JP2000230909A - 断熱材の欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 グラスウールを接着剤を用いて成形した断熱
材の欠陥を、画像処理により効率的に精度良く検査し得
る欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 試験断熱材Ｘを標準断熱材Ｙと並べて支
持し（支持機構１）、これらの各断熱材の端面を同一視
野内に捉えて同時に撮像した画像中の標準断熱材の色情
報を基準として試験断熱材の色情報を判定して欠陥を検
出する（カメラ２，端面画像処理部３，欠陥判定部
４）。また試験断熱材の表面の青色光成分および赤色光
成分からなる周面画像をそれぞれ個別に得て各色成分の
画像をそれぞれ所定の閾値で弁別することで、変色欠陥
と凹凸欠陥とをそれぞれ検出する（カメラ５,６，周面
画像処理部９,１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グラスウールを接
着剤を用いて板状または円筒状に成形してなる断熱材の
表面欠陥を、画像処理により効率的に精度良く検査し得
る欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】グラスウールを接着剤を用いて板
状または円筒状に成形してなる断熱材（保温剤）は、壁
等に埋め込まれる建築用断熱素材として、或いは配管の
外周を覆う被覆素材として用いられる。ところでこの種
の断熱材にあっては、種々の製造要因に起因してその表
面からのグラスウールの部分的な剥がれが生じたり、ま
た表面から剥がれたグラスウール（切れ端）が他の部位
に付着する等の欠陥が生じることがある。また円筒状の
断熱材にあっては、グラスウールの巻き付きムラに起因
して部分的にしわが生じることがある。このような欠陥
は、凹凸欠陥と称される。

【０００３】また断熱材の成型時に混入した水分によ
り、その素材であるグラスウールが部分的に固化した
り、その成形に用いた接着剤が局部的な塊をなして固化
する等の欠陥が発生することもある。特に上記水分に起
因するグラスウールの部分的な固化は未焼けと称され、
黄色に着色される断熱材の表面に白色化した色ムラとし
て現れる。また接着剤の固化部分は茶色の色ムラとして
現れる。

【０００４】従来、このような凹凸欠陥や色ムラ欠陥を
含む断熱材を不良品として排除するべく、専ら、検査員
による断熱材表面の目視検査が行われている。しかしな
がらその検査には多大な手間と労力が掛かることが否め
ず、検査効率も甚だ悪い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで上記欠陥検査の
自動化の一手法としてカメラを用いて断熱材の表面像を
撮像し、画像処理技術を用いることで上述した欠陥を検
出することが考えられている。しかしながら断熱材の表
面は濃淡のある黄色の繊維模様をなしており、画像上に
おいて上記繊維模様と色ムラ、および凹凸による明暗と
を明確に区別することが困難であると言う問題があっ
た。特に色ムラを強調するべく画像処理を施すと繊維模
様までが強調され、凹凸による明暗との区別が困難とな
る。逆に断熱材表面の凹凸を検出するべく、画像処理に
よって前記繊維模様を消すようにすると、これによって
色ムラの情報までが失われると言う問題があった。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、画像処理により断熱材の表面欠
陥を、特にその凹凸欠陥と色ムラ欠陥とを明確に区別し
ながら簡易に精度良く、しかも効率的に検査することの
できる断熱材の欠陥検査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る断熱材の欠陥検査装置は、グラスウー
ルを接着剤を用いて板状または円筒状に成形してなる断
熱材の欠陥を画像処理により検査するものであって、検
査に供する試験断熱材（検査品）を、欠陥検査の基準と
なる標準断熱材（良品）と並べて支持する支持機構と、
この支持機構に支持された上記試験断熱材および前記標
準断熱材の各切断端面を同一視野内に捉えて同時に撮像
し、その撮像画像中において検出される前記標準断熱材
の色情報を基準として前記試験断熱材の色情報を判定し
て該試験断熱材における切断端面の欠陥を検出する端面
欠陥検出手段と、前記試験断熱材の表面の青色光成分か
らなる像を撮像することで、正常な表面色である黄色に
対して白色および茶色の変色部分（色ムラ部分）を強調
した画像を得、この青色光成分の画像を所定の閾値で弁
別して前記試験断熱材の表面における変色欠陥（色ムラ
欠陥）を検出する変色欠陥検出手段と、前記試験断熱材
の表面の赤色光成分からなる像を撮像することで、表面
の繊維模様や色ムラに依存することのない凹凸による明
暗を強調した画像を得、この赤色光成分の画像を所定の
閾値で弁別して前記試験断熱材の表面における凹凸欠陥
を検出する凹凸欠陥検出手段とを具備したことを特徴と
している。

【０００８】好ましくは請求項２に記載するように前記
変色欠陥検出手段においては、例えばカメラに装着され
た青色透過フィルタを介して前記試験断熱材の表面の青
色光成分からなる単色画像（モノクローム画像）を得、
また前記凹凸欠陥検出手段においては、赤色透過フィル
タを介して前記試験断熱材の表面の赤色光成分からなる
単色画像（モノクローム画像）を得ることを特徴として
いる。この場合、青色透過フィルタおよび赤色透過フィ
ルタをそれぞれ装着した２台のカメラにて上記各色成分
の画像を同時に得るようにしても良く、或いはカメラに
装着するフィルタを交換することで、前記各色成分の画
像を順次に得るようにしても良い。

【０００９】或いは請求項３に記載するように前記変色
欠陥検出手段においては、前記試験断熱材を青色光にて
照明してその表面を撮像することで青色光成分からなる
単色画像（モノクローム画像）を得、前記凹凸欠陥検出
手段においては、前記試験断熱材の表面を赤色光にて照
明してその表面を撮像することで赤色光成分からなる単
色画像（モノクローム画像）を得ることを特徴としてい
る。この場合、試験断熱材を照明する光源を順次に切り
替えながら、前記各色成分の画像をそれぞれ得るように
すれば良い。

【００１０】また本発明の好ましい態様は、請求項４に
記載するように前記支持機構は、円筒状に成形してなる
断熱材の周面を支持し、該断熱材を回転させる回転部
材、例えば２条のローラやＶ型コンベアを備え、断熱材
を回転させながらその周面の全域を連続して撮像し得る
ように構成することが望ましい。また請求項５に記載す
るように前記各欠陥検出手段においては、前記試験断熱
材の画像中の欠陥が検出された部位を、例えばその表示
色を変える等してそれぞれ識別強調表示する手段を備え
ることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る断熱材の欠陥検査装置について説明す
る。図１は円筒状に成形された断熱材の表面欠陥を検査
するべく構成された欠陥検査装置の概略構成図で、１は
円筒状の試験断熱材Ｘを載置して欠陥検査に供する支持
機構である。この支持機構１は、例えば平行に配置され
た一対のローラ１ａ,１ｂ（回転部材）からなり、モー
タ１ｃにより一方向に回転駆動されてその上部に載置さ
れた試験断熱材Ｘを回転させながら欠陥検査に供する。
またこの支持機構１の上記ローラ１ａ,１ｂの下方位置
には、欠陥検査の基準として用いられる良品の標準断熱
材Ｙ1が、前記ローラ１ａ,１ｂ上に載置される試験断熱
材Ｘとその軸方向を揃え、且つその切断端面を揃えて配
置される。換言すれば前記試験断熱材Ｘは、標準断熱材
Ｙ1とその切断端面位置を合わせて前記ローラ１ａ,１ｂ
上に載置されて欠陥検査に供せられる。

【００１２】また前記支持機構１における上記ローラ１
ａ,１ｂの一端側には、上述した如く標準断熱材Ｙ1とそ
の切断端面位置を合わせて前記ローラ１ａ,１ｂ上に載
置される試験断熱材Ｘとその軸心を合わせて、欠陥検査
の基準として用いられる良品の標準断熱材Ｙ2が配置さ
れる。これらの各標準断熱材Ｙ1,Ｙ2は、基本的には試
験断熱材Ｘと同一仕様のものからなるが、その切断端面
および周面（表面）の各状態見本（基準）として用いら
れるものであるので、所定の長さに切断した短尺のもの
であっても良い。

【００１３】さて上記支持機構１に支持された試験断熱
材Ｘ、およびこの試験断熱材Ｘに並べて配置された標準
断熱材Ｙ1の各切断端部に対向する位置には、これらの
各切断端面を同一視野内に並べて捉え、これらの各端面
を１枚の画像として同時に撮像するカラーカメラ２が設
けられている。尚、上記試験断熱材Ｘおよび標準断熱材
Ｙ1の各切断端面は、例えば白色光源（図示せず）によ
り一様に照明され、この照明条件下において前記カラー
カメラ２により撮像される。そして上記カラーカメラ２
により撮像された前記試験断熱材Ｘおよび標準断熱材Ｙ
1の各端面の、例えば図２(ａ)示すような端面像Ｅ（Ｅ
x,Ｅy）は、端面画像処理部３を介して所定の画像処理
が施された後、マイクロプロセッサ等からなる欠陥判定
部４に与えられて後述するように欠陥検査されるように
なっている。

【００１４】一方、前記支持機構１の上方位置には、前
記ローラ１ａ,１ｂ上で回転する断熱材Ｘの上面（周
面）と、この試験断熱材Ｘの軸端部に配置された標準断
熱材Ｙ2とをその軸方向に走査して撮像するライン走査
型の２台のモノクロームカメラ５,６が並べて設けられ
ている。これらのモノクロームカメラ５,６は、そのレ
ンズ部に青色透過フィルタ（図示せず）および赤色透過
フィルタ（図示せず）をそれぞれ装着したもので、試験
断熱材Ｘおよび標準断熱材Ｙ2の側方に配置された白色
光源７ａ,７ｂにより、その側部上方から照明された試
験断熱材Ｘおよび標準断熱材Ｙ2の各周面を上記各フィ
ルタを介してそれぞれ撮像することで、青色光成分の単
色画像（モノクローム画像）および赤色光成分の単色画
像（モノクローム画像）を得るものとなっている。特に
各モノクロームカメラ５,６は、前述した如くローラ１
ａ,１ｂ上で回転される試験断熱材Ｘおよび標準断熱材
Ｙ2の周面を連続的に撮像することで、該試験断熱材Ｘ
および標準断熱材Ｙ2の周面を平面的に展開した画像と
して、その周面画像を得るものとなっている。

【００１５】しかして各モノクロームカメラ５,６にて
それぞれ撮像された試験断熱材Ｘおよび標準断熱材Ｙ2
の周面の上記青色光成分Ｂおよび赤色光成分Ｒからな
る、例えば図２(ｂ)(ｃ)にそれぞれ示すような周面画像
Ｃb（Ｃbx,Ｃby）,Ｃr（Ｃrx,Ｃry）は、周面画像処理
部８,９を介してそれぞれ所定の画像処理（２値化）が
施された後、前記欠陥判定部４に与えられて後述するよ
うに欠陥検査されるようになっている。

【００１６】尚、ここでは２体のモノクロームカメラ
５,６に青色透過フィルタおよび赤色透過フィルタをそ
れぞれ装着して青色光成分Ｂおよび赤色光成分Ｒの各周
面画像Ｃb,Ｃrを得るものとして説明するが、１台のモ
ノクロームカメラだけを用い、該モノクロームカメラに
装着するフィルタを交互に交換することで、青色光成分
Ｂおよび赤色光成分Ｒの各周面画像Ｃb,Ｃrを交互に撮
像入力するようにしても良い。またモノクロームカメラ
に青色透過フィルタおよび赤色透過フィルタを選択的に
装着することに代えて、前記試験断熱材Ｘおよび標準断
熱材Ｙ2の周面を照明する光自体を、青色光波長の照明
光および赤色光波長の照明光として交互に切り替え、こ
れらの各照明光条件において前述した青色光成分Ｂおよ
び赤色光成分Ｒの各周面画像Ｃb,Ｃrをそれぞれ求める
ようにしても良い。この場合、前述した青色透過フィル
タおよび赤色透過フィルタをそれぞれ併用することも勿
論可能である。

【００１７】ここで上述した如く撮像される各画像と試
験断熱材Ｘにおけるに欠陥とについて説明する。断熱材
の表面に生じる色ムラはその主体である繊維模様をなす
黄色に対して、その製造時に含まれる水分に起因して生
じる未焼け部分の白色部分と、その成形に用いた接着剤
の塊をなす茶色部分とからなる。このような白色部分お
よび茶色部分を、その主体をなす黄色領域から検出しよ
うとした場合、例えば全波長領域の白色光での照明条件
下においては白色と黄色との輝度レベル差が小さく、ま
た黄色と茶色との輝度レベル差の小さいので、これらの
変色（色ムラ）部分を確実に検出することが困難であ
る。しかも照明ムラがあったり、その照明条件が変化す
ると、その検出が益々困難となる。

【００１８】そこで本装置においては、前述したように
断熱材周面の青色光成分（青波長領域）だけを単色画像
として取り込むことで、上記白色部分と茶色部分との輝
度レベル差を強調し、これによって白色部分および茶色
部分からなる色ムラを確実に検出し得るようにしてい
る。即ち、白色は全波長領域を含む光成分であり、青色
透過フィルタを介してその青色成分だけを選択的に抽出
したとしても、その輝度レベルが落ち込むことがない。
これに対して茶色は黄色よりも輝度レベルが低い上、赤
色成分を多く含んでおり、青色透過フィルタを介してそ
の青色成分だけを選択的に抽出するとその輝度レベルが
大幅に落ち込む（低下する）。このような白色および茶
色に対して、その主体をなす黄色は、赤色と緑色との中
間波長成分からなり、青色透過フィルタを介してその青
色成分だけを選択的に抽出してもその輝度レベルの落ち
込みは僅かである。

【００１９】従って青色透過フィルタを介して白色、黄
色、茶色の各色成分における青色成分を選択的に抽出す
ると 青［白］＞黄＞（赤）＞茶 の順序でその輝度レベルが変化し、黄色を主体とする断
熱材の表面に対して白色および茶色の変色（色ムラ）部
分が強調されて白色部分が明るく（高輝度）、また茶色
部分が暗く（低輝度）なる。青色透過フィルタを装着し
たモノクロームカメラ５は、このような性質を有する青
色光成分（青色波長領域）Ｂの周面画像Ｃbを取り込む
ことで、白色および茶色の変色部分（色ムラ部分）の検
出の容易化を図っている。

【００２０】一方、断熱材の表面に存在する凹凸は、そ
の側方からの照明光による陰影として現れる。しかし凹
凸に起因する陰影は、断熱材の表面に現れる繊維模様と
の区別が付き難い。そこで本装置においては、前述した
ように断熱材周面の赤色光成分（赤波長領域）だけを単
色画像として取り込むことで、凹凸に起因する陰影だけ
を強調した情報とし、その凹凸欠陥を確実に検出し得る
ようにしている。

【００２１】即ち、前述した白色は全波長領域を含む光
成分であるから、赤色透過フィルタを介してその赤色成
分だけを選択的に抽出したとしても、その輝度レベルが
落ち込むことがない。また茶色は赤色成分を多く含んだ
ものであるから、赤色透過フィルタを介してその赤色成
分だけを選択的に抽出してもその輝度レベルが落ち込む
ことはない。更にその主体をなす黄色は、赤色と緑色と
の中間波長成分からなり、赤色透過フィルタを介してそ
の赤色成分だけを選択的に抽出してもその輝度レベルの
落ち込みは僅かである。また黄色の繊維模様は薄黄色と
濃黄色からなる色差の少ないものであり、赤色透過フィ
ルタを介してその赤色成分だけを選択的に抽出するとそ
の差が殆ど失われる。

【００２２】この結果、赤色透過フィルタを介して断熱
材の周面画像Ｃr（Ｃrx,Ｃry）を求めると、上述した白
色部分、茶色部分、および繊維模様をなす黄色部分の輝
度レベルがほぼ等しくなり、これらの違いを見分けるこ
とが殆ど不可能になる。その反面、凹凸に起因する陰影
は輝度レベルの差としてそのまま現れるので、これによ
って断熱材表面の凹凸に起因する陰影を強調した画像Ｃ
rを得ることが可能となり、色ムラや繊維模様に左右さ
れることなく、その凹凸欠陥を容易に検出することが可
能となる。

【００２３】これに対して断熱材の切断端面には、グラ
スウールの巻き付けによる黄色の層状の模様が現れる。
そしてこの切断端面には、希に白色の未焼け部分が露出
することがある。しかもこの切断端面における色ムラ
は、前述した断熱材表面の色ムラよりも微妙な色変化と
して現れることが多い。そこで本装置においてはその微
妙な色変化を確実に検出するべく、単色画像よりもより
色情報量が格段に多いカラー画像として切断端面の画像
Ｅを求め、その輝度情報から白色の変色部分（色ムラ部
分）を検出するものとなっている。特に上記カラー画像
は、その照明条件によって色情報に違いが生じ易いこと
から、標準断熱材Ｙ1の切断端面像Ｅyと試験断熱材Ｘの
切断端面画像Ｅxとを１つの画像上に同時に得、上記標
準断熱材Ｙ1の切断端面像Ｅyの色情報を基準として試験
断熱材Ｘの切断端面画像Ｅxを判定処理することで、照
明条件の揺らぎに拘わることなくその変色部分（色ムラ
部分）を確実に検出するものとなっている。

【００２４】かくしてこのように構成された装置によれ
ば、前記カラーカメラ２は、例えば図２(ａ)に示すよう
に標準断熱材Ｙ1および試験断熱材Ｘの各切断端面を並
べて撮像した端面画像Ｅy,Ｅxを含む検査画像Ｅを得る
ことになる。またモノクロームカメラ５,６は前記試験
断熱材Ｘの回転に伴ってその周面を展開した状態で、例
えば図２(ｂ)に示すような青色光成分の周面画像Ｃb
（Ｃbx,Ｃby）と、図２(ｃ)に示すような赤色光成分の
周面画像Ｃr（Ｃrx,Ｃry）とをそれぞれ得ることにな
る。

【００２５】しかして端面画像処理部３は、図２(ａ)に
示すように標準断熱材Ｙ1および試験断熱材Ｘの各端面
画像Ｅx,Ｅyを含むＲＧＢ３原色のカラー画像を、その
輝度成分Ｖ、色彩成分Ｓ、および色相成分Ｈに変換処理
している。そして欠陥判定部４は、特にＲＧＢ３原色の
カラー画像中の青成分画像Ｂと、変換された色彩成分画
像Ｓおよび色相成分画像Ｈとに着目し、端面画像Ｅyか
ら求められる基準に従って端面画像Ｅxを判定し、その
不良部分（白色への変色部分）を検出している。

【００２６】より具体的には欠陥判定部４は、上記画像
Ｅの輝度成分画像Ｖを、予め仮設定されている閾値Ｔh1
を用いて２値化し、その２値画像に従って前記標準断熱
材Ｙ1を示す端面画像Ｅy中の検査対象エリアを仮設定す
る。そしてこの検査対象エリアにおける平均輝度値Ｋ1
を計算し、この平均輝度値Ｋ1に基づいて最適な２値化
閾値Ｔh2を設定する。

【００２７】このような前処理を経て前記画像Ｅの輝度
成分画像Ｖを、再度、上記２値化閾値Ｔh2を用いて２値
化し、その２値化画像から標準断熱材Ｙ1を示す端面画
像Ｅy中の検査対象エリア、および試験断熱材Ｘを示す
端面画像Ｅx中の検査対象エリアをそれぞれ設定する。
しかる後、前記標準断熱材Ｙ1を示す端面画像Ｅy中の上
述した如く設定された検査対象エリアについて、特にそ
の青成分画像Ｂ、色彩成分画像Ｓ、および色相成分画像
Ｈのそれぞれについて、その平均輝度値Ｋb,Ｋs,Ｋh
と、輝度の分散値Ｄb,Ｄs,Ｄhとをそれぞれ求める。そ
してこれらの各平均輝度値Ｋb,Ｋs,Ｋh、および各分散
値Ｄb,Ｄs,Ｄhに基づき、前記試験断熱材Ｘを示す端面
画像Ｅx中の検査対象エリアにおける各部の輝度値Ｋが Ｋb−αb・Ｄb ≦Ｋ≦Ｋb−βb・Ｄb （αb,βbは係数） Ｋs−αs・Ｄs ≦Ｋ≦Ｋs−βs・Ｄs （αs,βsは係数） Ｋh−αh・Ｄh ≦Ｋ≦Ｋh−βh・Ｄh （αh,βhは係数） なる条件を満たすか否かを判定する。そして上記条件が
満たされない部分を不良箇所領域Ｎb,Ｎs,Ｎhとして検
出する。この際、上記不良個所を前記端面画像Ｅx中に
おいて白色表示する等して、他の正常部分と識別強調表
示する。

【００２８】また更に前記青成分画像Ｂ、色彩成分画像
Ｓ、および色相成分画像Ｈにおいて不良個所として検出
された領域Ｎb,Ｎs,Ｎhの各面積（画素数）Ａb,Ａs,Ａh
をそれぞれ求め、その面積Ａb,Ａs,Ａhが所定の判定閾
値を超える場合には、これを不良品として判定する。更
にまた前記不良個所の領域Ｎb,Ｎs,Ｎhを、例えば Ｎbsh ＝Ｎb or（Ｎs and Ｎh） として論理処理してその全体の不良領域Ｎbshを求める
と共にその総面積Ａbshを求め、この総面積Ａbshが所定
の判定閾値を超える場合にも、これを不良品として判定
する。このようにして判定される不良品情報に従い、試
験断熱材Ｘの廃棄処理が行われる。

【００２９】一方、図２(ｂ)(ｃ)にそれぞれ示すように
求められた標準断熱材Ｙ2および試験断熱材Ｘの青色光
成分および赤色光成分の各周面画像Ｃb,Ｃrについて
は、次のような画像処理を施して欠陥検出がなされる。
即ち、上記周面画像Ｃb（Ｃr）については、先ずその輝
度成分（モノクローム画像）を予め仮設定されている閾
値Ｔh1b（Ｔh1r）を用いて２値化し、その２値画像に従
って前記標準断熱材Ｙ2を示す周面画像Ｃby（Ｃry）中
の検査対象エリアを仮設定する。そしてこの検査対象エ
リアにおける平均輝度値Ｋ1b（Ｋ1r）を計算し、この平
均輝度値Ｋ1b（Ｋ1r）に基づいて最適な２値化閾値Ｔh2
b（Ｔh2r）を設定する。

【００３０】このような前処理を経て前記周面画像Ｃb
（Ｃr）の輝度成分を、新たに設定された２値化閾値Ｔh
2b（Ｔh2r）を用いて再度２値化し、その２値化画像か
ら標準断熱材Ｙ2を示す周面画像Ｃby（Ｃry）中の検査
対象エリア、および試験断熱材Ｘを示す周面画像Ｃbx
（Ｃrx）中の検査対象エリアをそれぞれ設定する。尚、
周面画像Ｃbx（Ｃrx）中の検査対象エリアを設定するに
際しては、例えば試験断熱材Ｘの周面に設けられた切り
込み部を手掛かりとする等して、該試験断熱材Ｘの１周
分の周面画像だけを切り出す。

【００３１】しかる後、前記標準断熱材Ｙ2を示す周面
画像Ｃby（Ｃry）中の上述した如く設定された検査対象
エリアについて、その平均輝度値Ｋby（Ｋry）およびそ
の分散値Ｄby（Ｄry）をそれぞれ求める。そしてこれら
の平均輝度値Ｋby（Ｋry）および上記各分散値Ｄby（Ｄ
ry）に基づいて、前記試験断熱材Ｘを示す周面画像Ｃbx
（Ｃrx）中の検査対象エリアにおける各部の輝度値Ｋが Ｋbx−αbx・Ｄbx≦Ｋ≦Ｋbx−βbx・Ｄbx （αbx,βbxは係数） または Ｋrx−αrx・Ｄrx≦Ｋ≦Ｋrx−βrx・Ｄrx （αrx,βrxは係数） なる条件を満たすか否かを判定する。そして上記条件が
満たされな部分を不良箇所領域Ｍb（Ｍr）として検出
し、検出した領域Ｍb（Ｍr）の面積（画素数）Ｓb（Ｓ
r）を求め、その面積Ｓb（Ｓr）が所定の判定閾値を超
える場合には、これを不良品として判定する。この際、
上記不良個所を前記周面画像Ｃbx（Ｃrx）中において青
色（赤色）表示する等して、他の正常部分と識別強調表
示する。そして不良品として判定された試験断熱材Ｘに
ついては、その廃棄処理を促す。

【００３２】かくして上述した如くして欠陥検査を実行
する本装置によれば、断熱材の表面に現れる白色または
茶色の変色（色ムラ）欠陥、および凹凸欠陥をそれぞれ
高精度に検出することができる。しかも断熱材の繊維模
様をなす周面の色情報の影響を受けることなしに、画像
処理を有効に活用してその欠陥検査を行うことができ
る。また前述したように試験断熱材Ｘの画像を標準断熱
材Ｙ1（Ｙ2）の画像と共に同時に取り込み、標準断熱材
Ｙ1（Ｙ2）の画像情報を基準として試験断熱材Ｘの画像
を処理するので、例えば照明条件の揺らぎがあっても、
その影響を受けることなく一定の判定基準の下で欠陥検
査を実行することができ、検査精度の向上を図りうる。
従ってその検査処理効率の向上を図ることができ、更に
は照明条件等の試験環境の左右されることなく、常に安
定に一定の品質レベルで欠陥検査を行うことができる等
の実用上多大なる効果が奏せられる。

【００３３】尚、前述した如く１枚の画像として標準断
熱材Ｙ1および試験断熱材Ｘの端面像Ｅy,Ｅxを取り込ん
でいるので、例えば標準断熱材Ｙ1の端面像Ｅyから、そ
の厚み（既知）を画像幅Ｗyとして求め、この画像幅Ｗy
を基準として試験断熱材Ｘの端面像Ｅxにおける画像幅
Ｗxからその厚みを求めることも可能である。そしてそ
の厚みが所定の許容誤差範囲内にあるか否かを検証し、
これによってその寸法的欠陥についても検査するように
しても良い。

【００３４】この厚み検査については、前述した端面画
像中の輝度成分画像Ｖを用い、この成分画像Ｖを予め仮
設定されている閾値Ｔh1を用いて２値化し、その２値画
像に従って前記標準断熱材Ｙ1を示す端面画像Ｅy中の検
査対象エリアを仮設定する。そしてこの検査対象エリア
における平均輝度値Ｋ1を計算し、この平均輝度値Ｋ1に
基づいて最適な２値化閾値Ｔh2を設定する。そして上記
輝度成分画像Ｖを、新たに設定された２値化閾値Ｔh2を
用いて再度２値化し、その２値化画像から標準断熱材Ｙ
1を示す端面画像Ｅy中の検査対象エリア、および試験断
熱材Ｘを示す端面画像Ｅx中の検査対象エリアをそれぞ
れ設定する。尚、これらの処理については前述した端面
検査により求められる情報をそのまま用いることで、省
略することも可能である。

【００３５】しかる後、端面画像Ｅyにおける画像幅
（厚み）Ｗyをその画素数として求め、予め求められて
いる実際の厚みとの対応関係（比）を求める。その上で
同様にして端面画像Ｅxにおける画像幅（厚み）Ｗxをそ
の画素数として求め、上記比に従って試験断熱材Ｘの厚
みを算出する。そしてこの厚みＷxが、所定の許容誤差
範囲内にあるか否かを判定して、厚み寸法の良否判定を
行うようにすれば良い。

【００３６】また上述した画像処理による表面欠陥の検
査を終了した後、前記ローラ１ａ,１ｂ上に載置されて
いる試験断熱材Ｘの両端部および中央部の３箇所におい
て、例えば加圧シリンダを用いて所定の押圧力を加え、
これによって弾性的に撓みを生じる試験断熱材Ｘの周面
の凹み量（シリンダによる押し込み長）をＬl,Ｌc,Ｌr
としてそれぞれ計測する。そしてこれらの凹み量Ｌl,Ｌ
c,Ｌrから、例えばその偏差Δl,Δrを Δl ＝Ｌl−Ｌc ， Δr ＝Ｌ2−Ｌc として計算し、これらの偏差Δl,Δrを所定の判定閾値
と比較することで、硬さの偏りを検査するようにしても
良い。また更には支持機構１に重量計を組み込み、ロー
ラ１ａ,１ｂ上に載置されている試験断熱材Ｘの重量を
計測してその重量検査を実行するようにすることも可能
である。

【００３７】尚、上述した如く構成された装置において
は、３台のカメラ２,５,６を用いて試験断熱材（試験
体）Ｘの端面画像Ｅ、その周面の青色光成分の画像Ｃb
および赤色光成分の画像Ｃrを同時に得たが、前述した
ように照明光の色を変えながら試験断熱材Ｘの周面の青
色光成分の画像Ｃbおよび赤色光成分の画像Ｃrを順次に
得る場合には、例えば図３に示す処理手順に従ってその
処理を進めるようにすれば良い。即ち、先ず、前記支持
機構１のローラ１ａ,１ｂ上に試験断熱材Ｘが載置され
たな否かを判定する［ステップＳ１］。そして試験断熱
材Ｘのセットが確認されたとき、前記モータ２を回転駆
動して上記試験断熱材Ｘを回転させる［ステップＳ
２］。

【００３８】この状態においてカメラ２を介して断熱材
Ｘ,Ｙ1の端面像Ｅを入力し［ステップＳ３］、その入力
画像中の端面像Ｅyから色情報を検出し［ステップＳ
４］、この色情報を基準として試験断熱材Ｘの端面像Ｅ
xの色情報を判定する［ステップＳ５］。そして前述し
た如く変色した色の異なる部位（変色部位）を欠陥領域
として検出する［ステップＳ６］。そしてこの欠陥検出
部位を前記端面像Ｅx上において識別表示する［ステッ
プＳ７］。しかる後、前記端面画像Ｅx,Ｅyから前述し
たように試験断熱材Ｘの厚みを計測する［ステップＳ
８］。

【００３９】その後、先ず前記試験断熱材Ｘおよび標準
断熱材Ｙ2の周面に青色光（青色波長成分）を照射し
［ステップＳ１１］、前記カメラ５にて断熱材Ｘ,Ｙ2の
青色光成分からなる周面画像Ｃb（Ｃby,Ｃbx）を入力す
る［ステップＳ１２］。そしてその入力画像中の周面画
像Ｃbyからその平均輝度と分散値を求めて２値化閾値を
設定する等の前処理を施した後、前記周面画像Ｃbxから
１周分の周面画像を切り出し［ステップＳ１３］、前述
した如く閾値処理等を施すことにより変色欠陥部位を検
出する［ステップＳ１４］。そしてその検出した欠陥部
位を識別表示する［ステップＳ１５］。

【００４０】同様にして今度は前記試験断熱材Ｘおよび
標準断熱材Ｙ2の周面に赤色光を照射し［ステップＳ２
１］、前記カメラ６にて断熱材Ｘ,Ｙ2の赤色光成分から
なる周面画像Ｃr（Ｃry,Ｃrx）を撮像入力する［ステッ
プＳ２２］。そして前述した青色光成分の場合と同様に
所定の前処理を施した後、入力画像から１周分の周面画
像Ｃrxを切り出し［ステップＳ２３］、所定の閾値処理
等を施すことにより凹凸欠陥部位を検出する［ステップ
Ｓ２４］。そしてその検出した欠陥部位を識別表示する
［ステップＳ２５］。

【００４１】以上の一連した処理を実行したとき、例え
ば前記モータ２を停止させ［ステップＳ３１］、その重
量検査［ステップＳ３２］とその硬さの検査［ステップ
Ｓ３３］とを実行する。尚、重量検査は前記支持機構１
に組み込まれた重量センサを用いる等して行われる。ま
た硬さの検査は、前述したように加圧シリンダを用いて
行われる。これらの重量計測および硬さ計測は、画像処
理による欠陥検査とは独立に行われることは言うまでも
ない。

【００４２】かくして上述した如く構成された本装置に
よれば、断熱材Ｘに生じた欠陥を単純な画像処理だけ
で、簡易にして確実に検出することができる。特にその
素材であるグラスウールを所定の厚みに巻き込み成形し
た断熱材Ｘの端部に現れる欠陥と、その周面に生じる欠
陥とをそれぞれ精度良く検出することができる。しかも
標準断熱材の情報を同一撮像条件で同時に取り込みなが
ら、標準断熱材から求められる色（輝度）情報に基づい
て欠陥判定の基準を適切に設定して欠陥検査を行い得る
ので、触手検査や目視検査のような曖昧さがなく、常に
一定の品質評価レベルでの欠陥検査を行い得る等の効果
が奏せられる。この結果、その検査効率の向上を図るこ
とができ、安定した品質管理が可能となる等の実用上多
大なる効果が奏せられる。

【００４３】また前述した如く構成された装置によれ
ば、円筒状の断熱材Ｘをローラ１ａ,１ｂ上で回転させ
ながらその端面および周面の画像を取り込むので、簡易
にして効率的にその全周に亘る画像情報を入力すること
ができる。しかもローラ１ａ,１ｂ上で回転する断熱材
の上面を、その軸方向に走査して画像入力するだけでよ
いので、断熱材の周面の全域を一定の撮像（照明）条件
で安定に撮像することができる。更には標準断熱材の情
報を同一撮像条件で同時に取り込みながら、標準断熱材
から求められる色（輝度）情報を基準として試験断熱材
の画像を処理するので、照明条件の揺らぎ等に拘わるこ
となく常に安定した画像を得て欠陥検出に供し得る等の
効果が奏せられる。

【００４４】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えばグラスウールを平板状に成形し
た断熱材の表面欠陥を検査する場合にも同様に実施する
ことができる。但し、この場合には平板状の断熱材の表
面を２次元走査して、その全面の画像を得るようにすれ
ば良い。また赤色透過フィルタに代えて実質的に赤色と
看做し得る橙色透過フィルタを用いることも可能であ
る。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、断
熱材の表面に生じる変色を伴う欠陥部位や凹凸状の欠陥
を、該断熱材の表面を撮像した画像から簡易に、且つ精
度良く検出することができる。特に主として黄色の繊維
模様をなす断熱材の表面の、青色光成分からなる像と赤
色光成分からなる像とをそれぞれ得ることで、その変色
が強調された画像および凹凸に伴う明度差が強調された
画像を得、これらの各画像から変色欠陥と凹凸欠陥とを
それぞれ検出するので、その検出精度を効果的に高め得
る等の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る断熱材の欠陥検査装
置の概略構成図。

【図２】図１に示す欠陥検査装置で求められる断熱材の
端面画像および周面画像の例を模式的に示す図。

【図３】実施例装置における概略的な検査処理手順の一
例を示す図。

【符号の説明】

１ 支持機構 ２ カラーカメラ（端面画像の撮像手段） ３ 端面画像処理部 ４ 欠陥判定部 ５,６ モノクロームカメラ（周面画像の撮像手段） ７ａ,７ｂ 照明光源 ８ 周面画像処理部 ９ 周面画像処理部

フロントページの続き (72)発明者 加藤木 保男 東京都港区虎ノ門２丁目２番１号 日本た ばこ産業株式会社エンジニアリング部内 Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA02 DA03 DA04 DA05 DA13 DA34 DA35 DA52 2G051 AA90 AB06 AB07 AB20 BA04 CA04 CB01 DA05 EA11 EB01 EC03 FA10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グラスウールを接着剤を用いて板状また
   は円筒状に成形してなる断熱材を、欠陥検査の基準とす
   る標準断熱材と並べて支持する支持機構と、 この支持機構に支持された上記試験断熱材および前記標
   準断熱材の各切断端面を同一視野内に捉えて同時に撮像
   し、その撮像画像中の前記標準断熱材の色情報を基準と
   して前記試験断熱材の色情報を判定して該試験断熱材に
   おける切断端面の欠陥を検出する端面欠陥検出手段と、 前記試験断熱材の表面の青色光成分からなる像を撮像
   し、この青色光成分の画像を所定の閾値で弁別して前記
   試験断熱材の表面における変色欠陥を検出する変色欠陥
   検出手段と、 前記試験断熱材の表面の赤色光成分からなる像を撮像
   し、この赤色光成分の画像を所定の閾値で弁別して前記
   試験断熱材の表面における凹凸欠陥を検出する凹凸欠陥
   検出手段とを具備したことを特徴とする断熱材の欠陥検
   査装置。
2. 【請求項２】 前記変色欠陥検出手段は、青色透過フィ
   ルタを介して前記試験断熱材の表面の青色光成分からな
   る画像を得、前記凹凸欠陥検出手段は、赤色透過フィル
   タを介して前記試験断熱材の表面の赤色光成分からなる
   画像を得ることを特徴とする請求項１に記載の断熱材の
   欠陥検査装置。
3. 【請求項３】 前記変色欠陥検出手段は、青色光源にて
   照明された前記試験断熱材の表面を撮像して青色光成分
   からなる画像を得、前記凹凸欠陥検出手段は、赤色光源
   にて照明された前記試験断熱材の表面を撮像して赤色光
   成分からなる画像を得ることを特徴とする請求項１に記
   載の断熱材の欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 前記支持機構は、円筒状に成形してなる
   断熱材の周面を支持し、該断熱材を回転させる回転部材
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の断熱材の欠
   陥検査装置。
5. 【請求項５】 前記各欠陥検出手段は、前記試験断熱材
   の画像中の欠陥が検出された部位をそれぞれ識別強調表
   示する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の
   断熱材の欠陥検査装置。