(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するストリップコイルに対してストロボ紫外線光を照射する紫外線照射手段と、
上記紫外線照射手段によってストロボ紫外線光が照射されたストリップコイルを撮像するストリップコイル撮像手段と、
上記紫外線照射手段及び上記ストリップコイル撮像手段の動作を制御して、上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における第１のストリップコイル画像、及びストロボ紫外線光が照射されていない状態における第２のストリップコイル画像を生成するストリップコイル画像生成手段と、
上記第１のストリップコイル画像と、上記第２のストリップコイル画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、
上記差分画像生成手段によって生成された差分画像と、上記ストリップコイル画像の画面内の位置毎に求めた較正データであって、上記紫外線照射手段によるストロボ紫外線光の照射方向と上記ストリップコイルの走行方向とが平行であるときの蛍光レベルと塗油量との関係を示す較正データと、に基づいて、上記ストリップコイルの塗油量を検出する塗油量分布検出手段とを具備し、
上記紫外線照射手段によるストロボ紫外線光の照射方向を上記ストリップコイルの走行方向と平行とするとともに、上記ストリップコイルに対するストロボ紫外線光の入射角度を４５°以上とし、かつ上記ストリップコイル撮像手段の撮像方向を上記ストリップコイルに対してほぼ垂直な方向としたことを特徴とする塗油量分布測定装置。
【請求項２】
上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における塗油前のストリップコイルの表面画像を撮像して生成する補正用表面画像生成手段と、
上記補正用表面画像生成手段によって生成した塗油前のストリップコイルの表面画像データを用いて、上記差分画像生成手段によって生成されたストリップコイルの差分画像を補正する差分画像補正手段とを有し、
上記差分画像補正手段によって補正された差分画像から、上記ストリップコイルの塗油量を検出することを特徴とする請求項１に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項３】
上記差分画像補正手段は、上記補正用表面画像生成手段によって生成した塗油前のストリップコイルの輝度データの逆数と、ストリップコイルの種類によって定まる輝度の基準値とを、上記差分画像の輝度に乗じて補正することを特徴とする請求項２に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項４】
上記差分画像生成手段によって生成された差分画像と、上記補正用表面画像生成手段によって生成された補正用表面画像とを圧縮する画像圧縮手段を有し、
上記画像圧縮手段によって圧縮された画像を用いて、上記差分画像補正手段により差分画像を補正することを特徴とする請求項２または３に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項５】
上記補正用表面画像生成手段は、上記ストリップコイルの塗油前における輝度データをオンラインまたはオフラインの何れか一方、または両方で取得して保持していることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項６】
上記差分画像に含まれるノイズを除去して、上記ストリップコイルに塗布された油面から発せられる微弱な蛍光画像のＳＮ比の改善を行うノイズ除去手段を有し、
上記ノイズ除去手段が上記ＳＮ比の改善を行った後に、上記較正データに基づいて上記ストリップコイルの幅方向の塗油量分布検出を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項７】
上記ストリップコイルの撮像領域、紫外線照射手段及びストリップコイル撮像手段を被覆する撮像雰囲気被覆手段を有し、
上記ストリップコイルの撮像領域に入る外光を上記撮像雰囲気被覆手段により遮断してストリップコイルを撮像するようにしたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項８】
上記撮像雰囲気被覆手段の内面に可視光線を吸収する可視光線吸収手段を貼設したことを特徴とする請求項７に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項９】
上記紫外線照射手段によって照射されたストロボ紫外線光が上記ストリップコイルに当たって反射する反射光の光路上に、上記ストロボ紫外線光を上記光路方向に反射させる紫外線光反射手段を設けたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項１０】
上記紫外線照射手段の前面に、紫外線光以外の光線をカットする紫外線光透過手段を配置したことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の塗油量分布測定装置。
【請求項１１】
走行するストリップコイルに対してストロボ紫外線光を照射する紫外線照射処理と、
上記紫外線照射処理によってストロボ紫外線光が照射されたストリップコイルを撮像するストリップコイル撮像処理と、
上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における第１のストリップコイル画像、及びストロボ紫外線光が照射されていない状態における第２のストリップコイル画像を生成するストリップコイル画像生成処理と、
上記第１のストリップコイル画像と、上記第２のストリップコイル画像との差分画像を生成する差分画像生成処理と、
上記差分画像生成処理によって生成された差分画像と、上記ストリップコイル画像の画面内の位置毎に求めた較正データであって、上記紫外線照射手段によるストロボ紫外線光の照射方向と上記ストリップコイルの走行方向とが平行であるときの蛍光レベルと塗油量との関係を示す較正データと、に基づいて、上記ストリップコイルの塗油量を検出する塗油量分布検出処理とを行い、
上記紫外線照射処理によるストロボ紫外線光の照射方向を上記ストリップコイルの走行方向と平行とするとともに、上記ストリップコイルに対するストロボ紫外線光の入射角度を４５°以上とし、かつ上記ストリップコイルの撮像方向を上記ストリップコイルに対してほぼ垂直な方向としたことを特徴とする塗油量分布測定方法。
【請求項１２】
上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における塗油前のストリップコイルの表面画像を撮像して生成する補正用表面画像生成処理と、
上記補正用表面画像生成処理によって生成した塗油前のストリップコイルの表面画像データを用いて、上記差分画像生成処理によって生成されたストリップコイルの差分画像を補正する差分画像補正処理とを行い、
上記差分画像補正処理によって補正された差分画像から、上記ストリップコイルの塗油量を検出することを特徴とする請求項１１に記載の塗油量分布測定方法。
【請求項１３】
上記差分画像補正処理は、上記補正用表面画像生成処理によって生成した塗油前のストリップコイルの輝度データの逆数と、ストリップコイルの種類によって定まる輝度の基準値とを、上記差分画像の輝度に乗じて補正することを特徴とする請求項１２に記載の塗油量分布測定方法。
【請求項１４】
上記差分画像生成処理によって生成された差分画像と、上記補正用表面画像生成処理によって生成された補正用表面画像とを圧縮する画像圧縮処理を行い、
上記画像圧縮処理によって圧縮された画像を用いて、上記差分画像補正処理により差分画像を補正することを特徴とする請求項１２または１３に記載の塗油量分布測定方法。
【請求項１５】
上記補正用表面画像生成処理は、上記ストリップコイルの塗油前における輝度データをオンラインまたはオフラインの何れか一方、または両方で取得して保持していることを特徴とする請求項１２〜１４の何れか１項に記載の塗油量分布測定方法。
【請求項１６】
上記差分画像に含まれるノイズを除去して、上記ストリップコイルに塗布された油面から発せられる微弱な蛍光画像のＳＮ比の改善を行うノイズ除去処理を行い、
上記ノイズ除去処理により上記ＳＮ比の改善を行った後に、上記較正データに基づいて上記ストリップコイルの幅方向の塗油量分布検出を行うことを特徴とする請求項１１〜１５の何れか１項に記載の塗油量分布測定方法。
【請求項１７】
上記ストリップコイルの撮像領域と、上記ストリップコイルに対してストロボ紫外線光を照射する紫外線照射手段と、上記ストロボ紫外線光が照射されたストリップコイルを撮像するストリップコイル撮像手段とを撮像雰囲気被覆手段により被覆して、上記ストリップコイルの撮像領域に入る外光を遮断するようにしたことを特徴とする請求項１１〜１６の何れか１項に記載の塗油量分布測定方法。
【請求項１８】
上記紫外線照射処理によって照射されたストロボ紫外線光が上記ストリップコイルに当たって反射する反射光の光路上に紫外線光反射手段を設け、上記ストロボ紫外線光を上記光路方向に反射させるようにしたことを特徴とする請求項１１〜１７の何れか１項に記載の塗油量分布測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗油量分布測定装置及び塗油量分布測定方法に係わり、特に、製鉄業における冷間圧延工程や表面処理工程におけるオンライン品質管理、及び塗油量制御を行うために用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ストリップコイルの表面には、防錆や潤滑を目的として油が塗布されている。鉄鋼業における冷間圧延工程や表面処理工程を例に説明すると、冷間圧延工程や表面処理工程を経て製造された冷延鋼板や各種めっき材などのストリップコイルの表面に油を塗布するようにしている。
【０００３】
上記ストリップコイルに対する塗油方法は、通常、静電塗油装置を用いた連続的な塗油方法が一般的である。しかし、例えば防錆油の塗布量が不足したり塗油むらが生じたりすると防錆効果の低下を招き、また逆に過塗油の場合は防錆油の原単位が高くなって不利であるとともに、次工程でのスリップや脱脂が必要なラインでの脱脂不良等が発生するという問題が生じる。
【０００４】
また、近年はストリップコイルの需要家において、深絞りプレス加工を行うことが多くなっており、加工性に大きな影響を及ぼす潤滑の管理が重要視されるようになってきているため、製造工程において塗油量管理を厳密に行うことが益々要求されている。
【０００５】
従来行われている塗油量の管理は、例えば精密天秤による重量測定法などのサンプリングによるオフラインバッチ重量法による測定が主流である。また、最近では、例えば特開平７−２４３９７０号公報にて提案されているように、油が塗布された金属材料表面に特定波長の励起光を照射し、その照射によって生じる蛍光を含む反射光のスペクトル分布から金属材料表面の油の塗布量を測定する方法が知られている。
【０００６】
上記公報にて提案されている方法は、金属材料表面からの蛍光を含む反射光を集光し、集光された光のうち励起波長成分と蛍光波長成分に分光する。そして、示威分光された励起波長成分と蛍光波長成分とから、励起波長強度と蛍光波長強度とをそれぞれ測定する。次いで、上記測定した励起波長強度及び蛍光波長強度と、予め測定された油の蛍光効率とから塗油量を算出するようにしている。
【０００７】
また、特開平９―１１３２３１号公報には、水銀灯に可視光カットフィルターを適用してストロボ紫外線光源とするとともに、半球状の鏡面遮蔽体の中に設置している。これにより、上記ストロボ紫外線光の利用効率を高め、光源への供給電力を小さくすることにより、安価に構成可能な簡単な装置で、極軽塗油域でも測定を行う方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来法には共通の問題点があった。すなわち、オフラインバッチ重量法では、測定点は全コイル中の一点、または数点に限定されていた。
【０００９】
したがって、上記特開平７−２４３９７０号公報または特開平９―１１３２３１号公報に提案されている方法を用いた場合、ストリップコイル中の線または条の領域を検査することしかできなかった。
【００１０】
これでは、塗油装置の不調による幅方向の不均一を検出すること、或いは点状の無塗油領域を検出して、全体的な品質保証を高度に行うことができず、厳格化する需要家の要求に応えられない問題があった。
【００１１】
また、ストリップコイル表面に存在している汚れや模様等、ストリップコイルの表面状態に左右されない塗油量の測定技術の確立が望まれていた。すなわち、ストリップコイルには「地合（ｔｅｘｔｕｒｅ）」と呼ばれている「汚れ」や「模様」等が存在している場合がある。
【００１２】
上記「汚れ」や「模様」等が存在していると、ストリップコイル表面を照射して得られる反射光の輝度が大きく変動してしまう。このため、塗油量に応じて得られると仮定して蛍光の量を計測しても、上記の原因により塗油量に変化があって輝度が変化したのか、ストリップコイルの「地合」の影響により輝度が変化したのか区別がつかない問題があった。
【００１３】
また、ストリップコイルの表面画像における各画素の輝度にもばらつきが有るので、任意に選んだ１点の輝度を代表値とすると、その部分がたまたま明るかったり、或いは暗かったりした場合には、そのストリップコイルの塗油量を正確に測定することができない問題があった。この問題点を解決するためには、輝度を測定する範囲を広くすればよい。しかし、そのようにすると計算の負荷が大幅に増大してしまうので、計算装置が大掛かりになってしまう問題があった。
【００１４】
本発明は上述の問題点にかんがみ、ストリップコイルの表面に塗布されている油の量を高精度に制御できるようにするとともに、ストリップコイルの品質を高度に保証できるようにすることを第１の目的とする。
【００１５】
また、ストリップコイルの「汚れ」や「模様」による誤差を除去して塗油量測定を正確に行うことができるようにすることを第２の目的とする。
【００１６】
さらに、ストリップコイルの表面画像における各画素の輝度のばらつきによる影響を、計算負荷を大幅に増大させることなく除去できるようにすることを第３の目的とする。
【００１７】
さらに、ストリップコイルの種類に特有の輝度特徴による誤差を除去して塗油量測定を正確に行うことができるようにすることを第４の目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗油量分布測定装置は、走行するストリップコイルに対してストロボ紫外線光を照射する紫外線照射手段と、上記紫外線照射手段によってストロボ紫外線光が照射されたストリップコイルを撮像するストリップコイル撮像手段と、上記紫外線照射手段及び上記ストリップコイル撮像手段の動作を制御して、上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における第１のストリップコイル画像、及びストロボ紫外線光が照射されていない状態における第２のストリップコイル画像を生成するストリップコイル画像生成手段と、上記第１のストリップコイル画像と、上記第２のストリップコイル画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、上記差分画像生成手段によって生成された差分画像と、上記ストリップコイル画像の画面内の位置毎に求めた較正データであって、上記紫外線照射手段によるストロボ紫外線光の照射方向と上記ストリップコイルの走行方向とが平行であるときの蛍光レベルと塗油量との関係を示す較正データと、に基づいて、上記ストリップコイルの塗油量を検出する塗油量分布検出手段とを具備し、上記紫外線照射手段によるストロボ紫外線光の照射方向を上記ストリップコイルの走行方向と平行とするとともに、上記ストリップコイルに対するストロボ紫外線光の入射角度を４５°以上とし、かつ上記ストリップコイル撮像手段の撮像方向を上記ストリップコイルに対してほぼ垂直な方向としたことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における塗油前のストリップコイルの表面画像を撮像して生成する補正用表面画像生成手段と、上記補正用表面画像生成手段によって生成した塗油前のストリップコイルの表面画像データを用いて、上記差分画像生成手段によって生成されたストリップコイルの差分画像を補正する差分画像補正手段とを有し、上記差分画像補正手段によって補正された差分画像から、上記ストリップコイルの塗油量を検出することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記差分画像補正手段は、上記補正用表面画像生成手段によって生成した塗油前のストリップコイルの輝度データの逆数と、ストリップコイルの種類によって定まる輝度の基準値とを、上記差分画像の輝度に乗じて補正することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記差分画像生成手段によって生成された差分画像と、上記補正用表面画像生成手段によって生成された補正用表面画像とを圧縮する画像圧縮手段を有し、上記画像圧縮手段によって圧縮された画像を用いて、上記差分画像補正手段により差分画像を補正することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記補正用表面画像生成手段は、上記ストリップコイルの塗油前における輝度データをオンラインまたはオフラインの何れか一方、または両方で取得して保持していることを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記差分画像に含まれるノイズを除去して、上記ストリップコイルに塗布された油面から発せられる微弱な蛍光画像のＳＮ比の改善を行うノイズ除去手段を有し、上記ノイズ除去手段が上記ＳＮ比の改善を行った後に、上記較正データに基づいて上記ストリップコイルの幅方向の塗油量分布検出を行うことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記ストリップコイルの撮像領域、紫外線照射手段及びストリップコイル撮像手段を被覆する撮像雰囲気被覆手段を有し、上記ストリップコイルの撮像領域に入る外光を上記撮像雰囲気被覆手段により遮断してストリップコイルを撮像するようにしたことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記撮像雰囲気被覆手段の内面に可視光線を吸収する可視光線吸収手段を貼設したことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記紫外線照射手段によって照射されたストロボ紫外線光が上記ストリップコイルに当たって反射する反射光の光路上に、上記ストロボ紫外線光を上記光路方向に反射させる紫外線光反射手段を設けたことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記紫外線照射手段の前面に、紫外線光以外の光線をカットする紫外線光透過手段を配置したことを特徴としている。
【００１９】
本発明の塗油量分布測定方法は、走行するストリップコイルに対してストロボ紫外線光を照射する紫外線照射処理と、上記紫外線照射処理によってストロボ紫外線光が照射されたストリップコイルを撮像するストリップコイル撮像処理と、上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における第１のストリップコイル画像、及びストロボ紫外線光が照射されていない状態における第２のストリップコイル画像を生成するストリップコイル画像生成処理と、上記第１のストリップコイル画像と、上記第２のストリップコイル画像との差分画像を生成する差分画像生成処理と、上記差分画像生成処理によって生成された差分画像と、上記ストリップコイル画像の画面内の位置毎に求めた較正データであって、上記紫外線照射手段によるストロボ紫外線光の照射方向と上記ストリップコイルの走行方向とが平行であるときの蛍光レベルと塗油量との関係を示す較正データと、に基づいて、上記ストリップコイルの塗油量を検出する塗油量分布検出処理とを行い、上記紫外線照射処理によるストロボ紫外線光の照射方向を上記ストリップコイルの走行方向と平行とするとともに、上記ストリップコイルに対するストロボ紫外線光の入射角度を４５°以上とし、かつ上記ストリップコイルの撮像方向を上記ストリップコイルに対してほぼ垂直な方向としたことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における塗油前のストリップコイルの表面画像を撮像して生成する補正用表面画像生成処理と、上記補正用表面画像生成処理によって生成した塗油前のストリップコイルの表面画像データを用いて、上記差分画像生成処理によって生成されたストリップコイルの差分画像を補正する差分画像補正処理とを行い、上記差分画像補正処理によって補正された差分画像から、上記ストリップコイルの塗油量を検出することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記差分画像補正処理は、上記補正用表面画像生成処理によって生成した塗油前のストリップコイルの輝度データの逆数と、ストリップコイルの種類によって定まる輝度の基準値とを、上記差分画像の輝度に乗じて補正することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記差分画像生成処理によって生成された差分画像と、上記補正用表面画像生成処理によって生成された補正用表面画像とを圧縮する画像圧縮処理を行い、上記画像圧縮処理によって圧縮された画像を用いて、上記差分画像補正処理により差分画像を補正することを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記補正用表面画像生成処理は、上記ストリップコイルの塗油前における輝度データをオンラインまたはオフラインの何れか一方、または両方で取得して保持していることを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記差分画像に含まれるノイズを除去して、上記ストリップコイルに塗布された油面から発せられる微弱な蛍光画像のＳＮ比の改善を行うノイズ除去処理を行い、上記ノイズ除去処理により上記ＳＮ比の改善を行った後に、上記較正データに基づいて上記ストリップコイルの幅方向の塗油量分布検出を行うことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記ストリップコイルの撮像領域と、上記ストリップコイルに対してストロボ紫外線光を照射する紫外線照射手段と、上記ストロボ紫外線光が照射されたストリップコイルを撮像するストリップコイル撮像手段とを撮像雰囲気被覆手段により被覆して、上記ストリップコイルの撮像領域に入る外光を遮断するようにしたことを特徴としている。
また、本発明のその他の特徴とするところは、上記紫外線照射処理によって照射されたストロボ紫外線光が上記ストリップコイルに当たって反射する反射光の光路上に紫外線光反射手段を設け、上記ストロボ紫外線光を上記光路方向に反射させるようにしたことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明の塗油量分布測定装置及び塗油量分布測定方法の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る塗油量分布測定装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態の塗油量分布測定装置は、紫外線照射手段２、ストリップコイル撮像手段３、ストリップコイル画像生成手段４、差分画像生成手段５、塗油量分布検出手段６、ノイズ除去手段７を有している。
【００２１】
上記紫外線照射手段２は、図示しない走行機構によって走行するストリップコイル１に対して紫外線光１０を照射するためのものである。本実施の形態においては、上記紫外線照射手段２による紫外線光１０の照射方向を上記ストリップコイル１の走行方向と平行としている。また、上記ストリップコイル１に対する紫外線光１０の入射角度αを４５°以上としている。
【００２２】
ストリップコイル撮像手段３は、上記紫外線照射手段２によって紫外線光１０が照射されたストリップコイル１を撮像するものであり、本実施の形態においては、図２及び図３に示すように、上記ストリップコイル１の真上から撮像するようにしている。なお、図２中の矢印２１、及び図３中の矢印３１はストリップコイル１の走行方向を示している。
【００２３】
ストリップコイル画像生成手段４は、上記紫外線照射手段２及び上記ストリップコイル撮像手段３の動作を制御して、上記紫外線光１０が照射されている状態における第１のストリップコイル画像、及び紫外線光１０が照射されていない状態における第２のストリップコイル画像が上記ストリップコイル撮像手段３から出力されるように動作制御するものである。
【００２４】
差分画像生成手段５は、上記ストリップコイル撮像手段３から出力される第１のストリップコイル画像と、上記第２のストリップコイル画像との差分画像を生成する。
【００２５】
塗油量分布検出手段６は、上記差分画像生成手段５によって生成された差分画像と、上記ストリップコイル画像の領域毎に求めた較正データとに基づいて、上記ストリップコイル１の油１００の塗布量を検出する。
【００２６】
ノイズ除去手段７は、差分画像生成手段５から出力される差分画像に含まれるノイズを除去するためのものであり、本実施の形態においては、上記差分画像を加算積分することによってノイズ除去を行い、上記ストリップコイル１の表面に薄く塗布された油１００の表面から発する微弱な蛍光画像のＳＮ比を改善するようにしている。
【００２７】
次に、本実施の形態の塗油量分布測定装置を具体的に説明する。
高速走行するストリップコイル１において、微量な油膜分布を測定するための第１の条件は、強力な紫外線をストリップコイル１に照射することである。また、第２の条件は、外光に比べて微弱な蛍光画像のＳ／Ｎ比を改善することである。
【００２８】
上記第１の条件を満足させるために、本実施の形態においては、紫外線照射手段２を構成する紫外線照射ストロボ２から紫外線光１０を照明することにより、強い蛍光を発生させる。そして、これを高感度なストリップコイル撮像手段３で撮像して画像化するようにしている。
【００２９】
また、上記第２の条件を満足させるために、本実施の形態においては装置全体を暗室化するようにしている。すなわち、図３に示すように、撮像雰囲気被覆手段８により、紫外線照射ストロボ２及びストリップコイル撮像手段３を被覆している。
【００３０】
本実施の形態のように、撮像対象が高速走行するストリップコイル１の場合、撮像雰囲気被覆手段８におけるストリップコイル１の出入り口を完全に遮光することは困難であり、図３中において、矢印で示したように外光３２が漏れ込んでいる。
【００３１】
そこで、上記外光３２が若干漏れ込んでも、大きな影響を受けないようにするために、上記撮像雰囲気被覆手段８の内面に可視光線を吸収する可視光線吸収部材１２を貼設して、撮像雰囲気被覆手段８の内部に漏れ込んだ可視光線をできるだけ減衰させて、撮像に悪影響が出ないようにしている。
【００３２】
更に、上記ストリップコイル撮像手段３として、電子シャッター付きの超高感度ＣＣＤカメラを配置している。そして、電子シャッターの開いている期間と紫外線光１０の発光期間とを一致させて、ストリップコイル１の油１００の塗布面に強力な紫外線光１０を照射して、油１００中より発生する蛍光を撮像して第１の画像を得る場合と、上記紫外線光１０を発光させないで状態で第２の撮像画像を得る場合とを交互に繰り返すようにしている。
【００３３】
そして、差分画像生成手段５により、上記第１の画像と第２の画像との差分画像を生成することにより、外光３２の影響を排除するようにしている。ここで、上記ストロボ２の発光時間は２０μｓｅｃ程度であり、通常のＣＣＤカメラのフレーム時間は３３ｍｓｅｃであるから、シャッター無しの場合と比べて、外光３２の影響は１６００分の１以下に低減することができる。また、上述したように、更に差分を取ることで、外光３２の影響をほぼ完全に除去できるようにしている。
【００３４】
他の工夫として、広い面積に渡って紫外線光１０を完全に均一に照射することは不可能であることから、本実施の形態においては、各位置における紫外線照射ストロボ２の強度と、それによって誘起される蛍光強度とを同時に求めるようにしている。
【００３５】
また、一般的に、棒状拡散光源からストリップコイル１上に広範囲に投射された光エネルギーの中で、１次元ＣＣＤカメラに入射する面積割合は、極一部である。これを避けるために、光学系により光線を線状に収束して投射すれば、この問題はある程度緩和する。しかし、ストリップコイル１の形状が悪かったり、走行に伴って振動したりすると、照明された部分がストリップコイル撮像手段３の視野から外れることがある。
【００３６】
これに対し、図３に示したように、撮像雰囲気被覆手段８により撮像雰囲気を被覆すれば、広い範囲に渡って分散投射されて油１００の表面で反射した光を、そのまま２次元カメラであるストリップコイル撮像手段３により撮像することができるため、光エネルギーの利用効率を高くすることができる。
【００３７】
図４に、照明が平行時の蛍光特性の一例を示す。図４において、横軸が塗布油量を示し、縦軸が蛍光レベルを示している。特性曲線４１に示すように、油膜厚みに比例した蛍光が得られる。この特性曲線は、油種、鋼種及び画面内の位置毎に求めておく必要がある。
【００３８】
上述したように、本実施の形態の塗油量分布測定装置によれば、ストリップコイル１に塗布された微量な油１００の分布を測定することができるので、ブリキ等の食缶用鋼材に塗布される油１００のように、ベンゼン環を含まない油種が使われていることにより、蛍光発光効率が低く、且つ塗油厚みが極めて薄いために、極めて微弱な蛍光しか出ない場合にも良好に使用することができる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
次に、図５及び図６を参照しながら本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
図５及び図６に示したように、本実施の形態においては、上記紫外線照射ストロボ２から照射された紫外線光１０がストリップコイル１の油１００の表面に当たった反射光の光路上に紫外線光反射手段９を配置している。
【００４１】
これにより、上記油１００に当たって反射した紫外線光１０を上記油１００光路方向に反射させて、紫外線の利用効率を向上させるようにしている。上記紫外線光反射手段９として、本実施の形態においては、紫外線のみを反射させるコーティングを施したミラーを用いている。
【００４２】
また、上記紫外線照射ストロボ２の前面に、紫外線光以外の光線をカットする紫外線光透過フィルター１３を配置して、赤色〜近赤外領域に存在する有害な漏れ光を強力に抑制するようにしている。上記紫外線光透過フィルター１３を配置する場合、その特性に応じて複数枚を配置するのが望ましい。
【００４３】
（第３の実施の形態）
次に、図７〜図１２を参照しながら本発明の第３の実施の形態を説明する。
この第３の実施の形態において、上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４４】
図７は、本実施の形態の塗油量分布測定装置のブロック図である。図７に示すように、本実施の形態の塗油量分布測定装置は、紫外線照射手段２、ストリップコイル撮像手段３、ストリップコイル画像生成手段４、差分画像生成手段５、塗油量分布測定手段６、ノイズ除去手段７、紫外線光反射手段９、補正用表面画像生成手段１４、補正用表面画像圧縮手段１５、画像データ圧縮手段１６、差分画像補正手段１７を有している。
【００４５】
補正用表面画像生成手段１４は、塗油前のストリップコイル１に紫外線光１０を照射した場合のストリップコイル画像を撮像して、ストリップコイル１の種類毎に生成する。
【００４６】
この塗油前におけるストリップコイル１の補正用の表面画像生成は、製造ラインにある塗油前のストリップコイル１の一部を撮像することによって生成する。そして、上記ノイズ除去手段７における処理と同様に、ノイズを除去するようにするのが望ましい。
【００４７】
なお、塗油前におけるストリップコイル１の補正用の表面画像を予め生成して保持しておくようにすれば、塗油前のストリップコイル１を撮像する装置を製造ラインに配設する必要がなくなり、製造ラインの設備を簡略化することができる。
【００４８】
補正用表面画像圧縮手段１５は、補正用表面画像生成手段１４から出力される塗油前におけるストリップコイル１の補正用表面画像を圧縮する処理を行う。
【００４９】
一方、画像データ圧縮手段１６は、ノイズ除去手段７から出力される塗油後におけるストリップコイル１の差分画像を圧縮する処理を行う。
【００５０】
差分画像補正手段１７は、補正用表面画像圧縮手段１５で圧縮された塗油前におけるストリップコイル１の補正用表面画像Ｄ２と、基準値とを用いて、画像データ圧縮手段１６で圧縮された塗油後におけるストリップコイル１の差分画像Ｄ１の補正を行う。なお、補正の具体的な方法については後述する。
【００５１】
また、上記基準値は、具体的に、例えば、ストリップコイル１の種類によって定まる基準の輝度である。
【００５２】
塗油量分布検出手段６は、差分画像補正手段１７で補正された差分画像Ｄ３と、ストリップコイル画像の領域毎に求めた較正データとに基づいて、ストリップコイル１の油１００の塗布量を検出する。
【００５３】
次に、図８〜図１０を参照しながら画像データの圧縮方法の具体例を説明する。
図８は、塗油前におけるストリップコイル１の圧縮前の差分画像の輝度の状態を示した図であり、図９は、塗油前におけるストリップコイル１の圧縮後の補正用表面画像の輝度の状態を示した図である。
【００５４】
図９に示した圧縮後における画素が示す領域は、図８に示した圧縮前における画素の８×８の領域を、１画素に圧縮したものである。
【００５５】
すなわち、補正用表面画像圧縮手段１５は、圧縮前における差分画像の８×８領域の画素をまとめて１つの大きな画素とし、上記８×８領域の各画素の輝度の平均値を、上記１つの大きな画素の輝度とする圧縮を行う。
【００５６】
一方、塗油後におけるストリップコイル１の差分画像についても同様に、画像データ圧縮手段１６により、圧縮前における画素の８×８の領域の画像を１画素に圧縮して、図１０に示すような輝度分布データを生成する。
【００５７】
このように、画像データの圧縮を行うことにより、差分画像補正手段１７における計算負荷を軽減させることができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、画像データを８×８から１×１に圧縮する場合について説明したが、これは本実施の形態を説明するための一例を示したに過ぎず、例えば、６４×６４の画素を１画素に圧縮するようにしてもよい。
【００５９】
次に、図１２のフローチャートを参照しながら、本実施の形態の塗油量分布測定装置の動作を説明する。
【００６０】
先ず、最初のステップＳ１において、補正用表面画像生成手段１４により、紫外線光を照射して塗油前におけるストリップコイル画像を撮像して表面画像のデータを採取する。
【００６１】
続いてステップＳ２において、補正用表面画像圧縮手段１５は、補正用表面画像生成手段１４によって取得した塗油前におけるストリップコイル１表面画像データにおける８×８の領域中の画素の輝度平均値を算出し、８×８の領域に存在する６４画素を１画素に圧縮する。
【００６２】
続いてステップＳ３において、ストリップコイル画像作成手段４による制御に従って、上述したように第１のストリップコイル画像及び第２のストリップコイル画像を採取する。
【００６３】
そして、これらのストリップコイル画像を、上述したように差分画像生成手段５及びノイズ除去手段７で処理し、塗油後におけるストリップコイル１の差分画像Ｄ１を生成する。
【００６４】
次に、ステップＳ４において、画像データ圧縮手段１６は、ノイズ除去手段７から出力される差分画像の８×８画素の領域中の輝度の平均値を算出し、８×８の画素を１画素に圧縮する。
【００６５】
次に、ステップＳ５において、差分画像補正手段１７により、ステップＳ２及びステップＳ４の処理で圧縮された画像データＤ１、Ｄ２と、上記基準値とを用いて、図１１に示すような差分画像の輝度データＤ３を算出する。
【００６６】
具体的に説明すると、上記差分画像の輝度データＤ３は、塗油後における差分画像の輝度Ｄ１を、塗油前における差分画像Ｄ２の輝度で割った値に、上記基準値を掛けることによって生成する。
【００６７】
例えば、図１１に示した第１行、第１列における差分画像の補正値Ｄ３（＝７３）は、図１０に示した第１行、第１列における塗油された後のストリップコイルの輝度Ｄ１（＝６８）を、図９に示した第１行、第１列における塗油前のストリップコイルの輝度Ｄ２（＝６５）で割った値に、基準値（＝７０）を掛けることによって算出される。
【００６８】
なお、第１行、第１列以外の他の画素における差分画像の補正値も全く同様に算出されるので、詳細な説明を省略する。
【００６９】
次に、ステップＳ６において、塗油量分布検出手段６により、差分画像補正手段１７で補正された輝度データＤ３と、ストリップコイル画像の領域毎に求めた較正データとに基づいて、ストリップコイル１の油１００の塗布量を検出する。
【００７０】
上述したように、本実施の形態の塗油量分布測定装置によれば、塗油前のストリップコイルの表面画像を採取しておき、上記画像データを用いて、塗油後の差分画像を補正し、補正した差分画像を用いてストリップコイル１に塗布された油１００の分布状態を測定するようにしたので、ストリップコイル１にもともと存在している汚れや模様等による誤差や、ストリップコイル画像における各画素のばらつきによる誤差や、ストリップコイル１の種類に特有の輝度特徴による誤差等を除去して塗油量測定を正確に行うことができる。
【００７１】
また、圧縮した差分画像を用いて補正を行うようにしたので、特に、ストリップコイル１の表面画像における各画素の輝度のばらつきによる影響を、計算負荷を大幅に増大させることなく除去することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、製造ラインに補正用表面画像生成手段６を設置して補正用表面画像を生成する例を示したが、製造設備の簡略化のために、塗油前のストリップコイル１の画像を、オフライン、すなわち製造ラインとは別の場所で予め採取するようにしてもよい。
【００７３】
また、本実施の形態では、差分画像生成手段５によって生成された差分画像と、補正用表面画像生成手段１４によって生成された補正用表面画像を圧縮してから補正を行う構成としたが、必ずしも圧縮を行う必要はなく、差分画像生成手段５によって生成された差分画像と、補正用表面画像生成手段１４によって生成された補正用表面画像をそのまま用いて補正するようにしてもよい。
【００７４】
さらに、上述の第１の実施形態と同様、紫外線光反射手段９を設けずにストリップコイル１を撮像するようにしてもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、走行するストリップコイルに対してストロボ紫外線光を照射する紫外線照射手段と、上記紫外線照射手段によってストロボ紫外線光が照射されたストリップコイルを撮像するストリップコイル撮像手段と、上記紫外線照射手段及び上記ストリップコイル撮像手段の動作を制御して、上記ストロボ紫外線光が照射されている状態における第１のストリップコイル画像、及びストロボ紫外線光が照射されていない状態における第２のストリップコイル画像を生成するストリップコイル画像生成手段と、上記第１のストリップコイル画像と、上記第２のストリップコイル画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、上記差分画像生成手段によって生成された差分画像と、上記ストリップコイル画像の画面内の位置毎に求めた較正データであって、上記紫外線照射手段によるストロボ紫外線光の照射方向と上記ストリップコイルの走行方向とが平行であるときの蛍光レベルと塗油量との関係を示す較正データと、に基づいて、上記ストリップコイルの塗油量を検出する塗油量分布検出手段とを設けたので、ストリップコイルの表面に塗布されている油の量を高精度に測定することができる。これにより、全体的な品質保証を高度に行うことができ、厳格化する需要家の要求に応えることができる。特に、本発明では、上記紫外線照射手段によるストロボ紫外線光の照射方向を上記ストリップコイルの走行方向と平行とするとともに、上記ストリップコイルに対するストロボ紫外線光の入射角度を４５°以上とし、かつ上記ストリップコイル撮像手段の撮像方向を上記ストリップコイルに対してほぼ垂直な方向としたので、ストリップコイルに刻まれているロールの目に沿って紫外線光を照射することができて、紫外線の利用効率を向上させることができるとともに、油膜蛍光撮像の邪魔になるランプからの妨害波長の漏洩光が散乱してカメラに入射することが少ない方向からストリップコイルを撮像することができる。
【００７６】
また、本発明その他の特徴によれば、上記ストリップコイルの塗油前における補正用表面画像を生成し、上記補正用表面画像の輝度の逆数と、基準値とを、上記差分画像生成手段によって生成されたストリップコイルの差分画像の輝度に乗じて、上記差分画像生成手段によって生成されたストリップコイルの差分画像を補正してから、上記ストリップコイルの塗油量を検出するようにしたので、ストリップコイルにもともと存在している汚れや模様による誤差や、ストリップコイル画像における各画素のばらつきによる誤差や、ストリップコイルの種類に特有の輝度特徴による誤差を除去して塗油量測定を正確に行うことができる。
【００７７】
また、本発明のその他の特徴によれば、上記差分画像生成手段によって生成された差分画像データと、上記補正用表面画像生成手段によって生成された補正用表面画像データとを圧縮して補正を行うようにしたので、計算負荷を大幅に増大させることなくストリップコイルの表面に塗布されている油の量を正確に測定することができる。
【００７８】
また、本発明のその他の特徴によれば、上記補正用表面画像生成手段は、上記ストリップコイルの塗油前における輝度データをオフラインで取得して保持するようにしたので、塗油前のストリップコイルを撮像する装置を製造ラインに配設する必要がなくなり、製造ラインの設備を簡略化することができる。
【００７９】
また、本発明の他の特徴によれば、上記差分画像に含まれるノイズを除去するようにしたので、上記ストリップコイルに塗布された油面から発せられる微弱な蛍光画像のＳＮ比の改善を行うことができ、上記ストリップコイル画像の領域毎に求めた較正データに基づいて上記ストリップコイルの幅方向の塗油量分布検出を良好に行うことができる。
【００８１】
また、本発明のその他の特徴によれば、上記ストリップコイルの撮像領域、紫外線照射手段及びストリップコイル撮像手段を撮像雰囲気被覆手段によって被覆し、上記撮像雰囲気被覆手段の内面に可視光線を吸収する可視光線吸収手段を貼設するようにしたので、外光によるノイズを抑えて良好な蛍光画像を生成することができ、ストリップコイルに塗布されている油の量を高精度に検出することができる。
【００８２】
また、本発明のその他の特徴によれば、上記紫外線照射手段によって照射されたストロボ紫外線光が上記ストリップコイルに当たって反射する反射光の光路上に、上記ストロボ紫外線光を上記光路方向に反射させる紫外線光反射手段を設けたので、紫外線照射手段から照射された紫外線光の有効利用を図ることができる。
【００８３】
また、本発明のその他の特徴によれば、紫外線照射手段の前面に、紫外線光以外の光線をカットする紫外線光透過手段を配置したので、ストリップコイルにストロボ紫外線光以外の光が照射されるのを良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、塗油量分布測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】塗油量分布測定装置によりストリップコイルを撮像する様子を説明する斜視図である。
【図３】撮像雰囲気を被覆して撮像する様子を示す図である。
【図４】塗油量と蛍光信号レベルとの関係を示す特性図である。
【図５】第２の実施の形態を示し、塗油量分布測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施の形態を示し、撮像雰囲気を被覆して撮像する様子を示す図である。
【図７】第３の実施の形態を示し、塗油量分布測定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】第３の実施の形態を示し、無塗油時における圧縮前のストリップコイルの輝度分布データを示した図である。
【図９】第３の実施の形態を示し、無塗油時における圧縮後のストリップコイルの輝度分布データを示した図である。
【図１０】第３の実施の形態を示し、塗油後における圧縮後のストリップコイルの輝度分布データを示した図である。
【図１１】第３の実施の形態を示し、補正後のストリップコイルの輝度分布データを示した図である。
【図１２】第３の実施の形態を示し、塗油量分布測定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  ストリップコイル
２  紫外線照射手段
３  ストリップコイル撮像手段
４  ストリップコイル画像生成手段
５  差分画像生成手段
６  塗油量分布検出手段
７  ノイズ除去手段
８  撮像雰囲気被覆手段
９  紫外線光反射手段
１０  紫外線光
１２  可視光線吸収手段
１３  紫外線以外の光線をカットする紫外線光透過フィルタ
１４  補正用表面画像生成手段
１５  補正用表面画像圧縮手段
１６  画像データ圧縮手段
１７  差分画像補正手段
２０  ストリップコイルに紫外線が照射された部分
２１  ストリップコイルの走行方向
３１  ストリップコイルの走行方向
３２  外光
１００  油
【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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