(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、紫外線カメラと可視光及び赤外線領域カメラとを用いて撮像し、紫外線カメラで撮像した紫外線画像において塗料の塗布領域を検出し、可視光及び赤外線領域カメラで得られた可視光及び赤外線画像における上記塗布領域と対応する領域の明るさから塗料の塗布量を推定することにより、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出することを特徴とする塗膜検出方法。
【請求項２】
紫外線画像において塗料の塗布領域を検出し、可視光及び赤外線画像において塗布領域における明るさと塗料が塗布されない非塗布領域における明るさとの差から塗膜での蛍光量を求めて塗布量を推定することを特徴とする請求項１記載の塗膜検出方法。
【請求項３】
対象物に予め非塗布領域を設けておくことを特徴とする請求項２記載の塗膜検出方法。
【請求項４】
塗料を塗布する前と塗布した後の２つの画像データの変化具合から塗布量を推定することを特徴とする請求項１記載の塗膜検出方法。
【請求項５】
紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、可視光を照射して撮像する第１のカメラと、紫外光を照射して撮像する第２のカメラとで撮像し、第１のカメラで撮像した第１の画像データを複数領域に分けて各領域ごとの色を抽出すると共に、第２のカメラで撮像した第２の画像データにおいて明るさの度合いを求め、上記各領域ごとの色と明るさから塗料の塗布量を推定することにより、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出することを特徴とする塗膜検出方法。
【請求項６】
第２の画像データにおいて蛍光物質の蛍光波長成分のみを抽出して明るさの度合いを測定することを特徴とする請求項５記載の塗膜検出方法。
【請求項７】
紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、紫外線透過フィルターとカメラとを組み合わせたものと、可視光透過フィルターとカメラとを組み合わせたものとを用いて撮像し、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出することを特徴とする塗膜検出方法。
【請求項８】
紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、１台のカメラの前に少なくとも紫外線透過特性と可視光透過特性の２種類の波長特性を持つ透過フィルターを備え、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、透過フィルターを切り替えてカメラで撮像し、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出することを特徴とする塗膜検出方法。
【請求項９】
紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、紫外領域と赤外領域の２つの波長特性を有する照明装置を組み合わせたり、或いは切り替えたりして、１台のカメラで各々の照明条件における撮像を行い、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出することを特徴とする塗膜検出方法。
【請求項１０】
紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外領域から赤外領域まで含む波長特性を有する１台の照明装置と、照明装置と対象物との間に少なくとも２種類の波長特性を有する透過フィルターとを備え、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、透過フィルターを切り替えて撮像し、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出することを特徴とする塗膜検出方法。
【請求項１１】
紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、可視光カメラによる撮像と紫外線カメラによる撮像とを別のステージで行い、複数の得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出することを特徴とする塗膜検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗膜検出方法に関し、詳しくは紫外線保護材として塗布する蛍光性を持った紫外線吸収塗料の膜圧を検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、プールの周壁面とか、屋上の床や壁などに、紫外線吸収剤を塗布しているが、紫外線は肉眼では見えないため、実際に紫外線吸収剤が機能しているか否かを判断するのは困難であった。殊に紫外線吸収剤がクリア塗料である場合にあっては、目視や画像処理を単独で用いた方法では、クリア塗料の有無の判定すら困難であり、さらに塗料の厚みの検査は困難であった。
【０００３】
そこで、特開平１０−２７８８４７８号公報には、クリア塗料などの透明塗装を検出する方法として、紫外線等の特定波長の照明光を用い、塗装部は透明塗装の正反射成分が強くなること、逆に未塗装部は乱反射するため正反射部分が弱くなることを利用して、透明塗装の有無を検出する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように光反射を利用した透明塗装の検出方法にあっては、未塗装部が粗い面で光沢がないことが前提条件となり、そのために滑らかな光沢のある材質の場合には効果がないものである。つまり、塗装の有無の判別はある程度できても、塗膜の厚みは正確に測定できないという欠点があった。
【０００５】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、塗膜の有無の判別及び塗膜の厚みを高速で且つ高精度で測定することができる塗膜検出方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明にあっては、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物１の表面に塗布して塗膜２を形成し、紫外線を含む照明光を対象物１に照射しながら、複数の特性の異なる撮像装置で撮像し、得られた複数の画像データに基づいて塗膜２の厚みを検出することを特徴としており、このような方法を採用することで、画像処理による塗料の塗布領域４の有無の判別を高い精度で行うことができるうえに、塗布領域４のみを限定して明るさを測定することで、高速での処理が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【０００８】
本実施形態では、壁パネル等のような対象物１の表面に、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料が塗布されている。この対象物１の表面に形成された被検査対象となる塗膜２の厚みを検出するにあたって、図１に示すように、紫外線を含む照明光を照射する照明装置１１と、特性の異なる２種類の撮像装置とが用いられる。ここでは同一のカメラ１２を２台設置し、片方のカメラ１２の前に紫外線透過フィルター１０を設置し、他方のカメラ１２の前に可視光透過フィルター９を設置してある。
【０００９】
先ず、図１に示すように、照明装置１１から紫外線を含む照明光を被検査対象である塗膜２に当てながら、２台のカメラ１２で対象物１の表面をそれぞれ撮像する。紫外線透過フィルター１０を通して撮像された紫外線画像データ２１を図２（ａ）に示し、可視光透過フィルター９を通して撮像された可視光画像データ２２を図２（ｂ）に示す。紫外線画像データ２１の下側の暗い領域が塗布領域４であり、この塗布領域４を抽出する。次に、可視光画像データ２２において上記塗布領域４と対応する領域における明るさを測定し、これから塗料の塗布量を推定する。本例では図２（ｂ）の右側にいく程明るさが明るくなり、塗膜２の厚みが厚くなっていると推定する。また図２（ｂ）の左側にいく程暗くなり、塗膜２の厚みが薄くなっていると推定する。
【００１０】
しかして、特性の異なる２種類の透過フィルター（紫外線透過フィルター１０、可視光透過フィルター９）を通して紫外線画像データ２１及び可視光画像データ２２を取得することによって、塗料の塗布領域４の有無の判別を高精度で行うことができるうえに、塗布領域４のみを限定して明るさを測定することによって、高速での処理が可能となり、塗膜２の厚みの測定を高精度且つ高速で行うことができる。しかもカメラ１２を２台使用することによって、２種類の画像（紫外線画像データ２１、可視光画像データ２２）を同一時間に撮像できるため、より高速に処理することが可能となる。
【００１１】
図３は、対象物１に塗料が塗布されない非塗布領域６を予め設けておき、可視光カメラ８による画像データ２３において塗布領域４の明るさを非塗布領域６の明るさで減算して補正することによって、塗膜２での蛍光量のみを求め、これから塗布量を推定する場合の一例を示している。なお、塗布領域４の検出は図１の実施形態と同様、紫外線画像により検出するものとする。図３中の２２は塗布装置を示し、矢印は対象物１の移動方向を示している。先ず、可視光カメラ８の位置を、対象物１である塗料が塗装される前後でそれぞれ撮像可能な位置に設置し、塗布領域４と非塗布領域６の双方を含むように撮像する。さらに本例では、図４に示すように、可視光カメラ８の画像データ２３の左半分が非塗布領域、右半分が塗布領域となるように可視光カメラ８を設置する。得られた画像データ２３の塗布領域の明るさＡＬと非塗布領域の明るさＡＲとの差（ＡＲ−ＡＬ）から塗膜２での蛍光量を測定し、蛍光の明るさを求め、この明るさから塗料の塗布量を推定する。しかして、対象物１に予め非塗布領域６を設けておき、画像データ２３の塗布領域の明るさＡＬを非塗布領域の明るさＡＲで減算して補正することによって、対象物１の色の違いによる影響を軽減でき、従って、より高精度に塗料の塗布量を推定することができるものである。
【００１２】
また、上記図３において、塗料を塗布する前と塗布した後の２つの画像データの変化具合から塗布量を推定することも可能である。例えば図３に示す対象物１の左半分の領域（塗布前）がカメラ視野の左半分に入ったときに第１回目の撮像を行い、その後、上記対象物１の左半分の領域（塗布後）がカメラ視野の右半分に入ったときに第２回目の撮像を行うように、可視光カメラ８の視野、対象物１の移動速度、及び撮像時間間隔を調整してある。図５（ａ）は第１の画像データ２１であり、左半分が対象物１の左半分の領域（塗布前）の明るさＡＬ１を示している。図５（ｂ）は第２の画像データ２２であり、右半分が対象物１の左半分の領域（塗布後）の明るさＡＲ２を示している。これら第２の画像データ２２の右半分の領域（塗布後）の明るさＡＲ２と第１の画像データ２１の左半分の領域（塗布前）の明るさＡＬ１との差（ＡＲ２−ＡＬ１）から蛍光の明るさを求めることによって、塗布量を推定することができる。このように、塗料を塗布する前と塗布した後の２つの画像データ２１，２２の変化具合から塗布量を推定することによって、対象物１の色の違いによる影響を軽減することができ、より高精度に塗料の塗布量が推定可能となる。
【００１３】
ところで、可視光カメラ８により撮像される蛍光量は、塗料を塗布する前の対象物１の色の影響を受けやすい。そこで、可視光を照射して撮像する第１のカメラと、紫外光を照射して撮像する第２のカメラを用いて塗布量を推定することも可能である。ここでは、可視光を照射して撮像する第１のカメラとしてカラーカメラを用い、このカラーカメラにより撮像された画像から色差が概一定となる領域を抽出する。図６（ａ）はカラーカメラで得られた第１の画像データ２１を示し、図６（ｂ）は第２のカメラで得られた第２の画像データ２２を示している。先ず、第１の画像データ２１を色の差により３つの領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に分割し、各領域ごとの色を抽出する。次に、その領域ごとに第２の画像データ２２により得られた各領域Ｂ１ａ，Ｂ２ａ，Ｂ３ａの光量を第１の画像データ２１で抽出された色でそれぞれ補正して塗布量を推定する。つまり、第１の画像データ２１における領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ごとの色と第２の画像データ２２における各領域Ｂ１ａ，Ｂ２ａ，Ｂ３ａごとの明るさの度合いとから塗料の塗布量を推定することができ、これにより、対象物１の色の違いによる誤差を低減でき、より高精度に塗布量の測定が可能となる。
【００１４】
また上記図６の実施形態において、塗料から発する蛍光の波長を予め調べておき、その波長のみを透過するバンドパスフィルターを第２の画像データ２２を撮像するための第２のカメラの前に設置し、蛍光成分のみを抽出して、蛍光量のみから第２の画像データ２２において明るさの度合いを測定するようにしてもよい。この場合、蛍光成分のみを抽出するために、明るさの測定をより高精度で行うことが可能となる。
【００１５】
図７〜図１０は撮像装置等の他の実施形態を示している。図７は、１台のカメラ１２の前に、少なくとも２種類（例えば紫外線透過フィルター部１０、可視光透過フィルター部９）の波長特性を有する透過フィルター３を設置し、透過フィルター３を回転させて紫外線透過フィルター部１０と可視光透過フィルター部９とに切り替えて撮像する場合を示している。これにより、カメラ１２が１台で済み、構成がシンプルとなり、塗膜２の検出を簡易に行うことができる。なお透過フィルター３の波長特性は３種類以上であってもよい。
【００１６】
図８は、紫外領域と赤外領域の２つの波長特性を有する照明装置１１ａ，１１ｂを組み合わせたり、或いは切り替えたりして、１台のカメラ１２で各々の照明条件における撮像を行うようにしてもよい。これにより、カメラ１２が１台で済み、構成がシンプルになると共に、対象物１の表面の光沢等を同時に検出することが可能となり、検出精度を高めることができる。なお照明装置１１ａ，１１ｂの波長特性は２種類に限定されるものではない。
【００１７】
図９は、１台の照明装置１１と対象物１との間に、少なくとも２種類の波長特性（例えば紫外線透過フィルター部１０、可視光透過フィルター部９）を有する透過フィルター３を設置し、透過フィルター３を回転させて紫外線透過フィルター部１０と可視光透過フィルター部９とに切り替えて撮像する場合を示している。これにより、カメラ１２及び照明装置１１が各々１台で済み、構成が一層シンプルとなる。なお透過フィルター３の波長特性は３種類以上であってもよい。
【００１８】
図１０は、可視光カメラ８と紫外線カメラ７とを別のステージにおいて行う場合を示している。ここでは対象物１がコンベア３０等の移動機構上を移動するような条件で、可視光撮像と紫外線撮像とを別々のステージで行うことによって、実工程上でタクトを落とさずに撮像が可能となり、処理の高速化を図ることができるものである。
【００１９】
【発明の効果】
上述のように本発明にあっては、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、複数の特性の異なる撮像装置で撮像し、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出するので、特性の異なる２種類の撮像装置を用いることによって、画像処理による塗料の塗布領域の有無の判別を高い精度で行うことができるうえに、塗布領域のみを限定して明るさを測定することによって、塗膜の厚みを高速で且つ高精度で測定することが可能となる。
【００２０】
また請求項１記載の発明は、上記特性の異なる撮像装置として、紫外線カメラと可視光及び赤外線領域カメラとを用い、紫外線カメラで撮像した紫外線画像において塗料の塗布領域を検出し、可視光及び赤外線領域カメラで得られた可視光及び赤外線画像における上記塗布領域と対応する領域の明るさから塗料の塗布量を推定するので、２台のカメラを用いて、２種類の画像（紫外線画像、可視光画像）を同一時間に撮像できるため、より高速に処理することが可能となる。
【００２１】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、紫外線画像において塗料の塗布領域を検出し、可視光及び赤外線画像において塗布領域における明るさと塗料が塗布されない非塗布領域における明るさとの差から塗膜での蛍光量を求めて塗布量を推定するので、つまり、画像データの塗布領域の明るさを非塗布領域の明るさで減算して補正することによって明るさの度合いが明確となり、対象物の色の違いによる影響を軽減して、塗布量をより高精度で測定できるようになる。
【００２２】
また請求項３記載の発明は、請求項２記載の効果に加えて、対象物に予め非塗布領域を設けておくようにしたので、非塗布領域での明るさの度合いを容易に検出でき、測定精度が一層向上する。
【００２３】
また請求項４記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、塗料を塗布する前と塗布した後の２つの画像データの変化具合から塗布量を推定するので、対象物の色の違いによる影響を軽減して、より高精度に塗料の塗布量が推定可能となる。
【００２４】
また請求項５記載の発明は、上記特性の異なる複数の撮像装置として、可視光を照射して撮像する第１のカメラと、紫外光を照射して撮像する第２のカメラとを用い、第１のカメラで撮像した第１の画像データを複数領域に分けて各領域ごとの色を抽出すると共に、第２のカメラで撮像した第２の画像データにおいて明るさの度合いを求め、上記各領域ごとの色と明るさから塗料の塗布量を推定するので、第２の画像データにおいて明るさの度合いを求め、第１の画像データにおける領域ごとの色と明るさから塗料の塗布量を推定することによって、対象物の色の違いによる誤差を低減でき、より高精度に塗布量の測定が可能となる。
【００２５】
また請求項６記載の発明は、請求項５記載の効果に加えて、第２の画像データにおいて蛍光物質の蛍光波長成分のみを抽出して明るさの度合いを測定するので、塗料から発する蛍光の波長成分のみを抽出することで、明るさの測定をより高精度で行うことが可能となる。
【００２６】
また請求項７記載の発明は、上記特性の異なる撮像装置として、紫外線透過フィルターとカメラとを組み合わせたものと、可視光透過フィルターとカメラとを組み合わせたものとを用いたので、２台のカメラを使用することによって、２種類の画像（紫外線画像、可視光画像）を同一時間に撮像できるため、より高速に処理することが可能となる。
【００２７】
また請求項８記載の発明は、１台のカメラの前に、少なくとも紫外線透過特性と可視光透過特性の２種類の波長特性を持つ透過フィルターを備え、透過フィルターを切り替えて撮像するので、カメラが１台で済み、構成がシンプルとなり、塗膜の検出を簡易に行うことができる。
【００２８】
また請求項９記載の発明は、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、紫外領域と赤外領域の２つの波長特性を有する照明装置を組み合わせたり、或いは切り替えたりして、１台のカメラで各々の照明条件における撮像を行い、得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出するので、カメラが１台で済み、構成がシンプルとなり、塗膜の検出を簡易に行うことができると共に、対象物の表面の光沢等を同時に検出することが可能となり、検出精度を高めることができる。
【００２９】
また請求項１０記載の発明は、紫外領域から赤外領域まで含む波長特性を有する１台の照明装置と、照明装置と対象物との間に少なくとも２種類の波長特性を有する透過フィルターとを備え、透過フィルターを切り替えて撮像するので、照明装置が１台で済み、構成がシンプルとなる。
【００３０】
また請求項１１記載の発明は、紫外線を吸収すると共に蛍光性を有する塗料を対象物の表面に塗布して塗膜を形成し、紫外線を含む照明光を対象物に照射しながら、可視光カメラによる撮像と紫外線カメラによる撮像とを別のステージで行い、複数の得られた複数の画像データに基づいて塗膜の厚みを検出するので、実工程上でタクトを落とさずに撮像が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】  同上の撮像装置で得られた画像データを示し、（ａ）は紫外線画像において検出された塗布領域の模式図、（ｂ）は可視光画像において検出された明るさの模式図である。
【図３】  他の実施形態の斜視図である。
【図４】  同上の撮像装置で得られた画像データを示し、非塗布領域の明るさと塗布領域の明るさを説明する模式図である。
【図５】  （ａ）は同上の撮像装置で撮像した第１の画像データを説明する模式図、（ｂ）は第２の画像データを説明する模式図である。
【図６】  更に他の実施形態を示し、（ａ）は第１の画像データにおいて色の差により抽出される領域を示す模式図、（ｂ）は第２の画像データにおいて第１の画像データで分離された各領域ごとに塗布量を推定する模式図である。
【図７】  更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図８】  更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】  更に他の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】  更に他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  対象物
２  塗膜
４  塗布領域
５  撮像装置
６  非塗布領域
７  紫外線カメラ
８  可視光カメラ
９  可視光透過フィルター
１０  紫外線透過フィルター
１１  照明装置
１２  カメラ
２１，２２  画像データ
【図１】
0003664004.tif 000002
【図２】
0003664004.tif 000003
【図３】
0003664004.tif 000004
【図４】
0003664004.tif 000005
【図５】
0003664004.tif 000006
【図６】
0003664004.tif 000007
【図７】
0003664004.tif 000008
【図８】
0003664004.tif 000009
【図９】
0003664004.tif 000010
【図１０】
0003664004.tif 000011