JPH0816652B2 - 異物検出方法及び異物検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、たとえば移動するシート等被検査物の表面
に付着した異物を検出する異物検出方法および異物検出
装置に関する。

発明の技術的背景 たとえば押し出し成形されたシート等の成形品の表面
にゴミや不純物等の異物が付着している場合には、その
成形品は不良品として排除したい場合がある。そのよう
な場合において、成形品の表面に異物が付着しているか
否かの判断を人間の目により行っていたのでは、省略化
が図れない。

そこで近年では、このような異物検出を自動的に行う
試みがなされている。

成形品に異物が付着しているか否かを自動的に検査す
る方法として、テレビジョンカメラから得られる被検査
物体の映像信号を電気的に処理して異常点の有無を判定
する種々の方法が提案されている。このような映像方式
による異物検出方法にあっては、一般に光量変化によっ
て異常点を判別するようにしている。

ところが、被検査物としての成形品の表面は、必ずし
も滑らかではなく、表面に凹凸が存在する場合がある。
このような場合には、表面の凹凸による影をカメラが検
出し、良品を不良品と判断するような誤信号を発生させ
る虞がある。

また、被検査物としての成形品に貫通孔などが存在す
ると、その部分に強い光量変合が存在し、この光量変化
により、良品を不良品と判断するような誤信号を発生さ
せる虞がある。

また、連続して移動するシートなどを被検査物とする
場合には、シート表面の光レベルが、端部と中央部とで
異なることから、どちらかの光レベルに合わせて感度設
定を行った場合に、誤作動や検出精度が低下するという
問題点を有している。

発明の目的 本発明は、このような実情に鑑みてなされ、被検査物
としての成形品の表面に凹凸や貫通孔があっても、ま
た、成形品の表面の光レベルが不均一な場合でも、成形
品に付着ないし混合している異物を良好に検出すること
が可能な異物検出方法および異物検出装置を提供するこ
とを目的とする。

発明の概要 このような目的を達成するために、請求項１に係る異
物検出方法は、被検査物の表面を撮像してビデオ信号を
作成し、このビデオ信号を同期分離して水平垂直同期信
号を作成し、この水平垂直同期信号から異物検出エリア
と孔検出エリアとを作成し、 前記異物検出エリアを、被検査物の中央部分に対応す
る中央エリアと、被検査物の端部部分に対応する端部エ
リアとに分割し、前記中央エリア及び前記端部エリアの
感度を独立して設定し、 前記中央エリア及び前記端部エリア内のビデオ信号か
ら所定の検出レベル以上の信号を検出した場合に、前記
異物検出エリアから異物検出表示手段へ異物検出信号を
伝達して異物が検出されたことを表示するとともに、 前記孔検出エリア内で孔検出レベル以上の明側検出信
号が検出された場合に、前記異物検出表示手段への前記
異物検出信号の伝達を停止することを特徴とする。

また、請求項２に係る異物検出方法は、請求項１に記
載した中央エリア内におけるビデオ信号のうち、所定の
白カットレベル以上の明側信号をカットしたビデオ信号
を微分処理し、その微分処理された微分信号における検
出レベル以上の検出信号が検出された場合に、異物検出
信号を異物検出表示手段へ伝達するものである。

更に、請求項３に係る異物検出装置は、被検査物の表
面を撮像してビデオ信号を作成するカメラと、前記ビデ
オ信号を同期分離して水平垂直同期信号を作る同期分離
手段と、前記水平垂直同期信号から異物検出エリアを作
成し、この異物検出エリア内のビデオ信号から所定の検
出レベル以上の信号を検出した場合に異物検出信号を発
信する異物検出エリア作成手段と、前記水平垂直同期信
号から孔検出エリアを作成する孔検出エリア作成手段
と、前記異物検出信号を受信して前記異物の検出を表示
する異物検出表示手段と、前記孔検出エリア内で孔検出
レベル以上の明側検出信号が検出された場合に、前記異
物検出表示手段への異物検出信号の伝達を所定時間停止
する検出停止タイマー手段とを設け、 かつ、前記異物検出エリアを、被検査物の中央部分に
対応する中央エリアと、被検査物の端部部分に対応する
端部エリアとに分割し、前記中央エリア及び前記端部エ
リアの感度を独立して設定可能としたことを特徴とす
る。

更にまた、請求項３に係る異物検出装置に記載された
中央エリア内におけるビデオ信号のうち、所定の白カッ
トレベル以上の明側信号をカットする白カット手段と、
この白カット手段でカットされたビデオ信号を微分処理
し、その微分処理された微分信号における検出レベル以
上の検出信号が検出された場合に、異物検出信号を前記
異物検出表示手段へ発信する微分異物検出手段とを有す
るものである。

発明の具体的説明 以下、本発明に係る異物検出方法および異物検出装置
について具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る異物検出装置を示す
斜視図、第２図は同異物検出装置の正面図、第3,4図は
同異物検出装置のブロック図、第5,7図は異物検出原理
を示す概略図、第６図は異物検出エリアの概略図であ
る。

第1,2図に示すように、本発明の一実施例に係る異物
検出装置10は、長手方向に連続して送られる例えばゴム
もしくはプラスチック製のシート12の表面または内部
に、ゴミや金属粉等の異物が存在するか否かを検出する
ために用いられる。この実施例では、シート12の表面及
び裏面の異物を検出するために、シート12の長手方向に
沿って２個の異物検出装置10が設置してある。一方の異
物検出装置10は、シート12の表面の異物を検出するため
のものであり、他方の異物検出装置10は、裏面の異物を
検出するためのものである。

各異物検出装置10は、被検査物としてのシート12の検
査側表面を撮像するカメラ14と、このカメラ14の周囲か
らシート12に向けて光を照射する検査表面照射手段とし
ての検査側光源16とを有する。シート12の検査側表面の
裏側には、検査側表面の裏側から光を照射する裏面照射
手段としての検査裏側光源18が設置してある。

カメラ14としては、シャッターカメラであることが好
ましい。シャッターカメラを用いると、電気的画像処理
で異物を停止させる状態を作ることが可能になり、検出
精度が向上するからである。

検査側光源16及び検査裏側光源18としては、たとえば
蛍光灯が用いられる。検査側光源16は、カメラ14の周囲
四方に配置され、被検査物としてのシート12の検査表面
を均一に照らし、シートの表面に多少の凹凸があったと
しても、表面に影が生じることもない。したがって、シ
ート表面の影を異物として誤信号を発する虞が少ない。

検査裏側光源18は、光量の調整ができるものが好まし
く、その個数は問わない。光量の調整ができると、シー
トの透明度による影の防止が図れるなどの理由から都合
がよい。また、このような検査裏側光源18とシート12と
の間には、透明もしくは半透明の光量安定板20を設置
し、照射される光の安定化を図ることが好ましい。光量
安定板20としては、透明アクリル板、白色アクリル板な
どが例示される。

このような光量安定板20と同様な光量安定板20aは、
第２図に示すように、検査側光源18とシート12との間に
設置するようにしてもよい。

このような異物検出装置10によって検査されるシート
12は、駆動ローラ22によって矢印Ａ方向に順次移動する
ようになっている。

次に、このような異物検査装置10における制御手段に
ついて、その作用とともに説明する。

第３図に示すように、カメラ14には、ビデオアンプが
接続してある。ビデオアンプ24では、カメラ14で撮影さ
れたビデオ信号を増幅する。なお、カメラ14には絞り調
整機構を設け、カメラの絞りを制御盤で自動的に行える
ようにすることが好ましい。

ビデオアンプ24には、同期分離手段26が接続してあ
る。同期分離手段26では、ビデオ信号から水平垂直同期
信号を作成する。

同期分離手段26には、孔検出エリア作成手段28と、異
物検出エリア作成手段30とが接続してある。孔検出エリ
ア作成手段28及び異物検出エリア作成手段30では、同期
分離手段26で作成された水平垂直同期信号から、それぞ
れ孔検出エリアと異物検出エリアとを作成する。第６図
に、作成される孔検出エリア32と異物検出エリア34とを
示す。孔検出エリア32の方が、異物検出エリア34よりも
幅広に形成してある。

異物検出エリア作成手段30は、D1端部エリア作成手段
36と、D2中央エリア作成手段38とに接続してある。D1端
部エリア作成手段36は、第６図に示す異物検出エリア34
内に、端部エリア36aを作成する。また、D2中央エリア
作成手段38は、異物検出エリア34内に、中央エリア38a
を作成する。したがって、異物検出エリア34は、端部エ
リア36aと中央エリア38aとに分割される。

端部エリア36aは、被検査物としてのシート12の端部
部分に対応する。中央エリア38aは、被検査物としての
シート12の中央部分に対応する。各エリア36a,38aにお
ける感度調節は、それぞれ独立して行うことが可能に設
定してある。このように各エリアで別々に感度設定を行
うことで、誤作動が防止でき、異物検出精度が向上す
る。これは、シート表面の中央部分と端部部分では、光
レベルが異なることに起因している。

D1端部エリア作成手段36及びD2中央エリア作成手段38
には、端部検出手段40が接続してあり、この端部検出手
段40により検出した端部位置情報が、これらD1エリア作
成手段36及びD2中央エリア作成手段38に入力されるよう
になっている。端部検出手段の詳細はたとえば、特公昭
59−8988号公報に開示してある。

中央エリア作成手段38には、微分異物検出手段42が接
続してあり、中央エリア作成手段38で作成された中央エ
リア38aにおけるビデオ信号を微分処理し、この微分信
号から異物を検出するようになっている。微分信号から
異物を検出するには、所定値以上の負側信号を検出する
ことにより行う。また、微分処理に際しては、生のビデ
オ信号を微分するのではなく、白カット手段44で処理さ
れたビデオ信号を微分処理することが好ましい。

白カット手段44では、第７図（ｂ）に示すように、中
央エリア38a内におけるビデオ信号（同図（ａ）に示
す）のうち、所定の白カットレベル以上の明側信号をカ
ットする。このように白カットレベル以上の明側信号を
カットするのは、次のような理由による。

第７図（ａ）に示すように、白カットレベル以上の信
号をカットしない場合には、シートに形成された貫通孔
のビデオ信号が白カットレベル以上となり、その信号を
微分した場合に、同図（ｂ）に示すように、貫通孔にお
ける微分信号の跳ねっ返りが大きくなり、微分信号にお
ける所定以上の負側信号を異物として検知する方式の場
合に、貫通孔を異物として誤検知する虞があるからであ
る。そこで、本実施例では、所定の白カットレベル以上
の明側信号をカットする。そのようにすれば、第７図
（ｄ）に示すように、貫通孔部分における微分信号の跳
ねっ返りが小さくなり、貫通孔を異物と誤検知すること
がなくなる。なお、微分信号により異物を検知し、原画
ビデオ信号により異物を検知しなかったのは、次のよう
な理由からである。

第５図に示すように、シートの表面における生画像方
式の信号（原画ビデオ信号）では、ある所定の検出レベ
ルを設定した場合に、一方の異物48aのみを検知し、他
方の異物48bを検知しない場合や、シート表面の凹部50
を異物として検知する場合があるからである。これに対
し、微分信号における所定値以上の負側微分信号を検出
することにより異物を検出する場合には、上述したよう
な不都合を有さないからである。

第３図に戻りブロック図について説明すると、D1端部
エリア作成手段36には、原画異物検出手段46が接続して
あり、端部エリア作成手段36で作成された端部エリア36
aにおける原画ビデオ信号から異物を検出するようにな
っている。原画ビデオ信号から異物を検出するには、所
定値以上の暗側ビデオ信号を異物として検出することに
より行う。端部エリア36aにおいて、微分異物検出を行
わなかったのは、ゴムシート端部はDR出口部でのほつれ
現象により、ほつれ片が生じ、微分検出では光源の影響
で異物と判定されるため、原画検出の方が誤作動し難し
いためなどの理由からである。

このような異物検出手段42,46は、良・不良判定手段5
4と制御ミキサー手段52に接続してある。制御ミキサー
手段52は、モニター出力手段55に接続してあり、各エリ
ア32,34におけるビデオ信号をテレビモニタ56に出力す
るようになっている。

良・不良判定手段54は、各異物検出手段42,46により
異物が検知されたか否かを判断し、検知されない場合に
は、青ランプ表示手段57に信号を送り、青ランプを表示
し、シート表面に異常がないことを知らせる。また、異
物が検出された場合には、異物検出表示手段としての赤
ランプ表示手段58を通して、IP−106回路60に信号が送
る。なお、良・不良判定手段54には、タイミング手段61
から検査タイミング信号が入るようになっている。この
ため、各異物検出手段42,46による異物の検出は、タイ
ミング手段61により検査タイミング信号が入っている間
のみ行う。異物検出表示手段としての赤ランプ表示手段
58が点灯すると、作業者はシート表面に異物が検出され
たことを知ることができる。

また、良・不良判定手段54には、検出停止タイマー手
段62が接続しており、ここから検出停止信号が所定の条
件で所定の時間だけ入るようになっている。検出停止タ
イマー手段62により検出停止信号が出力されるのは、ビ
デオアンプ24に接続してある貫通孔検出手段64により貫
通孔がシート表面に検出された場合である。このような
場合には、シート表面の貫通孔を異物として誤検知する
虞があるので、貫通孔が形成された部分のシートが検出
エリアから移動するに要する時間と略同等の時間だけ、
異物検出手段42,46による異物の検出を停止させるので
ある。

第４図に示すように、IP−106回路60は、IP−100回路
66を有する。IP−100回路は、良・不良判定手段54から
異物検出信号、検査タイミング信号、及び同期信号を受
け取る。このIP−100回路66には、同期信号入力手段68
感度設定値入力手段69及び検査タイミング発生手段70を
介して、カウンター回路70が接続してある。これら同期
信号入力手段68感度設定値入力手段69及び検査タイミン
グ発生手段70は、運転中でのゴム切断機作動による、ノ
イズ発生での異物検出の誤作動を防ぐため、切断機作動
中は、異物検出を行わないタイミングをとるためのもの
である。

また、カウンター手段70は、IP−100回路66からの異
物検出信号と、クロック発生手段72からのクロック信号
とをアンド回路で処理し、その出力信号をカウンターで
計数する。カウンター手段70には、比較手段74に接続し
てあり、カウンター70での計数値信号がこの比較手段74
に入力するようになっている。比較手段74では、カウン
ター手段70における計数値と、限度設定手段76で設定さ
れた限度値とを比較する。その出力信号は、判定出力手
段78に入力するようになっている。判定出力手段78で
は、計数値が限度値以上か否かが判定され、限度値以上
であれば、異物信号出力手段82にNG（不具合）信号が送
られる。この出力手段により、NG信号を、たとえば、次
の工程で用いられる装置に送り込み、その装置を制御す
る際の情報などに用いられる。

計数値が限度値以下であると、判定出力手段78で判定
されれば、異物検出信号の出力はされないことになる。
なお、判定出力手段78には、判定表示手段が接続してあ
り、上記計数値を表示機に表示することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるもので
なく、本発明の範囲内において種々に改変することが可
能である。

たとえば、上述した実施例では、被検査物としてシー
トを用いたが、これに限らず、フィルム、ベール状ゴム
等を被検査物として用いてもよい。

発明の効果 以上説明してきたように、請求項１または請求項３に
係る発明によれば、たとえ光レベルが表面全体で不均一
であっても、全体として検出精度が向上するとともに、
誤作動の防止も図れる。なお、検出できる異物の粒径
は、従来では困難であったφ0.3〜φ0.4mm以上である。

また、孔検出レベル以上の明側信号が検出された場合
には、異物検出表示手段への異物検出信号の伝達を停止
するから、被検査物の貫通孔は異物としての表示対象か
ら除外され、被検査物の表面に実際に付着している異物
を検出した場合のみ異物検出表示手段が表示することと
なり、誤作動を防止する効果がある。

さらに、請求項２または請求項４に係る発明によれ
ば、請求項１または請求項３と同様の効果がある他、異
物検出エリアは、微分信号に基づいて検出レベル以上の
信号が検出された場合に異物検出信号を異物検出表示手
段へと伝達するから、被検査物の表面の凹凸は異物とし
ての表示対象から除外され、実際の異物を検出した場合
のみこれを表示するから、検出精度が向上して誤作動を
防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る異物検出装置を示す斜
視図、第２図は同異物検出装置の正面図、第3,4図は同
異物検出装置のブロック図、第5,7図は異物検出原理を
示す概略図、第６図は異物検出エリアの概略図である。 10……異物検出装置、12……シート 14……カメラ 16……検査側表面照射手段 18……裏面照射手段 26……同期分離手段 28……孔検出エリア作成手段 30……異物検出エリア作成手段 32……孔検出エリア 36a……端部エリア 38a……中央エリア 42……微分異物検出手段 44……白カット手段 58……赤ランプ（異物検出表示手段） 62……検出停止タイマー手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 勝 千葉県千葉市稲毛東６―10―２ (56)参考文献 特公 昭64−7549（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査物の表面を撮像してビデオ信号を作
   成し、このビデオ信号を同期分離して水平垂直同期信号
   を作成し、この水平垂直同期信号から異物検出エリアと
   孔検出エリアとを作成し、 前記異物検出エリアを、被検査物の中央部分に対応する
   中央エリアと、被検査物の端部部分に対応する端部エリ
   アとに分割し、前記中央エリア及び前記端部エリアの感
   度を独立して設定し、 前記中央エリア及び前記端部エリア内のビデオ信号から
   所定の検出レベル以上の信号を検出した場合に、前記異
   物検出エリアから異物検出表示手段へ異物検出信号を伝
   達して異物が検出されたことを表示するとともに、 前記孔検出エリア内で孔検出レベル以上の明側検出信号
   が検出された場合に、前記異物検出表示手段への前記異
   物検出信号の伝達を停止することを特徴とする異物検出
   方法。
2. 【請求項２】前記中央エリア内におけるビデオ信号のう
   ち、所定の白カットレベル以上の明側信号をカットした
   ビデオ信号を微分処理し、その微分処理された微分信号
   における検出レベル以上の検出信号が検出された場合
   に、異物検出信号を異物検出表示手段へ伝達することを
   特徴とする請求項第１項に記載の異物検出方法。
3. 【請求項３】被検査物の表面を撮像してビデオ信号を作
   成するカメラと、前記ビデオ信号を同期分離して水平垂
   直同期信号を作る同期分離手段と、前記水平垂直同期信
   号から異物検出エリアを作成し、この異物検出エリア内
   のビデオ信号から所定の検出レベル以上の信号を検出し
   た場合に異物検出信号を発信する異物検出エリア作成手
   段と、前記水平垂直同期信号から孔検出エリアを作成す
   る孔検出エリア作成手段と、前記異物検出信号を受信し
   て前記異物の検出を表示する異物検出表示手段と、前記
   孔検出エリア内で孔検出レベル以上の明側検出信号が検
   出された場合に、前記異物検出表示手段への異物検出信
   号の伝達を所定時間停止する検出停止タイマー手段とを
   設け、 かつ、前記異物検出エリアを、被検査物の中央部分に対
   応する中央エリアと、被検査物の端部部分に対応する端
   部エリアとに分割し、前記中央エリア及び前記端部エリ
   アの感度を独立して設定可能としたことを特徴とする異
   物検出装置。
4. 【請求項４】前記中央エリア内におけるビデオ信号のう
   ち、所定の白カットレベル以上の明側信号をカットする
   白カット手段と、この白カット手段でカットされたビデ
   オ信号を微分処理し、その微分処理された微分信号にお
   ける検出レベル以上の検出信号が検出された場合に、異
   物検出信号を前記異物検出表示手段へ発信する微分異物
   検出手段とを有することを特徴とする請求項第３項に記
   載の異物検出装置。