(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を軸とする有底円筒体である検査対象物であって、前記有底円筒体の底部に、前記貫通孔を軸とし前記貫通孔の一方の開口部に向かって縮径する栽頭状に形成されたシート面が形成された検査対象物を検査するためのシート面検査用光学系であって、
前記貫通孔を通して、前記貫通孔の他方の開口部側から光を入射させるとともに前記一方の開口部側から出射させる光源と、
前記一方の開口部側から出射される光を、前記シート面上の周面に亘って照射するように反射させる反射部と、
を含むシート面検査用光学系。
【請求項２】
前記貫通孔内に設けられた導光ファイバを更に含み、
前記反射部は、前記導光ファイバの前記一方の開口部側の一端を加工して反射機能をもたせた反射鏡を備え、
前記光源は、前記導光ファイバの前記一端とは反対側の他端から前記導光ファイバに光を入射し、
前記反射鏡は、前記シート面上の周面に亘って光を照射するように、前記導光ファイバによって導光された光を反射させる
請求項１に記載のシート面検査用光学系。
【請求項３】
前記光源は、前記貫通孔を導光路として、前記他方の開口部から光を入射させるとともに前記一方の開口部から出射させ、
前記反射部は、前記貫通孔の前記一方の開口部に頂部を対向させて配置された円錐ミラーを備え、
前記円錐ミラーは、前記シート面上の周面に亘って光を照射するように、前記一方の開口部から出射した光を反射させる
請求項１に記載のシート面検査用光学系。
【請求項４】
前記検査対象物は、前記貫通孔を軸とする有底円筒体であって、前記有底円筒体の底部に栽頭円錐状の前記シート面が形成され、前記シート面と接触するシート面を備えかつオネジが形成されたフレアナットを螺合するためのメネジが形成された螺合部を円筒内に有するとともに、前記底部の前記シート面と反対側に前記貫通孔と連通されるホースを接続する接続部を有するブレーキホース用の口金である
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のシート面検査用光学系。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のシート面検査用光学系と、
前記反射部により光が照射された前記シート面を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像を用いて、前記シート面上の形状異常について解析する解析部と、
を含むシート面検査装置。
【請求項６】
請求項３に記載のシート面検査用光学系と、
前記反射部により光が照射された前記シート面を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像を用いて、前記シート面上の形状異常について解析する解析部と、を含み、
前記円錐ミラーが前記撮像部に支持部を介して固定された
シート面検査装置。
【請求項７】
前記解析部は、前記撮像部によって撮像された画像における、前記シート面の領域を表す円環部分を、長方形に展開した展開画像に変換し、
前記展開画像に対して、前記円環部分の周方向に対応する横方向のシェーディング補正を行い、
前記シェーディング補正を行った前記展開画像から、前記シート面上の形状異常部分を検出する請求項５又は６記載のシート面検査装置。
【請求項８】
前記解析部は、前記シェーディング補正を行った前記展開画像から、前記シート面上の形状異常部分を検出し、前記形状異常部分の明暗の分布に応じて、前記形状異常部分の種類が、異物及び凹みの何れか一方であるかを判定する請求項７記載のシート面検査装置。
【請求項９】
前記解析部は、前記シェーディング補正を行った前記展開画像から、前記形状異常部分の種類の判定結果に基づき、明部の面積が前記形状異常部分の種類に対して予め定められた閾値以上となる、前記シート面上の形状異常部分を検出する請求項８記載のシート面検査装置。
【請求項１０】
貫通孔を軸とする有底円筒体である検査対象物であって、前記有底円筒体の底部に、前記貫通孔を軸とし前記貫通孔の一方の開口部に向かって縮径する栽頭状に形成されたシート面が形成された検査対象物を検査するためのシート面検査用光学系であって、前記貫通孔を通して、前記貫通孔の他方の開口部側から光を入射させるとともに前記一方の開口部側から出射させる光源を含むシート面検査用光学系を用いたシート面検査方法であって、
前記一方の開口部側から出射される光を、前記シート面上の周面に亘って照射するように、反射部を用いて反射させる
シート面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法に関し、特に、ブレーキホース等の口金のシート面を検査するシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキホースとは、自動車等に搭載されるブレーキオイルを通すためのホースである。図１８に、そのようなブレーキホースの一例を示す（特許文献１）。
【０００３】
図１８（ａ）は、ブレーキホース用のメス口金１０（以下、単に「口金」という場合がある）を用いたブレーキホース６０の断面図である。当該ブレーキホース６０は、ホース３０の両端部に口金１０をそれぞれ取り付けて構成されている。口金１０のソケット部１２にホース３０の端部を差込み、外周側からソケット部１２を径方向内方に潰してカシメ加工を施すことで、ホース３０がソケット部１２とニップル部１４との間に挟み込まれ、ホース３０と口金１０とが一体的に固着される。
【０００４】
図１８（ｂ）は、口金１０の断面図である。口金１０は、筒状のソケット部１２と、ソケット部１２の内部に設けられた筒状のニップル部１４を一端側に備え、例えばフレアナットのようなジョイント部材（図示省略）がねじ込まれるねじ部１６が内面に形成された頭部１８と、頭部１８の内部に形成されたニップル部１４の中空部２６と連通する口金管２０と、この口金管２０の開口縁部に形成された裁頭状のシート面Ｓとを他端側に備えている。
【０００５】
また、ブレーキホース６０は、頭部１８の内面側に、たとえばフレアナットを挿入し、該フレアナットをねじ部１６にねじ込むことにより車載の機器に気密性・液密性を持たせて接続される。口金１０のシート面Ｓは、フレアナットのねじ込みにより、フレアナットに設けられたシート面と密着し、シール機能を発揮させるように構成されている。ブレーキホース６０においては厳格な気密性・液密性が要求されるため、製造工程等におけるシート面Ｓの検査は特に重要である。
【０００６】
シート面の検査装置の一例として、たとえば特許文献２に開示されたものが挙げられる。特許文献２に開示された検査装置は、インジェクタのシート面の検査装置であり、ＣＣＤによりインジェクタのシート面を撮像し、撮像されたシート面の画像情報において画素の階調が急変する箇所を形状異常と判定している。このことにより、従来の目視検査と比較して、人為的ミスが発生する虞がなくなるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２３０４５２号公報
【特許文献２】特開平１１−２９５２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ブレーキホースでは、シート面に存在する微細な傷の凹凸や異物の付着が問題となるため、特許文献２に開示されたような検査装置では、特に解像度の点で不充分であった。つまり、画素の諧調の変化では傷の凹凸や異物の付着を精密に判別することに限界があった。そのような事情もあり、特に厳格な気密性・液密性が要求されるブレーキホースの検査では依然として目視による検査が主流であり、自動化が進んでいなかった。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、シート面の形状異常の検出精度を向上させるシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に係るシート面検査用光学系は、貫通孔と、前記貫通孔を軸とし前記貫通孔の一方の開口部に向かって縮径する栽頭状に形成されたシート面と、を有する検査対象物を検査するためのシート面検査用光学系であって、前記貫通孔を通して、前記貫通孔の他方の開口部側から光を入射させるとともに前記一方の開孔部側から出射させる光源と、前記一方の開口部側から出射される光を、前記シート面上の周面に亘って照射するように反射させる反射部と、を含むものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記貫通孔内に設けられた導光ファイバを更に含み、前記反射部は、前記導光ファイバの前記一方の開口部側の一端を加工して反射機能をもたせた反射鏡を備え、前記光源は、前記導光ファイバの前記一端とは反対側の他端から前記導光ファイバに光を入射し、前記反射鏡は、前記シート面上の周面に亘って光を照射するように、前記導光ファイバによって導光された光を反射させるものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光源は、前記貫通孔を導光路として、前記他方の開口部から光を入射させるとともに前記一方の開口部から出射させ、前記反射部は、前記貫通孔の前記一方の開口部に頂部を対向させて配置された円錐ミラーを備え、前記円錐ミラーは、前記シート面上の周面に亘って光を照射するように、前記一方の開口部から出射した光を反射させるものである。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記検査対象物は、前記貫通孔を軸とする有底円筒体であって、前記有底円筒体の底部に栽頭円錐状の前記シート面が形成され、前記シート面と接触するシート面を備えかつオネジが形成されたフレアナットを螺合するためのメネジが形成された螺合部を円筒内に有するとともに、前記底部の前記シート面と反対側に前記貫通孔と連通されるホースを接続する接続部を有するブレーキホース用の口金であるものである。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項５に係るシート面検査装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のシート面検査用光学系と、前記反射部により光が照射された前記シート面を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像を用いて、前記シート面上の形状異常について解析する解析部と、を含むものである。
【００１５】
また、請求項６に係るシート面検査装置は、請求項３に記載のシート面検査用光学系と、前記反射部により光が照射された前記シート面を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像を用いて、前記シート面上の形状異常について解析する解析部と、を含み、前記円錐ミラーが前記撮像部に支持部を介して固定されたものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明において、前記検査対象物は、前記解析部は、前記撮像部によって撮像された画像における、前記シート面の領域を表す円環部分を、長方形に展開した展開画像に変換し、前記展開画像に対して、前記円環部分の周方向に対応する横方向のシェーディング補正を行い、前記シェーディング補正を行った前記展開画像から、前記シート面上の形状異常部分を検出するものである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記解析部は、前記シェーディング補正を行った前記展開画像から、前記シート面上の形状異常部分を検出し、前記形状異常部分の明暗の分布に応じて、前記形状異常部分の種類が、異物（凸）及び凹み（凹）の何れか一方であるかを判定するものである。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記解析部は、前記シェーディング補正を行った前記展開画像から、前記形状異常部分の種類の判定結果に基づき、明部の面積が前記形状異常部分の種類に対して予め定められた閾値以上となる、前記シート面上の形状異常部分を検出するものである。
【００１９】
一方、上記目的を達成するために、請求項１０に記載のシート面検査方法は、貫通孔と、前記貫通孔を軸とし前記貫通孔の一方の開口部に向かって縮径する栽頭状に形成されたシート面と、を有する検査対象物を検査するためのシート面検査用光学系であって、前記貫通孔を通して、前記貫通孔の他方の開口部側から光を入射させるとともに前記一方の開孔部側から出射させる光源を含むシート面検査用光学系を用いたシート面検査方法であって、前記一方の開口部側から出射される光を、前記シート面上の周面に亘って照射するように、反射部を用いて反射させるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、シート面の形状異常の検出精度を向上させるシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法を提供することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係るシート面検査用光学系における照明方法を説明するための図である。
【図２】比較例に係るシート面検査用光学系の一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係るシート面検査用光学系およびシート面検査装置の一例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係るシート面検査用光学系の浅角照明のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】シート面に発生したノイズを示す画像の一例を示す図である。
【図６】長方形の展開図形の一例を示す図である。
【図７】シェーディング補正前の長方形の展開図形の一例を示す図である。
【図８】シェーディング補正後の長方形の展開図形の一例を示す図である。
【図９】異物付着の映り方を説明するための図である。
【図１０】凹みキズの映り方を説明するための図である。
【図１１】（ａ）２値化処理を行って、明部を検出した結果を示す図、及び（ｂ）２値化処理を行って、暗部を検出した結果を示す図である。
【図１２】異物付着が検出される画像の一例を示す図である。
【図１３】解析部による形状異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】第２の実施の形態に係るシート面検査用光学系の一例を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態に係るシート面検査用光学系の一例を示す図である。
【図１６】第３の実施の形態に係るシート面検査用光学系の実施例の一例を示す図である。
【図１７】第４の実施の形態に係るシート面検査用光学系の一例を示す図である。
【図１８】ブレーキホースの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明するが、まず、図１および図２を参照して、本実施の形態に係るシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法の原理について説明する。
【００２３】
本実施の形態に係るシート面検査用光学系は、主として、シート面Ｓの円周面に亘って浅い角度で照明を施すことにより、シート面Ｓに存在する傷や付着している異物が強調されて撮像されるという現象を応用している。すなわち、シート面Ｓを浅い角度で照明すると、シート面Ｓに存在する傷の凹凸や異物の付着によって照明光の反射方向に変化が生ずるため、照明による濃淡で傷や異物の存在を際立たせることができるという現象に基づいている。
【００２４】
図１（ａ）は、口金１０の頭部１８付近を模式的に示す図であり、口金管２０、および該口金管２０の開口縁部に形成されたテーパ状（裁頭状）のシート面Ｓが示されている。
本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、浅い角度の照明光Ｌ（以下、「浅角照明光Ｌ」という場合がある。また浅い角度での照明を「浅角照明」という場合がある）、すなわちシート面Ｓに対して口金管２０の延伸方向に照射される浅角照明光Ｌによりシート面Ｓを照明する。図１（ｂ）および（ｃ）は、各々凹状の傷および凸状の傷が存在するシート面Ｓに浅角照明光Ｌを照射し、口金１０の上方に配置されたカメラ（図２参照）でシート面Ｓを含む部位を撮像した撮像画像を示している。同図から明らかなように、いずれの傷も極めて明瞭に判別することが可能であることがわかる。さらに、浅角照明光Ｌの照射方向に沿う明暗の順番により、当該傷が凹状の傷であるか、凸状の傷であるかを判別することも可能である。つまり、浅角照明光Ｌの方向に沿って、暗部が先、明部が後であれば当該傷が凹状の傷であることがわかり（図１（ｂ））、明部が先、暗部が後であれば当該傷が凸状の傷であることがわかる（図１（ｃ））。
【００２５】
図２は、比較例としての、シート面Ｓに浅角照明を施す場合のシート面検査用光学系の一例を示している。図２に示すように、本比較例に係るシート面検査用光学系１００は、口金１０の上方（頭部１８の側）に光源４０を配置してシート面Ｓを照明し、カメラ４２でシート面Ｓを撮像する構成となっている。しかしながら、図２に示すように、このシート面検査用光学系１００の構成では光源４０がカメラ４２の視野Ｖを遮ってしまい、シート面Ｓの全周の撮像および検査が困難となる。
【００２６】
この問題を回避するためには、光源４０を円形に配置するか、検査対象である口金１０を回転させ、シート面Ｓの全周に亘って浅角照明光Ｌを照射する必要がある。しかしながら、このような方法では、光源４０自体、あるいは、検査対象を移動させるための移動機構等に余計なコストがかかってしまう。つまり、低コストで、特にシート面Ｓの全周に亘って浅い角度で一様に斜め上方から照明することは非常に難しい。
【００２７】
上記課題について鋭意検討を重ねた結果、本実施の形態に係るシート面検査用光学系では、口金の頭部に連通する口金管を有効に活用することに思い至った。以下、口金１０の口金管２０を用いたシート面検査用光学系、およびそれを用いたシート面検査装置、シート面検査方法の各実施の形態について説明する。
【００２８】
［第１の実施の形態］
図３および図４を参照して、本実施の形態に係るシート面検査用光学系１００ａについて説明する。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、シート面検査用光学系１００ａは、導光ファイバ４４、平面ミラー４６（反射部）、および光源４０を含んで構成されている。また、本実施の形態に係るシート面検査装置１は、さらにカメラ４２および解析部２を含んで構成されている。
解析部２は、カメラ４２によって撮像された画像に基づきシート面Ｓ上の異常の有無について画像解析する部位であり、たとえば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成されている。
【００３０】
導光ファイバ４４は、口金管２０の一端から挿入され、該導光ファイバ４４の先端部ＰＦ（図３（ｂ）参照）がシート面Ｓの頂部ＰＳ付近に位置するように配置されている。この際、導光ファイバ４４の先端部ＰＦとシート面Ｓの頂部ＰＳの位置関係については、特に制限はない。生成する浅角照明光Ｌとの関係等によって、先端部ＰＦが頂部ＰＳから飛び出る位置としてもよいし、先端部ＰＦが頂部ＰＳに隠れる位置としてもよい。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、平面ミラー４６は、導光ファイバ４４の先端部ＰＦと対向するように配置されている。また、光源４０は、導光ファイバ４４の先端部ＰＦとは反対側の端部から、導光ファイバ４４に光を入射するように配置されている。なお、本実施の形態に係る導光ファイバは、コアおよびクラッドを有する通常の光ファイバであってもよいし、クラッドを有しないエアクラッド型の光ファイバであってもよいが、本実施の形態では、エアクラッド型の光ファイバを用いている。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る導光ファイバ４４の先端部ＰＦの近傍はテーパ状に加工されている。そのため、導光ファイバ４４のテーパ状の先端部ＰＦからは、直進光のみならず、斜め方向に屈折した光も出射される。図３（ｂ）に示すように、この斜め方向に屈折した光が平面ミラー４６で反射され、浅角照明光Ｌを形成する。この浅角照明光Ｌによってシート面Ｓの円周面に亘って浅角照明が施され、シート面Ｓに形成された傷やシート面Ｓに付着した異物等を際立たせることが可能となる。本実施の形態に係る浅角照明における平面ミラー４６からシート面Ｓに入射する光の入射角（シート面Ｓから入射光線までを測った角度）は、平面ミラー４６等の部材の配置位置、カメラ４２により撮像される画像のコントラスト等に応じて適宜設定することができるが、一例として、５°〜１５°とすることができる。
【００３３】
本実施の形態に係るシート面検査装置１では、以上のようにして浅角照明されたシート面Ｓを、口金１０の上方に配置されたカメラ４２で撮像することにより、容易にシート面Ｓに形成された傷、あるいはシート面Ｓに付着した異物等を判別するための画像を取得することができる。さらに、本実施の形態に係るシート面検査装置１では、取得された画像に対して解析部２に搭載された画像解析プログラム等を適用して、シート面Ｓ上の形状異常の有無、あるいは、発生している形状異常の種類等について解析（判別）する。
【００３４】
図４は、本実施の形態に係るシート面検査用光学系１００ａの要部のシミュレーション結果を示している。図４（ｂ）は、テーパ部を有する導光ファイバ４４の先端部ＰＦに対向して配置された円形または略円形の平面ミラー（図４（ｂ）では、「反射鏡」と表記）４６と、シート面Ｓを含む光学系において、導光ファイバ４４のテーパ部を有する端部とは反対側の端部から光源の光を入射し、先端部ＰＦから出射させた場合の、シート面検査用光学系１００ａのシミュレーション結果を示している。図４（ａ）は、前記シート面検査用光学系１００ａに対するカメラ（図４（ａ）では、「撮像素子」と表記）の位置関係を示しており、カメラは、前記シート面検査用光学系１００ａで照明されたシート面Ｓの画像を、カメラレンズを介して撮像する。なお、本シミュレーションでは、平面ミラー４６からシート面Ｓに入射する光の角度を、５°〜１５°としている。
【００３５】
図４（ｂ）に示すように、本実施の形態に係るシート面検査用光学系１００ａによれば、導光ファイバ４４を通して入射された光が、シート面Ｓに効率よく照射されることがわかる。なお、図４（ｂ）に示すシミュレーションでは、導光ファイバ４４の直径、および反射鏡の直径を、一例として２ｍｍとしているが、導光ファイバ４４と反射鏡とを別体とする場合にはこれらの大きさは任意に選択することができ、むろん、導光ファイバ４４の直径と反射鏡の直径とを等しくする必要もない。製品の製造公差などの制約に応じて反射鏡のサイズを決定することができる。
【００３６】
＜解析の原理＞
次に、解析部２による解析の原理について説明する。
【００３７】
口金１０の表面にはスズ亜鉛合金メッキ処理が施されているため、シート面Ｓは梨地で拡散反射成分を多く含んだ反射状態となっている。シート面Ｓは一様な傾きのなめらかな面として製造されている。上述したシート面検査用光学系１００ａは、機能に影響のない程度の面の形状変化を捕らえてしまう。このため、図５に示すような輝度の高い円環状のノイズが発生する。このノイズは過検出の要因となる恐れがあるため、この影響を受けにくいアルゴリズムが必要となる．
【００３８】
そこで、本実施の形態では、解析部２は、シート面Ｓを撮像した画像に円環状に発生する製品形状によるノイズを、シェーディング補正をすることで画像から除去し、しきい値処理による２値化を用いて、画像から異物や凹みキズを抽出する。
【００３９】
（シェーディング補正）
製品形状により、シート面Ｓを撮像した画像に円環状に発生するノイズを、孤立して発生する異物付着や凹みキズによる形状異常部分と区別して除去する。この際、取り除きたいノイズは円環状に発生することから、円環状のノイズの情報を含み、孤立点の情報を抑制した背景画像を生成し、元の画像と背景画像との差分をとることにより、ノイズの影響を低減することとする。具体的には、メディアンフィルターを用いて上記の背景画像を生成する。メディアンフィルターはＸＹ座標で計算するため、取得した画像を極座標展開する。
例えば、まず２値化処理によりシート面を表す円環部分を検出し、中心座標を求める。求めた中心座標を基準に円弧を指定し、極座標展開することで長方形の展開画像を得る（図６）。得られた長方形の展開画像では、長手方向端部の画像はオーバーラップさせており、縦方向が半径方向に相当する。
【００４０】
長方形の展開画像に対して横長のメディアンフィルターを通した背景画像を生成し、元の展開画像から引くことによって、シェーディング補正を行い、ノイズの影響を低減させる（図７、図８を参照）。
【００４１】
（形状異常部分の判別）
口金１０のシート面Ｓの検査において形状異常による形状異常部分の種類が異物の付着であるのか、凹みキズであるのかを判別することは、製造工程の維持管理を向上させるためにも重要な情報となる。
【００４２】
上記のシート面検査用光学系１００ａにより、シート面Ｓの凹凸は明暗の情報として画像に撮像される。そこで、凹凸による照明の照らされ方の違いに着目して形状異常部分の種類を判別する。すわなち、本実施の形態の浅い角度の照明では、シート面Ｓから突出している異物は、内周側の面がまず明るく映り、その外側は異物によって照明光が遮られ、影が暗く撮像される（図９）。逆に凹みキズは、内周側のキズの面には照明が当たらず暗く映り、外周側のキズの面は照明により明るく撮像される（図１０）。
【００４３】
具体的な方法としては、まず、シェーディング補正後の展開画像に対して、明部の検出用に２値化処理を行い、形状異常部分の候補として明部を検出する（図１１（ａ））。次に暗部検出用として、明部の検出用の２値化処理とは異なるしきい値を用いた２値化処理を行い、暗部を形状異常部分の候補として検出する（図１１（ｂ））。次に、検出された明部と暗部の位置をリスト化し、明部の形状異常部分の候補の各々について、近傍に暗部の形状異常部分の候補が存在するものを、ひとつの組とし、形状異常部分の候補として抽出する。最後に、形状異常部分の候補として抽出された明部と暗部の組のうち、内周側が明部、外周側が暗部の組合せは、「異物付着」として判別し（図１２）、内周側が暗部，外周側が明部の組合せは「凹みキズ」として判別する。
【００４４】
なお、形状異常の大きさに関して、明部は実体がある部分を照明した結果であることに対して、暗部は影によってできるものであるため、より実体の大きさを反映していると考えられる明部の面積から、形状異常部分の大きさを推定することとする。すなわち、明部の面積が閾値以上であるものを、形状異常部分として抽出することとする。また、形状異常の種類の判定結果に応じて、凸状のもの（「異物付着」）については、凸状用の閾値を、凹状のもの「凹みキズ」については、凹状用の閾値を用いて、形状異常部分を抽出する。
【００４５】
（形状異常検出処理ルーチン）
次に、解析部２による形状異常検出処理ルーチンについて、図１３を用いて説明する。
【００４６】
まず、ステップＳ１００では、シート面Ｓをカメラ４２により撮像し、解析部２は、画像を取得する。そして、ステップＳ１０２において、解析部２は、撮像された画像における、シート面Ｓの領域を表す円環部分を、長方形に展開した展開画像に変換する。
【００４７】
次のステップＳ１０４では、解析部２は、展開画像に対して、円環部分の周方向に対応する横方向のシェーディング補正を行う。また、ステップＳ１０６において、解析部２は、シェーディング補正を行った展開画像に対して、明部用の２値化処理を行って、明部を、形状異常候補として検出し、暗部用の２値化処理を行って、暗部を、形状異常候補として検出する。
【００４８】
次のステップＳ１０８では、解析部２は、検出された形状異常候補について、形状異常部分の明暗の位置に応じて、異物付着及び凹みキズの何れか一方であるかを判別する。ステップＳ１１０では、解析部２は、互いに近傍して存在する明部と暗部のペアから、明部の面積が、上記ステップＳ１０８の形状異常の種類の判別結果に応じた閾値以上となるペアを、シート面Ｓ上の形状異常部分として検出する。ステップＳ１１２では、解析部２に接続されたディスプレイ等（図示省略）により、検出された形状異常部分を、形状異常部分の種類と共に表示して、形状異常検出処理ルーチンを終了する。
【００４９】
以上詳述したように、本実施の形態に係るシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法によれば、シート面の形状異常の検出精度を向上させるシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法を提供することができる、という効果を奏する。また、本実施の形態に係るシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法は、画像認識によってシート面上に存在する傷や異物を精密に識別することができるので、自動化にも適したシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法となっている。
【００５０】
［第２の実施の形態］
図１４を参照して、本実施の形態に係るシート面検査用光学系１００ｄについて説明する。シート面検査用光学系１００ｄは、上記実施の形態において、平面ミラーと導光ファイバを含む反射部を、ミラー一体型ファイバに置き換えた形態である。
【００５１】
図１４（ａ）に示すように、シート面検査用光学系１００ｄでは、ミラー一体型ファイバ４４ａが口金管２０の一端から挿入され、先端がシート面Ｓの頂部ＰＳから突き出るように配置されている。ミラー一体型ファイバ４４ａの先端部は、光源４０からミラー一体型ファイバ４４ａに入射された光を反射して浅角照明光Ｌを形成するように加工されている。
【００５２】
図１４（ｂ）は、ミラー一体型ファイバ４４ａの先端部の加工方法の一例を示している。図１４（ｂ）に示すように、ミラー一体型ファイバ４４ａの先端部は、光ファイバの一端の周囲に沿って楔状の切り込み部を設け、ミラーＭを形成するように加工されている。光源４０から入射されミラー一体型ファイバ４４ａを伝搬してきた光は、該切り込み部で一端外部に出射した後、ミラーＭで反射され、浅角照明光Ｌを形成する。その他の構成については上記実施の形態と同様なので説明を省略する。なお、本実施の形態では、光ファイバの先端部に楔状の切り込み部を設けて反射部を形成する形態を例示して説明したが、これに限られず、他のさまざまな形態を用いることができる。たとえば、先球ファイバの先端に金属膜を蒸着したミラーを設けて反射部を形成してもよい。
【００５３】
以上のように、本実施の形態に係るシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法によっても、シート面の形状異常の検出精度を向上させるシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法を提供することができる、という効果を奏する。特に本実施の形態に係るシート面検査用光学系では、反射鏡の支持機構が不要なので、シート面検査用光学系をより簡略化することが可能である。
【００５４】
［第３の実施の形態］
図１５を参照して、本実施の形態に係るシート面検査用光学系１００ｂについて説明する。シート面検査用光学系１００ｂは、上記実施の形態において、平面ミラーおよび導光ファイバ、あるいはミラー一体型ファイバの代わりに円錐ミラーを用いた形態である。
【００５５】
図１５に示すように、シート面検査用光学系１００ｂは、円錐ミラー５０（反射部）、光源４０、支持部４８ａ、およびカメラ４２を備えて構成されている。なお、本実施の形態でもカメラ４２等に接続された解析部２を備えているが、図１５では省略している。
【００５６】
光源４０は、口金管２０のシート面Ｓに開口する開口部と反対側の開口部から、口金管２０に光を入射する。
【００５７】
円錐ミラー５０は、口金管２０を通して入射された光を外側全周に亘って反射させるので、シート面Ｓの円周面に亘って浅角照明光Ｌが形成される。
【００５８】
支持部４８ａは、一端がカメラ４２に取り付けられて固定され、支柱５４を介した他端で円錐ミラー５０を支持している。したがって、本実施の形態によれば、カメラ４２と円錐ミラー５０とを一体に移動させることが可能となっている。また、支持部４８ａのカメラ４２のレンズ４２ａと対向する部分は、たとえばアクリル板で形成された円形または略円形の透明板５２となっており、カメラ４２の視野を確保するようになっている。
【００５９】
図１６は、本実施の形態に係るシート面検査用光学系１００ｂの実施例の一例を示す図である。図１６（ａ）は、図１５に示す透明板５２（図１６（ａ）では「アクリル板５２」と表記）、支柱５４、および円錐ミラー５０の部分の実施例であり、図１６（ｂ）は、カメラ４２によってシート面Ｓを撮像した撮像画像の一例を示している。図１６（ｂ）に示すように、本実施の形態に係るシート面検査用光学系１００ｂによって、シート面Ｓのへこみが明瞭に判別可能なことがわかる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態に係るシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法によっても、シート面の形状異常の検出精度を向上させるシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法を提供することができる、という効果を奏する。
【００６１】
［第４の実施の形態］
図１７を参照して、本実施の形態に係るシート面検査用光学系１００ｃについて説明する。本実施の形態は、上記実施の形態において、円錐ミラーの支持部の構成をより簡略化した形態である。
【００６２】
図１７に示すように、シート面検査用光学系１００ｃでは、一端がカメラ４２の先端、たとえばレンズ４２ａの一部に固定された支持部４８ｂの他端に円錐ミラー５０が固定されている。なお、本実施の形態でもカメラ４２等に接続された解析部２を備えているが、図１７では省略している。
【００６３】
口金管２０のシート面Ｓに開口する開口部と反対側の開口部から光源４０の光を入射させ、口金管２０を通し、口金管２０のシート面Ｓ側の開口部から光を出射させて円錐ミラー５０に照射し、浅角照明光Ｌを生成する点は、上記実施の形態と同様である。シート面検査用光学系１００ｃによれば、シート面検査用光学系１００ｂと比較して、支持部の構成が簡略化されるという利点がある。
【００６４】
以上のように、本実施の形態に係るシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法によっても、シート面の形状異常の検出精度を向上させるシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法を提供することができる、という効果を奏する。
【００６５】
なお、上記各実施の形態では、本発明に係るシート面検査用光学系、シート面検査装置およびシート面検査方法を、口金に形成されたシート面の検査に用いる形態を例示して説明したが、これに限られず、特に微細な形状異常の有無、種類等について検査が要求されるシート面一般に用いる形態としてもよい。たとえば、口金に螺合するフレアナットに形成されたシート面に対しても適用することが可能である。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、シート面の円周面に亘って浅角照明を施す形態を例示して説明したが、これに限られず、シート面が裁頭円錐状ではない栽頭状に形成されている場合には、シート面の形状に応じた周面に亘って浅角照明を施す形態とすればよい。
【符号の説明】
【００６７】
１        シート面検査装置
２        解析部
１０      口金
１２      ソケット部
１４      ニップル部
１６      ねじ部
１８      頭部
２０      口金管
２６      中空部
３０      ホース
４０      光源
４２      カメラ
４２ａ    レンズ
４４      導光ファイバ
４４ａ    ミラー一体型ファイバ
４６      平面ミラー
４８ａ、４８ｂ  支持部
５０      円錐ミラー
５２      透明板
５４      支柱
６０      ブレーキホース
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ  シート面検査用光学系
Ｌ        浅角照明光
Ｍ        ミラー
ＰＦ      先端部
ＰＳ      頂部
Ｓ        シート面
Ｖ        視野
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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