(57)【要約】【課題】検査対象物に柄や模様がある場合にも、物体の反射光から円筒状対象物の変形を光学的に検査できるようにする。【解決手段】座屈検査装置は、ライン状の照明光を発生する複数の異なる色の光源と、前記の複数の光源から発生された光の物体からの反射光を撮像する複数台の撮像装置とからなる。前記の複数の光源と前記の複数台の撮像装置の１組が、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に、各光源の照射光による同じ円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ複数台の撮像装置により同時に撮影される位置に、配置される。【選択図】図２
2004085204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、
円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置とからなり、
前記の複数の光源と前記の複数台のカラー撮像装置の１組は、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に配置され、かつ、各光源と各カラー撮像装置は、１つの光源による同じ円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置される
座屈検査装置。
【請求項２】
前記の１組の複数の光源と複数台のカラー撮像装置が、円筒状物体の搬送方向にそって両側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載された座屈検査装置。
【請求項３】
さらに、前記のカラー撮像装置から受け取った画像データを処理して前記の円筒状物体の変形の検出を可能にする画像処理装置を備えることを特徴とする請求項１または２に記載された座屈検査装置。
【請求項４】
ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、第１の所定位置にある円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置との１組を、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に、かつ、各光源と各カラー撮像装置を、１つの光源による同じ円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置し、搬送されてくる円筒状物体が前記の第１の所定位置に達したときに、その円筒状物体からの鏡面反射光を前記の複数台の撮像装置により撮影する
座屈検査方法。
【請求項５】
さらに、前記の第１の所定位置の下流側の第２の所定位置にある円筒状物体について、ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置との他の１組を、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に、各光源により照射されたその円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置し、
前記の第１の所定位置からさらに搬送されていく前記の円筒状物体を回転し、回転された円筒状物体が前記の第２の所定位置に達したときに、その円筒状物体からの鏡面反射光を前記の複数台の撮像装置により撮影する
請求項４に記載された座屈検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査対象物の変形の光学的検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から円筒状の検査対象物に光を照射してその変形（たとえば座屈）を検出する様々な手法が知られている。たとえばレーザー光線などを対象物に照射し、対象物からの反射光が正常であるか異常であるかにより、対象物が変形しているか否かを判断する。たとえば、図１に示すように、非常に指向性が強い光（スリット状レーザー光）を対象物に照射し、対象物からの反射光をカメラで撮像する。画像処理方式としては、種々の方式が採用されている。撮影した画像において、たとえば正常ならば直線的な画像が観察されるべき場合に、折れ線、曲線などが観察されると、対象物が変形していると判断できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この光学的検査システムにおいて、カメラで撮像されるのは、検査対象物から反射された拡散反射光である。拡散反射光は、物体の色成分を多く含む光であるため、対象物に柄や模様がない場合は良好な結果が得られる。しかし、対象物に色柄がある場合、色柄の影響を強く受け、検査が困難になる。たとえば、直線的な画像が観察されるべき場合に、正常であるにもかかわらず、間欠的な線が観察されたりする。
【０００４】
この発明の目的は、検査対象物に柄や模様がある場合にも、物体の反射光から円筒状対象物の変形を光学的に検査できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る座屈検査装置は、ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置とからなる。前記の複数の光源と前記の複数台のカラー撮像装置の１組は、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に配置され、かつ、各光源と各カラー撮像装置は、１つの光源による同じ円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置される。
【０００６】
前記の座屈検査装置において、たとえば、前記の１組の複数の光源と複数台のカラー撮像装置が、円筒状物体の搬送方向の両側にそれぞれ配置できる。また、円筒状物体の搬送方向にそって、前記の複数の光源と複数台の撮像装置を１組として、複数組が配置できる。
【０００７】
前記の座屈検査装置において、好ましくは、さらに、撮像装置から受け取った画像データを処理して円筒状物体の変形の検出を可能にする画像処理装置を備える。
【０００８】
本発明に係る座屈検査方法では、ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、第１の所定位置にある円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置との１組を、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に、かつ、各光源と各カラー撮像装置を、１つの光源による同じ円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置する。次に、搬送されてくる円筒状物体が前記の第１の所定位置に達したときに、その円筒状物体からの鏡面反射光を前記の複数台の撮像装置により撮影する。
【０００９】
前記の座屈検査方法において、さらに、前記の第１の所定位置の下流側の第２の所定位置にある円筒状物体について、ライン状の照明光を円筒状物体に照射する複数の異なる色の光源と、円筒状物体からの反射光を撮像する複数台のカラー撮像装置との他の１組を、円筒状物体の搬送方向に対して一方の側に、各光源により照射されたその円筒状物体からの複数の鏡面反射光がそれぞれ前記の複数台のカラー撮像装置により撮影される位置に設置する。そして、前記の第１の所定位置からさらに搬送されていく前記の円筒状物体を回転し、回転された円筒状物体が前記の第２の所定位置に達したときに、その円筒状物体からの鏡面反射光を前記の複数台の撮像装置により撮影する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して発明の実施の形態を説明する。
この発明の座屈検査装置では、円筒状の検査対象物に光を照射し、その鏡面反射光をカメラで撮像して、対象物の変形を検査する。図２は、発明の１つの実施の形態の座屈検査装置を図式的に示す。このシステムでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各２個のカラー光源１０ｒ、１０ｇ、１０ｂから異なる色のライン状の拡散照明光を、円筒状の検査対象物１２に照射する。光源１０としては、ライン状の蛍光灯、ＬＥＤ、光ファイバなどを用いる。検査対象物１２はコンベアベルト１４の上を搬送されてくる。図２に示す光学系はコンベアベルト１４の搬送方向の一方の側に設置される。カラー光源１０により対象物１２を拡散照明光で照射すると、照明光は対象物１２から多方向に反射される。反射光は、鏡面反射光と拡散反射光からなる。光源１０、カメラ１８および検査対象物１２との幾何学的位置関係で定まる光路を進む鏡面反射光のみが反射ミラー１６で反射されてカメラ１８に入射する。２台のカメラ１８からの画像データは画像処理装置２０に読み込まれる。画像処理装置２０は、コンピュータであり、公知の画像分析手法で入力画像をもとに検査を行う。ここでは、画像処理装置２０については詳細な説明は省略する。カメラ１８で撮像した画像は、対象物１２からの鏡面反射光による画像であり、鏡面反射光は光源１０の光そのものであるので、対象物１２自体の色（物体の表面に形成した色柄など）の影響を受けにくい。したがって、対象物１２が色柄印刷物であっても原理的に有効に変形を検出できる。
【００１１】
対象物２４の表面形状の広い範囲を検査するため、多数（この例では６個）のカラー光源１０で対象物１２を照射し、検査対象物１２からの鏡面反射光を搬送方向の上流側と下流側に設置した反射ミラー１６で反射し、２台のカラーカメラ１８で撮像する。複数の光源１０と２台のカラーカメラ１８は、光源１０、カメラ１８および検査対象物１２との幾何学的位置関係で定まる光路を進む鏡面反射光が各カメラ１８に同時に入射する位置に設置される。カラー光源１０は、同じ照明光の光源が隣接しないように配置する。各光源１０からの拡散照明光による２つの鏡面反射光が対象物１２の表面上の異なる位置から反射して２台のカメラ１８に入射する。この例では、２台のカメラ１８と物体１２のなす角度は１２０°とし、幾何学的計算により６個の光源１０の位置を決定している。しかし、カメラのなす角度や光源の数はこれには限定されない。また、カメラの台数（したがって反射ミラーの数）も２台には限られない。
【００１２】
図３では、１台のカラーカメラ１８の映像を模式的に示す。この映像では、異なる色の光源１０からライン状の鏡面反射光（輝線）が、照明光の色に対応して赤、緑、青の順番に並んでいる。この輝線がライン状でなければ変形が生じたと判断できる。
【００１３】
図４に示すように、実際には、図２に示した１組の光学系が、検査対象物１２を挟んで、コンベアベルトの両側にそれぞれ設置される。これにより、検査対象物１２の外形の広い範囲を検査できる。対象物１２は、コンベアベルト１４の上を両側のガイド１５の間で搬送されていくが、ガイド１５は、照明光と鏡面反射光を妨げる位置には設置されない。対象物２４が、コンベア上を移動していくと、光源１０、対象物１２およびカラーカメラ１８の幾何学的位置関係によりカラーカメラに鏡面反射光が入射する第１の撮像位置に達する。ここで、４台のカメラ１８は、第１の撮像位置で、鏡面反射光を撮像する。画像処理装置２０は、４台のカメラ１８からの画像データをそれぞれ読み込む。
【００１４】
対象物がコンベアベルト１４の上をさらに搬送されると、回転機構２２により回転される。この例では、回転機構２２は、検査対象物１２が接触する接触板である。これに接触することにより約９０°回転される。さらに、対象物２４が、コンベア上を移動していくと、光源１０、対象物１２およびカラーカメラ１８の幾何学的位置関係によりカラーカメラに鏡面反射光が入射する第２の撮像位置に達する。第２の撮像位置の両側にも、図２で示した１組の光学系が設置されていて、同様に鏡面反射光が撮像される。こうして、検査対象物を回転して複数回撮像することにより、検査対象物１２の外形状の全周を撮影でき、その外形を検査できる。
【００１５】
【発明の効果】
鏡面反射光を撮像するので、円筒状の物体自体の色成分の影響を受けずに検査ができる。また、色の異なる複数のカラー光源を用いるので、鏡面反射光とともに撮影される拡散反射光の影響を小さくできる。
さらに、撮像装置に画像処理装置を接続することにより、画像データを処理して物体の変形を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】拡散反射光を用いた座屈検査装置の図
【図２】鏡面反射光を用いた座屈検査装置の図
【図３】カメラの映像を模式的に示す図
【図４】鏡面反射光を用いた別の座屈検査装置の図
【符号の説明】
１０ｒ、１０ｇ、１０ｂ　ライン状の赤、緑、青のカラー光源、　　１２　検査対象物、　　１４　コンベアベルト、　　１６　反射ミラー、　　１８　カラーカメラ、　　２０　画像処理装置。
【図１】
2004085204.tif 000003
【図２】
2004085204.tif 000004
【図３】
2004085204.tif 000005
【図４】
2004085204.tif 000006