JP2016099227A - 画像生成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像生成装置100は、検査光を検査対象物に照射する光源1、検査対象物を透過した光を受光して画像データを生成する受像器2、光源1と検査対象物との間の光路上に配置され、検査光を直線偏光させる第1の偏光子4、検査対象物と受像器2との間の光路上に配置され、透過光を直線偏光させる第2の偏光子5、および第1の偏光子4の透過軸と第2の偏光子5の透過軸とのなす相対角を変更可能な偏光方向制御手段とを備えている。画像生成装置100は、受像器2を用いて相対角が小さい第1画像と相対角が大きい第2画像を撮像すると共に、この第1画像と第2画像を用いて検査対象物の内部構造を可視化して、検査対象物中に存在する異物等を表示した画像を得る。
【選択図】図1
Description
検査光を検査対象物に照射する光源と、
前記検査対象物を透過した透過光および散乱光を受光して画像データを生成する受像器と、
前記光源と前記検査対象物との間の光路上に配置され、前記検査光を直線偏光させる第1の偏光子と、
前記検査対象物と前記受像器との間の光路上に配置され、前記透過光を直線偏光させる第2の偏光子と、
前記第1の偏光子の透過軸と前記第2の偏光子の透過軸とのなす相対角を変更可能な偏光方向制御手段と、を備え、
前記受像器を用いて相対角が小さい第1画像と相対角が大きい第2画像とを撮像すると共に、当該第1画像および第2画像を用いて前記検査対象物の内部構造を可視化して、検査対象物中に存在する検知対象を表示した画像を得ることを特徴とする。
検査光を検査対象物に照射する光源と、
前記検査対象物を透過した透過光および散乱光を受光して画像データを生成する受像器と、
前記光源と前記検査対象物との間の光路上に配置され、前記検査光を円偏光に変換する第1の偏光子と、
前記検査対象物と前記受像器との間の光路上に配置され、円偏光を直線偏光に変換して透過させる第2の偏光子と、
前記第1の偏光子が変換する円偏光の回転方向、または前記第2の偏光子が透過させる円偏光の回転方向が切り替え可能な偏光方向制御手段と、を備え、
前記受像器を用いて前記第1の偏光子が変換する円偏光の回転方向と前記第2の偏光子が透過させる円偏光の回転方向とが同一方向となる第1画像と逆方向となる第2画像とを撮像すると共に、当該第1画像および第2画像を用いて前記検査対象物の内部構造を可視化して、検査対象物中に存在する検知対象を表示した画像を得ることを特徴とする。
図1に、本発明の実施の形態1にかかる画像生成装置100の基本的な構成を示す。また図2に、画像生成装置100の制御系の構成を示す。
画像生成装置100は、光源1、受像器2、透明板3、第1および第2の偏光子4、5、リニアモータ6、レール7ならびにコントローラ8(図2参照)で構成されている。
次に、上述の画像生成装置100において検査対象物の内部構造を可視化した画像を生成する原理について説明する。最初に、撮像された平行画像と直交画像の特徴について説明する。
次に、本実施の形態において検査対象物の内部構造を可視化した画像を生成する際の処理の流れについて、図8のフローチャートを用いて説明する。
次に、本実施の形態にかかる画像生成装置100を用いて実験を行った結果について説明する。
次に、アカマダラケシキスイの幼虫を異物とし、実験例1と同じ梅肉を検査対象として、検査対象物の厚さが変わった場合の効果確認を行った。
比較例として、実験例2と同一の平行画像と、一定の濃度値で全画素を塗りつぶした画像との差分演算を実行した。塗りつぶした画像の濃度値を閾値として、平行画像のこれより高い濃度値を有する画素を一色に塗りつぶすことでノイズを消去するのと同じ効果がある。塗りつぶし画像の濃度値を以下に示す通りとし、濃度変換を行っていないことを除き、実験例2と同様に処理を行った。
直交画像の濃度調整に替えて、光源1の光量を電流値を変更することにより、平行画像と直交画像のコントラストを調整して本発明の効果を確認した。電流値を変更したこと、および濃度調整を行わずに演算処理を実施し、差分演算後の濃度調整を10倍としたことを除き、実験例2と同一条件で撮像し、差分画像を生成した。なお、電流値は、差分画像を確認しながら、平行画像で0.06A、直交画像で0.1Aとした。
直交画像の濃度調整に替えて、受像器2の受光量をシャッタースピードを変更することにより、平行画像と直交画像のコントラストを調整して本発明の効果を確認した。シャッタースピードを変更したこと、および濃度調整を行わずに演算処理を実施し、差分演算後の濃度調整を10倍としたことを除き、実験例2と同一条件で撮像し、差分画像を生成した。なお、シャッタースピードは、差分画像を確認しながら、平行画像で1msec、直交画像で2msecとした。
検査対象を梅肉からいちごジャムに替え、ゴム手袋の破片を異物として本発明の効果を確認した。本実験例では、濃度調整にシャッタースピードの変更と、直交画像に対する線形濃度変換を併用した。ジャムの厚さは4mmとした。シャッタースピードを平行画像で0.01msec、直交画像で0.2msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A4、上限B212とする線形濃度変換を行った。その他の条件は、実験例2と同一である。
検査対象を梅肉から梅果肉入りゼリーに替え、ゴム手袋の破片を異物として本発明の効果を確認した。本実験例では、濃度調整にシャッタースピードの変更と、直交画像に対する線形濃度変換を併用した。ゼリーの厚さは4mmとした。シャッタースピードを平行画像で0.1msec、直交画像で0.5msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A8、上限B173とする線形濃度変換を行った。その他の条件は、実験例2と同一である。
検査対象を梅肉から白菜キムチに替え、ゴム手袋の破片を異物として本発明の効果を確認した。白菜キムチの厚さは4mmとした。シャッタースピードを0.5msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A13、上限B196とする線形濃度変換を行った。また、差分演算後の濃度調整を20倍とした。その他の条件は、実験例2と同一である。
検査対象を、工業製品の一種であるポリエステル織物に替え、ゴム片を異物として本発明の効果を確認した。ポリエステル織物の厚さは1mmで、生地を2枚重ねたものである。シャッタースピードを1msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A3、上限B225とする線形濃度変換を行った。また、差分演算後の濃度調整を20倍とした。その他の条件は、実験例2と同一である。
検査対象を、工業製品の一種であるウレタンベルトに替え、ゴム片を異物として本発明の効果を確認した。ウレタンベルトの厚さは3mmである。シャッタースピードを0.2msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A13、上限B106とする線形濃度変換を行った。また、差分演算後の濃度調整を20倍とした。その他の条件は、実験例2と同一である。
検査対象を、工業製品の一種であるポリプロピレン成形品に替え、ゴム片を異物として本発明の効果を確認した。ポリプロピレン成形品の厚さは2mmである。シャッタースピードを4msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A8、上限B218とする線形濃度変換を行った。また、差分演算後の濃度調整を20倍とした。その他の条件は、実験例2と同一である。
検査対象を、工業製品の一種である金属メッシュフィルターに替え、ゴム片を異物として本発明の効果を確認した。金属メッシュフィルターは周囲を金属製のリングで支持したもので、フィルターの厚さは1mmである。シャッタースピードを4msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A13、上限B74とする線形濃度変換を行った。また、差分演算後の濃度調整を20倍とした。その他の条件は、実験例2と同一である。
検査対象を市販飲料(サントリー食品インターナショナル社製緑茶)のPETボトルから取り外したラベルフィルムとし、ゴム片を異物としてラベルフィルムの下に挿入し、本発明の効果を確認した。シャッタースピードを0.2msecとして、受像器2の受光量を調整するとともに、直交画像に対して、下限A8、上限B94とする線形濃度変換を行った。また、差分演算後の濃度調整を20倍とした。その他の条件は、実験例2と同一である。
実験例2の光源1を近赤外線から可視光線に替えて本発明の効果を確認した。光源を白色LED(モノタロウ24LED丸形ライト)とした。また、シャッタースピードを333msecとし、濃度調整の条件は、線形濃度変換(下限Aを10、上限Bを191)とした。また、梅肉の厚さを4mmとし、その他の条件は、実験例2と同一とした。
図24に、本発明の実施の形態2にかかる画像生成装置100の基本的な構成を示す。図中、図1の部材と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。またコントローラについては、偏光子駆動部82の制御対象がステッピングモータ9であることを除いて、図2に示したコントローラ8と変わりがない。
本実施の形態にかかる画像生成装置を用いて実験を行った結果を説明する。実施の形態1では、第1の偏光子と第2の偏光子との相対角が0°のときに撮像した画像を平行画像、90°のときに撮像した画像を直交画像として扱ったが、平行画像の相対角が直交画像の相対角より小さければ、これに限らず本発明の効果を奏することができる。そこで、本発明の範囲を明確にするために、平行画像と直交画像の相対角の有効範囲を調べた。
図27は、実験例14と同様に平行画像と直交画像の相対角の範囲を調べた結果、本発明の効果を奏しない範囲の差分画像である。平行画像と直交画像の相対角の差が20°を下回るとノイズが消去できず、異物も視認できない。また、直交画像の相対角が50°を下回った場合も同様である。
実施の形態1および2は、いずれも直線偏光を利用するものであるが、本発明にかかる画像生成装置では、円偏光を利用することもできる。本実施の形態では、実施の形態1の第1の偏光子4と第2の偏光子5を円偏光板で構成している。
本実施の形態にかかる画像生成装置を用いて実験を行った結果を説明する。前述の実験例13の偏光子を円偏光板に替えて効果を確認した。第1の偏光子4を左回りの円偏光子(株式会社美舘イメージング製TCPL)とし、第1画像用の第2の偏光子5には、同じく左回りの円偏光板を用い、検査対象である梅肉を設置しない状態で第1の偏光子4を透過した光を受像器2が受光できるように配置した。
2 受像器
3 透明板
4、5 偏光子
6 リニアモータ
7 レール
8 コントローラ
9 ステッピングモータ
10 サポート板
11 モータプーリ
12 プーリベルト
51 y方向偏光部
52 x方向偏光部
53、55 フレーム
54 円形偏光子
55 プーリ付フレーム
81 主制御部
82 偏光子駆動部
83 受像器制御部
84 画像データ記憶部
85 画像処理部
86 濃度調整部
87 差分演算部
88 ノイズ消去部
100 画像生成装置
Claims (4)
- 検査光を検査対象物に照射する光源と、
前記検査対象物を透過した透過光および散乱光を受光して画像データを生成する受像器と、
前記光源と前記検査対象物との間の光路上に配置され、前記検査光を直線偏光させる第1の偏光子と、
前記検査対象物と前記受像器との間の光路上に配置され、前記透過光を直線偏光させる第2の偏光子と、
前記第1の偏光子の透過軸と前記第2の偏光子の透過軸とのなす相対角を変更可能な偏光方向制御手段と、を備え、
前記受像器を用いて相対角が小さい第1画像と相対角が大きい第2画像とを撮像すると共に、当該第1画像および第2画像を用いて前記検査対象物の内部構造を可視化して、検査対象物中に存在する検知対象を表示した画像を得ることを特徴とする画像生成装置。 - 検査光を検査対象物に照射する光源と、
前記検査対象物を透過した透過光および散乱光を受光して画像データを生成する受像器と、
前記光源と前記検査対象物との間の光路上に配置され、前記検査光を円偏光に変換する第1の偏光子と、
前記検査対象物と前記受像器との間の光路上に配置され、円偏光を直線偏光に変換して透過させる第2の偏光子と、
前記第1の偏光子が変換する円偏光の回転方向、または前記第2の偏光子が透過させる円偏光の回転方向が切り替え可能な偏光方向制御手段と、を備え、
前記受像器を用いて前記第1の偏光子が変換する円偏光の回転方向と前記第2の偏光子が透過させる円偏光の回転方向とが同一方向となる第1画像と逆方向となる第2画像とを撮像すると共に、当該第1画像および第2画像を用いて前記検査対象物の内部構造を可視化して、検査対象物中に存在する検知対象を表示した画像を得ることを特徴とする画像生成装置。 - 前記第2画像のコントラストを増大、および/または前記第1画像のコントラストを低下させる濃度調整を行う濃度調整手段を有する、請求項1または2に記載の画像生成装置。
- 前記濃度調整手段による濃度調整が行われた第1画像と第2画像との差分画像を生成する画像処理手段を有する、請求項3に記載の画像生成装置。
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