(57)【要約】【目的】棒状の検査対象物の表面に形成された例えば白色の汚れを検出することがなく、高精度で凹凸を検出することができるようにする。【構成】棒状の検査対象物５００の表面の凹凸欠陥５１０を検査する棒状物体の検査装置であって、内側を通過又は内側に位置する前記検査対象物５００に対して異なる方向から異なる色の光を照射する２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂと、棒状の検査対象物５００に対して直行する光軸方向に配置され、前記２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂからの光で照射された部分を撮像するカラー画像撮像部１００と、前記カラー画像撮像部１００からの画像を各色の画像に分離し、分離した各色の画像から差分を求め、その後に差分画像の絶対値をとって差分絶対値画像とし、この差分絶対値画像を２値化し、その２値化した画像で凹凸欠陥５１０の有無を検出する演算部３００とを有している。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の検査対象物の表面の凹凸欠陥を検査する棒状物体の検査装置において、内側を通過又は内側に位置する前記検査対象物に対して異なる方向から異なる色の光を照射する２つのリング状光源と、棒状の検査対象物に対して直行する光軸方向に配置され、前記２つのリング状光源からの光で照射された部分を撮像するカラー画像撮像部と、前記カラー画像撮像部からの画像を各色の画像に分離し、分離した各色の画像から差分を求め、その後に差分画像の絶対値をとって差分絶対値画像とし、この差分絶対値画像を２値化し、その２値化した画像で凹凸欠陥の有無を検出する演算部とを具備したことを特徴とする棒状物体の検査装置。
【請求項２】
前記差分絶対値画像に対して、予め設定された閾値で２値化する第１の２値化処理と、この第１の２値化処理とは異なる閾値で２値化する第２の２値化処理とを施し、前記第２の２値化処理が施された画像に対して侵食膨潤化処理を施し、前記第１の２値化処理が施された第１の処理画像と、前記侵食膨潤処理が施された画像との論理積をとって、判定画像を形成することを特徴とする請求項１記載の棒状物体の検査装置。
【請求項３】
前記２つのリング状光源は、一方が赤色の光を、他方が青色の光をそれぞれ発するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の棒状物体の検査装置。
【請求項４】
棒状の検査対象物の表面の凹凸欠陥を検査する棒状物体の検査方法において、２つの発光色の異なるリング状光源の内側を前記検査対象物を通過又は位置させ、この検査対象物に対して直行する光軸方向に配置されたカラー画像撮像部でカラー画像を撮像し、このカラー画像を各色の画像に分離し、分離した各色の画像から差分を求め、その後に差分画像の絶対値をとって差分絶対値画像とし、この差分絶対値画像を２値化し、その２値化した画像で凹凸欠陥の有無を検出することを特徴とする棒状物体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状の検査対象物の表面の凹凸欠陥を発見するために用いられる棒状物体の検査装置と、検査方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、棒状の検査対象物としては、例えば自動車のフロントガラスを固定するのに用いられるモールド部材がある。このモールド部材は、一般的に黒色である。かかるモールド部材の表面に凹凸欠陥があると、雨漏り等の原因となる。従って、このモールド部材は、所定値以上の高さ又は深さを有する凹凸欠陥があれば、不良品として排除することが必要になる。
【０００３】
例えば、従来の検査装置としては、１つの光源からの光を斜め方向から棒状の検査対象物に照射しつつ画像撮像部で撮像し、撮像された画像を２値化することで凹凸欠陥の有無を検出していた。すなわち、凹凸欠陥に対して斜め方向から光を照射すると、凹凸欠陥の光の照射方向側が白くなり、他の部分は黒くなる。これによって、凹凸欠陥を検査していたのである。
【０００４】
また、他の方法としては、特開２００２−２９６１９２号公報記載や、特開２００２−１６８７９１号公報記載の技術がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２９６１９２号
【特許文献２】
特公２００２−１６８７９１号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法では、棒状の検査対象物の表面に凹凸欠陥ではない例えば白い汚れがあると、この部分まで凹凸欠陥として認識されることになる。すなわち、白い汚れは、光を反射するので、凹凸欠陥の光が照射された側と同じようになるのである。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたもので、例えば白色の汚れを検出せず、凹凸欠陥のみを検出する精度を高めた棒状物体の検査装置及び検査方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る棒状物体の検査装置は、棒状の検査対象物の表面の凹凸欠陥を検査する棒状物体の検査装置であって、内側を通過又は内側に位置する前記検査対象物に対して異なる方向から異なる色の光を照射する２つのリング状光源と、棒状の検査対象物に対して直行する光軸方向に配置され、前記２つのリング状光源からの光で照射された部分を撮像するカラー画像撮像部と、前記カラー画像撮像部からの画像を各色の画像に分離し、分離した各色の画像から差分を求め、その後に差分画像の絶対値をとって差分絶対値画像とし、この差分絶対値画像を２値化し、その２値化した画像で凹凸欠陥の有無を検出する演算部とを有している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の概略的斜視図、図２は本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の概略的構成を示す説明図、図３は本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置に用いられるリング状光源の概略的断面図、図４は本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置によって検査される棒状の検査対象物の表面に形成された凸欠陥の図面であって、同図（Ａ）は概略的側面断面図、同図（Ｂ）は概略的平面図、図５は本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の動作を示すフローチャート、図６は本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置による各画像を示す概略的説明図、図７は本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の動作を説明する説明図である。
【００１０】
本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置は、棒状の検査対象物５００の表面の凹凸欠陥５１０を検査する棒状物体の検査装置であって、内側を通過又は内側に位置する前記検査対象物５００に対して異なる方向から異なる色の光を照射する２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂと、棒状の検査対象物５００に対して直行する光軸方向に配置され、前記２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂからの光で照射された部分を撮像するカラー画像撮像部１００と、前記カラー画像撮像部１００からの画像を各色の画像に分離し、分離した各色の画像から差分を求め、その後に差分画像の絶対値をとって差分絶対値画像とし、この差分絶対値画像を２値化し、その２値化した画像で凹凸欠陥５１０の有無を検出する演算部３００とを有している。
【００１１】
前記棒状の検査対象物５００としては、例えば自動車のフロントガラスを固定するのに用いられるモールド部材がある。このモールド部材は、一般的に黒色である。かかるモールド部材の表面に凹凸欠陥５１０があると、雨漏り等の原因となる。なお、この検査対象物５００としては、全体が同じ色（例えば、黒色）であることが必要となる。
【００１２】
一方のリング状光源２００Ａは、一方の面がテーパ面２１０Ａとなり、そのテーパ面２１０Ａに複数の発光ダイオード素子２２０Ａが実装されたものである。また、他方のリング状光源２００Ｂは、一方の面がテーパ面２１０Ｂとなり、そのテーパ面２１０Ｂに複数の発光ダイオード素子２２０Ｂが実装されたものである。
【００１３】
そして、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂは、中心軸Ｌを一致させた状態で、テーパ面２１０Ａ、２１０Ｂが向かい合うように設置されている。従って、この２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂを通過又は位置する棒状の検査対象物５００は、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂに挟まれた部分にのみ光が照射されるようになる。なお、図２において、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂから照射される光をそれぞれ一点鎖線、二点鎖線で示している。
【００１４】
一方のリング状光源２００Ａの発光ダイオード素子２２０Ａは赤色の光を発するものが、他方のリング状光源２００Ｂの発光ダイオード素子２２０Ｂは青色の光を発するものがそれぞれ使用されている。従って、棒状の検査対象物５００の表面に凹凸欠陥のうち、凸欠陥５１０Ａが存在する場合には、例えば、図１及び図２上で、左側に位置するリング状光源２００Ａからの赤色の光ＬＲは、凸欠陥５１０Ａの左側の側面を照射するので、左側の側面に強く照射された部分５１０Ｒを形成し、凸欠陥５１０Ａの右側に影５１０ＳＲを形成する（図６（Ａ）及び図７参照）。また、逆に、図１及び図２上で、右側に位置するリング状光源２００Ｂからの青色の光ＬＢは、凸欠陥５１０Ａの右側の側面を照射するので、右側の側面に強く照射された部分５１０Ｂを形成し、凸欠陥５１０Ａの左側に影５１０ＳＢを形成する。
【００１５】
なお、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂの棒状の検査対処物５００に対する照射角度は、約２０〜４０°に設定されており、かつ２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂの照射範囲は重複部分があるようになっている。
【００１６】
前記棒状の検査対象物５００は、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂの中心軸Ｌ上を通過又は位置するようにセットされており、図外の駆動装置によって移動するようになっている。
【００１７】
一方、前記カラー画像撮像部１００は、棒状の検査対象物５００に対して直行する方向、すなわち２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂの中心軸Ｌに対して直行する方向に設置されている。また、かかるカラー画像撮像部１００は、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂからの光が照射される箇所を撮像するようになっている。なお、このカラー画像撮像部１００の撮像範囲（図２に破線で示している）には、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂは含まれず、かつ前記２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂの重なった照射範囲が含まれるようにする。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の動作を説明しつつ、演算部３００についても説明する。
まず、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂの中心軸Ｌに棒状の検査対象物５００を設置する。そして、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂからそれぞれ赤色の光ＬＲ及び青色の光ＬＢを発する。
【００１９】
カラー画像撮像部１００は、棒状の検査対象物５００の表面を撮像する。このカラー画像撮像部１００からの信号１１０は、演算部３００に入力され、デジタル化してメモリに蓄えられる（図５のＳ１参照）。
【００２０】
まず、演算部３００においては、画像の色分解を行い、赤色画像ＲＰと青色画像ＢＰとに分解する（図５のＳ２、図６の（Ａ）及び（Ｂ）参照）。色分解された後の赤色画像ＲＰ中に凸欠陥５１０Ａがあるならば、図６（Ａ）に示すように、凸欠陥５１０Ａの左側には赤色の光ＬＲが強く照射された部分５１０Ｒがあり、凸欠陥５１０Ａの右側には影５１０ＳＢが形成される。また、凸欠陥５１０Ａのない部分は、前記赤色の光ＬＲが強く照射された部分５１０Ｒより弱く赤色の光で照射されることになる（図７参照）。
【００２１】
一方、色分解された後の青色画像ＢＰに凸欠陥５１０Ａがあるならば、図６（Ｂ）に示すように、凸欠陥５１０Ａの右側には青色の光ＬＢが強く照射された部分５１０Ｂがあり、凸欠陥５１０Ａの左側には影５１０ＳＢが形成される。凸欠陥５１０Ａのない部分は、前記青色の光ＬＢが強く照射された部分５１０Ｂより弱く青色の光で照射されることになる（図７参照）。
【００２２】
また、表面に白色の塗料等に起因する高さのない平面的な汚れＹがあると、その汚れＹの部分は、周囲より明るくなる。これは、赤色の光ＬＲの場合でも、青色の光ＬＢの場合でも同じである。なお、汚れＹが黒色の塗料に起因する場合には、汚れＹは周囲より暗くなる。
【００２３】
次に、演算部３００は、色分解された赤色画像と青色画像とから、差分画像ＳＰを作成する（図５のＳ４及び図６（Ｃ）参照）。この差分画像ＳＰには、ノイズが含まれるおそれがあるので、ノイズ除去を行う（図５のＳ５参照）。なお、塗料等の白色の高さのない汚れＹは、色分解された赤色画像と青色画像ともに同じになるので、差分画像ＳＰからは除去されている。
【００２４】
演算部３００は、ノイズ除去を行った後の除去後差分画像に基づいて差分絶対値画像を形成する（図５のＳ６参照）。この差分絶対値画像では、赤色の光ＬＲによって強く照射された部分５１０Ｒ及び影になった部分５１０ＳＲと、青色の光ＬＢによって強く照射された部分５１０Ｂ及び影５１０ＳＢになった部分との絶対値をとる（図７参照）。
【００２５】
この差分絶対値画像に対して２種類の２値化処理を行う（図５のＳ７１、Ｓ７２参照）。第１の２値化処理（図５のＳ７１参照）は、差分絶対画像を構成する各画素の濃度が予め設定された値Ａ以上か値Ａ未満かによって、予め設定された値Ａ以上の濃度を有する画素のみを残し、他の部分、すなわち予め設定された値Ａ未満の濃度を有する画素を消去するのである。なお、この第１の２値化処理が施された画像を第１の処理画像とする。
【００２６】
例えば、第１の２値化処理で、予め設定された濃度の値Ａを１０とした場合、１０以上の濃度を有する画素のみがのこり、１０未満の濃度しか持たない画素は消去される。
【００２７】
また、もう一方の第２の２値化処理（図５のＳ７２参照）では、前記予め設定された値Ａとは異なる値Ｂを基準とし、前記差分絶対値画像を構成する画素のうち、予め設定された値Ｂ以上の濃度を有する画素のみを残し、他の部分、すなわち予め設定された値Ｂ未満の濃度を有する画素を消去するのである。なお、この第２の２値化処理が施された画像を第２の処理画像とする。
【００２８】
また、例えば、第２の２値化処理で、予め設定された濃度の値Ｂを５とした場合、５以上の濃度を有する画素のみがのこり、５未満の濃度しか持たない画素は消去される。
【００２９】
そして、もう一方の第２の２値化処理が施された第２の処理画像に対して侵食膨潤処理を行う（図５のＳ８参照）。この侵食膨潤処理とは、前記もう一方の第２の２値化処理が施された第２の処理画像に残った画素をある一定の範囲で拡大するともに、ある一定の範囲で縮小し、一定の倍率で拡大した場合に予め設定された大きさ以上になり、かつ一定の倍率で縮小した場合でも予め設定された大きさ以上になったもののみを残す処理である。
【００３０】
ここで、侵食膨潤処理が行われる第２の２値化処理では、例えば、残った画素の周囲と１画素分拡大する処理と、拡大した画素の周囲を３画素分縮小する処理とが行われる。例えば、第２の２値化処理が施された第２の処理画像では、３×３の画素から構成される部分と、１０×１０の画素から構成される部分とが残っているとする。
【００３１】
３×３の画素から構成される部分は、拡大処理が施されると５×５となり、続いて縮小処理が施されると消滅する。また、１０×１０の画素から構成される部分は、拡大処理が施されると１２×１２となり、縮小処理が施されると６×６となる。
【００３２】
ここで、拡大処理を施された場合に少なくとも７×７以上の大きさでなければ、縮小処理を施された場合、構成する画素は消滅することになる。
【００３３】
次に、演算部３００は、第１の処理画像と、侵食膨潤処理が施された第２の処理画像との論理積をとって判定画像ＨＰを形成する（図５のＳ９、図６（Ｄ）参照）。すなわち、第１の処理画像及び第２の処理画像に共通して残っている画素のみを残し、他の画素は消去し、判定画像ＨＰを作成するのである。
【００３４】
この判定画像ＨＰにおいて凸欠陥５１０Ａとして残された画素（図６（Ｄ）では塗りつぶして示している）を、演算部３００は真の凸欠陥５１０Ａとして判定し（図５のＳ１０参照）、その旨を適宜な出力手段で出力する（図５のＳ１１参照）。
【００３５】
なお、上述した実施の形態では、凸欠陥５１０Ａを挙げて説明したが、凹凸欠陥５１０の一種である凹欠陥でも同様である。この凹欠陥の場合には、影になる部分と強く光で照射される部分とが上述の場合と逆になるだけである。
【００３６】
また、第１の２値化処理、第２の２値化処理や侵食膨潤処理で挙げた閾値は、単に説明のためのものであり、本発明を限定するものでないことはいうまでもない。
【００３７】
さらに、棒状の検査対象物としては、自動車のフロントガラスを固定するためのモールド部材に限定されることなく、例えばパイプ等の棒状のものであればよい。
【００３８】
また、２つのリング状光源２００Ａ、２００Ｂから発せられる光は、赤色と青色とに限定されるものではなく、色分解の時点で分解できるものであればよい。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る棒状物体の検査装置は、棒状の検査対象物の表面の凹凸欠陥を検査する棒状物体の検査装置であって、内側を通過又は内側に位置する前記検査対象物に対して異なる方向から異なる色の光を照射する２つのリング状光源と、棒状の検査対象物に対して直行する光軸方向に配置され、前記２つのリング状光源からの光で照射された部分を撮像するカラー画像撮像部と、前記カラー画像撮像部からの画像を各色の画像に分離し、分離した各色の画像から差分を求め、その後に差分画像の絶対値をとって差分絶対値画像とし、この差分絶対値画像を２値化し、その２値化した画像で凹凸欠陥の有無を検出する演算部とを有している。
【００４０】
かかる棒状物体の検査装置は、異なる方向から異なる色の光で検査対象物を照射し、この光で照射された部分の画像を各色の画像に分解しているので、高さのない例えば白色の汚れを凹凸欠陥として誤って検出することがなく、確実な検査が可能となる。
【００４１】
また、前記差分絶対値画像に対して、予め設定された閾値で２値化する第１の２値化処理と、この第１の２値化処理とは異なる閾値で２値化する第２の２値化処理とを施し、前記第２の２値化処理が施された画像に対して侵食膨潤化処理を施し、前記第１の２値化処理が施された第１の処理画像と、前記侵食膨潤処理が施された画像との論理積をとって、判定画像を形成するようにしていると、微小な凹凸欠陥、例えば性能には影響のない凹凸欠陥を検知しないようにすることができるので便利である。
【００４２】
なお、前記２つのリング状光源は、一方が赤色の光を、他方が青色の光をそれぞれ発するものであるとすると、光の３原色であるので、各色の画像に分離しやすいというメリットがある。
【００４３】
また、本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査方法は、棒状の検査対象物の表面の凹凸欠陥を検査する棒状物体の検査方法であって、２つの発光色の異なるリング状光源の内側を前記検査対象物を通過又は位置させ、この検査対象物に対して直行する光軸方向に配置されたカラー画像撮像部でカラー画像を撮像し、このカラー画像を各色の画像に分離し、分離した各色の画像から差分を求め、その後に差分画像の絶対値をとって差分絶対値画像とし、この差分絶対値画像を２値化し、その２値化した画像で凹凸欠陥の有無を検出するようにしている。
【００４４】
このため、従来のように高さのない汚れ等を凹凸欠陥として誤検出することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の概略的斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の概略的構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置に用いられるリング状光源の概略的断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置によって検査される棒状の検査対象物の表面に形成された凸欠陥の図面であって、同図（Ａ）は概略的側面断面図、同図（Ｂ）は概略的平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置による各画像を示す概略的説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る棒状物体の検査装置の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
１００    カラー画像撮像部
２００Ａ、２００Ｂ  リング状光源
３００    演算部
５００    棒状の検査対象物
５１０Ａ  凸欠陥
【図１】
2005037203.tif 000003
【図２】
2005037203.tif 000004
【図３】
2005037203.tif 000005
【図４】
2005037203.tif 000006
【図５】
2005037203.tif 000007
【図６】
2005037203.tif 000008
【図７】
2005037203.tif 000009