘ＝π・θ・Δｔ／Δｘ　……（２）
　なお、輝度画像ＧＴにおいて、画像Ｇを順次ずらせる方向Ｘは、検査対象物ＷＫの搬送方向Ｘ１と逆の方向である。また、輝度画像ＧＴにおいて、右上端が座標の原点（０，０）であり、原点（０，０）から下方へＹ方向、原点（０，０）から左方へＸ方向となる。
　輝度画像ＧＴにおいて、傷画像ＫＧ１，２，３は、同じ座標位置（ｘ，ｙ）、つまり同じ画素の位置で重なる。そこで、輝度画像ＧＴにおいて、各画素の輝度値（濃度値）ＤＲを次のようにして決定する。
（１）　その画素に対応する全ての画像の輝度値ＤＲのうちの最大値（ＤＲｍａｘ）とする
（２）　その画素に対応する全ての画像の輝度値ＤＲの変動の度合いを示す値とする。例えば、その画素に対応する全ての画像の輝度値ＤＲのうちの最大値ＤＲｍａｘと最小値ＤＲｍｉｎとの比（ＤＲｍａｘ／ＤＲｍｉｎ）とする。
　上の（１）にしたがって各画素の輝度値ＤＲを決定した輝度画像ＧＴが、図６（Ａ）に示す輝度画像ＧＴＡである。上の（２）にしたがって各画素の輝度値ＤＲを決定した輝度画像ＧＴが、図６（Ｂ）に示す輝度画像ＧＴＢである。
　このように、各画素の輝度値ＤＲを異なる方法で決定した２つの輝度画像ＧＴＡ，ＧＴＢを生成する。
　したがって、図６（Ａ）において、各画素位置（ｘ，ｙ）の輝度値ＤＲは、その画素に対応する全ての画像の輝度値ＤＲのうちの最大値（ＤＲｍａｘ）である。図６（Ｂ）において、各画素位置（ｘ，ｙ）の輝度値ＤＲは、その画素に対応する全ての画像の輝度値ＤＲのうちの最大値ＤＲｍａｘと最小値ＤＲｍｉｎとの比（ＤＲｍａｘ／ＤＲｍｉｎ）である。
　そして、これら２つの輝度画像ＧＴＡ，ＧＴＢについて、各画素の輝度値ＤＲをチェックする。チェックの方法は、輝度画像ＧＴＡについて、輝度値ＤＲが第１輝度しきい値ＴＫ１よりも高く、かつ、輝度画像ＧＴＢについて、輝度値ＤＲが変動しきい値ＴＨ１よりも高いときに、その画素を傷の候補部分として抽出する。
　なお、第１輝度しきい値ＴＫ１として、乱反射による輝度よりも大きく、正反射による輝度よりも小さい値を設定しておく。変動しきい値ＴＨ１として、適当な倍数の値、例えば「１．５」「２」「３」などを設定しておく。
　また、曲面ＫＭにおける位置によって正反射光の強度が変化するので、これらのしきい値を位置毎にキャリブレーションし、位置に応じて最適化しておいてもよい。
　輝度画像ＧＴＡについて、輝度値ＤＲが第１輝度しきい値ＴＫ１よりも高いということは、それが正反射光によるものであるとみなせるということである。また、輝度画像ＧＴＢについて、輝度値ＤＲが変動しきい値ＴＨ１よりも高いということは、検査対象物ＷＫの搬送位置に応じて正反射光があったとみなせるということである。このようにして傷の候補部分（傷候補画素）が抽出される。
　図７（Ａ）には、検査対象物ＷＫを示す画像ＧＷにおいて、傷候補画素またはそれが連続したものが、傷候補画像ＫＫＧとして示されている。
　図７（Ｂ）に示すように、傷候補画像ＫＫＧの長さＬ１および太さＬ２を計測する。計測した傷候補画像ＫＫＧの長さＬ１および太さＬ２が、所定の長さＬＬ１以上であり、かつ所定の太さＬＬ２以上である場合に、それを傷Ｋとして検出する。
　次に、制御部１４の解析部３２の構成の例を説明する。
　図８において、解析部３２は、画像入力部３２１、画像合成部３２２、傷候補抽出部３２３、しきい値記憶部３２４、判定部３２５、およびしきい値記憶部３２６などが設けられる。
　画像入力部３２１は、撮像部１３から、画像Ｇを取り込んで一時的に記憶する。つまり、撮像部１３による撮像は、所定の時間間隔Δｔで連続して行われるが、基準となる時刻、例えば検査対象物ＷＫの基準位置通過時からの経過時間とともに、撮像した画像Ｇを取り込む。
　このとき、取り込んだ各画像Ｇは、円筒形状を引き延ばして平面にしたものに相当する画像に変換する。この画像Ｇの１画素に対応する検査対象物ＷＫの表面領域の大きさ（Δｘ，Δｙ）を予め求めておく。
　画像Ｇの１画素のサイズ（Δｘ，Δｙ）は、例えば、検査対象物ＷＫに代えてサイズの分かった格子状のチャートを撮像することによって求めてもよい。
　また、画像入力部３２１のメモリの記憶容量には限界があるので、予め定められた最新のＮ枚分のみの画像Ｇを保存する。取り込まれる画像ＧがＮ枚を越える場合は、その時点で最も古い画像Ｇから順に破棄すればよい。
　画像合成部３２２は、取り込んだ画像Ｇを合成し、輝度画像ＧＴＡ，ＧＴＢを生成する。
　すなわち、検査対象物ＷＫの搬送速度Ｖおよび時間間隔Δｔは一定であるので、シフト量Ｓｘも一定である。Ｎ枚の画像Ｇについて、シフト量ＳｘずつＸ方向（水平方向）にずらして重ね合わせを行い、それぞれ１つにつながった２つの輝度画像ＧＴＡ，ＧＴＢを生成する。
　傷候補抽出部３２３は、傷候補画素を抽出する。すなわち、２つの輝度画像ＧＴＡ，ＧＴＢにおいて、各画素の輝度値ＤＲを、しきい値記憶部３２４に記憶された第１輝度しきい値ＴＫ１および変動しきい値ＴＨ１と比較し、いずれもが各しきい値よりも大きい画素を傷候補画素として抽出する。
　判定部３２５は、傷候補画素またはそれが連続した傷候補画像ＫＫＧについて、しきい値記憶部３２６に記憶されたしきい値である長さＬＬ１、太さＬＬ２と比較し、いずれもがしきい値より大きい場合に、それを傷Ｋであると判定する。
　傷Ｋであると判定された場合には、その検査対象物ＷＫは傷Ｋがあって不良品である旨の表示または警報を出力する。また、必要に応じて、その傷Ｋの画像を図示しない表示装置の表示面に表示する。また、傷Ｋの画像を検査対象物ＷＫにおける位置情報とともに記録部３４において記録する。
　例えば、検出された傷Ｋについて、その重心位置（ｘ，ｙ）を検査対象物ＷＫにおける座標に変換し、検査対象物ＷＫにおける傷Ｋの位置を特定する。そして、特定された傷Ｋの位置を、その傷Ｋの局所画像および撮像時間とともに、記録部３４のメモリに記録する。その際に、傷Ｋの局所画像は、関連する画像の撮像時間のうち最も早いものを記録すればよい。
　なお、検査対象物ＷＫにおける座標（Ｘ，Ｙ）は、検査対象物ＷＫの検査開始時の最初に撮像された画像の始点を原点（０，０）とし、検査対象物ＷＫの搬送方向とは逆の方向をＸ、それに直交する方向をＹとすればよい（図７参照）。
　なお、検査対象物ＷＫの検査開始時の最初に撮像された画像の中心に対応する位置を原点としてもよい。
　また、検査開始からｋ番目に撮影された画像の座標（ｘ，ｙ）から、検査対象物ＷＫにおける座標（Ｘ，Ｙ）への変換は、次のようにして行うことができる。
　　Ｘ＝（ｋ・Ｓｘ＋ｘ）・Δｘ
　　Ｙ＝ｙ・Δｙ
　次に、検査装置１による検査対象物ＷＫの傷Ｋの検査手順を、図９に示すフローチャートを参照して説明する。
　図９において、撮像部１３から複数の画像Ｇを取り込む（＃１１）。複数の画像Ｇを、検査対象物ＷＫの座標系に対応付けて、２つの輝度画像ＧＴＡ，ＧＴＢを生成する（＃１２）。輝度画像ＧＴＡ，ＧＴＢに基づいて、傷Ｋを検出する（＃１３）。その際に、例えば、まず傷候補画素または傷候補画像を抽出し、それがしきい値よりも大きい場合に傷Ｋであると判定してもよい。
　検出された傷Ｋについて、その局所画像および座標位置などを表示し、メモリに記録する（＃１４）。
　これらの処理を、全ての検査対象物ＷＫについての検査が終わるまで繰り返す（＃１５）。
　このように、本実施形態の検査装置１によると、シート状の検査対象物ＷＫの表面の傷Ｋについて、その傷Ｋの形状のバリエーションが大きい場合であっても、その傷の検査を簡単な構成によってインラインで漏れなく容易に行うことができる。
　しかも、検査対象物ＷＫを曲面ＫＭに曲げることによって、平面のままである場合と比較して照明のムラを低減することができ、傷の検出を安定して行える。
　また、主ローラ２１によって検査対象物ＷＫを搬送しながら曲面ＫＭを形成するので、検査対象物ＷＫに対し時系列で様々な角度で照明を行って検査することができる。
　また、検査対象物ＷＫを搬送しつつ、部分的に重複して撮像を行って複数の画像Ｇを得るので、検査対象物ＷＫの移動量に基づいて各部をトラッキングし、２重検出を防止することができる。また、複数の画像Ｇに基づいてその変化から傷Ｋを検出するので、傷の検出がよりロバストに行える。
〔変形例〕
　次に、検査装置１の変形例および補足事項について説明する。
　上に述べた検査装置１において、複数の画像Ｇから輝度画像ＧＴを生成する処理に際して、検査対象物ＷＫの傷Ｋのない通常部分からの正反射光の多い部分については、画像Ｇのうちのそのような部分（領域）を処理対象外としてもよい。
　その理由は、処理対象外とした場合であっても、他の部分（領域）において傷Ｋによる正反射光が捉えられればそれで十分であるからである。また、処理対象外の領域において正反射光があったとしても、その傷Ｋは比較的浅い傷である場合が多く、つまり窪みが浅い場合が多く、検査対象物ＷＫの品質としては余り問題とならない可能性が高いからである。
　なお、検査対象物ＷＫの傷Ｋのない通常部分からの正反射光が多い領域について、それを処理対象外とするのでなく、その領域を別の処理方法によって傷Ｋの検出に利用し、上に述べた方法と組み合わせてもよい。
　例えば、図１０に示すように、得られた画像Ｇについて、通常部分からの正反射光の多い領域ＥＲ１を処理対象外とする。または、そのような領域ＥＲ１について、正反射光がない部分を検出し、それを傷またはその候補部分であるとする。その場合に、例えば、領域ＥＲ１に含まれる各画素の輝度値ＤＲを、図８における第２輝度しきい値ＴＫ２と比較し、輝度値ＤＲが第２輝度しきい値ＴＫ２よりも低いときに、その部分を傷であるとしまたは傷の候補部分として抽出すればよい。
　この場合には、正反射が必ず生じる部分を領域ＥＲ１としておけばよい。また、この場合の第２輝度しきい値ＴＫ２として、乱反射による輝度よりも大きく、正反射による輝度よりも小さい値を設定しておけばよい。
　なお、照明部１２を線光源としかつ検査対象物ＷＫの幅寸法よりも長い線光源としておくと、検査対象物ＷＫの傷Ｋのない通常部分からの正反射光の多い領域ＥＲ１が図１０に示すように検査対象物ＷＫの全部の幅にわたる矩形状または線状となる。この場合には、領域ＥＲ１以外の部分にある傷Ｋによる正反射の検出も容易である。
　また、照明部１２を点光源とした場合には、検査対象物ＷＫの傷Ｋのない通常部分からの正反射光の多い領域ＥＲ１は検査対象物ＷＫ上の極めて限られた部分となる。
　また、傷Ｋが、Ｖ字状であって、検査対象物ＷＫの搬送方向（つまりＸ１方向）に一直線状に延びている場合には、その検出が難しい。その理由は、搬送方向に一直線状に延びた傷Ｋは、検査対象物ＷＫの搬送によってもその正反射光を撮像部１３で捉えることが難しい場合があるからである。
　その場合には、例えば次のようにすればよい。
（１）　照明部１２として、複数の点光源をＹ方向（曲面ＫＭの軸と平行な方向）に線状に配列し、それらの点光源を素早く順次点灯するように制御する。点光源の順次点灯によって、傷Ｋによる正反射光の向きが種々変化し、撮像部１３によって正反射光を捉え易くなる。
（２）　上に述べた検査装置１で検査を行った後、その検査対象物ＷＫに対して、曲面ＫＭの軸を回転させた別の曲面ＫＭを形成して同様な検査を行う。
　次に、この（２）の方法について説明する。
　図１１は２つの曲面を描くように検査対象物ＷＫを搬送して検査を行う検査装置１Ｂの例を示す図である。
　図１１において、検査装置１Ｂには、２つの検査装置１ＢＡ，１ＢＢが設けられる。
　一方の検査装置１ＢＡは、上に述べた検査装置１とほぼ同じである。つまり、主ローラ２１および補助ローラ２２ａ，２２ｂによって、検査対象物ＷＫを搬送方向Ｘ１に搬送し、搬送方向Ｘ１と直角な方向Ｙに沿った軸を持つ円筒面である曲面ＫＭ１を形成する。曲面ＫＭ１に対して、その軸方向に延びる線光源である照明部１２ＢＡにより照明を行い、撮像部１３ＢＡでその画像Ｇを撮像する。
　他方の検査装置１ＢＢにおいて、主ローラ２１Ｂおよび補助ローラ２２Ｂａ，２２Ｂｂは、搬送方向Ｘ１に対して傾斜した軸を持つ。これにより、搬送方向Ｘ１に対して傾斜した軸を持つ円筒面である曲面ＫＭ２を形成する。曲面ＫＭ２に対して、その軸方向に延びる線光源である照明部１２ＢＢにより照明を行い、撮像部１３ＢＢでその画像Ｇを撮像する。
　なお、この場合に、主ローラ２１Ｂおよび補助ローラ２２Ｂａ，２２Ｂｂは、検査対象物ＷＫに対して曲面ＫＭ２を描くよう形状を保持するのが主な目的であるので、それらの表面は互いに滑って相対移動が可能なようにしておけばよい。
　また、この場合に、検査対象物ＷＫを同じ方向Ｘ１に搬送するのでなく、主ローラ２１Ｂによって検査対象物ＷＫの搬送方向を変更してもよい。例えば、図１１における搬送方向Ｘ１に対して、検査対象物ＷＫを紙面の奥方向に直角に曲げてもよい。また、図１１における搬送方向Ｘ１に対して、検査対象物ＷＫを図の上方向に向くよう直角に曲げてもよい。
　これら２つの検査装置１ＢＡ，１ＢＢにより検出された傷Ｋの論理和を、検査対象物ＷＫの傷Ｋであるとする。
　このように、検査対象物ＷＫを搬送方向について捻じった状態で搬送することにより、曲面ＫＭの軸の方向が変化するので、一直線状に延びる傷Ｋについても確実に検出することが可能となる。
　なお、上に述べたいずれの形態においても、検査対象物ＷＫを凸の曲面ＫＭを形成するように曲げるので、検査対象物ＷＫの表面による反射光は曲げない場合に比べて余計に広がってしまう。これを補うため、ハーフミラー２４の先にカメラを複数台上下に並べて撮像部１３を構成してもよい。
　上に述べた実施形態においては、２つの輝度画像ＧＴＡ，ＧＴＢについて、各画素の輝度値ＤＲが第１輝度しきい値ＴＫ１よりも高くかつ変動しきい値ＴＨ１よりも高いときに傷の候補部分として抽出した。しかし、１つの輝度画像ＧＴＡまたは輝度画像ＧＴＢのみを生成し、生成した１つの輝度画像ＧＴＡまたは輝度画像ＧＴＢのみを用いて傷の候補部分を抽出してもよい。
　上に述べた実施形態では、曲面ＫＭが円筒面の一部である場合について説明したが、円筒面以外の曲面、例えば断面が楕円形、放物線形などであってもよい。
　その他、搬送部１１、照明部１２、撮像部１３、制御部１４、解析部３２、または検査装置１の各部または全体の構成、構造、回路、形状、個数、配置などは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができる。

Claims (13)

  1. 　可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法であって、
    　検査対象物の表面が曲面を描くように当該検査対象物を変形させながら搬送するステップと、
    　前記曲面の凸となった側から前記検査対象物の表面を照明するステップと、
    　照明された検査対象物の表面を、撮像手段を用いて所定の時間間隔で撮像するステップと、
    　前記撮像手段により得られた画像を解析手段により解析して検査対象物の表面の傷を検出するステップと、
    　を有することを特徴とする可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法。
  2. 　前記撮像手段は、検査対象物の表面の同じ部分が複数回に渡って撮像されるように、前記時間間隔が設定されており、
    　前記解析手段は、検査対象物の表面の同じ部分について得られた複数の画像の輝度値の状態に基づいて、検査対象物の表面の傷を検出する、
    　請求項１記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法。
  3. 　可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置であって、
    　検査対象物の表面が曲面を描くように当該検査対象物を変形させながら搬送する搬送手段と、
    　前記曲面の凸となった側から前記検査対象物の表面を照明する照明手段と、
    　照明された検査対象物の表面を所定の時間間隔で撮像する撮像手段と、
    　前記撮像手段により得られた画像を解析して検査対象物の表面の傷を検出する解析手段と、
    　を有することを特徴とする可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  4. 　前記撮像手段は、検査対象物の表面の同じ部分が複数回に渡って撮像されるように、前記時間間隔が設定されており、
    　前記解析手段は、検査対象物の表面の同じ部分について得られた複数の画像の輝度値の状態に基づいて、検査対象物の表面の傷を検出する、
    　請求項３記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  5. 　前記解析手段は、検査対象物の表面が鏡面である場合に、正常な表面による正反射のない画像について、検査対象物の表面の同じ部分について得られた複数の画像の各輝度値のいずれかが第１輝度しきい値よりも高いときに、その部分を傷であるとしまたは傷の候補部分として抽出する、
    　請求項４記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  6. 　前記解析手段は、検査対象物の表面が鏡面である場合に、正常な表面により正反射となった画像について、検査対象物の表面の同じ部分について得られた複数の画像の各輝度値のいずれかが第２輝度しきい値よりも低いときに、その部分を傷であるとしまたは傷の候補部分として抽出する、
    　請求項５記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  7. 　前記解析手段は、検査対象物の表面の同じ部分について得られた複数の画像の輝度値の変動の度合いを算出する手段を有し、算出された輝度値の変動の度合いが変動しきい値よりも高いときに、その部分を傷であるとしまたは傷の候補部分として抽出する、
    　請求項５または６記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  8. 　前記解析手段は、抽出した傷の候補部分が所定の長さと所定の太さを有する場合に、それを傷として検出する、
    　請求項５ないし７のいずれかに記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  9. 　前記解析手段によって検出された傷について、検査対象物における位置情報に関連付けて記録する記録手段を有する、
    　請求項５ないし８のいずれかに記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  10. 　前記搬送手段は、前記曲面が検査対象物の搬送方向に垂直な軸を持つ円筒面の一部となるように、検査対象物を搬送する、
    　請求項３ないし９のいずれかに記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  11. 　前記照明手段は、前記円筒面の軸と平行な方向に配列された複数の点光源を含み、
    　前記複数の点光源が順次点灯するように制御されている、
    　請求項１０記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  12. 　前記搬送手段は、前記曲面が検査対象物の搬送方向に対して傾斜した軸を持つ円筒面の一部となるように、検査対象物を搬送する、
    　請求項３ないし９のいずれかに記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
  13. 　前記搬送手段は、１つの曲面が検査対象物の搬送方向に垂直な軸を持つ円筒面の一部となるよう、他の１つの曲面が検査対象物の搬送方向に対して傾斜した軸を持つ円筒面の一部となるよう、２つの曲面を描くように検査対象物を搬送する、
    　請求項３ないし９のいずれかに記載の可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する装置。
PCT/JP2010/000987 2010-02-17 2010-02-17 可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置 Ceased WO2011101893A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/000987 WO2011101893A1 (ja) 2010-02-17 2010-02-17 可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/000987 WO2011101893A1 (ja) 2010-02-17 2010-02-17 可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011101893A1 true WO2011101893A1 (ja) 2011-08-25

Family

ID=44482519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/000987 Ceased WO2011101893A1 (ja) 2010-02-17 2010-02-17 可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011101893A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014215217A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 住友金属鉱山株式会社 物体検査装置及び物体検査方法
JPWO2022065038A1 (ja) * 2020-09-25 2022-03-31

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113465A (ja) * 1995-10-18 1997-05-02 Nippon Steel Corp 亜鉛メッキ系鋼板用表面欠陥検出装置
JP2000055820A (ja) * 1998-08-11 2000-02-25 Fujitsu Ltd 製品の光学的認識方法及び装置
JP2002292820A (ja) * 2001-01-29 2002-10-09 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷版の検査装置及び平版印刷版の検査方法
JP2003222597A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd 銅箔表面検査装置、および銅箔表面検査方法
JP2004144565A (ja) * 2002-10-23 2004-05-20 Toppan Printing Co Ltd ホログラムの欠陥検出装置および欠陥検出方法
JP2005003646A (ja) * 2003-06-16 2005-01-06 Inspeck Kk パターン検査装置
JP2008298703A (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Toyohashi Univ Of Technology 表面欠陥自動検査装置および検査方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09113465A (ja) * 1995-10-18 1997-05-02 Nippon Steel Corp 亜鉛メッキ系鋼板用表面欠陥検出装置
JP2000055820A (ja) * 1998-08-11 2000-02-25 Fujitsu Ltd 製品の光学的認識方法及び装置
JP2002292820A (ja) * 2001-01-29 2002-10-09 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷版の検査装置及び平版印刷版の検査方法
JP2003222597A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd 銅箔表面検査装置、および銅箔表面検査方法
JP2004144565A (ja) * 2002-10-23 2004-05-20 Toppan Printing Co Ltd ホログラムの欠陥検出装置および欠陥検出方法
JP2005003646A (ja) * 2003-06-16 2005-01-06 Inspeck Kk パターン検査装置
JP2008298703A (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Toyohashi Univ Of Technology 表面欠陥自動検査装置および検査方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014215217A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 住友金属鉱山株式会社 物体検査装置及び物体検査方法
JPWO2022065038A1 (ja) * 2020-09-25 2022-03-31
EP4220135A4 (en) * 2020-09-25 2024-03-06 Konica Minolta, Inc. Optical characteristics measuring device, and optical characteristics measuring method
JP7632472B2 (ja) 2020-09-25 2025-02-19 コニカミノルタ株式会社 光学特性測定装置及び光学特性測定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI626438B (zh) 檢查設備及物品製造方法
JP6772084B2 (ja) 表面欠陥検査装置および表面欠陥検査方法
CN107533013A (zh) 钢板的表面缺陷检查装置及表面缺陷检查方法
KR20160022044A (ko) 광학 필름 검사 장치
JP5954284B2 (ja) 表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法
CN108700528A (zh) 蛋的表面检查装置
JP4511978B2 (ja) 表面疵検査装置
JP2012251983A (ja) ラップフィルム皺検査方法及び装置
CN110402386A (zh) 圆筒体表面检查装置及圆筒体表面检查方法
JP2008286646A (ja) 表面疵検査装置
JP4739044B2 (ja) 外観検査装置
JP5732605B2 (ja) 外観検査装置
WO2011101893A1 (ja) 可撓性を有する検査対象物の表面の傷を検査する方法および装置
WO2012153718A1 (ja) ガラスシートの端面検査方法、及びガラスシートの端面検査装置
JP7448808B2 (ja) 表面検査装置及び表面検査方法
JP2005351825A (ja) 欠陥検査装置
JP5948974B2 (ja) 表面欠陥検査装置
JP3870140B2 (ja) 駆動伝達ベルトの検査方法
WO2021049326A1 (ja) 表面欠陥判別装置、外観検査装置及びプログラム
JP5359919B2 (ja) 可撓性を有する検査対象物の表面の状態を検査する方法および装置
JP6409606B2 (ja) キズ欠点検査装置およびキズ欠点検査方法
JPH08304295A (ja) 表面欠陥検出方法および装置
JP2016125817A (ja) 検査システム、検査方法
JP6937647B2 (ja) 光学表示パネルの損傷検査方法
JP4794383B2 (ja) ゴムホースの外観検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10846036

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10846036

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP