JP2004037248A - 検査装置および貫通孔の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】予め撮影しておいた基準画像と比較することによる精度低下がなく、かつ高価な大口径テレセントリックレンズを要しないハニカム形状物の貫通孔目詰まり検査装置の提供を課題とする。
【解決手段】その主要部が透過光用拡散照明と、拡散板と、カメラと少なくとも二つの反射光用照明とから構成され、拡散板が、該拡散板と該透過光用拡散照明との間にハニカム形状物が、該ハニカム形状物の貫通孔中心線と透過光用拡散照明面とが垂直になるように設けられうる間隔で、透過光用拡散照明面と平行、かつ光路内に出し入れ可能に設けられ、カメラが、該カメラのレンズの中心線が透過光用拡散照明面に垂直になるように設けられ、カメラを中心として等間隔で少なくとも二つの反射光用照明がハニカム形状物を照らし出すように設けられた検査装置を用いる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一方向に整列した多数の貫通孔を有する物体の、該貫通孔の目詰まりの有無を検査する画像検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一方向に整列した多数の貫通孔を有する物体として良く知られたものに脱臭フィルターとして用いられるハニカムがある。また、これの類似構造を持つものとして、多数のパイプの集合体や波状の板を巻いたもの等がある。
【０００３】
上記ハニカム形状のものは、その貫通孔が重要な意味持つものであり、該貫通孔が閉塞されている場合は使用することができなくなる。そのため、該貫通孔が閉塞されているかどうかの検査が必要となる。
【０００４】
この目的を達成させる従来の画像検査装置は、例えば図３に示すように、ハロゲンランプのような光源１からの光をレンズ２により、平行光線とし、検査対象のハニカム形状物４を、該ハニカム形状物の貫通孔の中心線が平行光線と平行となり、平行光線が該貫通孔を通過するように設置する。そして、ハニカム形状物の透過画像をスクリーン５に映し出し、レンズ６を装備したカメラ７により撮影する。あるいは、例えば図４に示すように、ハニカム形状物の透過光を、直接テレセントリックレンズ８を装備したカメラ７により撮影する。こうして得た画像を解析して貫通孔の閉塞の有無を検査していた。
【０００５】
この際の画像解析方法は、図５に示すように、予め目詰まりの無い検査対象物を基準画像Ａとして保存しておき、この画像と上記手法で得た検査画像Ｂとを比較し、基準画像より設定濃度以下（たとえば２５６階調の画像濃度で１２８）の暗い画素が設定画素数（たとえば１００画素）を超えたときに、この検査対象物の貫通孔に閉塞部分があると判断するものである。
【０００６】
ところで、こうした従来の画像解析方法は、予め撮影しておいた基準画像と比較するため、実際の検査のときに、照明強度や撮影位置等がわずかに異なっただけで、良否判定の判断を誤る可能性がある。また、図４の方法では、検査対象物が大きくなると非常に高価な大口径テレセントリックレンズが必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記欠点のないハニカム形状物貫通孔の検査装置及び検査方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本第一の発明は、ハニカム形状物の貫通孔の閉塞の有無を検査するための装置であり、その主要部が透過光用拡散照明と、拡散板と、カメラと少なくとも二つの反射光用照明とから構成され、拡散板が、該拡散板と該透過光用拡散照明との間にハニカム形状物が、該ハニカム形状物の貫通孔中心線と透過光用拡散照明面とが垂直になるように設けられうる間隔で、透過光用拡散照明面と平行、かつ光路内に出し入れ可能に設けられ、カメラが、該カメラのレンズの中心線が透過光用拡散照明面に垂直になるように設けられ、カメラを中心として等間隔で少なくとも二つの反射光用照明がハニカム形状物を照らし出すように設けられた検査装置である。
【０００９】
そして、本第二の発明はハニカム形状物の貫通孔を検査する方法であり、主として以下の工程を含むことを特徴とする貫通孔の検査方法である。
１）ハニカム形状物の開口部の反射映像をカメラに取り込み、該反射映像を得る工程。
２）反射映像を画像処理して検査対象範囲を決定する工程。
３）　透過光用拡散照明板より発せられた透過光によるハニカム形状物の透過映像を拡散板に映し出し、該拡散板に映し出された透過映像をカメラに取り込む工程。
４）透過映像を画像処理して検査対象範囲に閉塞部があるかどうかを判定する工程。
【００１０】
そして、本第三の発明は本第一の測定装置を用いてハニカム形状物の貫通孔を検査する方法であり、主として以下の工程を含むものである。
１）　拡散板を透過光の光路外に出した状態で反射光照明によりハニカム形状物に投光し、該ハニカム形状物の反射光をカメラに取り込み、反射映像を得る工程。
２）反射映像を画像処理して検査対象範囲を決定する工程。
３）　拡散板を透過光の光路内に入れ、透過光用拡散照明板より発せられた透過光の映像を拡散板に映し出し、映し出された透過映像をカメラに取り込む工程。
４）透過映像を画像処理して検査対象範囲に閉塞部があるかどうかを判定する工程。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本第一の発明は、例えば図１に示すように、その主要部が透過光用拡散照明１１と、拡散板１２と、カメラ１３と少なくとも二つの反射光用照明１４とから構成され、拡散板１２が、該拡散板１２と該透過光用拡散照明１１との間にハニカム形状物１５が、該ハニカム形状物１５の貫通孔中心線と透過光用拡散照明面１６とが垂直になるように設けられうる間隔で、透過光用拡散照明面１６と平行、かつ光路内に出し入れ可能に設けられ、カメラ１３が、該カメラ１３のレンズの中心線１７が透過光用拡散照明面１６に垂直になるように設けられ、カメラ１３を中心として等間隔で二つの反射光用照明１４，１５がハニカム形状物１５を照らし出すように設けられた検査装置である。
【００１２】
本発明の原理は、上記第一の発明よりわかるように、ハニカム形状物の開口部の反射映像をカメラに取り込み、該反射映像を得、得た反射映像を画像処理して検査対象範囲を決定し、ハニカム形状物とカメラとの位置関係を変えることなくハニカム形状物の透過映像を拡散板に映し出し、該拡散板に映し出された透過映像をカメラに取り込み、透過映像を画像処理して検査対象範囲に閉塞部があるかどうかを判定することを主要要素とするものであり、請求項二に記載された発明である。
【００１３】
請求項３に記載された本第三の発明は、本第一の発明の検査装置を用いて行う検査方法である。本第三の発明において、ハニカム形状物の表面に反射照明を照射しながら、該ハニカム形状物表面を撮影するときは、拡散板を系外に除去し、透過光用拡散照明を消してハニカム形状表面の反射映像を撮影する。ここで、拡散板を系外に除去するのは反射照明を用いて撮影するときに、照明の照射（行き）と開口部輪郭からの反射光（戻り）が拡散板によって拡散してしまい、開口部輪郭の鮮明な映像を撮影することができないためである。
【００１４】
そして、反射照明を照射しながらカメラで撮影した反射映像の開口部表面の輪郭（穴以外の部分）を画像処理により抽出して検査除外範囲を設定する。次に、ハニカム形状物の貫通孔映像は、拡散板を系内に挿入し、透過光用拡散照明を点灯し、拡散板に投影される映像をカメラで撮影することにより得る。そして、この映像を画像処理して貫通孔部分に閉塞部があるかどうかを判断する。なお、本発明の方法において反射映像と透過映像を得る順番については任意であり、どちらを先行させても支障はない。
【００１５】
具体的な画像解析例を図２に示す。検査対象物には６個の穴が開いている。反射画像（Ａ）には検査除外範囲しきい値（たとえば画像濃度が２５６階調のとき１８０）を設定し、検査除外範囲しきい値以上の画像濃度部分を検査場外範囲とする。さらに、透過画像（Ｂ）にも目詰まり判断しきい値（たとえば画像濃度が２５６階調のとき１７０）を設定し、検査除外範囲以外の範囲で、かつ、目詰まり判断しきい値以下の画素が含まれる穴は目詰まりをしていると判断する。
【００１６】
本発明では透過映像を得るのに拡散光を用いているため、１つの穴の一部に異物が付着していても、その異物が直接撮影されるのでなく、異物のサイズに応じてその穴の平均透過率が低下して、暗い映像になる。
【００１７】
【実施例】
次に実施例を用いて本発明をさらに説明する。
（実施例１）
直径７５ｍｍ、長さ１５０ｍｍで、検査対象物として０．８ｍｍ角の貫通孔が平行に１ｍｍ間隔で約４５００個空いているハニカムを用いた。ＣＣＤカメラには１０２４×１０２４画素のものを用い、画素分解能が０．１ｍｍ／画素になるようにレンズを使用した。従って、およそ８×８＝６４画素が一つの貫通孔の面積に対応する。
【００１８】
本例では図１に示した構成を有する本発明の目詰まり検査装置を用いた。まず、拡散板を系外に取り除き、透過光用拡散照明板を消光し、反射照明によりハニカムの開口部表面（貫通孔が見える面）を反射光照明により照らしだし、同開口部表面の反射映像を撮影した。得られた映像は図８に示したものと同様にハニカムの輪郭は明るく、穴は暗くなった。
【００１９】
この映像を２５６階調のデータとして記録し、検査除去範囲のしきい値を１８０に設定して、このしきい値以上の部分（すなわち、穴以外）を検査範囲から除いた。
【００２０】
次に、拡散板を所定の位置にもどし、反射光照明を消し、透過光用拡散照明板を点灯し、透過光の映像を拡散板に映しだし、透過映像を撮影した。このとき、透過光用拡散照明板とハニカム、拡散板とハニカムとの間隔はいずれも２ｍｍとした。
【００２１】
次に、得られた映像を画像処理した。目詰まり判断しきい値を１７０とし、検査範囲で目詰まり判断しきい値以下の画素が含まれる貫通孔を目詰まりしているとした。ここで検出した画素を１画素膨張収縮処理した後、ラベリング処理を行い、目詰まりをしている貫通孔の個数を求めた。
【００２２】
比較のために、上記と同じハニカムを用いて従来の方法で目詰まり検査を行った。基準画像の暗い部分（穴以外の部分）以外の検査画像で目詰まり判断しきい値以下の画素が含まれる穴は目詰まりをしていると判断した。同様に、ここで検出した画素を１画素膨張収縮処理した後、ラベリング処理を行い、目詰まりをしている穴の個数を求めた。
【００２３】
本発明の装置と従来の装置による３回の目詰まり検査結果を表１に示した。

表１に示すように、本発明の方法は従来の方法に比べて、検査結果の目詰まり穴の個数が少ない。これは、従来の方法では、透過光である平行光束と穴の中心線が平行になるように非常に正確な位置合わせが必要であり、この位置合わせが正確でないと目詰まりしていない穴も暗くなってしまい、目詰まりしていると判断されたものと思われる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、拡散板と透過光用拡散照明と反射光用照明とを用いてハニカム形状物とカメラとの位置関係を一定に保ちつつハニカム形状物の反射映像と、透過映像とを求め、画像処理によりハニカム形状物の貫通孔の目詰まりを検査する。従って、ハニカム形状物等とカメラとの位置関係は反射映像を得るときと透過映像を得る時とで不変であるため、照明強度や撮影位置等がわずかに異なることによる良否判定の判断ミスはない。また、拡散板を用いるためにハニカム形状物等が大型になっても高価な大口径テレセントリックレンズを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査装置の概要図である。
【図２】本発明の画像解析例を示した図である。
【図３】従来の検査装置の概要図である。
【図４】テレセントリックレンズを用いる従来の検査装置の概要図である。
【図５】従来の画像解析例を示した図である。
【符号の説明】
１――――光源
２――――レンズ
３――――平行光線
４――――ハニカム形状物
５――――スクリーン
６――――レンズ
７――――カメラ
８――――テレセントリックレンズ
１１―――透過光用拡散照明
１２―――拡散板
１３―――カメラ
１４―――反射光用照明
１５―――ハニカム形状物
１６―――透過光用拡散照明面
１７―――レンズの中心線

Claims (3)

1. ハニカム形状物の貫通孔の閉塞の有無を検査するための装置であり、その主要部が透過光用拡散照明と、拡散板と、カメラと少なくとも二つの反射光用照明とから構成され、拡散板が、該拡散板と該透過光用拡散照明との間にハニカム形状物が、該ハニカム形状物の貫通孔中心線と透過光用拡散照明面とが垂直になるように設けられうる間隔で、透過光用拡散照明面と平行、かつ光路内に出し入れ可能に設けられ、カメラが、該カメラのレンズの中心線が透過光用拡散照明面に垂直になるように設けられ、カメラを中心として等間隔で少なくとも二つの反射光用照明がハニカム形状物を照らし出すように設けられたことを特徴とする検査装置。
2. ハニカム形状物の貫通孔を検査する方法であり、主として以下の工程を含むことを特徴とする貫通孔の検査方法。
   １）ハニカム形状物の開口部の反射映像をカメラに取り込み、該反射映像を得る工程。
   ２）反射映像を画像処理して検査対象範囲を決定する工程。
   ３）　透過光用拡散照明板より発せられた透過光によるハニカム形状物の透過映像を拡散板に映し出し、該拡散板に映し出された透過映像をカメラに取り込む工程。
   ４）透過映像を画像処理して検査対象範囲に閉塞部があるかどうかを判定する工程。
3. 請求項１記載の検査装置を用いてハニカム形状物の貫通孔を検査する方法であり、主として以下の工程を含むことを特徴とする貫通孔の検査方法。
   １）　拡散板を透過光の光路外に出した状態で反射光照明によりハニカム形状物に投光し、該ハニカム形状物の反射光をカメラに取り込み、反射映像を得る工程。
   ２）反射映像を画像処理して検査対象範囲を決定する工程。
   ３）拡散板を透過光の光路内に入れ、透過光用拡散照明板より発せられた透過光の映像を拡散板に映し出し、映し出された透過映像をカメラに取り込む工程。
   ４）透過映像を画像処理して検査対象範囲に閉塞部があるかどうかを判定する工程。

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