JP2014025855A - 外形検査装置および外形検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より異常が検出されやすい外形検査装置および外形検査方法を得る。
【解決手段】実施形態にかかる外形検査装置にあっては、長尺状の検査対象物にその長手方向の一方側から照らす光の第一光源と、検査対象物に長手方向の他方側から照らす光の第二光源と、検査対象物が長手方向に搬送されている状態で、第一光源からの光で照らされている際の検査対象物の第一画像と第二光源からの光で照らされている際の検査対象物の第二画像とを取得する撮像部と、第一画像と第二画像とが合成された合成画像を画像処理して検査対象物の異常を検出する異常検出部と、を備えた。
【選択図】図１３

Description

本発明は、外形検査装置および外形検査方法に関する。

従来、長尺状の検査対象物を撮像した画像から当該検査対象物の異常を検出する外形検査装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−０１１４９６号公報

この種の外形検査装置では、検査対象物の撮像部に対する接近や離間等の移動が生じる状況では、当該移動に伴って画像の大きさが変化して、外形の異常を検出しにくくなる場合があった。

そこで、本発明は、一例としては、外形の異常をより検出しやすい外形検査装置および外形検査方法を得ることを目的の一つとする。

本発明の実施形態にかかる外形検査装置にあっては、長尺状の検査対象物が長手方向に搬送されている状態で、検査対象物を長手方向と交叉した第一方向から撮像した第一画像と、検査対象物を長手方向と交叉して第一方向とは異なる第二方向から撮像した第二画像と、を取得し、第一画像中で検査対象物が大きくなった場合には第二画像中の検査対象物が小さくなり、第一画像中で検査対象物が小さくなった場合には第二画像中の検査対象物が大きくなるよう設定された撮像部と、第一画像を画像処理して得られた検査対象物の外形に応じた第一データと第二画像を画像処理して得られた検査対象物の外形に応じた第二データとを合成した合成データを取得する合成データ取得部と、合成データから検査対象物の異常を検出する異常検出部と、を備えた。

本発明によれば、一例としては、外形の異常をより検出しやすい外形検査装置および外形検査方法を得ることができる。

図１は、実施形態にかかる外形検査装置の一例が示された斜視図である。 図２は、実施形態にかかる外形検査装置の上流側に位置された検査部の一例を検査対象物の長手方向から見た模式図である。 図３は、実施形態にかかる外形検査装置の下流側に位置された検査部の一例を検査対象物の長手方向から見た模式図である。 図４は、実施形態にかかる外形検査装置で撮像された第一画像、第二画像、および合成画像の一例が示された模式図である。 図５は、実施形態にかかる外形検査装置で撮像された合成画像の一例が示された模式図である。 図６は、実施形態にかかる外形検査装置で撮像された画像から得られた幅のデータ（第一データ）の経時変化の一例が示されたグラフである。 図７は、実施形態にかかる外形検査装置で撮像された画像から得られた幅のデータ（第二データ）の経時変化の一例が示されたグラフである。 図８は、図６のデータおよび図７のデータが示されたグラフである。 図９は、図６のデータおよび図７のデータのうち一方が他方に対して時間方向に所定量ずらされたグラフである。 図１０は、図９の二つのデータが合成されたデータのグラフである。 図１１は、実施形態にかかる外形検査装置の一例が示された模式的なブロック図である。 図１２は、実施形態にかかる外形検査装置の制御部の一例が示された模式的なブロック図である。 図１３は、実施形態にかかる外形検査装置による検査方法の一例が示されたフローチャートである。 図１４は、実施形態にかかる外形検査装置で撮像された合成画像の別の一例が示された模式図である。 図１５は、実施形態にかかる外形検査装置で撮像された合成画像のさらに別の一例が示された模式図である。 図１６は、実施形態にかかる外形検査装置で撮像された合成画像の一例の一部が拡大されて示された模式的な説明図である。

本実施形態では、一例として、図１に示される外形検査装置１は、検査対象物１００を撮像した画像に基づいて検査対象物１００の検査を行う。検査対象物１００は、一例としては、長尺状かつ円管状（または円柱状）の部品（例えば、ホース、チューブ、棒等）である。

また、本実施形態では、一例として、図１に示されるように、外形検査装置１は、複数（本実施形態では、一例として二つ）の光源２Ｕ，２Ｄを備えている。具体的に、光源２Ｕおよび光源２Ｄは、検査対象物１００の長手方向（軸方向）に離間して配置されている。光源２Ｕおよび光源２Ｄは、環状（例えば円環状）に構成されている。光源２Ｕおよび光源２Ｄは、環状に配置された複数のＬＥＤ（light emitting diode）を有している。長尺状の検査対象物１００は、光源２Ｕおよび光源２Ｄの環状部分の内側（例えば、中央部、中央）を貫通し、環状部分の軸方向に沿って延びている。また、光源２Ｕおよび光源２Ｄは、検査対象物１００の長手方向（軸方向）と直交する面について面対称に配置されている。

また、本実施形態では、一例として、検査対象物１００の撮像領域Ａは、光源２Ｕと光源２Ｄとの間（本実施形態では、一例として中間位置）に設定されている。光源２Ｕからの光は、検査対象物１００の長手方向の一方側（図１では左側）から撮像領域Ａに照射され、光源２Ｄからの光は、長手方向の他方側（図１では右側）から撮像領域Ａに照射される。

また、本実施形態では、一例として、検査対象物１００は、検査中、搬送装置３０（図１１参照）によって、長手方向（軸方向）に搬送されている。すなわち、外形検査装置１は、搬送装置３０によって搬送されて移動している検査対象物１００を、検査する。したがって、撮像領域Ａは、検査対象物１００の移動に伴って、検査対象物１００の長手方向に沿って移動する。なお、本実施形態では、一例として、検査対象物１００は、光源２Ｕ側から光源２Ｄ側へ移動する。すなわち、光源２Ｕは、撮像領域Ａに対して搬送方向の上流側に位置され、光源２Ｄは、撮像領域Ａに対して搬送方向の下流側に位置されている。

また、本実施形態では、一例として、撮像部３（例えば、カメラ等）は、検査対象物１００の径方向外側に位置され、検査対象物１００の表面１００ａ（外面、周面、側面）の画像を取得する。すなわち、撮像領域Ａは、検査対象物１００の表面１００ａの一部である。

また、本実施形態では、一例として、撮像部３は、光学部品４を介して、撮像領域Ａの画像を取得する。本実施形態では、一例として、光学部品４は、複数（本実施形態では、一例として二つ）のミラー４Ｕ，４Ｌである。具体的に、ミラー４Ｕ，４Ｌは、図２，３に示されるように、検査対象物１００の撮像部３とは反対側で、軸方向からの視線でＶ字状に配置されている。ミラー４Ｕ，４Ｌは互いに略１２０°の角度（撮像部３と検査対象物１００とを結ぶ線Ｌに対して互いに反対側に略６０°となる角度）となる姿勢で配置されている。ミラー４Ｕ，４Ｌは、いずれも、検査対象物１００の表面１００ａに面した（対向した）平面状の反射面４ａ（鏡面）を有している。反射面４ａは、検査対象物１００の径方向と略直交する面に沿って拡がっている。また、ミラー４Ｕ，４Ｌは、検査対象物１００の長手方向（軸方向）と直交する面に沿って帯状に延びている。このような構成では、撮像領域Ａは、検査対象物１００の表面１００ａの全周のうち、ミラー４Ｕ，４Ｌに面した７割程度の領域である。なお、本実施形態では、一例として、隣接するミラー４Ｕ，４Ｌは一体化されているが、分離されていてもよい。

また、本実施形態では、一例として、光源２Ｕ，２Ｄ、撮像部３、および光学部品４を含む検査部１０（１０Ｕ，１０Ｄ）が、検査対象物１００の長手方向（軸方向、搬送方向）に間隔をあけて複数箇所（本実施形態では、一例として二箇所）に設けられている。これら検査部１０では、撮像部３および光学部品４の配置が異なっている。本実施形態では、一例として、搬送方向の上流側（図１の左側）に位置された検査部１０Ｕでは、図２に示されるように、検査対象物１００の軸方向上流側からの視線で右側に撮像部３が位置し、左側に光学部品４が位置する。よって、検査部１０Ｕの撮像部３は、検査対象物１００の図２の左側の領域（撮像領域Ａ）の画像を取得する。一方、下流側（図１の右側）に位置された検査部１０Ｄでは、図３に示されるように、検査対象物１００の軸方向上流側からの視線で左側に撮像部３が位置し、右側に光学部品４が位置する。よって、検査部１０Ｄの撮像部３は、検査対象物１００の図３の右側の領域（撮像領域Ａ）の画像を取得する。すなわち、複数の撮像部３は、それぞれ、検査対象物１００の表面１００ａの相異なる領域（部位、位置）を撮像する。

また、本実施形態では、一例として、撮像部３は、ラインカメラ（ラインセンサ）として構成されている。撮像部３は、検査対象物１００の幅方向に沿って一列に配置された複数の光電変換素子（撮像素子、図示されず）を有する。すなわち、撮像部３は、検査対象物１００の幅方向に沿った線状の画像（画像データ、各光電変換素子に対応した画素毎の輝度値のデータ、輝度値のデータ列）を取得する。各撮像素子では、例えば２５６階調で輝度値のデータが取得される。撮像部３は、撮像される各時刻（タイミング）で、一次元の画像を取得する。モノクロ（白黒）の撮像部３の場合、各撮像素子について一つの画像データが取得され、カラーの撮像部３の場合、各撮像素子について複数（例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の三つ）の画像データが取得される。

また、本実施形態では、一例として、光源２Ｕ，２Ｄによる検査対象物１００への光の照射は交互に実行される。そして、撮像部３による撮像（画像の取得）と、光源２Ｕ，２Ｄによる検査対象物１００への光の照射（一例としては光源２Ｕ，２Ｄの発光、切り替え）とが、同期されている。すなわち、本実施形態では、一例として、図４に示されるように、撮像部３は、光源２Ｕからの光で照らされている際の検査対象物１００の一次元の画像ＩＬ１（第一画像、線状画像、画像データ、図４中では「１」と表記）と、光源２Ｄからの光で照らされている際の検査対象物１００の一次元の画像ＩＬ２（第二画像、線状画像、画像データ、図４中では「２」と表記）とを、交互に取得する。画像処理部２０ｄ（図１２参照）は、光源２Ｕからの光で照らされている際の検査対象物１００の画像ＩＬ１を取得順に並べて二次元の画像ＩＡ１（第一画像、画像データ、二次元に配列された輝度値のデータ群）を得ることができるとともに、光源２Ｄからの光で照らされている際の検査対象物１００の画像ＩＬ２を取得順に並べて二次元の画像ＩＡ２（第二画像、画像データ、二次元に配列された輝度値のデータ群）を得ることができる。

また、本実施形態では、一例として、光源２Ｕ，２Ｄからの光の切り替えの周波数、すなわち撮像部３によるライン毎の撮像の周波数は、比較的高い値（例えば６ｋＨｚ等）に設定される。よって、画像ＩＡ１，ＩＡ２を、検査対象物１００の表面１００ａ（の全周の略７割程度の領域）を静止状態でエリアセンサ（二次元の領域として撮像する撮像部）によって撮像した画像に類似させることができる。ラインセンサは、エリアセンサより分解能が比較的高く、また応答性も比較的高いため、ラインセンサを用いることで、より精度の高い異常検出（検査）が可能となる場合がある。画像ＩＡ１，ＩＡ２では、含まれる画像ＩＬ１，ＩＬ２中でのデータの配列方向（図４で左右方向）が、検査対象物１００の幅方向（短手方向）に対応し、画像ＩＡ１，ＩＡ２中で画像ＩＬ１，ＩＬ２が並べられた方向（図４で上下方向）が、検査対象物１００の長手方向（軸方向）に対応する。

本実施形態では、さらに画像ＩＡ１と画像ＩＡ２とが合成（加算）された画像ＩＣが得られる。画像ＩＣの合成では、画像ＩＡ１，ＩＡ２中に含まれ互いに隣接した時間（タイミング、時刻）の画像ＩＬ１と画像ＩＬ２とが重ねられる。なお、互いに隣接する画像ＩＬ１と画像ＩＬ２とは、図４に示されるように、厳密には１ライン分だけタイミングがずれるが、特に光の照射あるいは撮像の切り替え周波数が比較的高い場合には、ほぼ同じ場所の画像（画像データ）と見なすことができる。

図５に、画像ＩＡ１と画像ＩＡ２とが合成（加算）された画像ＩＣの一例が示されている。上述したように、撮像部３は、複数（本実施形態では、一例として二つ）のミラー４Ｕ，４Ｌを介して検査対象物１００の画像を取得するため、図５に示されるように、上記構成の外形検査装置１で得られた画像ＩＣには、それぞれ、検査対象物１００の複数（二つ）の画像Ｉａ，Ｉｂが含まれる。図示されないが、画像ＩＡ１，ＩＡ２中にも、画像Ｉａ，Ｉｂが含まれる。これら画像Ｉａ，Ｉｂは、検査対象物１００の撮像部３とは反対側（ミラー４Ｕ，４Ｌが位置された側）を、撮像部３と検査対象物１００とを結ぶ線Ｌ（図２，３参照）から外れた位置より見た画像である。また、二次元の画像ＩＣには、画像Ｉａと画像Ｉｂとの間に、検査対象物１００のミラー４Ｕ，４Ｌを介さない画像Ｉｎが含まれている。図示されないが、画像ＩＡ１，ＩＡ２中にも、画像Ｉｎが含まれる。しかしながら、本実施形態では、一例として、撮像部３の焦点は、画像Ｉａ，Ｉｂに対応して設定されているため、画像Ｉｎはぼやけている。すなわち、本実施形態では、一例として、画像Ｉｎは、異常検出には用いられない。また、これら画像Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｎの背景は、暗く設定されている。本実施形態にかかる外形検査装置１の画像処理部２０ｄ（図１２参照）は、このようにして得られた二次元の画像ＩＣに基づいて画像処理を実行し、検査対象物１００の外形（画像Ｉａ，Ｉｂの外形、例えば、寸法、大きさ、間隔、距離、位置関係等）を検出する。この外形検査装置１で検出対象となる外形には、一例としては、図５に示されるように、検査対象物１００の幅Ｗａ，Ｗｂ等がある。なお、外形検査装置１は、幅以外の外形（の異常）も検出することができる。また、画像ＩＬ１，ＩＬ２にも、画像Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｎ（ただし、１ライン分）は含まれている。

図６，７には、合成された画像ＩＣから得られた検査対象物１００に対応した画像Ｉａの幅Ｗａならびに画像Ｉｂの幅Ｗｂの値（データ）の経時変化の一例が示されている。横軸は、線状の画像ＩＬ１，ＩＬ２が得られた時間ｔ（タイミング、時刻）を示している。上述したように、検査対象物１００は、長手方向（軸方向）に搬送されているため、横軸は、検査対象物１００の長手方向（軸方向）の位置に対応している。また、縦軸は、幅Ｗａ，Ｗｂの値（画素数）に対応している。図６の例では、幅Ｗａの値は時間の経過とともに減少（漸減）していることがわかる。一方、図７の例では、幅Ｗｂの値は時間の経過とともに増大（漸増）していることがわかる。このような現象は、ミラー４Ｕ，４Ｌと検査対象物１００との位置関係に起因する場合がある。すなわち、外形検査装置１において、検査対象物１００が上下方向に移動（振動）可能な状況で、検査対象物１００が下方に移動した場合、当該検査対象物１００は下方へ移動するにつれてミラー４Ｕから離間するため、当該ミラー４Ｕを介して取得された検査対象物１００の画像Ｉａから得られた幅Ｗａの値は、時間の経過とともに減少する。また、検査対象物１００は下方へ移動するにつれてミラー４Ｌには近接するため、当該ミラー４Ｌを介して取得された検査対象物１００の画像Ｉｂから得られた幅Ｗｂの値は、時間の経過とともに増大する。すなわち、図６，７に示されるような結果が得られる。また、図示されないが、逆に、検査対象物１００が上方に移動した場合、当該検査対象物１００は上方へ移動するにつれてミラー４Ｕに近接するため、当該ミラー４Ｕを介して取得された検査対象物１００の画像Ｉａから得られた幅Ｗａの値は、時間の経過とともに増大する。また、検査対象物１００は上方に移動するにつれてミラー４Ｌからは離間するため、当該ミラー４Ｌを介して取得された検査対象物１００の画像Ｉｂから得られた幅Ｗｂの値は、時間の経過とともに減少する。このように、画像Ｉａの幅Ｗａあるいは画像Ｉｂの幅Ｗｂの値の変化については、検査対象物１００の移動に基づく成分が含まれている場合がある。よって、幅Ｗａ，Ｗｂの値に基づいて検査対象物１００の外形（寸法、大きさ、間隔、距離、位置関係等）あるいはその異常を検出する場合には、当該検査対象物１００の移動の影響は除去されるのが望ましい。

このような現象について、発明者は、鋭意検討を重ねた結果、画像Ｉａに基づく外形のデータ（値、第一データ、一例としては幅Ｗａの値）と画像Ｉｂに基づく外形のデータ（値、第二データ、一例としては幅Ｗｂの値）とを合成（加算）することで、検査対象物１００の移動による影響を低減しやすいことを見出した。具体的には、例えば、図６，７に示されるように、幅Ｗａの値が時間の経過とともに減少し、幅Ｗｂの値が時間の経過とともに増大する場合には、時間毎に幅Ｗａの値と幅Ｗｂの値とを合成（加算）した値では、時間の経過による減少と増大とが減殺（相殺）される。このように、画像Ｉａに基づくデータおよび画像Ｉｂに基づくデータに基づいて検査対象物１００の外形の異常を検出する場合にあっては、画像Ｉａに基づくデータと画像Ｉｂに基づくデータとを合成（加算）することにより、検査対象物１００の移動による影響を低減しやすい。なお、このようなデータの合成（加算）は、画像Ｉａに基づくデータと画像Ｉｂに基づくデータとの平均を算出していることと等価である。

さらに、発明者は、鋭意検討を重ねた結果、以下の問題点を見出した。すなわち、図６，７に示されるように、幅Ｗａ，Ｗｂの値は、周期的に変動している。例えば、図５に示されるように、検査対象物１００（一例としては、ホース）が、螺旋状に一定のピッチで巻かれた巻回物１００ｂ（例えば、テープ、リボン、帯状体等）を有している場合には、画像Ｉａ，Ｉｂには、当該巻回物１００ｂの境界部分１００ｃの間隔（ピッチ）に対応して、周期的な凹凸形状（段差）が含まれる。そして、図８に示されるように、図６の幅Ｗａの値（データ）と図７の幅Ｗｂの値（データ）とを並べてみると、幅Ｗａの値の変動および幅Ｗｂの値の変動の、周期は同じであるが、位相は時間δｔの分ずれている（位相が異なっている、位相差がある）ことがわかる。この位相差は、図５から明らかとなるように、時間方向（検査対象物１００の軸方向、長手方向）の画素数ｄ（時間δｔ）に対応したものであり、検査対象物１００を径方向に沿った異なる方向から撮像していることに起因する。そして、このような位相差がある状態で幅Ｗａの値と幅Ｗｂの値とが合成（加算）された値（データ）からは、幅Ｗａ，Ｗｂの周期的な変動に基づく値の変化が減殺（相殺）されてしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、一例として、図９に示されるように、画像Ｉａに基づく外形のデータ（値、第一データ、一例としては幅Ｗａ）と画像Ｉｂに基づく外形のデータ（値、第二データ、一例としては幅Ｗｂ）とを、時間方向（検査対象物１００の軸方向、長手方向）に、位相差に対応した所定量ずらして、それらの周期的な変動を合わせる。図９から、幅Ｗａの値の周期的な変動の位相と幅Ｗｂの値の周期的な変動の位相とがほぼ一致していることが理解できるであろう。そして、このように位相差を減らした状態で、幅Ｗａの値と幅Ｗｂの値とを合成（加算）する。図１０には、位相を補正された図９の幅Ｗａの値と幅Ｗｂの値とを合成した幅Ｗｄの値（データ）が示される。図１０から明らかとなるように、このようにして合成（加算）された幅Ｗｄのデータからは、検査対象物１００の移動に伴う経時的な増大または減少の影響が減るとともに、幅Ｗｄのデータには、周期的な変動の成分は残っている。

本実施形態では、一例として、図１１に示されるように、外形検査装置１は、制御部２０（例えばＣＰＵ（central processing unit）等）や、ＲＯＭ２１（read only memory）、ＲＡＭ２２（random access memory）、ＳＳＤ２３（solid state drive）、光照射コントローラ２４、撮像コントローラ２５、搬送コントローラ２６、表示コントローラ２７等を備えることができる。光照射コントローラ２４は、制御部２０からの制御信号に基づいて、光源２Ｕ，２Ｄの発光（オン、オフ）等を制御する。なお、開閉を切り替えて光の出射と出射停止とを切り替えるシャッター等の可変装置が設けられた場合には、当該可変装置の動作が制御される。撮像コントローラ２５は、制御部２０からの制御信号に基づいて、撮像部３による撮像を制御する。搬送コントローラ２６は、制御部２０から受けた制御信号に基づいて、搬送装置３０を制御し、検査対象物１００の搬送（開始、停止、速度等）を制御する。表示コントローラ２７は、制御部２０からの制御信号に基づいて、表示装置４０を制御する。また、制御部２０は、不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ２１やＳＳＤ２３等にインストールされたプログラム（アプリケーション）を読み出して実行する。ＲＡＭ２２は、制御部２０がプログラムを実行して種々の演算処理を実行する際に用いられる各種データを一時的に記憶する。なお、図１１に示されるハードウエアの構成はあくまで一例であって、例えばチップやパッケージにする等、種々に変形して実施することが可能である。また、各種演算処理は、並列処理することが可能であり、制御部２０等は、並列処理が可能なハードウエア構成とすることが可能である。

また、本実施形態では、一例として、制御部２０は、ハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働によって、外形検査装置１の少なくとも一部として機能（動作）する。すなわち、図１２に示されるように、制御部２０は、光照射制御部２０ａや、撮像制御部２０ｂ、搬送制御部２０ｃ、画像処理部２０ｄ、表示制御部２０ｅ等として機能する。光照射制御部２０ａは、光照射コントローラ２４を制御する。撮像制御部２０ｂは、撮像コントローラ２５を制御する。搬送制御部２０ｃは、搬送コントローラ２６を制御する。画像処理部２０ｄは、撮像部３が取得した画像データを画像処理する。この画像処理部２０ｄによる画像処理によって、検査対象物１００の異常が検出される。よって、画像処理部２０ｄは、異常検出部の一例である。表示制御部２０ｅは、表示装置４０（例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）、ＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等）を制御する。

また、本実施形態にかかる外形検査装置１は、その外周に螺旋状の凹部または凸部を有した検査対象物１００の検査を行うことができる。螺旋状の凹部または凸部（溝、突起、段差等）は、螺旋状の巻回物（例えば、テープ、リボン、ワイヤ等、図示されず）を有した場合等に形成されやすい。巻回物は、外周に露出するものと、露出しないものとがある。巻回物が外周に露出せず、外壁（壁部）の内部に巻回物（例えば、ワイヤ等）が設けられた場合、巻回物を覆う部分が螺旋状に突出する。

本実施形態では、一例として、外形検査装置１の制御部２０は、図１３に示されるような手順で画像処理ならびに異常検出を実行する。制御部２０は、検査対象物１００が一定速度で移動している状態で、光照射制御部２０ａならびに撮像制御部２０ｂとして機能し、光照射コントローラ２４および撮像コントローラ２５ひいては光源２Ｕ，２Ｄならびに撮像部３を制御して、一次元の画像ＩＬ１と画像ＩＬ２とを交互に取得する（ステップＳ１０）。次に、制御部２０は、画像処理部２０ｄとして機能し、上述したように複数列の画像ＩＬ１と画像ＩＬ２とを所定期間内でそれぞれ取得された順に並べて、二次元の画像ＩＡ１と画像ＩＡ２とを得る（ステップＳ１１）。次に、制御部２０は、画像処理部２０ｄとして機能し、上述したように画像ＩＡ１と画像ＩＡ２とを合成（加算）して、画像ＩＣを得る（ステップＳ１２）。なお、画像ＩＣは、画像ＩＡ１および画像ＩＡ２を経由して生成することは必須ではなく、画像ＩＬ１および画像ＩＬ２から生成してもよい。

次に、制御部２０は、画像処理部２０ｄとして機能し、画像Ｉａ，Ｉｂのエッジを検出する（ステップＳ１３）。ここで、エッジとは、画像Ｉａ，Ｉｂの幅方向（検査対象物１００の幅方向、図５の左右方向）の両側の端部（縁部）を意味する。このステップＳ１３では、画像Ｉａ，Ｉｂの出現位置はほぼ定まっているため、制御部２０は、例えば、閾値に対する大小によって二値化処理されたデータから、画像Ｉａ，Ｉｂのエッジを、値が変化する位置として検出することができる。

次に、制御部２０は、画像処理部２０ｄとして機能し、画像Ｉａ，Ｉｂの幅Ｗａ，Ｗｂを算出する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４で、幅Ｗａ，Ｗｂの値は、例えば、ステップＳ１３で検出された画像Ｉａ，Ｉｂ毎の二つのエッジ間の距離として算出されることができる。また、幅Ｗａ，Ｗｂの値は、データが取得された時間ｔ（タイミング、時刻）毎に、すなわち、画像Ｉａ，Ｉｂの長手方向の各位置で、算出される。幅Ｗａのデータは、第一データの一例であり、幅Ｗｂのデータは第二データの一例である。

ここで、本実施形態では、一例として、制御部２０は、上述したように位相をずらす場合には（ステップＳ１５でＹｅｓ）、幅Ｗａの値（データ）および幅Ｗｂの値（データ）の経時変化のうち一方を他方に対して時間方向に所定量ずらして、時間毎に合成（加算）して、当該各時間における幅Ｗｄの値（データ、合成データ）を取得する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６で、経時変化のデータの時間方向のずらし量δｔ（所定量、位相差に対応した画素数、図８参照）は、検査部１０における各部品のレイアウトや、検査対象物１００のスペック（大きさ、巻回物１００ｂのピッチ）等に応じて定まる。よって、一例としては、事前のトライアル等にて取得し、設定しておくことができる。なお、幅Ｗｄは、厳密には実測値に対応するものではなく、異常検出等に用いるための値（パラメータ、代表値）に相当する。

一方、制御部２０は、特に位相をずらさない場合には（ステップＳ１５でＮｏ）、幅Ｗａの値（データ）および幅Ｗｂの値（データ）を時間毎に合成（加算）して、当該各時間における幅Ｗｄの値（データ、合成データ）を取得する（ステップＳ１７）。

次に、制御部２０は、画像処理部（異常検出部）２０ｄとして機能し、ステップＳ１６またはステップＳ１７で合成された幅Ｗｄの値（データ）の経時変化（すなわち、一例としては図１０のデータ）に基づいて、異常を検出する（ステップＳ１８）。このステップＳ１８では、制御部２０は、一例として、図１６に示されるように、時間方向（検査対象物１００の長手方向、軸方向、図１０，１６では横軸方向）の所定区間における幅Ｗｄの値の平均値Ｗａｖと、各時間での幅Ｗｄの値（図１６中の四角形）との差の積分値（図１６中のハッチングを施した領域Ａａ〜Ａｅの面積、大きさ）に基づいて、当該積分値が閾値と同じかあるいは超えた場合に、当該箇所（一例としては、図１６中の領域Ａａの部分）に異常があると判断することができる。この場合、積分値は、撮像された画像Ｉａ，Ｉｂ中の異常箇所（例えば、凸部、凹部、突起、段差等）の二次元的な大きさに対応した値（パラメータ、代表値）に相当する。また、このステップＳ１８では、制御部２０は、画像Ｉａ，Ｉｂ中の巻回物１００ｂと巻回物１００ｂとの境界部分１００ｃに出現する凹凸形状（例えば、凹部、凸部、突起、段差等）については、異常として検出しない。

次に、制御部２０は、表示制御部２０ｅとして機能し、ステップＳ１８で検出された異常を表示装置４０の表示画面に表示させる（ステップＳ１９）。このステップＳ１９で、制御部２０は、例えば、異常を、図５，１４，１５等に示されるような、画像Ｉａや画像Ｉｂ中に指標（矢印や、マーク、文字、図形等、図示されず）で表示することができる。この際、制御部２０は、ステップＳ１６で位相をずらした場合には、当該ずらした分を考慮して画像Ｉａまたは画像Ｉｂ中の異常に対応した位置に、異常を示す指標を表示する。

上述した本実施形態にかかる外形検査装置１の制御部２０は、例えば、図５，１４，１５に示されるような異常を検出することができる。図５の例では、制御部２０は、画像Ｉａ中の凸部Ａ１（突起）ならびに画像Ｉｂ中の凸部Ａ２（突起）を異常として検出することができる。この例では、凸部Ａ１および凸部Ａ２は一つの（同じ、一塊の）凸部である可能性がある。このような異常を検出するため、ステップＳ１６で、制御部２０は、幅Ｗａの値または幅Ｗｂの値を、画像Ｉａ，Ｉｂ中の対応する部分同士（隣接する部分や同じ部分）が重なり合うようにずらす。また、図１４の例では、制御部２０は、画像Ｉａ中の凹部Ａ３ならびに画像Ｉｂ中の凹部Ａ４を異常として検出することができる。この例では、凹部Ａ３および凹部Ａ４は一つの（同じ、一塊の）凹部である可能性がある。また、図１５の例では、制御部２０は、画像Ｉａ中の凹部Ａ５ならびに画像Ｉｂ中の凸部Ａ６を異常として検出することができる。この例では、凹部Ａ５および凸部Ａ６はそれぞれ別の異常である。このような場合にあっても、閾値を適切に設定することで、制御部２０は、当該異常を検出することができる。

以上、説明したように、本実施形態にかかる外形検査装置１では、一例として、撮像部３は、画像Ｉａ（第一画像）中で検査対象物１００が大きくなった場合には画像Ｉｂ（第二画像）中の検査対象物１００が小さくなり、画像Ｉａ中で検査対象物１００が小さくなった場合には画像Ｉｂ中の検査対象物１００が大きくなるよう設定される。そして、画像処理部２０ｄ（異常検出部）は、画像Ｉａを画像処理して得られた検査対象物１００の外形に応じた幅Ｗａのデータ（第一データ）と画像Ｉｂを画像処理して得られた検査対象物１００の外形に応じた幅Ｗｂのデータ（第二データ）とを合成（加算）した幅Ｗｄのデータ（合成データ）から検査対象物１００の異常を検出する。よって、本実施形態によれば、一例としては、検査対象物１００の外形の異常の検出に対する検査対象物１００の移動による影響が低減されやすい。

また、本実施形態では、一例として、画像Ｉａおよび画像Ｉｂのうち一方は検査対象物１００を上側から撮像した画像であり、他方は下側から撮像した画像である。検査対象物１００は、重力の作用によって上下方向に移動しやすい場合がある。よって、本実施形態によれば、一例としては、このような場合に、検査対象物１００の外形の異常の検出に対する検査対象物１００の移動による影響が低減されやすい。

また、本実施形態では、一例として、撮像部３は、光を屈折あるいは反射させる光学部品４（ミラー４Ｕ，４Ｌ）を介して複数の部位の画像を取得する。よって、本実施形態によれば、一例としては、複数の部位の画像を取得する構成が、より簡素な構成として得られやすい。二つのミラー４Ｕ，４Ｌが一体化された光学部品４が用いられる場合、当該外形検査装置１の製造時やメンテナンス時に、ミラー４Ｕ，４Ｌをより取り扱いやすくなる。

また、本実施形態では、一例として、画像処理部２０ｄ（合成データ取得部）は、幅Ｗａのデータおよび幅Ｗｂのデータを長手方向（時間方向）に対応した方向にずらして合成する。また、本実施形態では、一例として、画像処理部２０ｄ（合成データ取得部）は、幅Ｗａのデータのピッチに応じたデータの変動と、幅Ｗｂのデータのピッチに応じたデータの変動との位相差が減るように幅Ｗａのデータおよび幅Ｗｂのデータをずらして合成する。よって、本実施形態によれば、一例としては、幅Ｗａのデータおよび幅Ｗｂのデータが周期的に変動し、当該周期的な変動の位相がずれている場合に、幅Ｗａのデータおよび幅Ｗｂのデータの合成（加算）によって周期的な変動の成分が減殺（相殺）されるのが抑制される。よって、一例としては、周期的な変動がある状態で、検査対象物１００の外形の異常がより精度良く検出されやすくなる。

また、本実施形態では、一例として、検査対象物１００は、一定のピッチで螺旋状に巻かれた巻回物１００ｂを有した。また、本実施形態では、一例として、検査対象物１００は、外周に螺旋状の凹部または凸部を有した長尺状部品である。よって、本実施形態によれば、一例としては、幅Ｗａのデータおよび幅Ｗｂのデータが周期的に変動する検査対象物１００の外形の異常がより精度良く検出されやすくなる。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例である。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、実施形態の構成や形状は、部分的に他の構成や形状と入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、角度、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、検査対象物は、長尺状部品以外であってもよい。また、外形検査装置は、上述した異常以外の異常を画像処理で検出することができる。また、外形検査装置は、静止状態で取得された画像で検査してもよい。また、光学部品はミラー以外（例えば、レンズ、プリズム等）であってもよい。また、画像中に検査対象物の三つ以上の部位が含まれてもよい。また、撮像部は、幅方向と交叉する方向（斜め方向）に延びた線状の画像を取得してもよい。

１…外形検査装置、３…撮像部、４…光学部品、２０ｄ…画像処理部（合成データ取得部、異常検出部）、１００…検査対象物、１００ｂ…巻回物。

Claims (10)

1. 長尺状の検査対象物が長手方向に搬送されている状態で、前記検査対象物を前記長手方向と交叉した第一方向から撮像した第一画像と、前記検査対象物を前記長手方向と交叉して前記第一方向とは異なる第二方向から撮像した第二画像と、を取得し、前記第一画像中で前記検査対象物が大きくなった場合には前記第二画像中の前記検査対象物が小さくなり、前記第一画像中で前記検査対象物が小さくなった場合には前記第二画像中の前記検査対象物が大きくなるよう設定された撮像部と、
   前記第一画像を画像処理して得られた前記検査対象物の外形に応じた第一データと前記第二画像を画像処理して得られた前記検査対象物の外形に応じた第二データとを合成した合成データを取得する合成データ取得部と、
   前記合成データから前記検査対象物の異常を検出する異常検出部と、
   を備えた、外形検査装置。
2. 前記第一画像および前記第二画像のうち一方は前記検査対象物を上側から撮像した画像であり、他方は下側から撮像した画像である、請求項１に記載の外形検査装置。
3. 前記撮像部は、光を屈折あるいは反射させる光学部品を介して前記第一画像および前記第二画像を取得する、請求項１または２に記載の外形検査装置。
4. 前記合成データ取得部は、前記第一データおよび前記第二データを前記長手方向に対応した方向にずらして合成する、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の外形検査装置。
5. 前記検査対象物は、一定のピッチで螺旋状に巻かれた巻回物を有した、請求項４に記載の外形検査装置。
6. 前記合成データ取得部は、前記第一データの前記ピッチに応じたデータの変動と、前記第二データの前記ピッチに応じたデータの変動との位相差が減るように前記第一データおよび前記第二データをずらして合成した、請求項５に記載の外形検査装置。
7. 検査対象物を第一方向から撮像した第一画像と、前記検査対象物を前記第一方向とは異なる第二方向から撮像した第二画像と、を取得し、前記第一画像中で前記検査対象物が大きくなった場合には前記第二画像中の前記検査対象物が小さくなり、前記第一画像中で前記検査対象物が小さくなった場合には前記第二画像中の前記検査対象物が大きくなるよう設定された撮像部と、
   前記撮像部で取得された前記第一画像および前記第二画像から前記検査対象物の異常を検出する異常検出部と、
   を備えた、外形検査装置。
8. 前記異常検出部は、前記第一画像を画像処理して得られた前記検査対象物の外形に応じた第一データと前記第二画像を画像処理して得られた前記検査対象物の外形に応じた第二データとを合成した合成データから前記検査対象物の異常を検出する、請求項７に記載の外形検査装置。
9. 前記検査対象物は、外周に螺旋状の凹部または凸部を有した長尺状部品である、請求項７または８に記載の外形検査装置。
10. 検査対象物を撮像した画像を画像処理して当該検査対象物の異常を検出する外形検査装置による外形検査方法であって、
    撮像制御部が、前記検査対象物を第一方向から撮像した第一画像と前記検査対象物を前記第一方向とは異なる第二方向から撮像した第二画像とが取得されるよう撮像部を制御するステップと、
    異常検出部が、前記第一画像を画像処理して得られた前記検査対象物の外形に応じた第一データと前記第二画像を画像処理して得られた前記検査対象物の外形に応じた第二データとを合成した合成データから前記検査対象物の異常を検出するステップと、
    を含む、外形検査方法。